Электрогидравлический регулятор для регулирования мощности дуговой электропечи

 

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ!

7!8

Союз Советских

Социалистических

Республик

1:,;о ютвттехтв тчтт.0-як ммчет@вт=--." иЯулЕ ; Е, Зависимое от авт. свидетельства хе—

111, 24/05

Заявлено 06.Х11.1967 (И 1201525/24-7) с присоединением заявки Л вЂ”

Приоритет

Опубликовано 10.1Х.1969. Бюллетень М 28

Дата опубликования описания 10.11.1970

Н 05Ь

Комитет по делам изобретений н открытий при Сонете Министров

СССР

621.365.22(088.8) Авторы изобретения

И. T Прошкин, Я. Д. Бритва, Б. M. Ларионов, В. А. Никитин, К. М. Хасин и В. М. Эдемский

Заявитель

ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ МОЩНОСТИ ДУГОВОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ

Известные электрогидравлические регуляторы для регулирования мощности дуговой электропечи путем перемещения электродов,,содержащие приводной гидроцилиндр, блок задания номинальной мощности и электромеханический преобразователь сигналов рассогласования по току и:напряжению фазы, механически соединенный с плунжером силового управляющего золотника, имеющего зону нечувствительности,,подключенного;к напорной и сливной магистралям, не обеспечивают точного поддержания заданного уровня электрической энергии, вводимой в ванну электропечи.

Это объясняется, в частности, тем, что быстродействие регулятора ограничено, например, условиями устойчивости. Следовательно,,всегда с момента возникновения возмущения до

его ликвидации имеет место отклонение режима от заданного, причем чем больше амплитуда возмущения, тем больше и длительное отклонение. Кроме того, реальный регулятор, в отличие от идеального, в целях повышения устойчивости системы всегда имеет зону нечувствительности, в пределах, которой регулируемый параметр не контролируется. В современных регуляторах дуговых электропечей нечувствительность колеблется в пределах 3 — 7% от номинального значения регулируемого параметра, Известные вычислительные устройства, которые в процессе работы электропечи вычисляют разность между заданным и фактическим значением количества электроэнергии, вводимой в электропечь, а затем осуществляют кор5 рекцию уставки электрического режима. Однако они не нашли широкого применения ввиду их сложности.

Основной отличительной особенностью описываемого регулятора является то, что он

10 снабжен электрогидравлическим интегратором, состоящим из двух симметричных секций, один, выход, каждой из которых связан с блоком задания номинальной мощности, другой выход через запорный золотник — со сливной

15 магистралью, вход через дополнительный управляющий золотник — с напорной магистралью, а плунжеры силового и дополнительного управляющих золотников механически соединены. Это повышает точность регулирова20 ния.

Отличие. состоит также.в конкретном использовании электрогидравлического интегратора.

Принципиальная схема предлагаемого регулятора представлена на фиг. 1; на фиг. 2 пока25 зан график его работы, где 1б — ток фазы печи; 6i — зона нечувствительности регулятора;

1, „, 1,т„— уставки тока печи; удельный расход электроэнергии; h.. — область минимального удельного расхода элек30 троэнергии; 1 — время.

251718

Электропечь 1 (см. фиг. 1) содержит трансформаторы фазного напряжения 2 и фазного тока 8, к зажимам которых подключаются однофазные конденсаторные двигатели 4 и 5 таким образом, что их моменты встречны.

Валы двигателей жестко соединены шестерней, находящейся в зацеплении с рейкой силовото золотника б, который управляет плунжером перемещения электрода 7.

Силовой золотник жестко сочленен с распределительным золотником 8. В отличие от силового золотника, имеющего положительное перекрытие, распределительный золотник имеет нулевое перекрытие,,иначе говоря, нулевую зону нечувствительности по,перемещению.

Полости распределигельного золотника сообщаются с объемными накопителями 9 и 10, жидкость из .которых раздельно периодически сливается через электрогидравлические золотники 11 и 12 или одновременно через золотник 18.

Разность уровней скопившейся в .накопителях жидкости измеряется двумя поплавками

14 .и 15, соединенными, коромыслом, имеющим подвижный заземленный, контакт.

В случае, когда электропечь работает в заданном режиме, сигналы на зажимах двигателей 4 и 5, управляющих силовым 6 и распределительным 8 золотниками равны, а плунжеры последних под воздействием установочных пружин находятся .в нулевом положении. При этом магистраль, соединяющая силовой золотник с плунжером электрода 7, и магистраль напора распределительного золотника перекрыты. Накопители 9 и 10 не содержат в себе жидкости, а их сливные магистрали заперты золотниками 11 и 12.

В случае, когда электропечь работает в режиме, отличном от заданного, с превышением мощности, например, возрастает ток фазы, а,напряжение ее снижается, тогда моменты, ;развиваемые двигателя ми 4 и 5, окажутся неравным и, и под воздействием избыточного момента двигателя 4 плунжеры силового б и распределительного 8 золотников переместятся ,на соответствующую величину. Если перемещение плунжера золотника б окажется за пределами границы зоны нечувствительности, то плунжер перемещения электрода 7 будет сообщен с напорной, магистралью гидравлического источника питания, и электрод 16 будет перемещаться вверх до тех пор, пока не восстановится равенство сигналов на двигателях

4 и 5.

Если перемещение плунжера силового золотника 6 произойдет в пределах границ зоны нечувствительности, то перемещения электрода 16 не последует, Однако в том и другом случае распределительный золотник 8, имеющий,нулевую зону нечувствительности, откроет доступ жидкости в,накопитель 9 в количестве, пропорциональном смещению его плунжера (иначе говоря, пропорционально амплитуде возмущения) и длительности отклонения. Поскольку профиль плунжера золотника 8 вы5

15 го

65 голнен пропорциональным, то количество жидкости, накопившейся в накопителе в процессе отклонения режима, пропорционально количеству электроэнергии, введенному в кон.кретном случае сверх заданной нормы.

В общем случае таких отклонений можег быть большое количество, и всякий раз жидкость будет накопляться в накопителе 9. Поскольку уровень жидкости в накопителе 9 превышает уровень жидкости в накопителе 10, то поплавок накопителя 9 расположится выше поплавка накопителя 10 и контакт К будет замкнут.

Однако, катушка реле Р, еще не находится под напряжением, так как .контакты реле времени .и блокировочного реле разомкнуты.

Реле времен и PB работает с независимым отсчетом времени и по истечении наперед заданного времени, например 10 мин, замыкаег свой, контакт,в цепи катушки реле Р (а,контакт К был замкнут ранее) и начинает отсчет времени заново.

При этом катушка реле Р>, получив питание, посредством промежуточного реле РП блокирует,контакт реле времени РВ, замыкает свой контакт в цепи двигателя 4, шунтируя сопротивление Яь повышая тем самым ток в цепи, что эквивалентно изменению уставки мощности, и подает питание на катушку золотника 11, установленного на сливе накопителя 9.

Повышение тока в цепи двигателя приводит к неравенству встречных моментов двигателей

4 и 5, в результате чего регулятор переместит электрод 16 вверх до восстановления равенства моментов двигателей, управляющих золотником б.

На графике (см. фиг. 2) это соответствует моменту, времени 1ь когда регулятор перешел из режима работы с уставкой I на режим работы с уставкой 1,„„. В течение времени

t=4 — tt, равном времени слива жидкости из накопителя 9 до выравчивания уровней жидко,сти в накопителях 9 и 10, регулятор работает с пониженной уставкой мощности печи, причем это понижение компенсирует ранее совершившийся перебор мощности. Время t=t> — t> экспериментально .подбирается регулировкой дросселя Др в зависимости от величины сопротивления R> (глубины коррекции).

Глубина, коррекции может быть такой, что коррекция произойдет в пределах б„— оптимального удельного расхода электроэнергии.

По истечении избытка жидкости из накопителя 9 контакт К размыкается, катушка реле

Р> обесточивается. Следовательно, размыкаются контакты реле Pq в цепи двигателя 4 и катушки золотника,11, а регулятор из режима работы с уставкой I,„„â момент времени t переходит в режим работы с уставкой 1, „.

В случае, когда электропечь работает в режиме, отличном от заданного, с понижением мощности, например ток фазы понижается, напряжение фазы воз растает, тогда момент двигателя 4 окажется меньше момента двигателя 5, и рейка:плунжера силового золотника b

251718 переместится в сторону соединения магистрали слива с плунжером перемещения электрода 7, и электрод 1б будет перемещаться до тех пор, шока не наступит равенство напряжений на двигателях 4 и 5.

Распределительный золотник 8 открывает доступ масла в накопитель 10. При подъеме поплавка 15 замкнется контакт Кь Затем, когда реле времени PB замкнет свой контакт, и катушка реле Р, окажется под напряжением, произойдет замыкание контакта, шунтирующего сопротивление Я в цепи двигателя 5, и произойдет смена уставки мощности в сторону ее увеличения. Длительность коррекции зависиг от,величины превышения уровня жидкости в накопителе 10 над уровнем жидкости в накопителе 9.

В процессе работы регулятора возмо>кен такой случай, когда накопление жидкости в накопителях 9 и 10 происходит одновременно так, что коррекция не последует, накопители с êàæóòñÿ переполненными. На этот случай в схеме предусмотрен золотник 18 быстрого сброса жидкости, который вступает в действие, когда контакты К и К разомкнуты, и В03Вращает схему к нулевым условиям.

Предмет изобретения

1. Электрогидравлический ретулятор для регулирования мощности дуговой электропечи путем перемещения электродов, содержащий приводной гидроцилиндр, блок задания номинальной .мощности и электромеханический преобразователь сигналов рассогласования по току и напряжению фазы, механически соединенный,с плунжером силового управляющего золотника, имеющего зону нечувствительности, подключенного к напорной и сливной магистралям, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования, он снабжен электрогидравлическим интегратором, состоящим из двух симметричHblx секций, один выход каждой из которых связан с указанным блоком задания номинальной мощности, второй выход через запорный золотник — со сливной магистралью, вход через дополнительный управляющий золотник —,с напорной магистралью, а плунжеры силового и дополнитель10 ного управляющих золотников механически соединены.

2. Регулятор по п. 1, отличающийся тем, что каждая из секций интегратора выполнена в виде цилиндра-накопителя:с поплавком, по15 плавки обоих цилиндров соединены уравновешивающим рычажным коромыслом, на котором закреплен заземленный подвижный контакт трехпозиционного контактора, каждый из двух неподвижных контактов которого I103,20 ключен к выходу катушки одного из двух реле, вторые выводы катушек которых объединены и соединены через контакты реле времени и блокирующие контакты с незаземленным полюсом источника питания цепей управления, 25 один контакт каждого .реле соединен с блоком задания номинальной мощности, а другой связан с электромагнитами, управляющими запорными золотниками цилиндров на выходе цилиндров-накопителей.

30 3. Регулятор по пп. 1 и 2, отличающийсятем, .то, с целью полного и быстрого опорожнения цилиндров-накопителей от жидкости при равенстве ее уровней в цилиндрах и подготовки интегратора к очередному циклу, цилиндры

35 снабжены дополнительными сливными патрубками, которые объединены и через вспомогательный запорный золотник соединены со сливной магистралью, а .катушка управления этого золотника управляется обоими указанными

40 реле.

Составитель А. Обух

Редактор В. Фельдман Техред 3. H. Тараненко Корректор А. С. Колабнн

Заказ 121/12 Тираж 480 Подписное

ЦНИИГ!И Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва K-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография пр. Сапунова, 2