Регулятор мощности дуговой электропечи

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОЬЕЕтИНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii> 989756

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (5I)N. Кл. (22)Заявлено 26. I1.80(21) 3008438/24-07

Н 05 В 7/148

F 27 О 11/10 с присоединением заявки М

Геауаарствеках1 кемктет (23) Приоритет

СССР (5З) Ю K 621. 365 .22{088.8) Опубликовано15. 01. 83. Бюллетень Рй 2

Дата опубликования описания 1с.01,83 ае валам набретеккк и етхрытий (72) Авторы изобретения

М. М. Соколов и В. П. Рубцов

Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской--революции энергетический институт (7I ) Заявитель (54) РЕГУЛЯТОР -МОЩНОСТИ ДУГОВОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ

15

1

Изобретение относится к электротермии и может быть использовано для автоматического регулирования мощности дуговой электропечи, например сталеплавильной.

Известны регуляторы мощности дуговой электропечи, содержащие датчики тока и напряжения дуги, элементы сравнения, усилители и известно устройство для управления шаговым.двигателем, содержащее два триггера и мультивибратор, подключенные по входу блока управления шаговым дви- .

Гателем (1 3.

Известное устройство не обеспечивает синхронизацию двух управляющих сигналов, поступающих на входы блока управления шаговым двигателем.

Известен также регулятор мощности дуговых сталеплавильных печей, в котором элемент сравнения сигналов датчиков тока и напряжения выполнен из двух исполнительных асинхронных двигателях, подключенных к дифференциальному редуктору, выход которого соединен со штоком золотникового распределителя (2 1.

Недостатками известных регулято" ров являются сложность, обусловленная большим количеством преобразовательных элементов тиристорных, магнитных, гидравлических, электромеханических и т.д.), и низкие быстродействие и точность, являющиеся следствием большого числа преобразователей.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является регулятор мощности дуговой. электропечи, содержащий датчики тока и напряжения печи, соединенные со входом двухканального реверсивного преобразователя напряжение-частота, и шаговый двигатель с блоком управления со входами прямого и обратного направления движения (33.

89756 ф

Регулятор содержит датчики тока

1 и напряжения.2, двухканальный реверсивный преобразователь 3 аналог.частота, выходы которого подключены ко К-входам RS-триггеров 4 и 5, соединенных своими S-входами с выходами мультивибратора 6, а выходами - со входами 7 и 8 блока 9 управления шаговым двигателем 10. Вал шагового . двигателя 10 через передачу (реечную или винтовую, которые не показаны ) связан со штоком золотникового распределителя 11. При использовании линейного шагового двигателя (что совершенно не требует изменения рассматриваемой структуры устройства) передача может быть исклю-. чена, что позволяет упростить регулятор и повысить его точность. 3олотниковый распределитель 11 управляет перемещением гидроцилиндра 12, перемещающего электрод 13. . В том случае, когда мощность шаговога двигателя 10 достаточна для непосредственного перемещения электрода 13, гидравлическая система может быть исключена. При этом вал шагового двигателя 10 через передачу

3 9

Недостатками указанного устройства являются также сложность, низкие быстродействие и точность, обусловленные использованием аналогового элемента сравнения и двойным преобразованием сигналов управления из электрических в механические и обратно.

Цель изобретения — повышение точности регулирования.

Поставленная цель достигается тем, что регулятор мощности дуговой электропечи снабжен токовым генератором с прямым и инверсным выходами и двумя

RS-триггерами, выход одного из которых подключен ко входу прямого направления движения блока управления шаговым двигателем, выход второгоко входу обратного напряжения этого блока, R-входы триггеров соединены с выходами укаэанного преобразователя, S-вход одного триггера связан с прямым выходом тактового генерато.ра, à S - вход другого триггера — с инверсным выходом этого генератора.

На фиг. 1 приведена функциональная схема предложенного регулятора; на фиг. 2 - временные диаграммы сигналов на отдельных элементах регулятора.

15 го

55 (реечную или винтовую) связывается с электродом 13.

Такое построение регулятора позволяет унифицировать структуру регулятора и сделать ее пригодной для любого типа привода: электромеханического и гидравлического.

Регулятор работает следующим образом.

Оба преобразователя аналог-частота, образующие двухканальный реверсивный преобразователь 3, непрерывно преобразуют аналоговые сигналы датчиков тока 1 и напряжения 2 (диаграммы От, И < на фиг.2) в последовательности импульсов 1т —- Ити н=1 н (фиг.2). Обе последовательности импульсов Гт и f11 одновременно поступают на оба входа 7 и 8 блока 9 управления шаговым двигателем 10.Блок управления совместно с шаговым двигателем 10 производит алгебраическое сложение 1,вычитание ) частот, в результате чего его суммарная скорость (см. фиг.2). 1=0 (" т "н ) где с - шаг двигателя (угол поворота ротора на один командный импульс).

При равенстве сигналов И т и 0н что соответствует положению равновесия, соответственно равны f1- и и шаговый двигатель находится в заторможенном состоянии (ш =О).

Поскольку последовательности импульсов несинхронизированы между собой импульсы на оба входа управления двигателя. 10 могут поступать одновременно. Распределитель импульсов в блоке управления (счетное устройство, преобразующее одноканальную последовательность импульсов и многофазную систему, напряжения, подаваемых на шаговый двигатель) при поступлении импульсов управления на оба входа находится в неопределенном состоянии, что может привести к пропуску шагов.

Для исключения этого в предлагаемом устройстве используется мультивибратор 6 и два RS-триггера 4 и 5, которые вводят временный сдвиг между импульсами, одновременно поступающими на оба входа блока управления.

Частота Г (фиг.2) мультивибратора 6 выбирается в 5- 10 раз большей максимальной частоты управляющих импульсов, т.е. f „ =(5-10) 1 =(5-10)f11.

Каждый импульс управления поступает

989756

Формула изобретения

5 на R-вход соответствующего триггера

4 (51 и переводит его в состояние, соответствующее -логической "единице" на выходе. При этом импульс на вход блока управления непроходит.

Триггер запоминает импульс, поступивший на его R-вход. На вход блока управления импульс с выхода триггера проходит только после поступления на S-вход импульса "опроса" с мультивибратора 6. Так как "опрос" триггеров 4 и 5 осуществляется импульсами мультивибратора 6, сдвинутыми во времени на половину периода (импульсы опроса снимаются с разных

- плеч мультивибратора), то обеспечивается временная рассинхронизация импульсов, поступающих на входы блока управления (см. f и f на фиг.2), даже при одновременной их подаче на 20

R-входы триггеров 4 и 5.

Предлагаемая структура регулятора мощности обладает широкими возможностями и универсальностью применительно к различным типам приводов как 2S электромеханических, так и гидравлических. Зона нечувствительности регулятора может изменяться путем регулирования порога срабатывания (DU т и дцк на фиг. 2) преобразователя 3, изме-. 3o нение уставки мощности-регулированием коэффициента передачи каналов преобразователя 3 аналог-частота. Корректирующие сигналы определяющие тот или иной закон регулирования, могут быть введены между датчиками и преобразователем аналог-частота.

Технико-экономический эффект от внедрения предлагаемого устройства обусловлен значительным (более чем 4в в два раза ) сокращением аппаратуры, упрощением изготовления и особенно настройки регулятора, надежности за счет использования дискретной элементной базы, а также повышения точности и быстродействия, т.е. повышения производительности печи.

Регулятор мощности дуговой электропечи, содержащий датчики тока и напряжения дуги, соединенные со входами двухканального реверсивного преобразователя напряжение-частота, ша" говый двигатель с блоком управления со входами прямого и обратного направления движения, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью вовы" шения точности регулирования, он снабжен тактовым генератором с пря-. мым и инверсным выходами и двумя

RS-триггерами, выход одного из кото- . рых подключен ко входу прямого направления движения блока управления шаговым двигателем, выход второгоко входу обратного направления этого блока, R-входы триггеров соединены с выходами указанного преобразовате- . ля, S-вход одного триггера связан с прямым выходом тактового генератора, а S-вход другого триггера — с инверсным выходом этого генератора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Исмаилов И. l0. Автоматические системы и приборы с шаговым двигателями". И., "Энергия", 1968, с.99105.

2. Фарнасов Г. А. Автоматизация процессов электроплавки стали. И., мИеталлургия", 1972, с. 97-100.

3. Авторское свидетельство СССР

H 512603, кл. H 05 8 7/18, 1974.

989756

Составитель Г. Тараканова

Редактор И. Келемеш Техред И.Надь Корректор И. Шароши

Заказ 11151/78 Тираж 843 Подписное

ВН!1ИПИ Государственного комитета СССР по.делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Н-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4