DE2841857B2

DE2841857B2 - Anordnung zur Impedanzregelung eines elektrischen Lichtbogenofens durch Höhenverstellung der Elektroden

Info

Publication number: DE2841857B2
Application number: DE2841857A
Authority: DE
Inventors: Gunter Dipl.-Ing. 8551 Heroldsbach Trauth
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1978-09-26
Filing date: 1978-09-26
Publication date: 1980-10-16
Also published as: DE2841857A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Impedanzregelung eines elektrischen Lichtbogenofens durch Höhenverstellung der Elektroden, mit einem im Regelkreis liegenden Multiplizierglied, von dessen Eingängen mindestens einer von einer elektrischen Betriebsgröße des Ofens beaufschlagt wird und das abhängig von dieser Größe eine Veränderung des Verstärkungsfaktors des Reglers bewirkt

Die Regelverstärkung einer bekannten Anordnung dieser Art kann mittels eines im Rückführzweig des Reglers liegenden Multipliziergliedes in Abhängigkeit von einer elektrischen Betriebsgröße des Ofens verändert werden. Die dem Multiplizierglied zugeführte Betriebsgröße ist die Sekundärspannung des Ofentransformators. Infolgedessen arbeitet der Regler bei hoher Spannung mit kleiner Verstärkung und bei niedriger Spannung mit großer Verstärkung, so daß die Gesamtverstärkung des Regelkreises angenähert konstant bleibt (Techn. Mitt AEG-TELEFUNKEN 63 (1973)6-S. 232 bis 235).

Die Elektrodentragarme von Lichtbogenofen können durch die das hydraulische Stellglied steuernden Stellbefehle der Regelung und durch von periodischen Schwankungen des Ofenstromes mit Frequenzen bis zu etwa 10 Hz hervorgerufene, auf die Elektroden wirkende Kräfte zu Schwingungen angeregt werden. Diese Schwingungen können die Kohleelektroden des Lichtbogenofens über ihre Bruchfestigkeit hinaus beanspruchen und dadurch zu unerwünschten Betriebsstörungen führen.

Für das Schwingungsverhalten der Elektrodentragarme ist die mechanische Konstruktion und die Position der Elektroden maßgebend. Die ungünstigsten Verhältnisse herrschen während des Einschmelzvorganges, da hier die vom Ofentransformator zu liefernde Leistung hoch ist, die Tragarme sich in ihrer oberen Position befinden und hohe Kurzschlußströme sowie zahlreiche Schrotteinbrüche auftreten.

Ausgehend von der bekannten Anordnung zur Elektrodenregelung liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, auf Stromschwankungen zurückzuführende Schwingungen der Elektrodentragarme unwirksam zu machen. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Multiplizierglied dem Regler vorgeschaltet ist, daß ein Eingang des Multipliziergliedes mit der Regelabweichung direkt und der andere Eingang mit einer von der Amplitude periodischer Schwingungen, die der Regelabweichung überlagert sind, abhängigen Größe derart beaufschlagt wird, daß am Ausgang des Multipliziergliedes das Produkt aus der Regelabweichung und einem sich gegenläufig zur Amplitude der Schwingungen ändernden Verringerungsfaktor auftritt Dadurch wird während des Auftretens von periodischen Schwankungen, bspw. von Flickererscheinungen, die Proportionalverstärkung des Regelers erniedrigt, ohne daß das dynamische Verhalten des Regelers beeinträchtigt wird.

Anhand eines in der Zeichnung als Blockschaltbild dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung im folgenden näher erläutert

Die aur dem Ofenstrom und der Ofenspannung ermittelte Regelabweichung Xd wird einerseits einem Quadriei glied 1 und andererseits einem Multiplikator 2 zugeführt Durch die Quadrierung werden Schwankungen großer Amplitude wesentlich stärker als Schwankungen kleiner Amplitude erfaßt Dem Quadrierglied 1 ist ein Differenzierglied 3 mit Glättung nachgeschaltet, durch das statische Regelabweichungen ausgeschaltet werden. An den Ausgang des Differenziergliedes 3 ist eine Gleichrichteranordnung 4 angeschlossen, deren Ausgangssignal, das dem Betrag der quadrierten und differenzierten Regelabweichung entspricht, einem Integrator 5 mit nachgeschaltetem Begrenzer 6 zugeführt ist An einem weiteren Eingang des Integrators liegt eine mittels eines Potentiometers 7 fest einstellbare, in der Polarität dem Ausgangssignal der Gleichrichteranordnung entgegengesetzte Spannung. Übersteigt der zeitliche Mittelwert des Ausgangssignals der Gleichrichteranordnung die eingestellte Spannung, dann bewegt sich die Ausgangsspannung des Integrators von einer oberen Spannungsgrenze, z. B. +10 V, in Richtung auf eine untere Spannungsgrenze, z. B. +3 V. Infolgedessen ändert sich die Polarität des Ausgangssignals des Integrators nicht Nimmt die Schwankungsamplitude der Regelabweichung ab, dann überwiegt der Wert der am Potentiometer eingestellten Spannung und die Ausgangsspannung des Integrators läuft an die obere Spannungsgrenze.

Im Multiplikator 2 wird die Ausgangsspannung des Integrators mit der Regelabweichung multipliziert und die sich daraus ergebende Größe dem Impedanzregler 8 zugeführt Dadurch ergibt sich eine Änderung der Proportionalverstärkung des Impedanzreglers in Abhängigkeit von der Ausgangsspannung des Integrators und damit von der Schwankungsamplitude der Regeleinrichtung. Durch die beispielsweise angenommene Begrenzung der Ausgangsspannung des Integrators auf + 10V und +3V ändert sich die Verstärkung des Reglers infolge des Auftretens von Schwankungen der Regelabweichung in den Grenzen 1 bis 0,3.

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Impedanzregelung eines elektrischen Lichtbogenofens durch Höhenverstellung der s Elektroden, mit einem im Regelkreis liegenden Multiplizierglied, von dessen Eingängen mindestens einer von einer elektrischen Betriebsgröße des Ofens beaufschlagt wird und das abhängig von dieser Größe eine Veränderung des Verstärkungs-Faktors des Reglers bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß das Multiplizierglied (2) dem Regler (8) vorgeschaltet ist, daß ein Eingang des Multipliziergliedes mit der Regelabweichung direkt und der andere Eingang mit einer von der Amplitude periodischer Schwingungen, die der Regelabweichung Oberlagert sind, abhängigen Größe derart beaufschlagt wird, daß am Ausgang des Multipliziergliedes das Produkt aus der Regelabweichung und einem sich gegenläufig zur Amplitude der Schwingungen ändernden Verringerungsfaktor auftritt

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelabweichung über ein Quadrierglied (1), ein Differenzierglied (3) mit Glättung und ein den Betrag bildendes Glied (4) 2s einem Integrator (5) zugeführt ist, dem eine einstellbare Vergleichsspannung vorgegeben ist und dessen Ausgangssignal über eine Begrenzerstufe dem zweiten Eingang des Multipliziergliedes (2) zugeführt ist.