DK156365B - Arrangement til elektrode-regulering af en lysbueoarrangement til elektroderegulering af en lysbueovvn n - Google Patents

Description

DK 156365 B

- 1 -

Opfindelsen angår et arrangement til elektroderegulering af en fra en transformator fødet lysbueovn, med en impedansregulator for hver elektrode, der styrer det tilhørende indstillingsorgan for højdeindstillingen af elektroden eller 5 styrer hver af elektroderne i vekselstrømsovne, hver med et måleorgan til afgivelse af en med den mellem transformatorens sekundære tilslutningsklemme og ovnkappen målt elektrodespænding proportional størrelse og en med elektrodestrømmen proportional størrelse.

10 Målingen af modstanden af en lysbueovn ved division af effekten med kvadratet på elektrodestrømmen kendes i princippet fra DEfremlæggelsesskrift 10 49 000. Her anvendes den målte modstandsværdi imidlertid ikke til regulering af drivmidlet for elektroderne. Bestemmelsen af andre elektriske 15 værdier, som anvendes til regulering af en lysbueovn, ved division kendes ligeledes fra US-patentskrift 40 96 344.

I kendte arrangementer af denne art fås for reaktansen, altså impedansen, en reguleringsafvigelse umiddelbart fra de med elektrodespændingen mellem transformatortilslutningsklem-20 me og ovnkappe og elektrodestrømmen proportionale målestørrelser (DE patentskrift 1 183 185, DE fremlæggelsesskrift 1 163 996).

Desuden er det kendt at ændre den tilsigtede impedansværdi i afhængighed af lysbueovnens fødespænding ved hjælp af 25 en funktions giver, som kan påvirkes af en med elektrodespændingen proportional størrelse. (US patentskrift 2 367 979, DE-fremlæggelsesskrift 2 238 006).

Strengt taget arbejder det kendte arrangement ifølge det DE-fremlæggelsesskrift 2 238 006 i princippet ikke med en im-30 pedansregulering, men med en lineariseret admittansregule-ring.

Til grund for opfindelsen ligger den opgave at udforme elektrodereguleringen af den indledningsvis angivne art med en ulineær impedansregulering således, at der opnås et hur-35 tigst muligt løft af elektroderne i kortslutningstilfælde og

DK 156365 B

- 2 - under starten en omgående afbrydelse af sænkningsbevægelsen af den forudløbende elektrode, som berører det til smeltning bestemte gods.

Ifølge opfindelsen løses denne opgave ved, at regule-5 ringsafvigelsen dannes som differens mellem en på forhånd givet tilsigtet impedansværdi og en ved hjælp af et divisionsled fra måleværdierne udvundet aktuel impedansvaardi, at der efter divisionsleddet er koblet et første koblingsled til afgivelse af et signal, som i kortslutningstilfælde styrer re-10 gulatoren fuldt ud, og at der til et led, som danner summen af målestørrelserne, er tilsluttet et andet koblingsled, som spærrer udgangen fra impedansregulatoren på det tidspunkt, hvor summen er nul.

Opfindelsen forklares i det følgende nærmere ved hjælp 15 af et på tegningen vist udførelseseksempel.

Elektroderne 1, 2, 3 i en vekselstrømslysbueovn 4 er via en trinvis indstillelig transformator 5 tilsluttet et vekselstrømsnet. Som antydet tilføres varme til den i ovnen værende smelte ved hjælp af lysbuerne. Hver elektrode i lysbueovnen 20 er udstyret med en reguleringsanordning. Eftersom reguleringsanordningerne konstruktivt svarer til hinanden, vises på tegningen kun reguleringsanordningen til elektroden 1 i enkeltheder. Elektrodeafstanden, som tilnærmet svarer til lysbuelængden, kan indstilles ved hjælp af et indstillingssystem 25 6, fx. et elektrohydraulisk indstillingssystem, ved ændring af højdeindstillingen for elektrodeholderarmene. Indstillingsleddet 6 er tilsluttet udgangen fra en proportionalt virkende impedansregulator 7, hvis forstærkning K på hensigtsmæssig måde kan ændres i afhængighed af ovntransformato-30 rens trinindstilling. Et måleled 13, som består af en strømtransducer og en ensretter, leverer et signal li, som er proportionalt med den strøm, som løber gennem elektroden, og et andet måleled 14, som består af en spændings transducer og en ensretter, leverer et signal ϋχ, som er proportionalt med 35 ovnspændingen mellem den tilhørende sekundærklemme i ovn-

DK 156365 B

- 3 - transformatoren og det af ovntruget dannede stjernepunkt. Målestørrelserne, som er proportionale med elektrodestrømmen og elektrodespændingen, tilføres over hver sit lavpasfilter 11 og 12 til et divisionsled 10, som afgiver den aktuelle impe-5 dansværdi Z. Udgangen fra divisionsleddet er via et førsteor dens lavpasfilter 9, hvis tidskonstant er relativt stor, forblindet med et sammenligningspunkt 8, i hvilket der ud fra en på forhånd given tilsigtet impedansværdi Z^ og den aktuelle værdi Z dannes reguleringsafvigelsen som indgangstørrelse til 10 impedansregulatoren 7.

Endvidere tilføres den aktuelle impedansværdi til et med lavpasfilteret 9 parallelt koblet koblingsled 15 med tostillingsforhold. Hvis en kortslutning er under udvikling, afgiver koblingsleddet, såsnart den tilsigtede impedansværdi når 15 en på forhånd given værdi Z^, som ligger ubetydeligt over kortslutningsimpedansens værdi, en signalspænding, som bevirker den fulde udstyring af impedansregulatoren, således at elektroden løftes med den største hastighed.

I et summationsled 16 dannes løbende summen af de to må-20 lestørrelser, som er udglattet i lavpasfiltrene 11 og 12. Udgangen fra impedansregulatoren spærres via en til summationsleddet tilsluttet tostillingsafbryder 17, når summen har værdien nul, og har så nulpotentiale, som det er antydet på tegningen med omskifteren 7a. Med denne foranstaltning opnås, at 25 elektroden, som bevæger sig lodret under ovnens start, standses i det øjeblik, hvor den som den første berører det til smelting bestemte gods. I dette øjeblik er summen af målestørrelserne nul, fordi spændingen bringes til nul og der endnu ikke løber nogen strøm, sålænge kun én elektrode er 30 kommet i berøring.

Ved hjælp af en overstrømsregulering 18, 19, 20, som griber afløsende ind på impedansreguleringen, nedsættes sliddet på ovnafbryderen, de termiske og dynamiske belastninger på elektroderne og indflydelsen fra netstøj. Til konstatering 35 af overstrømme, som navnlig forekommer ved smeltningen på

DK 156365 B

- 4 - grund af forøgelser i netspændingen eller ved kortslutninger i de tilstødende faser, findes der et udvælgelsesled 18, som detekterer den til enhver tid største strøm blandt de i de tre faser løbende strømme. Denne maximumværdi sammenlignes i 5 et sammenligningspunkt 19 med den tilladelige strøm 1^^ og differensen tilføres en overstrømsregulator 20, som virker som en proportional-integralregulator. Hvis den udvalgte max-imumstrømværdi overskrider den tilladte værdi, driver den positive differens regulatorens udgang til dennes positive 10 grænse og fører derved den variable begrænsning 7b i impedansregulatoren, der sædvanligvis er en del af regulatoren, til dens øvre grænseværdi, således at det til indstillingsleddet 6 tilførte indstillingssignal antager sin maximumværdi. Hvis den udvalgte maximumstrøm ikke når den tilladelige 15 strøm, styres indstillingsleddet 6 af alle de af impedansregulatorens udgangssignaler, som er større end den på et minimalt indstillingssignal indstillede nedre grænseværdi i begrænsningen 7b. For at overstrømsregulatoren skal reagere hurtigt, vælges overstrømsregulatoren 20's integrationskon-20 stant lille. Overstrømsreguleringen, som er fælles for alle. tre faser, indvirker via forbindelserne 21 og 22 på de to andre impedansregulatorer.

En ekstra begrænsnings indretning 24, 25 begrænser den tilsigtede impedansværdi Z . Begrænsningen 25 forhindrer ind-25 stillingen af tilsigtede værdier, som er mindre end kortslutningsimpedansen Z^. Dermed undgås det, at elektrodereguleringen gentagne gange driver anlægget i kortslutning. For at impedansreguleringen og overstrømsreguleringen ikke skal modarbejde hinanden i overstrømstilfælde, hæves den tilsigtede im-30 pedansværdi ved hjælp af begrænsningen 24 til en grænseværdi ZG, som i en forstærker 23 fastlægges ud fra forholdet mellem elektrodespændingen Oi og den tilladte elektrodestrøm lmax·

Det her beskrevne arrangement til elektroderegulering kan uden videre anvendes som resistansregulering, hvis elek-35 trodespændingen erstattes af en sand lysbuespænding, som ikke

DK 156365 B

- 5 - er tilgængelig for en umiddelbar måling, men som kan bestemmes indirekte.

5

Claims (4)

1. Arrangement til elektroderegulering af en fra en transformator (5) fødet lysbueovn (4), med en impedansregulator ( 7) for hver elektrode (1, 2, 3), der styrer det tilhørende indstillingsorgan (16) for højdeindstillingen af elektroden 5 (1, 2, 3) eller styrer enhver af elektroderne (1/ 2, 3) i vekselstrømsovne, hver med et måleorgan (13, 14) til afgi velse af en med den mellem transformatorens sekundære tilslutningsklemme og ovnkappen målt elektrodespænding proportional størrelse og en med elektrodestrømmen proportional 10 størrelse, kendetegnet ved, at reguleringsafvigelsen dannes som differens mellem en på forhånd givet tilsigtet impedansværdi og en ved hjælp af et divisionsled (10) fra måleværdierne udvundet aktuel impedansværdi, at der efter divisionsleddet er koblet et første koblingsled (15) til afgivel-15 se af et signal, som i kortslutningstilfælde styrer regulatoren (7) fuldt ud, og at der til et led (16), som danner summen af målestørrelserne, er tilsluttet et andet koblingsled (17), som spærrer udgangen fra impedansregulatoren på det tidspunkt, hvor summen er nul.

2. Arrangement ifølge krav 1, kendetegnet ved, at et som et førsteordens filter med stor tidskonstant udformet lavpasfilter (9) er koblet parallelt med det første koblingsled (15).

3. Arrangement ifølge krav 2, kendetegnet ved, 25 at den tilsigtede impedansværdi ved hjælp af en begrænsningsindretning (23, 24, 25) dels begrænses til en minimalværdi, dels følger forholdet mellem elektrodespændingen og den tilladte elektrodestrøm.

4. Arrangement ifølge ethvert af de foregående krav, 30 kendetegnet ved, at impedansregulatorens (7) forstærkningsgrad står i indstillingsafhængighed af transformatorens (5) spændingstrin.