JP3041317B2 - 直流アーク炉電源装置 - Google Patents
直流アーク炉電源装置Info
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、直流アーク炉に直流
電源を供給する直流アーク炉電源装置に関するものであ
る。
電源を供給する直流アーク炉電源装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】図４は、例えば１９９０年発行の刊行物
「電熱」発行Ｎｏ．５４に示された従来の直流アーク炉
電源装置を示す構成図である。図において、１は交流電
源、２は交流電源１からの交流電力の電圧を所定の電圧
に変圧する変圧器、３は変圧器２により所定の電圧とな
った交流電力をサイリスタ等の出力電圧を制御できる電
気弁で直流電力に変換する整流回路、４は整流回路３の
出力側に接続され、アーク短絡等により負荷インピーダ
ンスが急変した場合に負荷電流の変動を規制する直流リ
アクトル、５は整流回路３の直流出力電流が直流リアク
トル４を介して供給される電極６およびこの電極６に対
向して向けられ、溶鋼を貯留するポット７を有するアー
ク炉、８はアーク炉５に供給される電流を検出する電流
検出器、９は負荷電流を設定するコンピュータや可変抵
抗器等の電流設定信号を発生する電流設定信号発生器、
１０は電流検出器８からの検出電流と電流設定信号発生
器９からの電流設定信号を減算する減算器、１１は減算
器１０の出力信号に基づいて整流回路３を動作させる点
弧パルスを発生する点弧パルス発生器である。
「電熱」発行Ｎｏ．５４に示された従来の直流アーク炉
電源装置を示す構成図である。図において、１は交流電
源、２は交流電源１からの交流電力の電圧を所定の電圧
に変圧する変圧器、３は変圧器２により所定の電圧とな
った交流電力をサイリスタ等の出力電圧を制御できる電
気弁で直流電力に変換する整流回路、４は整流回路３の
出力側に接続され、アーク短絡等により負荷インピーダ
ンスが急変した場合に負荷電流の変動を規制する直流リ
アクトル、５は整流回路３の直流出力電流が直流リアク
トル４を介して供給される電極６およびこの電極６に対
向して向けられ、溶鋼を貯留するポット７を有するアー
ク炉、８はアーク炉５に供給される電流を検出する電流
検出器、９は負荷電流を設定するコンピュータや可変抵
抗器等の電流設定信号を発生する電流設定信号発生器、
１０は電流検出器８からの検出電流と電流設定信号発生
器９からの電流設定信号を減算する減算器、１１は減算
器１０の出力信号に基づいて整流回路３を動作させる点
弧パルスを発生する点弧パルス発生器である。
【０００３】次に動作について説明する。交流電源１に
よって供給される交流電力はその電圧を変圧器２により
所定の電圧に変圧され、整流回路３で直流電力に変換さ
れ、直流リアクトル４を介してアーク炉５に供給され
る。一方、電流設定信号発生器９からの電流設定信号か
ら電流検出器８からの電流検出信号（図示せずも整流回
路、抵抗で直流電圧に変換される）が減算器１０で減算
されて点弧パルス発生器１１に供給され、点弧パルス発
生器１１は減算器１０の出力信号に基づいて点弧パルス
を発生し、これにより整流回路３の動作が制御され、ア
ーク炉５に供給される直流電流が設定値で一定電流とな
るように制御される。
よって供給される交流電力はその電圧を変圧器２により
所定の電圧に変圧され、整流回路３で直流電力に変換さ
れ、直流リアクトル４を介してアーク炉５に供給され
る。一方、電流設定信号発生器９からの電流設定信号か
ら電流検出器８からの電流検出信号（図示せずも整流回
路、抵抗で直流電圧に変換される）が減算器１０で減算
されて点弧パルス発生器１１に供給され、点弧パルス発
生器１１は減算器１０の出力信号に基づいて点弧パルス
を発生し、これにより整流回路３の動作が制御され、ア
ーク炉５に供給される直流電流が設定値で一定電流とな
るように制御される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の直流アーク炉電
源装置は以上のように構成されているので、アーク短絡
等により負荷インピーダンスが変化した場合無効電力が
急激に変化するという問題点があった。すなわち直流ア
ーク炉の有効電力−無効電力の特性は、整流回路３に入
力される交流電圧ＥTと負荷電流すなわち直流電流Ｉｄ
が一定とすると、図５の軌跡ａに示すような１／４円上
を動くことになり、ここである定常状態にて、ある直流
電圧ＥA(Ｖ)と直流電流Ｉｄ(ＫＡ)で運転していると
き、有効電力と無効電力は図５の軌跡ａ上のＡ点の値Ｐ
1，Ｑ1であるものとする。この状態よりアーク電圧が急
に減少し、直流電圧がＥB(Ｖ)になった場合、図４によ
る定電流制御状態では、交流電圧ＥＴが一定であれば皮
相電力は一定となるので、それに合わせて整流回路３を
構成するサイリスタ等の電気弁の位相制御角が絞られ、
有効電力と無効電力は図５の軌跡ａ上のＢ点の値Ｐ2，
Ｑ2まで移動することになり、この結果無効電力はＱ1の
値よりＱ2の値へ急激に変化することになる。
源装置は以上のように構成されているので、アーク短絡
等により負荷インピーダンスが変化した場合無効電力が
急激に変化するという問題点があった。すなわち直流ア
ーク炉の有効電力−無効電力の特性は、整流回路３に入
力される交流電圧ＥTと負荷電流すなわち直流電流Ｉｄ
が一定とすると、図５の軌跡ａに示すような１／４円上
を動くことになり、ここである定常状態にて、ある直流
電圧ＥA(Ｖ)と直流電流Ｉｄ(ＫＡ)で運転していると
き、有効電力と無効電力は図５の軌跡ａ上のＡ点の値Ｐ
1，Ｑ1であるものとする。この状態よりアーク電圧が急
に減少し、直流電圧がＥB(Ｖ)になった場合、図４によ
る定電流制御状態では、交流電圧ＥＴが一定であれば皮
相電力は一定となるので、それに合わせて整流回路３を
構成するサイリスタ等の電気弁の位相制御角が絞られ、
有効電力と無効電力は図５の軌跡ａ上のＢ点の値Ｐ2，
Ｑ2まで移動することになり、この結果無効電力はＱ1の
値よりＱ2の値へ急激に変化することになる。
【０００５】ここで、交流電源１側における入力電圧の
フリッカ（ちらつき）について考えると、この入力電圧
のフリッカは入力電流の皮相電流変化によって生じるの
でなく、無効電流の変化によって大きく生じるので、定
電流制御状態で負荷インピーダンスの急変がおきると、
無効電力が急激に変動し、この結果入力電圧にフリッカ
を生じせしめ、蛍光灯のフリッカ等電源側の機器に悪影
響を与える。また、直流アーク炉は、交流アーク炉に比
べフリッカの発生が小さいと言われているが、それで
も、電源系統が弱く、また、アーク炉の容量がたとえば
１００トン程度と大きくなると、やはり上記の理由でフ
リッカが生じ、電源側の機器に悪影響を与える。
フリッカ（ちらつき）について考えると、この入力電圧
のフリッカは入力電流の皮相電流変化によって生じるの
でなく、無効電流の変化によって大きく生じるので、定
電流制御状態で負荷インピーダンスの急変がおきると、
無効電力が急激に変動し、この結果入力電圧にフリッカ
を生じせしめ、蛍光灯のフリッカ等電源側の機器に悪影
響を与える。また、直流アーク炉は、交流アーク炉に比
べフリッカの発生が小さいと言われているが、それで
も、電源系統が弱く、また、アーク炉の容量がたとえば
１００トン程度と大きくなると、やはり上記の理由でフ
リッカが生じ、電源側の機器に悪影響を与える。
【０００６】この発明はこのような問題点を解決するた
めになされたものであり、直流アーク炉の負荷インピー
ダンスが急変しても無効電力を一定に制御できるフリッ
カの低減された直流アーク炉電源装置を得ること目的と
する。
めになされたものであり、直流アーク炉の負荷インピー
ダンスが急変しても無効電力を一定に制御できるフリッ
カの低減された直流アーク炉電源装置を得ること目的と
する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明に係る直流アー
ク炉電源装置は、リアクトルを介してアーク炉の電極と
電気的に接続され、点弧信号により整流素子の点弧位相
が制御されることで所望の負荷電流を出力する整流回路
と、所定の負荷運転条件における負荷電流設定信号、負
荷電圧設定信号及び上記整流回路への交流入力電圧設定
信号を発生する設定信号発生手段と、該設定信号発生手
段からの各設定信号に基づいて無効電力の基準値を演算
する第１の演算手段と、上記アーク炉の電極と上記リア
クトルとの間の地点の負荷電圧を検出し、該負荷電圧と
上記無効電力の基準値より、無効電力が一定になるよう
な負荷電流の基準値を演算する第２の演算手段と、実際
の負荷電流を検出し、該負荷電流と上記負荷電流の基準
値との差が少なくなるような点弧位相で上記点弧信号を
上記整流回路へ出力する点弧信号発生手段とを備えたも
のである。
ク炉電源装置は、リアクトルを介してアーク炉の電極と
電気的に接続され、点弧信号により整流素子の点弧位相
が制御されることで所望の負荷電流を出力する整流回路
と、所定の負荷運転条件における負荷電流設定信号、負
荷電圧設定信号及び上記整流回路への交流入力電圧設定
信号を発生する設定信号発生手段と、該設定信号発生手
段からの各設定信号に基づいて無効電力の基準値を演算
する第１の演算手段と、上記アーク炉の電極と上記リア
クトルとの間の地点の負荷電圧を検出し、該負荷電圧と
上記無効電力の基準値より、無効電力が一定になるよう
な負荷電流の基準値を演算する第２の演算手段と、実際
の負荷電流を検出し、該負荷電流と上記負荷電流の基準
値との差が少なくなるような点弧位相で上記点弧信号を
上記整流回路へ出力する点弧信号発生手段とを備えたも
のである。
【０００８】
【作用】この発明においては、所定の運転条件における
負荷電流設定信号、負荷電圧設定信号及び整流回路への
交流入力電圧設定信号から無効電力の基準値を演算し、
この無効電力の基準値と実際の負荷電圧よりさらに負荷
電流の基準値を演算し、実際の負荷電流がこの負荷電流
の基準値と一致するように整流回路の整流素子の点弧位
相を制御する。これにより、負荷インピーダンスが急変
してもこれに応じて負荷電流が制御されるので、無効電
力が一定の値となる。
負荷電流設定信号、負荷電圧設定信号及び整流回路への
交流入力電圧設定信号から無効電力の基準値を演算し、
この無効電力の基準値と実際の負荷電圧よりさらに負荷
電流の基準値を演算し、実際の負荷電流がこの負荷電流
の基準値と一致するように整流回路の整流素子の点弧位
相を制御する。これにより、負荷インピーダンスが急変
してもこれに応じて負荷電流が制御されるので、無効電
力が一定の値となる。
【０００９】
実施例１ 以下、この発明の一実施例を図に基づいて説明する。図
１はこの発明の一実施例を示す構成図であって、図１に
おいて、図３と対応する部分には同一符号を付し、その
重複説明を省略する。図１において、９Ａは、負荷の運
転条件を設定するコンピュータや可変抵抗器等による運
転条件設定信号発生器であって、負荷電流設定信号ＩdS
と負荷電圧設定信号ＥdSと整流回路３の交流入力電圧設
定信号ＥSを発生する。２０は、運転条件設定信号発生
器９Ａからの各設定信号より、この運転条件における無
効電力の基準値を演算し、さらに、負荷電圧を検出し、
この負荷電圧と上記無効電力の基準値から負荷電流の基
準値を演算して減算器１０へ出力する負荷電流基準信号
発生器である。
１はこの発明の一実施例を示す構成図であって、図１に
おいて、図３と対応する部分には同一符号を付し、その
重複説明を省略する。図１において、９Ａは、負荷の運
転条件を設定するコンピュータや可変抵抗器等による運
転条件設定信号発生器であって、負荷電流設定信号ＩdS
と負荷電圧設定信号ＥdSと整流回路３の交流入力電圧設
定信号ＥSを発生する。２０は、運転条件設定信号発生
器９Ａからの各設定信号より、この運転条件における無
効電力の基準値を演算し、さらに、負荷電圧を検出し、
この負荷電圧と上記無効電力の基準値から負荷電流の基
準値を演算して減算器１０へ出力する負荷電流基準信号
発生器である。
【００１０】図２は負荷電流基準信号発生器２０の具体
的回路の一例を示す構成図である。図２において、負荷
電流基準信号発生器２０は、第１の演算手段としての無
効電力基準値演算部２１と、第２の演算手段としての負
荷電流基準値演算部２２とから成る。無効電力基準値演
算部２１は、運転条件設定信号発生器９Ａからの負荷電
圧設定信号ＥdSを２乗する２乗回路２１ａと、運転条件
設定信号発生器９Ａからの交流入力電圧設定信号ＥSを
２乗し、更に２倍する２乗・２逓倍回路２１ｂと、２乗
回路２１ａの出力を２乗・２逓倍回路２１ｂの出力信号
から減算する減算器２１ｃと、この減算器２１ｃの出力
信号の平方根を求める平方根回路２１ｄと、運転条件設
定信号発生器９Ａからの負荷電流設定信号ＩdSと平方根
回路２１ｄの出力信号を乗算する乗算回路２１ｅとを有
する。また、負荷電流基準値演算部２２は、負荷電圧を
検出する電圧検出回路２２ａと、この電圧検出回路２２
ａの出力信号を２乗する２乗回路２２ｂと、この２乗回
路２２ｂの出力信号を２乗・２逓倍回路２１ｅの出力信
号から減算する減算器２２ｃと、この減算器２２ｃの出
力信号の平方根を求める平方根回路２２ｄと、この平方
根回路２２ｄの出力信号で乗算回路２１ｅの出力信号を
除算する割算回路２２ｅとを有する。なお、無効電力基
準値演算部２１は、特に演算速度を要しないため、例え
ばコンピュータ等のソフトウェアにて計算することも可
能であり、また運転条件設定信号発生器９Ａに組み入れ
てその中で演算するようにしてもよい。
的回路の一例を示す構成図である。図２において、負荷
電流基準信号発生器２０は、第１の演算手段としての無
効電力基準値演算部２１と、第２の演算手段としての負
荷電流基準値演算部２２とから成る。無効電力基準値演
算部２１は、運転条件設定信号発生器９Ａからの負荷電
圧設定信号ＥdSを２乗する２乗回路２１ａと、運転条件
設定信号発生器９Ａからの交流入力電圧設定信号ＥSを
２乗し、更に２倍する２乗・２逓倍回路２１ｂと、２乗
回路２１ａの出力を２乗・２逓倍回路２１ｂの出力信号
から減算する減算器２１ｃと、この減算器２１ｃの出力
信号の平方根を求める平方根回路２１ｄと、運転条件設
定信号発生器９Ａからの負荷電流設定信号ＩdSと平方根
回路２１ｄの出力信号を乗算する乗算回路２１ｅとを有
する。また、負荷電流基準値演算部２２は、負荷電圧を
検出する電圧検出回路２２ａと、この電圧検出回路２２
ａの出力信号を２乗する２乗回路２２ｂと、この２乗回
路２２ｂの出力信号を２乗・２逓倍回路２１ｅの出力信
号から減算する減算器２２ｃと、この減算器２２ｃの出
力信号の平方根を求める平方根回路２２ｄと、この平方
根回路２２ｄの出力信号で乗算回路２１ｅの出力信号を
除算する割算回路２２ｅとを有する。なお、無効電力基
準値演算部２１は、特に演算速度を要しないため、例え
ばコンピュータ等のソフトウェアにて計算することも可
能であり、また運転条件設定信号発生器９Ａに組み入れ
てその中で演算するようにしてもよい。
【００１１】次に動作について説明する。整流回路３の
皮相電力は整流回路３の入力交流電圧をＥT、負荷電流
としての直流電流をＩdとすれば概略２1/2ＥTＩdとな
る。また整流回路３の有効電力は、整流回路３での損失
を無視し、出力される直流電圧をＥdとすると、ＥdＩd
となる。これより無効電力Ｑは、次式のように表され
る。
皮相電力は整流回路３の入力交流電圧をＥT、負荷電流
としての直流電流をＩdとすれば概略２1/2ＥTＩdとな
る。また整流回路３の有効電力は、整流回路３での損失
を無視し、出力される直流電圧をＥdとすると、ＥdＩd
となる。これより無効電力Ｑは、次式のように表され
る。
【００１２】
【数１】
【００１３】さて、ある運転条件において、運転条件設
定信号発生器９Ａから負荷の運転条件として、負荷電流
設定信号ＩdSと、負荷電圧設定信号ＥdSと、整流回路３
の交流入力電圧設定信号ＥSを出力し、負荷電流基準信
号発生器２０の無効電力基準値演算部２１に供給する。
ここで、負荷電圧設定信号ＥdSを２乗回路２１ａに入力
して２乗するとその出力側にはＥdS 2なる出力信号が得
られる。次に、整流回路３の交流入力電圧設定信号ＥS
を２乗・２逓倍回路２１ｂに入力して２乗し、さらに２
逓倍すると、その出力側には２ＥS 2なる出力信号が得ら
れる。そして、減算器２１ｃで２乗・２逓倍回路２１ｂ
の出力信号２ＥS 2と２乗回路２１ａの出力信号ＥdS 2の
差をとり、平方根回路２１ｄに入力してその平方根を求
めると、その出力側には次式で表されるような出力信号
が得られる。
定信号発生器９Ａから負荷の運転条件として、負荷電流
設定信号ＩdSと、負荷電圧設定信号ＥdSと、整流回路３
の交流入力電圧設定信号ＥSを出力し、負荷電流基準信
号発生器２０の無効電力基準値演算部２１に供給する。
ここで、負荷電圧設定信号ＥdSを２乗回路２１ａに入力
して２乗するとその出力側にはＥdS 2なる出力信号が得
られる。次に、整流回路３の交流入力電圧設定信号ＥS
を２乗・２逓倍回路２１ｂに入力して２乗し、さらに２
逓倍すると、その出力側には２ＥS 2なる出力信号が得ら
れる。そして、減算器２１ｃで２乗・２逓倍回路２１ｂ
の出力信号２ＥS 2と２乗回路２１ａの出力信号ＥdS 2の
差をとり、平方根回路２１ｄに入力してその平方根を求
めると、その出力側には次式で表されるような出力信号
が得られる。
【００１４】
【数２】
【００１５】次に平方根回路２１ｄの出力信号と運転条
件設定信号発生器９Ａより出力される負荷電流設定信号
ＩdSを乗算回路２１ｅに入力して乗算すると、その出力
側には次式で表されるような出力信号Ｑrefが得られ
る。
件設定信号発生器９Ａより出力される負荷電流設定信号
ＩdSを乗算回路２１ｅに入力して乗算すると、その出力
側には次式で表されるような出力信号Ｑrefが得られ
る。
【００１６】
【数３】
【００１７】この出力信号Ｑrefがこの場合の負荷、す
なわちアーク炉５の運転条件における定常時の無効電力
の基準値である。
なわちアーク炉５の運転条件における定常時の無効電力
の基準値である。
【００１８】一方、負荷電流基準値演算部２２の電圧検
出回路２２ａによりアーク炉５における負荷電圧の瞬時
値ｅdを検出し、２乗回路２２ｂに入力して２乗する
と、その出力側にはｅd 2なる出力信号が得られる。そし
て、減算器２２ｃで２乗・２逓倍回路２１ｂの出力信号
２Ｅs2と２乗回路２２ｂの出力信号ｅd 2の差をとり、平
方根回路２２ｄに入力して平方根を求めると、その出力
側には、次式で表されるような出力信号が得られる。
出回路２２ａによりアーク炉５における負荷電圧の瞬時
値ｅdを検出し、２乗回路２２ｂに入力して２乗する
と、その出力側にはｅd 2なる出力信号が得られる。そし
て、減算器２２ｃで２乗・２逓倍回路２１ｂの出力信号
２Ｅs2と２乗回路２２ｂの出力信号ｅd 2の差をとり、平
方根回路２２ｄに入力して平方根を求めると、その出力
側には、次式で表されるような出力信号が得られる。
【００１９】
【数４】
【００２０】そして、この平方根回路２２ｄの出力信号
で乗算器２１ｅの出力信号Ｑrefすなわち無効電力の基
準値を除すと、その出力側には、次式で表されるよう
な、無効電力を一定とする場合の負荷電流の基準値Ｉdr
efが得られる。
で乗算器２１ｅの出力信号Ｑrefすなわち無効電力の基
準値を除すと、その出力側には、次式で表されるよう
な、無効電力を一定とする場合の負荷電流の基準値Ｉdr
efが得られる。
【００２１】
【数５】
【００２２】そして、この負荷電流の基準値Ｉdrefと電
流検出器８によって検出された電流（この検出電流は図
示せずも整流回路で直流電流に変換されているので、実
質的に整流回路３からの負荷電流としての直流電流Ｉd
に対応する）との差が最小となるように点弧パルス発生
器１１で整流回路３の点弧位相を制御することにより負
荷インピーダンスが変化しても無効電力を一定に制御す
ることができる。
流検出器８によって検出された電流（この検出電流は図
示せずも整流回路で直流電流に変換されているので、実
質的に整流回路３からの負荷電流としての直流電流Ｉd
に対応する）との差が最小となるように点弧パルス発生
器１１で整流回路３の点弧位相を制御することにより負
荷インピーダンスが変化しても無効電力を一定に制御す
ることができる。
【００２３】このことを、図３を参照して更に説明する
と、従来の定電流制御方式では、上述の如く、電流回路
３の交流入力電圧をＥT(Ｖ)とし、負荷インピーダンス
の変化により負荷電圧がＥA(Ｖ)からＥB(Ｖ)に変化した
場合Ｑ2−Ｑ1の無効電力の変化が生じたが、本実施例で
は、負荷電圧の変化に応じて負荷電流の基準値を変え、
整流回路３の点弧位相を制御して負荷電流を調整し、無
効電力が一定となるように制御するので、図３に示すよ
うに、負荷電流がＩdからＩdB
と、従来の定電流制御方式では、上述の如く、電流回路
３の交流入力電圧をＥT(Ｖ)とし、負荷インピーダンス
の変化により負荷電圧がＥA(Ｖ)からＥB(Ｖ)に変化した
場合Ｑ2−Ｑ1の無効電力の変化が生じたが、本実施例で
は、負荷電圧の変化に応じて負荷電流の基準値を変え、
整流回路３の点弧位相を制御して負荷電流を調整し、無
効電力が一定となるように制御するので、図３に示すよ
うに、負荷電流がＩdからＩdB
【００２４】
【数６】
【００２５】となり、無効電力は、
【００２６】
【数７】
【００２７】で変化がない。つまり、従来の定電流制御
方式では負荷インピーダンスが変化しても皮相電力が常
に一定のため、有効電力の変化と共に無効電力も変化し
たが、本実施例では、図３に破線で示すように負荷イン
ピーダンスが変化した場合その変化に応じて実質的に有
効電力の変化と共に皮相電力を変化させて、常に無効電
力を一定となるようにしている。
方式では負荷インピーダンスが変化しても皮相電力が常
に一定のため、有効電力の変化と共に無効電力も変化し
たが、本実施例では、図３に破線で示すように負荷イン
ピーダンスが変化した場合その変化に応じて実質的に有
効電力の変化と共に皮相電力を変化させて、常に無効電
力を一定となるようにしている。
【００２８】もっとも、実際の機器では制御時間による
遅れ等があり、完全に無効電力の変化をなくすことは困
難であるが、たとえば、文献「工業加熱Vol.２８、No.
２、Ｐ７１〜７９フリッカの現状と展望」で述べられて
いるように、電源系統のフリッカを評価する△Ｖ10の値
で評価すると、もっとも△Ｖ10値が大きくなる負荷短絡
が１０回／secで生じた場合、従来の定電流制御の場合
の直流アーク炉電源装置に比べ、本実施例では約３０％
改善することができ、電源系統への悪影響が軽減でき
る。また、電源系統にフリッカの規制がある場合、フリ
ッカ防止の為に無効電力補償装置を設置する必要がある
が、本実施例ではこの無効電力補償装置の容量を小さく
することができ、直流アーク炉設備の製作費用及び設置
スペース等を削減することも可能である。
遅れ等があり、完全に無効電力の変化をなくすことは困
難であるが、たとえば、文献「工業加熱Vol.２８、No.
２、Ｐ７１〜７９フリッカの現状と展望」で述べられて
いるように、電源系統のフリッカを評価する△Ｖ10の値
で評価すると、もっとも△Ｖ10値が大きくなる負荷短絡
が１０回／secで生じた場合、従来の定電流制御の場合
の直流アーク炉電源装置に比べ、本実施例では約３０％
改善することができ、電源系統への悪影響が軽減でき
る。また、電源系統にフリッカの規制がある場合、フリ
ッカ防止の為に無効電力補償装置を設置する必要がある
が、本実施例ではこの無効電力補償装置の容量を小さく
することができ、直流アーク炉設備の製作費用及び設置
スペース等を削減することも可能である。
【００２９】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、リア
クトルを介してアーク炉の電極と電気的に接続され、点
弧信号により整流素子の点弧位相が制御されることで所
望の負荷電流を出力する整流回路と、所定の負荷運転条
件における負荷電流設定信号、負荷電圧設定信号及び上
記整流回路への交流入力電圧設定信号を発生する設定信
号発生手段と、該設定信号発生手段からの各設定信号に
基づいて無効電力の基準値を演算する第１の演算手段
と、上記アーク炉の電極と上記リアクトルとの間の地点
の負荷電圧を検出し、該負荷電圧と上記無効電力の基準
値より、無効電力が一定になるような負荷電流の基準値
を演算する第２の演算手段と、実際の負荷電流を検出
し、該負荷電流と上記負荷電流の基準値との差が少なく
なるような点弧位相で上記点弧信号を上記整流回路へ出
力する点弧信号発生手段とを備えたので、アーク短絡等
により負荷インピータンスが急変した場合にも、無効電
力を一定とすることができ、これに伴う電源系統のフリ
ッカを低減でき、しかも、無効電力の基準値を演算する
第１の演算手段と負荷電流の基準値を演算する第２の演
算手段の２つの回路に分けており、これにより無効電力
の基準値を演算する第１の演算手段としての無効電力基
準演算部が演算速度を要しなくなり、以て、高速演算が
必要な部分を最小限とすることができ、定無効電力制御
精度に維持しながら、構成の簡略化、コストの低廉化を
図ることができるという効果を奏する。さらに、アーク
炉の電極とリアクトルとの間の地点の負荷電圧を検出す
るようにしているので、負荷電流が変化した場合におい
ても、アーク炉の電極と整流回路との間に設けたリアク
トルによる影響を受けることなく整流回路の出力電流の
基準値を正確に演算することができるという効果を奏す
る。
クトルを介してアーク炉の電極と電気的に接続され、点
弧信号により整流素子の点弧位相が制御されることで所
望の負荷電流を出力する整流回路と、所定の負荷運転条
件における負荷電流設定信号、負荷電圧設定信号及び上
記整流回路への交流入力電圧設定信号を発生する設定信
号発生手段と、該設定信号発生手段からの各設定信号に
基づいて無効電力の基準値を演算する第１の演算手段
と、上記アーク炉の電極と上記リアクトルとの間の地点
の負荷電圧を検出し、該負荷電圧と上記無効電力の基準
値より、無効電力が一定になるような負荷電流の基準値
を演算する第２の演算手段と、実際の負荷電流を検出
し、該負荷電流と上記負荷電流の基準値との差が少なく
なるような点弧位相で上記点弧信号を上記整流回路へ出
力する点弧信号発生手段とを備えたので、アーク短絡等
により負荷インピータンスが急変した場合にも、無効電
力を一定とすることができ、これに伴う電源系統のフリ
ッカを低減でき、しかも、無効電力の基準値を演算する
第１の演算手段と負荷電流の基準値を演算する第２の演
算手段の２つの回路に分けており、これにより無効電力
の基準値を演算する第１の演算手段としての無効電力基
準演算部が演算速度を要しなくなり、以て、高速演算が
必要な部分を最小限とすることができ、定無効電力制御
精度に維持しながら、構成の簡略化、コストの低廉化を
図ることができるという効果を奏する。さらに、アーク
炉の電極とリアクトルとの間の地点の負荷電圧を検出す
るようにしているので、負荷電流が変化した場合におい
ても、アーク炉の電極と整流回路との間に設けたリアク
トルによる影響を受けることなく整流回路の出力電流の
基準値を正確に演算することができるという効果を奏す
る。
【図１】この発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】この発明の要部を示す構成図である。
【図３】この発明の一実施例における負荷電圧が変化し
た場合の有効電力と無効電力の関係を示す図である。
た場合の有効電力と無効電力の関係を示す図である。
【図４】従来の直流アーク炉電源装置を示す構成図であ
る。
る。
【図５】従来の直流アーク炉電源における負荷電圧が変
化した場合の有効電力と無効電力の関係を示す図であ
る。
化した場合の有効電力と無効電力の関係を示す図であ
る。
３ 整流回路 ５ アーク炉 ８ 電流検出器 ９Ａ 運転条件設定信号発生器 １１ 点弧パルス発生器 ２０ 負荷電流基準信号発生器 ２１ 無効電力基準値演算部 ２２ 負荷電流基準値演算部
Claims (1)
- 【請求項１】 リアクトルを介してアーク炉の電極と電
気的に接続され、点弧信号により整流素子の点弧位相が
制御されることで所望の負荷電流を出力する整流回路
と、 所定の負荷運転条件における負荷電流設定信号、負荷電
圧設定信号及び上記整流回路への交流入力電圧設定信号
を発生する設定信号発生手段と、 該設定信号発生手段からの各設定信号に基づいて無効電
力の基準値を演算する第１の演算手段と、上記アーク炉の電極と上記リアクトルとの間の地点の 負
荷電圧を検出し、該負荷電圧と上記無効電力の基準値よ
り、無効電力が一定になるような負荷電流の基準値を演
算する第２の演算手段と、 実際の負荷電流を検出し、該負荷電流と上記負荷電流の
基準値との差が少なくなるような点弧位相で上記点弧信
号を上記整流回路へ出力する点弧信号発生手段とを備え
たことを特徴とする直流アーク炉電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4002071A JP3041317B2 (ja) | 1992-01-09 | 1992-01-09 | 直流アーク炉電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4002071A JP3041317B2 (ja) | 1992-01-09 | 1992-01-09 | 直流アーク炉電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05190278A JPH05190278A (ja) | 1993-07-30 |
| JP3041317B2 true JP3041317B2 (ja) | 2000-05-15 |
Family
ID=11519115
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4002071A Expired - Lifetime JP3041317B2 (ja) | 1992-01-09 | 1992-01-09 | 直流アーク炉電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3041317B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5991327A (en) * | 1995-10-26 | 1999-11-23 | Inverpower Controls Ltd. | Smart predictive line controller for AC and DC electric arc furnaces |
| KR20170135324A (ko) * | 2016-05-31 | 2017-12-08 | 엘에스산전 주식회사 | 무효 전력 보상 시스템 및 그 방법 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2962442B2 (ja) * | 1991-11-15 | 1999-10-12 | 株式会社東芝 | 直流アーク炉 |
-
1992
- 1992-01-09 JP JP4002071A patent/JP3041317B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05190278A (ja) | 1993-07-30 |
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