JPH03133088A

JPH03133088A - 直流アーク炉の制御装置

Info

Publication number: JPH03133088A
Application number: JP1268543A
Authority: JP
Inventors: Osamu Koyama; 修小山
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-10-16
Filing date: 1989-10-16
Publication date: 1991-06-06
Anticipated expiration: 2011-10-02
Also published as: JP2539056B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】口発明の目的コ（産業上の利用分野）本発明は直流アークの熱エネルギーにより金属を溶解す
る直流アーク炉の制御装置に関する。

（従来の技術）直流アーク炉は可動電極と炉内に収容された金属との間
′にアークを形成し、その時のアーク熱により金属を溶
解するものである。

従来、かかるアーク炉において、アーク電流は電源側の
整流器の位相を制御することにより、またアーク電圧は
可動電極を昇降して被溶解物との間の距離を制御するこ
とで必要なアーク長を保つように制御されている。

（発明が解決しようとする課題）このような制御においては、炉内でスクラップ（鉄屑）
の崩落成いは溶鋼の動揺が生じてアーク長が短くなった
り、或いは長くなった場合、アーク電流は整流器の位相
制御によって短い時間で設定値に戻るように制御される
。しかし、アーク電圧はアーク長に比例するので、可動
電極の昇降移動により制御されて設定値に戻るためには
、応答遅れなどによって時間がかかる。この昇降移動の
間は電流と電圧の積である投入電力はアーク長が短くな
っている分だけ、或いは長くなっている分だけ減少或い
は増加してしまう。

本発明は簡易な構成でアークの変動により投入電力が変
動することを抑制し、溶解中において常に一定な投入電
力を供給することの可能な直流アーク炉の制御装置を提
供することを目的とする。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明は上記の目的を達成するため、交流を直流に変換
する整流器の点弧位相を電流設定器の出力と電流検出器
の出力の偏差である電流偏差信号に応じて制御し、前記
整流器の直流出力が印加される直流アーク炉の電極の昇
降を電圧設定器の出力信号と電圧検出器の出力信号との
偏差である電圧偏差信号に応じて制御する直流アーク炉
の制御装置において、前記電流偏差信号と電圧偏差信号
とを乗算する乗算器と、この乗算器の出力信号を前記電
圧検出器の出力信号で除算する除算器と、この除算器の
出力信号を前記電流設定器の出力信号に加算して電流設
定値を補正する加算器とを具備する構成としたものであ
る。

（作用）したがって、このように構成された本発明による直流ア
゛−り炉の制御装置にあっては、電流偏差信号と電圧偏
差信号とを乗算して得られる電力偏差分を電圧検出信号
で除算して電流換算の電力偏差を求め、さらにこの電流
換算の電力偏差を電流設定値に加算して電流設定値を補
正することにより、電極昇降の応答遅れによるアーク電
圧の誤差分が補正され、−１定した投入電力を得ること
が可能となる。

（実施例）以下本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明による直流アーク炉の制御装置の構成例
を示す回路構成図である。第１図において、１は整流器
用変圧器２およびしゃ断器３を介して図示しない交流電
源に接続された制御可能な整流器で、この整流器１は交
流を直流に変換し、負荷となるアーク炉４の可動電極４
ａと固定電極４ｂ間に直流リアクトル５を介して直流電
圧を印加するものである。また、６は整流器１の出力電
路に設けられた直流変流器、７はこの直流変流器６の出
力信号が加えられる電流検出器、８はこの電流検出器７
で検出された直流電流値と詳細を後述する電力補償回路
９で補償された電流設定器１０の電流設定値とを比較す
る比較器、１１はこの比較器８で比較された電流検出値
と電流設定値との偏差が入力され、この偏差に応じて整
流器１の位相を制御する位相制御回路である。

一方、１２は整流器１の出力電路に接続された直流変圧
器、１３はこの直流変圧器１２の出力信号から直流電圧
を検出する直流電圧検出器、１４はこの直流電圧検出器
１３で検出された電圧検出値と電圧設定器１５の電圧設
定値とを比較する比較器、１６はこの比較器１４で比較
された電圧検出値と電圧設定値との偏差が入力される電
動機駆動装置で、この電動機駆動装置１６は電動機１７
をその偏差に応じて制御し、アーク炉４の可動電極４ａ
を昇降駆動するものである。

第２図は電力補償回路９の詳細を示すブロック回路図あ
る。この電力補償回路９は、電流設定器１０に設定され
た電流設定信号Ｉｓと電流検出器７で検出された電流検
出信号Ｉ、とを比較する比較器１８、電圧設定器１５に
設定された電圧設定信号ｖｓと電圧検出器１３で検出さ
れた電圧検出信号Ｖ、とを比較する比較器１９、比較器
１８より出力される偏差信号ΔＩと比較器１９より出力
される偏差信号ΔＶとを乗算して電力偏差ΔＷを求める
乗算器２０、この乗算器２０で求められた電力偏差ΔＷ
を電圧検出信号■、で除算する除算器２１、この除算器
２１の出力信号と電流設定信号Ｉｓとを加算する加算器
２２、電流設定信号ｌ、と最小電流係数設定器２３に設
定された係数にとを乗算する乗算器２４、加算器２２の
出力信号と乗算器２４より出力される最小電流値１　ｍ
Ｉｎおよび最大電流設定器２５に設定された最大電流値
１．．８がそれぞれ入力され、電流設定値として加算器
２２の出力信号に対して最大電流値Ｉ　ｗａｍと最小電
流値Ｉ、。で制限した電流設定出カＸＳ　＋を得る上下
限制限器２６から構成されている。

次に上記のように構成されたアーク炉の制御装置の作用
について述べる。

いま、アーク炉４のアーク長に変動が生じると、その時
電流検出器７で検出された直流電流■２および電圧検出
器１３で検出された直流電圧Ｖ、が電力補償回路９に入
力され、ここで比較器１８゜１９により電流設定信号Ｉ
ｓおよび電圧設定信号Ｖｓとそれぞれ比較され、その設
定値に対する偏差ΔＩ、ΔＶを乗算器１７により乗算し
て電力偏差ΔＷが求められる。この電力偏差ΔＷは除算
器２１により電圧検出信号Ｖ、で除算されて電流換算の
電力偏差が求められる。この場合、除算器２１により電
流換算の電力偏差を求めているのは、直流電圧が可動電
極４ａの昇降により決定され、応答が遅（なるためであ
る。

この除算器１７により求められた電流換算の電力偏差は
加算器２２により、電流設定信号工、に加算されること
で電力偏差分が補正され、電力補償回路２６に与えられ
る。この電力補償回路２６では電力偏差が正の値である
時には、加算器２２より入力される電流換算の電力偏差
で補正された電圧設定信号に対し予め最大電流設定器２
５により設定された最小電流係数、、８に上限を持たせ
て電流設定信号Ｉｓ　＝が出力される。また、逆に電力
偏差が負の値である時は加算器２２より入力される電流
換算の電力偏差で補正された電流設定信号に対して乗算
器２４により予め最小電流係数設定器２３により設定さ
れた最小電流係数にと電流設定信号工、との積として求
められた最小電流値１　＋ａｌｎで下限を制限した電流
設定比力Ｉ、−が出力される。

このように本実施例では、アーク長の変動によって生じ
た直流電圧および直流電流の設定値に対する偏差の積で
ある電力偏差分を直流電圧で除算して電流換算の電力偏
差を求め、この電流換算の電力偏差を設定電流値に加算
して電流設定値を増減させているので、電力の偏差分が
ｔ補正され、常に一定した投入電力を得ることができる
。また、電力偏差が正の値であるときには整流器の通電
電流に上限があるので、この上限値以上に電流を増加さ
せると過負荷になってしまうが、加算器２２の出力を上
下限制限器２６に加えて最大電流設定器２５により電流
値の上限を持たせることにより整流器の過負荷を防止す
ることができる。これとは逆に電力偏差が負の値となっ
た場合には、電流設定値に対しである割合以下にならな
いように最小電流係数設定２３に設定された係数にと電
流設定器の設定値Ｉｓとの積によって下限を制限してい
る。この場合、電力偏差が負の値になるということは、
投入電力が設定値以上になっていることを意味するが、
これに対応して電流を低減することは低減し過ぎてアー
ク切れを生じることがあり、また必要以上の電力投入で
あっても溶解には悪影響を与えることもないので、電流
設定値に対しである割合以下にならないようにしている
。

なお、上記実施例では１つの直流電源に１個の可動電極
を有するアーク炉の制御の場合について述べたが、複数
の直流電源を持ち、これらの直流電源が各々独立した可
動電極を有する複数電極の直流アーク炉においても前述
同様に適用実施することができるものである。

［発明の効果コ以上述べたように本発明によれば、簡易な構成でアーク
の変動により投入電力が変動することを抑制し、溶解中
において常に一定な投入電力を供給することの可能な直
流アーク炉の制御装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による直流アーク炉の制御装置の一実施
例を示す回路構成図、第２図は同実施例における電力補
償回路の詳細を示すブロック回路図である。１・・・整流器、２・・・整流器用変圧器、３・・・炉
用しゃ断器、４・・・直流アーク炉、５・・・直流リア
クトル、６・・・直流変流器、７・・・電流検出器、８
．１４・・・比較器、９・・・電力補償回路、１０・・
・電流設定器、１１・・・位相制御回路、１２・・・直
流変圧器、１３電圧検出器、１５・・・電圧設定器、１
６・・・電動機駆動装置、１７・・・・・・電動機、１
８．１９・・・比較器、２０．２４・・・乗算器、２１
・・・除算器、２２・・・加算器、２３・・・最小電流
係数設定器、２５・・・最大電流設定器、２６・・・上
下限設定器。

Claims

【特許請求の範囲】

交流を直流に変換する整流器の点弧位相を電流設定器の
出力と電流検出器の出力の偏差である電流偏差信号に応
じて制御し、前記整流器の直流出力が印加される直流ア
ーク炉の電極の昇降を電圧設定器の出力信号と電圧検出
器の出力信号との偏差である電圧偏差信号に応じて制御
する直流アーク炉の制御装置において、前記電流偏差信
号と電圧偏差信号とを乗算する乗算器と、この乗算器の
出力信号を前記電圧検出器の出力信号で除算する除算器
と、この除算器の出力信号を前記電流設定器の出力信号
に加算して電流設定値を補正する加算器とを具備してな
る直流アーク炉の制御装置。