JPH04308686A - アーク炉のインピーダンス制御のための制御システム - Google Patents

アーク炉のインピーダンス制御のための制御システム

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JPH04308686A
JPH04308686A JP3322996A JP32299691A JPH04308686A JP H04308686 A JPH04308686 A JP H04308686A JP 3322996 A JP3322996 A JP 3322996A JP 32299691 A JP32299691 A JP 32299691A JP H04308686 A JPH04308686 A JP H04308686A
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impedance
control system
controller
electrode
amplification
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JP3322996A
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Heinrich Aberl
ハインリッヒ・アーベル
Franz Rubenzucker
フランツ・ルーベンツッカー
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Voest Alpine Industrienlagenbau GmbH
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    • F27B3/08—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces heated electrically, with or without any other source of heat
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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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】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、少なくとも１本の電極
と、制御バルブで圧力をうける電極用水圧昇降駆動部と
、制御バルブのための位置制御部に接続され、入力側で
インピーダンスの現在値出力部とインピーダンス基準値
のための入力部とに接続される制御器（制御器の増幅の
ための補正回路を備える）とからなるアーク炉のインピ
ーダンス制御のための制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しょうとする課題】上に
述べたようなアーク炉は、トランスに接続され、トラン
スの２次側で調節可能な交流電圧と交流電流は、電極と
溶解地金との間のアークの長さとともに変化し、これら
の量の関係はそれぞれのインピーダンスによって決定さ
れる。このため、アークの長さは、制御量としてのイン
ピーダンスにより、対応する電極調整により昇降駆動部
によって調整できる。この目的のため、ドイツ特許第Ｄ
Ｅ−ＰＳ　　２９　　４８　　７８７号においては、測
定された交流電圧と交流電流の現在値からインピーダン
スの現在値が計算され、あらかじめ与えられた基準イン
ピーダンスと比較される。そして、インピーダンスの基
準値と現在値との差が発生したときに、上記の差を無く
すように対応する制御バルブの調節位置量で電極の昇降
駆動部が制御器により作動される。このとき、搬送アー
ムに保持された電極の電気的および機械的振動の励起を
生じることがあり、電極とその保持アームにより形成さ
れる振動可能なシステムの共鳴周波数の範囲での振動が
励起された場合に電極の機械的過負荷が生じ得る。
【０００３】電極とその搬送アームの電流変動を元に戻
す振動を少なくとも許容量に減少するために、既にドイ
ツ特許第ＤＥ　　ＯＳ　　２８　　４１　　８５７号に
おいて開示されたように、制御器の増幅度は、発生する
制御量の振動の大きさ、したがって、交流電圧と交流電
流から計算されるインピーダンスに依存して減少される
。このため、制御器の変動を明白に低下させることによ
り制御量の振動が制御バルブの調節位置量で減衰のみす
るように処理できる。しかし、この方法にかかわらず、
特に種々の操業条件の下で、許容できない電極振動が再
現し得る。
【０００４】本発明の目的は、少なくとも１本の電極と
、制御バルブで圧力をうける電極用水圧昇降駆動部と、
制御バルブのための位置制御部に接続され、かつ、入力
側でインピーダンスの現在値出力部とインピーダンス基
準値のための入力部とに接続される制御器（制御器の増
幅のための補正回路を備える）とからなるアーク炉のイ
ンピーダンス制御のための制御システムにおいて、比較
的簡単な手段を用いて、種々の条件の下で許容し難い電
極振動を確実に抑制できる制御システムを提供すること
である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明に係るアーク炉のインピーダンス制御のため
の制御システムは、少なくとも１本の電極と、制御バル
ブで圧力をうける電極昇降用水圧昇降駆動部と、制御バ
ルブの調節のためのバルブ位置駆動部に接続され、かつ
、インピーダンスの現在値を出力する現在値出力部とイ
ンピーダンス基準値を出力する入力部とに入力側で接続
される制御器とからなり、この制御器が制御器の増幅の
ための補正回路を備え、この制御器の増幅のための補正
回路は、制御システムの増幅のための第１出力部からの
入力に対応して、制御システムの増幅度の変化に反対に
制御器の増幅度を変化させるように作用することを特徴
とする。
【０００６】
【作用】本発明は、以下の知見に基づく。制御システム
の動的な関係のために決定的なアーク長のインピーダン
ス量依存性は非線形である。このため、制御バルブのバ
ルブ位置駆動部を制御する制御器の増幅度が個々の制御
システムの増幅度に依存して相関するとき、制御システ
ムの動的関係は個々のアーク長、したがって各作業点に
のみ依存していない。この増幅度は、アーク長の変化に
関連するインピーダンス変化により決定され、インピー
ダンスのアーク長への非線形的な依存性によりアーク長
とともに変化する。制御システムの全増幅度を少なくと
もほぼ一定に保つことにより、変動が制御システムの動
的関係の範囲で不可能になり、そのうえ元に戻る振動が
防止される。この目的のため、計算された制御システム
増幅度により、制御器の増幅度を制御システムの全体の
増幅度を一定に保持するように変化させるため、制御シ
ステムの増幅度は、配線システムの電気抵抗を考慮して
インピーダンスから周知の公式により計算される。一般
にそうであるように、個々の作業点の近傍では、さらに
インピーダンスとアーク長との間の線形の相関が成立し
、このため、インピーダンスの現在値の検知は、制御シ
ステムの増幅度の出力部にとって、インピーダンスが対
応して制御されるという前提の下で必要でなく、制御シ
ステムの増幅度の計算において個々のインピーダンス基
準値を基礎とできる。
【０００７】
【実施例】以下、図面を参照して本発明による実施例に
ついて説明する。図１は、本発明の一実施例であるアー
ク炉のインピーダンス制御のための制御システムのブロ
ック図である。アーク炉１の通常の３相の電源は、説明
の簡単のために１相で図示され、１本の電極のみが示さ
れる。この電極２は、電気導線３によりトランス４の２
次側に接続され、電極の高さを水圧で変化させる昇降駆
動部５により調節できる。昇降駆動部５は、通常は位置
シリンダとして構成される。このシリンダは、電極２を
保持する搬送アーム６に結合され、制御バルブ７を用い
て負荷を受ける。この制御バルブ７は、位置シリンダの
ための高圧配管８の中に設けられる。この制御バルブ７
のバルブ位置を駆動する位置駆動部９は、制御器１０に
より電気システムのインピーダンスに依存して操作され
る。この目的のため、交流電圧と交流電流は、トランス
４の２次側で電圧変換器１１または電流変換器１２によ
り測定され、インピーダンスの現在値を出力する現在値
出力部１３に入力される。現在値出力部１３は、交流電
圧の現在値と交流電流の割り算によりインピーダンスを
計算する。得られたインピーダンス現在値は、減算器５
により制御器１０に入力されるインピーダンス基準値と
計算され、位置量を決定する基準値と現在値との差が得
られる。通常の制御器と反対に、基準値と現在値との差
は、制御量の偏差制御のために直接に用いられるのでは
なく、補正回路１６に入力される。補正回路１６は、基
準値と現在値との差を、制御システムの増幅度に依存し
て、全増幅度を一定に維持するように補正する。この理
由により、補正回路１６は、制御システムの増幅度のた
めに出力部１７に接続される。制御システムの増幅度は
、図示された実施例においては、周知の物理的関係から
電気導線３のインピーダンスの現在値からオーム抵抗と
誘導抵抗を考慮して計算される。インピーダンスの現在
値は、インピーダンスの現在値出力部１３から分岐線１
８を経て出力部１７に入力される。与えられた導線配置
を基に測定されまたは計算された抵抗値のバイアス条件
は、対応する入力端子１９から出力部１７に入力される
。
【０００８】制御システムの増幅度は、インピーダンス
のアーク長に対する関係により決定され、インピーダン
スのアーク長に対する依存性は非線形である。このため
、制御システムの動的制御挙動は、増幅度を一定に制御
したとき、たとえば操業条件の変化のために生じるアー
ク長の変化とともに、同様に変化する。この動的制御挙
動は避けられねばならない。このため、２つの増幅度の
積により与えられる全体の増幅度は、したがって動的制
御挙動は、一定に維持されるのである。実施例によれば
、制御器の増幅度の調整のために役立つ補正回路１６は
、基準値と現在値との差に作用する。しかし、これは必
須ではない。なぜなら、たとえば制御器の増幅度は、イ
ンピーダンスの現在値または位置量の対応する影響によ
り変化され得るからである。
【０００９】本来の制御回路２０に入力される補正され
た入力信号は、制御器出力で位置量を生じ、この位置量
は、それぞれの作業点で決定され、これらの作業点の範
囲でインピーダンスに依存した無振動の電極制御を保証
する。
【００１０】これにより、昇降駆動部５の範囲での振動
は、直接に制御でき、圧力振動は、位置シリンダの範囲
で、出力部２１により検出され、出力部２１において制
御回路２０の変動量の増加を生じる。このため、圧力振
動が、対応する位置量の影響により制御バルブ７の作用
のために短い経路で反対に制御できる。圧力振動のため
の出力部２１は、圧力測定装置２２とそれに続く微分部
２３を備え、振動挙動のみが検出される。次に接続され
る振動フィルタ２４により、圧力振動の優先的除去が、
電極２と保持アーム６とからなる振動可能システムの固
有周波数の範囲で実現できる。
【００１１】すなわち、特に振動抑制のため好ましい関
係が、昇降駆動部５内の圧力振動の出力部２１を変動量
の作用のための制御回路２０に接続することにより、維
持できる。この変動量の作用により、発生した振動は、
昇降駆動部５の作用圧で検知され、制御バルブの対応す
る反対制御のため昇降駆動部５の圧力作用のために利用
できるので、水圧昇降駆動部５の範囲で短い経路で調整
できる。この全体の機構において、電極２と保持アーム
６からなる振動しうるシステムの固有周波数が低周波で
あることが考慮される。このため、圧力振動の出力部２
１は、搬送アーム６に保持される電極２の固有周波数に
より決定される振動フィルタ２４に接続され、この固有
周波数の範囲での圧力振動は、優先的に除去できる。
【００１２】本発明は、明らかに実施例に限定されない
。たとえば、制御システムの増幅度のための出力部１７
は、入力側でインピーダンスの現在値出力部１３との代
わりに、基準値出力部１５と結合してもよい。これによ
り、制御器の増幅度は、作業点の希望の変化に対してだ
け変化する基準値により調整される。秩序のあるインピ
ーダンス制御が予想されるときには、作業点の範囲で線
形化された関係から出発してもよいので、この処理法が
可能である。
【００１３】
【発明の効果】アーク炉のインピーダンス制御のための
制御システムにおいて、比較的簡単な手段を用いて全増
幅度を一定に制御し、種々の条件の下で許容し難い電極
振動を確実に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】　　アーク炉のインピーダンス制御のための制
御システムのブロック図である。
【符号の説明】
１：アーク炉、　　　　２：電極、５：　　昇降駆動部
、　　　　１０：　　制御器、　　　　１３：　　現在
値出力部、１５：　　入力部、　　　　１６：補正回路
、　　　　１７：　　第１出力部、２１：　　第２出力
部、　　　　２４：振動フィルタ。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　少なくとも１本の電極と、制御バルブ
    で圧力をうける電極昇降用水圧昇降駆動部と、制御バル
    ブの調節のためのバルブ位置駆動部に接続され、かつ、
    入力側でインピーダンスの現在値を出力する現在値出力
    部とインピーダンス基準値を出力する入力部とに接続さ
    れる制御器とからなり、この制御器が制御器の増幅のた
    めの補正回路を備え、この制御器の増幅のための補正回
    路は、制御システムの増幅のための第１出力部からの入
    力に対応して、制御システムの増幅度の変化に反対に制
    御器の増幅度を変化させるように作用することを特徴と
    するアーク炉のインピーダンス制御のための制御システ
    ム。
  2. 【請求項２】　　上記の制御器が、変動量の作用に対し
    て昇降駆動部内の水圧振動を出力する第２出力部に接続
    されることを特徴とする請求項１に記載された制御シス
    テム。
  3. 【請求項３】　　水圧振動のための上記の第２出力部が
    、搬送アームに保持された電極の固有周波数に同調され
    る振動フィルタに接続されることを特徴とする請求項２
    に記載された制御システム。
JP3322996A 1990-12-07 1991-12-06 アーク炉のインピーダンス制御のための制御システム Pending JPH04308686A (ja)

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