JPH06325867A - 直流アーク炉装置 - Google Patents
直流アーク炉装置Info
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- JPH06325867A JPH06325867A JP6054012A JP5401294A JPH06325867A JP H06325867 A JPH06325867 A JP H06325867A JP 6054012 A JP6054012 A JP 6054012A JP 5401294 A JP5401294 A JP 5401294A JP H06325867 A JPH06325867 A JP H06325867A
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- H05B7/148—Automatic control of power
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- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
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- C21C5/52—Manufacture of steel in electric furnaces
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 最適な有効電力で直流アーク炉装置に給電
し、フリッカを除去する。 【構成】 従来のフリッカ防止用の電流閉ループ制御回
路に電圧閉ループ制御回路を従属接続し、電圧閉ループ
制御回路にフリッカ防止の主な役割を果たさせ、電流閉
ループ制御回路のダイナミック特性の役割を軽減する。
し、フリッカを除去する。 【構成】 従来のフリッカ防止用の電流閉ループ制御回
路に電圧閉ループ制御回路を従属接続し、電圧閉ループ
制御回路にフリッカ防止の主な役割を果たさせ、電流閉
ループ制御回路のダイナミック特性の役割を軽減する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、炉容器と、陰極として
接続されている１つ又は複数のアーク電極と、陽極とし
て接続されている底部コンタクト部材と、炉変圧器と、
炉に給電する静止形電力変換器例えば整流器装置と、電
極閉ループ制御回路装置と、電流閉ループ制御回路とを
具備し、整流器から底部コンタクト部材及び／又はアー
ク炉電極までの直流導線の途中にチョークコイルが挿入
接続されている直流アーク炉装置に関する。
接続されている１つ又は複数のアーク電極と、陽極とし
て接続されている底部コンタクト部材と、炉変圧器と、
炉に給電する静止形電力変換器例えば整流器装置と、電
極閉ループ制御回路装置と、電流閉ループ制御回路とを
具備し、整流器から底部コンタクト部材及び／又はアー
ク炉電極までの直流導線の途中にチョークコイルが挿入
接続されている直流アーク炉装置に関する。
【０００２】本発明の出発点は、例えばヨーロッパ特許
出願第０４９８２３９号明細書に記載の電極閉ループ制
御回路装置である。
出願第０４９８２３９号明細書に記載の電極閉ループ制
御回路装置である。
【０００３】
【従来の技術】直流アーク炉装置では溶融プロセスにお
いてアークが突然１つのスクラップ塊から別のスクラッ
プ塊へ飛ぶ。これにより突然アークの長さ及び抵抗が変
化する。ダイナミック特性的に優れた電流閉ループ制御
回路装置は、このような変化により発生する電流変動を
最小限にとどめる役割を有する。これは、閉ループ制御
回路装置の静止形電力変換器を保護するためである。す
なわち例えば電極がスクラップと短絡する等の極端な場
合でも静止形電力変換器のサイリスタ弁の過負荷及び破
壊を防止するためである。
いてアークが突然１つのスクラップ塊から別のスクラッ
プ塊へ飛ぶ。これにより突然アークの長さ及び抵抗が変
化する。ダイナミック特性的に優れた電流閉ループ制御
回路装置は、このような変化により発生する電流変動を
最小限にとどめる役割を有する。これは、閉ループ制御
回路装置の静止形電力変換器を保護するためである。す
なわち例えば電極がスクラップと短絡する等の極端な場
合でも静止形電力変換器のサイリスタ弁の過負荷及び破
壊を防止するためである。
【０００４】閉ループ制御の際の電流の変動により給電
網の中に無効負荷の急激な変動が発生する。しかしそれ
以上に閉ループ制御の際に静止形電力変換器の制御角が
強く変動することにより給電網の中にリアクタンス負荷
の急激な変動が発生する。このようなリアクタンス負荷
変動は、給電網の電圧変動の主な原因である。リアクタ
ンス負荷変動がある境界値を越えると、給電網に接続さ
れている負荷が障害を受ける。電圧変動は、光のちらつ
きいわゆるフリッカとなって不快感を与える。
網の中に無効負荷の急激な変動が発生する。しかしそれ
以上に閉ループ制御の際に静止形電力変換器の制御角が
強く変動することにより給電網の中にリアクタンス負荷
の急激な変動が発生する。このようなリアクタンス負荷
変動は、給電網の電圧変動の主な原因である。リアクタ
ンス負荷変動がある境界値を越えると、給電網に接続さ
れている負荷が障害を受ける。電圧変動は、光のちらつ
きいわゆるフリッカとなって不快感を与える。
【０００５】法律によりこのような装置の使用者は、フ
リッカを大幅に除去する手段を設けなければならない。
これまで、給電網の改造が可能でない場合、炉装置をＳ
ＶＣ装置（ＳＣＣ＝ｓｔａｔｉｃ ｖａｒ ｃｏｍｐｅ
ｎｓａｔｉｏｎ＝静的無効電力補償）を設けるしかなか
った。これに関してＢＢＣ Ｂｒｏｗｎ Ｂｏｖｅｒｉ
株式会社（スイス，バーデン所在）の社誌”Ｌｉｃｈｔ
ｂｏｇｅｎａｎｌａｇｅｎ”Ａｒｃｍｅｌｔ”，Ｔｙｐ
ｅｎｒｅｉｈｅ ＡＬ”，Ｎｏ．ＣＨ−ＩＨ５１２４８
４の２０〜２２頁を参照されたい。そこには、３相交流
アーク炉装置のための無効電力及びフリッカ補償につい
て説明されている。又は米国特許第５１５５７４０号明
細書を参照されたい。この明細書は、直流アーク炉装置
のためのフリッカ補償装置を開示している。しかし、こ
のような装置は、直流アーク炉装置にとって非常にコス
トがかかり、高性能の静止形電力変換器、チョークコイ
ル、コンデンサを必要とする。
リッカを大幅に除去する手段を設けなければならない。
これまで、給電網の改造が可能でない場合、炉装置をＳ
ＶＣ装置（ＳＣＣ＝ｓｔａｔｉｃ ｖａｒ ｃｏｍｐｅ
ｎｓａｔｉｏｎ＝静的無効電力補償）を設けるしかなか
った。これに関してＢＢＣ Ｂｒｏｗｎ Ｂｏｖｅｒｉ
株式会社（スイス，バーデン所在）の社誌”Ｌｉｃｈｔ
ｂｏｇｅｎａｎｌａｇｅｎ”Ａｒｃｍｅｌｔ”，Ｔｙｐ
ｅｎｒｅｉｈｅ ＡＬ”，Ｎｏ．ＣＨ−ＩＨ５１２４８
４の２０〜２２頁を参照されたい。そこには、３相交流
アーク炉装置のための無効電力及びフリッカ補償につい
て説明されている。又は米国特許第５１５５７４０号明
細書を参照されたい。この明細書は、直流アーク炉装置
のためのフリッカ補償装置を開示している。しかし、こ
のような装置は、直流アーク炉装置にとって非常にコス
トがかかり、高性能の静止形電力変換器、チョークコイ
ル、コンデンサを必要とする。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、給電
網が微弱な場合すなわち短絡電力が小さい場合でもフリ
ッカなしの作動を可能にする直流アーク炉装置を提供す
ることにある。
網が微弱な場合すなわち短絡電力が小さい場合でもフリ
ッカなしの作動を可能にする直流アーク炉装置を提供す
ることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題は本発明によ
り、電流閉ループ制御回路に電圧閉ループ制御回路を従
属して接続し、電圧制御器に供給される実際値を、静止
形電力変換器に加わっている電圧から導出し、電流制御
器の出力電圧が、電圧制御器のための目標値を供給し、
電圧制御器に、肉眼の周波数感度に同調されている周波
数特性を有しフリッカ周波数に同調されているフィルタ
を後置接続したことにより解決される。
り、電流閉ループ制御回路に電圧閉ループ制御回路を従
属して接続し、電圧制御器に供給される実際値を、静止
形電力変換器に加わっている電圧から導出し、電流制御
器の出力電圧が、電圧制御器のための目標値を供給し、
電圧制御器に、肉眼の周波数感度に同調されている周波
数特性を有しフリッカ周波数に同調されているフィルタ
を後置接続したことにより解決される。
【０００８】大きいインダクタンスのチョークコイルを
このような電流及び電圧閉ループ制御と組合せて使用す
ることにより、直流アーク炉に与える給電網の好ましく
ない影響が大幅に軽減される。
このような電流及び電圧閉ループ制御と組合せて使用す
ることにより、直流アーク炉に与える給電網の好ましく
ない影響が大幅に軽減される。
【０００９】直流路の途中に挿入接続されている大型チ
ョークコイルはエネルギー蓄積器として動作する。すな
わちこのエネルギー蓄積器は、例えばアークが伸長した
場合にはエネルギーを放出しアークが短縮した場合には
エネルギーを受取るために短時間エネルギーを蓄積又は
放出する。これによりアーク炉の電流の急激な電流変動
が減衰される。これによりリアクタンス負荷変動が減少
される。このような手段は、閉ループ制御回路装置の構
成にとって重要である。
ョークコイルはエネルギー蓄積器として動作する。すな
わちこのエネルギー蓄積器は、例えばアークが伸長した
場合にはエネルギーを放出しアークが短縮した場合には
エネルギーを受取るために短時間エネルギーを蓄積又は
放出する。これによりアーク炉の電流の急激な電流変動
が減衰される。これによりリアクタンス負荷変動が減少
される。このような手段は、閉ループ制御回路装置の構
成にとって重要である。
【００１０】このような構成においてもなお電流閉ルー
プ制御回路は、調整されたアーク電流を保持する役割を
有する。しかし電流閉ループ制御回路のダイナミック特
性を高度に形成することは、従来の場合と異なり最重要
課題ではない。電流閉ループ制御回路に接続されている
電圧閉ループ制御回路の役割のほうが本発明では、リア
クタンス負荷変動ひいてはフリッカを抑圧するためには
重要である。
プ制御回路は、調整されたアーク電流を保持する役割を
有する。しかし電流閉ループ制御回路のダイナミック特
性を高度に形成することは、従来の場合と異なり最重要
課題ではない。電流閉ループ制御回路に接続されている
電圧閉ループ制御回路の役割のほうが本発明では、リア
クタンス負荷変動ひいてはフリッカを抑圧するためには
重要である。
【００１１】
【実施例】次に本発明を実施例に基づき図を用いて詳細
に説明する。
に説明する。
【００１２】図面に記載のただ１つの実施例は、一方で
は例えば２２ｋＶの交流電圧を有する交給電網１に接続
され、他方では静止形電力変換器５の交流電圧入力側に
接続されている、複数の切換え段を有する炉変圧器２を
示す。静止形電力変換器５の直流側はコイル６を介して
アーク炉８のアーク電極７（陰極）に接続されている。
アーク炉８の底部領域内に配置されている底部コンタク
ト部材１２（陽極）は、静止形電力変換器５の正の端子
に接続されている。択一的にチョークコイル６は、底部
コンタクト部材１２につながる直流給電線の途中に挿入
接続することも可能である。アーク電極７と、９により
示されている材料又はスクラップとの間及びアーク電極
７と溶融金属又は溶融金属浴１１の表面との間にはアー
クが発生する。ｄは、電極間の間隔又はアーク電極７と
溶融金属浴１１との間の間隔を示す。
は例えば２２ｋＶの交流電圧を有する交給電網１に接続
され、他方では静止形電力変換器５の交流電圧入力側に
接続されている、複数の切換え段を有する炉変圧器２を
示す。静止形電力変換器５の直流側はコイル６を介して
アーク炉８のアーク電極７（陰極）に接続されている。
アーク炉８の底部領域内に配置されている底部コンタク
ト部材１２（陽極）は、静止形電力変換器５の正の端子
に接続されている。択一的にチョークコイル６は、底部
コンタクト部材１２につながる直流給電線の途中に挿入
接続することも可能である。アーク電極７と、９により
示されている材料又はスクラップとの間及びアーク電極
７と溶融金属又は溶融金属浴１１の表面との間にはアー
クが発生する。ｄは、電極間の間隔又はアーク電極７と
溶融金属浴１１との間の間隔を示す。
【００１３】アーク流を一定に保持するため及びアーク
電極の位置を制御するために、電流の閉ループ制御回路
Ｉ及び電極の閉ループ制御回路Ｅを有する炉の閉ループ
制御装置が設けられている。これら２つの閉ループ制御
回路は破線により示されている。
電極の位置を制御するために、電流の閉ループ制御回路
Ｉ及び電極の閉ループ制御回路Ｅを有する炉の閉ループ
制御装置が設けられている。これら２つの閉ループ制御
回路は破線により示されている。
【００１４】静止形電力変換器５につながる交流給電線
の途中に挿入接続されている変流器３は、比較器又は加
算器１３の負入力側に供給される実際値電流信号ｉist
を検出する。この加算器１３の正入力側には、例えば図
示されていないポテンショメータから所定目標値電流信
号ｉsollが供給される。加算器１３の出力側は、比例積
分特性を有する電流制御器１４（ＰＩ制御器）に接続さ
れている。電流制御器１４は通常は、点弧角に依存して
静止形電力変換器調整量信号Ｕistを直接に点孤パルス
変換器１５に供給する。点孤パルス変換器１５の出力側
は静止形電力変換器５を制御する。
の途中に挿入接続されている変流器３は、比較器又は加
算器１３の負入力側に供給される実際値電流信号ｉist
を検出する。この加算器１３の正入力側には、例えば図
示されていないポテンショメータから所定目標値電流信
号ｉsollが供給される。加算器１３の出力側は、比例積
分特性を有する電流制御器１４（ＰＩ制御器）に接続さ
れている。電流制御器１４は通常は、点弧角に依存して
静止形電力変換器調整量信号Ｕistを直接に点孤パルス
変換器１５に供給する。点孤パルス変換器１５の出力側
は静止形電力変換器５を制御する。
【００１５】電極閉ループ制御回路Ｅにおいて、アーク
電圧から変圧器１６により静止形電力変換器調整量信号
Ｕistが得られ、加算器１７の負入力側に供給される。
加算器１７の正入力側には、１５゜〜５０゜有利には２
５゜〜３５゜の領域内の目標値点弧角に依存して所定の
電極閉ループ制御回路の基準量信号Ｕsollが供給され
る。加算器１７の出力側は、比例特性を有する電圧制御
器１８（Ｐ制御器）に接続されている。電圧制御器１８
の出力側は、弁増幅器１９を介して電極位置調整装置２
１の弁２０を制御する。例えば位置調整機構及び電極速
度制御器を有する液圧ポンプ等の電極位置調整装置２１
は機械的にアーク炉電極７に連結されており、これによ
りアーク炉電極７の高さを調整する。電極位置調整装置
２１は、１次の遅延素子として動作する。
電圧から変圧器１６により静止形電力変換器調整量信号
Ｕistが得られ、加算器１７の負入力側に供給される。
加算器１７の正入力側には、１５゜〜５０゜有利には２
５゜〜３５゜の領域内の目標値点弧角に依存して所定の
電極閉ループ制御回路の基準量信号Ｕsollが供給され
る。加算器１７の出力側は、比例特性を有する電圧制御
器１８（Ｐ制御器）に接続されている。電圧制御器１８
の出力側は、弁増幅器１９を介して電極位置調整装置２
１の弁２０を制御する。例えば位置調整機構及び電極速
度制御器を有する液圧ポンプ等の電極位置調整装置２１
は機械的にアーク炉電極７に連結されており、これによ
りアーク炉電極７の高さを調整する。電極位置調整装置
２１は、１次の遅延素子として動作する。
【００１６】電極閉ループ制御回路は、電流の閉ループ
制御回路に比して約４０倍緩慢に動作する。陰極７の高
さ調整は、静止形電力変換器５が炉変圧器２の２次電圧
及び設定目標値電流ｉsollと無関係に例えば３５゜の平
均電気点弧角での制御で動作するように行われる。
制御回路に比して約４０倍緩慢に動作する。陰極７の高
さ調整は、静止形電力変換器５が炉変圧器２の２次電圧
及び設定目標値電流ｉsollと無関係に例えば３５゜の平
均電気点弧角での制御で動作するように行われる。
【００１７】直流アーク炉装置及びその炉閉ループ制御
に関する以上の説明は、前述のヨーロッパ特許出願公開
第０４９８２３９号公報に開示されており、本明細書で
は簡潔に述べる。
に関する以上の説明は、前述のヨーロッパ特許出願公開
第０４９８２３９号公報に開示されており、本明細書で
は簡潔に述べる。
【００１８】溶融動作が進むにつれて溶融金属（スクラ
ップ）は沈下し、これにより電極と溶融金属との間の間
隔が変化する。まず初めに、それにより発生する電力需
要は電流閉ループ制御を介してまかなわれる。静止形電
力変換器５は、無制限に電圧を利用できるのではないの
で必要な電力を常に供給できるとはかぎらず、アーク
は、安定作動の見地から任意に長くできないので、液圧
式電極位置調整装置２１を制御する電極閉ループ制御回
路Ｅが、アークの平均長又は平均電圧を一定に維持する
ことを保証する。
ップ）は沈下し、これにより電極と溶融金属との間の間
隔が変化する。まず初めに、それにより発生する電力需
要は電流閉ループ制御を介してまかなわれる。静止形電
力変換器５は、無制限に電圧を利用できるのではないの
で必要な電力を常に供給できるとはかぎらず、アーク
は、安定作動の見地から任意に長くできないので、液圧
式電極位置調整装置２１を制御する電極閉ループ制御回
路Ｅが、アークの平均長又は平均電圧を一定に維持する
ことを保証する。
【００１９】冒頭に説明したリアクタンス負荷変動ひい
てはフリッカ現象を抑圧する又は少なくとも最小に減少
するために本発明では電流閉ループ制御回路Ｉに電圧閉
ループ制御回路Ｆが配置されている。電流制御器１４の
出力信号は、この電圧閉ループ制御回路のための目標値
を供給する。静止形電力変換器５の出力電圧は、電圧閉
ループ制御回路Ｆに実際値として供給するために用いら
れる。
てはフリッカ現象を抑圧する又は少なくとも最小に減少
するために本発明では電流閉ループ制御回路Ｉに電圧閉
ループ制御回路Ｆが配置されている。電流制御器１４の
出力信号は、この電圧閉ループ制御回路のための目標値
を供給する。静止形電力変換器５の出力電圧は、電圧閉
ループ制御回路Ｆに実際値として供給するために用いら
れる。
【００２０】フリッカを減少するために重要なのはこの
電圧閉ループ制御回路Ｆの構成である。電圧閉ループ制
御回路Ｆは、電流制御器１４の出力信号が供給される１
つの入力側を有する乗算器１８を有する。他方の入力側
は、(まず初めは)一定レベルの電圧が印加されている。
乗算器２２の出力側は、加算器２３の正入力側に接続さ
れている。加算器２３の負入力側には実際値電圧Ｕist
が供給される。加算器２３には、ＰＩＤ特性を有する電
圧制御器２４が後続する。電圧制御器２４の出力信号
は、静止形電力変換器調整素子（点孤パルス変換器１
５）に供給される前に、帯域阻止特性を有するフィルタ
２５を通過する。このフィルタ２５は、目障りに感ずる
フリッカ周波数に同調されている周波数特性を有する。
この依存性は、スイス国ジュネーブ市ヴァレンベ通り３
番地所在の国際電子技術委員会中央事務所１９８６年出
版の第８６８号ＩＥＣレポート”フリッカメーターの機
能及び設計仕様書”に記載されている。フィルタ２５の
この周波数特性は、周波数が最大の感度すなわち約９Ｈ
ｚで最も減衰するように定められている。このフィルタ
２５は、アーク炉の直流主回路の中のチョークコイル６
と共働する。チョークコイル６は、（アークが短縮する
際に）短時間エネルギーを蓄積するか、又は（アークが
伸長する際に）短時間エネルギーを放出する。これによ
りまず初めに、アーク炉における非常に急速な電流変動
が減衰される。これにより、リアクタンス負荷変動ひい
てはフリッカは減少する作用を有する。より緩慢な電流
変動は、周波数に依存する電圧閉ループ制御回路が接続
されている電流閉ループ制御回路により補償される。こ
れにより、静止形電力変換器５における点弧偏差及びひ
いては給電網１の中のリアクタンス負荷偏差が確実に減
衰される。本発明では電流閉ループ制御回路のダイナミ
ック特性は最重要ではない。しかしそれでも、電流閉ル
ープ制御回路の直流主回路の中のエネルギー蓄積器は、
電流変動を減衰する役割を果たす。すなわちこれにより
静止形電力変換器５の過負荷が回避される。
電圧閉ループ制御回路Ｆの構成である。電圧閉ループ制
御回路Ｆは、電流制御器１４の出力信号が供給される１
つの入力側を有する乗算器１８を有する。他方の入力側
は、(まず初めは)一定レベルの電圧が印加されている。
乗算器２２の出力側は、加算器２３の正入力側に接続さ
れている。加算器２３の負入力側には実際値電圧Ｕist
が供給される。加算器２３には、ＰＩＤ特性を有する電
圧制御器２４が後続する。電圧制御器２４の出力信号
は、静止形電力変換器調整素子（点孤パルス変換器１
５）に供給される前に、帯域阻止特性を有するフィルタ
２５を通過する。このフィルタ２５は、目障りに感ずる
フリッカ周波数に同調されている周波数特性を有する。
この依存性は、スイス国ジュネーブ市ヴァレンベ通り３
番地所在の国際電子技術委員会中央事務所１９８６年出
版の第８６８号ＩＥＣレポート”フリッカメーターの機
能及び設計仕様書”に記載されている。フィルタ２５の
この周波数特性は、周波数が最大の感度すなわち約９Ｈ
ｚで最も減衰するように定められている。このフィルタ
２５は、アーク炉の直流主回路の中のチョークコイル６
と共働する。チョークコイル６は、（アークが短縮する
際に）短時間エネルギーを蓄積するか、又は（アークが
伸長する際に）短時間エネルギーを放出する。これによ
りまず初めに、アーク炉における非常に急速な電流変動
が減衰される。これにより、リアクタンス負荷変動ひい
てはフリッカは減少する作用を有する。より緩慢な電流
変動は、周波数に依存する電圧閉ループ制御回路が接続
されている電流閉ループ制御回路により補償される。こ
れにより、静止形電力変換器５における点弧偏差及びひ
いては給電網１の中のリアクタンス負荷偏差が確実に減
衰される。本発明では電流閉ループ制御回路のダイナミ
ック特性は最重要ではない。しかしそれでも、電流閉ル
ープ制御回路の直流主回路の中のエネルギー蓄積器は、
電流変動を減衰する役割を果たす。すなわちこれにより
静止形電力変換器５の過負荷が回避される。
【００２１】前述の手段は、肉眼の最も感度の高い周波
数領域でのリアクタンス負荷変動ひいてはフリッカを減
少するには通常は十分である。しかし、炉の性能に比し
て給電網が非常に弱い場合にはこの手段は、障害境界を
下回るにはまだ十分でない。このような場合のために本
発明では電圧閉ループ制御回路Ｆに付加的な制御電圧信
号Ｕflickを供給する。この信号は、乗算器２２の他方
の入力側に、（炉変圧器２の出力側）給電網電圧から導
出されフリッカに対応する補正値が供給されるように行
われる。この補正値は、変圧器２６により給電網電圧か
らフリッカ測定器２７の中で取出され、調整可能な応動
レベルを有する信号領域通報器２８を介して乗算器２２
に供給される。フリッカ測定器２７としては例えば前述
のＩＥＣレポートの２９頁の図１に示されているものを
使用できる。
数領域でのリアクタンス負荷変動ひいてはフリッカを減
少するには通常は十分である。しかし、炉の性能に比し
て給電網が非常に弱い場合にはこの手段は、障害境界を
下回るにはまだ十分でない。このような場合のために本
発明では電圧閉ループ制御回路Ｆに付加的な制御電圧信
号Ｕflickを供給する。この信号は、乗算器２２の他方
の入力側に、（炉変圧器２の出力側）給電網電圧から導
出されフリッカに対応する補正値が供給されるように行
われる。この補正値は、変圧器２６により給電網電圧か
らフリッカ測定器２７の中で取出され、調整可能な応動
レベルを有する信号領域通報器２８を介して乗算器２２
に供給される。フリッカ測定器２７としては例えば前述
のＩＥＣレポートの２９頁の図１に示されているものを
使用できる。
【００２２】この手段により得られる重要な利点は、
（従属接続されている）電圧閉ループ制御回路Ｆのパラ
メータをフリッカ測定値により最適化できる点、すなわ
ちフリッカが障害又は目障りにならない限界値の範囲内
に保持できる点である。
（従属接続されている）電圧閉ループ制御回路Ｆのパラ
メータをフリッカ測定値により最適化できる点、すなわ
ちフリッカが障害又は目障りにならない限界値の範囲内
に保持できる点である。
【００２３】フリッカ測定器の代りに無効電力測定器２
９によりフリッカを評価することも可能である。無効電
力測定器２９には、炉変圧器２の出力側の変流器３０を
介して電流信号が供給され、また変圧器２６から電圧信
号が供給される。無効電力変動を給電網の短絡電力で除
算することによりこの給電網における相対的電圧変動が
得られる。最大の電圧変動を制限することだけを必要す
る、すなわち肉眼感度の評価を必要としない電力会社に
この手段は好適である。
９によりフリッカを評価することも可能である。無効電
力測定器２９には、炉変圧器２の出力側の変流器３０を
介して電流信号が供給され、また変圧器２６から電圧信
号が供給される。無効電力変動を給電網の短絡電力で除
算することによりこの給電網における相対的電圧変動が
得られる。最大の電圧変動を制限することだけを必要す
る、すなわち肉眼感度の評価を必要としない電力会社に
この手段は好適である。
【００２４】エネルギー蓄積器（チョークコイル６）の
周波数特性と、電流閉ループ制御回路Ｉの周波数特性
と、電流閉ループ制御回路Ｉに従属接続されている電圧
閉ループ制御回路Ｆの周波数特性とを互いに調整し、こ
れにより給電網のフリッカを除去し、アーク炉の生産量
を高くするために供給直流電力を可及的一定に保持し、
静止形電力変換器５に危険な過負荷をかけないようにし
なければならないことは自明である。この場合、直流主
回路の必然的に生ずる可変時定数Ｔ＝Ｌ／Ｒ（Ｌ＝蓄積
器チョークコイル６のインダクタンス，Ｒ＝可変アーク
抵抗）は、電流閉ループ制御回路Ｉの適応形時間特性に
より緩慢になる。フリッカ測定値を供給される電流電圧
閉ループ制御回路系に後置接続されている電極閉ループ
制御回路Ｅは、フリッカの減少にはもはや関与しない。
何故ならばこの閉ループ制御回路のダイナミック特性
は、電圧閉ループ制御回路Ｆが従属接続されている電流
閉ループ制御回路Ｉのダイナミック特性より１桁分緩慢
であるからである。
周波数特性と、電流閉ループ制御回路Ｉの周波数特性
と、電流閉ループ制御回路Ｉに従属接続されている電圧
閉ループ制御回路Ｆの周波数特性とを互いに調整し、こ
れにより給電網のフリッカを除去し、アーク炉の生産量
を高くするために供給直流電力を可及的一定に保持し、
静止形電力変換器５に危険な過負荷をかけないようにし
なければならないことは自明である。この場合、直流主
回路の必然的に生ずる可変時定数Ｔ＝Ｌ／Ｒ（Ｌ＝蓄積
器チョークコイル６のインダクタンス，Ｒ＝可変アーク
抵抗）は、電流閉ループ制御回路Ｉの適応形時間特性に
より緩慢になる。フリッカ測定値を供給される電流電圧
閉ループ制御回路系に後置接続されている電極閉ループ
制御回路Ｅは、フリッカの減少にはもはや関与しない。
何故ならばこの閉ループ制御回路のダイナミック特性
は、電圧閉ループ制御回路Ｆが従属接続されている電流
閉ループ制御回路Ｉのダイナミック特性より１桁分緩慢
であるからである。
【００２５】電流閉ループ制御回路Ｉのパラメータは、
補正時間及び安定性の面で閉ループ制御回路のダイナミ
ック特性を最適化するためにアーク炉装置の可変パラメ
ータに整合されなければならない。電流閉ループ制御回
路Ｉのパラメータはアーク炉装置に依存して適応化され
る。
補正時間及び安定性の面で閉ループ制御回路のダイナミ
ック特性を最適化するためにアーク炉装置の可変パラメ
ータに整合されなければならない。電流閉ループ制御回
路Ｉのパラメータはアーク炉装置に依存して適応化され
る。
【図１】電流閉ループ制御回路及び電極閉ループ制御回
路を有する直流アーク炉装置のブロック回路図である。
路を有する直流アーク炉装置のブロック回路図である。
１ 交流給電網 ２ 複数の切換え段を有する炉変圧器 ３，３０ 変流器 ５ 静止形電力変換器 ６ チョークコイル ７ アーク炉電極，陰極 ９ 溶融すべき材料 １０ アーク １１ 溶融金属浴 １２ 底部電極，陽極 １３，１７ 加算器 １４ 電流制御器 １５ 点孤パルス変換器 １６，２６ 変圧器 １８，２４ 電圧制御器 １９ 弁増幅器 ２０ 弁 ２１ 電極位置調整装置 ２２ 乗算器 ２３ 加算器 ２５ フィルタ ２７ フリッカ測定器 ２８ 信号領域通報器 ２９ 無効電力測定器
Claims (5)
- 【請求項１】 炉容器（８）と、陰極として接続されて
いる１つ又は複数のアーク電極（７）と、陽極として接
続されている底部コンタクト部材（１２）と、炉変圧器
（２）と、炉に給電する静止形電力変換器（５）と、電
極閉ループ制御回路装置（Ｅ）と、電流閉ループ制御回
路（Ｉ）とを具備し、静止形電力変換器（５）から前記
底部コンタクト部材及び／又はアーク炉電極までの直流
導線の途中にチョークコイル（６）が挿入接続されてい
る直流アーク炉装置において、前記電流閉ループ制御回
路（Ｉ）に電圧閉ループ制御回路（Ｆ）を従属して接続
し、電圧制御器（２４）に供給される実際値（Ｕist）
を、前記静止形電力変換器（５）に印加されている電圧
から導出し、電流制御器（１４）の出力電圧が、電圧制
御器（２４）のための目標値を供給し、前記電圧制御器
（２４）に、肉眼の周波数感度に同調されている周波数
特性を有しフリッカ周波数に同調されているフィルタ
（２５）を後置接続したことを特徴とする直流アーク炉
装置。 - 【請求項２】 電圧制御器（２４）に供給される実際値
（Ｕist）を電極閉ループ制御回路装置（Ｅ）の電圧制
御器（１８）にも実際値として供給することを特徴とす
る請求項１に記載の直流アーク炉装置。 - 【請求項３】 電流閉ループ制御回路（Ｉ）の電流制御
器（１４）と、電圧閉ループ制御回路（Ｆ）の電圧制御
器（２４）との間に乗算器（２２）を設け、前記乗算器
（２２）に、交流給電網（１）の無効電力偏差すなわち
フリッカのための尺度を示す付加的な制御電圧信号（Ｕ
flick）を供給することを特徴とする請求項１又は請求
項２に記載の直流アーク炉装置。 - 【請求項４】 無効電力偏差すなわちフリッカを検出す
るためにフリッカ測定器（２７）を設け、前記フリッカ
測定器（２７）を変圧器（２６）を介して炉変圧器
（２）の２次側又は交流給電網（１）に接続し、前記フ
リッカ測定器（２７）は信号領域通報器（２８）を介し
て乗算器（２２）に信号を供給することを特徴とする請
求項３に記載の直流アーク炉装置。 - 【請求項５】 交流給電網（１）の中の無効電力偏差を
検出するために無効電力測定器（２９）を設け、前記無
効電力測定器（２９）は信号領域通報器（２８）を介し
て乗算器（２２）に信号を供給することを特徴とするこ
とを特徴とする請求項３に記載の直流アーク炉装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4309640A DE4309640A1 (de) | 1993-03-25 | 1993-03-25 | Gleichstrom-Lichtbogenofenanlage |
| DE4309640.9 | 1993-03-25 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06325867A true JPH06325867A (ja) | 1994-11-25 |
Family
ID=6483780
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6054012A Pending JPH06325867A (ja) | 1993-03-25 | 1994-03-24 | 直流アーク炉装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5438588A (ja) |
| JP (1) | JPH06325867A (ja) |
| DE (1) | DE4309640A1 (ja) |
| IT (1) | IT1271764B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2000234875A (ja) * | 1995-10-26 | 2000-08-29 | Inverpower Controls Ltd | アーク電気炉用の予測式ラインコントローラおよびアーク電気炉 |
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| DE4327894A1 (de) * | 1993-08-19 | 1995-02-23 | Abb Management Ag | Verfahren zur Stabilisierung eines Stromnetzes gegen Blindlastschwankungen und Blindleistungskompensationseinrichtung |
| DE4343899A1 (de) * | 1993-12-22 | 1995-06-29 | Abb Management Ag | Regelungsverfahren für einen Gleichstromlichtbogenofen |
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1994
- 1994-03-17 US US08/214,211 patent/US5438588A/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-03-18 IT ITMI940504A patent/IT1271764B/it active IP Right Grant
- 1994-03-24 JP JP6054012A patent/JPH06325867A/ja active Pending
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| DE4309640A1 (de) | 1994-09-29 |
| US5438588A (en) | 1995-08-01 |
| ITMI940504A0 (it) | 1994-03-18 |
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