JPH07312285A - 交流電気炉設備の電力投入制御方法 - Google Patents
交流電気炉設備の電力投入制御方法Info
- Publication number
- JPH07312285A JPH07312285A JP6124737A JP12473794A JPH07312285A JP H07312285 A JPH07312285 A JP H07312285A JP 6124737 A JP6124737 A JP 6124737A JP 12473794 A JP12473794 A JP 12473794A JP H07312285 A JPH07312285 A JP H07312285A
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- Japan
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- arc
- reactor
- voltage
- arc current
- impedance
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- Withdrawn
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Landscapes
- Discharge Heating (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 リアクトルを回路に挿入しても、投入する電
力量の設定を必要量だけ設定するようにし、操作性を向
上させることを可能とする制御方法を提供する。 【構成】 交流電気炉設備の電力投入制御方法におい
て、回路に挿入されるリアクトル１のインピーダンスに
よって降下する電圧降下分に相当するアーク電圧基準信
号を基準電圧調整抵抗器５により粗補正し、リアクトル
１のインピーダンスの変化量に応じて変わるアーク電流
値をアーク電流設定値信号の演算処理補正により密補正
し、アーク長を一定とするように電極昇降装置１０を制
御することを特徴とするものである。
力量の設定を必要量だけ設定するようにし、操作性を向
上させることを可能とする制御方法を提供する。 【構成】 交流電気炉設備の電力投入制御方法におい
て、回路に挿入されるリアクトル１のインピーダンスに
よって降下する電圧降下分に相当するアーク電圧基準信
号を基準電圧調整抵抗器５により粗補正し、リアクトル
１のインピーダンスの変化量に応じて変わるアーク電流
値をアーク電流設定値信号の演算処理補正により密補正
し、アーク長を一定とするように電極昇降装置１０を制
御することを特徴とするものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、スクラップを電気エネ
ルギーにより溶解する設備において、設備の能力を最大
限に利用するための電力投入制御に関する。
ルギーにより溶解する設備において、設備の能力を最大
限に利用するための電力投入制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般にアーク電圧とアーク電流を検出し
て比較し、その比較結果により、アーク長さが一定とな
るように電極を昇降させるインピーダンス制御を行うア
ーク炉電気設備において、主回路系統には、特公昭５１
−４９２９９号公報に記載のごとく、発生フリッカー抑
制のために、リアクトルを挿入し、フリッカーレベルに
より、リアクトルの挿入量を調整する場合や、特開平２
−２８２４１３号公報に記載のごとく、アーク炉の操業
に合わせて、主回路系統インピーダンスを調整するよ
う、リアクトルを挿入し、リアクトル挿入量を調整する
場合等、リアクトルを主回路に挿入するケースが多々あ
る。このリアクトルは、リアクトル量が調整できるタッ
プ切替装置が付属されている。
て比較し、その比較結果により、アーク長さが一定とな
るように電極を昇降させるインピーダンス制御を行うア
ーク炉電気設備において、主回路系統には、特公昭５１
−４９２９９号公報に記載のごとく、発生フリッカー抑
制のために、リアクトルを挿入し、フリッカーレベルに
より、リアクトルの挿入量を調整する場合や、特開平２
−２８２４１３号公報に記載のごとく、アーク炉の操業
に合わせて、主回路系統インピーダンスを調整するよ
う、リアクトルを挿入し、リアクトル挿入量を調整する
場合等、リアクトルを主回路に挿入するケースが多々あ
る。このリアクトルは、リアクトル量が調整できるタッ
プ切替装置が付属されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このように、リアクト
ルが挿入されると、該リアクトルによる電圧降下によ
り、アーク電圧が低下する。ここで、アーク電圧は、イ
ンピーダンス制御を行うアーク炉電気設備の電流基準と
なる電圧であり、このアーク電圧が低下すると、アーク
電流も低下するように制御されるため、設定値通りの電
力が投入できない。
ルが挿入されると、該リアクトルによる電圧降下によ
り、アーク電圧が低下する。ここで、アーク電圧は、イ
ンピーダンス制御を行うアーク炉電気設備の電流基準と
なる電圧であり、このアーク電圧が低下すると、アーク
電流も低下するように制御されるため、設定値通りの電
力が投入できない。
【０００４】したがって、投入電力量を設定する際に、
予め電圧降下量を考慮した設定投入電力量を複雑な手計
算により算出し、投入電力量の設定値としていた。
予め電圧降下量を考慮した設定投入電力量を複雑な手計
算により算出し、投入電力量の設定値としていた。
【０００５】図３は、その特性曲線を示したもので、横
軸にアーク電圧、縦軸にアーク電流をとると、アーク電
流特性は、設定値（ａ）の曲線に対し、リアクトルによ
る電圧降下のため、設定値（ｂ）の曲線に低下している
状態を示す。また、設定値（ｃ）の曲線は、電圧降下量
を考慮した手計算により算出した設定値である。
軸にアーク電圧、縦軸にアーク電流をとると、アーク電
流特性は、設定値（ａ）の曲線に対し、リアクトルによ
る電圧降下のため、設定値（ｂ）の曲線に低下している
状態を示す。また、設定値（ｃ）の曲線は、電圧降下量
を考慮した手計算により算出した設定値である。
【０００６】本発明の目的は、リアクトルを回路に挿入
しても、投入する電力量の設定を必要量だけ設定するよ
うにし、操作性を向上させることを可能にする制御方法
を提供するものである。
しても、投入する電力量の設定を必要量だけ設定するよ
うにし、操作性を向上させることを可能にする制御方法
を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、交流電気炉設備の電力投入制御方法において、回路
に挿入されるリアクトルのインピーダンスによって降下
する電圧降下分に相当するアーク電圧基準信号を基準電
圧調整抵抗器により粗補正し、リアクトルのインピーダ
ンスの変化量に応じて変わるアーク電流値をアーク電流
設定値信号の演算処理補正により密補正し、アーク長を
一定とするように電極昇降装置を制御する。
に、交流電気炉設備の電力投入制御方法において、回路
に挿入されるリアクトルのインピーダンスによって降下
する電圧降下分に相当するアーク電圧基準信号を基準電
圧調整抵抗器により粗補正し、リアクトルのインピーダ
ンスの変化量に応じて変わるアーク電流値をアーク電流
設定値信号の演算処理補正により密補正し、アーク長を
一定とするように電極昇降装置を制御する。
【０００８】
【作用】プログラマブルコントローラ（ＰＬＣ）２によ
り、アーク電圧とアーク電流が設定される。設定アーク
電流は、バイアス抵抗１６により負の信号となり、オペ
アンプ１７で正の信号に反転され、演算器１４に入力さ
れる。設定アーク電圧に対応して、炉用変圧器７のタッ
プが切り替わる。
り、アーク電圧とアーク電流が設定される。設定アーク
電流は、バイアス抵抗１６により負の信号となり、オペ
アンプ１７で正の信号に反転され、演算器１４に入力さ
れる。設定アーク電圧に対応して、炉用変圧器７のタッ
プが切り替わる。
【０００９】遮断器６が投入されると、設定アーク電流
が流れるように、電極昇降装置１０が下降を始め、電極
８とスクラップとの間にアーク電流が流れる。アーク電
流検出器３で検出されたアーク電流信号１９は、演算器
１４に入力され、ＰＬＣ２により設定したアーク電流設
定値とで演算処理し、演算器１４の出力が一定となるよ
うにする。
が流れるように、電極昇降装置１０が下降を始め、電極
８とスクラップとの間にアーク電流が流れる。アーク電
流検出器３で検出されたアーク電流信号１９は、演算器
１４に入力され、ＰＬＣ２により設定したアーク電流設
定値とで演算処理し、演算器１４の出力が一定となるよ
うにする。
【００１０】一方、アーク電圧検出器４で検出したアー
ク電圧信号は、補助トランス１２にて降圧され、炉用変
圧器タップ補償抵抗器１１と補正抵抗器１３にて、アー
ク電圧信号は規定の電圧信号となるよう調整される。こ
のアーク電圧信号と演算処理された演算器１４の出力信
号は、さらに比較演算処理されて、その偏差分が電極昇
降制御装置１８の速度指令信号となり、電極を昇降させ
て、偏差が「０」となるように制御される。
ク電圧信号は、補助トランス１２にて降圧され、炉用変
圧器タップ補償抵抗器１１と補正抵抗器１３にて、アー
ク電圧信号は規定の電圧信号となるよう調整される。こ
のアーク電圧信号と演算処理された演算器１４の出力信
号は、さらに比較演算処理されて、その偏差分が電極昇
降制御装置１８の速度指令信号となり、電極を昇降させ
て、偏差が「０」となるように制御される。
【００１１】
【実施例】図１は、本発明の実施例の概要を示す制御系
統図である。リアクトル１は、投入する電力量に応じ
て、リアクタンス量を変更することができるタップを有
している。
統図である。リアクトル１は、投入する電力量に応じ
て、リアクタンス量を変更することができるタップを有
している。
【００１２】プログラマブルコントローラ（ＰＬＣ）２
は、投入するアーク電流とアーク電圧を設定するもので
ある。
は、投入するアーク電流とアーク電圧を設定するもので
ある。
【００１３】アーク電流検出器３は、電気炉に実際に投
入されているアーク電流を検出し、制御回路へのフィー
ドバック信号として使用するものである。
入されているアーク電流を検出し、制御回路へのフィー
ドバック信号として使用するものである。
【００１４】アーク電圧検出器４で検出した信号は、電
気炉に投入されているアーク電圧で、アーク電流の基準
となるものである。
気炉に投入されているアーク電圧で、アーク電流の基準
となるものである。
【００１５】リアクトル１のタップ位置により、アーク
電圧降下量は変化する。この変化分を基準電圧の補正に
よって補償するために、リアクトル１の各タップ位置に
より電圧降下する量を予め基準電圧の補正用として、基
準電圧調整抵抗器５をリアクトル１のタップ位置に対応
させて挿入する。この基準電圧調整抵抗器５は、リアク
トル１のタップ位置に対応して動作するリレー１５によ
り選択される。
電圧降下量は変化する。この変化分を基準電圧の補正に
よって補償するために、リアクトル１の各タップ位置に
より電圧降下する量を予め基準電圧の補正用として、基
準電圧調整抵抗器５をリアクトル１のタップ位置に対応
させて挿入する。この基準電圧調整抵抗器５は、リアク
トル１のタップ位置に対応して動作するリレー１５によ
り選択される。
【００１６】また、設定アーク電流値の変更に伴うリア
クトル１による電圧降下分の補償として、プログラマブ
ルコントローラ（ＰＬＣ）２により、電圧降下量を静特
性演算し、設定アーク電流補正を行う。これは、アーク
炉はインピーダンス制御（アーク長一定制御）であるた
め、偏差（アーク電圧−アーク電流）「０」制御をして
いるのである。
クトル１による電圧降下分の補償として、プログラマブ
ルコントローラ（ＰＬＣ）２により、電圧降下量を静特
性演算し、設定アーク電流補正を行う。これは、アーク
炉はインピーダンス制御（アーク長一定制御）であるた
め、偏差（アーク電圧−アーク電流）「０」制御をして
いるのである。
【００１７】ここで、操業範囲において電圧降下が最大
となる点を基準とするため、設定アーク電流を低く設定
すると、リアクトルでの電圧降下量が少なくなり、基準
電圧が上昇する。基準電圧が上昇すると、アーク電流も
増す方向に制御されるので、アーク電流を抑制するよう
にプログラマブルコントローラ（ＰＬＣ）２で、補正演
算処理を行うものである。
となる点を基準とするため、設定アーク電流を低く設定
すると、リアクトルでの電圧降下量が少なくなり、基準
電圧が上昇する。基準電圧が上昇すると、アーク電流も
増す方向に制御されるので、アーク電流を抑制するよう
にプログラマブルコントローラ（ＰＬＣ）２で、補正演
算処理を行うものである。
【００１８】この補正演算は、下記の通りで計算され
る。図１において、
る。図１において、
【００１９】回路の無効電力分Ｑは、 Ｑ＝３×Ｉ2 ×Ｘ となる。 Ｉ：アーク電流 Ｘ：ＸBR＋ＸFT＋ＸF ＸBR:リアクトルのリアクタンス（変圧器二次値換算
値） ＸFT:炉用変圧器のリアクタンス ＸF :２次導体のリアクタンス
値） ＸFT:炉用変圧器のリアクタンス ＸF :２次導体のリアクタンス
【００２０】皮相電力分Ｓは、 Ｓ＝３1/2 ×Ｖ×Ｉ となる。 Ｖ：アーク電圧
【００２１】リアクトルと炉用変圧器にてドロップする
電圧降下量ΔＶは、 ΔＶ＝（ＸBR＋ＸFT）×Ｉ×ｓｉｎφ ＝（３1/2 ×Ｉ2 （ＸBR＋ＸFT）×（ＸBR＋ＸFT＋
ＸF ））／Ｖ となる。 ｓｉｎφ＝Ｑ／Ｓ
電圧降下量ΔＶは、 ΔＶ＝（ＸBR＋ＸFT）×Ｉ×ｓｉｎφ ＝（３1/2 ×Ｉ2 （ＸBR＋ＸFT）×（ＸBR＋ＸFT＋
ＸF ））／Ｖ となる。 ｓｉｎφ＝Ｑ／Ｓ
【００２２】したがって、アーク電圧の降下率εは、 ε＝１−（ΔＶ／Ｖ） となる。 アーク電流の設定値補正後の設定電流Ｉ′は、 Ｉ′＝Ｉ×ε となる。
【００２３】図２は、本発明の補正演算制御ブロック図
であり、プログラマブルコントローラ（ＰＬＣ）２で補
正演算する制御フローを示している。以下、各ステップ
について説明する。
であり、プログラマブルコントローラ（ＰＬＣ）２で補
正演算する制御フローを示している。以下、各ステップ
について説明する。
【００２４】ｓｔｅｐ１：アーク電流設定値（Ｉ） アーク電流として、投入する電流値をプログラマブルコ
ントローラ（ＰＬＣ）２にて設定した値である。
ントローラ（ＰＬＣ）２にて設定した値である。
【００２５】ｓｔｅｐ２：リアクトルによる電圧降下補
正量演算（ε） アーク電流設定値（Ｉ）に対し、リアクトル１にて降下
する電圧降下量に見合った量だけアーク電流設定値を補
正してやるための補正演算処理部分である。
正量演算（ε） アーク電流設定値（Ｉ）に対し、リアクトル１にて降下
する電圧降下量に見合った量だけアーク電流設定値を補
正してやるための補正演算処理部分である。
【００２６】ｓｔｅｐ３：アーク電流設定補正値 ｓｔｅｐ２で補正演算処理した結果のプログラマブルコ
ントローラ（ＰＬＣ）２の出力信号で、電力投入制御回
路へのアーク電流の基準値である。
ントローラ（ＰＬＣ）２の出力信号で、電力投入制御回
路へのアーク電流の基準値である。
【００２７】
【発明の効果】本発明の電力制御方法によって、以下の
効果を奏する。
効果を奏する。
【００２８】（１）フリッカー抑制のために挿入するリ
アクトルによるアーク電圧の降下に制約されることな
く、設備能力一杯の電力を投入することができる。
アクトルによるアーク電圧の降下に制約されることな
く、設備能力一杯の電力を投入することができる。
【００２９】（２）投入するアーク電流の設定値が、複
雑な手計算をせずに、直接的に設定できるため、操作性
が向上する。
雑な手計算をせずに、直接的に設定できるため、操作性
が向上する。
【図１】本発明を交流電気炉設備に適用した一実施例の
制御系統図である。
制御系統図である。
【図２】本発明の補正演算制御ブロック図である。
【図３】従来技術のアーク電流設定値に対し、リアクト
ルによる電圧降下のために実投入アーク電流が低下して
いることを示した特性曲線図である。
ルによる電圧降下のために実投入アーク電流が低下して
いることを示した特性曲線図である。
１ リアクトル ２ プログラマブルコントローラ（ＰＬＣ） ３ アーク電流検出器 ４ アーク電圧検出器 ５ 基準電圧調整抵抗器 ６ 遮断器 ７ 炉用変圧器 ８ 電極 ９ 炉 １０ 電極昇降装置 １１ 炉用変圧器タップ補償抵抗器 １２ 補助トランス １３ 補正抵抗器 １４ 演算器 １５ リレー １６ バイアス抵抗 １７ オペアンプ １８ 電極昇降制御装置 １９ アーク電流
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉本 忠敏 福岡県北九州市戸畑区大字中原46−59 新 日本製鐵株式会社機械・プラント事業部内 (72)発明者 佐藤 啓吉 東京都港区芝浦１丁目１番１号 株式会社 東芝内 (72)発明者 伊藤 行成 東京都府中市東芝町１ 株式会社東芝内
Claims (1)
- 【請求項１】交流電気炉設備の電力投入制御方法におい
て、 回路に挿入されるリアクトルのインピーダンスによって
降下する電圧降下分に相当するアーク電圧基準信号を基
準電圧調整抵抗器により粗補正し、リアクトルのインピ
ーダンスの変化量に応じて変わるアーク電流値をアーク
電流設定値信号の演算処理補正により密補正し、アーク
長を一定とするように電極昇降装置を制御することを特
徴とする交流電気炉設備の電力投入制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6124737A JPH07312285A (ja) | 1994-05-16 | 1994-05-16 | 交流電気炉設備の電力投入制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6124737A JPH07312285A (ja) | 1994-05-16 | 1994-05-16 | 交流電気炉設備の電力投入制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07312285A true JPH07312285A (ja) | 1995-11-28 |
Family
ID=14892874
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6124737A Withdrawn JPH07312285A (ja) | 1994-05-16 | 1994-05-16 | 交流電気炉設備の電力投入制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07312285A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103529265A (zh) * | 2013-09-29 | 2014-01-22 | 中南大学 | 一种矿热炉二次侧电参数测量系统及方法 |
-
1994
- 1994-05-16 JP JP6124737A patent/JPH07312285A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103529265A (zh) * | 2013-09-29 | 2014-01-22 | 中南大学 | 一种矿热炉二次侧电参数测量系统及方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010731 |