RU2239295C2

RU2239295C2 - Power control device for three-phase arc furnace

Info

Publication number: RU2239295C2
Application number: RU2002128126/06A
Authority: RU
Inventors: Орест Юлианович Лозинский (UA); Орест Юлианович Лозинский; Андрей Орестович Лозинский (UA); Андрей Орестович Лозинский; Ярослав Юрьевич Марущак (UA); Ярослав Юрьевич Марущак; Роман Ярославович Паранчук (UA); Роман Ярославович Паранчук; Ярослав Степанович Паранчук (UA); Ярослав Степанович Паранчук
Original assignee: Национальный университет "Львивська политэхника"
Priority date: 2001-10-29
Filing date: 2002-10-22
Publication date: 2004-10-27

Abstract

FIELD: electrical engineering; controlling power conditions of steel-smelting arc furnaces.

SUBSTANCE: proposed device has arc current sensor and arc voltage sensor inserted in each phase, their outputs being connected to inputs of comparison unit whose output is connected through amplifier to input of electrode displacement gear; all these components constitute electromechanical circuit for controlling electrode position; it also has operating coordinate regulator whose first input is connected to output of this coordinate sensor, and its output is connected through reactor inductive reactance adjustment unit to input of this reactor inserted in primary circuit of furnace transformer. Device also has arc power sensor whose inputs are connected to arc voltage sensor output and its output, to second input of operating coordinate regulator; arc voltage sensor, operating coordinate regulator, operating coordinate selector, reactor inductive reactance adjustment unit, and reactor proper constitute fast-response arc-power control circuit.

EFFECT: improved dynamic and static precision of arc power control, reduced dispersion of arc active and reactive power, current, and supply voltage.

1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к системам автоматического регулирования мощности трехфазных дуговых электропечей.The invention relates to electrical engineering, in particular to systems for automatically controlling the power of three-phase arc electric furnaces.

Известно устройство для автоматического регулирования мощности трехфазных дуговых электропечей, содержащее в цепи регулирования каждой фазы датчик тока дуги, датчик напряжения дуги, блок сравнения, усилитель и механизм перемещения электрода (Электрооборудование и автоматика электротермических установок. Справочник./Альтгаузен А.П., Бершицкий И.М., Бершицкий М.Д. и др. М. Энергия, 1978. - 304 с., с.254-257). Однако при работе этого устройства имеет место низкая динамическая и статическая точность регулирования мощности дуг.A device for automatically controlling the power of three-phase arc furnaces, containing in each circuit phase of the arc current sensor, arc voltage sensor, a comparison unit, an amplifier and electrode movement mechanism (Electrical equipment and automation of electrothermal installations. Reference. / Altgauzen A.P., Bershitsky I .M., Bershitsky M.D. and others M. Energia, 1978.- 304 p., P. 254-257). However, the operation of this device has a low dynamic and static accuracy of power control of arcs.

Из известных устройств ближайшим к предлагаемому есть устройство для регулирования мощности трехфазной дуговой электропечи, которое содержит в цепи регулирования каждой фазы датчик тока дуги, датчик напряжения дуги, выходы которых соединены со входами блока сравнения, выход которого подсоединен ко входу усилителя, а выход последнего соединен со входом механизма перемещения электрода, регулятор режимной координаты, первый вход которого соединен с выходом задатчика этой координаты, а его выход подсоединен ко входу блока регулирования индуктивного сопротивления дросселя, выход которого соединен со входом дросселя, который включен последовательно с обмоткой высокого напряжения печного трансформатора (А.С. 1042211 СССР. Регулятор мощности дуговой многофазной электропечи./Б.Д. Денис, О.Ю. Лозинский, Я.С. Паранчук. - Опубл. в Б.И. №34, 1983).Of the known devices, the closest to the proposed one is a device for controlling the power of a three-phase electric arc furnace, which contains an arc current sensor, an arc voltage sensor, the outputs of which are connected to the inputs of the comparison unit, the output of which is connected to the input of the amplifier, and the output of the latter is connected to the input of the electrode moving mechanism, a mode coordinate regulator, the first input of which is connected to the output of the master of this coordinate, and its output is connected to the input of the control unit Inductance of the inductor, the output of which is connected to the input of the inductor, which is connected in series with the high voltage winding of the furnace transformer (A.S. 1042211 USSR. Power regulator of an arc multiphase electric furnace. / B.D. Denis, O.Yu. Lozinsky, Ya.S. Paranchuk. - Published in B.I. No. 34, 1983).

Однако это устройство, которое содержит в каждой фазе быстродействующий контур для плавного регулирования тока дуги, допускает в процессе работы значительную динамическую погрешность регулирования мощности дуги, которая ведет к высокому уровню дисперсии мощности дуг, возникающей из-за значительной инерционности усилителя и механизма перемещения электрода (постоянная времени составляет 0,1-0,25 с), а также статическую погрешность регулирования мощности дуги, которая имеет место ввиду наличия зоны нечувственности в прямом канале регулирования мощности (в зависимости от периода плавки и типа регулятора мощности зона нечувственности по параметру регулирования устанавливается в границах 3-7%). Указанные динамическая и статическая погрешности регулирования мощности отрицательно влияют на точность реализации директивного технологического графика ведения плавки, что в конечном случае ухудшает технико-экономические показатели плавки, показатели качества выплавляемого металла, является причиной неравномерного износа кладки боковых стенок печи и т.п.However, this device, which contains a fast-acting circuit in each phase for smoothly controlling the arc current, allows a significant dynamic error in the control of the arc power during operation, which leads to a high level of dispersion of the arc power, which arises due to the significant inertia of the amplifier and the electrode moving mechanism (constant time is 0.1-0.25 s), as well as the static error of the arc power control, which takes place due to the presence of a dead zone in the direct control channel Bani capacity (depending on the melting period and the type of power control zone on sensuous regulation parameter is set within the boundaries of 3-7%). The indicated dynamic and static errors of power control adversely affect the accuracy of the implementation of the directive technological schedule for smelting, which ultimately worsens the technical and economic indicators of the smelting, the quality of the melted metal, causes uneven wear of the masonry of the side walls of the furnace, etc.

В основу изобретения поставлена задача создания такого устройства для регулирования мощности трехфазной дуговой электропечи, в котором благодаря введению дополнительного быстродействующего контура стабилизации мощности дуги достигалось бы значительное уменьшение динамической и статической погрешностей регулирования мощности дуг и обеспечивался бы более равномерный по фазам процесс ввода активной мощности в печь, в результате чего уменьшалась бы дисперсия мощности дуг, повышалась бы точность реализации директивного технологического графика ведения плавки и, как следствие, улучшались бы значение технико-экономических показателей работы самой электропечи и показатели качества выплавляемого металла.The basis of the invention is the task of creating such a device for controlling the power of a three-phase arc furnace, in which, thanks to the introduction of an additional high-speed circuit for stabilizing the power of the arc, a significant reduction in the dynamic and static errors in the regulation of the power of the arcs would be achieved and a more uniform phase-by-phase process of introducing active power into the furnace would be ensured, as a result, the dispersion of the power of the arcs would decrease, the accuracy of the implementation of directive technological whose melting schedule and, as a result, the value of technical and economic performance indicators of the electric furnace itself and the quality indicators of the smelted metal would improve.

Поставленная задача достигается тем, что устройство для регулирования мощности трехфазной дуговой электропечи, содержащее в цепи регулирования каждой фазы датчик тока дуги, датчик напряжения дуги, выходы которых соединены со входами блока сравнения, выход которого подсоединен ко входу усилителя, а выход последнего соединен со входом механизма перемещения электрода, регулятор режимной координаты, первый вход которого соединен с выходом задатчика этой координаты, а его выход подсоединен ко входу блока регулирования индуктивного сопротивления дросселя, выход которого соединен со входом дросселя, который включен последовательно с обмоткой высокого напряжения печного трансформатора, который отличается тем, что дополнительно содержит датчик мощности дуги, входы которого соединены с выходами датчика тока дуги и датчика напряжения дуги, а его выход подсоединен ко второму входу регулятора режимной координаты.This object is achieved in that a device for controlling the power of a three-phase electric arc furnace, comprising an arc current sensor, an arc voltage sensor, the outputs of which are connected to the inputs of the comparison unit, the output of which is connected to the input of the amplifier, and the output of the latter is connected to the input of the mechanism in the control circuit of each phase electrode movement, a mode coordinate regulator, the first input of which is connected to the output of the master of this coordinate, and its output is connected to the input of the inductive the phenomenon of the inductor, the output of which is connected to the input of the inductor, which is connected in series with the high voltage winding of the furnace transformer, which differs in that it further comprises an arc power sensor, the inputs of which are connected to the outputs of the arc current sensor and the arc voltage sensor, and its output is connected to the second the input of the mode coordinate controller.

В предложенном устройстве регулирование мощности дуги осуществляется плавно и непрерывно двумя контурами: традиционным электромеханическим и дополнительно включенным быстродействующим электрическим. Управляющими воздействиями первого (электромеханического) контура являются приращения длины дуги, а второго (электрического) контура - приращения индуктивного сопротивления дросселя, включенного в цепь питания первичной обмотки печного трансформатора. Благодаря реализации в предложенном устройстве быстродействующего регулирования индуктивного сопротивления дросселя, которое осуществляется в функции разности между текущим и заданным значениями мощности дуги, то в режимах превышения текущим значением мощности дуги заданный уровень обеспечивается быстродействующее регулирование тока дуги по гиперболическому закону, который отвечает режиму стабилизации мощности дуги Р_д на заданном уровне Р_дз(Р_д=Р_дз=const). Учитывая то, что малая некомпенсированная постоянная времени этого электрического контура регулирования мощности составляет 0,004-0,005 с, то при отрабатывании возмущений за длиной дуги известным (традиционным) электромеханическим или электрогидравлическим контуром регулирования положения электродов, со значительно большим значением постоянной времени (0,1-0,25 с), процесс регулирования мощности дуг в указанных выше режимах электрическим контуром можно считать квазистатическим, то есть значения динамической и статической погрешности регулирования в них близкие к нулю. Благодаря указанным выше свойствам быстродействующего электрического контура регулирования мощности дуг и при соответствующем выборе значения задания мощности дуг Р_дз этого контура и положения точки установленного режима на внешней характеристике электропечи, которое задается значением уставки электромеханического контура по напряжению дуги U_д=U_д.уст, в такой быстродействующей двухконтурной структуре системы регулирования мощности дуг, которая реализована в предложенном устройстве, можно достичь значительного повышения динамической и статической точности регулирования мощности дуг (уменьшения значения дисперсии мощности дуг), то есть реализовать более равномерный во времени и более симметричный по фазам процесс выделения мощности в дуговом пространстве печи. Следствием этого является возможность вести плавку с более точным соблюдением директивного графика и при улучшеных значениях технико-экономических показателей печи и показателей качества выплавленного металла.In the proposed device, the control of the arc power is carried out smoothly and continuously by two circuits: traditional electromechanical and additionally included high-speed electric. The control actions of the first (electromechanical) circuit are increments of the arc length, and the second (electrical) circuit is the increment of the inductance of the inductor included in the power supply circuit of the primary winding of the furnace transformer. Due to the implementation in the proposed device of high-speed regulation of the inductive reactance of the inductor, which is performed as a function of the difference between the current and set values of the arc power, in the modes of exceeding the current value of the arc power, the set level provides quick control of the arc current according to the hyperbolic law, which corresponds to the mode of stabilization of the arc power P _d at a given level P _dz (R _d = P _dz = const). Given that the small uncompensated time constant of this power control electrical circuit is 0.004-0.005 s, when practicing disturbances over the arc length with the known (traditional) electro-mechanical or electro-hydraulic control circuit for the position of the electrodes, with a significantly larger value of the time constant (0.1-0 , 25 s), the process of regulating the power of arcs in the above modes by an electric circuit can be considered quasistatic, that is, the values of the dynamic and static errors of ation them close to zero. Due to the above properties of the high-speed electric circuit for controlling the power of arcs and with the appropriate choice of the value for setting the power of the arcs R _{dz of} this circuit and the position of the point of the set mode on the external characteristic of the electric furnace, which is set by the value of the setpoint of the electromechanical circuit for the arc voltage U _d = U _d.ust , in such a high-speed dual-circuit structure of the arc power control system, which is implemented in the proposed device, it is possible to achieve a significant increase in the dynamics cal and static power control accuracy arcs (arcs power decrease value dispersion), i.e. to realize a more uniform over time and more symmetric in phase power allocation process in an arc furnace space. The consequence of this is the ability to conduct smelting with more precise adherence to the directive schedule and with improved values of technical and economic indicators of the furnace and quality indicators of the smelted metal.

На фиг.1 представлена схема устройства для регулирования мощности трехфазной дуговой электропечи; на фиг.2 показаны процессы изменения режимных координат, полученных на цифровой модели предложенного устройства для регулирования мощности трехфазной дуговой электропечи; на фиг.3 приведены процессы изменения режимных координат, которые получены на цифровой модели известного устройства (прототипа) для регулирования мощности трехфазной дуговой электропечи. На фиг.2 и фиг.3 изображены временные зависимости следующих режимных координат каждой фазы (j=A, В, С) дуговой сталеплавильной печи типа ДСП-6:Figure 1 presents a diagram of a device for regulating the power of a three-phase arc electric furnace; figure 2 shows the processes of changing the operating coordinates obtained on a digital model of the proposed device for regulating the power of a three-phase arc electric furnace; figure 3 shows the processes of changing the operating coordinates, which are obtained on a digital model of a known device (prototype) for regulating the power of a three-phase arc electric furnace. Figure 2 and figure 3 shows the time dependence of the following regime coordinates of each phase (j = A, B, C) of an arc steel furnace type DSP-6:

а) f_дj(t) - возмущение в дуговом промежутке за длиной дуги;a) f _dj (t) - perturbation in the arc gap beyond the length of the arc;

6) U_дj(t) - напряжения на дугах;6) U _dj (t) - voltage on the arcs;

в) I_дj(t) - токи дуг;c) I _dj (t) - currents of arcs;

г) P_дj(t) - мощности дуг.d) P _dj (t) - power arcs.

Устройство для регулирования мощности трехфазной дуговой электропечи содержит в цепи регулирования каждой фазы датчик тока дуги 1, датчик напряжения дуги 2, блок сравнения 3, усилитель 4, механизм перемещения электрода 5, датчик мощности дуги 6, задатчик режимной координаты 7, регулятор режимной координаты 8, блок регулирования индуктивного сопротивления дросселя 9, дроссель 10 и печной трансформатор 11, причем выход датчика тока дуги 1 и датчика напряжения дуги 2 соединены со входами блока сравнения 3 и с входами датчика мощности 6, выход блока сравнение 3 через усилитель 4 подсоединен ко входу механизма перемещения электрода 5, первый вход регулятора режимной координаты 8 соединен с выходом задатчика режимной координаты 7, а второй его вход подсоединен к выходу датчика мощности дуги 6, выход регулятора режимной координаты 8 через блок 9 регулирования индуктивного сопротивления дросселя соединен со входом дросселя 10, который включен последовательно с обмоткой высокого напряжения печного трансформатора 11.A device for controlling the power of a three-phase arc furnace contains, in the control circuit of each phase, an arc current sensor 1, an arc voltage sensor 2, a comparison unit 3, an amplifier 4, an electrode movement mechanism 5, an arc power sensor 6, a mode coordinate adjuster 7, a mode coordinate regulator 8, the inductance resistance control unit of the inductor 9, the inductor 10 and the furnace transformer 11, and the output of the arc current sensor 1 and the arc voltage sensor 2 are connected to the inputs of the comparison unit 3 and to the inputs of the power sensor 6, the output of the unit with Release 3 through an amplifier 4 is connected to the input of the electrode 5 movement mechanism, the first input of the mode coordinate controller 8 is connected to the output of the mode coordinate setter 7, and its second input is connected to the output of the arc power sensor 6, the output of the mode coordinate controller 8 through the inductive resistance regulation unit 9 the inductor is connected to the input of the inductor 10, which is connected in series with the high voltage winding of the furnace transformer 11.

В предложенном устройстве для регулирования мощности трехфазной дуговой электропечи отработка возмущений, приводящих к отклонению текущей мощности дуги от заданной, выполняется двумя независимыми контурами регулирования. Первый контур регулирования - традиционный электромеханический или электрогидравлический, функционирующий на базе одного из серийных регуляторов мощности дуг (например, типа АРДМ-М, АРДМ-Т или АРДГ), включает датчик тока дуги 1, датчик напряжения дуги 2, блок сравнения 3, усилитель 4 и механизм перемещения электрода 5. Этот контур регулирования осуществляет отрабатывание возмущений, которые возникают в дуговом промежутке и приводят к отклонению текущей мощности дуги Р_д от заданного значения Р_дз, путем перемещения электрода в направлении, которое ликвидирует отклонение текущего значения мощности дуги от заданного в регуляторе значения. Сигнал управления (рассогласования) этого контура U_pacвычисляется по дифференциальному закону согласно выражению U_pac=а· U_д-b· I_д, где U_д, I_д - текущие средневыпрямленные значения напряжения и тока дуги соответственно; a, b - постоянные коэффициенты, которые определяют уставку мощности этого контура (электромеханического дифференциального регулятора мощности дуги). Установленному (заданному) режиму работы электропечи, при котором U_д=U_д.уст и I_д=I_д.уст, отвечает нулевое значение параметра регулирования U_pac=0 этого контура. Для повышения устойчивости процесса регулирования мощности дуги в блоке сравнения 3 устанавливается зона нечувствительности за этим параметром δ =3-7%. Из-за этого к установленным относится область режимов, в которых текущее значение мощности дуг Р_д будет находится в границах Р_д=Р_дз±Δ Р что, безусловно, ухудшает статическую точность регулирования мощности дуги этим контуром. Наличие люфтов, упругостей в элементах кинематической схемы механизма перемещения электрода, а также значительная инерционность привода перемещения электрода оказывают отрицательное влияние на быстродействие процесса отрабатывания возмущений по мощности дуги. Возможности традиционных (классических) подходов улучшения динамики и статики этого контура практически исчерпаны.In the proposed device for regulating the power of a three-phase arc electric furnace, the development of perturbations leading to a deviation of the current arc power from a given one is performed by two independent control loops. The first control loop is a traditional electromechanical or electro-hydraulic one, based on one of the serial arc power controllers (for example, type ARDM-M, ARDM-T or ARDG), includes an arc current sensor 1, arc voltage sensor 2, comparison unit 3, amplifier 4 and the mechanism for moving the electrode 5. This control loop fulfills the disturbances that occur in the arc gap and lead to a deviation of the current arc power R _d from the set value P _dz by moving the electrode in the direction which eliminates the deviation of the current value of the arc power from the value specified in the controller. The control signal (mismatch) of this circuit U _{pac is} calculated according to the differential law according to the expression U _pac = a · U _d -b · I _d , where U _d , I _d are the current average rectified values of arc voltage and current, respectively; a, b are constant coefficients that determine the power setting of this circuit (electromechanical differential arc power controller). The established (specified) operating mode of the electric furnace, in which U _d = U _d.ust and I _d = I _d.ust , corresponds to a zero value of the control parameter U _pac = 0 of this circuit. To increase the stability of the process of regulating the arc power in the comparison unit 3, a dead zone is set for this parameter δ = 3-7%. Because of this, the set of regimes refers to the mode in which the current value of the arc power R _d will be in the range R _d = R _dz ± Δ P which, of course, worsens the static accuracy of regulation of the arc power by this circuit. The presence of backlash, elasticities in the elements of the kinematic diagram of the electrode movement mechanism, as well as the significant inertia of the electrode movement drive, have a negative effect on the speed of the process of working out disturbances in terms of arc power. The possibilities of traditional (classical) approaches to improving the dynamics and statics of this circuit are practically exhausted.

Для сведения к минимуму влияния указанных выше факторов на быстродействие и точность процесса регулирования мощности дуги в структуру предложенного устройства включен дополнительный исключительно электрический быстродействующий контур регулирования мощности дуги, который составляют датчик тока дуги 1, датчик напряжения дуги 2, датчик мощности дуги 6, регулятор режимной координаты 8, задатчик режимной координаты 7, блок регулирования индуктивного сопротивления дросселя 9, дроссель 10 и печной трансформатор 11.To minimize the influence of the above factors on the speed and accuracy of the process of regulating the arc power, the structure of the proposed device includes an additional exclusively electric high-speed circuit for regulating the arc power, which consists of the arc current sensor 1, arc voltage sensor 2, arc power sensor 6, mode coordinate regulator 8, the mode coordinate adjuster 7, the inductance resistance control unit of the inductor 9, the inductor 10 and the furnace transformer 11.

Работа этого контура заключается в плавном и непрерывном изменении значения эквивалентного индуктивного сопротивления дросселя 10, включенного последовательно с обмоткой высокого напряжения печного трансформатора 11, что приводит к соответствующему изменению токов дуг. Сигнал управления, в функции которого выполняется регулирование сопротивления дросселя 10, формируется регулятором режимной координаты 8 и с его выхода поступает на вход блока регулирования индуктивного сопротивления дросселя 9.The operation of this circuit is to smoothly and continuously change the value of the equivalent inductive resistance of the inductor 10, connected in series with the high voltage winding of the furnace transformer 11, which leads to a corresponding change in the currents of the arcs. The control signal, in the function of which the resistance of the inductor 10 is controlled, is generated by the mode coordinate regulator 8 and from its output is fed to the input of the inductance resistance control unit of the inductor 9.

Для поддержания мощности дуги на заданном уровне Р_дз при изменении напряжения на дуге U_д в диапазоне, в котором Р_д≥ Р_дз, необходимое значение эквивалентного индуктивного сопротивления дросселя Х_др вычисляется за такой зависимостью:To maintain the arc power at a given level P _dz when the voltage on the arc U _d changes in a range in which P _d ≥ P _dz , the required value of the equivalent inductive reactance of the inductor X _{dr is} calculated by such a relationship:

где U_ф - напряжение вторичной обмотки печного трансформатора;where U _f - voltage of the secondary winding of the furnace transformer;

R, Х - суммарное активное и индуктивное сопротивления элементов силовой цепи фазы печи за исключением сопротивления дросселя 10, которые сведены к параметрам вторичной обмотки печного трансформатора. Изменению индуктивного сопротивления дросселя 10 согласно зависимости (1) соответствует гиперболический закон регулирования тока дуги I_д=Р_дз/U_д. В режимах, в которых мощность дуги Р_д<Р_зд, дроссель 10 зашунтирован (Х_др=0). Оба контура регулирования функционируют одновременно и независимо. При возникновении отклонений длины дуги от заданной, которые приводят к перемещению рабочей точки печи в зону, где Р_д≥ Р_дз, первым благодаря своему высокому быстродействию путем соответствующего регулирования значения индуктивного сопротивления дросселя 10 вступает в работу электрический контур, который восстанавливает значение мощности дуги к уровню заданного значения Р_д=Р_дз, и поддерживает ее значение на этом уровне в процессе отрабатывания электромеханическим контуром возмущения по длине дуги в указанной выше зоне. При выходе рабочей точки печи из этой зоны (Р_д<Р_дз) дроссель полностью шунтируется (Х_др=0) и текущее значение мощности дуги определяется естественной рабочей характеристикой электропечи Р_д=f(U_д) (для Р_д<Р_дз).R, X is the total active and inductive resistance of the elements of the power circuit of the furnace phase, with the exception of the resistance of the inductor 10, which are reduced to the parameters of the secondary winding of the furnace transformer. A change in the inductance of the inductor 10 according to dependence (1) corresponds to a hyperbolic law of regulation of the arc current I _d = P _dz / U _d . In modes in which the arc power is P _d <P _rear , the inductor 10 is shunted (X _dr = 0). Both control loops operate simultaneously and independently. In the event of deviations of the arc length from the predetermined one, which lead to the displacement of the furnace operating point in the zone where R _d ≥ P _dz , the first, due to its high speed, by adjusting the inductance value of the inductor 10 accordingly, an electric circuit enters into operation, which restores the value of the arc power to the level of the set value R _d = R _dz , and maintains its value at this level in the process of practicing by the electromechanical circuit of the perturbation along the length of the arc in the above zone. When the operating point of the furnace leaves this zone (R _d <R _dz ), the inductor is completely shunted (X _dr = 0) and the current value of the arc power is determined by the natural operating characteristic of the electric furnace R _d = f (U _d ) (for R _d <R _dz ) .

При соответствующем выборе координат точки установленного режима на внешней характеристике дуговой электропечи и использовании пропорционально-интегральной структуры регулятора режимной координаты 8, а также благодаря высокому быстродействию процесса регулирования эквивалентного индуктивного сопротивления дросселя 10 в предлагаемом устройстве достигается возможность реализовать процесс регулирования мощности дуг в процессе плавки со значительно меньшей динамической и статической погрешностями регулирования, чем в известном устройстве для регулирования мощности дуг трехфазной дуговой электропечи.With the appropriate choice of the coordinates of the point of the established mode on the external characteristic of the electric arc furnace and the proportional-integral structure of the mode coordinate controller 8, and also due to the high speed of the process of regulating the equivalent inductive resistance of the inductor 10 in the proposed device, it is possible to realize the process of regulating the power of the arcs in the melting process with significantly less dynamic and static control errors than in the known system Three devices for regulating the power of arcs of a three-phase electric arc furnace.

На фиг.2 и фиг.3 представлены полученные на цифровой модели системы регулирования координат электрического режима дуговой сталеплавильной печи типа ДСП-6 процессы изменения режимных координат I_дj(t), U_дj(t), P_дj(t) для одной и той же реализации процесса возмущений по длине дуги f_j(t) при функционировании предлагаемого (фиг.2) и известного (прототип) (фиг.3) устройств для регулирования мощности трехфазной дуговой электропечи. Координаты рабочей точки печи, которая отвечает установленному режиму печи, при функционировании обоих устройств выбраны такими, чтобы на исследуемом временном интервале плавки средняя мощность дуг (на фазу) была одинаковой: Р_д=0.988 МВт (для предлагаемого устройства U_д.уст=115.5 В; Р_дз=1.1 МВт, а для известного U_д.уст=135.3 В).Figure 2 and figure 3 presents the obtained on a digital model of a coordinate system for adjusting the coordinates of the electric mode of an arc steelmaking furnace type DSP-6, the processes of changing the _operating coordinates I _dj (t), U _dj (t), P _dj (t) for one and the same the implementation of the perturbation process along the length of the arc f _j (t) during the operation of the proposed (figure 2) and known (prototype) (figure 3) devices for regulating the power of a three-phase arc electric furnace. The coordinates of the operating point of the furnace, which corresponds to the established mode of the furnace, when both devices are functioning, are selected so that the average arc power (per phase) is the same for the studied melting time interval: P _d = 0.988 MW (for the proposed device, U _d = 115.5 V ; P _dz = 1.1 MW, and for the known U _d.ust = 135.3 V).

Статистическая обработка представленных на фиг. 2 и фиг. 3 расчетных осциллограмм показала следующие значения дисперсий режимных координат электрического режима предложенного устройства для регулирования мощности трехфазной дуговой электропечи и известного устройства (прототипа), которые сведены в таблице.The statistical processing presented in FIG. 2 and FIG. 3 calculated waveforms showed the following dispersion values of the operating coordinates of the electric mode of the proposed device for regulating the power of a three-phase arc furnace and a known device (prototype), which are summarized in the table.

Приведенные на фиг.2 и фиг.3 и в таблице 1 результаты исследований подтверждают улучшения динамической и статической точности регулирования мощности дуг трехфазной дуговой электропечи при использовании предложенного устройства в сравнении с известным (прототипом). Анализ полученных осциллограмм и приведенных в таблице 1 значений дисперсий других режимных координат показывает, что при функционировании предложенного устройства в сравнении с известным имеет место уменьшение дисперсии мощности дуг D_Pд более, чем на порядок (в 11.1 раз); дисперсии токов дуг D_Iд в 2.15 раз; дисперсии реактивной мощности D_Q в 1.41 раза, а дисперсии напряжения питающей сети D_Uc в 1.64 раза.The research results shown in FIG. 2 and FIG. 3 and in table 1 confirm the improvement of the dynamic and static accuracy of power control of arcs of a three-phase electric arc furnace when using the proposed device in comparison with the known (prototype). An analysis of the obtained oscillograms and the dispersion values of other operating coordinates shown in Table 1 shows that when the proposed device is functioning, in comparison with the known one, there is a decrease in the dispersion of the arc power D _{Pd by} more than an order of magnitude (11.1 times); dispersion of arc currents D _Iд 2.15 times; the dispersion of reactive power D _Q is 1.41 times, and the dispersion of the supply voltage D _Uc is 1.64 times.

Claims

A device for controlling the power of a three-phase arc furnace, containing an arc current sensor, an arc voltage sensor, the outputs of which are connected to the inputs of the comparison unit, the output of which is connected to the input of the amplifier, and the output of the latter is connected to the input of the electrode moving mechanism, a mode coordinate regulator the first input of which is connected to the output of the master of this coordinate, and its output is connected to the input of the inductance resistance control unit of the inductor, the output of which is connected to the input throttle in series with the high voltage winding of the furnace transformer, characterized in that it further comprises an arc power sensor, whose inputs are connected to the arc current sensor, and outputs the arc voltage sensor and its output connected to the second input coordinates regime regulator.