RU2241932C1 - Method of power supply to electric arc installations - Google Patents

Method of power supply to electric arc installations

Info

Publication number
RU2241932C1
RU2241932C1 RU2003119273/02A RU2003119273A RU2241932C1 RU 2241932 C1 RU2241932 C1 RU 2241932C1 RU 2003119273/02 A RU2003119273/02 A RU 2003119273/02A RU 2003119273 A RU2003119273 A RU 2003119273A RU 2241932 C1 RU2241932 C1 RU 2241932C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electric arc
current
power supply
electric
installations
Prior art date
Application number
RU2003119273/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003119273A (en
Inventor
А.Н. Шпиганович (RU)
А.Н. Шпиганович
А.П. Скуратов (RU)
А.П. Скуратов
Original Assignee
Липецкий государственный технический университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Липецкий государственный технический университет filed Critical Липецкий государственный технический университет
Priority to RU2003119273/02A priority Critical patent/RU2241932C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2241932C1 publication Critical patent/RU2241932C1/en
Publication of RU2003119273A publication Critical patent/RU2003119273A/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25Process efficiency

Landscapes

  • Discharge Heating (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy; methods of power supply to the electric arc installations.
SUBSTANCE: the invention presents a method of power supply to the electric arc installations and is dealt with the field of metallurgy. According to method the power supply is exercised directly with an alternating current of a commercial frequency/ In the capacity of a transducer they use a thyristor or a transistor self-excited inverter, that is switched on at the moments when the electric current passes through zero mark to keep the conducting capacity of plasma of an arch and to form a curve of the electric current with a shift of its fundamental harmonic in direction to decrease a phase shift in relation to the voltage. At use of the invention it allows to upgraded the electric power quality and to increase the electric arc installation power factor.
EFFECT: the invention allows to upgraded the electric power quality and to increase the power factor of the electric arc installation.
2 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к способам питания электроустановок, использующих дугу переменного тока промышленной частоты, в частности может быть использовано для питания дуговых сталеплавильных и руднотермических печей, сварочных установок, и направлено на повышение их коэффициента мощности.The invention relates to electrical engineering, and in particular to methods of powering electrical installations using an alternating current arc of industrial frequency, in particular, can be used to power arc steelmaking and ore-thermal furnaces, welding plants, and is aimed at increasing their power factor.

Известен способ питания электродуговых установок трехфазным переменным током промышленной частоты, заключающийся в том, что от источника через трансформатор на электроды подается переменное напряжение, под действием которого происходит горение дуг (Иванов В.С., Соколов В.И. Режимы потребления и качество электроэнергии систем электроснабжения промышленных предприятий. - М.: Энергоатомиздат, 1985, - 236 с.).There is a method of supplying electric arc installations with three-phase alternating current of industrial frequency, which consists in the fact that an alternating voltage is supplied to the electrodes from a source through a transformer, under which the arcs burn (Ivanov V.S., Sokolov V.I. power supply of industrial enterprises. - M.: Energoatomizdat, 1985, - 236 p.).

Недостатками данного способа являютсяThe disadvantages of this method are

- значительные искажения кривых токов дуг;- significant distortion of the curved currents of the arcs;

- низкий коэффициент мощности (0,5...0,7), обусловленный запаздыванием основной гармоники тока при нелинейных искажениях;- low power factor (0.5 ... 0.7), due to the delay of the main harmonic of the current with non-linear distortions;

- неустойчивость дугового процесса из-за значительной деионизации плазмы дуги при переходе тока через нуль.- instability of the arc process due to significant deionization of the arc plasma during the passage of current through zero.

Известен способ питания электродуговых установок постоянным током посредством использования выпрямителей (Патент №2190815 РФ, МКИ 7 F 27 В 3/08, С 21 С 5/52. Дуговая сталеплавильная печь постоянного тока.// БИ №29 (2), 2002).A known method of supplying electric arc installations with direct current through the use of rectifiers (Patent No. 2190815 of the Russian Federation, MKI 7 F 27 V 3/08, C 21 C 5/52. Arc steelmaking furnace DC. // BI No. 29 (2), 2002).

Недостатком этого способа являетсяThe disadvantage of this method is

значительное усиление генерации высших гармонических составляющих в питающую сеть, что ухудшает качество электрической энергии, вызывая отказ электрооборудования и систем электроснабжения.a significant increase in the generation of higher harmonic components in the supply network, which affects the quality of electric energy, causing a failure of electrical equipment and power supply systems.

На фиг.1 представлена характерная кривая тока дуги (1) и основная гармоника тока (2).Figure 1 shows the characteristic curve of the arc current (1) and the main harmonic of the current (2).

На фиг.2 представлена форма тока при использовании источника повышенной частоты.Figure 2 presents the shape of the current when using a source of increased frequency.

Техническим результатом заявленного способа является уменьшение фазового сдвига между основной гармоникой напряжения и тока посредством изменения вольтамперных характеристик дуги в области перехода тока через нуль.The technical result of the claimed method is to reduce the phase shift between the main harmonic of the voltage and current by changing the current-voltage characteristics of the arc in the region of the transition of current through zero.

Для достижения технического результата в способе питания электродуговых установок с использованием преобразователя, согласно изобретению, питание осуществляют непосредственно переменным током промышленной частоты, а преобразователь, в качестве которого используют тиристорный либо транзисторный автономный инвертор, включают в моменты перехода тока через нуль для поддержания проводимости плазмы дуги и формирования кривой тока со смещением основной гармоники в сторону уменьшения фазового сдвига по отношению к напряжению.To achieve a technical result in the method of supplying electric arc installations using a converter, according to the invention, the power is supplied directly by an alternating current of industrial frequency, and the converter, which is used as a thyristor or transistor autonomous inverter, is turned on at the moments when the current passes through zero to maintain the conductivity of the arc plasma and the formation of a current curve with a shift in the fundamental harmonic in the direction of decreasing the phase shift with respect to voltage.

Сущность способа заключается в том, что обеспечивается поддержание проводимости дугового столба вблизи перехода тока через нуль посредством дополнительного введения тока повышенной частоты от преобразователя, в качестве которого может использоваться тиристорный либо транзисторный автономный инвертор тока. Преобразователь задействован в моменты перехода тока промышленной частоты через нулевое значение и предназначен для поддержания проводящего состояния плазмы дуги на требуемом уровне, поэтому его мощность во много раз меньше мощности электродуговой установки. Ток дуги приобретает близкую к синусоидальной форму, и запаздывание основной гармоники, вызванное нелинейными искажениями, уменьшается (фиг.1).The essence of the method lies in the fact that it is ensured that the conductivity of the arc column near the current crosses through zero by additionally introducing an increased frequency current from the converter, which can be used as a thyristor or transistor autonomous current inverter. The converter is involved at the moments when the industrial frequency current passes through the zero value and is designed to maintain the conducting state of the arc plasma at the required level, therefore its power is many times less than the power of the electric arc installation. The arc current acquires a close to sinusoidal shape, and the delay of the fundamental harmonic caused by nonlinear distortion decreases (Fig. 1).

Коэффициент мощности в сетях промышленной частоты определяется по основным гармоникам напряжения и тока, поэтому предлагаемый способ приводит к повышению коэффициента мощности электродуговых установок и качества электрической энергии, а также уменьшению числа отказов электрооборудования и систем электроснабжения в целом.The power factor in industrial frequency networks is determined by the main harmonics of voltage and current, therefore, the proposed method leads to an increase in the power factor of electric arc installations and the quality of electric energy, as well as to a decrease in the number of failures of electrical equipment and power supply systems in general.

Например, при питании электродуговой установки током промышленной частоты в момент времени t1 (фиг.2) производится включение источника тока с частотой, на несколько порядков превосходящей промышленную. Индуктивное сопротивление трансформатора, посредством которого электродуговая установка подключается к питающей сети, пропорционально частоте, поэтому ток от источника повышенной частоты будет протекать преимущественно через дугу. В момент перехода напряжения промышленной частоты через нулевое значение ток, обусловленный действием этого напряжения, также снижается до нуля. За счет действия источника тока повышенной частоты в этот интервал времени через дугу протекает ток, поддерживая ее температуру и проводимость на определенном уровне. С увеличением напряжения промышленной частоты начинает увеличиваться ток, и в момент времени t2 дополнительный источник может быть отключен.For example, when the electric arc installation is supplied with industrial frequency current at time t 1 (Fig. 2), the current source is switched on with a frequency several orders of magnitude higher than the industrial one. The inductance of the transformer, through which the electric arc installation is connected to the mains, is proportional to the frequency, so the current from the source of increased frequency will flow mainly through the arc. At the moment of transition of the industrial frequency voltage through a zero value, the current due to the action of this voltage also decreases to zero. Due to the action of an increased frequency current source, current flows through the arc in this time interval, maintaining its temperature and conductivity at a certain level. With increasing voltage of the industrial frequency, the current begins to increase, and at time t 2 the additional source can be turned off.

Claims (1)

Способ питания электродуговых установок с использованием преобразователя, отличающийся тем, что питание осуществляют непосредственно переменным током промышленной частоты, а преобразователь, в качестве которого используют тиристорный либо транзисторный автономный инвертор, включают в моменты перехода тока через нуль для поддержания проводимости плазмы дуги и формирования кривой тока со смещением основной гармоники в сторону уменьшения фазового сдвига по отношению к напряжению.A method of supplying electric arc installations using a converter, characterized in that the power is supplied directly by an alternating current of industrial frequency, and the converter, which is used as a thyristor or transistor autonomous inverter, is turned on at times when the current passes through zero to maintain the conductivity of the arc plasma and form a current curve with displacement of the fundamental harmonic in the direction of decreasing the phase shift with respect to voltage.
RU2003119273/02A 2003-06-25 2003-06-25 Method of power supply to electric arc installations RU2241932C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003119273/02A RU2241932C1 (en) 2003-06-25 2003-06-25 Method of power supply to electric arc installations

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003119273/02A RU2241932C1 (en) 2003-06-25 2003-06-25 Method of power supply to electric arc installations

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2241932C1 true RU2241932C1 (en) 2004-12-10
RU2003119273A RU2003119273A (en) 2004-12-20

Family

ID=34388283

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003119273/02A RU2241932C1 (en) 2003-06-25 2003-06-25 Method of power supply to electric arc installations

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2241932C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2477588C2 (en) * 2008-09-30 2013-03-10 Сименс Акциенгезелльшафт Power supply installation for three-phase electric arc furnace with double-link ac converter between mains connection and furnace transformer

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ВОЧКЕ И. Электрическая плавильная печь (основные положения). - М.: Главная редакция литературы по черной металлургии, 1936, с.234. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2477588C2 (en) * 2008-09-30 2013-03-10 Сименс Акциенгезелльшафт Power supply installation for three-phase electric arc furnace with double-link ac converter between mains connection and furnace transformer
US8933378B2 (en) 2008-09-30 2015-01-13 Siemens Aktiengesellschaft Power supply system for a polyphase arc furnace with an indirect converter between a mains connection and a furnace transformer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI610054B (en) Apparatus and method to electrically power an electric arc furnace
US7995639B2 (en) Pulse width modulated power inverter output control
KR102498765B1 (en) Power method of electric arc furnace and corresponding device
JP4701250B2 (en) Control device for AC induction furnace
RU2660917C2 (en) Apparatus and method for dynamically adjusting an electric arc furnace
JP2008522132A5 (en)
CN109193655A (en) Flexible power supply equipment for alternating current electric arc furnace
EA004169B1 (en) Method and device for supplying an electric arc melting furnace with current
CN104270029A (en) Large-power high-frequency inversion pulse power supply used for ion nitriding and process of large-power high-frequency inversion pulse power supply
JP2014007879A (en) Power conversion device
US8817840B2 (en) Power supply arrangement
KR102329563B1 (en) Power supply for electric arc gas heater
RU2241932C1 (en) Method of power supply to electric arc installations
JP2017046403A (en) Inverter control circuit, inverter control method, and power supply device
RU2600572C2 (en) Method of controlling voltage and power
RU2324281C1 (en) Dc power supply unit for arc furnace (options thereof)
NO20000710D0 (en) Method and apparatus for improving the quality of power in a superimposed grid
RU141913U1 (en) MOBILE DC WELDING UNIT
JP2017118685A (en) Inverter control circuit and electric power supply
RU16912U1 (en) HIGH-FREQUENCY POWER SUPPLY DEVICE FOR WELDING WORKS
RU2246127C2 (en) Pulse stabilizer for variable voltage
Niilo et al. 2 switch forward inverter for parallel-series resonance alternating (PSA) converter for supplying electric welding arc
KR20240148376A (en) Method for supplying power to an electric furnace for melting and/or heating a metal material and corresponding device
Kumara et al. Design of Gas Tungsten Arc Welding Power Supply using Power Electronic Transformer for Steel and Aluminium Welding
RU2251198C1 (en) Regulated-power electrical installation

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20050626