RU2241932C1 - Method of power supply to electric arc installations - Google Patents
Method of power supply to electric arc installationsInfo
- 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
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 238000009434 installation Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims abstract description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract description 4
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000002242 deionisation method Methods 0.000 description 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000010616 electrical installation Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- 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
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)
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)
| 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 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2105819C1 (en) * | 1996-05-21 | 1998-02-27 | Анатолий Николаевич Макаров | Method of steel melting in electric arc furnace |
| RU2135603C1 (en) * | 1998-12-15 | 1999-08-27 | Тверской государственный технический университет | Method of steel melting in electric arc furnace |
| RU2190815C1 (en) * | 2001-05-03 | 2002-10-10 | Тверской государственный технический университет | Electric arc steel-melting dc furnace |
-
2003
- 2003-06-25 RU RU2003119273/02A patent/RU2241932C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2105819C1 (en) * | 1996-05-21 | 1998-02-27 | Анатолий Николаевич Макаров | Method of steel melting in electric arc furnace |
| RU2135603C1 (en) * | 1998-12-15 | 1999-08-27 | Тверской государственный технический университет | Method of steel melting in electric arc furnace |
| RU2190815C1 (en) * | 2001-05-03 | 2002-10-10 | Тверской государственный технический университет | Electric arc steel-melting dc furnace |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ВОЧКЕ И. Электрическая плавильная печь (основные положения). - М.: Главная редакция литературы по черной металлургии, 1936, с.234. * |
Cited By (2)
| 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 |
|---|---|---|
| US7995639B2 (en) | Pulse width modulated power inverter output control | |
| TWI610054B (en) | Apparatus and method to electrically power an electric arc furnace | |
| JP4701250B2 (en) | Control device for AC induction furnace | |
| RU2660917C2 (en) | Apparatus and method for dynamically adjusting an electric arc furnace | |
| JP2008522132A5 (en) | ||
| 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 | |
| US20110216802A1 (en) | Power supply arrangement | |
| RU2241932C1 (en) | Method of power supply to electric arc installations | |
| CN107006087A (en) | Power supply for arcing gas heater | |
| Suh et al. | A power conversion system for AC furnace with enhanced arc stability | |
| CN203065549U (en) | Electroslag remelting furnace with three-phase balance | |
| Suh et al. | A comparative study of medium-voltage power converter topologies for plasma torch under dynamic operating conditions | |
| JP2017046403A (en) | Inverter control circuit, inverter control method, and power supply device | |
| RU2600572C2 (en) | Method of controlling voltage and power | |
| SU1757133A1 (en) | Power source for glow discharge device | |
| RU2324281C1 (en) | Dc power supply unit for arc furnace (options thereof) | |
| US20250185128A1 (en) | Furnace power supply apparatus, system for the power supply of an electric arc furnace or a submerged arc-resistance furnace, electric arc furnace or submerged arc-resistance furnace and operating method | |
| RU2246127C2 (en) | Pulse stabilizer for variable voltage | |
| RU141913U1 (en) | MOBILE DC WELDING UNIT | |
| RU16912U1 (en) | HIGH-FREQUENCY POWER SUPPLY DEVICE FOR WELDING WORKS | |
| JP2017118685A (en) | Inverter control circuit and electric power supply | |
| 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 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050626 |