RU2402890C2

RU2402890C2 - Arc furnace electric mode controller power setter

Info

Publication number: RU2402890C2
Application number: RU2008131734/09A
Authority: RU
Inventors: Виктор Андреевич Иванушкин (RU); Виктор Андреевич Иванушкин; Федор Никитич Сарапулов (RU); Федор Никитич Сарапулов; Дмитрий Викторович Исаков (RU); Дмитрий Викторович Исаков; Владимир Николаевич Кожеуров (RU); Владимир Николаевич Кожеуров; Сергей Андреевич Ухарский (RU); Сергей Андреевич Ухарский
Original assignee: ГОУ ВПО Уральский государственный технический университет -УПИ (ГОУ ВПО УГТУ-УПИ)
Priority date: 2008-07-31
Filing date: 2008-07-31
Publication date: 2010-10-27
Also published as: RU2008131734A

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: arc furnace electric mode controller power setter containing a furnace phase current sensor, an arc current setting unit, an arc voltage sensor, an arc voltage setting unit and a comparator unit is additionally equipped with a first, a second and a third multiplier units, an amplifier, a divider unit and a multi-functional transducer. The first output of the multi-functional transducer is connected to the second input of the first multiplier unit whose first input is connected to the comparator unit output via the amplifier. The first multiplier unit output is connected to the first input of the divider unit whose output is the device output. The second input of the divider unit is connected to the second output of the multi-functional transducer whose first input is connected to the output of the furnace transformer voltage level switch with its second input connected to the connected to the output of the phase current setting unit and the second input of the second multiplier unit the first input whereof is connected to the current sensor output; the second multiplier unit output is connected to the first input of the comparator unit the second input whereof is connected to the output of the third multiplier unit the first and the second inputs whereof are connected to the voltage sensor output and the voltage setting unit output accordingly.

EFFECT: expansion of functional capabilities of the controller power setter.

4 dwg

Description

Изобретение относится к электротермии и может быть использовано в системах регулирования и стабилизации электрического режима дуговых сталеплавильных печей.The invention relates to electrothermics and can be used in systems for regulating and stabilizing the electric mode of electric arc steel furnaces.

Известен задатчик мощности регулятора электрического режима дуговой печи, содержащий измерительный трансформатор тока, два согласующих трансформатора, потенциометр задания напряжения дуги, потенциометр задания тока дуги и регулируемый резистор, включенный во входную цепь блока интегрирования, причем движок регулируемого резистора механически связан с движком потенциометра задания тока [1].A known power adjuster for regulating the electric mode of an arc furnace, comprising a current measuring transformer, two matching transformers, an arc voltage setting potentiometer, an arc current potentiometer and an adjustable resistor included in the input circuit of the integration unit, the adjustable resistor motor being mechanically connected to the current setting potentiometer engine [ one].

Работа данного задатчика мощности основана на сравнении сигналов, пропорциональных напряжению и току дуги. Однако регулятор электрического режима дуговой электропечи с таким задатчиком мощности не обеспечивает качественного регулирования мощности вводимой дуговую печь.The operation of this power setter is based on a comparison of signals proportional to the voltage and arc current. However, the regulator of the electric mode of the electric arc furnace with such a power setter does not provide quality control of the power of the input arc furnace.

Известен также задатчик мощности регулятора электрического режима дуговой печи, содержащий первый и второй регулируемые резисторы, измерительный трансформатор тока, подключенный через первый согласующий трансформатор к входной диагонали первого выпрямительного моста, выходная диагональ которого через первый сглаживающий фильтр соединена с потенциометром задания тока дуги, второй согласующий трансформатор, к вторичной обмотке которого подключена входная диагональ второго выпрямительного моста, выходная диагональ которого через второй сглаживающий фильтр соединена с потенциометром задания напряжения дуги [2].Also known is a power adjuster of the electric mode controller of the arc furnace, containing the first and second adjustable resistors, a current measuring transformer connected through the first matching transformer to the input diagonal of the first rectifier bridge, the output diagonal of which is connected through the first smoothing filter to the arc current setting potentiometer, and the second matching transformer , to the secondary winding of which the input diagonal of the second rectifier bridge is connected, the output diagonal of which through a second smoothing filter is connected to the arc voltage setting potentiometer [2].

Недостатком этого задатчика мощности является то, что он не обеспечивает постоянства его коэффициента передачи при изменении задания регулятору электрического режима, поскольку в известном задатчике с изменением задания по току изменяется коэффициент передачи канала измерения тока фазы печи, что в свою очередь приводит к изменению совокупного коэффициента усиления системы регулирования положения электрода и, как следствие, показателей качества регулирования электрического режима печи (в том числе и устойчивости).The disadvantage of this power adjuster is that it does not provide a constant transmission coefficient when changing the task of the regulator of the electric mode, since in the known adjuster changing the current setting, the transmission coefficient of the furnace phase current measuring channel changes, which in turn leads to a change in the total gain systems for regulating the position of the electrode and, as a consequence, indicators of the quality of regulation of the electric mode of the furnace (including stability).

Наиболее близким по технической сущности или прототипом является задатчик мощности регулятора электрического режима дуговой печи, содержащий датчик тока фазы печи с блоком задания тока дуги, включающие измерительный трансформатор тока, подключенный через первый согласующий трансформатор к входной диагонали первого выпрямительного моста, выходная диагональ которого через первый сглаживающий фильтр соединена с потенциометром задания тока дуги, датчик напряжения дуги с блоком задания напряжения дуги, включающие второй согласующий трансформатор, к вторичной обмотке которого подключена входная диагональ второго выпрямительного моста, выходная диагональ которого через второй сглаживающий фильтр соединена с потенциометром задания напряжения дуги, блок сравнения, первый регулируемый резистор, включенный последовательно в выходную цепь потенциометра задания тока дуги, второй регулируемый резистор, включенный последовательно в выходную цепь потенциометра задания напряжения дуги, причем движки первого и второго регулируемых резисторов механически связаны соответственно с движками потенциометров задания тока и напряжения дуги [3].The closest in technical essence or prototype is the power regulator of the electric mode controller of the arc furnace, containing a current sensor for the furnace phase with an arc current setting unit, including a current measuring transformer connected through the first matching transformer to the input diagonal of the first rectifier bridge, the output diagonal of which through the first smoothing the filter is connected to the arc current setting potentiometer, the arc voltage sensor with the arc voltage setting block, including the second matching tr an desformer, the secondary winding of which is connected to the input diagonal of the second rectifier bridge, the output diagonal of which is connected via a second smoothing filter to the arc voltage setting potentiometer, a comparison unit, a first adjustable resistor connected in series to the output circuit of the arc current setting potentiometer, and a second adjustable resistor connected in series in the output circuit of the potentiometer for setting the arc voltage, and the motors of the first and second adjustable resistors are mechanically connected respectively venno engines with potentiometers current and arc voltage reference [3].

Регулятор электрического режима печи с таким задатчиком мощности имеет ограниченные функциональные возможности, так как может обеспечить качественное регулирование лишь на одной из выбранных рабочих ступеней напряжения печного трансформатора и не обеспечивает независимой и качественной коррекции его коэффициента передачи исходя из условия его постоянства на других ступенях напряжения.The electric mode controller of the furnace with such a power regulator has limited functionality, since it can provide high-quality regulation at only one of the selected voltage steps of the furnace transformer and does not provide independent and high-quality correction of its transfer coefficient based on the condition of its constancy at other voltage levels.

Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей задатчика мощности путем обеспечения независимой коррекции его выходного сигнала сигналами, функционально связанными с сигналом задания тока дуги и номером ступени напряжения печного трансформатора.The objective of the invention is to expand the functionality of the power setter by providing independent correction of its output signal by signals functionally related to the signal for setting the arc current and the voltage number of the furnace transformer.

Указанный технический результат достигается тем, что известный задатчик мощности регулятора электрического режима дуговой печи, содержащий датчик тока фазы печи, блок задания тока дуги, датчик напряжения дуги, блок задания напряжения дуги и блок сравнения, дополнительно снабжен первым, вторым и третьим блоками умножения, усилителем, блоком деления и многофункциональным преобразователем, обеспечивающим преобразование сигнала по количеству ступеней напряжения печного трансформатора и коррекцию коэффициента усиления усилителя, содержащим последовательно соединенные демультиплексор, функциональные преобразователи по количеству ступеней напряжения печного трансформатора и первый мультиплексор, выход которого является вторым выходом многофункционального преобразователя, а также последовательно соединенные блоки задания коэффициентов коррекции коэффициента усиления усилителя по количеству ступеней напряжения печного трансформатора и второй мультиплексор, выход которого является первым выходом многофункционального преобразователя, причем второй вход многофункционального преобразователя соединен со вторым входом демультиплексора, а первый вход многофункционального преобразователя соединен с первым входом демультиплексора и входом второго мультиплексора, первый выход многофункционального преобразователя подключен ко второму входу первого блока умножения, первый вход которого через усилитель связан с выходом блока сравнения, а выход первого блока умножения соединен с первым входом блока деления, выход которого является выходом устройства, а второй вход блока деления связан со вторым выходом многофункционального преобразователя, первый вход которого соединен с выходом переключателя ступеней напряжения печного трансформатора, а второй его вход связан с выходом блока задания тока фазы и вторым входом второго блока умножения, первый вход которого соединен с выходом датчика тока, выход второго блока умножения соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого связан с выходом третьего блока умножения, первый вход которого подключен к выходу датчика напряжения, а второй вход - к выходу блока задания напряжения.The specified technical result is achieved by the fact that the known power adjuster of the electric mode controller of the arc furnace, comprising a furnace phase current sensor, an arc current setting unit, an arc voltage sensor, an arc voltage setting unit and a comparison unit, is further provided with a first, second and third multiplication units, an amplifier , a division unit and a multifunction converter providing signal conversion by the number of voltage steps of the furnace transformer and correction of the amplifier gain, containing we provide series-connected demultiplexer, functional converters according to the number of voltage steps of the furnace transformer and the first multiplexer, the output of which is the second output of the multifunction converter, as well as series-connected blocks for specifying amplifier gain correction factors by the number of voltage steps of the furnace transformer and a second multiplexer, the output of which is the first the output of the multifunction converter, and the second input multif The numerical converter is connected to the second input of the demultiplexer, and the first input of the multifunction converter is connected to the first input of the demultiplexer and the input of the second multiplexer, the first output of the multifunction converter is connected to the second input of the first multiplication block, the first input of which is connected through the amplifier to the output of the comparison unit, and the output of the first block multiplication is connected to the first input of the division unit, the output of which is the output of the device, and the second input of the division unit is connected to the second the course of the multifunction converter, the first input of which is connected to the output of the voltage step switch of the furnace transformer, and its second input is connected to the output of the phase current setting unit and the second input of the second multiplication unit, the first input of which is connected to the output of the current sensor, the output of the second multiplication unit is connected to the first the input of the comparison unit, the second input of which is connected to the output of the third multiplication unit, the first input of which is connected to the output of the voltage sensor, and the second input to the output of the voltage setting unit .

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый задатчик мощности позволяет при наличии в его структуре трех блоков умножения, блока деления, усилителя и многофункционального преобразователя расширить функциональные возможности регулятора электрического режима печи путем обеспечения независимой коррекции его выходного сигнала сигналами, функционально связанными с сигналом задания тока дуги и номером ступени напряжения печного трансформатора.Comparative analysis with the prototype allows us to conclude that the inventive power adjuster allows, in the presence of three multiplication blocks, a division unit, an amplifier and a multifunction converter, to expand the functionality of the furnace electric mode controller by providing independent correction of its output signal by signals functionally related to the reference signal arc current and voltage number of the furnace transformer.

Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует критерию "Новизна".Therefore, the claimed technical solution meets the criterion of "Novelty."

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них отличительные признаки предлагаемого технического решения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "Изобретательский уровень".Comparison of the proposed solution not only with the prototype, but also with other technical solutions in this technical field did not allow us to identify the distinctive features of the proposed technical solution, which allows us to conclude that the criterion of "Inventive step".

На фиг.1 дана схема регулятора электрического режима дуговой печи с предлагаемым задатчиком мощности, на фиг.2 - схема многофункционального преобразователя 6, на фиг.3 - функциональная зависимость выходного корректирующего сигнала, формируемого блоками 18 и 22 многофункционального преобразователя 6, от номера ступени печного трансформатора, на фиг.4 - функциональная зависимость выходного корректирующего сигнала, формируемого блоками 20, 21 и 19 многофункционального преобразователя 6, от сигнала задания и номера ступени печного трансформатора (рабочего напряжения).Figure 1 is a diagram of the controller of the electric mode of the arc furnace with the proposed power generator, figure 2 is a diagram of the multifunction converter 6, figure 3 is a functional dependence of the output correction signal generated by blocks 18 and 22 of the multifunction converter 6 on the number of the furnace stage transformer, figure 4 is a functional dependence of the output correction signal generated by the blocks 20, 21 and 19 of the multifunction converter 6, from the reference signal and the number of steps of the furnace transformer ( Static preparation voltage).

Регулятор электрического режима состоит из задатчика мощности 1, управляемого реверсивного преобразователя 2 и электродвигателя 3 механизма перемещения электрода 4 дуговой печи 5. Задатчик мощности 1 содержит многофункциональный преобразователь 6, первый выход 25 которого подключен ко второму входу первого блока умножения 7, первый вход которого через усилитель 8 связан с выходом блока сравнения 9, а выход первого блока умножения 7 соединен с первым входом блока деления 10, выход которого является выходом устройства, а второй вход блока деления 10 связан со вторым выходом 26 многофункционального преобразователя 6, первый вход 23 которого соединен с выходом переключателя ступеней напряжения печного трансформатора 11, а второй его вход 24 связан с выходом блока задания 12 тока фазы и вторым входом второго блока умножения 13, первый вход которого соединен с выходом датчика тока 14, выход второго блока умножения 13 соединен с первым входом блока сравнения 9, второй вход которого связан с выходом третьего блока умножения 15, первый вход которого подключен к выходу датчика напряжения 16, а второй вход - к выходу блока задания 17 напряжения.The electric mode controller consists of a power adjuster 1, a controlled reversible converter 2 and an electric motor 3 of the electrode 4 movement mechanism of the arc furnace 5. Power adjuster 1 contains a multifunction converter 6, the first output of which 25 is connected to the second input of the first multiplication unit 7, whose first input is through an amplifier 8 is connected with the output of the comparison unit 9, and the output of the first multiplication unit 7 is connected to the first input of the division unit 10, the output of which is the output of the device, and the second input of the unit is divided I 10 is connected to the second output 26 of the multifunction converter 6, the first input 23 of which is connected to the output of the voltage level selector of the furnace transformer 11, and its second input 24 is connected to the output of the phase current reference unit 12 and the second input of the second multiplication unit 13, the first input of which is connected with the output of the current sensor 14, the output of the second multiplication unit 13 is connected to the first input of the comparison unit 9, the second input of which is connected to the output of the third multiplication unit 15, the first input of which is connected to the output of the voltage sensor 16, and the second th input - to the output of the task unit 17 voltage.

Многофункциональный преобразователь 6 (фиг.2) содержит два мультиплексора 18 и 19, демультиплексор 20, функциональные преобразователи 21 по количеству ступеней напряжения печного трансформатора и блоки задания 22 коэффициентов коррекции коэффициента усиления усилителя 8 по количеству ступеней напряжения печного трансформатора. Вход 23 является первым входом многофункционального преобразователя, вход 24 - вторым, выход 25 - первым выходом, а выход 26 - вторым его выходом.The multifunction converter 6 (Fig. 2) contains two multiplexers 18 and 19, a demultiplexer 20, functional converters 21 in the number of voltage steps of the furnace transformer and blocks of task 22 gain correction factors for the amplifier 8 in the number of voltage steps of the furnace transformer. Input 23 is the first input of the multifunction converter, input 24 is the second, output 25 is the first output, and output 26 is its second output.

Задатчик мощности работает следующим образом.The power switch operates as follows.

Сигнал, пропорциональный току дуги, с датчика 14 тока фазы и сигнал с выхода датчика 16 напряжения подаются на первые входы блоков умножения 13 и 15 соответственно, на вторые входы которых подаются сигналы с выходов блоков задания 12 и 17 тока и напряжения. Напряжения с выходов блоков умножения 13 и 15 поступают на входы блока сравнения 9. Сигнал с выхода блока задания 12 тока фазы является сомножителем сигнала, пропорционального току фазы, и поступает также на второй вход 24 многофункционального преобразователя 6 и далее через демультиплексор 20 (фиг.2), соответствующий номеру ступени печного трансформатора функциональный преобразователь 21 и мультиплексор 19 на второй вход блока деления 10. Выходной сигнал блока 17 является постоянным (настроечным) сомножителем сигнала, пропорционального напряжению на электроде печи. Корректирующий сигнал, соответствующий номеру ступени печного трансформатора, с выхода соответствующего блока 22 через мультиплексор 18 поступает (выход 25 функционального преобразователя 6) на второй вход блока умножения 7, чем обеспечивается коррекция коэффициента передачи задатчика мощности в функции номера ступени напряжения печного трансформатора.A signal proportional to the arc current from the phase current sensor 14 and a signal from the output of the voltage sensor 16 are supplied to the first inputs of the multiplication units 13 and 15, respectively, to the second inputs of which signals from the outputs of the current and voltage task units 12 and 17 are supplied. The voltages from the outputs of the multiplication units 13 and 15 are supplied to the inputs of the comparison unit 9. The signal from the output of the task unit 12 of the phase current is a factor of the signal proportional to the phase current, and also goes to the second input 24 of the multifunction converter 6 and then through the demultiplexer 20 (Fig. 2 ), the functional converter 21 and the multiplexer 19 corresponding to the stage number of the furnace transformer to the second input of the division unit 10. The output signal of the unit 17 is a constant (tuning) factor of the signal proportional to the voltage th electrode at the furnace. The correction signal corresponding to the furnace transformer stage number is supplied from the output of the corresponding unit 22 through the multiplexer 18 (output 25 of the functional converter 6) to the second input of the multiplication unit 7, which ensures the correction of the transmission coefficient of the power generator as a function of the voltage level number of the furnace transformer.

При задании регулятору значения тока фазы, равного номинальному значению (Id=In), сигнал (сомножитель тока фазы равен единице) на выходе блока 12 равен единичному значению, при этом корректирующий сигнал на выходе 26 многофункционального преобразователя 6 (выходе мультиплексора 19, фиг.2) также равен единичному значению. Величина корректирующего сигнала на втором входе блока умножения 7 (выходе 25 многофункционального преобразователя 6) в данном случае определяется номером ступени печного трансформатора. При равенстве напряжений на входах блока сравнения 9 сигнал на выходе задатчика мощности 1 отсутствует, напряжение на выходе управляемого реверсивного преобразователя 2 равно нулю, электродвигатель 3 механизма перемещения электрода 4 неподвижен. При отклонении электрического режима печи от заданного значения нарушается равенство напряжений на входах блока сравнения 9, при этом на выходе задатчика мощности 1 появляется постоянное напряжение, величина и полярность которого зависят от величины и характера возмущения. Под действием этого напряжения электродвигатель 2 разгоняется, перемещая электрод 4 в направлении компенсации рассогласования.When the regulator is set to a phase current value equal to the nominal value (Id = In), the signal (phase current multiplier is unity) at the output of block 12 is equal to a single value, while the correction signal at the output 26 of the multifunction converter 6 (multiplexer 19 output, FIG. 2 ) is also equal to a single value. The value of the correction signal at the second input of the multiplication unit 7 (output 25 of the multifunction converter 6) in this case is determined by the stage number of the furnace transformer. If the voltages at the inputs of the comparison unit 9 are equal, there is no signal at the output of the power setter 1, the voltage at the output of the controlled reversible converter 2 is zero, the electric motor 3 of the electrode 4 moving mechanism is stationary. When the electric mode of the furnace deviates from the set value, the equality of voltages at the inputs of the comparison unit 9 is violated, while a constant voltage appears at the output of the power setter 1, the magnitude and polarity of which depend on the magnitude and nature of the disturbance. Under the action of this voltage, the electric motor 2 accelerates by moving the electrode 4 in the direction of the mismatch compensation.

При уменьшении задания (сомножитель тока фазы больше единицы) регулятору по току фазы (Id<In) сигнал на выходе блока 12 возрастает (возрастает коэффициент передачи канала измерения тока фазы), возрастает также корректирующий сигнал на втором входе блока деления 10, соответственно уменьшается напряжение на выходе задатчика мощности 1 (на выходе блока деления 10). Значение же коэффициента передачи задатчика мощности 1 в целом сохраняется на уровне, соответствующем номинальному значению. Одновременно с уменьшением задания на выходе задатчика мощности 1 появляется сигнал отрицательной полярности, при этом электродвигатель 3 разгоняется в направлении подъема электрода 4, устраняя рассогласование по заданию.When decreasing the reference (the phase current factor is greater than unity) to the phase current controller (Id <In), the signal at the output of block 12 increases (the transmission coefficient of the channel for measuring the phase current increases), the correction signal at the second input of division 10 also increases, and the voltage decreases accordingly the output of the setpoint power 1 (at the output of the division unit 10). The value of the transmission coefficient of the power setter 1 as a whole remains at the level corresponding to the nominal value. Simultaneously with a decrease in the task, a negative polarity signal appears at the output of the power setter 1, while the electric motor 3 accelerates in the direction of rise of the electrode 4, eliminating the mismatch in the task.

С увеличением задания (сомножитель тока фазы меньше единицы) регулятору по току (Id>In) сигнал на выходе блока 12 уменьшается (снижается коэффициент передачи канала измерения тока фазы), уменьшается также корректирующий сигнал на втором входе блока деления 10 и соответственно увеличивается напряжение на выходе задатчика мощности (выходе блока деления 10). При этом значение коэффициента передачи задатчика мощности 1 в целом также сохраняется на прежнем уровне. Одновременно с увеличением задания регулятору на выходе задатчика мощности 1 появляется сигнал положительной полярности, при этом электродвигатель 3 разгоняется в направлении опускания электрода 4, устраняя возникшее рассогласование.With an increase in the reference (the phase current factor is less than unity) to the current regulator (Id> In), the signal at the output of block 12 decreases (the transmission coefficient of the channel for measuring the phase current decreases), the correction signal at the second input of the division unit 10 also decreases, and the output voltage increases accordingly power setpoint (output of division unit 10). In this case, the value of the transmission coefficient of the power setter 1 as a whole also remains at the same level. Simultaneously with an increase in the task to the controller, a signal of positive polarity appears at the output of the power setter 1, while the electric motor 3 accelerates in the direction of lowering the electrode 4, eliminating the inconsistency.

При изменении положения переключателя ступеней напряжения 11 печного трансформатора изменяется корректирующий сигнал на выходе 25 многофункционального преобразователя 6 (выходе мультиплексора 18, фиг.2), на втором входе блока умножения 7, в результате чего корректируется величина коэффициента усиления усилителя 8. Одновременно с этим изменяется также канал передачи информации с входа 24 демультиплексора 20 преобразователя 6 на выход мультиплексора 19 (выход 26 многофункционального преобразователя 6), чем обеспечивается независимая коррекция коэффициента передачи задатчика мощности на каждой из ступеней напряжения при изменении задания по току фазы печи.When the position of the voltage step switch 11 of the furnace transformer changes, the correction signal at the output 25 of the multifunction converter 6 (multiplexer 18 output, FIG. 2) changes, at the second input of the multiplication unit 7, as a result of which the gain of the amplifier 8 is adjusted. At the same time, it also changes a channel for transmitting information from the input 24 of the demultiplexer 20 of the converter 6 to the output of the multiplexer 19 (output 26 of the multifunction converter 6), which ensures independent correction oeffitsienta transmission power set point for each of the steps of changing the reference voltage when the current phase of the furnace.

Таким образом, в данном регуляторе с предлагаемым задатчиком мощности при изменении задания по току фазы (основной канал управляющего воздействия в регуляторах электрического режима с дифференциальной схемой сравнения) его коэффициент передачи независимо корректируется на каждой ступени напряжения печного трансформатора и сохраняется неизменным, что позволяет расширить функциональные возможности задатчика и границы диапазона устойчивого регулирования регулятором электрического режима печи перемещением электрода на всех рабочих ступенях печного трансформатора.Thus, in this regulator with the proposed power regulator, when the phase current task changes (the main control channel in the electric mode regulators with a differential comparison circuit), its transfer coefficient is independently adjusted at each voltage stage of the furnace transformer and remains unchanged, which allows expanding the functionality the setpoint and the boundaries of the range of stable regulation by the regulator of the electric mode of the furnace by moving the electrode on all workers steps of the furnace transformer.

Для понимания сущности предлагаемого авторами технического решения дополнительно отметим:To understand the essence of the technical solution proposed by the authors, we additionally note:

- В известном решении с целью стабилизации коэффициента передачи прямого канала системы регулирования электрического режима в целом, а следовательно, и процесса регулирования мощности вводимую в печь, при изменении задания по току дуги (основной канал непрерывного управляющего воздействия) производится коррекция коэффициента усиления канала контура регулирования длины электрической дуги. Указанная коррекция реализуется с помощью регулируемых резисторов и оказывается эффективной (оптимальной) только для одной из ступеней рабочего напряжения. Нарушение оптимальной коррекции при дискретном переходе на другую ступень рабочего напряжения является следствием изменения характеристики "вход-выход" фазы дуговой печи как объекта регулирования. Известно, что ток фазы печи (действующее значение) является нелинейной функцией длины электрической дуги с разными динамическими коэффициентами передачи на различных ступенях рабочего напряжения.- In the known solution, in order to stabilize the transmission coefficient of the direct channel of the electric mode regulation system as a whole, and consequently, the power control process introduced into the furnace, when the arc current task (main channel of continuous control action) is changed, the gain of the channel of the length control loop is adjusted electric arc. The specified correction is implemented using adjustable resistors and is effective (optimal) only for one of the stages of the operating voltage. Violation of the optimal correction during a discrete transition to another stage of the operating voltage is a consequence of a change in the “input-output” characteristic of the phase of the arc furnace as an object of regulation. It is known that the furnace phase current (effective value) is a nonlinear function of the length of the electric arc with different dynamic transmission coefficients at different stages of the operating voltage.

- В предлагаемом решении коррекция коэффициента передачи прямого канала системы регулирования производится с учетом режима плавки (рабочего напряжения) с помощью элементов 18 и 22 (фиг.2), а также дополнительно в функции сигнала задания независимо на каждой ступени рабочего напряжения с помощью элементов 20, 21 и 19 преобразователя 6 (фиг.2). Элементами 22 задаются нужные коэффициенты коррекции усилителя 8 для каждой из ступеней напряжения печного трансформатора при номинальных значениях напряжения и тока фазы. В первом случае выходной сигнал мультиплексора 18 преобразователя 6 нелинейно возрастает (фиг.3) с увеличением номера ступени печного трансформатора (с целью компенсации снижения коэффициента передачи объекта регулирования - фазы печи - в связи с дискретным уменьшением рабочего напряжения), чем обеспечивается постоянство коэффициента передачи задатчика мощности в целом при номинальных значениях тока и напряжения для каждой из ступеней напряжения. Во втором случае при задании номинального значения тока фазы (сигнал на выходе блока 12 равен единичному значению) корректирующий сигнал на выходе 26 мультиплексора 19 преобразователя 6 (фиг.4) также равен единичному значению, что соответствует отсутствию дополнительной коррекции коэффициента усиления усилителя 8. При изменении уровня сигнала задания тока выше или ниже номинального значения выходной сигнал мультиплексора 19 нелинейно изменяется (следит за уровнем сигнала задания на выбранной ступени напряжения) независимо для каждой из ступеней рабочего напряжения с целью компенсации изменения коэффициента передачи канала измерения тока фазы и исключения его влияния на коэффициент передачи задатчика мощности в целом. Выбор нужного функционального преобразователя 21 (нелинейной функциональной зависимости) в этом случае производится демультиплексором 20 (фиг.2) в зависимости от установленной ступени рабочего напряжения.- In the proposed solution, the correction of the transfer coefficient of the direct channel of the control system is made taking into account the melting mode (operating voltage) using the elements 18 and 22 (figure 2), and also in addition to the function of the reference signal independently at each stage of the operating voltage using the elements 20, 21 and 19 of the Converter 6 (figure 2). Elements 22 specify the necessary correction factors for amplifier 8 for each of the voltage stages of the furnace transformer at nominal voltage and phase current values. In the first case, the output signal of the multiplexer 18 of the converter 6 increases non-linearly (Fig. 3) with an increase in the stage number of the furnace transformer (in order to compensate for the reduction in the transmission coefficient of the control object — the furnace phase — due to a discrete decrease in the operating voltage), which ensures the constant transmission coefficient of the setpoint power as a whole at rated values of current and voltage for each of the voltage steps. In the second case, when setting the nominal value of the phase current (the signal at the output of block 12 is equal to a single value), the correction signal at the output 26 of the multiplexer 19 of the converter 6 (Fig. 4) is also equal to a single value, which corresponds to the absence of an additional correction of the gain of amplifier 8. When changing the level of the current reference signal above or below the nominal value, the output signal of the multiplexer 19 varies non-linearly (monitors the level of the reference signal at the selected voltage stage) independently for each penalties of the operating voltage in order to compensate for the change in the transmission coefficient of the channel for measuring the phase current and eliminate its influence on the transmission coefficient of the power setter as a whole. The choice of the desired functional Converter 21 (non-linear functional dependence) in this case is made by the demultiplexer 20 (Fig.2) depending on the installed stage of the operating voltage.

Источники информацииInformation sources

1. Авторское свидетельство СССР №350213, кл. Н05В 7/18, 1970.1. USSR Copyright Certificate No. 350213, class HB05 7/18, 1970.

2. Пирожников В.Е. и др. Автоматизация контроля и управления электросталеплавильными установками. - М.: Металлургия, 1974. с.32 - 34.2. Pirozhnikov V.E. and others. Automation of control and management of electric steelmaking plants. - M.: Metallurgy, 1974.p.32 - 34.

3. Авторское свидетельство СССР №1136330, кл. Н05В 7/148, 1983.3. Copyright certificate of the USSR No. 1136330, cl. HB05 7/148, 1983.

Claims

The power regulator of the electric mode controller of the arc furnace, comprising a furnace phase current sensor, an arc current setting unit, an arc voltage sensor, an arc voltage setting unit and a comparison unit, characterized in that it is further provided with a first, second and third multiplication unit, an amplifier, a division unit and a multifunction converter that converts the signal according to the number of voltage steps of the furnace transformer and corrects the gain of the amplifier, containing serially connected demuls п multiplexer, functional converters according to the number of voltage steps of the furnace transformer and the first multiplexer, the output of which is the second output of the multifunction converter, as well as series-connected blocks for specifying amplifier gain correction coefficients according to the number of voltage steps of the furnace transformer and a second multiplexer, the output of which is the first output of the multifunction converter wherein the second input of the multifunction converter is connected n with the second input of the demultiplexer, and the first input of the multifunction converter is connected to the first input of the demultiplexer and the input of the second multiplexer, the first output of the multifunction converter is connected to the second input of the first multiplication unit, the first input of which is connected through the amplifier to the output of the comparison unit, and the output of the first multiplication unit is connected with the first input of the division unit, the output of which is the output of the device, and the second input of the division unit is connected with the second output of the multifunctional converter atelier, the first input of which is connected to the output of the voltage step switch of the furnace transformer, and its second input is connected to the output of the phase current setting unit and the second input of the second multiplication unit, the first input of which is connected to the output of the current sensor, the output of the second multiplication unit is connected to the first input of the unit comparison, the second input of which is connected to the output of the third multiplication unit, the first input of which is connected to the output of the voltage sensor, and the second input to the output of the voltage setting unit.