RU2507723C1 - Устройство для управления электрическим режимом дуговой сталеплавильной печи - Google Patents
Устройство для управления электрическим режимом дуговой сталеплавильной печи Download PDFInfo
- Publication number
- RU2507723C1 RU2507723C1 RU2012128010/07A RU2012128010A RU2507723C1 RU 2507723 C1 RU2507723 C1 RU 2507723C1 RU 2012128010/07 A RU2012128010/07 A RU 2012128010/07A RU 2012128010 A RU2012128010 A RU 2012128010A RU 2507723 C1 RU2507723 C1 RU 2507723C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- summator
- comparator
- power current
- Prior art date
Links
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
- Feedback Control In General (AREA)
- Discharge Heating (AREA)
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электротермии, в частности к устройствам управления дуговыми сталеплавильными печами. Технический результат - снижение чувствительности системы управления дуговой сталеплавильной печи к изменяющимся параметрам процесса плавки, повышение стабильности режимов работы, уменьшение уровня пульсаций силового тока, снижение потерь электроэнергии, а также подавление колебаний силового тока дуговой сталеплавильной печи. Устройство содержит блок 1 задания силового тока, выход которого подключен к положительному входу первого сумматора 3, к отрицательному входу которого подключен первый выход датчика 2 силового тока. Выход сумматора 3 подключен к первому входу умножителя 5, выход которого подключен к входу регулятора 7, выход которого подключен к входу привода 11 перемещения электрода. Выход привода 11 перемещения электрода подключен к входу датчика 12 скорости перемещения электрода, выход которого подключен к входу звена 8 модели объекта управления. Выход звена 8 модели объекта управления подключен к отрицательному входу сумматора 3. Второй выход датчика 2 силового тока подключен к последовательно соединенным датчику 4 колебаний и фильтру 6, выход которого соединен с положительным входом второго сумматора 10, отрицательный вход которого соединен с блоком 9 задания допустимого значения амплитуды колебаний тока, выход второго сумматора 10 подключен к входу первого компаратора 13, выход которого подключен к последовательно соединенным первому формирователю 15 импульсов и первому счетчику 17 импульсов, также выход первого компаратора 13 подключен к последовательно соединенным элементу «НЕ» 14, элементу «И» 16, второму формирователю 18 импульсов и второму счетчику 19 импульсов. Выход первого счетчика 17 импульсов и второго счетчика 19 импульсов соединены соответственно с отрицательным и положительным входами третьего сумматора 20, третий вход которого соединен с выходом блока 22 задания коэффициента усиления, выход блока 22 задания коэффициента усиления соединен также с первым входом второго компаратора 21, второй вход которого соединен с выходом третьего сумматора 20, выход второго компаратора 21 соединен с вторым входом элемента «И» 16. Выход третьего сумматора 20 соединен со вторым входом умножителя 5. 4 ил.
Description
Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройствам управления дуговыми сталеплавильными печами.
Известно, что в процессе плавки металла в дуговой сталеплавильной печи изменяется сопротивление шихты Rx и другие параметры силовой цепи, что приводит к увеличению колебательности силового тока. Это приводит к увеличению времени плавки и снижению энергоэффективности печи. Одним из важнейших свойств, которым должна обладать система управления, является малая чувствительность к изменяющимся параметрам.
Известно устройство (см. заявка на изобретение РФ №95112317 - Опубл. 27.07.1996.), содержащее адаптивный блок изменения коэффициента усиления, один вход которого подсоединен к выходу блока сравнения, а второй вход соединен с выходом трехфазного выпрямителя адаптивного блока автоматического задания режима, а выход через силовой усилитель связан с исполнительным механизмом перемещения электродов.
Недостатком данного устройства является многокритериальность адаптации (к сигналу с блока сравнения и к сигналу с блока автоматического задания), что может привести к неоднозначности решения поставленной задачи.
Наиболее близким техническим решением является устройство для управления электрическим режимом дуговой сталеплавильной печи (см. патент РФ №2436265 - Опубл. 10.12.2011.), содержащее блок задания силового тока, датчик силового тока, датчик скорости перемещения электрода, устройство суммирования, регулятор, привод перемещения электрода, звено модели.
Недостатком данного устройства является отсутствие возможности изменения контурного коэффициента усиления при параметрических изменениях в силовой цепи.
Общим признаком прототипа и предлагаемого решения является наличие блока задания силового тока, датчика тока, датчика скорости перемещения электрода, устройства суммирования, регулятора, привода.
Техническим результатом предлагаемого устройства является подавление колебаний силового тока дуговой сталеплавильной печи за счет изменения контурного коэффициента усиления в контуре регулирования силового тока, а также снижение чувствительности системы управления дуговой сталеплавильной печи к изменяющимся параметрам процесса плавки и, как следствие - повышение стабильности режимов работы, уменьшение уровня пульсаций силового тока, снижение потерь электроэнергии.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 приведена структурная схема устройства для управления электрическим режимом дуговой сталеплавильной печи, на фиг.2 приведены диаграммы функций чувствительности системы управления дуговой сталеплавильной печи к изменению RX, на фиг.3 и фиг.4 приведены диаграммы силового тока дуговой сталеплавильной печи при воздействии возмущающих сигналов для одноконтурной системы и системы с упреждающей коррекцией и схемой подавления колебаний соответственно.
Устройство для управления электрическим режимом дуговой сталеплавильной печи содержит блок 1 задания силового тока, выход которого подключен к положительному входу первого сумматора 3, к отрицательному входу которого подключен первый выход датчика 2 силового тока. Выход сумматора 3 подключен к первому входу умножителя 5, выход которого подключен к входу регулятора 7, выход которого подключен к входу привода 11 перемещения электрода. Выход привода 11 перемещения электрода подключен к входу датчика 12 скорости перемещения электрода, выход которого подключен к входу звена 8 модели объекта управления. Выход звена 8 модели объекта управления подключен к отрицательному входу сумматора 3. Второй выход датчика 2 силового тока подключен к последовательно соединенным датчику 4 колебаний и фильтру 6, выход которого соединен с положительным входом второго сумматора 10, отрицательный вход которого соединен с блоком 9 задания допустимого значения амплитуды колебаний тока, выход второго сумматора 10 подключен к входу первого компаратора 13, выход которого подключен к последовательно соединенным первому формирователю 15 импульсов и первому счетчику 17 импульсов, также выход первого компаратора 13 подключен к последовательно соединенным элементу «НЕ» 14, элементу «И» 16, второму формирователю 18 импульсов и второму счетчику 19 импульсов. Выход первого счетчика 17 импульсов и второго счетчика 19 импульсов соединены соответственно с отрицательным и положительным входами третьего сумматора 20, третий вход которого соединен с выходом блока 22 задания коэффициента усиления, выход блока 22 задания коэффициента усиления соединен также с первым входом второго компаратора 21, второй вход которого соединен с выходом третьего сумматора 20, выход второго компаратора 21 соединен с вторым входом элемента «И» 16. Выход третьего сумматора 20 соединен со вторым входом умножителя 5.
Устройство работает следующим образом. Сигналы с блока 1 задания силового тока и первого выхода датчика 2 силового тока поступают в первый сумматор 3, сигнал рассогласования на выходе первого сумматора 3, пройдя через умножитель 5, воздействует на регулятор 7, выходной сигнал регулятора 7, воздействуя на привод 11 перемещения электрода, приводит к перемещению lx электрода. Для снижения чувствительности системы управления дуговой сталеплавильной печи к изменяющимся параметрам в структуру системы управления введена обратная связь по скорости, содержащая датчик 12 скорости, выход которого подключен ко входу звена 8, характеризующего модель объекта управления, выход которого подключен к отрицательному входу первого сумматора 3. Кроме того, сигнал со второго выхода датчика 2 силового тока поступает на дифференцирующее звено - датчик 4 колебаний. Полученный сигнал пропускается через фильтр 6 и сравнивается с уровнем допустимого значения амплитуды колебаний тока (ΔI0) во втором сумматоре 10, если этот сигнал превышает ΔI0, то срабатывает первый компаратор 13, который запускает первый формирователь импульсов 15, сигнал с которого через первый счетчик 17 импульсов поступает в третий сумматор 20 и пошагово снижает значение заданного контурного коэффициента усиления K0 до момента, когда ΔI0>ΔI, либо до достижения максимально допустимого числа шагов снижения коэффициента усиления (nMAX). Если в результате этих действий уровень колебаний снизится до выполнения условия ΔI0>ΔI, то первый компаратор 13 изменит свое состояние и разрешающий сигнал через элемент «НЕ» 14 поступит на элемент «И» 16, на его второй вход поступает разрешающий сигнал по условию K<K0 со второго компаратора 21. Элемент «И» 16 срабатывает и запускает цепь «второй формирователь 18 импульсов-второй счетчик 19 импульсов», которая начинает увеличивать значение контурного коэффициента усиления K0, итоговое значение коэффициента K0 поступает на второй вход умножителя 5.
Передаточная функция звена 8, характеризующего модель объекта управления, имеет вид 
, где
β - градиент потенциала в столбе дуги;
KOCT - коэффициент обратной связи по току;
LX,RX - суммарные индуктивность и сопротивление контура силового тока дуговой сталеплавильной печи;
p - оператор Лапласа.
Известно [1], что при определении функции чувствительности значение изменяемого параметра принимается номинальным. При этом условии функции чувствительности к изменению RX для систем без обратной связи по скорости и с предлагаемой обратной связью по скорости имеют вид 
соответственно, где
SO - чувствительность системы к объекту управления;
Сравнение различных систем по функциям чувствительности можно провести по виду переходных процессов этих функций или использовать квадратичную интегральную оценку [2].
По известной методике [2] квадратичные интегральные оценки функций SO и 
имеют вид
Отмечается [3], что значение TC составляет тысячные доли секунды, поэтому 
.
Результаты моделирования по выражениям функций чувствительности (1, 2) приведены на фиг.2, где пунктирная линия - график функции чувствительности для системы без обратной связи по скорости, сплошная линия - график функции чувствительности для системы с предлагаемой обратной связью по скорости и схемой подавления колебаний.
На фиг.3, 4 представлены результаты моделирования. На фиг.3 показан график тока в одноконтурной системе при воздействии случайного сигнала, на фиг.4 - график тока в системе с упреждающей коррекцией и схемой подавления колебаний при воздействии случайного сигнала. Применение упреждающей коррекции и схемы подавления колебаний существенно (до 10 раз) снижает частоту пульсаций тока и дисперсию выходного сигнала.
Достигаемый технико-экономический эффект обусловлен снижением чувствительности системы управления дуговой сталеплавильной печи к изменению параметра Rx за счет введения обратной связи по скорости, а также подавлением колебаний силового тока дуговой сталеплавильной печи за счет изменения контурного коэффициента усиления в контуре силового тока в зависимости от изменяющегося режима работы, что уменьшает уровень пульсаций силового тока, в результате чего снижаются потери электроэнергии и уменьшается время плавки.
Информационный материал, используемый при составлении описания
1. Дорф, Р. Современные системы управления. / Р. Дорф, Р. Бишоп. - М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2002. - 832 с.
2. Бессекерский, В.А. Теория систем автоматического регулирования. / В.А. Бессекерский, Е.П. Попов. - М.: Наука, 1966. - 992 с.
3. Миронов, Ю.М. Передаточные функции электрической цепи электрометаллургической печи как элемента системы управления. / Ю.М. Миронов // Электричество. - 1978. - №8. - С.88-91.
Claims (1)
- Устройство для управления электрическим режимом дуговой сталеплавильной печи, содержащее блок задания силового тока, датчик силового тока, датчик скорости перемещения электрода, устройство суммирования, регулятор, привод перемещения электрода, звено модели, отличающееся тем, что второй выход датчика тока соединен последовательно с датчиком колебаний и фильтром, выход фильтра соединен с первым входом второго сумматора, отрицательный вход которого соединен с выходом блока задания допустимого значения амплитуды колебаний тока, выход второго сумматора подключен к входу первого компаратора, выход которого подключен к последовательно соединенным первому формирователю импульсов и первому счетчику импульсов, также выход первого компаратора подключен к последовательно соединенным элементу «НЕ», элементу «И», второму формирователю импульсов и второму счетчику импульсов, выходы первого счетчика импульсов и второго счетчика импульсов соединены соответственно с отрицательным и положительным входами третьего сумматора, третий вход которого соединен с выходом блока задания коэффициента усиления, выход блока задания коэффициента усиления соединен также с первым входом второго компаратора, второй вход которого соединен с выходом третьего сумматора, выход второго компаратора соединен со вторым входом элемента «И», выход третьего сумматора соединен с входом умножителя.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012128010/07A RU2507723C1 (ru) | 2012-07-03 | 2012-07-03 | Устройство для управления электрическим режимом дуговой сталеплавильной печи |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012128010/07A RU2507723C1 (ru) | 2012-07-03 | 2012-07-03 | Устройство для управления электрическим режимом дуговой сталеплавильной печи |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012128010A RU2012128010A (ru) | 2014-01-10 |
| RU2507723C1 true RU2507723C1 (ru) | 2014-02-20 |
Family
ID=49884209
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012128010/07A RU2507723C1 (ru) | 2012-07-03 | 2012-07-03 | Устройство для управления электрическим режимом дуговой сталеплавильной печи |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2507723C1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2046555C1 (ru) * | 1992-07-14 | 1995-10-20 | Ирина Владимировна Куртис | Устройство для регулирования электрической дуги |
| RU95112317A (ru) * | 1995-07-18 | 1996-07-27 | Акционерное общество открытого типа Завод "Красный Октябрь" | Устройство для управления электрическим режимом дуговой электропечи |
| GB2430276B (en) * | 2005-09-20 | 2009-09-16 | Advanced Mineral Recovery Tech | Control system for an arc furnace |
| RU2436265C1 (ru) * | 2010-07-13 | 2011-12-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Устройство для управления электрическим режимом дуговой сталеплавильной печи |
-
2012
- 2012-07-03 RU RU2012128010/07A patent/RU2507723C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2046555C1 (ru) * | 1992-07-14 | 1995-10-20 | Ирина Владимировна Куртис | Устройство для регулирования электрической дуги |
| RU95112317A (ru) * | 1995-07-18 | 1996-07-27 | Акционерное общество открытого типа Завод "Красный Октябрь" | Устройство для управления электрическим режимом дуговой электропечи |
| GB2430276B (en) * | 2005-09-20 | 2009-09-16 | Advanced Mineral Recovery Tech | Control system for an arc furnace |
| RU2436265C1 (ru) * | 2010-07-13 | 2011-12-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Устройство для управления электрическим режимом дуговой сталеплавильной печи |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012128010A (ru) | 2014-01-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5803946B2 (ja) | スイッチングレギュレータ | |
| US9331574B2 (en) | Controller of the power inverter circuit and a control method | |
| JP5709928B2 (ja) | 電力変換装置 | |
| CN110854894A (zh) | 基于模型预测控制的光伏储能系统中逆变电路的控制方法 | |
| EP4050779B1 (en) | Dc/dc converter and soft start overshoot prevention method thereof | |
| US9923467B2 (en) | Multiphase converting controller | |
| EP2003527A2 (en) | Digital controller | |
| JP5648519B2 (ja) | スイッチング電源装置 | |
| RU2507723C1 (ru) | Устройство для управления электрическим режимом дуговой сталеплавильной печи | |
| RU2436265C1 (ru) | Устройство для управления электрическим режимом дуговой сталеплавильной печи | |
| JP2021164399A (ja) | 直流／直流コンバータ | |
| JP2018137840A (ja) | 力率改善回路 | |
| JP6219099B2 (ja) | 電力変換装置 | |
| CN110504762A (zh) | 无线电力发送设备和电力传输系统 | |
| RU2433576C1 (ru) | Устройство подавления колебаний силового тока дуговой сталеплавильной печи | |
| JP2016131414A (ja) | スイッチング電源 | |
| WO2015159902A2 (ja) | 電力変換回路の制御装置 | |
| JP4931129B2 (ja) | 電力変換装置 | |
| RU146976U1 (ru) | Устройство для управления электрическим режимом дуговой сталеплавильной печи | |
| CN109217429B (zh) | 用于充放电控制的方法和装置 | |
| JP4934442B2 (ja) | スイッチング電源装置 | |
| JP4740026B2 (ja) | パルス電源 | |
| WO2015044427A4 (en) | Method and power converter for predictive discontinuous charge mode control | |
| CN102653024B (zh) | 包覆电弧焊接的输出控制方法 | |
| WO2016043262A1 (ja) | 電力変換回路の制御装置 |