SU1522433A1

SU1522433A1 - Регул тор мощности дуговой многофазной электропечи

Info

Publication number: SU1522433A1
Application number: SU884365052A
Authority: SU
Inventors: Орест Юлианович Лозинский; Ярослав Степанович Паранчук; Ярослав Богданович Сметанюк; Владимир Николаевич КОЛОМОТА
Original assignee: Львовский политехнический институт им.Ленинского комсомола; Донецкий металлургический завод им.В.И.Ленина
Priority date: 1988-01-12
Filing date: 1988-01-12
Publication date: 1989-11-15

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике. Цель изобретени - повышение точности регулировани мощности дуг путем снижени величины дисперсии напр жений дуг. В регул тор введен второй контур регулировани , который позвол ет формировать случайный сигнал управлени с требуемыми статистическими характеристиками, благодар чему представл етс возможным регулировать и поддерживать на заданном уровне величину дисперсии напр жени дуги. Это позвол ет стабилизировать тепловой и технологический режимы плавки и уменьшить технологические потери. 3 ил.

Description

Изобретение относитс к электротехнике .,

Цель изобретени - повышение точности регулировани мощности дуг путем снижени величины дисперсии напр жений дуг,

На фиг. 1 представлена функциональна схема предлагаемого регул тора мощности дуговой многофазной электропечи; на фиг. 2 - функциональна схема блока вычислени заданного значени коэффициента коррел ции; на фиг. 3 - функциональна схема элемента вычитани .

Регул тор мощности дуговой многофазной электропечи дл каждой фазы содержит датчик 1 тока дуги, датчик 2 напр жени дуги, выходы которых подключены к входам первого элемента

3 сравнени , выход которого соединен с первым входом сумматора 4, Выход сумматора 4 через усилитель 5 соединен с входом исполнительного механизма 6. перемещени электрода, выходной сигнал которого воздействует на положение электрода. Первый, второй и третий входы элемента 7 вычитани : соединены соответственно с выходами задатчика 8 напр жени дуги, датчика 2 напр жени дуги и элемента 9 умножени . Выход элемента 7 вычитани подключен к первому входу датчика 10 коэффициента коррел ции, второй вход которого соединен с выходом элемента 9 умножени . Выход датчика 10 коэффициента коррел ции подсоединен к первому входу второго элемента П сравнени , второй вход

сд

1чЭ

to

.

оо оо

которого св зан с выходом блока 12 вычислени заданного значени коэффициента коррел ции. Первый вход третьего элемента 13 сравнени через первый датчик 14 дисперсии подключен к выходу элемента 7 вычитани , а его второй вход через второй датчик 15 дисперсии подсоединен к выходу элемента 9 умножени .

Первый и второй входы блока 12 вычислени заданного значени коэффициента коррел ции соединены соотвественно с выходами задатчика 16 дисперсии и первого датчика 14 диспер- сии. Выход задатчика 17 частотного спектра соединен с первым управл ющим входом генератора 18 случайного процесса, второй уп эавл ющий вход которого подсоединен к выходу трё- тьего элемента 13 сравнени . Выход генератора 18 случайного процесса подключен к информационному входу фазосдвигающего устройства 19, а управл ющий вход фаэосдвигающего уст ройства 19 св зан .с выходом второго элемента 11 сравнени . Выход фазо- сдвигающего устройства 19 подключен к второму входу сумматора 4 и к входу вычислительного элемента 20, pea- лизующего модель участка по контуру регулировани от входа усилител до выхода исполнительного механизма перемещени электрода. Первый и второй входы элемента 9 умножени соеди нены соответственно с выходами датчика 21 градиента напр жени на дуге и вычислительного элемента 20.

Блок 12 вычислени заданного значни коэффициента коррел ции включает элемент 22 вычитани , первый вход которого вл етс первым входом блока 12, а выход подключен к первому входу элемента 23 делени . Вход масштабного усилител 24 вл етс вторым входом блока 12, а выход подсоединен к второму входу элемента 23 делени и к второму.входу элемента 22 вычитани . Выход элемента 23 делени вл етс выходом блока 12.

Элемент 7 вычитани содерлит инвертирующий сумматор 25, первый и третий входы которого вл ютс соответственно первым и третьим входа- ми элемента 7 вычитани , а его второй вход соединен с выходом инвертора 26, вход которого служит вторым входом элемента вьмитани . Выход инвертирующего сумматора 25 служит выходом элемента 7 вычитани .

Регул тор работает следующим образом .

Процесс регулировани электрического режима дуговой электропечи в предлагаемом регул торе Ьсуществл ет- с электромеханической системой путем перемещени электродов. Структурно эта система автоматического регулировани состоит из двух контуров регулировани с сумматором 4 на входе . Первый контур регулировани , в котором реализован дифференциальный закон регулировани , вычисление сигнала управлени Up,;. осуществл ет согласно выражению

и a.U.-b-I а f

(1)

где IQ и Uo - соответственно средне- вьшрймпенные значени тока и напр жени дуги, пропорциональные которым сигналы снимаютс «с выхода датчика 1.тока дуги и датчика 2 напр жени дуги и поступают на первый и второй входы блока 3 сравнени ; а, b - посто нные коэффициенты , определ ющие устав ку мощности.

В состав первого контура регулировани вход т датчик 1 тока дуги, датчик 2 напр жени дуги и блок 3 сравнени , в котором производитс вычисление величины сигнала управлени Upac по зависимости (1). Этот сигнал с выхода блока 3 сравнени поступает на первьй вход сумматора 4. Сумматор 4, усилитель 5 и исполнительный механизм 6 перемещени электрода вл ютс общими элементами дл первого и второго контуров регулировани . При функционировании только первого контура регулировани из- за большой его инерционности имеет место высокий уровень дисперсии напр жени дуги. Дл снижени уровн дисперсии напр жени дуги в предлагаемое устройство, помимо указанного первого контура регулировани , дополнительно введен второй контур регулировани , в котором реализован статистический способ вычислени величины сигнала управлени х , которьй поступает на второй вход сумматора 4. Дл формировани этого сигнала задействованы следующие устройства, вход щи в состав второго контура регулировани : датчик 2 напр жени дуги, за- датчик 8 напр жени дуги, элемент 7 вычитани , датчик 21 градиента напр жени на дуге, элемент 9 умножени , вычислительное устройство 20, датчик 10 коэффициента коррел ции, пер- вьш 14 и второй 15 датчики диспер- сии, блок 12 вычислени заданного значени коэффициента коррел ции, первый 11 и второй 13 элементы сравнени , задатчик 16 дисперсии, задат- чик 17 частотного спектра, генера-. тор 18 случайного процесса и фазо- сдвигагощее устройство 19, Сущность работы второго контура регулировани заключаетс в следутощем, В процессе работы в электропечи посто н- во действуют возмущени , вызывающие случайные изменени длины дуги, а следовательно, и напр жени дуги. Количественно их действи можно оценить сигналом f, которьш представл - ет собой приращени средневыпр млен- иого значени напр жени дуги, обусловленные действием случайных возмущений (например, случайных изменений длины дуги). Дп компенсации действи этого сигнала, т.е. дл поддержани заданного электрического режима электропечи: Ig 1-, , (и., ,и I ., - заданные величины

о, 5 d. 3 о. }

срЁдневьтр мленного значени напр - жени дуги и тока дуги соответственно ) , в регул торе функционирует пер- вьш контур регулировани , которьш посредством усилител 5 и исполнительного механизма 6 в функции сиг- нала управлени Uр осуществл ет перемещение электрода, а следовательно вносит соответствующее изменение напр жени дуги ДИр, которое направлено на ликвидацию результата действи сигнала f (ДП р - приращени средне- выпр мленных значений напр жени дуги , вносимые первым контуром регул - тора, работающего по дифференциальному закону регулировани ). Но вслед ствие большой инерционности первого контура регулировани результат его действи - сигнал Up - не позвол ет полностью компенсировать отрицательное действие сиг.нала f. Ввиду этого

дисперси напр жени дуги и, следова-, тельно, тока дуги при работе только этого контура регулировани имеет высокий уровень. Дп снижени вели 5 0 5 о

s- 0 з Q

5

чины дисперсии напр жени дуги в предлагаемом регул торе на второй вход сумматора 4 поступает центриро- ванньш случайный сигнал управлени х . Результат действи этого сигнала в регул торе можно оценить сигналом /lU, которьй представл ет собой приращени средневыпр мленного значени напр жени дуги, вносимые регул тором в функции лишь от сигнала х , т.е. приращени напр жени дуги при работе лищь второго контура .регулировани . Таким образом, сущ- нос ть совместной работы двух контуров регулировани такого регул тора заключаетс в том, что на случайный процесс f-dUp, которьш представл ет собой остаточные приращени напр жени дуги, нескомпенсированные первым контуром регул тора, накла- . дываетс случайный процесс dU;. Соответствующие статистические характеристики этих процессов наход тс в определенном количественном соотно- щении. В результате совместного действи этих двух случайных процессов формируетс третий случайньп процесс .-)

Таким образом, благодар наличию в предлагаемом регул торе второго контура регулировани , который позвол ет формировать случайньБ сигнал управлени х (t) с требуе пз1ми статистическими характеристиками, представл етс возможность регулировать и поддерживать на требуемом, например минимальном, уровне величину дисперсии G напр жени дуги, т.е. дисперсию сигнала д . Уменьшение величины дисперсии напр жени дуги приводит к уменьшению значени дисперсии , тока дуги, а следовательно, к существенному уменьшению дисперсии мощности дуги, т.е. к повышению точности поддерживани мощности дуги на заданном уровне. Повышение точности регулировани мощности дуги, в свою очередь, позвол ет стабилизировать тепловой и технологический режимы плавки, а также приводит к более равномерному потреблению активной и ре- активной мощностей от питающей электросети , что позвол ет уменьшить колебани напр жени в сет х электроснабжени и улучшить качество электроэнергии на шинах понизительньтх подстанций , от которых дуговые электропечи. Уменьшение величины

дисперсии напр жени дуги позвол ет также уменьшить электрические потери, увеличить среднее значение электрического коэффициента полезного действи и повысить производительность электропечи.

Claims

Формула изобретени

Регул тор мощности дуговой многофазной электропечи, содержащий дл каждой Фазы датчик тока дуги и датчик напр жени дуги, подключенные выходами к входам первого элемента сравне- ни , усилитель, выход которого св аан с входом исполнительного механизма перемещени электрода этой фазы, датчик коэффициента коррел ции, выход которого соединен с первым входом второго элемента сравнени , соединенного выходом с управл нзщим входом фазосдвигающего устройства, информационный вход которого подсоединен к выходу генератора случайного процесса, первый управл ющий вход которого соединен с выходом задатчика частотного спектра, задатчик дисперсии , отличающийс тем, что, с целью повышени точности ре-, гулировани мощности дуг путем сниже , ни величины дисперсии напр жений дуг, он дополнительно снабжен задат- чиком напр жени дуги, элементом вычитани , датчиком градиента напр же- ни на дуге, элементом умножени , вычислительным элементом, реализзш- щим модель участка по контуру регулировани от входа усилител до выхода исполнительного механизма пере-

5 0 0 5 0

5

.мещени электрода, первым и вторым датчиками дисперсии, третьим элемен- . |том сравнени , блоком вычислени заданного значени коэффициента коррел ции и сумматором, при этом выход первого элемента сравнени соединен с первым входом сумматора, выход которого св зан с входом усилител , первый, второй и третий входы элемента вычитани подключены соответственно к выходу задатчика напр жени дуги, выходу датчика напр жени дуги и выходу элемента умножени , первый вход которого соединен с выходом датчика градиента напр жени на дуге , а второй вход - с выходом вычис- лительногоI элемента, выход элемента вычитани соединен с первым входом датчика коэффициента коррел ции и через первый датчик дисперсии с первым входом третьего элемента сравнени , второй вход которого через второй датчик дисперсии соединен с выходом элемента умножени , который соединен также с вторым входом дат- чика коэффициента коррел ции, выход третьего элемента сравнени подключен к второ.му управл ющему- входу генератора случайного процесса, пер- вьш и второй входы блока вычислени заданного значени коэффициента коррел ции соединены соответственно с выходом задатчика дисперсии и с выходом -первого датчика дисперсии, а его выход св зан с вторым входом второго элемента сравнени , выход фазосдвигающего устройства подсоединен к второму входу сумматора и входу вычислительного элемента.

Фи1.1