UA53074A - Device for controlling electric mode of operarion of a multiphase arc furnace - Google Patents
Device for controlling electric mode of operarion of a multiphase arc furnace Download PDFInfo
- Publication number
- UA53074A UA53074A UA2002021577A UA200221577A UA53074A UA 53074 A UA53074 A UA 53074A UA 2002021577 A UA2002021577 A UA 2002021577A UA 200221577 A UA200221577 A UA 200221577A UA 53074 A UA53074 A UA 53074A
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- arc
- output
- input
- power
- current
- Prior art date
Links
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims description 16
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims description 14
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 7
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 4
- 238000012876 topography Methods 0.000 claims 1
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 20
- 230000008569 process Effects 0.000 description 20
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 15
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 13
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 13
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 12
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 8
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 8
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000011093 chipboard Substances 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Discharge Heating (AREA)
Abstract
Description
Опис винаходуDescription of the invention
Винахід відноситься до електротехніки, зокрема, до систем автоматичного регулювання електричним 2 режимом дугових багатофазних електропечей.The invention relates to electrical engineering, in particular, to systems of automatic control of electric 2-mode arc multiphase electric furnaces.
Відомий пристрій для регулювання електричного режиму дугової багатофазної електропечі, що містить у колі регулювання кожної фази давач напруги дуги, блок формування сигналу керування, підсилювач та механізм переміщення електрода (Автоматизация процессов злектроплавки стали. Ч.І. Фарнасов Г.А. Изд-во "Металлургия", 1972. - 232с. С. 17). Однак при роботі цього пристрою має місце низька динамічна та статична точність регулювання координат електричного режиму.A well-known device for regulating the electrical mode of an arc multiphase electric furnace, which contains in the regulation circuit of each phase an arc voltage transmitter, a control signal generation unit, an amplifier and a mechanism for moving the electrode (Automation of the processes of electromelting of steel. Ch.I. Farnasov, G.A. Izd-vo " Metallurgy", 1972. - 232 p. P. 17). However, during the operation of this device, there is a low dynamic and static accuracy of adjusting the coordinates of the electrical mode.
Із відомих пристроїв найближчим до пропонованого є пристрій для регулювання електричного режиму дугової багатофазної електропечі, що містить у колі регулювання кожної фази давач напруги дуги, який своїм виходом підключений до входу блоку формування сигналу керування, а вихід останнього через підсилювач сполучений зі входом механізму переміщення електрода, регулятор струму дуги, перший вхід якого під'єднаний 72 до виходу задавана струму дуги, а другий до виходу давача струму дуги, блок регулювання індуктивного опору дроселя, вихід якого сполучений зі входом дроселя, який включений послідовно з обмоткою високої напруги пічного трансформатора (А.С. 1042211 СССР. Регулятор мощности дуговой многофазной електропечи /Б.Д.Among the known devices, the closest to the proposed one is a device for adjusting the electrical mode of an arc multiphase electric furnace, which contains an arc voltage sensor in the control circuit of each phase, the output of which is connected to the input of the control signal generation unit, and the output of the latter is connected through an amplifier to the input of the electrode movement mechanism, the arc current regulator, the first input of which is connected 72 to the output set by the arc current, and the second to the output of the arc current sensor, the choke inductive resistance control unit, the output of which is connected to the choke input, which is connected in series with the high-voltage winding of the furnace transformer (A. P. 1042211 USSR Power regulator of arc multiphase electric furnace /B.D.
Денис, О.Ю.Лозинский, Я.С.Паранчук. - Опубл. в Б.И., 1983, Мо34).Denys, O. Yu. Lozinsky, Ya. S. Paranchuk. - Publ. in B.I., 1983, Mo34).
Однак в цьому пристрої наявний значний взаємний вплив між фазними каналами регулювання довжини дуги, що зумовлений використанням в ньому диференційного закону формування сигналу розузгодження О роз-а0-рІ (ШІ - усереднені значення напруги та струму дуги, а, Б - сталі коефіцієнти), що при чинних схемах систем живлення дуг призводить до хибних переміщень електродів у тих фазах, де збурення за довжиною дуги не виникло. У результаті цього має місце невиправдано висока дисперсія регульованих координат електричного режиму (напруги, струму та потужності дуги), що спричинює тривалу роботу печі в режимах значного відхилення від раціонального, а це, в свою чергу, призводить до погіршення техніко-економічних показників функціонування « дугової електропечі. Крім цього, зазначений пристрій має обмежені функціональні можливості у виборі і встановленні бажаних електричних режимів, так як у процесі його роботи є змога реалізувати на певний інтервал плавки лише один тип штучних зовнішніх характеристик печі - характеристик з ділянкою стабілізації струму дуги, що не у повній мірі використовує можливості швидкодійного регулювання індуктивного опору дроселя для М оптимізації режимів роботи електропечі. -However, in this device, there is a significant mutual influence between the phase channels of the arc length adjustment, which is due to the use of the differential law of formation of the mismatch signal О раз-а0-рИ (СІ - averaged values of arc voltage and current, а, Б - constant coefficients) in it, which with the current circuits of power supply systems, arcs lead to incorrect electrode movements in those phases where the disturbance along the arc length did not occur. As a result, there is an unreasonably high dispersion of the regulated coordinates of the electrical mode (voltage, current, and arc power), which causes long-term operation of the furnace in modes of significant deviation from the rational one, and this, in turn, leads to a deterioration of the technical and economic indicators of the functioning of "arc electric furnaces In addition, the specified device has limited functionality in selecting and setting the desired electrical modes, since during its operation it is possible to implement only one type of artificial external characteristics of the furnace for a certain melting interval - characteristics with a section of arc current stabilization, which is not fully uses the possibilities of fast adjustment of the inductive resistance of the choke for M optimization of the operating modes of the electric furnace. -
В основу винаходу поставлено завдання створення такого пристрою для регулювання електричного режиму багатофазної електропечі, у якому використовувався би інваріантний до режимів у двох інших фазах принцип о формування сигналу керування на переміщення електрода даної фази, що завдяки отриманню автономності со фазних каналів регулювання електричного режиму дало б змогу значно зменшити дисперсію регульованих 325 координат, і, як наслідок, поліпшити техніко-економічні показники роботи дугової електропечі. В основу о створюваного пристрою поставлена також задача реалізації зонного принципу формування бажаної штучної зовнішньої характеристики дугової багатофазної електропечі, у результаті чого з'явилася б можливість точніше адаптувати її вигляд (аналітичну залежність) до вимог одержання бажаного рівня дисперсії струмів і « потужностей дуг чи до оптимізації режимів дугової багатофазної електропечі за компромісним варіантом З зниження дисперсії струмів дуг і потужностей дуг, що, у свою чергу, призвело б до поліпшення ряду показників с роботи дугової багатофазної електропечі, зокрема, задовільнило б ряд технологічних вимог до значень з» електричних режимних координат і, перш за все, дало б змогу досягнути рівномірнішого процесу введення активної потужності у плавильний простір печі.The invention is based on the task of creating such a device for regulating the electrical mode of a multiphase electric furnace, which would use the principle invariant to the modes in the other two phases of the formation of a control signal for the movement of the electrode of a given phase, which, thanks to the acquisition of autonomy from the phase channels, would make it possible to regulate the electrical mode to significantly reduce the dispersion of the adjustable 325 coordinates, and, as a result, to improve the technical and economic performance of the electric arc furnace. The basis of the created device is also the task of implementing the zonal principle of forming the desired artificial external characteristics of the arc multiphase electric furnace, as a result of which it would be possible to more accurately adapt its appearance (analytical dependence) to the requirements of obtaining the desired level of dispersion of currents and "arc powers" or to optimization modes of the arc multiphase electric furnace according to the compromise option Z reduction of the dispersion of arc currents and arc powers, which, in turn, would lead to the improvement of a number of indicators of the operation of the multiphase electric arc furnace, in particular, would satisfy a number of technological requirements for the values of the electrical mode coordinates and, first of all, it would make it possible to achieve a more even process of introducing active power into the melting space of the furnace.
Поставлене завдання досягається тим, що пристрій для регулювання електричного режиму дугової багатофазної електропечі, що містить у колі регулювання кожної фази давач напруги дуги, який своїм виходом і-й під'єднаний з до входу блоку формування сигналу керування, а вихід останнього через підсилювач сполучений зі со входом механізму переміщення електрода, регулятор струму дуги, перший вхід якого під'єднаний до виходу задавача струму дуги, а другий до виходу давача струму дуги, блок регулювання індуктивного опору дроселя, о вихід якого сполучений зі входом дроселя, який включений послідовно з обмоткою високої напруги пічного -І 20 трансформатора, який відрізняється тим, що додатково містить давач потужності дуги, задавач потужності дуги, регулятор потужності дуги, перший та другий ключі, компаратор та логічний елемент заперечення Ш, причомуThe task is achieved by the fact that the device for regulating the electrical mode of the arc multiphase electric furnace, which contains in the regulation circuit of each phase an arc voltage transmitter, which is connected to the input of the control signal generation unit at its output, and the output of the latter through the amplifier is connected to with the input of the electrode moving mechanism, the arc current regulator, the first input of which is connected to the output of the arc current setter, and the second to the output of the arc current sensor, the choke inductive resistance adjustment block, the output of which is connected to the choke input, which is connected in series with the high-voltage winding voltage of the furnace -I 20 transformer, which is distinguished by the fact that it additionally contains an arc power transmitter, an arc power setter, an arc power regulator, the first and second keys, a comparator and a logical element of denial Ш, and
Т» перший вхід регулятора потужності дуги під'єднаний до виходу задавача потужності дуги, а його другий вхід сполучений з виходом давача потужності дуги, а входи останнього під'єднані до виходів давача напруги дуги і давача струму дуги, вихід регулятора струму дуги через перший ключ, а вихід регулятора потужності дуги через 25 другий ключ під'єднані до входу блоку регулювання індуктивного опору дроселя, перший вхід компаратора в. сполучений з виходом регулятора струму дуги, а другий під'єднаний до виходу регулятора потужності дуги, а вихід компаратора сполучений з керуючим входом першого ключа і через логічний елемент заперечення НІ з керуючим входом другого ключа.T» the first input of the arc power regulator is connected to the output of the arc power setter, and its second input is connected to the output of the arc power sensor, and the inputs of the latter are connected to the outputs of the arc voltage sensor and the arc current sensor, the output of the arc current regulator through the first key , and the output of the arc power regulator through the 25 second key is connected to the input of the throttle inductive resistance adjustment unit, the first input of the comparator in. connected to the output of the arc current regulator, and the second is connected to the output of the arc power regulator, and the output of the comparator is connected to the control input of the first key and through the logic element of the NO negation to the control input of the second key.
Завдяки тому, що у пропонованому пристрої сигнал струму дуги вилучений із процесу формування сигналу 60 керування системи регулювання положення електроду, і що формується цей сигнал лише за сигналом відхилення напруги дуги від заданого значення (від уставки за напругою дуги), досягається автономність фазних каналів регулювання положення електродів.Due to the fact that in the proposed device the arc current signal is removed from the signal formation process 60 of the electrode position adjustment system control, and that this signal is formed only by the arc voltage deviation signal from the specified value (from the arc voltage setting), the autonomy of the position adjustment phase channels is achieved electrodes
Крім ліквідації ефекту перенесення збурюючого впливу з фази, де виникло збурення за довжиною дуги, в інші фази, де у даний момент довжини дуг рівні заданим чи є збурення за довжиною дуги, але з іншим знаком бо відхилення, який однозначно негативно впливає на показники динаміки системи стабілізації довжини дуги, у пропонованому пристрої усі фазні канали системи регулювання довжини дуги (регулювання положення електрода) стають інваріантними також і до приростів струмів дуг, які вносяться у силове коло системи живлення дуг роботою швидкодійних фазних контурів регулювання струмів дуг, керуючими впливами яких є відповідні прирости індуктивних опорів дроселів. Ліквідація у пропонованому пристрої зазначених негативних взаємних впливів як між фазними каналами регулювання довжини дуги так і між системою регулювання довжин дуг ії швидкодійною системою регулювання струмів дуг, досягається завдяки формуванню сигналу керування у кожній фазі системи регулювання положення електрода лише за сигналом відхилення О роз поточної напруги дуги ШО від заданого значення ШО б (напруги уставки) Ороз-О-Оуст. Завдяки цьому зменшується дисперсія 7/0 Координат електричного режиму (напруги, струму та потужності дуги), час роботи печі у режимах значних відхилень від заданого і поліпшуються техніко-економічні показники дугової багатофазної електропечі.In addition to the elimination of the effect of transferring the disturbing influence from the phase where the arc length disturbance occurred to other phases, where at the moment the arc lengths are equal to the specified ones or there is a disturbance along the arc length, but with a different sign, i.e. a deviation that clearly negatively affects the indicators of the system dynamics stabilization of the arc length, in the proposed device all phase channels of the arc length regulation system (electrode position regulation) become invariant also to the increments of arc currents, which are introduced into the power circuit of the arc power system by the operation of high-speed phase circuits of arc current regulation, the controlling effects of which are the corresponding increments inductive resistances of chokes. Elimination in the proposed device of the specified negative mutual influences both between the phase channels of the arc length regulation and between the arc length regulation system and the high-speed arc current regulation system is achieved thanks to the formation of a control signal in each phase of the electrode position regulation system based only on the deviation signal O of the current arc voltage SHO from the set value SHO b (setpoint voltage) Oroz-O-Oust. Thanks to this, the dispersion of the 7/0 Coordinate of the electric mode (voltage, current and arc power) is reduced, the time of operation of the furnace in modes of significant deviations from the specified one and the technical and economic indicators of the arc multiphase electric furnace are improved.
Крім цього, завдяки включенню у структуру швидкодійного контура регулювання струму дуги, задавача потужності дуги, давача потужності дуги, регулятора потужності дуги, компаратора, логічного елемента заперечення НІ, першого та другого ключів, розширюється область встановлюваних електричних режимів /5 дугової багатофазної електропечі, що досягається шляхом формування і реалізації бажаних штучних зовнішніх характеристик дугової електропечі з ділянками стабілізації струму і потужності дуги і використання відповідного алгоритму переведення робочої точки на ту чи іншу ділянку стабілізації сформованої бажаної штучної зовнішньої характеристики електропечі. Завдяки цій можливості вдається одночасно понизити як дисперсію струму дуги, так і дисперсію потужності дуги, що, завдяки отриманню рівномірнішого процесу го введення активної потужності в піч, призведе до точнішого дотримання директивного графіка ведення плавки, поліпшення якості металу і зменшення його браку.In addition, due to the inclusion in the structure of a high-speed arc current control circuit, an arc power setter, an arc power sensor, an arc power regulator, a comparator, a logic element of NO denial, the first and second keys, the range of set electrical modes /5 of the arc multiphase electric furnace, which is achieved, is expanded by forming and realizing the desired artificial external characteristics of the electric arc furnace with areas of stabilization of current and arc power and using the appropriate algorithm for transferring the operating point to one or another area of stabilization of the formed desired artificial external characteristics of the electric furnace. Thanks to this possibility, it is possible to reduce both the dispersion of the arc current and the dispersion of the arc power at the same time, which, due to obtaining a more uniform process of introducing active power into the furnace, will lead to more accurate adherence to the directive schedule of melting, improving the quality of metal and reducing its defects.
На фіг1 представлено схему пристрою для регулювання електричного режиму дугової багатофазної електропечі; на фіг.2 подано природну і штучні зовнішні характеристики електропечі та відповідні їм природну ії штучні залежності потужності дуги від напруги дуги дугової багатофазної електропечі у відносних одиницях; ов на фіг.З показано процеси зміни режимних координат, що отримані на цифровій моделі запропонованого пристрою для регулювання електричного режиму дугової багатофазної електропечі; на фіг.4 наведено процеси « зміни режимних координат, що отримані на цифровій моделі відомого пристрою (прототипа) для регулювання електричного режиму дугової багатофазної електропечі. На фіг.3 та фіг.4 зображено часові залежності таких режимних координат кожної фази (|-А,В,С) дугової сталеплавильної печі типу ДСП-6: «г зо а) 1(О - збурення у дуговому проміжку за довжиною дуги; 6) ЦО - напруги на дугах; - в) І - струми дуг; о г) Р - потужності дуг.Figure 1 shows a diagram of a device for adjusting the electrical mode of an arc multiphase electric furnace; Fig. 2 shows the natural and artificial external characteristics of the electric furnace and the corresponding natural and artificial dependences of the arc power on the arc voltage of the arc multiphase electric furnace in relative units; Fig. 3 shows the processes of changing the mode coordinates obtained on the digital model of the proposed device for adjusting the electric mode of the arc multiphase electric furnace; Fig. 4 shows the processes of changing the mode coordinates obtained on a digital model of a known device (prototype) for adjusting the electrical mode of an arc multiphase electric furnace. Fig. 3 and Fig. 4 show the time dependences of the following mode coordinates of each phase (|-A, B, C) of an arc steel melting furnace of the DSP-6 type: "g zo a) 1(O) - disturbance in the arc gap along the length of the arc; 6) TSO - arc voltages; - c) I - arc currents; o d) P - power of arcs.
Пристрій для регулювання електричного режиму дугової багатофазної електропечі містить у колі ме) зв регулювання кожної фази давач напруги дуги 1, блок формування сигналу керування 2, підсилювач 3, механізм ю переміщення електрода 4, давач струму дуги 5, задавач потужності дуги 6, давач потужності дуги 7, регулятор потужності дуги 8, задавач струму дуги 9, регулятор струму дуги 10, компаратор 11, логічний елемент заперечення 12, перший ключ 13, другий ключ 14, блок регулювання індуктивного опору дроселя 15, дросель 16 та пічний трансформатор 17, причому вихід давача напруги 1 сполучений зі входом блоку формування сигналу «The device for adjusting the electric mode of the multiphase electric arc furnace contains, in the control circle of each phase, an arc voltage transmitter 1, a control signal generator 2, an amplifier 3, a mechanism for moving the electrode 4, an arc current transmitter 5, an arc power transmitter 6, an arc power transmitter 7, arc power regulator 8, arc current setter 9, arc current regulator 10, comparator 11, logic element of denial 12, first key 13, second key 14, choke inductive resistance adjustment unit 15, choke 16 and furnace transformer 17, and the output of the sensor of voltage 1 is connected to the input of the signal forming unit "
Керування 2 і з першим входом давача потужності дуги 7, вихід блоку формування сигналу керування 2 через з с підсилювач З під'єднаний до входу механізму переміщення електроду 4, вихід давача струму дуги 5 сполучений з другим входом давача потужності дуги 7 і другим входом регулятора струму дуги 10, вихід задавача потужності ;» дуги 6 і вихід давача потужності дуги 7 під'єднані до першого і другого входу регулятора потужності дуги 8, а вихід останнього через другий ключ 14 сполучений з входом блоку регулювання індуктивного опору дроселя 15,Control 2 and with the first input of the arc power sensor 7, the output of the control signal generation unit 2 through c amplifier C is connected to the input of the electrode moving mechanism 4, the output of the arc current sensor 5 is connected to the second input of the arc power sensor 7 and the second input of the current regulator arcs 10, the output of the power selector;" arcs 6 and the output of the arc power sensor 7 are connected to the first and second input of the arc power regulator 8, and the output of the latter through the second key 14 is connected to the input of the throttle inductive resistance adjustment unit 15,
Вихід задавача струму дуги 9 під'єднаний до першого входу регулятора струму дуги 10, а його вихід Через с перший ключ 13 сполучений з входом блоку регулювання індуктивного опору дроселя 15, а його вихід під'єднаний до входу дроселя 16, який включений послідовно з обмоткою високої напруги пічного о трансформатора 17, вихід регулятора потужності дуги 8 і вихід регулятора струму дуги 10 сполучені з першим і о другим входами компаратора 11 відповідно, а вихід останнього 6 під'єднаний до керуючого входу першого ключа 5о 13 і через логічний елемент заперечення НІ 12 до керуючого входу другого ключа 14.The output of the arc current setter 9 is connected to the first input of the arc current regulator 10, and its output is connected through the first key 13 to the input of the choke inductive resistance adjustment unit 15, and its output is connected to the input of the choke 16, which is connected in series with the winding high voltage of the furnace transformer 17, the output of the arc power regulator 8 and the output of the arc current regulator 10 are connected to the first and second inputs of the comparator 11, respectively, and the output of the latter 6 is connected to the control input of the first key 5o 13 and through the logical element of NO negation 12 to the control input of the second key 14.
Ш- Пристрій для регулювання електричного режиму дугової багатофазної електропечі працює наступним чином. ї» У дуговій багатофазній електропечі має місце усталений режим, якщо довжини дуг у всіх фазах електропечі мають довжину, за якої напруги на дугах набувають значення напруги уставки Оу, що є задаючим впливом електромеханічної системи регулювання положення електродів. Струм І у кожній фазі печі (струм дуги) у цьому ов усталеному симетричному режимі прийме значення, що визначається із рівняння встановленої на поточний технологічний період зовнішньої характеристики І-Е() дугової електропечі.Sh- The device for adjusting the electrical mode of the arc multiphase electric furnace works as follows. і" In a multiphase electric arc furnace, a steady state occurs if the arc lengths in all phases of the electric furnace have a length at which the voltages on the arcs acquire the value of the setpoint voltage Оу, which is the determining influence of the electromechanical system for regulating the position of the electrodes. The current I in each phase of the furnace (arc current) in this established symmetrical mode will take the value determined from the equation of the external characteristic I-E() of the electric arc furnace established for the current technological period.
Р При виникненні збурення за довжиною дуги у певній фазі поточна напруга ! дуги у цій фазі набуде значення, що відрізняється від значення О уст, тобто створюване дугами навантаження стане несиметричним. Вектору напруг дуг, що визначає поточний несиметричний режим відповідатиме вектор струмів дуг, що визначається за бо Вівняннями рівноваги силового кола трифазної системи живлення дуг.Р When a disturbance along the length of the arc occurs in a certain phase, the current voltage ! of the arcs in this phase will acquire a value different from the value of О mouth, i.e. the load created by the arcs will become asymmetric. The vector of arc voltages, which determines the current asymmetric mode, will correspond to the vector of arc currents, which is determined according to the Equilibrium of the power circuit of the three-phase arc power supply system.
Відпрацювання відхилення напруги дуги Ш від значення напруги уставки у, су виконується електромеханічною системою регулювання положення електродів. З виходу давача напруги дуги 1 сигнал поточної напруги дути подається на вхід блоку формування сигналу керування 2, де за виразом 0-0 Ус; обчислюється сигнал розузгодження Ш роз-О-Оуст, а У функції останнього в залежності від встановленої на даний інтервал плавки 65 Значення зони нечутливості за цим сигналом, необхідного коефіцієнта підсилення і максимальних швидкостей на піднімання чи опускання електроду, формується у блоці формування сигналу керування 2 сигнал керування М ,,Working out the deviation of the arc voltage Ш from the value of the set voltage y, su is performed by an electromechanical system for adjusting the position of the electrodes. From the output of the arc voltage sensor 1, the current voltage signal is fed to the input of the control signal generation unit 2, where according to the expression 0-0 Us; the mismatch signal Ш раз-О-Оуст is calculated, and in the function of the latter depending on the melting point set for this interval 65 The value of the insensitivity zone according to this signal, the necessary amplification factor and the maximum speeds for raising or lowering the electrode, is formed in the control signal generation unit 2 signal control M,,
що з його виходу поступає на вхід підсилювача 3, у функції вихідного сигналу якого механізм переміщення електрода 4 виконає переміщення електрода і встановиться довжина дуги, напруга на якій дорівнюватиме значенню напруги уставки уст. Процеси зазначених переміщень електродів у кожній фазі відбуватимуться лишеthat from its output enters the input of the amplifier 3, in the function of the output signal of which the mechanism of movement of the electrode 4 will carry out the movement of the electrode and the length of the arc will be established, the voltage on which will be equal to the value of the setpoint voltage of the mouth. The processes of the mentioned electrode movements in each phase will only take place
У функції сигналу Ороз-О-ШОуст даної фази і не залежатимуть від значень струмів і напруг дуг інших фаз, тобто при роботі пропонованого пристрою має місце автономний процес регулювання довжини дуги у кожному фазному каналі стабілізації довжини дуги електромеханічної системи регулювання положення електродів дугової багатофазної печі, тобто інваріантний процес регулювання довжини дуги в одній фазі до збурень за довжиною дуги в інших двох фазах і роботи інших контурів регулювання режимних координат. 70 Зазначена інваріантність при всіх інших рівних умовах призводить до поліпшення динамічної точності стабілізації напруг дуг на рівні напруги уставки уст, що, у свою чергу, збільшує тривалість роботи печі на інтервалі плавки у зоні раціональних режимів, де техніко-економічні показники функціонування дугової електропечі приймають значення, близькі до оптимальних. Зазначена властивість електромеханічної системи окрім поліпшення техніко-економічних показників самої дугової електропечі, зменшує також негативний вплив роботи печі на техніко-економічні показники електропостачальної мережі, зокрема зменшує коливність напруги мережі, зменшує значення споживаної реактивної потужності, втрати електроенергії як в самій мережі, такі в системі живлення дуг.In the function of the signal Oroz-O-ShOut of this phase and will not depend on the values of currents and arc voltages of other phases, that is, during the operation of the proposed device, an autonomous process of arc length adjustment takes place in each phase channel of the arc length stabilization of the electromechanical system for adjusting the position of the electrodes of the multiphase arc furnace, that is, the invariant process of adjusting the arc length in one phase to disturbances in the arc length in the other two phases and the operation of other modes coordinate adjustment circuits. 70 The specified invariance, all other conditions being equal, leads to an improvement in the dynamic accuracy of the stabilization of arc voltages at the level of the set point voltage, which, in turn, increases the duration of the furnace operation during the melting interval in the zone of rational modes, where the technical and economic indicators of the operation of the electric arc furnace take values , close to optimal. The specified property of the electromechanical system, in addition to improving the technical and economic indicators of the electric arc furnace itself, also reduces the negative impact of the furnace operation on the technical and economic indicators of the power supply network, in particular, it reduces the fluctuation of the network voltage, reduces the value of consumed reactive power, electricity losses both in the network itself and in the system arc power supply
Процеси зміни збурень у дугових проміжках і процеси їх відпрацювання електромеханічними контурами призводять до випадкових несиметричних процесів зміни струмів дуг. Для отримання бажаних процесів зміни го струмів дуг, що визначаються множиною бажаних інтегральних значень режимних координат чи значень техніко-економічних показників, які ставляться на поточний технологічний період плавки чи на плавку в цілому, у пропонованому пристрої передбачена можливість формувати і реалізовувати за зонним принципом у процесі роботи відповідну їм штучну зовнішню характеристику дугової багатофазної електропечі. Для цього діапазон зміни напруги дуги поділяється на три зони: зону малих, середніх та великих значень напруги дуги. Проведені об дослідження з визначення інтегральних значень техніко-економічних показників ДСП показують, що максимальні межі таких зон у відносних одиницях складають 0-0.5, 0.3-0.8 та 0.7-1.0 для першої, другої та третьої зони « відповідно.Processes of changes in disturbances in arc gaps and processes of their working out by electromechanical circuits lead to random asymmetric processes of changes in arc currents. To obtain the desired processes of changing arc currents, which are determined by a set of desired integral values of mode coordinates or values of technical and economic indicators, which are applied to the current technological period of melting or to melting as a whole, the proposed device provides an opportunity to form and implement according to the zone principle in the process works corresponding to them artificial external characteristics of the arc multiphase electric furnace. For this purpose, the arc voltage change range is divided into three zones: the zone of small, medium and large values of the arc voltage. The studies conducted to determine the integral values of technical and economic indicators of chipboard show that the maximum limits of such zones in relative units are 0-0.5, 0.3-0.8, and 0.7-1.0 for the first, second, and third zones, respectively.
У зоні малих значень напруги дуги реалізується режим стабілізації струму дуги на рівні Іті (характеристика 1 фіг.2). Зміна потужності у цій зоні відбуватиметься згідно прямої 3. У зоні середніх значень напруги дуги «г зо реалізується режим стабілізації потужності дуги: струм дуги змінюється за законом, який визначається участком кривої 1 у цій зоні, а потужність дуги стабілізується на рівні Р ст (відповідний участок кривої З залежності - потужності дуги у цій зоні (горизонтальна пряма 3)). У третій зоні - зоні великих значень напруги дуги - о залежності струму і потужності дуги від напруги дуги, що утворюються у пропонованому пристрої, співпадають з відповідними природними характеристиками (криві 1 і 5 та З і б попарно співпадають). Таким чином, штучна ме) з5 Зовнішня характеристика дугової електропечі, що реалізується пропонованим пристроєм, складається з трьох ю ділянок, які на фіг. 2 позначені символами 1, а відповідні їй ділянки зміни потужності дуги - символами 3.In the zone of low values of the arc voltage, the mode of stabilization of the arc current at the Iti level is implemented (characteristic 1, Fig. 2). The change in power in this zone will occur according to straight line 3. In the zone of average values of the arc voltage "g zo", the mode of stabilization of the arc power is implemented: the arc current changes according to the law determined by the section of curve 1 in this zone, and the arc power is stabilized at the level of P st (corresponding the section of the curve Z depends on the power of the arc in this zone (horizontal line 3)). In the third zone - the zone of large arc voltage values - the dependence of current and arc power on the arc voltage, which are formed in the proposed device, coincide with the corresponding natural characteristics (curves 1 and 5 and C and b coincide in pairs). Thus, the artificial me) z5 External characteristics of the electric arc furnace, implemented by the proposed device, consists of three areas, which in fig. 2 are marked with symbols 1, and the corresponding sections of the arc power change are marked with symbols 3.
Зовнішня характеристика електропечі, що відтворюється відомим пристроєм (прототипом) складається з двох ділянок, які на фіг.2, позначені символом 2, а залежність потужності дуги подається ділянками 4.The external characteristic of the electric furnace reproduced by the known device (prototype) consists of two sections, which in Fig. 2 are marked with the symbol 2, and the dependence of the arc power is given by sections 4.
Природня зовнішня характеристика дугової багатофазної електропечі і відповідна їй залежність потужності « дуги на фіг.2 позначені символами 5 і 6 відповідно. з с Зовнішня характеристика 71 і відповідна їй залежність потужності дуги З у пропонованому пристрої реалізується наступним чином. Якщо робоча точка даної фази електропечі перебуває у першій зоні (малі ;» значення напруги дуги), то швид-кодійний контур регулювання струму дуги у цій фазі налаштовується на режим стабілізації струму дуги: І-Істі-сопеі. Для цього регулятор струму дуги 10 у функції вхідних сигналів, що поступають з виходу задавача струму дуги 9 (сигнал завдання струму дуги І зав-Істі) і з виходу давача струму с дуги 5 (сигнал поточного струму дуги І) формує на своєму виході сигнал керування, який через відкритий перший ключ 13 і блок регулювання індуктивного опору дроселя 15 поступає на вхід дроселя 16, викликаючи такий закон о зміни його індуктивного опору, за якого реалізується процес стабілізації струму дуги на рівні І-І стіл Другий ключ о 14 при перебуванні робочої точки фази у цій зоні відкритий, через що інший сигнал на вхід блоку регулювання 5ор індуктивного опору дроселя 15 не поступає. ш- Якщо робоча точка фази електропечі переміщається у зону середніх значень напруги дуги, то швидкодійний ї» контур регулювання струму дуги налаштовується на режим стабілізації потужності дуги на рівні Р-Р ст-:сопві.The natural external characteristic of the arc multiphase electric furnace and the corresponding dependence of the arc power in Fig. 2 are marked with symbols 5 and 6, respectively. z c The external characteristic 71 and the corresponding dependence of the power of the arc Z in the proposed device is realized as follows. If the operating point of this phase of the electric furnace is in the first zone (small arc voltage values), then the high-speed arc current control circuit in this phase is set to the arc current stabilization mode: I-Isti-sopei. For this purpose, the arc current regulator 10, as a function of the input signals coming from the output of the arc current setter 9 (the signal of the current assignment of the arc I zav-Ist) and from the output of the current sensor c of the arc 5 (the signal of the current current of the arc I) forms a control signal at its output , which through the open first key 13 and the throttle inductive resistance adjustment unit 15 enters the throttle input 16, causing such a law of changes in its inductive resistance, which implements the process of stabilizing the arc current at the I-I table Second key at 14 when the operating point is phase in this zone is open, due to which another signal does not arrive at the input of the control unit 5or of the inductive resistance of the choke 15. If the operating point of the phase of the electric furnace moves to the zone of average values of the arc voltage, then the high-speed circuit of the arc current adjustment is adjusted to the mode of stabilization of the arc power at the level of Р-Р st-:sopvi.
Для цього перший ключ 13 розкривається, а другий ключ 14 закривається і сигнал керування цього контура формується на виході регулятора потужності дуги 8 у функції вхідних сигналів, що поступають на його входи з ов виходу задавача потужності дуги б (сигнал завдання потужності дуги Р зав-Рот) І давача потужності дуги 7 (сигнал пропорційний поточній потужності дуги Р). Вихідний сигнал регулятора потужності дуги 8 через другийFor this, the first key 13 is opened, and the second key 14 is closed, and the control signal of this circuit is formed at the output of the arc power regulator 8 as a function of the input signals entering its inputs from the output of the arc power setter b (the arc power command signal P zav-Rot ) and arc power sensor 7 (the signal is proportional to the current power of the arc P). The output signal of the arc power regulator is 8 through the second
Р ключ 14 і блок регулювання індуктивного опору дроселя 15 поступає на вхід дроселя 16, реалізуючи закон регулювання його індуктивного опору, за якого потужність дуги цієї фази стабілізується на рівні Р-Р Т-сопві.P key 14 and the inductive resistance control unit of the choke 15 enters the choke 16 input, implementing the law of regulation of its inductive resistance, under which the arc power of this phase stabilizes at the level of P-P T-sopvi.
У зоні великих значень напруги дуги вихідні сигнали регулятора струму дуги 10 і регулятора потужності 6о дуг 8 набувають нульові значення, за яких індуктивний опір дроселя 16 стає рівним нулю і робоча точка фази електропечі в усталених режимах належить ділянці 1 штучної зовнішньої характеристики електропечі, яка співпадає з природною зовнішньою характеристикою 5.In the zone of high values of the arc voltage, the output signals of the arc current regulator 10 and the power regulator 6o of the arc 8 acquire zero values, at which the inductive resistance of the choke 16 becomes zero and the operating point of the phase of the electric furnace in stable modes belongs to section 1 of the artificial external characteristic of the electric furnace, which coincides with natural external characteristic 5.
Вихідний сигнал компаратора 11 формується у функції вихідних сигналів регулятора струму дуги 10 і регулятора потужності дуги 8. Якщо вихідний сигнал регулятора струму дуги 10 перевищує вихідний сигнал 65 регулятора потужності дуги 8, то вихідний сигнал компаратора 11 набуває значення, за якого перший ключ 13 переводиться у закритий стан, а другий ключ 14 у відкритий стан (встановлюється режим стабілізації струму дуги). Якщо ж сигнал на виході регулятора потужності дуги 8 є більший за вихідний сигнал регулятора струму дуги 10, то перший ключ 13 переводиться у розімкнутий стан, а другий ключ 14 закривається і швидкодіючий контур регулювання струму дуги працює у режимі стабілізації потужності дуги.The output signal of the comparator 11 is formed as a function of the output signals of the arc current regulator 10 and the arc power regulator 8. If the output signal of the arc current regulator 10 exceeds the output signal 65 of the arc power regulator 8, then the output signal of the comparator 11 acquires a value at which the first key 13 is converted into closed state, and the second key 14 in the open state (the arc current stabilization mode is set). If the signal at the output of the arc power regulator 8 is greater than the output signal of the arc current regulator 10, then the first switch 13 is switched to the open state, and the second switch 14 is closed and the fast-acting arc current regulation circuit works in the arc power stabilization mode.
Значення струму стабілізації дуги І сті та потужності дуги Рот розраховуються з умови отримання бажаних значень техніко-економічних показників роботи дугової електропечі, зокрема середнього значення і дисперсії струму та потужності дуг, за значеннями яких можна робити висновок про ефективність пропонованого пристрою. Оптимальні значення сигналів завдання струму !| зав-істі та потужності Рзав-Рост для кожного технологічного періоду, що є задаючими впливами швидкодійного контуру регулювання струму дуги, можуть 70 бути отримані, наприклад, за результатами моделювання режимів дугової електропечі на цифровій моделі системи живлення та регулювання електричного режиму, складеної у миттєвих координатах за поданою на фіг.1 схемою пропонованого пристрою за умови дії в ній випадкових збурень за довжиною дуги, статистичні характеристики яких адекватні до відповідних статистичних характеристик реального процесу збурень, що діють в електропечі у цих технологічних періодах.The value of the stabilization current of the first arc and the power of the Roth arc are calculated on the condition of obtaining the desired values of the technical and economic parameters of the electric arc furnace, in particular the average value and dispersion of the current and power of the arcs, based on which values it is possible to conclude about the efficiency of the proposed device. Optimal values of current task signals !| properties and Rzav-Rost power for each technological period, which are the defining influences of the high-speed arc current regulation circuit, can be obtained, for example, based on the results of modeling the modes of the electric arc furnace on the digital model of the power supply system and regulation of the electrical mode, compiled in instantaneous coordinates according to the scheme of the proposed device presented in Fig. 1, subject to the action of random disturbances along the length of the arc, the statistical characteristics of which are adequate to the corresponding statistical characteristics of the real process of disturbances acting in the electric furnace in these technological periods.
На фіг.3 приведено отримані на цифровій моделі системи живлення та регулювання електричного режиму дугової сталеплавильної печі ДСП-6, яка відповідає схемі пропонованого пристрою (фіг.1), часові залежності режимних координат КО,Ш(О,(О та Р(Ю, а на фіг.4 зображено процеси зміни цих же координат, отриманих на цифровій моделі, яка складена за схемою відомого пристрою (прототипу). Подані на фіг.З і фіг.А4 результати виконаних на цифровій моделі математичних експериментів отримані при наступних значеннях керуючих впливів Контурів регулювання електромеханічної системи регулювання положення електроду та швидкодійної системи регулювання струмів дуг: - для пропонованого пристрою: уставка за напругою дуги електромеханічної системи ОО ус-99 В; для швидкодійної системи Істі-14,5КА; Рот-1,25МВт; - для відомого пристрою: уставки за напругою та струмом електромеханічної системи дорівнюють:Figure 3 shows the time dependences of mode coordinates КО,Ш(О,(О and Р(Ю, and Fig. 4 shows the processes of changing the same coordinates obtained on the digital model, which is made according to the scheme of a known device (prototype). The results of mathematical experiments performed on the digital model are presented in Fig. 3 and Fig. adjustment of the electromechanical system for adjusting the position of the electrode and the high-speed system for adjusting the arc currents: - for the proposed device: setting according to the arc voltage of the electromechanical system OO us-99 V; for the high-speed system Isti-14.5KA; Rot-1.25MW; - for the known device: voltage and current settings of the electromechanical system are equal to:
Цуст-114,58; Іуст-12400А відповідно; для швидкодійного контура Істо-13,ОКА.Tsust-114.58; Iust-12400A, respectively; for the high-speed circuit Isto-13, OKA.
Дослідження роботи обох пристроїв виконувалось при використані однієї і тієї ж реалізації процесу збурень «The study of the operation of both devices was carried out using the same implementation of the disturbance process "
ТО за довжиною дуги. Результати опрацювання отриманих процесів зміни режимних координат зведені у таблиці. У цій таблиці подано усереднені значення (математичні сподівання) напруги, струму та потужності дугиTO by the length of the arc. The results of processing the obtained processes of mode coordinate change are summarized in the table. This table shows the average values (mathematical expectations) of voltage, current and arc power
ЦО, Р та їх дисперсії О0),О,Ор, а також дисперсію напруги мережі живлення ду. Аналіз отриманих на цифровій «гЦО, Р and their dispersions О0), О, Ор, as well as the dispersion of the voltage of the power supply network du. Analysis of data received on the digital "g
Зо Моделі процесів зміни режимних координат Ц(О,(О та Р(Ю показує працездатність пропонованого пристрою для регулювання електричного режиму дугової багатофазної електропечі, а значення їх інтегральних показників - підтверджують досягнення позитивного ефекту у порівнянні з відомим пристроєм: похибка між уставкою напруги о дуги і фактичним усередненим значенням напруги дуги у пропонованому пристрої складає 0,0778В (0,07890), а для відомого пристрою 3,558 (3,0895), тобто має місце поліпшення статичної точності регулювання довжини ме) зв дуги; дисперсія напруги дуги, що характеризує динамічну точність регулювання довжини дуги, незначно ю покращується: для пропонованого пристрою вона складає 477,92 , а для відомого пристрою - 479,73В ; дисперсія струму дуги при роботі пропонованого пристрою зменшується на 28,795 (3,454КА (відомий пристрій) і 2,463КА (пропонований пристрій)), дисперсія потужності дуги зменшується у пропонованому пристрої на 24,7 95 (0,0312МВт2 (прототип) і 0,0235МВт2 (пропонований пристрій)) при однаковій середній потужності дуг 1,133МВт. «З The models of the process of changing the mode coordinates Ц(О,(О and Р(Ю) show the performance of the proposed device for regulating the electrical mode of the arc multiphase electric furnace, and the values of their integral indicators confirm the achievement of a positive effect in comparison with the known device: the error between the arc voltage setting and the actual average value of the arc voltage in the proposed device is 0.0778V (0.07890), and for the known device it is 3.558 (3.0895), that is, there is an improvement in the static accuracy of adjusting the length of the arc (me) zv; the dispersion of the arc voltage, which characterizes the dynamic the accuracy of the arc length adjustment slightly improves: for the proposed device it is 477.92V, and for the known device - 479.73V; the dispersion of the arc current during the operation of the proposed device decreases by 28.795 (3.454KA (known device) and 2.463KA (the proposed device )), the dispersion of the arc power decreases in the proposed device by 24.7 95 (0.0312 MW2 (prototype) and 0.0235 MW2 (prop equipped device)) with the same average arc power of 1.133MW. "
Зменшується при роботі пропонованого пристрою на 19,195 також і дисперсія напруги мережі в точціприєднання /-- с дугової електропечі до мережі живлення (120,38 2 (прототип) і 97,382 (пропонований пристрій)). Вибором інших а значень задаючих впливів Чустісті та Рост пропонованого пристрою можна досягнути інших середніх значень "» напруги, струму потужності дуги та їх дисперсій і, цим самим, ефективно впливати на значення інших техніко-економічних показників роботи дугової багатофазної електропечі. сл і95) пристрою для регулювання електричного режиму дугової багатофазної електропечі о з г»When the proposed device works, the dispersion of the mains voltage at the connection point /-- s of the electric arc furnace to the power supply network also decreases by 19.195 (120.38 2 (prototype) and 97.382 (the proposed device)). By choosing other values of the determining influences of Sensitivity and Growth of the proposed device, it is possible to achieve other average values of voltage, arc power current and their dispersions and, thereby, effectively influence the values of other technical and economic indicators of the operation of the arc multiphase electric furnace. sl i95) of the device for adjustment of the electric mode of the arc multiphase electric furnace o z g"
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA2002021577A UA53074A (en) | 2002-02-26 | 2002-02-26 | Device for controlling electric mode of operarion of a multiphase arc furnace |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA2002021577A UA53074A (en) | 2002-02-26 | 2002-02-26 | Device for controlling electric mode of operarion of a multiphase arc furnace |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA53074A true UA53074A (en) | 2003-01-15 |
Family
ID=74166284
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UA2002021577A UA53074A (en) | 2002-02-26 | 2002-02-26 | Device for controlling electric mode of operarion of a multiphase arc furnace |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA53074A (en) |
-
2002
- 2002-02-26 UA UA2002021577A patent/UA53074A/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108233781B (en) | Direct current motor self-adaptive inversion sliding mode control method based on disturbance observer | |
| AU2002231514B2 (en) | Power control system for AC electric arc furnace | |
| Zhou et al. | Improving EDM performance by adapting gap servo-voltage to machining state | |
| CN107728464B (en) | Boiler optimization control system and method based on integral parameter dynamic adjustment | |
| Lozynskyi et al. | The study of dynamics of the two-loop arc furnace electric mode ACS on a Simulink-model | |
| Lozynskyy et al. | Fuzzy control law of electrode travel in arc steelmaking furnace | |
| Feliu-Batlle et al. | A robust fractional order controller for an EAF electrode position system | |
| UA53074A (en) | Device for controlling electric mode of operarion of a multiphase arc furnace | |
| Lozynskyi et al. | Fuzzy extreme control and electric mode coordinates stabilization of arc steel-melting furnace | |
| RU2238616C2 (en) | Device for controlling power supply conditions of multiphase electric-arc furnace | |
| JP2005080368A (en) | Control circuit of reactive power compensator | |
| Lozynskyy et al. | Multicriterion intelligent control system and optimal stabilization of arc steel-melting furnace electrical regimes coordinates | |
| RU2239295C2 (en) | Power control device for three-phase arc furnace | |
| Estupiñán et al. | Performance evaluation of inverted pendulum control: Linear and nonlinear techniques | |
| RU176106U1 (en) | Electric control system for an electric arc furnace | |
| Hauksdóttir et al. | Submerged-arc ferrosilicon furnace simulator: validation for different furnaces and operating ranges | |
| Deryuzhkova et al. | Intelligent control system for static var compensator of arc furnace | |
| SU1042211A1 (en) | Power regulator of multiphase electric arc furnace | |
| JP7069257B2 (en) | Control circuit of static VAR compensator | |
| CN110912142A (en) | Fuzzy membership degree method applied to contactless voltage stabilizing device | |
| JP2007026056A (en) | Fluid pressure adjusting device | |
| JPH0340101A (en) | Negative feedback controller | |
| SU944169A1 (en) | Device for control of electric mode of electric arc furnace | |
| Lozynskyi et al. | Reduction of Phase Interactions in Control Processes of Arc Steel-Making Furnace–Power Supply System” Complex Electrical technological System | |
| SU1056400A2 (en) | Device for inverse adjusting of d.c. voltage at two series connected loads |