Устройство управления сталеплавильной электропечи

Полезная модель может быть использована в области металлургии для управления сталеплавильными электропечами.

Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение производительности сталеплавильных печей путем ведения режима плавки по комплексному показателю: импедансу и активной составляющей тока печи, упрощение и удешевление управляющего устройства за счет исключения операции переключения ступеней напряжени печного трансформатора.

Устройство управления сталеплавильной электропечи снабжено датчиком тока и датчиком напряжения, соединенных с входами вычисления действующих значений тока и напряжения соответственно, блоком задания мощности, усилителем, связанным с исполнительным механизмом перемещения электрода, причем оно снабжено преобразователем активной мощности и сумматором, первый вход которого связан с блоком задания мощности, второй вход соединен с первым выходом блока вычисления действующего значения напряжения, третий вход - с выходом преобразователя активной мощности, а выход - с входом усилителя, первый вход преобразователя активной мощности соединен с выходом блока вычисления действующего значения тока, его второй вход - со вторым выходом блока вычисления действующего значения напряжения. 1 н.п.ф. Ил.1.

Полезная модель относится к области электрометаллургии, конкретнее к сталеплавильным электропечам, в частности к устройствам управления их режимом работы.

Полезная модель направлена на повышение точности поддержания режима плавки путем исключения коммутационных переключений напряжения при работе сталеплавильной электропечи.

Известно устройство управления (В.Е.Пирожников и др. Автоматизация контроля и управления электросталеплавильными установками. - М. - Металлургия. - 1971. - с.127-128.) электросталеплавильной печью, содержащее датчик тока и датчик напряжения, соединенные со входами блоков вычисления действующих значений тока и напряжения соответственно, блок задания мощности, усилитель, связанный с исполнительным механизмом перемещения электрода, а также переключатель (коммутационный или тиристорный) напряжения отпаек печного трансформатора.

Недостатком вышеизложенного прототипа является необходимость коммутационных переключений напряжения отпаек печного трансформатора в канале регулирования по напряжению электростаплавильной печи, что снижает надежность работы сталеплавильной печи из-за введения дополнительных коммутационных операций механического свойства и увеличивает стоимость всего устройства управления из-за необходимости сооружения дорогостоящих коммутаторов переключения напряжения.

Задачей заявляемого патента на полезную модель является повышение качества управления режимом работы сталеплавильной электропечи при повышении надежности работы управляющего устройства и снижении его стоимости.

Поставленная цель достигается в устройстве управления режимом работы сталеплавильной электропечи, содержащем датчик тока и датчик напряжения, соединенные с входами вычисления действующих значений тока и напряжения соответственно, блок задания мощности, усилитель, связанный с исполнительным механизмом перемещения электрода.

При этом устройство снабжено преобразователем активной мощности и сумматором, первый вход которого связан с блоком задания мощности, второй вход соединен с первым выходом блока вычисления действующего значения напряжения, третий вход -с выходом преобразователя активной мощности, а выход - с входом усилителя, первый вход преобразователя активной мощности соединен с выходом блока вычисления действующего значения тока, его второй вход - с вторым выходом блока вычисления действующего значения напряжения.

Существенным отличием от известных устройств управления режимом работы сталеплавильных электропечей дифференциального свойства является реализация управления их режимами работы по комбинированному принципу: импедансу и активной составляющей тока печи в соответствии с

nU - kUIcos=0,

или n/k I cos=1,

где n и K - коэффициенты пропорциональности при напряжении U и токе I сталеплавильной электропечи, то есть управление ведется при сохранении импедансного свойства прототипа по активной составляющей тока печи, причем отпадает необходимость коммутации ступеней напряжения печного трансформатора с соответствующим повышением надежности и стоимости устройств управления режимом работы сталеплавильной печи.

Осуществление полезной модели. Полезная модель устройства управления режимом работы сталеплавильной электропечи поясняется структурной схемой (фиг.) на одну фазу. Здесь устройство содержит датчики 1, 2 тока и напряжения электрода 3 фазы сталеплавильной электропечи. Выходы датчиков 1, 2 тока и напряжения соединены с соответствующими блоками 4 и 5 получения действующих значений тока и напряжения, выходы которых соединены с входом преобразователя активной мощности. Выходы блока 5 действующего значения напряжения, преобразователя 6 активной мощности и блока 7 задания мощности соединены с тремя входами сумматора 8, выход которого через усилитель 9 соединен с исполнительным механизмом 10 перемещения электрода 3 сталеплавильной электропечи, причем блоки 9 и 10 охвачены обратной связью.

Электрические сигналы, пропорциональные измеренным току и напряжению, с помощью датчиков тока 1 и напряжения 2 электрода 3 сталеплавильной электропечи поступают через блоки 4 и 5 действующих значений тока и напряжения к преобразователю 6 активной мощности.

С выходов блока 5 действующего значения напряжения, преобразователя 6 активной мощности и блока 7 задания мощности электрические сигналы, например, по напряжению, пропорциональные действующему значению измеренного напряжения, измеренной активной мощности и заданной мощности, поступают в сумматор 8, где алгебраически складываются.

Возникшая величина электрического сигнала рассогласования с сумматора 8 поступает через усилитель 9 на исполнительный механизм 10 перемещения электрода 3 сталеплавильной электропечи, который перемещает электрод 3 в сторону устранения возникшего рассогласования традиционно принимаемой в системах управления допустимой зоной нечувствительности и корректировкой по линии обратной связи от исполнительного механизма 10 к усилителю 9.

Реализуемость патентуемой полезной модели не вызывает сомнения, так как все блоки устройства управления: датчики тока 1 и напряжения 2 электрода 3, блоки 4 и 5 действующих значений тока и напряжения, преобразователь 6 активной мощности, блока 7 задания мощности, сумматор 8, усилитель 9 и исполнительный механизм 10 перемещения электрода вполне осуществимы и не требуют кардинальных исследовательских поисков и открытий.

Применение патентуемой полезной модели на устройство управления режимом работы сталеплавильной электропечи повышает точность управления в 1,4 раза, при снижении расходов на устройство переключения напряжения печного трансформатора, повышении надежности работы самого устройства управления в 1,3 раза и экономии энергии путем использования комбинационного принципа управления режимом работы: импедансного свойства и управлением по активной составляющей тока.

Список литературы

В.Е.Пирожников и др. Автоматизация контроля и управления электросталеплавильными установками. - М. - Металлургия. - 1971. - c.l27-128.

Устройство управления режимом работы сталеплавильной электропечью, содержащее датчик тока и датчик напряжения, соединенные с входами вычисления действующих значений тока и напряжения соответственно, блок задания мощности, усилитель, связанный с исполнительным механизмом перемещения электрода, отличающееся тем, что оно снабжено преобразователем активной мощности и сумматором, первый вход которого связан с блоком задания мощности, второй вход соединен с первым выходом блока вычисления действующего значения напряжения, третий вход - с выходом преобразователя активной мощности, а выход - с входом усилителя, при этом первый вход преобразователя активной мощности соединен с выходом блока вычисления действующего значения тока, а его второй вход - со вторым выходом блока вычисления действующего значения напряжения.