Файл: Пирожников, В. Е. Автоматизация контроля и управления электросталеплавильными установками.pdf

происходит при неизменной длине дуги. В .случае возникновения ионизации блок подавления ионизации 8 дает сигнал или на умень­ шение длины дуги Ьд, или на отключение регулятора 2, что автома­ тически исключает растягивание дуги.

3. Автоматические регуляторы тока для ВДП

Регулятор тока должен обеспечивать программное изменение силы тока и стабилизацию ее на требуемом уровне. Поддержание неизменной силы тока в ВДП обеспечивается соответствующим воздействием на источник силового питания печи.

Применяют два типа таких источников: машинные преобразова­ тели типа ГПН, построенные по схеме двигатель переменного тока — генератор постоянного тока, и выпрямительные агрегаты на полу­ проводниковых вентилях типа ВАКП. Регулирование силы тока преобразователями типа ГПН осуществляется воздействием на об­ мотку независимого возбуждения или на обмотку самовозбуждения. Последний способ позволяет достигнуть большей точности регули­

181

рования. Вследствие инерционно­ сти преобразователей в таких схе­ мах питания не удается отрегули­ ровать быстрые возмущения, выз­ ванные капельными короткими замыканиями, «ионизацией» и др. Техническая характеристика пре­ образователей типа ГПН приве­ дена в табл. 15

сельсином в трансформаторном режиме, выходное напряжение ко­ торого пропорционально интегралу рассогласования. Напряжение сельсина через согласующий трансформатор подается на вход исполнительного магнитного усилителя.

Примером параметрического стабилизатора тока на полупровод­ никовых выпрямителях является схема источника питания, предло­ женная МЭИ.

Схема источника питания в однофазном исполнении приведена на рис. 88, а [12]. Принцип действия ее основан на том, что средняя точка резонансной цепи через сопротивление нагрузки подключается к третьей фазе трехфазной сети. При этом нулевая точка звезды фаз­ ных напряжений перемещается в соответствии с изменением сопро­ тивления нагрузки (рис. 88, б). Сила тока и напряжение на нагрузке описываются уравнениями:

іА ~ і г = const; (ѵі-7)

•

182

Величина емкости и индуктивности рассчитывается по формулам

где S — кажущаяся мощность, потребляемая нагрузкой

Iх_

С= соХ’ L = (О

Схема включения нагрузки постоянного тока через трехфазный трансформатор приведена на рис. 89.

Основным недостатком схемы является трудность регулирования ее выходных параметров. Синхронное изменение емкости и индуктив­ ности технически осуществить трудно.

Отечественной промышленностью разработаны и эксплуатируются серийные выпрямительные агрегаты, созданные ВНИИЭлектроаппарат и ХЭМЗ (г. Харьков). Агрегаты выпускаются на силы токов 12,5, 25 и 37,5 кА при одинаковом выходном напряжении 75 В.

Р и с . 89. Параметрический стабилизатор тока (а) и схема включения нагрузки постоянного тока через трехфазный трансформатор (б)

183

Р и с . .90.. Принципиальная схема стабилизированного по току источника питания ВДП на полупроводниковых выпрямителях (СФУ^ и С Ф У 2 — си­ стемы фазового управления; У — усилитель)

Принципиальная схема стабилизированного по току источника питания ВДП ца полупроводниковых выпрямителях изображена на рис. 90. Агрегатгсостоит из силового трансформатора Тр, вклю­ ченного по схеме с уравнительным реактором УР, дросселей насы­ щения ДРН, включенных в каждую фазу низкой стороны, группы кремниевых выпрямителей Д, смонтированных на водоохлаждаемых шинах, сглаживающих реакторов СРХи СР2.

Дроссел^-наоыпщния включены в печь каждой вторичной обмотки

сигнал от измерительного устройства. Трансформаторы постоянного тока ТП Т-1 и ТПТ-2 установлены на шинах выпрямленного тока каждой звезды, они служат для измерения выпрямленного тока звезды выпрямительной группы. Автоматический регулятор тока

І84

агрегата включает контур регулирования по суммарному току и контур выравнивания тока между выпрямительными группами.

Сила тока в каждой выпрямительной группе измеряется транс­ форматорами постоянного тока — измерительным элементом авто­ матического регулятора тока. Выходной ток измерительных Элемен­ тов поступает на суммирующий трансформатор постоянного тока ТПТ-3, а выходной ток с последнего— на элемент сравнения /ЭС, представляющий собой магнитный усилитель, в котором', сравни­ вается суммарная сила тока выпрямительного агрегата с сигналом задания.

Выходное напряжение усилителя МУХ, соответствующее откло­ нению силы суммарного тока выпрямительного агрегата от заданной через суммирующие элементы 1СЭ и 2СЭ, воздействует на обе группы каналов системы фазового управления, включающей блок фазо­ смещающего устройства и блок формирования импульсов, приводя действительную силу тока в соответствии с заданной.

Входные напряжения измерительных элементов ТП Т-1 и ТПТ-2 подаются также на элемент сравнения 2ЭС второго магнитного уси-; лителя, в котором эти сигналы сравниваются. Напряжение коррек­ ции, снимаемое с выхода этого усилителя, пропорциональное раз­ ности сил токов обеих выпрямительных групп, подается с разными знаками (± А U) на вход суммирующих элементов 1СЭ и 2СЭ, пред­ ставляющих собой эмиттерные повторители.

Схема обеспечивает стабилизацию силы тока с точностью 1—-2%.- Недостатком агрегата является низкий коэффициент., мощности. -

4. Автоматические регуляторы длины дуги для ВДП

Автоматические регуляторы длины дугового промежутка впервые в СССР были применены для печей типа ЦЭП. Перемещение элек­ трода в этих печах осуществляется одним реверсивным электродви­ гателем постоянного тока, управляемым по системе Г—Д элекгромашинным усилителем. В качестве параметра регулирования ис­ пользуется средняя величина напряжения печи. Эти регуляторы

по частоте импульсов типа ЦЭП-367М. Основной канал управления, осуществлял регулирование по напряжению на печи; сигнал Un усиливался усилителем и подавался на обмотку управления ЭМУ._ На другую обмотку управления подавался сигнал коррекции, про­ порциональный средней частоте следования импульсов напряжения,

К недостаткам регулятора ЦЭП-367М следует отнести неудачное конструктивное оформление схемы, применение аналоговых пррпорциональных усилителей, применение электронных ламп.

Для регулирования плавки в ВДП в Челябинском НИИ метал-, лургии разработан регулятор типа АРВДП-3, который успешно ис­ пользуется на нескольких заводах [98]. Регулятор АРВДП-3 пред­ назначен для вакуумных дуговых печей, питаемых от машинных гене­ раторов, он обеспечивает высокую точность стабилизации силы тока

185

источника, входящего в состав этого блока. Сигнал разбаланса цепи сравнения усиливается усилителями б и 5. На вход усилителя 6 подаются сигналы задания средней скорости и сигналы с блоков предупреждения 10 и 11. Когда сигнал разбаланса равен нулю, электрод перемещается со скоростью, равной средней скорости плавления, которую оператор печи устанавливает вручную перед плавкой.

Задание напряжения на реохорде потенциометра стабилизатора напряжения устанавливается или автоматически программно-за- дающим устройством 9, или вручную — от блока задания 8.

Блок предупреждения и сигнализации чрезмерно короткого 10 и длинного дугового промежутка использует импульсную характе­ ристику дуги, согласно которой частота импульсов дуги спонтанно увеличивается в области короткого дугового промежутка и умень­ шается в области длинного дугового промежутка. В области средних значений длины дугового промежутка частота импульсов не зависит от длины дугового промежутка.

ВНИИЭТО разработаны регуляторы типа РВДП-8 для вакуум­ ных дуговых печей. В этих регуляторах длина дуги задавалась геометрически: она отсчитывалась по перемещению электрода — вверх после возникновения дуги. В момент достижения заданной длины дуги измерительная часть регулятора автоматически балан­ сировалась при тех электрических параметрах, которые устанавли­ вались при заданной длине дуги. В регуляторах применялись мо­ стовая измерительная схема и регулирование по сопротивлению

186