(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列リアクトルを介して受電設備に接続された炉用変圧器の二次側に設けられた電極を昇降させることにより炉内のスクラップを溶解させる交流アーク炉の電極昇降制御装置において、前記電極のアーク電圧の検出値と前記炉用変圧器の選択されたタップ電圧に基づくタップ電圧補正定数とを乗算演算する第１乗算演算器と、前記電極のアーク電流の検出値と該検出値のレベル整合定数とを乗算演算する第２乗算演算器と、該第２乗算演算器の出力値と前記炉用変圧器の選択されたタップ電圧に基づく値とを乗算演算する第３乗算演算器と、該第３乗算演算器の出力値を前記炉用変圧器の定格容量値で除算演算する除算演算器と、該除算演算器の出力値と前記直列リアクトルのインダクタンス値に基づくリアクトル補正定数とを乗算演算する第４乗算演算器と、前記第１乗算演算器の出力値と第４乗算演算器の出力値とを加算演算する第１加算演算器と、該第１加算演算器の出力値と前記電極のアーク電流の設定値に基づく値とを乗算演算する第５乗算演算器と、該第５乗算演算器の出力値と前記第２乗算演算器の出力値との偏差を演算する第２加算演算器と、前記演算された偏差に基づいて前記電極の昇降を制御する昇降制御回路とを備えたことを特徴とする交流アーク炉の電極昇降制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、受電設備から直列リアクトルと炉用変圧器とを介し、該変圧器の二次側に接続された電極を昇降させることにより炉内のスクラップを溶解させる交流アーク炉の電極昇降制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２は、この種の交流アーク炉の構成を示す回路図である。
図２において、１は直列リアクトル、２は炉用遮断器、３は負荷時タップ切換器を具備した炉用変圧器、４は人造黒鉛などから構成される電極、５は炉体、６は電極４に流れるアーク電流を検出する計器用変流器（ＣＴ），整流器などからなる電流検出器、７は電極４と炉体５との間のアーク電圧を検出する計器用変圧器（ＰＴ），整流器などからなる電圧検出器、８は電極４を昇降させる電極昇降装置、１０は電極昇降装置８を構成する電動機に電極４の昇降制御に必要な電力を供給する電極昇降制御装置である。
【０００３】
図３は、図２に示した電極昇降制御装置１０の詳細回路構成図である。
この電極昇降制御装置１０は、電圧検出器７による電極４と炉体５間のアーク電圧の検出値（整流値）と炉用変圧器３の選択されたタップ電圧に基づくタップ電圧補正定数とを乗算演算する乗算演算器１１と、電流検出器６による電極４のアーク電流の検出値（整流値）とこの検出値のレベル整合定数とを乗算演算する乗算演算器１２と、乗算演算器１１の出力値と直列リアクトル１のインダクタンス値に基づくリアクトル補正定数とを加算演算する加算演算器１３と、加算演算器１３の出力値と電極４のアーク電流の設定値に基づく値とを乗算演算する乗算演算器１４と、乗算演算器１４の出力値と乗算演算器１２の出力値との偏差を演算する加算演算器１５と、演算された偏差に基づいて電極４の昇降を制御する昇降制御回路１６とから構成されている。
【０００４】
図２，図３に示した交流アーク炉の電極昇降制御装置１０の動作を以下に説明する。
交流アーク炉の電極昇降制御（アーク長制御）はアーク電圧とアーク電流とを入力信号として、この比が一定となるように制御するものでインピーダンス制御と呼ばれる。このために電極昇降制御装置１０では入力したアーク電圧に基づく値を設定値として、入力したアーク電流に基づく値を検出値とし、この検出値が前記設定値より大きくなったとき、すなわちインピーダンスが小さくなったときには電極４を上昇させ、逆に前記検出値が前記設定値より小さくなったとき、すなわちインピーダンスが大きくなったときには電極４を下降させる。このときの上昇または下降の速度は前記設定値と検出値との偏差が大きいときは急速に電極４を上昇または下降させ、前記偏差が小さいときには緩やかに電極４を上昇または下降させる制御を行っている。
【０００５】
図３において、乗算演算器１２のもう一方の入力であるレベル整合定数は、前述の検出値として、前述の設定値との偏差を求める際の整合を計るための定数であり、また、乗算演算器１１のもう一方の入力であるタップ電圧補正定数は、炉用変圧器３のタップ切換器により選択されたいずれのタップでも電極４と炉体５との間のアーク電圧を一定に保ち変動をしないようにするための定数である。
【０００６】
また、直列リアクトル１はこの交流アーク炉におけるフリッカの抑制およびアークを安定させるために設置され、受電設備の電圧から直列リアクトル１での電圧降下分を引いた電圧が炉用変圧器３に加わるため、このアーク炉に投入される電力を所望の値にする目的で、図３に示す加算演算器１３では乗算演算器１１の出力値と、リアクトル補正定数としてこの交流アーク炉における炉用変圧器３の定格容量時の前記電圧降下分に相当する定数とを加算するようにしている。
【０００７】
さらに乗算演算器１４では加算演算器１３の出力値と、指令された電流設定に基づく値（０〜１００％）とを乗算して電流設定値として出力し、乗算演算器１２の出力である電流検出値との偏差を加算演算器１５で求め、この偏差に基づいて昇降制御回路１６では電極昇降装置８を構成する電動機に前述の電極４のアーク長制御に必要な電力を供給する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来の交流アーク炉の電極昇降制御装置によると、リアクトル補正定数としてこの交流アーク炉における炉用変圧器の定格容量時の前記電圧降下分に相当する定数としているため、指令された電流設定が１００％以下または炉用変圧器のタップ電圧が定格値以下で操業しているとき、すなわち炉用変圧器が定格容量以下での動作を計画している時であっても、このリアクトル補正定数では値が大きすぎて実際のアーク電流が定格値を越えて流れる恐れがあり、その結果、この炉用変圧器が過負荷になる恐れがあった。
【０００９】
この発明の目的は、上記問題点を解決する交流アーク炉の電極制御装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明による制御装置は、直列リアクトルを介して受電設備に接続されたと炉用変圧器の二次側に設けられた電極を昇降させることにより炉内のスクラップを溶解させる交流アーク炉の電極昇降制御装置において、
前記電極のアーク電圧の検出値と前記炉用変圧器の選択されたタップ電圧に基づくタップ電圧補正定数とを乗算演算する第１乗算演算器と、前記電極のアーク電流の検出値と該検出値のレベル整合定数とを乗算演算する第２乗算演算器と、該第２乗算演算器の出力値と前記炉用変圧器の選択されたタップ電圧に基づく値とを乗算演算する第３乗算演算器と、該第３乗算演算器の出力値を前記炉用変圧器の定格容量値で除算演算する除算演算器と、該除算演算器の出力値と前記直列リアクトルのインダクタンス値に基づくリアクトル補正定数とを乗算演算する第４乗算演算器と、前記第１乗算演算器の出力値と第４乗算演算器の出力値とを加算演算する第１加算演算器と、該第１加算演算器の出力値と前記電極のアーク電流の設定値に基づく値とを乗算演算する第５乗算演算器と、該第５乗算演算器の出力値と前記第２乗算演算器の出力値との偏差を演算する第２加算演算器と、前記演算された偏差に基づいて前記電極の昇降を制御する昇降制御回路とを備えたものとする。
【００１２】
この発明によれば、交流アーク炉の操業状態に応じた新たなリアクトル補正定数とすることにより、実際のアーク電流を該交流アーク炉の定格値以内で操業でき、その結果、前記炉用変圧器も定格容量以下の状態で操業することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明の実施例を示し、図２に示した交流アーク炉の電極昇降制御装置２０の詳細回路構成図であって、図３に示した従来の電極昇降制御装置１０と同一機能を有するものには同一符号を付している。
図１において、この電極昇降制御装置２０は電圧検出器７による電極４と炉体５間のアーク電圧の検出値（整流値）と炉用変圧器３の選択されたタップ電圧に基づくタップ電圧補正定数とを乗算演算する乗算演算器１１と、電流検出器６による電極４のアーク電流の検出値（整流値）とこの検出値のレベル整合定数とを乗算演算する乗算演算器１２と、乗算演算器１２の出力値と炉用変圧器３の選択されたタップ電圧に基づく値とを乗算演算する乗算演算器２１と、乗算演算器２１の出力値を炉用変圧器３の定格容量値で除算演算する除算演算器２２と、除算演算器２２の出力値と直列リアクトル１のインダクタンス値に基づくリアクトル補正定数とを乗算演算する乗算演算器２３と、乗算演算器１１の出力値と乗算演算器２３の出力値とを加算演算する加算演算器１３と、加算演算器１３の出力値と電極４のアーク電流の設定値に基づく値とを乗算演算する乗算演算器１４と、乗算演算器１４の出力値と乗算演算器１２の出力値との偏差を演算する加算演算器１５と、演算された偏差に基づいて電極４の昇降を制御する昇降制御回路１６とから構成されている。
【００１４】
すなわちこの電極昇降制御装置２０には、従来の電極昇降制御装置１０に対して乗算演算器２１，２３と除算演算器２２とが付加されており、以下にこの部分を中心に交流アーク炉の電極昇降制御装置２０の動作を説明する。
この交流アーク炉を操業しているときに、乗算演算器１２の出力値すなわちアーク電流の検出値に相当する値と、炉用変圧器３の選択されたタップ電圧に基づく値とを乗算演算器２１で乗算演算した値は、炉用変圧器３の操業時の実使用容量に相当する値となる。
【００１５】
この実使用容量を炉用変圧器３の定格容量で除算演算する除算演算器２２の出力値に、炉用変圧器３の定格容量時の直列リアクトル１の電圧降下分に相当するリアクトル補正定数を乗算演算器２３で乗算演算すると、この乗算演算値は直列リアクトル１の操業時の実際の電圧降下分に相当する値となる。
すなわち加算演算器１３では乗算演算器１１の出力値と、乗算演算器２３の出力である直列リアクトル１の操業時の実際の電圧降下分に相当する値とを加算し、この加算値を基準に指令された電流設定に基づく値（０〜１００％）を乗じた値を電流設定値とし、乗算演算器１２の出力である電流検出値との偏差を加算演算器１５で求め、この偏差に基づいて昇降制御回路１６では電極昇降装置８を構成する電動機に前述の電極４のアーク長制御に必要な電力を供給することにより電極４のアーク電流を、この交流アーク炉に投入される電力を炉用変圧器３の定格容量以下の状態を維持しつつ、定格値以下の所望の値にすることができる。
【００１６】
【発明の効果】
この発明によれば、炉用変圧器の定格容量時の直列リアクトルの電圧降下分に相当するリアクトル補正定数に、この交流アーク炉の操業状態に応じた値を乗算演算し、これを操業時の実際の電圧降下分に相当する新たなリアクトル補正定数とすることにより、実際のアーク電流を定格値以内でこの交流アーク炉を操業でき、その結果、常に炉用変圧器も定格容量以下の状態で操業することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例を示す交流アーク炉の電極昇降制御装置の回路図
【図２】交流アーク炉の構成図
【図３】従来例を示す交流アーク炉の電極昇降制御装置の回路図
【符号の説明】
１…直列リアクトル、２…炉用遮断器、３…炉用変圧器、４…電極、５…炉体、６…電流検出器、７…電圧検出器、８…電極昇降装置、１０…電極昇降制御装置、１１，１２…乗算演算器、１３…加算演算器、１４…乗算演算器、１５…加算演算器、１６…昇降制御回路、２０…電極昇降制御装置、２１…乗算演算器、２２…除算演算器、２３…乗算演算器。
【図１】
0003610690.tif 000002
【図２】
0003610690.tif 000003
【図３】
0003610690.tif 000004