(57)【要約】【課題】  電源電圧が大きく変動しても常に所望の炉投入電力を維持することができる。【解決手段】  アーク炉３の電極電圧ＶFBを検出する計器用変圧器５２と、炉用変圧器２の複数のタップを択一的に選択することにより電極電圧ＶFBを変更する電圧制御回路と、選択されたタップの下で電極電圧ＶFBが所定範囲を下方ないし上方へ越えた場合に電極電圧ＶFBを所定範囲内に戻すように電圧制御回路を作動させる判定部とを備える。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アーク炉の電極電圧を検出する電圧検出手段と、炉用変圧器の複数のタップを択一的に選択することにより電極電圧を変更するタップ選択手段と、選択されたタップの下で電極電圧が所定範囲を下方ないし上方へ越えた場合に電極電圧を所定範囲内に戻すようにタップ選択手段を作動させる制御手段とを具備するアーク炉の電力自動制御装置。
【請求項２】
電極電流を検出する電流検出手段と、電極電流の設定値を変更する電流変更手段とをさらに備え、前記制御手段は、選択されたタップの下で電極電圧が前記所定範囲を下方ないし上方へ越えた場合にタップ選択手段を作動させるとともに、新たに選択されたタップの下での電極電圧と電極電流より算出される炉投入電力が、その時の炉期に設定されている炉投入電力に一致するように電流変更手段を作動させるように設定されている請求項１に記載のアーク炉の電力自動制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記電極電圧が下方ないし上方へ前記所定範囲を所定時間以上越えた場合にタップ選択手段を作動させるように設定されている請求項１又は２に記載のアーク炉の電力自動制御装置。
【請求項４】
前記所定範囲は選択されたタップに応じて定められている請求項１ないし３のいずれかに記載のアーク炉の電力自動制御装置。
【請求項５】
前記所定時間は選択されたタップに応じて定められている請求項３又は４に記載のアーク炉の電力自動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアーク炉の電力自動制御装置に関し、特に電源電圧の変動に無関係に常に所望のアーク電力を供給できる電力自動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
アーク炉は点弧期、ボーリング期、湯溜り形成期、溶解期等の各炉期に応じてそれぞれ所望のアーク電力を炉内へ供給する必要がある。そこで従来は電極昇降装置等によって電極電流（炉電流）が一定の設定値に維持されるようにするとともに、炉用変圧器のタップを各炉期で切り換え選択することによって各炉期に応じた所望のアーク電力が炉内へ供給されるようにしている。
【０００３】
なお、特許文献１には、受電点での電源電圧の変動が大きくなると、この電圧変動を小さくするように、炉用変圧器のタップを切り換えて電極電流を減少させるようにしたものが示されている。
【特許文献１】特開平９−１０６８８６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記従来の電力自動制御装置では、各炉期で選択されるタップが予め定められているため、当該炉期の間に予想を上回る電源電圧の変動があると、例えば所望の電極電圧が得られないことになり、アーク電力（炉投入電力）が不足して溶解や精錬等の時間が長くなってしまうという問題があった。
【０００５】
そこで本発明はこのような課題を解決するもので、電源電圧が大きく変動しても常に所望の炉投入電力を維持することができるアーク炉の電力自動制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために本第１発明では、アーク炉（３）の電極電圧（Ｖ FB ）を検出する電圧検出手段（５２）と、炉用変圧器（２）の複数のタップを択一的に選択することにより電極電圧（Ｖ FB ）を変更するタップ選択手段（４６）と、選択されたタップの下で電極電圧（ＶFB）が所定範囲を下方ないし上方へ越えた場合に電極電圧（ＶFB）を所定範囲内に戻すようにタップ選択手段（４６）を作動させる制御手段（４２）とを具備している。
【０００７】
本第１発明において、電源が変動して、検出された電極電圧が、その時選択されているタップの下で所定範囲を越えた場合には、タップ選択手段が作動させられて電極電圧を所定範囲内に戻すような新たなタップが選択される。これにより、電源電圧が大きく変動しても常に所望の炉投入電力が供給される。
【０００８】
本第２発明では、電極電流（ＩFB）を検出する電流検出手段（５１）と、電極電流（ＩFB）の設定値を変更する電流変更手段（４５）とをさらに備え、制御手段（４２）は、選択されたタップの下で電極電圧（ＶFB）が所定範囲を下方ないし上方へ越えた場合にタップ選択手段（４６）を作動させるとともに、新たに選択されたタップの下での電極電圧（ＶFB）と電極電流（ＩFB）より算出される炉投入電力が、この時の炉期に設定されている炉投入電力に一致するように電流変更手段（４５）を作動させるように設定されている。なお、電極電圧（ＶFB）が下方ないし上方へ上記所定範囲を所定時間以上越えた場合にタップ選択手段（４６）を作動させるようにしても良い。この場合、上記所定範囲あるいは所定時間を、選択されたタップに応じて定めるようにしても良い。本第２発明によれば、電源電圧の変動に対してさらに良好に炉投入電力を所望の値に維持することができる。
【０００９】
なお、上記カッコ内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のアーク炉の電力自動制御装置によれば、電源電圧が大きく変動しても常に所望のアーク電力を供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１に電力自動制御装置の全体構成を示す。商用電源に至る主回路１にはタップチェンジャを備えた炉用変圧器２が設けられ、その二次側回路１１はアーク炉３の電極３１に至っている。炉用変圧器２からは現在選択されているタップ位置の信号２ａが制御部４へ出力され、一方、制御部４からは炉用変圧器２に対して所要のタップ位置を選択するためのタップ選択指令信号４ａが出力されている。二次側回路１１には計器用変流器５１と計器用変圧器５２が設けられて、それぞれ制御部４へ二次側回路１１の電流（電極電流）ＩFBと電圧（電極電圧）ＶFBがフィードバックされている。なお、主回路１は実際には三相である。
【００１２】
電極３１は電極昇降機構６１に保持されて昇降可能となっている。電極昇降装置６２は制御部４からの電流指令信号４ｂを受けて、電極昇降駆動装置６３を介して上記電極昇降装置により電極３１を適宜上昇ないし下降させて、炉内の溶解原料３２に対して常に所定のアーク電流（電極電流）が供給されるようにしている。
【００１３】
図２には上記制御部４の構成を示す。制御部４は電力演算部４１と判定部４２、および電力投入マトリクス４３と制御テーブル４４を備えており、これらはコンピュータによって実現されている。また制御部４には電流制御回路４５と電圧制御回路４６が設けられており、電流制御回路４５は電極昇降装置６２（図１）へ電流指令信号４ｂを出力している。また、電圧制御回路４６は炉用変圧器２（図１）にタップ選択信号４ａを出力している。
【００１４】
制御部４による電力制御は以下のように行われる。すなわち、電力マトリクス４３には１，２，３…の「ＳＴＥＰ」で示される各炉期に対応して、各炉期において予め選択設定されるタップ番号（設定タップ番号で、これによって設定電圧値が決まる）と当該炉期の設定電流値（I）が記憶されており、制御部４は炉期の進行とともに当該炉期の設定電圧値と設定電流値をそれぞれ電流制御回路４５と電圧制御回路４６に与える。電圧制御回路４６は電極電圧を上記設定電圧値に一致させるべく炉用変圧器２に対してタップ選択指令信号４ａを発する。電流制御回路４５は電極電流を上記設定電流値に一致させるべく電極昇降装置６２に電流指令信号４ｂを発する。
【００１５】
制御テーブル４４にはタップ番号と、各タップ番号毎にこれに対応させて時間（T）、および偏差の上限値（VU）・下限値（VL）が記憶されている。判定部４２は、商用電源の変動によって、フィードバックされている電極電圧ＶFBが、この時選択されているタップ番号に対応した上限値（VU）を越え、あるいは下限値（VL）を下回り、かつこの時間が上記タップ番号に対応した時間（T）を超えていると判定すると、電圧制御回路４６に対して、電極電圧ＶFBを上限値（VU）と下限値（VL）の範囲内に戻すような新たなタップ番号を逐次切り換え選択するように指令する。電圧制御回路４６はこの指令にしたがってタップ選択指令信号４ａを発する。電極電圧ＶFBが上限値（VU）と下限値（VL）の範囲内に戻れば、選択されるタップ番号も順次元に戻される。
【００１６】
なお、本実施形態においては、新たなタップ番号が選択されている間、当該炉期における設定アーク電力（すなわち設定電圧値（設定タップ番号）と設定電流値の積）に対し、電力演算部４１にて、フィードバックされている電極電圧ＶFBと電極電流ＩFBからアーク電力が演算され、当該アーク電力と設定アーク電力の差異より電流補正値が演算されてこれが電流制御回路４５へ与えられる。これにより、アーク炉３に供給されるアーク電力の変動がさらに小さく抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態における電力自動制御装置の構成を示す系統図である。
【図２】制御部の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００１８】
１…主回路、２…炉用変圧器、３…アーク炉、４…制御部、４２…判定部、４５…電流制御回路、４６…電圧制御回路、５２…計器用変圧器、５１…計器用変流器。
【図１】
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【図２】
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