Снижение колебательности силового тока дуговой плавильной установки

УДК 621.365:681.51

К. Е. КАРПУХИН

СНИЖЕНИЕ КОЛЕБАТЕЛЬНОСТИ СИЛОВОГО ТОКА ДУГОВОЙ ПЛАВИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

Рассматриваются вопросы разработки алгоритма и системы повышения энергоэффективности дуговой плавильной установки путём снижения пульсаций силового тока. Предлагается схема подавления колебаний. Приведена функциональная схема и алгоритм схемы подавления колебаний.

Ключевые слова: дуговая плавильная установка, пульсации силового тока.

Процесс плавки в дуговой плавильной установке (ДПУ) осуществляется за счёт энергии дуги между электродом и металлом. Управление режимом печи может осуществляться по двум каналам: изменением длины дуги с помощью перемещения электрода и изменением питающего напряжения.

В процессе плавки изменяются (снижаются) сопротивление шихты и металла и другие параметры силовой цепи, что вызывает повышение колебательности силового тока дуговой плавильной установки. Это может привести к срабатыванию защиты, увеличению времени плавки и снижению энергоэффективности установки.

Проведённый анализ показывает, что изменение сопротивления и других параметров силовой цепи в контуре тока аналогично увеличению коэффициента с одновременным увеличением постоянной времени [1,2].

Снизить колебания тока можно несколькими путями:

- снижением напряжения дуги за счёт переключения обмоток силового трансформатора или применения регулятора напряжения;

- снижением контурного коэффициента;

- применением схем, малочувствительных к изменениям параметров.

Для снижения колебаний силового тока предлагается изменять контурный коэффициент усиления. Упрощённый алгоритм работы такой системы описывается уравнениями

К - при А/о > А/ К = (К0 - АКпМАХ ) = ^Ч пРи ^ - ^О К = (К\ + Д Кгпл4АХ) пРи л/0 > АI иК < Ко 9

где А/о и _ допустимое и фактическое значения амплитуды колебаний тока; ^о и К - заданное и фактическое значения коэффициентов

Карпухин К. Е., 2010

усиления; - шаг изменения коэффициента

усиления; пМАХ и тМАХ __ максимальные значения шагов снижения и увеличения коэффициента усиления.

Функциональная схема системы подавления колебаний приведена на рис. 1.

Работа схемы происходит следующим образом. Осуществляется безударное зажигание дуги и выход на рабочий режим. Силовой ток измеряется с помощью датчика Холла, сигнал с которого поступает в контур управления током и на дифференцирующее звено - датчик колебаний. Полученный сигнал фильтруется и сравнивается с уровнем допустимого значения амплитуды колебаний тока

(А/о). Если этот сигнал превышает А/0 , то срабатывает компаратор, который запускает формирователь импульсов, сигнал с которого через накапливающий счётчик пошагово снижает значение

коэффициента до момента, когда А/о>А/ ,

либо до достижения числа шагов т Если в

результате этих действий уровень колебаний снизится до выполнения условия А/о > АЛ то компаратор изменит своё состояние, и разрешающий сигнал поступит на элемент «И», на его второй вход поступает разрешающий сигнал по условию

К < Ко в Элемент «И» срабатывает и запускает цепь «формирователь импульсов - счётчик», которая начинает увеличивать значение К.

При расплаве различных металлов графики силового тока существенно меняются. Схема подавления колебаний позволяет сгладить процесс, не перенастраивая систему управления током. Алгоритм подавления колебаний приведён на рис. 2.

Исследования на объекте (ДПУ) и моделирование процессов показывают правильность принятых технических решений для снижения пульсаций тока. Использование схемы подавления колебаний позволяет в большинстве случаев достичь требуемых результатов и повысить энергоэффективность ДПУ.

пМАХ

Форм. • Счет.

ими. имп.

АКп

МАХ

АКт

Компа- НЕ И Форм. Счет.

ратор имп. имп.

1

тМАХ

Рис. 1. Функциональная схема системы подавления колебаний

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Свенченский, А. Д. Автоматическое управление электротермическими установками: учебник для вузов / А. М. Кручинин, К. М. Махмудов, Ю. М. Миронов; под ред. А. Д. Свенченского. - М. : Энергоатомиздат, 1990.-416 с.

2. Доманов, В. И. Система автоматического регулирования тока дуговой плавильной установки / В. И. Доманов, А. В. Доманов, С. М. Марага // Вестник Ульяновского государственного технического университета. - 2009. - №1. -С. 47-50.

3. Барсов, И. Н. Теоретические основы электротехники / И. Н. Барсов. - М. : Энергоатомиздат, 1992. - 304 с.

Карпухин Константин Евгеньевич, аспирант кафедры «Электропривод и автоматизация промышленных установок» энергетического факультета УлГТУ.

Рис. 2. Алгоритм подавления колебаний