Изобретение относитс к электротермин . По основному авт.св. № 1042211 известен регул тор мощности дуговой многофазной печи, содержащий дл каждой фазы регулируемый дроссель, включенный в цепь первичной обмотки силового трансформатора, и датчики , Тока и напр жени дуги, подключенные выходами к входам блока сравнени , выход которого через усилитель св зан с исполнительным механизмом перемещени электрода этой фазы, подключенный к управл ющему входу дроссел , блок регулировани индуктивного сопротивлени дроссел с входом которого соединен выход блока регулировани тока дуги, к входам которого.подключены датчик и задатчик тока дуги СО Недостаток этого регул тора увеличение; содержани высших гармонических составл ющих в кривой тока дуги, что приводит к снижению производительности печи и увеличению потерь в печном трансформаторе и питающей сети. Это вл етс следствием того, что в процессе регулировани электрического режима эквивалентное значение индуктивного сопротивлени дроссел измен етс пУтем шунтировани всего дроссел на определенную часть полупериода питающего напр жени , чем вноситс нелинейность в цепь протекани тока дуги. А так . как индуктивное сопротивление дроссел соизмеримо с сопротивлени ми других элементов силовой цепи электропечной установки, то это приводит к существенному увеличению содержани высщих гармонических составл ющих в кривой тока дуги. Цель изобретени - повьщ1ение качества регулировани путем снижени содержани высших гармонических составл ющих тока дуги. Поставленна .цель достигаетс тем,что в регул торе мощности дуговой многофазной электропечи регулируемый дроссель вьтолнен по крайней мере двухсекционным, блок регулировани индуктивного сопротивлени дроссел вьшолнен с числом каналов, равным числу секций дроссел , выход каждого канала подключен к соответствующей секции дроссел , а вход каждого канала св зан с выходом блока регулировани тока дуги через дополнительно пведенныи элемент Зона нечувствительности - ограничение .. На фиг. 1 представлена функциональна схема прелчагаемого регул тора мощности дуговой многофазной электропечи при использовании п ти элементов Зона нечувствительности ограничение; на фиг-. 2 - диаграммы настройки отдельных элементов Зона нечувствительности - ограничение . (а, б, в, г, д) т.е. зависимости напр жени на выходе отдельного элемента Зона нечувствительности ограничение (Ug,,) от его входного напр жени (U g,) . Регул тор дл каждой фазы содержит датчик 1 тока дуги, датчик 2 напр жени дуги, выходы которых соединены с входами блока 3 сравнени , а сигнал с вькода последнего поступает на вход усилител 4. Выход усилител 4 соединен с входом исполнительного механизма 5, выходной сигнал которого воздействует на положение электродов. Входы блока 6 регулировани тока дуги подключены к выходу датчика 1 тока дуги и к выходу задатчика7 тока дуги, а выход блока 6 соединен с входами элементов Зона нечувствительности и ограничение 8 - 12, выходы которых соединены с соответствующими входами каналов 13-17, блока 18 регулировани индуктивного опротивлени дроссел , а выход каждого канала подключен к соответствующей секции дроссел 19. Управл ющие электроды каждой пары встречно-параллельно включенных тиристоров блока 18 подключены к выходам своих элементов импульсно-фазового управлени 20-24, входы которых вл ютс входами каналов блока 18 регулировани индуктивного сопротивлени россел . . В предлагаемом регул торе отработка возмущений электрического режима производитс двум независимыми контурами регулировани . Первый контур регулировани , включающий датчик 1 тока дуги, датчик 2 напр жени дуги, блок 3 сравнени , усилитель 4 и исполнительньй механизм 5, осуществл ет отработку возмущений электрического режима, вызвавших смещение рабочей точки печи в сторону короткого замыкани или обрыва дуги, путем перемещени электрода в сторону ликвидации- возмущени . В этом контур реализован известный дифференциальны закон регулировани электрического режима, а в качестве регулируемого параметра ( используетс разность сигналов, пропорциональных току дуги 3, и напр жению дуги U . Upc, - л , где а и b - посто нные коэффициенты, определ ющие установку регул тора. Установленному режиму работы электропечи, который определ етс равенством напр жени и тока дуги установленным значени м (3 ст и ), соответствует нулевое значение регулируемого параметра 0. Этот контур регулировани представл ет собой электромеханическую систему и обладает низким быстродействием . Быстродействие его ограничено с одной стороны максимальной скоростью перемещени электрода , определ емой областью устойчивой работы регул тора, а с другой стороны - максимальным ускорением привода, определ емым механической прочностью электрода и электрододержател . Помимо инерционности элект ,ромеханической системы перемещени ;электрода, увеличивающей врем регулировани , отрицательное вли ние на быстродействие Этого контура оказывают запаздывани , воз1Л1кающие за счет люфтов, зазоров и проскальзываний .. , . Второй контур регулиройани включает датчик 1 тока дуги, задатчик 7 тока дуги, блок 6 регулировани тока дуги, элементы Зона нечувствитёльности - ограничение 8-12, блок 18 регулировани индуктивного сопротивлени дроссел и многосекционный дроссель 19. Этот контур, представл собой чисто электрический контур регулировани , обладает высокие быстродействие м (посто нна времени регулировани Т 0,005-0,01 с) и компенсирует возмущений путем автоматического регулировани эквивалент ного значени индуктивного еопротивт 11ени дроссел 19 в функции увеличени . тока дуги над заданным g . При от работке возмущений электрического реж ма в диапазоне частот 0-5 Гц благодар высокому быстрбдействию этот контур регулировани вл етс квазиастатичё ским по току дуги, а при отработке возмущений типа скачка (например, внезапного короткого замыкани ) врем ,регулировани составл ет пор дка 0,02-0,03 с. Кажда секци дроссел . 19, на которые он раздел етс при изготовлении , шунтируетс двум встречнопараллельно включенными тиристорами, вход щими в состав блока 18 регулировани индуктивного сопротивлени дроссел . Минимальное, но не менее двух, количество секций дроссел можмо определить по формуле: , где - расчетное напр жение дроссел ; noъr повтор ющеес напр жение шунтирующих секций дроссел тиристоров. Управление каждой парой встречнопараллельно включенных тиристоров осуществл етс от своегоканала импульсно-фазового управлени , в функции которого входит формирование и регулирование фазы управл ющих импульсов дл каждого из тиристоров данной пары. Регулирование фазы управл ющих импульсов осуществл етс в функции напр жени управлени Uy , которое поступает на вход данного канала (т.е. на соответствующий йход канала блока 18 регулировани индуктивного сопротивлени дроссел ) с выхода соответствующего элемента Зона нечувствительности - ограничение . Изменение напр жени управлени и на входе канала импульснофазового управлени от нул до максимального значени U „ вызывает изменение угла открывани тиристоров, подключенных К выходу этого канала, относительно точки естественного открывани от.минимального значени I et(f до максимального соплах Каждый из каналов импульсно-фазового управлени , вход щих в состав блока t8 регулировани индуктивного сопротивлени дроссел , может быть реализован , например, на основе системы ймпульсно-фазового управлени однофазного тиристорного регул тора. напр жени типа РНТО-ЗЗО-бОО. Элементы Зона нечувствительности ограничение предназнанейы дл формировани напр жени управлени соответствующих каналов импульсно-фазо- , вого управлени в функции напр жени О на выходе блока 6 регулировани тока дуги. Каждый элемент Зона нечувствительности - ограничение может быть реализован, например, по известным схемам на диодна-резистор ных элементах. Дл настройки отдель ных элементов Зона нечувствительности - ограничение необходимо определить напр жение на входе i-ro элемента U , соответствующее началу открыти этого элемента, и напр жение на его входе U; , соответствующее переходу элемента в полностью открытое состо ние (фиг, 2), Эти напр жени настройки элементов Зона нечувствительности огранич ение можно определить, например, согласно выражени м: с -, (,;Ч)и . -.-%1 N - расчетный но где л 1,2,3, мер Настраинаемого элемента Зона нечувствител ности - огра ничение ; максимальное напр жение н выходе блока регулировани тока дуги; количество элементов Зона нечувс вительности ограничение Величина максимального сигнала на вькодах элементов Зона нечувствительности - ограничение устанавлиыаетс равной максимальному значени сигнала управлени соответствующего канала импульсно-фа.зово.го управлени Блок регулировани тока дуги 6 предназначен дл формировани сигнгш управлени , поступающего на входы Зона нечувствительнооти элементов в фуйкции разности фак ограничение тнческого значени тока дуги, посту паюп1его с выхода датчика 1 тока дуг и заданного значени тока стабилиза ции, поступающего с выхода задатчик 7 тока дуги. Блок 6 регулировани тока дуги может иметь, например, пропорционально-интегральную харак80б теристику и может быть реализован на стандартных устройствах, вход щих в состав унифицированной блочной системы .регулировани (УБСР-АИ), Задатчик 7 тока дуги может представл ть собой, например, потенциометр напр жени ,«а величина его выходного напр жени пропорциональна значению О, А-СТ I. В процессе работы регул тора при отработке возмущений электрического режима, вызывающих увеличение тока дуги над величиной тока стабилизации Лд ст 9 необходш о измен ть величину эквивалентного индуктивного сопротивлени дроссел X Др. зкв oi максимального значени (короткое замыкание) до нул (при 3 Э.ст) Это осуществл етс в функции выходного напр жени U блока о регулировани тока дуги путем изменени соотношени между числом секций дроссел , посто нно включенных на прот жении всего полупёриода питающего напр жени (dL оС,) , эквивалентное, индуктивное сопротивление которых максимально, и числом секций, которые включены на минимальную часть полупериода питающего напр жени (соответствующему (iC ) эквивалентное индуктивное сопротивление этих секций равно минимальному, приближающемус к нулю, значению, а также путем изменени эквивалентного индуктивного сопротивлени одной из секций дроссел посредством регулировани угла открывани тиристоров этой секции в диапазоне oi. «( ot , что приводит к изменению эквивалентного индуктивного сопротивлени этой секции от минимального до максимального значени , В процессе регулировани выходное напр жение U блока 6 в любой момент времени принадлежит диапазону JJ одного из элементов (i-ro) Зона Нечувствительности - ограничение , а.выходное напр жение этого элемента посредством соответствующих канала иМпульсно-фазового управлени и пары встречно-параллельно включенных тиристоров Приводит к установлению Соответствующего этому напр - женйю угла ot открывани тиристоров, а значит и к установлению соответствующей величины эквивалентного индуктивного сопротивлени i-й секции дроссел , при этом выходной сигнал элементов Зона нечувствительности ограничение , расчетный номер которых меньше , равен максимальному значению , т.е. эквивалентное индуктивн сопротивление соответствующих им се ций дроссел равны максимальным зна чени м, а в остальньк элементах Зо нечувствительности - ограничение, расчетный номер которьгх больше i , выходной сигнал равен нулю, значит, эквивалентные индуктивные сопротивлени соответствующих им секций равны минимальному значению. При изменении напр жени U в процессе регулировани измен етс угол о, а значит, и величина эквивалентного индуктивного сопротивлени одной из секций дроссел измен етс от минимального к максимальному значению, а также перераспредел етс число секций, посто нно включенньк на прот жении всего полупериода питающего ,напр жени , и число секций, включенньк на минимальную часть полупериода питающего напр жени , т.е. происходит-регулирование величины эквивалентного индуктивного сопротивлени дроссел , равного сум ме эквивалентных индуктивных сопротивлений дроссел . Нелинейным элементом в этом случае вл етс индуктивное сопротивление одной из секций дроссел ,, врем включени которой на прот жении полупериода питающего напр жени регулируетс путем изменени oi. Так как величин индуктивного сопротивлени этой Сек ции составл ет небольшую величину по отношению к величине индуктивного сопротивлени дроссел () и по отношению к другим сопротивлени электропечи в процессе, отработки возмущений, то нелинейность, вносима в цепь протекани тока дуги, при таком способе регулировани эквивалентного индуктивного сопроти лени дроссел сводитс к минимуму. Регул тор работает следующим образом. . . . ,. Пусть под одним из электро чов печи возникло возмущение, вглзвавшее увеличение тока дуги надзаданным значением .ст . Разность сигнало пропорциональных фактическому и заi данному значению тока дуги, снимаемых с выходов датчика 1 и зйдатчика 7 тока дуги соответсТв:ейно, |поступает на вход блока 6 регулировани тока дуги и определ ет его выходное напр жение. Величина этого напр жени определ ет в Соответстви с диаграммами настройки- отдельных элементов Зона нечувствительности ограничение вькодные напр жени этих элeмeнtoв, т.е. напр жени на соответствующих входах блока регулировани индуктивного сопротивлени дроссел , которые посредством соответствующих каналов импульсно-фазового управлени и пар встречнй-параллельно включенных тиристоров, вход щих в состав блока 18 регулировани индуктивного- сопротивлени дроссел , устанавливают такую величину эквивалентного индуктивного српротивле-. ни дроссел , при котором в силовой цепи Устанавливаетс заданное значение тока дуги Лд.ст Одновременно сигналы с выходов датчика t тока дуг.и и датчика 2 напр жени дуги, поступающие на входы блока сравнени . 3, вызывают на его выходе по вление сигнала рассогласовани , знак и величина которого посредством усилител 4 и исполнительного механизма 5 привод т к перемещению электрода в направлении ликвидации рассогласовани . Йри перемещении электрода в прхоцессе ликвидации рассогласовани измен етс вьЕходное напр жение блока 6 регулировани тока дуги, величина котораго определ ет требуемое дл поддержани заданного тока дуги л.ет значение эквивалентного индуктивного сопротивлени дроссел . Благодар высокому быстродействию второго контура (посто нна времени блока 18 регулировани индуктивного сопротивлени дроссел Т 0,0050 ,01 с) процесс восстановлени установленного значени тока дуги . происходит при токе, равном току стабилизации 1 При отработке регул тором возмущений электрического режима, вызывающих уменьшение тока Дуги от заданного значени , вькодное напр жение блока 6 равно нулю, а эквивалентное индуктивное сопротивление дроссел равно минимальному значению, соответствующему углу ti,4n. Таким обра:зам, благодар введению линейного индуктивного сопротивлени в цепи протекани тока дуги которое составл ют секции дроссел , посто . нно включенные на прот жении всего папупериода питающего напр жени , и уменьшени величины нелинейного индуктивного сопротивлени , вносимо-
9 .1159
го в силову о цепь тока дуги лишь одной секцией дроссел , при работе регул тора происходит существенное снижение содержани высших гармонических составл ющих тока дуги, j которые как известно, увеличивают активное сопротивление силового контура из-за поверхностного эффекта и особеннб его индуктивное сопротивление , вследствие чего снижаетс to полезна мощность печи и ухудшаютс технико-экономические показатели ее работы. Поэтому при работе регул тора, благодар снижению содержани высших гармонических составл ющих тока дуги д увеличиваетс мощность, выдел ема , в дугах, а значит, и производительность электропечи, увеличиваетс также электрический коэффициент полезного действи и уменьшаетс удёль-2о ный расход электроэнергии. Снижение содержани высших гармонических составл ющих тока дуги.при работе регу0 0
л тора приводит к уменьшению коэффициента несинусоидальности напр жени в общей точке электрической сети общего назначени , от которой питаетс дугова электропечь, что также вл етс преимуществом данного регул тора . Так как коэффициент мощности электропечной установки при наличии высших гармонических составл ющих тока дуги пр мо пропорционален крэффициенту искажени , то благодар снижению уровн высших гармонических , составл ющих тока дуги при работе регул тора повьш1аетс коэффициент мощности и, как следствие,. .снижаетс необходима .мощность компенсирующих устройств. ..
Предлагаемое устройство можно использовать дл регулировани электрического режима экстшуатируездк,, серийно выпускаемых и проектируемых дуговых электропечей.