SU1432807A1 - Method of controllling mains-frequency power supply source of three-electrode electric furnace - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к электротермическим установкам, содержащим трехэлек- тродную электропечь, питание которой осуществл етс  от трехфазного преобразовател  тока сетевой частоты в ток пониженной частоты.The invention relates to electrical engineering, in particular to electrothermal installations containing a three-electrode electric furnace, which is powered from a three-phase converter of a network frequency current to a low frequency current.

. Цель изобретени  - повышение производительности электропечи за счет перераспределени  мощности ме,жду электродами при несимметричных ре- нагрузки.. The purpose of the invention is to improve the performance of the electric furnace due to the redistribution of power between the electrodes and with unbalanced reload.

На фиг,1 приведены временные диаграммы токов вентильных комплектов и электродов печи при симметричной нагрузке; на фиг.2 - временные диаграммы токов вентильных комплектов и электродов печи при несимметричной нагрузке в режиме перераспределени  мощности на фиг.З - электрическа  схема устройства управлени  источником питаний трехэлектродной электропечи низкой частоты,.Fig. 1 shows time diagrams of currents of valve sets and furnace electrodes with a symmetrical load; Fig. 2 shows time diagrams of currents of valve sets and furnace electrodes under asymmetric load in the mode of power redistribution. Fig. 3 is a wiring diagram of a power source control device for a three-electrode low-frequency electric furnace.

При уменьшении тока в одном из электродов, например, за счет увеличени  по технологическим причинам сопротивлени  подэлектродного пространства уменьшаетс  мощность, потребл ема  печью. При этом необхо- димо учесть, что мощность питающего трансформатора ограничена и поддержать номинальное значение тока только с помощью регул тора тока невозможно (не хватает напр жени ). Дл выравнивани  сопротивлени  подэлектродного пространства перераспредел ют мощность между электродами переводом источника питани  с трехфазного- режима работы на двухфазный так что больша  часть мощности выдел етс  под этим электродом.When current decreases in one of the electrodes, for example, due to an increase in technological reasons for the resistance of the sub-electrode space, the power consumed by the furnace decreases. At the same time, it is necessary to take into account that the power of the supply transformer is limited and it is impossible to maintain the rated current value only with the help of the current regulator (there is not enough voltage). To equalize the resistance of the sub-electrode space, the power is transferred between the electrodes by transferring the power source from three-phase operation to two-phase so that most of the power is released beneath this electrode.

При достижении симметрии в нагруз ке перевод т источник питани  в трех фазный режим работы,When symmetry is achieved in the load, the power source is switched to a three-phase mode of operation,

Таким образом, свод т до минимума несимметричный режим работы электропечи и повышают тем самьтм ее производительность . Каждый комплект вен- тилей преобразовател  с помощью соответствующего блока управлени  и трехфазного блока задани  частоты тока форм1- рует ток 1/, I.rj 13 (Фиг. причем длительность тока одного направлени  равна 21Г/3, и между токами пр мого и обратного направлени  имеетс  пауза величиной 1/73, токи (, I-i, 1з сдвинуты между собой наThus, the asymmetrical mode of operation of the electric furnace is minimized and, by the same token, its performance is increased. Each set of converter transformers, using an appropriate control unit and a three-phase current frequency setting unit, generates a current 1 /, I.rj 13 (Fig. The current duration in one direction is 21G / 3, and between the forward and reverse currents pause of 1/73, currents (, Ii, 1h are shifted between each other by

2Т 2T

врем , равное -- . Ток в каждом электроде 1ф, получают сложением токов двух вентильных комплектов и регулируют изменени  угла отпирани  вентилей. При таком способе управлени  мощности сети передают в нагрузку всеми трем  комплектами преобразовател , а токи в электродах ФА 1ФВ фС ПР симметричном режиме работы печи равны и ограничены параметрами питающего трансформатора.time equal to -. The current in each electrode 1f is obtained by adding the currents of two valve sets and regulating changes in the angle of unlocking of the valves. With this method of power control, the network is transferred to the load with all three sets of the converter, and the currents in the FA electrodes 1FV FS OL for the symmetric operating mode of the furnace are equal and limited by the parameters of the supply transformer.

Предположим, что при угле отпирани  вентилей, равном нулю, что соответствует точке естественной коммутации вентилей, изменились параметры ванны печи таким образом, что уменьшилс  ток одного из электродов, например В. Так как восстановить прежне значение тока с помощью изменени  угла отпирани  вентилей невозможно, то произойдет уменьшение мощности, потребл емой печью, а следовательно, и уменьшение ее производительности. Дл  того, чтобы устранить несиммет-. ричньй режим перераспредел ют мощность в ванне печи так, чтобы в электроде фазы В она увеличилась за счет уменьшени  ее в двух других электродах.Увеличение мощности в электроде фазы В достигают за счет увеличени  длительности проводимости двух вентильных комплектов, формирующих ток в этом электроде отSuppose that with the valve unlocking angle equal to zero, which corresponds to the point of natural switching of the valves, the parameters of the furnace bath changed in such a way that the current of one of the electrodes, for example B, decreased. Since it is impossible to restore the current value by changing the angle of the valve unlocking, there will be a decrease in the power consumed by the furnace, and consequently, a decrease in its performance. In order to eliminate unbalance-. Rich mode redistributes the power in the furnace bath so that it increases in the B phase electrode by decreasing it in the other two electrodes. The power increase in the B phase electrode is achieved by increasing the conductivity duration of the two valve sets that generate current in this electrode from

2 2

- до II ,, а в третьем вентильном- to II ,, and in the third valve

комплекте запрещают импульсы отпирани  вентилей.The set prohibits pulses from unlocking the valves.

Таким образом, мощность сети передаетс  в нагрузку двум  фазами преобразовател  через три электрода. Как видно .(фиг.2) среднее значение тока в электроде фазы В при восстановившемс  симметричном режиме в нагрузке увеличитс  в 1,5 раза, а в электродах фаз А и С уменьшитс  в каждом на 1/4 часть.Thus, the power of the network is transferred to the load by two phases of the converter through three electrodes. As can be seen (Fig. 2), the average value of the current in the phase B electrode at a restored symmetrical mode in the load will increase by 1.5 times, and in the electrodes of phases A and C will decrease in each by 1/4.

Если необходимо увеличить мошрост в электроде фазы А или С, действуют аналогичным образом, причем увеличивают проводимость вентильных групп тех комплектов, которые формируют ток в электроде, а в третьем вентильном комплекте запрещают импульсы пиранй  в ентилей. Сущность способа по сн етс  предлагаемым устройством.If it is necessary to increase the moshrost in the electrode of phase A or C, they act in a similar way, and increase the conductivity of the valve groups of those sets that generate current in the electrode, and in the third valve set prohibit pirana pulses in the entile. The essence of the method is explained by the proposed device.

Устройство (фиг.З) содержит питающий трансформатор 1, три вентильныхThe device (fig.Z) contains a power transformer 1, three valve

комплекта 2-4, включенных на встречно-параллельной схеме. Выходными выводами комплекты вентилей включены между собой в треугольник к вершинам А, В, С которого электроды печи, соединенные по схеме звезда без нулевого провода.sets 2-4 included in the anti-parallel scheme. The output terminals of the valve sets are interconnected in a triangle to the vertices A, B, From which the furnace electrodes are connected according to the star scheme without a neutral wire.

Каждый вентильный комплект управл етс  с помощью соответствующих блоков 5-7 управлени . Каждый блок управлени  содержит соответствующее соединенные последовательно регул торы 8-10 тока, фазосдвигающие устройства 11-13, логические блоки 14- 16 формировани  импульсов. При этом входы регул торов 8-10 тока предназначены дл  подключени  к соответст- вующим датчикам тока и узлу задани  тока вентильного комплекта, а выходы логических блоков 14-16 формировани  импульсов соединены с управл ющим входами вентильных комплектов 2-4. Устройство содержит также трехплат- ный на 4 положени  переключатель 17 кажда  плата 18-20 которого принадлежит одному из блоков 5-7 управлени  и содержит четыре неподвижных а, Ъ, с, d и один подвижный контакт.Each valve set is controlled by the respective control units 5-7. Each control unit contains the corresponding current-connected current regulators 8-10, phase-shifters 11-13, logic blocks 14-16 for the formation of pulses. In this case, the inputs of current regulators 8-10 are designed to be connected to the corresponding current sensors and the current-set node of the valve set, and the outputs of logic blocks 14-16 of pulse shaping are connected to the control inputs of the valve sets 2-4. The device also contains a three-board, 4-position switch 17, each board 18-20 of which belongs to one of the control blocks 5-7 and contains four fixed a, b, c, d and one moving contact.

управл ютс  с помощью соответствующих блоков 5-7 управлени  и общих блоков 21 и 22 задани  частоты тока. При этом каждый блок 5-7.управлени  за- дает пр моугольную форму тока группы вентильного комплекта 2-4 в соответствии с фиг.2 при симметричной нагрузке, которой соответствует пс0 ложению а переключател  17. В этом режиме работы к входам блоков 5-7 управлени  подключаютс  выходы блока 21 и мощности сети передшотс  в нагрузку трем  вентильными комплек-are controlled by the respective control blocks 5-7 and common current frequency setting blocks 21 and 22. In addition, each control unit 5-7. Sets the rectangular shape of the current of the valve set 2-4 in accordance with figure 2 with a symmetrical load, which corresponds to the position a of switch 17. In this mode of operation, to the inputs of the blocks 5-7 the control unit connects the outputs of the unit 21 and the network power to the load in the three valve complexes

5 тами 2-4. С помощью фазосдвигающих устройств 11-13 регулируют амплитуду тока изменением угла отпирани  вентилей , а с помощью регул тора 8-10 тока поддерживают заданное значение5 tami 2-4. Using phase shifters 11-13, they regulate the current amplitude by changing the valve unlocking angle, and using the current regulator 8-10, maintain the set value

0 тока комплектов вентилей преобразовател . С помощью логических блоков 14-16 формировани  импульсов формируют импульсы отпирани  вентилей комплектов, фаза которых определ ет-.0 current valve converter sets. With the help of logic blocks 14-16 of the formation of pulses, pulses are triggered by sets of valves, the phase of which is determined by em-.

5 с  фазосмещающим устройством 11-13, а частоты их задаютс  блоками 21 It 22 в зависимости от положени  переключател  17. Последним задают режим работы преобразовател  при5 with a phase shifter 11-13, and their frequencies are set by the blocks 21 It 22 depending on the position of the switch 17. The last set the mode of operation of the converter when

Подвижный контакт каждой платы соеди- зо симметричной и при несимметричнойThe moving contact of each board is symmetrical and with asymmetrical

нен с вторым входом своего логического блока 14-16 формировани  импульсов . Устройство содержит, кроме то- то, первый блок 21 задани  частоты |тока вентильных комплектов с трех- фазным выходом, выходы которого соединены с первым (а) неподвижными контактами плат 18-20 переключател  17, а также второй блок 22 задани  частоты тока вентильных комплектов с двухфазным выходом. Первый выход второго блока 22 задани  частоты тока вентильных комплектов соединен с вторым (Ъ) и четвертью (d) неподвижными контактами платы 18 и третьимIt is not connected with the second input of its logical pulse shaping unit 14-16. The device contains, in addition, the first set 21 of the frequency setting of the current of valve sets with three-phase output, the outputs of which are connected to the first (a) fixed contacts of the boards 18-20 of the switch 17, as well as the second block 22 of the setting of the frequency of the current of the sets with two-phase output. The first output of the second set 22 of the frequency setting of the current of the valve sets is connected to the second (b) and quarter (d) fixed contacts of the board 18 and the third

(c)неподвижным контактом платы 20. Второй выход блока 22 соединен с вторым (Ь) и третьим (с) неподвижными контактами платы 19 и четвертым(c) a fixed contact of the board 20. The second output of block 22 is connected to the second (b) and third (c) fixed contacts of the board 19 and the fourth

(d)неподвижным контактом платы 20. Свободные (с, d, b) неподвижные контакты плат 18-20 соединены с выходом источника 23 запрещающего сигнала .(d) the fixed contact of the board 20. The free (c, d, b) fixed contacts of the boards 18-20 are connected to the output of the inhibitor signal source 23.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Напр жение питающей сети через трансформатор 1 подаетс  на входы вентильных комплектов 2-4, которыеThe supply voltage through the transformer 1 is fed to the inputs of valve sets 2-4, which

нагрузке, когда мощность питающей сети передаетс  в нагрузку.либо трем  вентильными комплектами, либо двум . При этом первому положению (а) переключател  соответствует симмет. ричный режим работы, когда мощность сети передаетс  в нагрузку трем  вентильными комплектами.load when the mains power is transferred to the load. Or by three valve sets, or two. In this case, the first position (a) of the switch corresponds to the symmett. An abnormal mode of operation, when the power of the network is transferred to the load by three valve sets.

Второму положению (Ь), переключател  соответствует несимметричный режим работы, когда мощность питающей сети передаетс  в нагрузку вентильными комплектами 2 и 3 и запрещены импульсы отпирани  вентилей комплекта 4 источника 23. The second position (b), the switch corresponds to an asymmetrical mode of operation, when the power of the supply network is transferred to the load by valve sets 2 and 3 and the pulses of unlocking of the valves of set 4 of source 23 are prohibited.

Третьему- положению (с) переключател  соответствует несимметричный режим, когда мощность питающей сети передаетс  в нагрузку вентильными комплектами 3 и 4 и запрещены импульсы отпирани  вентилей комплекта 2 источником 23.The third position (c) of the switch corresponds to the asymmetrical mode, when the power of the supply network is transferred to the load by valve sets 3 and 4 and the pulses unlocked by the valves of set 2 by source 23 are prohibited.

Четвертому положению (d) переклю- чател  соответствует режим, когда мощность питающей сети передаетс  в нагрузку вентильными комплектами 2 и 4 и запрещены импульсы отпирани  вентилей комплекта 3.The fourth position (d) of the switch corresponds to the mode when the power of the supply network is transferred to the load by valve sets 2 and 4 and the pulses unlocked by the valves of the set 3 are prohibited.

5U3280765U328076

Пред№агаеьв«1Й способ позвол ет эф- ки и тем самым повысить производительфект вно устран ть несимметрию в нагрузке электротермической установность электропечи и улучшить технологичность процесса плавки.The previous method allows the efficiency and, thus, increases the production, clearly eliminates the asymmetry in the load of the electrothermal installation of the electric furnace and improves the manufacturability of the smelting process.

Фаг. 2Phage. 2

Claims (1)

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ИСТОЧНИКОМ ПИТАНИЯ ТРЕХЭЛЕКТРОДНОЙ ЭЛЕКТРО* ПЕЧИ ТОКОМ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ, выпол- ‘ ненным по схеме непосредственного трехфазного преобразователя частоты с естественной коммутацией тиристоров и содержащем три вентильных комплекта, каждый из которых состоит из двух встречно-параллельно включенных групп, причем выходные выводы комплектов соединены- в треугольник и связаны с электродами печи, при котором контролируют симметрию параметра электрического режима нагрузки, в симметричном режиме работы печи включают три вентильных комплекта, для чего отпирают импульсами вентили в каждой группе каждого вентильного комплекта на 1/3 периода выходной частоты, а выходные напряжения комплектов сдвигают друг относительно друга на 1/3 периода выходной частоты и регулируют ток нагрузки изменением фазы импульсов отпирания вентилей, а при несимметричном режиме нагрузки изменяют режим работы вентилей, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности электропечи, указанное изменение режима работы вентилей осуществляют путем отключения одного комплекта, не связанного с электродом, параметры электрического режима которого уменьшаются, вентильные группы двух других вентильных комплектов отпирают на 1/2 периода низкой частоты, причем выходные напряжения этих комплектов сдвигают на 1/2 периода выходной частоты.METHOD FOR CONTROL THE POWER SUPPLY OF A THREE-ELECTRODE ELECTRIC * FURNACE CURRENT FURNACE, performed according to the direct three-phase frequency converter with natural switching of thyristors and containing three valve sets, each of which consists of two counter-parallel connected groups, and output terminals are connected in a triangle and connected with the electrodes of the furnace, in which the symmetry of the parameter of the electric load mode is controlled, in the symmetric mode of operation of the furnace include three valves complete sets, for which the valves in each group of each valve set are pulsed by 1/3 of the output frequency period, and the output voltages of the sets are shifted relative to each other by 1/3 of the output frequency period and the load current is regulated by changing the phase of the gate unlock pulses, and with asymmetric the load mode change the operating mode of the valves, characterized in that, in order to increase the productivity of the electric furnace, the specified change in the operating mode of the valves is carried out by disconnecting one set, not associated with the electrode, the electric mode of which is reduced, the valve groups of the other two valve sets are unlocked by 1/2 period of low frequency, and the output voltages of these sets are shifted by 1/2 period of the output frequency.