Регуляторы мощности электропечей с магнитными усилителями

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Регуляторы мощности электропечей с магнитными усилителями

05.12.2019

Применение магнитных усилителей позволяет строить CAP электрической мощности ДСП и PTП бесконтактными и без вращающихся частей. Магнитные усилители обеспечивают непосредственное сложение сигналов, в результате чего отпадает необходимость в потенциометрах сравнения. Кроме того, вследствие большого числа управляющих обмоток возможно легко осуществлять обратные связи. В России и за рубежом созданы различные типы регуляторов мощности с магнитными усилителями. В одних регуляторах магнитные усилители используют как предварительные, другие регуляторы включают предварительные и силовые магнитные усилители, управляющие непосредственно электродвигателями перемещения электродов. Рассмотрим некоторые регуляторы с магнитными усилителями, которые применяют на РТП.

Принципиальная схема регулятора мощности ПДВ-5403 для одного электрода фазы показана на рис. 35. Для остальных пяти электродов схемы аналогичны. Действие электропечного токового реле ЭТР основано на применении однотактного магнитного усилителя. Оно может работать как в дифференциальном, так и в токовом режимах. Рассмотрим его работу в дифференциальном режиме. Сигнал от трансформатора тока через ЛATP (AT), являющийся задатчиком, поступает на селеновый выпрямитель 1BC. Напряжение электрод — под через трансформатор TH подается на выпрямитель 2ВС. Ступени сопротивления R7 переключаются при изменении ступеней печного трансформатора. Разность выпрямленных напряжений подается на обмотку управлении ОУ магнитного усилителя.
Регуляторы мощности электропечей с магнитными усилителями

Усилитель снабжен обмоткой обратной связи ОС. Изменяя переключателем П2 число витков обмотки, регулируют крутизну характеристики усилителя и соответственно ширину зоны нечувствительности регулятора. Отстройка от кратковременных отклонений тока от заданного значения обеспечивается собственной постоянной времени усилителя. Для регулировании времени задержки применено шунтирование обмотки управления усилителя активным сопротивлением R4, R5 с одновременным переключением сопротивлений R1-R3 для того, чтобы уставка реле по силе тока не изменялась.

Сопротивления катушек выходных реле P1 и P2 разные. Они настроены на разные силы тока срабатывания. Реле Р1 (спуска электрода) срабатывает при меньшей силе тока, реле P2 (подъема электрода) - при большей силе тока. При повышении сигнала до верхней зоны нечувствительности срабатывает реле подъема и своими нормально открытыми (и.о.) контактами включает катушку электрогидравлического золотника C2. При достижении нормальной величины сигнала реле подъема электрода отпускает. При снижении сигнала до нижней границы зоны нечувствительности отпускает реле спуска электрода и своими нормально закрытыми (н.з.) контактами включает катушку электрогидравлического золотника C1. При достижении нормальной величины сигнала реле спуска электрода срабатывает, размыкая свои н.з. контакты.

У регулятора ПДВ имеется ряд существенных принципиальных и конструктивных недостатков:

- одинаковая выдержка времени при включении и отключении привода электродов, что вызывает длительные автоколебания и связанные с ними непрерывные перемещения электродов;

- связь ширины зоны нечувствительности с устанавливаемыми выдержками времени;

- возможность работать на уставке, соответствующей только симметричному режиму по напряжению на электродах фазы; при перекосах напряжений на электродах либо остановке одного электрода в крайнем нижнем положении регулятор должен быть отключен;

- работа по импульсу от разности силы тока и напряжения, что в переходном процессе (наиболее актуальном для регулирования) не исключает взаимного влияния электродов и связанных с этим колебаний;

- включение на выходе магнитного усилителя контактного реле МКУ-48, которое сводит на нет возможные преимущества магнитного усилителя, получается контактная схема управления, обладающая невысокой надежностью; реле МКУ как регулирующее реле не поддается регулировке и имеет неудовлетворительные, а также нестабильные характеристики;

- недостатки автотрансформатора ЛАТР, используемого в качестве задатчика (были отмечены выше).

Из-за перечисленных выше недостатков серийный выпуск регуляторов ПДВ в настоящее время прекращен.

В обзорных работах рассмотрены результаты разработки автоматических регуляторов и направления работ по автоматизации электрического режима электропечей.

В СПКБ «Ювмонтажавтоматика» разработаны регуляторы типа РБС, предназначенные для регулирования мощности луговых сталеплавильных печей, и типа PBP — для руднотермических печей, выполненные полностью на магнитных усилителях и рассчитанные на работу с двигателями постоянного тока. Работой двигателя перемещения электродов управляют при помощи специального силового реверсивного трехфазного бестрансформаторного магнитного усилителя с повышенным к.п.д. Для согласования входа регулятора с реверсивным усилителем использованы промежуточные усилители подъема и спуска, собранные по схеме с самонасыщением на тороидальных магнитных усилителях. Режим отработки рассогласования выбран релейно-пропорциональный, в зависимости от величины возмущения. Егo достигают при помощи комбинированного действия обратной связи по напряжению двигателя и связи по четным гармоникам усилителей спуска и подъема.

У магнитных усилителей имеется существенный недостаток — с увеличением мощности их постоянная времени резко возрастает. Поэтому целесообразно их применять для промежуточных маломощных усилителей. Создать быстродействующую схему большой мощности на одних магнитных усилителях, управляющих непосредственно электродвигателем, пока не удается. В связи с этим регуляторы РБС, выпускаемые опытным заводом СПКБ ЮВМА, применяют только для модернизации дуговых электропечей.

Перспективным в области создания безынерционных и достаточно надежных устройств регулирования электрической мощности является применение в них силовых усилителей на кремневых диодах (тиристорах) с двигателями постоянного тока. Регуляторы с тиристорными усилителями разрабатывают в настоящее время в ряде организаций (МЭИ, ВНИИЭТО, ВИИИАчермет и др.).

В работе показано, что одним из эффективных средств улучшения регулировочных характеристик и эксплуатационных показателей систем автоматического регулирования мощности электропечей является усовершенствование исполнительных механизмов. Наряду с заменой стандартной барабанно-тросовой передачи на гидравлическую совершенствуются и электрические исполнительные механизмы.

В МЭИ разработана новая система автоматического регулиpoвaния мощности дуговых сталеплавильных печей с реверсивными электромагнитными муфтами трении в качестве исполнительного органа. Применение электромагнитных муфт трения позволяет исключить из системы регулирования самые инерционные звенья — ротор двигателя, сцепную и первую пару редуктора механизма перемещения электродов. Принцип действия регулятора ЭММ состоит в том. что при наличии возмущения на входе регулятора одна из двух постоянно вращающихся в противоположных направлениях муфт сцепляется с валом механизма перемещения электродов, в результате чего электрод перемещается в направлении, соответствующем ликвидации возмущения.

Один канал регулятора включает два моста сравнения, три усилителя: «спуск», «подъем» и «опережение» и два комплекта муфт, один из которых работает на спуск электрода, другой на подъем. Разработаны два варианта регулятора — на магнитных усилителях и на полупроводниковых триодах. Назначение корректирующего устройства (опередителя) — стабилизация процесса регулирования, усилитель запирается раньше чем электрод войдет в зону нечувствительности, чтобы инерционность и запаздывание системы не вызывали перерегулирования. Кроме того, определитель обеспечивает при малых возмущениях импульсный режим отработки рассогласования, а при больших — релейный.

Ha основе обобщения опыта разработки регуляторов с магнитными усилителями и электромагнитными муфтами трения в институте ВНИИЭТО разработан для дуговых сталеплавильных печей унифицированный регулятор АРАЛ. Регулятору впоследствии был присвоен индекс АРДМ, серийный выпуск его освоен на заводе «Укрэлектроремонт». Регулятор АРДМ применяют для новых и модернизации действующих луговых сталеплавильных печей. Учитывая, что регулятор АРДМ создавали с учетом особенностей дуговой сталеплавильной печи, на руднотермнческих печах со спокойным режимом его не применяют.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: