Блок-схема регулятора БРМ-1

Конструкцию регулятора разрабатывали с учетом изложенных выше особенностей исследуемых печей как объектов регулирования электрической мощности.

Принцип действия регулятора мощности БРМ-1 основан на поддержании фазной или электродной проводимости печи в соответствии с заданием. Регулятор осуществляет измерение проводимости шлака под каждым электродом (частное от деления силы фазного тока на соответствующее напряжение), сравнивает ее с заданием и в зависимости от знака рассогласования выдаст команду на перемещение электрода вверх или вниз до доведения проводимости под электродом до заданной величины.

Функциональная блок-схема регулирования проводимости одного электрода фазы с регулятором БРМ-1 показана на рис. 38. Сигналы от измерительных трансформаторов тока и напряжения, установленных в цепи питания электродов руднотермической электропечи OP, поступают в измерительную часть регулятора. Входные преобразователи тока и напряжения TT, TH выдают сигналы в виде напряжения постоянного тока, пропорционального силе тока фазы и напряжению на электроде. Блок деления БД, выполненный в виде аналогового вычислительного устройства, служит для получения частного, пропорционального проводимости на электроде.

На входе регулирующей части включен элемент сравнения ЭС, в котором величина измеренной проводимости сравнивается с заданием и подается на преобразовательный элемент ПЭ. Сигнал рассогласования поступает на вход каналов управления подъемом и опусканием электрода.

Так как в рассматриваемых печах у полезного сигнала более низкочастотный спектр, чем у помех, то для уменьшения влияния помех в CAP необходимо предусмотреть корректирующее звено. Обычно, если у полезного сигнала более низкочастотный спектр, чем у помех, влияние помех уменьшают введением последовательного фильтра. Однако при этом вследствие сужения полосы частот запас устойчивости системы уменьшается, а длительность переходного процесса возрастает. Изменение коэффициента усиления в такой системе может привести к ухудшению статических или динамических свойств.

В релейных CAP введение последовательного фильтра хотя и уменьшает число включений и, следовательно, увеличивает эксплуатационную надежность, но, как и в иных системах, ухудшает их статические или динамические свойства. Это противоречие устраняется, если осуществить САР, обладающую узкой полосой пропускания частот по отношению к возмущающему воздействию и широкой полосой пропускания частот по отношению к полезному сигналу. Задача может быть решена путем изменения структуры релейной САР. Общая постановка вопроса об изменении структуры системы в зависимости от условий се работы принадлежит В.В. Солодовникову и для импульсных и релейных систем — Я.3. Цынкину.

В регуляторе БРМ-1 применен метод коррекции САР, основанный на изменении ее структуры в зависимости от знаков отклонения регулируемого параметра до и после элементов САР. свойства которых подлежат коррекции. Специальное корректирующее устройство включает фильтр в зависимости от знаков величин на входе и выходе этого фильтра, что существенно улучшает динамические свойства системы.

Сущность примененного способа коррекции заключается в следующем. На рис. 39 изображены переходные процессы в CAP с последовательным фильтром без коррекции и с введением коррекции. Пусть переходной процесс на входе фильтра характеризуется затухающими колебаниями 1. Изменение величины на выходе фильтра, включенного последовательно с измерительным элементом, выглядит в виде кривой 2. Эта же CAP без фильтра не срезает высокочастотные слагающие возмущения и переходной процесс в ней характеризуется кривой 1'. Задача приближения переходного процесса 1 к процессу 1' с обеспечением одновременно фильтрации возмущающих воздействий может быть решена следующим образом.

В систему вводит устройство, сравнивающее между собой знаки величин на входе и выходе фильтра, ухудшающего динамические свойства САР. В моменты, когда знак ординаты кривой I изменится относительно знака ординаты кривой 2, измеряется структура исходной системы так, что в эти периоды фильтр отключается. Характер переходного процесса на входе и выходе фильтра в такой системе с изменяющейся структурой изображен соответственно кривыми 3 и 4. В точке а в момент изменения знака кривой 1 относительно кривой 2 включается знакочувствительный элемент, который исключает фильтр. Кривая ab при этом характеризуется большей скоростью нарастания, чем соответствующая кривая bс. Затем знакочувствительный элемент, изменяющий структуру, вновь отключается, восстанавливая исходную структуру при меньшей величине ошибки. Кроме того, на рис. 39 показаны: 5 — включение знакочувствительного элемента; Т1, T2, T3 — периодичность включения знакочувствительного элемента; 2Аф — зона нечувствительности знакочувствительного элемента.

Как видно из рис. 39, переходной процесс в системе с коррекцией оканчивается за более короткое время тн. приближаясь к переходному процессу в системе без фильтра то. Таким образом, любое возникшее первоначально отклонение, вызванное воздействием возмущений, проходит через элементы схемы, обеспечивающие соответствующую фильтрацию высоких частот, а воздействие по цепи обратной связи воспринимается без прохождения фильтрующего устройства.

Роль фильтра в регуляторе БРМ-1 выполняет реле времени. Выдержку времени реле устанавливают при настройке регулятора в зависимости от характера технологических возмущений и режима работы печи.

Каждый канал управления подъемом и опусканием электрода содержит (рис. 38): усилитель сигнала рассогласования У, реле времени PB, формирователь релейного сигнала Ф. релейный усилитель РУ. Нa выход регулирующей части регулятора включены соленоиды гидрозолотников С, управляющие гидравлическим исполнительным механизмом (ИМ) подъема и опускания электрода. В случае применения электрических исполнительных механизмов па выход регулирующей части регулятора подключают катушки контакторов или управляющие обмотки магнитных усилителей, которые включают и отключают электродвигатели подъема и опускании электродов. Регулятор может быть применен для трехфазных шестиэлектродных. трехфазных трехэлектродных печей, т. е. практически для РТП с любым числом электродов и фаз.

Наличие в регуляторе БРМ-1 фильтра с коррекцией обеспечивает включение соленоида (вверх или вниз) при отклонении регулируемой величины с выдержкой во времени, а отключение соленоида сигналом противоположного знака без выдержки времени.

Нa каждую фазу предусмотрен блок перераспределения мощности (БП). обеспечивающий поддержание заданной мощности фазы одним из электродов в случае, если другой электрод находится па нижнем концевом выключателе или остановлен вследствие неисправности.