Разработка системы управления дуговой печью постоянного тока

• Автор: Нехамин, Илья Сергеевич
• Шифр специальности: 05.09.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 128 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ГЛАВА ПЕРВАЯ. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ И УРОВНЯ РАЗВИТИЯ ТЕХНОЛОГИИ, СИСТЕМ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ ДУГОВЫМИ ПЕЧАМИ ПОСТОЯННОГО ТОКА
1.1. Анализ состава оборудования дуговых печей постоянного тока и технологии плавки
1.2. Состояние и уровень развития систем электропитания и управления дуговыми печами постоянного тока
1.3. Выводы по первой главе
2. ГЛАВА ВТОРАЯ. РАЗРАБОТКА МОДЕЛЕЙ РЕГУЛЯТОРА ТОКА ДУГОВОЙ ПЕЧИ ПОСТОЯННОГО ТОКА
2.1. Разработка структуры регулятора тока
2.2. Разработка модели электрической печи постоянного тока
2.3. Синтез регулятора тока
2.4. Методы исследования регулятора тока
2.5. Регулятор тока с параметрической адаптацией
Выводы по второй главе
3. ГЛАВА ТРЕТЬЯ. ИССЛЕДОВАНИЕ РЕГУЛЯТОРА ТОКА ДУГИ С УЧЕТОМ ПУЛЬСАЦИЙ ВЫПРЯМЛЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ
3.1. Разработка модели регулятора тока, учитывающей пульсации выпрямленного напряжения
3.2. Выбор метода анализа регулятора тока
3.3. Влияние пульсаций напряжения на допустимые параметры короткой сети
3.4. Исследование влияния инерционности датчика тока
3.5. Исследование влияния квантования по времени
3.6. Исследование влияния нелинейной характеристики сглаживающего дросселя
Выводы по третьей главе
4. ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ
4.1. Стендовые экспериментальные исследования регулятора тока ДПС
4.2. Измерительно-управляющий комплекс ДПС
4.3. Концепция построения системы управления ДПС
Выводы по четвертой главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время все большее распространение получают дуговые сталеплавильные печи постоянного тока. В отличие, от традиционных дуговых . сталеплавильных печей переменного тока. (ДСП), печи постоянного тока (ДПС) обладают рядом техколоп (ческих преимуществ, однако .требуют более сложной системы, электроснабжения и управления. Методики, позволяющие проводить, анализ и синтез систем управления в настоящее время; не достаточно проработаны, что обусловлено’-, с одной стороны, малым- опытом эксплуатации'ДПС в комплекте с современными системами управления, а с другой, - сложностью и нелинейным характером объекта; управления, которым, является электрическая дуга, горящая между перемещающимся электродом и шихтой; Электрическая.дуга являетсжосновным;источником тепловой энергии в плавильных печах переменного: и; постоянного тока, определяющим, тепловые И. электрические процессы В; печи: Устойчивость, горения дуги, т.е. непрерывное преобразование в; печи электрической энергии в тепловую, достигается; только при правильном выборе параметров источника питания и= системы'управления. '
Технологический, процесс плавки в дуговых печах предполагает необходимость осуществления автоматического зажигания дуги на различных стадиях технологического процесса плавки: первичном включениигпечи; обрыве дуги, ликвидации, технологических коротких замыканий- возникающих при обвале шихты и т.д. Точность и быстродействие системьгуправления дуговой плавильной печью определяют её производительность и энергетическую эффективность.
Дуговая сталеплавильная печь является мощной электрической нагрузкой. Установленная мощность дуговых печей достигает 100 МВА, в связи, с чем* их- питание осуществляется* от высоковольтных сетей. 6-К220 кВ; В то же время* напряжение на дуге невелико и составляет 200-1000В, что приводит к необходимости введения в систему электроснабжения понижающего транс-
1. Анализ особенностей технологического процесса плавки металла в дуговой печи, режимов работы электрооборудования, уровня развития систем управления, конструктивных и компоновочных решений.
2. Разработка моделей электрической дуги и регулятора тока.
3. Синтез регулятора тока дуговой печи постоянного тока
4. Исследование процессов зажигания дуги с целью выявления влияния параметров электрической дуги и системы электропитания и оптимизации режимов работы печи.
5. Исследование влияния пульсаций выпрямленного напряжения управляемого выпрямителя на режимы работы дуговой печи постоянного тока.
6. Экспериментальное исследование электрических и тепловых режимов процесса плавки в дуговой печи постоянного тока с целью уточнения моделей системы управления и проверки функционирования предлагаемой системы управления.
7. Разработка методики и аппаратных средств экспериментальных исследований характеристик технологического процесса и работы системы.
8. Разработка алгоритмов управления тепловым и электрическим режимами печи постоянного тока, обеспечивающей повышение эффективности процесса плавки, приводящее к снижению стоимости продукции.