Совершенствование электрогидравлического регулятора мощности дуговой печи постоянного тока

• Автор: Елизаров, Константин Александрович
• Шифр специальности: 05.09.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 130 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ РАЗВИТИЯ ЭЛЕКТРОДУГОВЫХ УСТАНОВОК И СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ

1Л. Характеристика электрического режима работы дуговой печи

1.2. Тенденции развития систем управления и регуляторов мощности

1.3. Анализ приводов перемещения электродов

Выводы по главе

2. РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКОГО ПРИВОДА ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ЭЛЕКТРОДА ДУГОВОЙ ПЕЧИ
2.1 Функциональная схема и известная модель электрогидравлического привода перемещения электрода дуговой печи
2.2 Разработка уточненной модели электрогидравлического привода перемещения электрода дуговой печи

2.3. Усовершенствование электрогидравлического привода перемещения

электрода
2.4 Синтез адаптивного электрогидравлического привода перемещения
электрода
Выводы по главе
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКОГО РЕГУЛЯТОРА МОЩНОСТИ ДУГОВОЙ ПЕЧИ
3.1. Разработка модели дуговой печи
3.2. Синтез системы управления регулятором мощности дуговой печи
3.3. Исследование влияния постоянной времени фильтра
3.4. Исследование влияния на работу регулятора мощности периодических возмущений

Выводы по главе

4. РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ
4.1. Описание экспериментальной установки
4.2. Разработка методики экспериментального исследования динамических характеристик механической части механизма перемещения электрода
4.3. Результаты экспериментов и их обработка
4.4. Разработка методики экспериментального исследования динамических характеристик гидравлического оборудования
4.5. Описание методики обработки экспериментальных данных
4.6. Реализация системы и разработка алгоритмов управления
4.7. Реализация датчика обратной связи по скорости
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время в литейном производстве все большее распространение получают дуговые печи[1], применяемые для расплавления металлов и доводки их химического состава до требуемого. Дуговые печи (ДП) по роду используемого тока подразделяются на печи, работающие на постоянном и переменном токе. В отличие от традиционных дуговых печей переменного тока (ДСП), печи постоянного тока (ДПС) обладают рядом технологических пре-имуществ[2 - 5], однако требуют более сложной системы электроснабжения и управления. Привод перемещения электродов в обоих типах печей традиционно выполняется электромеханическим или гидравлическим. Гидравлический привод перемещения электродов в настоящее время завоевывает все большую популярность и находит применение не только для механизмов ДП средней и большой мощности (ёмкости) (15 МВА (25т), 40 МВА(50 т) 90 МВА(150т)), но и малой мощности (ёмкости) (1,6 МВА (1 т) и ниже) [6 - 10]. Этому способствуют такие его преимущества, как компактность, наименьшее по сравнению с другими видами приводов отношение массы к развиваемой мощности, способность длительно развивать статические усилия, возможность бесступенчатого регулирования скорости, возможность защиты от перегрузок ограничением давления, плавность и бесшумность работы, удобство управления. Созданные в последнее время надежные пропорциональные гидрораспределители позволяют изменять скорость перемещения рабочих органов в широком диапазоне регулирования. Недостатки гидравлического привода обусловлены следующими факторами: утечками рабочей жидкости через уплотнения и зазоры (особенно при высоких значениях давления); нагревом рабочей жидкости, что в ряде случаев требует применения специальных охладительных устройств и средств тепловой защиты и приводит к более низкому КПД, чем у сопоставимых механических передач; необходимостью обеспечения в процессе эксплуатации чистоты рабочей жидкости и защиты от проникновения в неё воздуха; пожароопасностью (при применении горючей рабочей жидкости)[11]. Устраняют или значительно

печи настраивать скорости перемещения рабочих органов, к гидравлическому плунжеру 5.1. Гидравлический плунжер 5.1 под воздействием рабочей жидкости перемещается и приводит в движение механически связанные с ним стойку
5.2 и электрододержатель 6. Между электродом 7 и ванной печи 9 поддерживается электрическая дуга 8. На стойке 5.2 расположен датчик перемещения электрода, отсчитывающий абсолютное значение перемещения электрода.
Датчик давления 10, установленный на входе гидравлического плунжера 5, служит для защиты электрода от поломки при упоре в непроводящую шихту.
В случае попадания под электрод непроводящей шихты на входе в ПЛК 1 существенно уменьшается или исчезает совсем сигнал по току, в результате чего формируется команда на опускание электрода 7 путем открытия клапана на слив масла из гидроплунжера 5.1. Электрод 7 упирается в шихту, воспринимая на себя часть усилия, обусловленного массой электрододержателя 6, электрода 7 и короткой сети. Давление масла в гидроплунжере 5.1 при этом падает. Когда значение давления на выходе датчика 10 становится меньше уставки, соответствующей начальной стадии упора, в ПЛК 1 формируется сигнал упора электрода. При появлении данного сигнала пропорциональный распределитель 3 устанавливается в нулевое положение, перекрывая слив масла из гидроплунжера 5.1. В результате давление масла в гидроплунжере 5.1 не опускается ниже заданного, обеспечивая защиту электрода от опасных сжимающих усилий и, следовательно, от поломок. Данное устройство позволяет сократить удельный расход электродов на 10-15 % [56].
В отличие от действующих устаревших приводов новые приводы используют более высокие давления в гидросистеме (вместо используемого ранее давления 6,ЗМПа используются давления до 30 МПа), в них применяются вычислительные устройства и усовершенствованные гидрораспределители, а производительность насосных установок зачастую регулируется. Очевидно, что введенные усовершенствования привода оказывают существенное влияние на характеристики регулятора мощности. Обеспечить желаемые показатели регули-