[实用新型]变频调速式电弧炉电极自动调节器

说明书

本实用新型系金属冶炼设备中的控制装置。具体为一种变频调速式电弧炉电极自动调节器。

电弧炉电极自动调节器是电弧炉专用控制装置，它的工作直接影响到电弧炉生产的产、质量。目前代表先进水平的是西安电磁机械厂生产的KZY型“可控硅双绕组异步电机式电弧炉电极自动调节器”。该调节器由双绕组力矩电机和减速机构成电机械传动装置、电机控制电路，转速反馈电路、信号采集及运算电路、微积分电路组成。由于电机控制电路是采用通过信号触发可控硅通断来控制电机，实现以电压控制电机转速，故这种调节器存在着：①电机启动力矩小，调速范围小，全速启动时电机易发热；②所配电机需专用水冷式双绕组力短电机，其制作费用高且维修不便等缺点。

本实用新型的目的在于提供一种解决上述问题的新型电极自动调节器。

本实用新型的设计方案为：

其组成包括电机控制电路、转速反馈电路、信号采集及运算电路、微积分电路和机械传动装置。其中：

转速反馈电路、信号采集及运算电路、微积分电路均采用KZY型可控硅双绕组异步电机式电弧炉自动调节器的公知电路；

电机控制电路由变频器Q和由整流桥D5、电阻R13构成的转速信号电路以及由电阻R1……12、二极管D1～D4、集成电路IC1～2、三极管BG1～2、光电耦合管BH1～2构成的转向信号电路组成。其M端与微积分电路输出相连接。

机械传动装置由单绕组力矩电机和减速机组成。

上述方案中的变频器Q可采用FVR075－G5－4型，亦可采用SVF－113型。采用上述设计方案的电极自动调节器，较好地解决了原调节器存在的问题，其特点为：

①电极调速范围大于30，启动力矩／额定力矩（％）为150％，电机启动电流小于2Ie。

②配合电弧炉工作时，可使电极上升和下降的启动、制动时间大为缩短。

③所用电机（单绕组力矩电机）制造简单，价格低廉，维修方便。

④调节器体积仅为原来的1／2。本调节器可与各种电弧炉配合使用，经济效益显著。据测算，使用本调节器可使电弧炼钢每吨节电50度左右。

附图说明：

图1为本实用新型组成方框图。

图2为电机控制电路原理图。

其中：电阻R1（10K）、R2（10K）、R3（780Ω）、R4（28K）、R5（10K）、R6（10K）、R7（1M）、R8（1M）、R9（20K）、R10（20K）、R11（11K）、R12（10K）、R13（10K）；二极管D1～D4（1N4002）；整流桥D5（1QC）；集成电路IC1～2（F007）；三极管BG1～2（3DG130）；光电耦合管BH1～2（GD－10B）。

下面结合附图对本自动调节器工作情况作简要说明：

在电弧炉工作时，信号采集及运算电路采集电极电流及电弧炉弧压信号并经阻抗运算后输至微积分电路；转速反馈电路通过测速电机取得电机转速信号并经电路处理送至微积分电路；微积分电路将信号采集及运算电路和转速反馈电路输来的信号及人工给定信号微积分处理后输至电机控制电路；电机控制电路将微积分电路输来的信号处理后，以其输出控制电机的转速和转向；电机通过减速器联动电极的升降，以保证电弧炉处于正常工作状态。

在电机控制电路中，A1、B1、C1端与三相（50HZ、380V）电源相连接；A2、B2、C2与电机绕组相连接。当微积分电路输出信号输至M端，经整流桥D5整流和电阻R13分压，使变频器Q的V和11端有0～10V直流信号输入，此时变频器Q的电流输出将在0.5～75HZ范围内变化，以此频率变化实现对电机的转速控制。当M端有信号输入时，若输入信号为正脉冲，则经R1、D1、D2、R5组成电路的限幅，并经IC1（触发器）。产生一正方波，促使由R9、R11、BG1组成的开关电路工作，从而使BH1导通，形成变频器Q的FWD与CM端呈短路状态，致使变频器Q输出保持一定相序，使电机正转；若输出信号为负脉冲时，则经R2、D3、D4、R6组成的限幅电路，由IC2（触发器）产生一正方波，促使R10、R12、BG2组成的开关电路工作。从而使BH2导通，形成变频器Q的RFV与CM端呈短路状态，此时变频器Q输出调整相序，以使电机反转。调整R3与R4的比例，则可调整转向信号电路的工作点，即可调整系统的不敏感区。

按照上述工作原理，当变频器Q采用FVR075－G5－4型的电路，或采用SVF－113型电路，调节器均能正常工作。在机械传动装置中的电机采用单绕组力矩电机时，既能保证与电机控制电路相配合，又使调节器结构趋于简单，降低成本。