變頻式電弧爐電極自動調節器

1引言

電弧煉鋼爐是利用電能來煉鋼的，可是輸入爐內的電功率大小是由三根電極位置來決定的，因此，對電弧爐操作系統而言，電極位置控制的準確性是關系到電爐鋼各項經濟指標高低的大問題。在過去的機械傳動式電極調節系統中，絕大多數采用調節電動機定子電壓的調壓調速式，但是，由于交流電動機調壓調速方式的機械特性太軟，速度控制和位置控制很不準確，所以，實際上只能達到很粗糙的控制，這就極大地影響了煉鋼質量和能耗指標。

本文所敘述的變頻調速式電極自動調節器是通過改變異步電動機定子供電頻率的方法來實現調速的。根據異步電動機的調速公式，電動機的轉速n可寫成：n=(1－S)=n0－Δn(1)

式中：f1為電動機定子電源頻率；

P為電動機的極對數；

S為轉差率；

n0為電動機同步轉速。

顯然，改變其定子頻率即可改變同步轉速n0和電機轉速n。只要平滑的改變頻率，就可得到轉速的平滑調節。由于變頻調速時，電動機始終運行在自然機械特性上，所以其轉速落差小，調速精度高、效率高、調速范圍寬，一般負載情況下，開環運行即可滿足要求，調速范圍可達100∶1以上。因此，變頻調速式電極自動調節器是一種理想的和具有方向性的調節器。該調節系統方框圖示于圖1。

2信號檢測及變換環節

爐子信號檢測及變換環節包括弧流變換器、弧壓變換器以及信號變換比較環節，如圖2所示。

21信號檢測

由電流互感器TA1檢測的大電流信號，經由分流保護電阻R1分流，及經弧流信號變壓器TA2進行信號隔離變換后，再經AC/DC變換，實現對大電流線路中的電弧電流進行高速、高精度的隔離檢測，然后加至信號比較環節。電弧電壓信號經變壓器TV1隔離變換及分壓電位器RP7調節后，再進行AC/DC變換，將電弧電壓信號降低成比較回路所需要的電壓值。

22信號比較環節

本調節器的信號比較環節，在電路結構上有重大改進，它摒棄了靈敏度差的電壓比較電路，而采用了高靈敏度、高精度的電橋電路。其優點是：動作及返回

圖1變頻式電極調節系統方框圖

圖2信號檢測及變換比較環節圖

圖3電橋式比較電路的等值電路