Реферат: Разработка системы управления дуговой печью постоянного тока
Обоснованность и достоверность научных результатов подтверждается корректностью принимаемых допущений, обоснованностью принятых методов исследований и совпадением теоретических и экспериментальных данных, полученных на действующей установке.
Научная новизна работы заключается в следующем.
1. Определены требования к составу и характеристикам источника питания постоянного тока, обеспечивающего условия горения дуги в различных режимах работы печи, и обоснована целесообразность совершенствования регулятора тока для повышения эффективности процесса плавки.
2. На основании теоретических и экспериментальных исследований уточнены зависимости параметров регулятора тока от динамического изменения параметров электрической дуги и тепловых процессов на различных стадиях плавки.
3. Предложены и экспериментально обоснованы модели регулятора тока для различных режимов работы управляемого выпрямителя и печи (режимы зажигания дуги, обрыва дуги и т.д.)
4. Предложена методика и разработаны модели регулятора тока, учитывающие влияние пульсаций выпрямленного напряжения и нелинейных характеристик параметров короткой сети на процессы зажигания дуги.
Практической значимостью обладает предложенный в работе комплекс методик исследования и проектирования, позволяющих проводить анализ и синтез систем питания и управления, а также методики экспериментального исследования процесса плавки. Научные и технические решения, предложенные в работе, использованы ООО «НПФ КОМТЕРМ» при выполнении работ по разработке, изготовлению и наладке дуговой сталеплавильной печи постоянного тока установленной мощностью 9,6 МВА емкостью 12тонн для ООО «ВКМ-Сталь» г.Саранск. При настройке системы применены методы, предложенные в работе при исследовании объектов управления.
Апробация работы
Основные результаты и положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на одиннадцатой международной научно-технической конференции с международным участием Радиоэлектроника, электротехника и энергетика, Всероссийской научно-технической, проходившей в г. Екатеринбурге:, в 2006 г. (АПЭЭТ-2006), Международной конференции «Электромеханика, электротехнологии, электротехнические материалы и компоненты» (2008г), семинарах кафедры ФЭМАЭК и научно-технических семинарах в ООО «НПФ КОМТЕРМ» (2006-2008 гг).
Публикации
Основные результаты диссертации изложены в 7 печатных работах, в том числе 2 – в изданиях, рекомендованных ВАК РФ для публикации основных результатов диссертаций на соискание ученых степеней доктора и кандидата наук, и патенте.
Структура и объем диссертации.
Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, библиографического списка из 71 наименований, содержит 122 страниц основного текста и 32 иллюстрации.
Содержание работы .
Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цель и задачи исследования, дается общая характеристика работы.
Первая глава посвящена анализу особенностей конструкции и технологического процесса плавки дуговой печи постоянного тока, требований к источнику питания и системам управления процессом плавки.
Выявлены технологические особенности ДПС в сравнении с печами переменного тока. В печах постоянного тока есть возможность использовать два канала управления мощностью, что позволяет получить более равномерное распределение температурного поля, снизить расход электродов и улучшить экологические характеристики. В отличие от печей переменного тока управление процессом плавки в печах постоянного тока обеспечивается двумя системами регулирования: системой регулирования напряжения путем перемещения электрода и системой регулирования тока, построенной на базе управляемого выпрямителя. Показано, что наиболее значительное влияние на режимы работы электрооборудования и ход технологического процесса плавки оказывает система управления током печи. Как показал проведенный анализ, задачи построения регулятора тока нельзя считать полностью решенными.
Вторая глава посвящена разработке системы регулирования тока, включающей модель электрической дуги.
Рис. 1 Функциональная схема регулятора тока
В результате ранее проводившихся исследований была построена эмпирическая зависимость параметров дуги от введенной электроэнергии. Выражение теплового состояния в печи через введенную электроэнергию удобно для использования при управлении процессом плавки.
Модель дуговой печи постоянного тока, работающей в интервале токов от 0,1 до 36 кА можно представить в виде выражения:
(1),
где 
- напряжение дуги, В; I - ток дуги, А; L – длина межэлектродного промежутка, м; 
; 
; 
; 
- конечная наивысшая за плавку температура нагрева жидкого металла; 
- текущая средняя температура расплавляемой шихты, определяемая как
(2),
где Q – энергия, израсходованная с начала плавки по счетчику, G – масса металлозавалки; ς - средняя удельная теплоемкость металла.
Влияние на вольтамперные характеристики дуги различных электрических и тепловых параметров печи иллюстрируют графики, приведенные на рис.2.
Многомерные зависимости параметров дуги постоянного тока от введенной энергии Q и длины дуги l , приведенные на рис. 2 б, в, г иллюстрируют качественные и количественные изменения напряжения на дуге при изменении технологического режима. В частности, при увеличении среднемассовой температуры шихты напряжение на дуге постепенно уменьшается. Указанные зависимости были положены в основу разработанной многомерной модели, учитывающей характеристики дуги постоянного тока.
На основании экспериментальных исследований и печи постоянного тока и используемых в практике исследований тиристорных выпрямителей была разработана модель регулятора тока печи, представленная в виде структурной схемы.
|
К-во Просмотров: 263
Бесплатно скачать Реферат: Разработка системы управления дуговой печью постоянного тока
|