Разработка системы управления дуговой печью постоянного тока

1. На основании  анализа особенностей технологии, конструкции  и систем питания и управления дуговыми печами постоянного тока  сформулированы требования к источнику  питания и системе управления током дуги для обеспечения заданного  качества регулирования. Обоснован вывод о целесообразности совершенствования регулятора тока.
2. На основе многофакторной модели дуги печи постоянного тока построена структура регулятора тока, позволяющая анализировать зависимости, связывающие параметры короткой сети и сглаживающего дросселя с параметрами ПИД-регулятора тока, при которых обеспечивается заданное качество регулирования.
3. Разработана модель системы управления током в дуговой печи постоянного тока, позволяющая проводить исследование и проектирование в диалоговом режиме систем управления для класса печей постоянного тока.
4. На основании проведенных исследований системы регулирования тока печи показана целесообразность построения адаптивного регулятора тока, обеспечивающего автоматическую подстройку параметров регулятора при изменении теплового и электрического состояния дуги.
5. На основании разработанной модели регулятора тока дуговой печи, учитывающей пульсации выпрямленного напряжения управляемого выпрямителя, определены зависимости граничных параметров короткой сети, при которых обеспечивается выполнение условия I>0, в зависимости от величины и частоты пульсаций для схем выпрямления с различной пульсностью. Установлено существенное влияние пульсаций выпрямленного напряжения, приводящее к ухудшению условий горения дуги.
6. Установлено, что устойчивая работа аналогового регулятора тока обеспечивается при постоянной времени в канале обратной связи не превышающей 200мкс, а в цифровом регуляторе тока квантование по времени не должно превышать 240мкс и инвариантно относительно частоты и величины пульсаций.
7. Разработанная методика экспериментальных исследований системы управления дуговой печью постоянного тока позволила уточнить модель системы, параметры её элементов, а проведенные на промышленной печи исследования подтвердили реализуемость и работоспособность предлагаемой системы регулирования.
8. Даны рекомендации по построению системы управления дуговой печью постоянного тока на базе иерархической системы, включающей в себя центральный промышленный компьютер и локальные регуляторы на программируемых контроллерах, управляющие отдельными подсистемами регулирования тока дуги, напряжения дуги и вспомогательными механизмами печи.
9. Предложен комплекс методик проектирования, позволяющих проводить анализ и синтез систем питания и управления дуговыми печами постоянного тока.

     Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Нехамин И.С., Рубцов В.П. Исследование системы регулирования тока дуговой сталеплавильной печи постоянного тока. // Вестник МЭИ. – 2007. – №5. – С. 34-40.
2. Рубцов В.П., Нехамин И.С. Исследование влияния пульсаций выпрямленного напряжения на устойчивость горения электрической дуги // Вестник МЭИ. – 2008. – №6. – С. 97-107.
3. Рубцов В.П., Нехамин И.С. Источник питания с улучшенными энергетическими показателями для дуговой печи постоянного тока. Труды Всероссийской научно-технической конференции с международным участием, Екатеринбург:, ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2006 г., с. 215-218
4. Структурное моделирование регулятора тока дуговой сталеплавильной печи постоянного тока. Нехамин И.С. // Труды XI Международной конференции "Электромеханика, электротехнологии, электротехнические материалы и компоненты"  (МКЭЭЭ-2006) С. – 454-456.
5. Дуговая печь постоянного тока для плавки алюминия. / И.С. Нехамин, В.П. Рубцов//Радиоэлектроника, электротехника и энергетика. Одиннадцатая международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов: Тез. докл. В 3-х т. – М.: МЭИ, 2005. Т.2. – 464с, с: 168-169.
6. Рубцов В.П. Нехамин И.С. Исследование влияния пульсаций выпрямленного напряжения в регуляторе тока дуговой печи постоянного тока. // Двенадцатая Международная конференция «Электромеханика, электротехнологии, электротехнические материалы и компоненты». Тр. – М.: МЭИ, 2008. – С. 258.
7. Патент №2324281 РФ, Н02М 7/02, Н05В 7/144, Н02М 7/162. Источник питания постоянного тока для дуговой печи (его варианты)  / Мустафа Георгий Маркович, Нехамин Сергей Маркович, Нехамин Илья Сергеевич, Пащенков Федор Сергеевич опубл. 10.05.2008.-Бюл. №45.