Разработка системы управления дуговой печью постоянного тока
Автор работы: Пользователь скрыл имя, 26 Мая 2010 в 04:46
Описание работы
Актуальность темы обусловлена недостаточной проработанностью методик, позволяющих проводить анализ и синтез систем управления током в дуговых сталеплавильных печах постоянного тока (ДПС), что вызвано, с одной стороны, недостаточным опытом эксплуатации ДПС, а с другой, - сложностью и нелинейным характером самого объекта управления. Эффективные электрические и технологические режимы работы печи обеспечиваются при проектировании системы управления печи по методикам, учитывающим влияние различных факторов. Диссертационная работа содержит описание соответствующих методик, практические рекомендации, результаты моделирования и промышленных испытаний. Применение этого инструмента позволит снизить как капитальные затраты на установку вновь разрабатываемых печей, так и эксплуатационные затраты действующих печей.
Файлы: 1 файл
NekhaminIS.doc
— 4.45 Мб (Скачать файл)- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- Предложен комплекс методик проектирования, позволяющих проводить анализ и синтез систем питания и управления дуговыми печами постоянного тока.
Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:
- Нехамин И.С., Рубцов В.П. Исследование системы регулирования тока дуговой сталеплавильной печи постоянного тока. // Вестник МЭИ. – 2007. – №5. – С. 34-40.
- Рубцов В.П., Нехамин И.С. Исследование влияния пульсаций выпрямленного напряжения на устойчивость горения электрической дуги // Вестник МЭИ. – 2008. – №6. – С. 97-107.
- 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
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.