DE1765514B1 - CONTROL DEVICE FOR OPERATING A MULTI-PHASE ELECTRIC OVEN - Google Patents
CONTROL DEVICE FOR OPERATING A MULTI-PHASE ELECTRIC OVENInfo
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Description
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Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung zum gründe, eine Regeleinrichtung zum Betrieb eines Betrieb eines Mehrphasen-Elektroofens, insbesondere Mehrphasen-Elektroofens zu schaffen, der die vorereines Dreiphasen-Reduktionsofens, bei dem bei kon- wähnten Nachteile nicht anhaften, die vielmehr so ausstanter Leistungsaufnahme die Ofenstromstärke in den gebildet ist, daß auf die dauernden Elektrodenhub-Elektroden untereinander gleichgehalten wird. 5 und -Senkbewegungen verzichtet werden kann.The invention relates to a control device for the basic, a control device for operating a Operation of a multi-phase electric furnace, in particular to create a multi-phase electric furnace, which the vorereines Three-phase reduction furnace, which does not adhere to the disadvantages mentioned, but rather more permanent Power consumption the furnace amperage in which is formed that on the permanent electrode stroke electrodes is kept the same among each other. 5 and lowering movements can be dispensed with.
Die Leistungsaufnahme von Mehrphasen-Elektro- Die in dem Patentanspruch gekennzeichnete Eröfen ist gemäß der Gleichung JV = f{U2, R) eine findung sei nunmehr an Hand zweier Zeichnungen erFunktion der am Ofen anliegenden Spannung und des läutert. Dabei zeigtThe power consumption of multi-phase electric The oven characterized in the claim is according to the equation JV = f {U 2 , R) a finding is now based on two drawings he function of the voltage applied to the oven and clarifies. It shows
Widerstandes des im Ofen befindlichen Reaktionsgutes. F i g. 1 die Schaltung eines Dreiphasen-ElektroofensResistance of the reaction material in the oven. F i g. 1 the circuit of a three-phase electric furnace
Ebenso ist die Stromaufnahme derartiger Öfen gemäß io undLikewise, the power consumption of such ovens according to io and
der Gleichung Z =/([/, R) eine Funktion der am Fig.2 die erfindungsgemäße Regeleinrichtung alsthe equation Z = / ([/, R) is a function of the control device according to the invention as shown in FIG
Ofen anliegenden Spannung und des Widerstandes des Blockschaltbild.Furnace applied voltage and resistance of the block diagram.
im Ofen befindlichen "Reaktionsgutes. Von den vorge- In F i g. 1 ist als Beispiel die Schaltung eines Drehnannten Größen, nämlich Leistung, Stromstärke, Stromofens dargestellt. Die Elektroden 1, 2 und 3 Spannung und Widerstand, können also nur zwei 15 werden über die mit den Lastschaltern 4, 5 und 6 verGrößen frei gewählt werden, wodurch die beiden ande- sehenen Transformatoren 7,8 und 9 mit Spannung vom ren eindeutig bestimmt sind. Drehstromnetz R, S und Γ versorgt. Bei den Transfor-In FIG via which sizes can be freely selected with the load switches 4, 5 and 6, whereby the two other transformers 7, 8 and 9 are clearly determined with voltage from the ren. Three-phase network R, S and Γ supplied.
Aus Zweckmäßigkeitsgründen werden Leistung und matoren 7, 8 und 9 muß es sich nicht um mehrere zu Strom als unabhängige Veränderliche gewählt. Dabei einer Drehstrombank zusammengeschaltete Einphasenist es technisch sinnvoll, eine Regelgröße nur einer 20 Transformatoren handeln, vielmehr ist es durchaus Führungsgröße zuzuordnen, also entweder die Span- auch möglich, einen Dreiphasen-Transformator so zu nung der Leistung und den Widerstand dem Strom schalten, daß jede seiner Phasen zwischen zwei Elektro- oder die Spannung dem Strom und den Widerstand der den liegt.For reasons of expediency, power and mators 7, 8 and 9 need not be more than one Electricity chosen as an independent variable. A three-phase bank is interconnected single-phase it makes technical sense to act as a control variable for only one transformer, rather it is entirely Assign the reference variable, so either the span or a three-phase transformer voltage of the power and switch the resistance to the current so that each of its phases is between two electrical or the voltage to the current and the resistance of the lies.
Leistung. Die jeweilige Variable ist als Störgröße zu be- Mit Hilfe der Regeleinrichtung in F i g. 2 wird autohandeln. 25 matisch beim Auftreten von Unsymmetrien im Möller-Power. The respective variable is to be used as a disturbance variable. With the help of the control device in FIG. 2 will be auto dealing. 25 automatically when asymmetries occur in the Möller
Bei konstant gehaltener Stromstärke ändert sich die widerstand die Ofenstromstärke in den Elektroden da-If the current strength is kept constant, the resistance changes the furnace current strength in the electrodes.
Ofenspannung als Störgröße nur im Rahmen des durch untereinander gleichgehalten, daß die SpannungFurnace voltage as a disturbance variable only in the context of the fact that the voltage is kept the same among each other
Ofen-Stromfahrplanes. Andererseits wird aber der zwischen den Elektroden verändert wird. Die dazu alsFurnace schedule. On the other hand, the one between the electrodes is changed. The as well as
Widerstand des im Ofen befindlichen Reaktionsgutes Regelelemente benutzten Regler A, B, C, D und E sindResistance of the reaction material in the oven Control elements A, B, C, D and E are used
von willkürlichen äußeren Eingriffen, wie beispielsweise 30 als solche bekannt; auf sie bezieht sich die Erfindungfrom arbitrary external interventions, such as for example 30 known as such; the invention relates to them
Beschickung, Abstich, Elektrodenversetzung u. dgl., nicht, vielmehr auf die Zusammenschaltung der ReglerFeeding, tapping, moving electrodes and the like, not, but rather the interconnection of the controller
sowie von nicht vorhersehbaren inneren Vorgängen, in ihrer Gesamtheit.as well as unpredictable internal processes, in their entirety.
wie beispielsweise Material- und Gasbewegungen, so- Bei Abweichung des Ist-Wertes der Leistung Nut such as material and gas movements, so- If the actual value of the power groove deviates
wie Temperatur- und Zustandsänderungen des Reak- vom gewünschten Sollwert der Leistung Nsou verän-how temperature and state changes of the reac- from the desired setpoint of the power N so u change
tionsgutes gestört. 35 dert der Regler A die Sollwerte der Elektrodenströmetion good disturbed. 35 the controller A changes the setpoints of the electrode currents
Bei einer bekannten Regeleinrichtung zum Betrieb Isoii im Regler B. Die geänderten Sollwerte der von Mehrphasen-Elektroöfen der einleitend genannten Elektrodenströme Isoii werden sowohl in dem Zwei-Art wird gemäß der Gleichung punktregier C1 mit dem Ist-Wert des durch die Elek-In a known control device for operation Isoii in controller B. The changed setpoints of the electrode currents I so ii mentioned in the introduction of multi-phase electric furnaces are both in the two-way point controlled according to the equation C 1 with the actual value of the
J1 trode 1 fließenden Elektrodenstromes ZiSi1 wie auch in J 1 trode 1 flowing electrode current ZiSi 1 as well as in
R = — ■ ρ 4o dem Zweipunktregler C2 mit dem Ist-Wert des die R = - ■ ρ 4o the two-position controller C 2 with the actual value of the
1 Elektrode 2 durchfließenden Elektrodenstromes Iut2 1 electrode 2 flowing through electrode current Iut 2
mit einer Impedanzregelung gearbeitet, und zwar der- als auch in dem Zweipunktregler C3 mit dem Istwertworked with an impedance control, namely the and in the two-position controller C 3 with the actual value
art, daß Änderungen des spezifischen Möllerwider- des die Elektrode 3 durchfließenden Stromes /ist8 type that changes in the specific Möllerwider- the current flowing through the electrode 3 / is 8
Standes durch umgekehrt wirkende Änderungen des verglichen.Status by reversely acting changes in the compared.
Elektrodenabstandes h vom Ofenboden ausgeglichen 45 Auf Grund des angestellten Vergleichs der Stromwerden. Auf diese Weise läßt sich der Ohmsche werte wird in jedem der drei Regler C1, C2 und C3 ein Widerstand des im Ofen befindlichen Reaktionsgutes Stellbefehl erzeugt. Der in dem Zweipunktregler C1 erim wesentlichen konstant halten, was bei einer kon- zeugte Stellbefehl wirkt auf den Lastschalterantrieb 4 stanten Spannung zwangläufig auch eine konstante und auf den Lastschalterantrieb 6. Das ist deswegen Stromstärke zur Folge hat. Änderungen des Ohmschen 50 erforderlich, weil noch nicht feststeht, ob die Spannung Widerstandes des im Ofen befindlichen Reaktionsgutes U1 oder die Spannung Uz zu verändern ist, ob also der werden also durch Änderungen des Stromweges ausge- Lastschalterantrieb 4 oder der Lastschalterantrieb 6 in glichen. Dazu ist es nötig, die Elektroden den gerade im Aktion treten soll. Es soll nämlich nur die Spannung Ofen herrschenden elektrischen Verhältnissen ent- geändert werden, deren damit verkettete Ströme vonsprechend dauernd zu heben bzw. zu senken. Zur 55 einander am wenigsten abweichen. Für die Stellbe-Durchführung derartiger Hebe- und Senkbewegungen fehle der Zweipunktregler C2 und C3 gilt ähnliches. Der der Elektroden sind aufwendige Hubwerke erf order- Stellbefahl des Zweipunktreglers C2 wirkt also auf den lieh. Des weiteren ist es zur sicheren Abdichtung des Lastschalterantrieb 4 und auf den Lastschalterantrieb 5. Ofens gegen die Elektroden notwendig, verwickelt auf- In gleicher Weise wirkt der Stellbefahl des Zweipunktgebaute Elektrodenfassungen, die die Elektrodenbe- 60 reglers C3 auf den Lastschalterantrieb 5 und auf den wegungen mitmachen können, und Stopfbuchsen zu Lastschalterantrieb 6.The electrode distance h from the furnace floor is compensated 45 On the basis of the comparison made, the currents become. In this way, the ohmic value is generated in each of the three controllers C 1 , C 2 and C 3, a resistance of the reaction material in the oven control command. The hold in the two- position controller C 1 essentially constant, which with a convincing control command acts on the load switch drive 4 inevitably a constant voltage and on the load switch drive 6. This is therefore the result of the current intensity. Changes to the ohmic 50 required because it has not yet been determined whether the voltage resistance of the reaction material in the oven U 1 or the voltage U z is to be changed, i.e. whether the load switch drive 4 or the load switch drive 6 are equaled by changes in the current path . To do this, it is necessary to use the electrodes that you are about to kick in the action. This is because only the electrical conditions prevailing in the furnace should be changed, the currents linked to it should be constantly raised or lowered accordingly. To 55 differ the least from each other. The two-point controllers C 2 and C 3 are missing for the Stellbe implementation of such lifting and lowering movements. The electrodes are elaborate hoists required- control command of the two-position controller C 2 thus acts on the borrowed. Furthermore, it is necessary for the secure sealing of the load switch drive 4 and the load switch drive 5. Furnace against the electrodes, entangled in the same way, the setting command of the two-point built electrode holder, which the electrode controller C 3 on the load switch drive 5 and on the movements, and stuffing boxes to load switch drive 6.
benutzen. Derartige Elektrodenfassungen geben nicht In dem Regler D1 wird der Ist-Wert des durch dieuse. Such electrode holders do not give. In the controller D 1 , the actual value of the
selten Anlaß zu erheblichen Betriebsstörungen. Ein Elektrode 1 fließenden Stromes Zi-Si1 mit dem Ist-Wertseldom cause serious operational disruptions. An electrode 1 flowing current Zi-Si 1 with the actual value
weiterer Nachteil der bekannten Verfahrensweise liegt des durch die Elektrode 2 fließenden Stromes Iut2, inAnother disadvantage of the known procedure is the current Iut 2 , in flowing through the electrode 2
darin, daß flexible Zuführungen zu den Elektroden für 65 dem Regler Z)2 der Ist -Wert des durch die Elektrode 2in that flexible leads to the electrodes for 65 the controller Z) 2 the actual value of the through the electrode 2
Strom-, Kühlmittel- und Meßleitungen erforderlich fließenden Stromes IiSt2. mit dem Ist-Wert des durch dieCurrent, coolant and measuring lines required flowing current IiSt 2 . with the actual value of the
sind. Elektroden 3 fließenden Stromes IiSts und in dem Reg-are. Electrodes 3 flowing current Ii S t s and in the Reg-
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu- ler Z)3 der Ist Wert des durch die Elektrode 3 fließendenIn contrast, the object of the invention is to Z) 3 the actual value of the value flowing through the electrode 3
5 größer ist als der Absolutbetrag der Differenz5 is greater than the absolute amount of the difference
in dem Regler .E1 daraufhin verglichen, welcher der beiden Beträge am größten ist. Für den Fall, daß der Absolutbetrag der Differenzin the controller .E 1 then compared which of the two amounts is the largest. In the event that the absolute amount of the difference
IiSt1 — listi IiSt 1 - listi
kleiner ist als der Absolutbetrag der Differenzis less than the absolute amount of the difference
IiSt3 — IiSt1 , IiSt 3 - IiSt 1 ,
erfolgt der Freigabebefehl für den Lastschalterantrieb 4. Für den anderen Fall, daß der Absolutbetrag der Differenz the release command for the load switch drive 4 occurs. For the other case that the absolute amount of the difference
IiSt3 — IiSt1 IiSt 3 - IiSt 1
kleiner ist als der Absolutbetrag der Differenzis less than the absolute amount of the difference
IiSt1 — listi ,IiSt 1 - listi,
erfolgt der Freigabebefehl für den Lastschalterantrieb 6.the release command for the load switch drive 6 occurs.
Ähnliches gilt auch für die übrigen Regler. Die in dem Regler D1 festgestellte DifferenzThe same applies to the other controllers. The difference found in the controller D 1
IiSt1 —IiSt 1 -
Stromes ItSt3 mit dem Ist-Wert des durch die Elektro- während in dem anderen Fall, daß der Absolutbetrag den 1 fließenden Stromes Z8-Si1 verglichen. Der Absolut- der Differenz betrag der in dem Regler D1 festgestellten DifferenzCurrent ItSt 3 with the actual value of the current Z 8 -Si 1 flowing through the electric while in the other case that the absolute amount is compared. The absolute difference is the difference determined in controller D 1
IiSt1 JistiIiSt 1 Jisti
wird mit dem Absolutbetrag der in dem Regler D3 is with the absolute amount of the controller D 3
festgestellten Differenz der Freigabebefehl für den Lastschalterantrieb 5 erfolgt.detected difference the release command for the load switch drive 5 takes place.
Die Regeleinrichtung gemäß der Erfindung ist im einzelnen dadurch gekennzeichnet, daß man bei Abweichungen des Ist-Wertes (Nut) vom Sollwert (Nsoii) der Ofenleistung durch einen Regler (A) die Sollwerte der Elektrodenströme (Isou) in einem Regler (B) verändert; daß man die geänderten Sollwerte (Isou) der Elektrodenströme in weiteren Reglern (C1, C2, C3) mit den Ist-Werten der Elektrodenströme (ItSt1, Iistz, IiSt3) vergleicht; daß man bei Abweichungen der geänderten Sollwerte (Isou) von den Ist-Werten der Elektrodenströme (ItSt1, IiSt2, IiSt3) Stellbefehle an die Stufenschalterantriebe (4, 5, 6) der der jeweiligen Elektrode (1, 2, 3) benachbarten Ofentransformatoren (7, 8, 9) gibt; daß in weiteren Reglern (D1, D2, D3) in an sich bekannter Weise die Differenzen zwischen den Ist-Werten der die jeweilige Elektrode und ihre beidseitig benachbarten Elektroden durchfließenden Elektrodenströme gebildet werden und daß über weitere Regler (E1, E2, E3) nur derjenige Stufenschalterantrieb freigegeben wird, dessen zugehöriger Ofentransformator zwischen den die kleinere Stromdifferenz aufweisenden Elektroden liegt.The control device according to the invention is characterized in that, if the actual value (groove) deviates from the nominal value (N so ii) of the furnace output, a regulator (A) controls the nominal values of the electrode currents (I so u) in a regulator ( B) changed; that one compares the changed setpoint values (I so u) of the electrode currents in further controllers (C 1 , C 2 , C 3 ) with the actual values of the electrode currents (ItSt 1 , Iistz, IiSt 3 ); that if the changed setpoint values (I so u) deviate from the actual values of the electrode currents (ItSt 1 , IiSt 2 , IiSt 3 ) , setting commands to the step switch drives (4, 5, 6) of the respective electrode (1, 2, 3 ) there are adjacent furnace transformers (7, 8, 9); that in further controllers (D 1 , D 2 , D 3 ) the differences between the actual values of the electrode currents flowing through the respective electrode and its adjacent electrodes on both sides are formed in a manner known per se, and that via further controllers (E 1 , E 2 , E 3 ) only that tap changer drive is released whose associated furnace transformer is located between the electrodes having the smaller current difference.
Auf diese Weise gelangt man zu einer Regeleinrichtung zum Betrieb eines Mehrphasen-Elektroofens, der die vorgenannte Erfindungsaufgabe voll erfüllt. Insbesondere entfällt die bisher notwendige, aufwendige maschinelle Einrichtung, um die schweren Elektroden schnell und genau auf und ab zu bewegen. Die Strom- und Wasserzuführungen zu den Elektroden können starr ausgeführt werden, wodurch sich der Blindwiderstand des Ofens verringert. Hinzu kommt, daß die Reaktion im Ofen ruhiger abläuft, wenn das gerade durch die Unruhe des Reaktionsablaufes im Ofen bedingte dauernde Heben und Senken der Elektroden unterbleibt und die Elektroden nur noch entsprechend ihrem Abbrand kontinuierlich nachversetzt werden.In this way one arrives at a control device for operating a multiphase electric furnace, the the aforementioned task of the invention is fully met. In particular, the previously necessary, expensive one is no longer necessary mechanical device to move the heavy electrodes up and down quickly and accurately. The electricity and water supply lines to the electrodes can be made rigid, reducing the reactance of the furnace. In addition, the reaction in the oven takes place more calmly when that is happening Continuous raising and lowering of the electrodes caused by the restlessness of the reaction process in the furnace does not take place and the electrodes are only continuously relocated according to their consumption.
Claims (1)
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