專利名稱：礦熱爐微機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于對(duì)礦熱爐在冶煉全過(guò)程的微機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置。
就目前已有技術(shù)確知，該控制調(diào)節(jié)器是由弧流、弧壓測(cè)量回路、給定回路、比較回路、觸發(fā)放大回路，可控硅整流回路、離合電器回路、機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)構(gòu)成。治煉時(shí)將弧流、弧壓回路的輸出信號(hào)和給定值送入比較回路進(jìn)行比較，將比較后的偏差作為速度控制的基礎(chǔ)信號(hào)，送入觸發(fā)回路放大輸出，由觸發(fā)輸出信號(hào)觸發(fā)可控硅導(dǎo)通的大小電流變化，使之改變離合器線圈電流的大小，從而達(dá)到控制電極上升速度快慢的目的；電極下降是靠電極橫臂自身的重量。不足之處及原因有三點(diǎn)一是調(diào)節(jié)全靠人工操作，速度慢、精度差、弧流連續(xù)性被破壞，經(jīng)常出現(xiàn)大電流沖擊及斷電極現(xiàn)象；二是三相功率的給定，分別由三個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)靠人工調(diào)節(jié)，造成三相功率不平衡；三是電器部分結(jié)構(gòu)復(fù)雜故障點(diǎn)多、失控情況多、使設(shè)備利用率降低，耗能大。
本實(shí)用新型的目的是為了解決上述存在的不足，通過(guò)微機(jī)對(duì)弧流、弧壓、給定、反饋等信號(hào)進(jìn)行綜合性處理，發(fā)出控制指令觸發(fā)可控硅導(dǎo)通，使其輸出大小變化的電流來(lái)完成力矩電機(jī)的調(diào)節(jié)，力矩電機(jī)與機(jī)械配合實(shí)現(xiàn)爐子在冶煉過(guò)程中的最佳功率閉環(huán)控制。
本實(shí)用新型是以下列技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)它包括弧流信號(hào)電路(1)、弧壓信號(hào)電路(2)、功率設(shè)定電路(3)、觸發(fā)放大電路(4)、可控硅電路(5)和雙向力矩電極(6)及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中弧流信號(hào)電路(1)、弧壓信號(hào)電路(2)、功率設(shè)定電路(3)的信號(hào)輸出端接入微型計(jì)算機(jī)(7)。在微型計(jì)算機(jī)的輸入端還設(shè)有三個(gè)同步信號(hào)電路(8)，微型計(jì)算機(jī)的輸出端接入觸發(fā)放大電路(4)、觸發(fā)放大電路通過(guò)可控硅電路(5)去控制雙向力矩電機(jī)(6)，在雙向力矩電機(jī)的輸出端還設(shè)有電流反饋電路(9)和電極狀態(tài)調(diào)整電路(10)，由雙向力矩電機(jī)去驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(11)實(shí)現(xiàn)爐子冶煉全過(guò)程的閉環(huán)控制，另外分別還設(shè)有供微機(jī)和同步信號(hào)電路、觸發(fā)放大電路、功率設(shè)定和電極運(yùn)行狀態(tài)電路的三種直流電源電路。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)1.采用了微型計(jì)算機(jī)技術(shù)，對(duì)礦熱爐冶煉全過(guò)程的關(guān)鍵信號(hào)進(jìn)行了閉環(huán)檢測(cè)與控制，經(jīng)過(guò)微機(jī)高速運(yùn)算、判斷、識(shí)別和智能化處理，實(shí)現(xiàn)爐子在冶煉全過(guò)程的最佳功率閉環(huán)控制。
2.能將三項(xiàng)功率自動(dòng)調(diào)節(jié)為同一設(shè)定值，使電爐變壓器功率利用率和無(wú)功功率因數(shù)提高，爐風(fēng)升溫速度加快，爐溫分布均勻，爐襯壽命延長(zhǎng)，產(chǎn)品的質(zhì)量達(dá)到100％，產(chǎn)量提高10％。
3.雙向力矩電機(jī)無(wú)觸點(diǎn)控制取代了老式調(diào)節(jié)器，交流接觸器、磁力啟動(dòng)器、換向開(kāi)關(guān)等，提高了控制精度和運(yùn)行可靠性，設(shè)備運(yùn)行率達(dá)到98％，電耗降低約12％。
4.設(shè)置了電極各種運(yùn)行狀態(tài)的保護(hù)電路，使電極始終處于最佳的工作狀態(tài)，防止了兩相觸料、短路跳閘、爐面保溫層破壞，電極損壞等事故發(fā)生，減少對(duì)電網(wǎng)和機(jī)械系統(tǒng)的沖擊。
本實(shí)用新型的
圖1為本實(shí)用新型工作原理框圖。
圖2為本實(shí)用新型電路工作原理圖。
結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的連接結(jié)構(gòu)及其電路工作原理作進(jìn)一步的詳細(xì)描述如圖1所示該調(diào)節(jié)器，包括弧流信號(hào)電路1、弧壓信號(hào)電路2、功率設(shè)定電路3、觸發(fā)放大電路4、可控硅電路5、雙向力矩電機(jī)6及機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)11，其中弧流信號(hào)電路、弧壓信號(hào)電路、功率設(shè)定電路的信號(hào)輸出端接入一微型計(jì)算機(jī)7，在微型計(jì)算機(jī)的輸入端還設(shè)有一個(gè)同步信號(hào)電路8，由微型計(jì)算機(jī)的輸出接入觸發(fā)放大電路4、觸發(fā)放大電路通過(guò)可控硅電路5去控制雙向力矩電機(jī)6，雙向力矩電機(jī)的輸出端連接電流反饋電路9和電極狀態(tài)調(diào)整電路10，其輸出信號(hào)分別送入微型計(jì)算機(jī)7，最后由雙向力矩電機(jī)去驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)爐子冶煉全過(guò)程的閉環(huán)控制。根據(jù)微型計(jì)算機(jī)和同步信號(hào)電路、觸發(fā)放大電路、功率設(shè)定電路和電極運(yùn)行狀態(tài)調(diào)整電路幾種工作電源的不同需要，還設(shè)置有三種直流電源電路。如圖2所示，其中所設(shè)置的同步信號(hào)電路8是由三組相同的獨(dú)立電路所構(gòu)成，輸出三個(gè)同步信號(hào)CT0、CT1、CT2，其中的一個(gè)獨(dú)立電路是由變壓器B5、整流電路Z5、分壓電阻R6、R7，開(kāi)關(guān)三極管BG1、BG2及R8和R9構(gòu)成。所設(shè)置的電流反饋電路9是由相同的獨(dú)立電路所構(gòu)成，分別產(chǎn)生兩個(gè)反饋信號(hào)給計(jì)算機(jī)，其中的一個(gè)獨(dú)立電路是通過(guò)三相輸出電流互感器LH1～LH3連接整流電路D10～D15，再通過(guò)穩(wěn)壓管D16和電容C18穩(wěn)壓濾波，由電位器W3調(diào)整輸出。所設(shè)置的電極狀態(tài)調(diào)整電路10，分別由電位器W6、W7、W8、W9、W10、W11、W12、W13和各自串接的電阻所構(gòu)成。
按照?qǐng)D2所示詳述該調(diào)節(jié)器的工作原理礦熱爐在冶煉時(shí)電極上的弧流是數(shù)千安培的交流電，微機(jī)不能直接檢測(cè)，因此只能通過(guò)電路的變換處理，其弧流信號(hào)電路原理是通過(guò)電流互感器按一定比例將大電流變?yōu)樾‰娏?，由互感器的次極電流通過(guò)103線→電流表A1→電阻RD1(RD1上產(chǎn)生電壓降U，完成電流轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷汗ぷ?再通過(guò)107線→自動(dòng)/手動(dòng)開(kāi)關(guān)KZIA→變壓器B2(B2的作用一是起隔離作用，二是將U按1∶5升壓)經(jīng)Z1整流，再經(jīng)濾波，穩(wěn)壓，在電位器W1上產(chǎn)生A0＝3.2伏的電壓送入微機(jī)。圖2所示，高壓弧壓，經(jīng)過(guò)電路的變換處理，變成微機(jī)能識(shí)別的直流電壓信號(hào)，其弧壓信號(hào)電路原理是導(dǎo)線直接由爐殼引來(lái)(不能與大地相通，以防止電極接地時(shí)，影響工作)接到熔斷器IRD(作短路保護(hù))→電壓表VI由106導(dǎo)線接入→手動(dòng)/自動(dòng)開(kāi)關(guān)，經(jīng)108導(dǎo)線→降壓隔離變壓器B1→整流器Z2再經(jīng)穩(wěn)壓管、電容器C2穩(wěn)壓、濾波，在電位器W2上產(chǎn)生IV0＝3.2伏的電壓送入微機(jī)。根據(jù)爐子具體情況由人預(yù)先設(shè)定一個(gè)功率值，該功率設(shè)定電路是用5V’的直流電壓，通過(guò)電位器W5調(diào)節(jié)再送入微機(jī)。爐子在整個(gè)冶煉過(guò)程中弧流不斷地進(jìn)行變化，為了實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，需要對(duì)電機(jī)升降中的三項(xiàng)電流變化情況不斷進(jìn)行檢測(cè)，圖2中所設(shè)的電流反饋電路是將電流變化情況經(jīng)該電路變換處理，變?yōu)槲C(jī)能識(shí)別的直流電壓，其工作原理是來(lái)自三項(xiàng)電極的交流電A0、B0、C0通過(guò)電流互感器LH1～LH3將三項(xiàng)輸出電流加到D10～D15進(jìn)行整流，再經(jīng)D16、C18濾波穩(wěn)壓，在電位器W3上產(chǎn)生電機(jī)上升的電壓反饋信號(hào)，經(jīng)導(dǎo)線147送入微機(jī)，用同樣電路，在電位器W4上產(chǎn)生電機(jī)下降的電壓反饋信號(hào)，經(jīng)導(dǎo)線148送入微機(jī)。爐子冶煉時(shí)電極可呈現(xiàn)八種不同的運(yùn)行狀態(tài)，①電機(jī)正轉(zhuǎn)速度接近120轉(zhuǎn)/分所需的電壓；②電機(jī)反轉(zhuǎn)速度接近120轉(zhuǎn)/分所需電壓；③電極全速上升速度接近0.5米/分所需的電壓；④電極全速下降速度接近0.5米/分所需的電壓；⑤電極上升不得超過(guò)短網(wǎng)需可范圍所需電壓；⑥電極下降到觸底時(shí)，鋼絲不得松動(dòng)所需的電壓；⑦電極自動(dòng)上升所需的電壓；⑧電極自動(dòng)下降所需的電壓，所設(shè)的電極狀態(tài)調(diào)整電路是采用5V’的直流電壓，通過(guò)八個(gè)電位器W6～W13調(diào)節(jié)，產(chǎn)生各自所需的八個(gè)電壓送入微機(jī)。為了保證各種電路所產(chǎn)生的信號(hào)能夠同步的進(jìn)行工作，需產(chǎn)生精確的三項(xiàng)定時(shí)電流脈沖，圖2中所設(shè)的同步信號(hào)電路是由三組相同的獨(dú)立電路所構(gòu)成，通過(guò)R9、R13、R17將產(chǎn)生的三項(xiàng)定時(shí)電流脈沖CT0、CT1、CT2送入微機(jī)，其中一項(xiàng)電流脈沖信號(hào)CT0是由下述電路取得，變壓器B5的次極電壓經(jīng)Z5整流，由電阻R6、R7分壓，在正弦波形過(guò)零點(diǎn)附近獲得電位VB，當(dāng)VB＜0.6伏時(shí)，三極管BG1截止，BG2導(dǎo)通，當(dāng)VB＞0.6伏時(shí)，BG1導(dǎo)通，BG2截止，在R9上產(chǎn)生同步信號(hào)CT0送入微機(jī)，用同樣兩組電路分別產(chǎn)生同步信號(hào)CT1、CT2送入微機(jī)。由微機(jī)將上述采集到的16種信號(hào)經(jīng)過(guò)高速運(yùn)算、判斷、識(shí)別和智能化處理，不斷發(fā)出新的控制指令F1、F2、F3、F4、F5、F6，控制指令經(jīng)過(guò)觸發(fā)放大電路進(jìn)行整形放大，輸出觸發(fā)脈沖。其工作原理由圖2所示從微機(jī)輸出的24伏移相電平訊號(hào)F6，驅(qū)動(dòng)三極管BG7通斷，經(jīng)脈沖變壓器B7的兩個(gè)次級(jí)，輸出觸發(fā)脈沖G61、G62，同時(shí)觸發(fā)每個(gè)相位中的兩只并聯(lián)可控硅。圖中R49為限流電阻，R50和R51為均流電阻，C34和C35為高頻旁路電容，C39為濾波電容，C36與R52為浪涌吹收器，D32與D33兩只發(fā)光二極管消除BG7截止時(shí)脈沖變壓器各繞組產(chǎn)生的過(guò)電壓危害。觸發(fā)電路中的其它相同電路可產(chǎn)生G11、G12、G21、G22、G31、G32、G41、G42、G51、G52觸發(fā)信號(hào)。由觸發(fā)脈沖控制三式過(guò)零式可控硅導(dǎo)通角的大小，輸出大小變化的電流，該電流流經(jīng)雙向力矩電機(jī)JD不同的繞組，圖2所示將A0項(xiàng)電流加到四只三項(xiàng)過(guò)零式交流可控硅3CT1～4上，由觸發(fā)脈沖G11、G12、G41、G42控制可控硅導(dǎo)通角的大小，輸出大小變化的電流流經(jīng)力矩電機(jī)JD不同繞組，電流流經(jīng)左邊繞組時(shí)電機(jī)正轉(zhuǎn)，電流流經(jīng)右邊繞組時(shí)電機(jī)反轉(zhuǎn)，通過(guò)可控硅電流的大小實(shí)現(xiàn)力矩的調(diào)節(jié)，經(jīng)力矩電機(jī)與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的配合，完成電極準(zhǔn)確平穩(wěn)的升降。用同樣的電路原理分別完成B0、C0兩項(xiàng)電流的控制。
本實(shí)用新型設(shè)置了三種工作電源圖2所示①8V直流穩(wěn)壓電源由隔離變壓器B3的次極電壓→濾波器→降壓變壓器B4→整流器Z4→三端穩(wěn)壓器LM7809與以C12、C13、C14、C15組成的穩(wěn)壓電路輸出8V電壓由168導(dǎo)線通過(guò)復(fù)位按鈕開(kāi)關(guān)送給微機(jī)，同時(shí)還經(jīng)三端穩(wěn)壓器LM7805與C16、C17組成的穩(wěn)壓電路輸出5V電壓送給同步信號(hào)電路作工作電源用。②脈沖電源變壓器B5的次級(jí)繞組電壓經(jīng)D4到D9組成的三相橋式整流，輸出36V電壓，經(jīng)導(dǎo)線161與VP端送給脈沖觸發(fā)電路作電源用，再經(jīng)三端穩(wěn)壓器7824與電容組成的穩(wěn)壓電路，輸出24V送到微機(jī)，作電平轉(zhuǎn)換接口板的工作電源用。③輔助電源由變壓器B6的次級(jí)電壓經(jīng)Z3整流→三端穩(wěn)壓器7805與C4、C5、C6、C7組成的穩(wěn)壓電路，輸出直流電壓5V’供給功率設(shè)定電路、八種電極狀態(tài)調(diào)整電路和手動(dòng)總升降單升降開(kāi)關(guān)用。
權(quán)利要求1.一種礦熱爐微機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)器，它包括弧流信號(hào)電路(1)、弧壓信號(hào)電路(2)、功率設(shè)定電路(3)、觸發(fā)放大電路(4)、可控硅電路(5)和雙向力矩電機(jī)(6)及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征是弧流信號(hào)電路(1)、弧壓信號(hào)電路(2)、功率設(shè)定電路(3)的信號(hào)輸出端接入微型計(jì)算機(jī)(7)，在微型計(jì)算機(jī)的輸入端設(shè)有三個(gè)同步信號(hào)電路(8)，微型計(jì)算機(jī)的輸出端接入觸發(fā)放大電路(4)、觸發(fā)放大電路通過(guò)可控硅電路(5)去控制雙向力矩電機(jī)(6)，在雙向力矩電機(jī)的輸出端還設(shè)有電流反饋電路(9)和電極狀態(tài)調(diào)整電路(10)，由雙向力矩電機(jī)去驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(11)實(shí)現(xiàn)爐子冶煉全過(guò)程的閉環(huán)控制，另外分別還設(shè)有供微機(jī)和同步信號(hào)電路、觸發(fā)放大電路、功率設(shè)定和電極運(yùn)行狀態(tài)電路的三種直流電源電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦熱爐微機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)器，其特征是所述的同步信號(hào)電路(8)由三組相同的獨(dú)立電路所構(gòu)成，輸出三個(gè)同步信號(hào)CT0、CT1、CT2，其中的一個(gè)獨(dú)立電路是由變壓器B5、整流電路Z6、分壓電阻R6、R7，開(kāi)關(guān)三極管BG1、BG2、R8和R9所構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦熱爐微機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)器，其特征是所述的電流反饋電路(9)是由兩組相同的獨(dú)立電路所構(gòu)成，分別產(chǎn)生兩個(gè)反饋信號(hào)給計(jì)算機(jī)，其中的一個(gè)獨(dú)立電路是通過(guò)三相輸出電流互感器LH1～LH3連接整流電路D10～D15再通過(guò)穩(wěn)壓管D16和電容C18穩(wěn)壓濾波，由電位器W3調(diào)整輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦熱爐微機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)器，其特征是所述的電極狀態(tài)調(diào)整電路(10)分別由電位器W6、W7、W8、W9、W10、W11、W12、W13和各自串接的電阻所構(gòu)成。
專利摘要本實(shí)用新型是涉及一種礦熱爐微機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)器，它是將弧流、弧壓、設(shè)定及同步信號(hào)輸入給微機(jī)，經(jīng)微機(jī)處理放大輸送給觸發(fā)電路，再通過(guò)可控硅去調(diào)節(jié)雙向力矩電機(jī)，另外設(shè)有力矩電機(jī)的工作狀態(tài)電源和電極狀態(tài)調(diào)整電路。該調(diào)節(jié)器對(duì)冶煉全過(guò)程的關(guān)鍵信號(hào)進(jìn)行了閉環(huán)檢測(cè)與控制，經(jīng)過(guò)微機(jī)高速運(yùn)算、判斷、識(shí)別和智能化處理，實(shí)現(xiàn)了爐子在冶煉全過(guò)程的最佳功率閉環(huán)控制。
文檔編號(hào)G05F1/02GK2236668SQ95245298
公開(kāi)日1996年10月2日 申請(qǐng)日期1995年9月29日 優(yōu)先權(quán)日1995年9月29日
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