交流電弧爐新型穩(wěn)恒流調(diào)功率（電極免升降）節(jié)能系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】交流電弧爐新型穩(wěn)恒流調(diào)功率（電極免升降）節(jié)能系統(tǒng)。本發(fā)明涉及一種在電弧爐、埋弧爐、電阻爐、真空爐、電熱爐等冶煉系統(tǒng)中應(yīng)用的新技術(shù)。主要應(yīng)用于電壓要求連續(xù)變化或電流要求連續(xù)變化或兩者兼有的阻性和阻感性負載系統(tǒng)中，節(jié)能效果顯著。本發(fā)明可以在電弧爐、埋弧爐冶煉系統(tǒng)冶煉過程中當(dāng)需要爐內(nèi)穩(wěn)（恒）流、爐內(nèi)調(diào)弧壓時，代替通過控制電極的升降穩(wěn)（恒）流、調(diào)整輸入功率的傳統(tǒng)冶煉工藝。如在電阻爐、真空爐、電熱爐等冶煉系統(tǒng)中應(yīng)用，電壓可以平滑、無級、寬范圍、連續(xù)性調(diào)節(jié)，具有易于實現(xiàn)設(shè)備自動化、損耗低、諧波小、密封性好的特點，特別是可以解決原有技術(shù)電壓電流時斷時續(xù)的問題。
【專利說明】交流電弧爐新型穩(wěn)恒流調(diào)功率(電極免升降)節(jié)能系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種在電弧爐、埋弧爐、電阻爐、真空爐、電熱爐等冶煉系統(tǒng)中應(yīng)用的新技術(shù)。本發(fā)明原理是在一個電壓的連續(xù)正弦波(串變調(diào)壓變壓器主變低壓輸出的波形)上迭加另一個同步率電壓可平滑無級調(diào)節(jié)的可通斷的正弦波(串變調(diào)壓變壓器串變低壓輸出的波形，電壓高低是通過改變通斷比來實現(xiàn)的)進行合成，合成的電壓是連續(xù)的、可平滑無級調(diào)節(jié)的，用此可平滑無級調(diào)節(jié)的合成電壓代替電弧爐電極升降調(diào)弧壓、穩(wěn)流、調(diào)功的功能。合成的電壓波形比較接近正弦波，調(diào)壓范圍可在0-100%之間。即把交流調(diào)壓器當(dāng)作高速響應(yīng)、無觸點化電爐變壓器分接開關(guān)使用。
[0002]本專利可以在電弧爐、埋弧爐冶煉系統(tǒng)冶煉過程中當(dāng)需要爐內(nèi)穩(wěn)(恒)流、爐內(nèi)調(diào)弧壓時，代替通過控制電極的升降穩(wěn)(恒)流、調(diào)整輸入功率的傳統(tǒng)冶煉工藝的一種新技術(shù)。具有可自動或人工快速調(diào)整維持爐內(nèi)穩(wěn)(恒)電流、調(diào)弧壓、減小電壓波動與閃變、易于實現(xiàn)系統(tǒng)的自動化控制、當(dāng)不需要電極升降時電爐的密封性好可以獲得強還原性氣芬對爐內(nèi)反應(yīng)有利、在突發(fā)情況下可以快速斷電和快速恢復(fù)供電、節(jié)能效果顯著。
[0003]如在系統(tǒng)低壓電壓變化范圍大、電弧電流變化大的低壓大電流系統(tǒng)(如各種交流電弧爐)中應(yīng)用，能不升降電極就達到調(diào)壓、穩(wěn)(恒)流的效果。
[0004]本發(fā)明還可應(yīng)用于其他電壓要求連續(xù)變化狀態(tài)或電流要求連續(xù)變化狀態(tài)或兩者兼有的阻性、阻感性交流系統(tǒng)中，如電阻爐、真空爐、電熱爐系統(tǒng)。本發(fā)明原理是在一個連續(xù)正弦波上迭加一個電壓可調(diào)的間斷正弦波進行電壓連續(xù)調(diào)節(jié)的，波形比較接近正弦波，達到對設(shè)備的影響降到最低。因此在電阻爐等冶煉設(shè)備中容易實現(xiàn)電壓在平滑、無級、寬范圍調(diào)節(jié)，具有易于實現(xiàn)設(shè)備自動化、損耗低、諧波小的要求。
[0005]本發(fā)明具有節(jié)電，可縮短電爐短網(wǎng)，最大限度減小電弧弧長，減小電弧弧阻，減小電爐變壓器容量，減小設(shè)備投資，減小電壓波動與閃變，減少系統(tǒng)所需無功功率，提高系統(tǒng)自身功率因數(shù)的顯著效果。
[0006]特別在突發(fā)短路及其它需要快速處理的突發(fā)情況時具有在毫秒級甚或微秒級時間內(nèi)快速斷電或快速調(diào)壓穩(wěn)流而且可以快速恢復(fù)供電的保護功能，明顯減小電壓波動與閃變，在此過程中不采用升降電極的傳統(tǒng)抑制方法(當(dāng)交流調(diào)壓器串接在串變調(diào)壓變壓器的串變低壓側(cè)時)。
[0007]本專利技術(shù)在冶煉過程中配合爐內(nèi)穩(wěn)(恒)流工藝過程做一定范圍內(nèi)的電壓調(diào)整，同時也要求電極小范圍調(diào)整以保證電極與料(液)面的最小安全距離，減少電弧弧長而降低爐內(nèi)電壓達到最大節(jié)電的目的。
[0008]本技術(shù)對電爐冶煉系統(tǒng)實現(xiàn)自動(計算機)控制的目標(biāo)具有重要意義。
【背景技術(shù)】
[0009]電弧爐的冶煉過程主要分為兩個階段:熔化期和精煉期。熔化期爐內(nèi)廢鋼裝入后，爐蓋封閉，同時插入三相電極。接通三相工頻電源，則在電極與廢鋼之間產(chǎn)生工頻大電流電弧，利用電弧熱量開始熔化廢鋼。相對熔化期，精練期電弧相對穩(wěn)定，電流基本不再變動，此時的電壓波動與閃變影響極小。
[0010]通常交流電弧爐的冶煉周期約為l_3h，供電電壓為110KV或35KV，由經(jīng)特殊設(shè)計的電弧爐變壓器供電，二次側(cè)電極間的電壓典型值在100-700V之間，其中電極電壓降約為40V，電弧壓降約為12V/cm，電弧越長壓降越大。電弧爐的電流控制是通過電弧爐變壓器高壓側(cè)繞組分接頭的切換和電極的升降來實現(xiàn)的，即電爐變壓器通過先用開關(guān)切換確定一個輸入電弧電壓的量值，再通過控制三相石墨電極插入爐內(nèi)，通過控制電極的升降裝置上下調(diào)節(jié)，控制電爐輸入功率，從而控制電爐內(nèi)電弧電流的終極目標(biāo)。電弧爐所消耗的無功功率大，且變化量也很大。熔化期由于廢鋼與電極間存在直接電弧，隨著廢鋼的熔化必然引起電弧長度的變化，進而導(dǎo)致燃弧點的移動，電極控制系統(tǒng)由于機械慣性響應(yīng)時間在數(shù)秒至十幾秒間，調(diào)節(jié)跟不上電弧的跳躍式變化，不能及時補償，電弧極不穩(wěn)定。
[0011]在初始熔化期間，由于爐內(nèi)溫度較低，電弧維持困難，電弧頻繁地時起時滅，電流斷續(xù)，為使電弧能穩(wěn)定燃燒，電弧爐的功率因數(shù)不能取得太高，電流的急劇變化造成電弧爐從供電系統(tǒng)吸收的有功功率和無功功率同時急劇變化，即在電弧爐冶煉過程中，電弧電流快速地大幅度變動。由于電弧爐是高感性負載，高功率電弧爐運行在熔化期時，功率因數(shù)甚至低到0.1-0.2，這樣引起母線電壓嚴(yán)重降低。電壓降低又相應(yīng)降低電弧爐的有功功率，使熔化期延長，生產(chǎn)率下降。電弧爐在電極短路時功率因數(shù)為0.1-0.2，在額定運行時為
0.7—0.85 ο
[0012]隨著熔化的進行，電極逐漸下降，廢鋼的熔化是從下部開始的，下部廢鋼熔化后，上部的鋼塊不穩(wěn)定，于是紛紛落下，引起電極端突發(fā)的兩相短路，電弧電流出現(xiàn)了急劇的大幅度變化。電弧電流的變動引起了電壓閃變，由于燃弧點的移動導(dǎo)致電弧快速變動稱周期閃變，由于電極短路引起的急劇變動稱之為非常閃變，必在電力系統(tǒng)公共母線上產(chǎn)生嚴(yán)重的電壓波動和閃變。此時引起的電壓波動與閃變也非常劇烈，當(dāng)兩相電極短路，一相開路時,此時出現(xiàn)的電流變化幅度最大，因此引起的電壓波動與閃變也最大。
[0013]電弧爐系統(tǒng)是一個強非線性，具有三相耦合特征的系統(tǒng)，而且其參數(shù)是時變的，同時受到隨機擾動的影響。如何通過電極調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制合適的弧長并且使之穩(wěn)定，是全世界控制工程師們迫切需要解決的一個難題。對電弧煉鋼節(jié)電而言，冶煉時間每縮短I分鐘就意味著噸鋼電耗下降l-2kwh，用計算機來控制電弧爐的冶煉過程，對縮短冶煉周期是很有效的。熔化期電耗占冶煉全過程用電的60%以上，熔化期的供電直接影響電耗，而熔化階段爐內(nèi)情況復(fù)雜，需經(jīng)歷點弧、穿井、短路、斷弧、飛濺、蒸發(fā)，造成電弧功率、工作電流迅速不斷的變化。降低出鋼溫度、減少出鋼等待時間、電弧電流穩(wěn)定，減少短路斷弧次數(shù)、縮短熔化期，使噸鋼電耗下降，在人工控制條件下要達到上述目標(biāo)是難以做到的。而電爐的自動控制主要是控制電極的升降、控制輸入功率，而電極控制系統(tǒng)是由液壓系統(tǒng)構(gòu)成，由于機械慣性，電極的升降速度慢，靈敏度差，調(diào)節(jié)跟不上電弧的跳躍式變化，不能及時補償，這同時也是最難控制的。
[0014]在冶煉過程中三相電極必須根據(jù)弧長變化，對電極和原料之間的相對距離進行調(diào)節(jié)，以確保電弧的長度保持穩(wěn)定并發(fā)揮其最佳的熱效率來熔煉爐料。由于交流電弧爐冶煉的被控對象具有高度的非線性、強耦合、時變性和時滯性等特點，在熔化期階段，外部擾動明顯、弧長變化和偏差大，要求電極控制器具有較高的無超調(diào)快速響應(yīng)特性，因此響應(yīng)時間是實現(xiàn)自動化控制的關(guān)健。[0015]現(xiàn)階段，電弧爐電極升降自動控制系統(tǒng)生產(chǎn)成本高、維護量大、控制環(huán)節(jié)復(fù)雜、故障率高、響應(yīng)速度慢造成調(diào)節(jié)跟不上電弧的跳躍式變化補償不及時等原因，造成電爐冶煉行業(yè)自動化程度低。
[0016]上述用電設(shè)備經(jīng)常由于電弧爐的電流控制是通過控制電極的升降裝置上下調(diào)節(jié)，控制電爐輸入功率，電弧壓降約為12V/cm，電弧越長壓降越大。如電極調(diào)壓功能由其他元件代替，電弧弧長控制在一定范圍內(nèi)，將節(jié)約大量電能。
[0017]上述用電設(shè)備經(jīng)常發(fā)生電極端突發(fā)短路，電弧電流出現(xiàn)了急劇的大幅度變化。弓丨起的電壓波動與閃變也最大，本專利可在毫秒級時間內(nèi)快速調(diào)整電壓甚或按相應(yīng)電爐的特性事先設(shè)定自動控制程序，明顯減小電壓波動與閃變。
[0018]上述用電設(shè)備出現(xiàn)短路，空載等瞬變狀態(tài)，造成電流極不穩(wěn)定，導(dǎo)致電壓大幅度波動，使設(shè)備汲取的有功功率減少，母線電壓下降。電流的突然中斷，易使變壓器繞組產(chǎn)生內(nèi)部過電壓，對變壓器、開關(guān)等電氣設(shè)備的絕緣產(chǎn)生不利影響，影響其使用壽命，增大能耗。
[0019]目前現(xiàn)有技術(shù)在各種功率調(diào)整方案中，所有電弧爐均采用控制電極的升降調(diào)整輸入功率的傳統(tǒng)冶煉工藝。目前急需一種能不升降電極就達到爐內(nèi)調(diào)壓、穩(wěn)流，響應(yīng)時間快，易于自動控制，節(jié)能降耗的新技術(shù)。
[0020]現(xiàn)階段，交流調(diào)壓器調(diào)壓時通過開通幾個周波再關(guān)斷幾個周波或在周波內(nèi)斷開一部分至幾部分正弦波的區(qū)段，輸出電壓波形是斷續(xù)的正弦波，調(diào)壓是通過改變通斷比來實現(xiàn)的。由此產(chǎn)生電壓零點區(qū)間長，過零點次數(shù)多，電壓電流時斷時續(xù)，造成諧波大、電壓波動大，不連續(xù)電流造成斷弧起弧次數(shù)過多，功率輸入時斷時續(xù)。由于交流調(diào)壓器調(diào)壓時產(chǎn)生電壓零點區(qū)間長造成諧波大、閃變過大、不連續(xù)燃弧、斷弧起弧次數(shù)過多。電弧穩(wěn)定性差影響電爐的產(chǎn)量和質(zhì)量，易使變壓器和電機繞組產(chǎn)生內(nèi)部過電壓，對變壓器、開關(guān)、電機等電氣設(shè)備的絕緣產(chǎn)生不利影響，影響其使用壽命，增大能耗，造成電阻爐等相關(guān)設(shè)備輸入功率不均衡，特別是造成電壓零點區(qū)間長，過零點次數(shù)多，電壓電流時斷時續(xù)，斷弧起弧次數(shù)過多的重大問題。
[0021]綜上所述，目前現(xiàn)有技術(shù)在各種功率調(diào)整方案中，所有電弧爐均采用控制電極的升降調(diào)整輸入功率的傳統(tǒng)冶煉工藝。目前急需一種能不升降電極就達到爐內(nèi)調(diào)壓、穩(wěn)流，響應(yīng)時間快，易于自動控制，節(jié)能降耗的新技術(shù)。而在需調(diào)溫的電阻爐等相關(guān)冶煉系統(tǒng)中缺少電壓電流連續(xù)，波形連續(xù)且接近正弦波的技術(shù)。
[0022]本發(fā)明人據(jù)此發(fā)明了交流電弧爐新型穩(wěn)恒流調(diào)功率(電極免升降)節(jié)能系統(tǒng)的新技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0023]本發(fā)明的目的是解決電弧爐、埋弧爐等各種冶煉電爐通過電極的升降裝置上下調(diào)節(jié)，控制電爐輸入功率，穩(wěn)(恒)電弧電流時，造成電弧弧阻偏大，能耗偏大的問題。
[0024]本發(fā)明又一目的是自動或手動控制電力電子元件保持電爐內(nèi)合適的電弧電流并且使之穩(wěn)定，而不用電極升降穩(wěn)(恒)流調(diào)功率，以保證電極與料(液)面的最小安全距離，以減少弧阻。
[0025]本發(fā)明又一目的是把交流調(diào)壓器當(dāng)作電爐變壓器高速響應(yīng)、無觸點化變壓器分接開關(guān)使用，大大減少電爐變壓器的維護量，使免維護電爐變壓器的生產(chǎn)成為可能并讓電爐冶煉工藝高速響應(yīng)的數(shù)字化控制成為可能。
[0026]本發(fā)明又一目的是解決電弧爐、埋弧爐等各種冶煉電爐控制電極液壓系統(tǒng)對電弧電流細調(diào)時，自動控制響應(yīng)速度慢造成調(diào)節(jié)跟不上電弧的跳躍式變化補償不及時、精度低、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、電弧穩(wěn)定性差影響電爐的產(chǎn)量和質(zhì)量的問題。
[0027]本發(fā)明又一目的是通過對晶閘管等電力電子控制元件進行調(diào)壓穩(wěn)流、控制輸入功率和投切功能的控制，利用其響應(yīng)速度快的特點，易于實現(xiàn)對電弧爐、埋弧爐等各種冶煉電爐冶煉系統(tǒng)自動(計算機)控制的目標(biāo)。
[0028]本發(fā)明又一目的是解決交流調(diào)壓器調(diào)壓時產(chǎn)生電壓零點區(qū)間長造成諧波、閃變過大、不連續(xù)燃弧、斷弧起弧次數(shù)過多的問題。解決電壓電流時斷時續(xù)，波形是斷續(xù)的正弦波的技術(shù)。
[0029]本發(fā)明又一目的是解決系統(tǒng)在突發(fā)情況下需要瞬間斷電和瞬間恢復(fù)供電的問題。
[0030]本發(fā)明又一目的是電極端突發(fā)短路時，利用電力電子元件響應(yīng)速度快的特點，抑制電壓波動與閃變的問題。
[0031]所述交流電弧爐新型穩(wěn)恒流調(diào)功率(電極免升降)節(jié)能系統(tǒng)由交流調(diào)壓器、串變調(diào)壓(電爐)變壓器、交流電弧爐(或其他電爐系統(tǒng))、自動控制系統(tǒng)組成。達到電爐冶煉實現(xiàn)自動控制、節(jié)能、抑制電壓波動與閃變的目的。
[0032]所述本發(fā)明專利技術(shù)特征是在一個連續(xù)正弦波上迭加一個由交流調(diào)壓器調(diào)壓的通斷的正弦波進行電壓連續(xù)調(diào)節(jié)的(電壓高低由通斷比決定)，合成波形比較接近正弦波，迭加的間斷正弦波可正可負。調(diào)壓范圍可在0-100%之間。輸出電壓波形連續(xù)類似正弦波、任意周波內(nèi)均由電壓陡升陡降的連續(xù)正弦波段組成，象正弦波一樣有電壓過零點，無電壓過零點區(qū)間。
[0033]所述本發(fā)明專利技術(shù)交流電弧爐新型穩(wěn)恒流調(diào)功率(電極免升降)節(jié)能系統(tǒng)的特征為由原來各種冶煉電爐通過電極的升降裝置上下調(diào)節(jié)或和電爐變壓器開關(guān)調(diào)節(jié)共同控制電爐輸入功率穩(wěn)(恒)電弧電流，改為由交流調(diào)壓器單獨或與電爐變壓器開關(guān)調(diào)節(jié)共同控制電爐內(nèi)的電弧電流和功率。電極控制系統(tǒng)只需控制電極與料(液)面保持一定的弧長，保證電極與料(液)面的最小安全距離，電極已不具有穩(wěn)流、調(diào)弧壓功能。
[0034]本發(fā)明專利技術(shù)是在一個連續(xù)正弦波上迭加一個由交流調(diào)壓器調(diào)壓的間斷正弦波進行電壓連續(xù)調(diào)節(jié)的，合成波形比較接近正弦波，達到波形對設(shè)備的影響降到最低。解決了原來交流調(diào)壓器調(diào)壓是通過開通幾個周波再關(guān)斷幾個周波或在周波內(nèi)斷開一部分至幾部分正弦波的區(qū)段的原理形成，輸出電壓波形是斷續(xù)的正弦波，調(diào)壓是通過改變通斷比來實現(xiàn)的。產(chǎn)生電壓在零點區(qū)間長，過零點次數(shù)多，電壓電流時斷時續(xù)，造成諧波、電壓波動大，不連續(xù)電流造成斷弧起弧次數(shù)過多，功率輸入時斷時續(xù)的問題。
[0035]所述交流調(diào)壓器是指把兩個晶閘管或其他電力電子元件反并聯(lián)后串聯(lián)在交流電路中，通過對晶閘管或其他電力電子元件的控制就可以控制交流輸出。這種電路不改變交流電的頻率，稱為交流電力控制電路。由其組成的單三相電路即交流調(diào)壓器。也就是由晶閘管等電力電子元件構(gòu)成的把一種交流電變成另一種同步率不同電壓交流電的控制裝置。交流調(diào)壓器按其所調(diào)控的相數(shù)不同可分為單相交流調(diào)壓器及三相交流調(diào)壓器。交流調(diào)壓器控制方式主要為在每半個周波內(nèi)通過對晶閘管開通相位的控制可以方便地調(diào)節(jié)輸出電壓的有效值，或控制晶閘管的時刻都是在電源電壓過零的時刻，也可以在每個交流電源周期都通過觸發(fā)延遲角α對輸出電壓波形進行控制，在突發(fā)情況下也可能以采用通斷控制的交流電力控制電路，即當(dāng)做交流調(diào)功電路和交流無觸點開關(guān)使用。
[0036]在任意形式的變壓器電源(采用交流調(diào)壓電路串接在變壓器的一次側(cè)或變壓器的二次側(cè))中。采用交流調(diào)壓電路調(diào)節(jié)變壓器一次電壓，在這些電源中如果采用晶閘管相控整流電路，高電壓小電流可控電源可以很多晶閘管串聯(lián)。也可以用交流調(diào)壓電路調(diào)節(jié)變壓器二次電壓，低電壓大電流電源可以很多晶閘管并聯(lián)。此時電壓和電流是非連續(xù)性的，波形是斷續(xù)的。
[0037]本發(fā)明專利主要采用交流調(diào)壓電路串接在串變調(diào)壓變壓器三次側(cè)，交流調(diào)壓電路其電壓、電流值都比較適中，這樣的電路體積小、成本低、易于設(shè)計制造。特別是串變調(diào)壓變壓器主變低壓恒電壓，波形是標(biāo)準(zhǔn)的正弦波，交流調(diào)壓器調(diào)整三次側(cè)電壓(或調(diào)整串變調(diào)壓變壓器的串變低壓)，串變低壓輸出電壓波形是斷續(xù)的正弦波，調(diào)壓是通過改變通斷比來實現(xiàn)的，總輸出電壓是兩電壓迭加關(guān)系，總輸出電壓波形是在一個標(biāo)準(zhǔn)正弦波上迭加一個斷續(xù)的正弦波。則過零點波形與普通電爐變電壓過零點相同，解決了交流調(diào)壓器對非串變調(diào)壓變壓器相控時有電壓斷點引起電壓波動的問題。因電壓調(diào)節(jié)的是串變調(diào)壓變壓器三次偵牝所以整周波通斷，相位控制，斬波控制均可能采用。此時需注意主串變相位相同。
[0038]所述串變調(diào)壓(電爐)變壓器的特征為串變調(diào)壓變壓器，即由兩臺變壓器組成，一臺為主變壓器(簡稱主變)，一臺為串聯(lián)變壓器(簡稱串變)，兩臺變壓器(無論需要或不需要利用設(shè)置在主變壓器上的單獨調(diào)壓繞組給另一臺變壓器高壓供電)的低壓繞組串聯(lián)在一起，主變低壓繞組電壓恒定，串變低壓繞組電壓變化，致使串聯(lián)在一起的兩低壓繞組電壓發(fā)生改變，從而改變主、串 變低壓繞組的合成電壓。
[0039]所述電爐變壓器凡在低壓端連接成串變調(diào)壓變壓器的調(diào)壓原理形式，無論由幾臺變壓器在低壓側(cè)串聯(lián)也屬于本專利定義的串變調(diào)壓變壓器形式。
[0040]所述串變調(diào)壓變壓器主變和串變兩低壓線圈可以設(shè)計為首尾相連直接串聯(lián)成一相的串接結(jié)構(gòu)(非8字型線圈結(jié)構(gòu))。
[0041]所述串變調(diào)壓變壓器兩低壓線圈可以設(shè)計為8字型線圈結(jié)構(gòu)。此方案結(jié)構(gòu)簡單，緊湊，占地面積小。
[0042]所述串變調(diào)壓變壓器的特征為兩同相低壓繞組串聯(lián)后形成一相，當(dāng)需三相時，主串聯(lián)變壓器兩低壓繞組可設(shè)計成任意聯(lián)結(jié)組別。
[0043]所述電爐變壓器的特征還可以是其他變壓器形式，如單器身變壓器、前置自耦調(diào)壓變壓器的變壓器等也可產(chǎn)生相同功能，但與串變調(diào)壓變壓器相比電壓電流連續(xù)性差，電壓電流波形有中斷區(qū)間。
[0044]所述交流電弧爐及其他電爐系統(tǒng)等負荷的特征與現(xiàn)行構(gòu)造、原理相同，無需大的改變。
[0045]所述自動控制系統(tǒng)的特征為改控制電弧爐電極為交流調(diào)壓器。
[0046]所述串變調(diào)壓變壓器低壓電壓輸出表達式:U=U1±U2
式中:
U-串變調(diào)壓變壓器低壓輸出電壓(V)；
U1-串變調(diào)壓變壓器主變壓器低壓電壓(V)；U2-串變調(diào)壓變壓器串變變壓器低壓電壓(V)。
[0047]所述交流電弧爐新型穩(wěn)恒流調(diào)功率(電極免升降)節(jié)能系統(tǒng)在阻感性負載中晶閘管導(dǎo)通角不但與控制角有關(guān)，而且與負載的阻抗角有關(guān)，同時還要考接線方式的特點，因此定量分析比較困難，可采用監(jiān)測調(diào)整的方法。下面只給出估算輸出電壓公式:
【權(quán)利要求】
1.本發(fā)明涉及一種在電弧爐、埋弧爐、電阻爐、真空爐、電熱爐等電壓要求連續(xù)變化或電流要求連續(xù)變化或兩者兼有的阻性、阻感性交流系統(tǒng)中應(yīng)用的新技術(shù)；本發(fā)明原理是在一個恒定電壓的正弦波上迭加另一個(或數(shù)個)由交流調(diào)壓器進行電壓調(diào)節(jié)的波形有間斷的正弦波或幾個脈沖段即在一個固定電壓上迭加一個(或數(shù)個)可變的電壓，合成電壓是連續(xù)的、可調(diào)的、波形接近正弦波、調(diào)壓范圍可在0-100%之間無級調(diào)節(jié)的新技術(shù)；其包括交流調(diào)壓器、串變調(diào)壓變壓器、交流電弧爐(及其他阻性、阻感性交流系統(tǒng))、自動控制系統(tǒng)組成；可達到電弧(埋弧)爐冶煉穩(wěn)恒流時用本技術(shù)代替用電極升降穩(wěn)恒流、調(diào)弧壓的目的，其他電爐冶煉時可以平滑、無級調(diào)壓的目的。
2.由權(quán)利I所述的串變調(diào)壓變壓器的特征為由兩臺變壓器組成，一臺為主變壓器(簡稱主變)，一臺為串聯(lián)變壓器(簡稱串變)，兩臺變壓器(無論需要或不需要利用設(shè)置在主變壓器上的單獨調(diào)壓繞組給另一臺變壓器高壓供電)的低壓繞組串聯(lián)在一起，主變低壓繞組電壓恒定，串變低壓繞組電壓變化，致使串聯(lián)在一起的兩低壓繞組電壓發(fā)生改變，從而改變主、串變低壓繞組的合成電壓；串變調(diào)壓變壓器，其調(diào)壓原理特征為凡在低壓端連接成串變調(diào)壓變壓器的調(diào)壓原理形式，無論由幾臺變壓器在低壓側(cè)串聯(lián)也屬于本專利定義的串變調(diào)壓變壓器形式。
3.由權(quán)利2所述串變調(diào)壓變壓器的特征為兩同相低壓繞組串聯(lián)后形成一相低壓繞組(可以采用或不采用8字型線圈結(jié)構(gòu))，當(dāng)需三相時，主串聯(lián)變壓器低壓繞組可設(shè)計成任意聯(lián)結(jié)組別。
4.由權(quán)利2所述串變調(diào)壓變壓器的特征為兩低壓線圈可以首尾相連直接串聯(lián)成一相的串接結(jié)構(gòu)(非8字型線圈結(jié)構(gòu))。
5.由權(quán)利I所述交流調(diào)壓器的特征為主要采用交流調(diào)壓電路串接在串變調(diào)壓變壓器三次側(cè)，也可以采用交流調(diào)壓電路串接在變壓器的一次側(cè)或變壓器的二次側(cè)代替。
6.由權(quán)利I所述交流電弧爐(或其他電爐系統(tǒng))的特征為交流電弧爐及其他電爐系統(tǒng)的特征與現(xiàn)行構(gòu)造、原理相同，無需大的改變。
7.由權(quán)利I所述自動控制系統(tǒng)的特征為在電爐冶煉系統(tǒng)中應(yīng)用時，改控制電爐電極為交流調(diào)壓器。
【文檔編號】F27B3/28GK103759528SQ201310727519
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月26日
【發(fā)明者】孫崇山 申請人:孫崇山