УДК 621.365.22+681.515.4
DOI: 10.18503/1995-2732-2021-19-2-112-121
Аннотация
Постановка задачи (актуальность работы). В настоящее время в большинстве систем управления электрическими режимами дуговых сталеплавильных печей и установок «ковш-печь» не предусмотрена возможность использования устройств измерения токовых сигналов альтернативных тем, что поставляются комплектно с основным технологическим оборудованием. Вследствие этого особую актуальность приобретает задача разработки универсальных алгоритмов обработки токовых сигналов в составе усовершенствованной системы управления электрическим режимом. Используемые методы. Работа выполнена с использованием теоретического анализа наиболее распространённых методик измерения токов электрических дуг, а также с использованием методов математического моделирования. Новизна. Как правило, в современных системах управления электрическим режимом отсутствует возможность выбора источника измерения токового сигнала. Кроме того, в научно-технической литературе по данной тематике варианты решения поставленной задачи практически не рассматривались. Результат. Разработан новый алгоритм универсальной обработки токовых сигналов, который позволяет использовать в системе управления электрическим режимом сигналы с трансформаторов тока на первичной стороне печного трансформатора, трансформаторов тока, встроенных в обмотку печного трансформатора, а также поясов Роговского при различных вариантах подключения обмоток печного трансформатора. Практическая значимость. Новый алгоритм универсальной обработки токовых сигналов открывает широкий спектр возможностей для применения альтернативных источников измерения токовых сигналов вне зависимости от способа соединения обмоток печного трансформатора и без необходимости использования дополнительных схемных решений на аппаратном уровне. Вследствие этого система управления, в составе которой будет применяться данный алгоритм, будет обладать большим потенциалом к внедрению по сравнению с существующими аналогами.
Ключевые слова
Дуговая сталеплавильная печь, печной трансформатор, трансформатор тока, пояс Роговского, алгоритм обработки токовых сигналов.
Для цитирования
Николаев А.А., Тулупов П.Г., Ивекеев В.С. Разработка универсальных алгоритмов обработки токовых сигналов для усовершенствованной системы управления электродуговой печи // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2021. Т.19. №2. С. 112–121. https://doi.org/10.18503/1995-2732-2021-19-2-112-121
1. Николаев А.А., Тулупов П.Г., Ивекеев В.С. Сравнительный анализ современных систем управления электрическим режимом дуговых сталеплавильных печей и установок ковш-печь// Вестник Южно-уральского государственного университета. Сер. Энергетика. 2020. Т. 20. № 3. С. 52–64.
2. Krüger K. Modeling and control of the electrical energy conversion in arc furnaces // Ph.D. Dissertation. Universität der Bundeswehr Hamburg, Düsseldorf, 1998.
3. Boulet B., Lalli G., and Ajersch M. Modeling and control of an electric arc furnace // American Control Conf. 2000.
4. Экспериментальное исследование гармонического состава токов дуг для дуговых сталеплавильных печей различной мощности / Николаев А.А., Руссо Ж.Ж., Сцымански В., Тулупов П.Г. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2016. Т. 14. № 3. С. 106–120.
5. Bowman B. and Krüger K. Arc Furnace Physics // Germany: Verlag Stahleisen GmbH. 2009.
6. Panoiu M., Panoiu C., and Ghiormez L. Modeling of the electric arc behaviour of the electric arc furnace // 5th Int. Workshop on Soft Computing Applications. 2012. Pp. 261–271.
7. Nikolaev A.A., Tulupov P.G., Savinov D.A. Mathematical model of electrode positioning hydraulic drive of electric arc steelmaking furnace taking into account stochastic disturbances of arcs // 2017 International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM). 16–19 May 2017, St. Petersburg, Russia.
8. Czapla M., Karbowniczek M., Michaliszyn A. The optimization of electric energy consumption in the electric arc furnace // Archives of Metallurgy and Materials. 2008.
9. Bai Erwei. Minimizing Energy Cost in Electric Arc Furnace Steel Making by Optimal Control Designs. // Journal of Energy. 2014. 1–9.
10. Schliephake H., Timm K., Bandusch L. Computer controlled optimization of the productivity of ISPAT-Hamburger Stalhwerke’s AC-UHP-EAF//5th European Electric Steel Congress. June 19–23. 1995.