Direnç fırınlarının parametreleri. Tristör kontrolü, çalışma prensibi İki transistör tristör modeli
Modern direnç fırınlarının gücü, bir kilovat fraksiyonundan birkaç megawatt'a kadar değişir. 20 kW'dan daha fazla güce sahip fırınlar genellikle üç fazda gerçekleştirilir ve doğrudan 120, 380, 660 V voltajlı ağlara veya fırın transformatörleri aracılığıyla bağlanır. Direnç fırınlarının güç faktörü 1'e yakındır, üç fazlı fırınlarda fazlardaki yük dağılımı eşittir.
EPS'de kullanılan elektrikli ekipman güç, kontrol ekipmanı, ölçüm ve pirometrik olarak ayrılır.
Güç ekipmanı transformatörleri, düşürme ve kontrol ototransformatörlerini, güç kaynaklarını, elektrikli tahrik mekanizmalarını, güç anahtarlama ve koruyucu ekipmanı, devre kesicileri, kontaktörleri, manyetik yol vericileri, devre kesicileri ve sigortaları içerir.
Çoğu fırın şebeke voltajı ile çalışır: transformatörlere ve ototransformatörlere ihtiyaç duymazlar. Kademeli fırın transformatörlerinin kullanılması, çalışma akımlarının arttırılmasını ve ısıtıcı iletkenlerinin üretimi için daha büyük iletkenlerin kullanılmasını mümkün kılar, bu da güçlerini ve güvenilirliklerini artırır,
Tüm endüstriyel direnç fırınları, gerekli sıcaklık koşullarında fırının gücünü etkinleştirmenize izin veren otomatik sıcaklık kontrol modunda çalışır ve bu da manuel kontrole kıyasla belirli enerji tüketiminde bir azalmaya yol açar. Elektrik dirençli fırınlarda çalışma sıcaklığının düzenlenmesi, fırına verilen güç değiştirilerek yapılır.
Fırına güç girişi birkaç şekilde düzenlenmelidir: periyodik olarak kapanma ve fırının besleme şebekesine bağlanması (açma-kapama düzenlemesi); fırının bir yıldızdan bir üçgene veya bir seri bağlantıdan bir paralel olana geçişi (üç konumlu düzenleme).
İki konumlu konum kontrolü ile (Şekil 4.40), fırının açılmasının fonksiyonel bir diyagramı, sıcaklık ve güçte bir değişiklik gösterilir), EPS'nin çalışma alanındaki sıcaklık termokupllar, direnç termometreleri, fotoseller tarafından kontrol edilir. Fırın, HF anahtarının bobinine bir komut gönderilerek sıcaklık kontrolörü tarafından açılır.
Fırındaki sıcaklık bir değere yükselir; şu anda termostat fırını kapatır.
Şek. 4.40. Fırının dahil edilmesinin fonksiyonel diyagramı, değişim
açma-kapama regülasyonu ile sıcaklık ve güç:
EP - elektrikli fırın; Anahtarda;
RT - sıcaklık kontrolörü; KV - kesici bobin;
1 - fırın sıcaklığı; 2 - ısıtılmış gövdenin sıcaklığı;
3 - fırın tarafından tüketilen ortalama güç
Isıtılan gövde tarafından ısının emilmesi ve çevredeki alandaki kayıplar nedeniyle, sıcaklık düşer, bundan sonra RT tekrar fırını ağa bağlama komutunu verir.
Sıcaklık titreşimlerinin derinliği RT'nin hassasiyetine, fırının ataletine ve sıcaklık sensörünün hassasiyetine bağlıdır.
Üç konumlu kontrol ile, ısıtıcı yıldızdan deltaya geçtiğinde fırına sağlanan güç değişir. Bu yöntemle sıcaklık kontrolü ağdan tüketilen gücü azaltır.
Enerji açısından, bu düzenleme yöntemi oldukça etkilidir, çünkü tedarik ağı üzerinde zararlı bir etkisi yoktur.
Giriş voltajını değiştirerek fırın gücünün düzenlenmesi birkaç şekilde yapılmalıdır:
Yük altında yumuşak temassız regülasyonlu kontrol transformatörleri ve ototransformatörlerin kullanımı;
Potansiyel düzenleyicilerin kullanımı;
Gaz kelebeği ve reostalar şeklinde ek dirençlerin ısıtıcı devresine dahil edilmesi;
Tristör regülatörleri ile darbe regülasyonu.
Yük altında kademesiz temassız regülasyon, transformatörler ve potansiyel regülatörlere sahip transformatörlerin kullanımı, önemli sermaye maliyetleri, ek kayıpların varlığı ve reaktif güç tüketimi ile ilişkilidir. Bu yöntem nadiren kullanılır.
Ek endüktif veya aktif direncin ısıtıcı devresine dahil edilmesi, bu kontrol yönteminin uygulanmasını da sınırlayan ek kayıplar ve reaktif güç tüketimi ile ilişkilidir.
Tristör regülatörlerine dayanan darbe regülasyonu, frekansı elektrikli fırının termal ataletine dayanarak seçilen yarı iletken vanalar kullanılarak gerçekleştirilir.
Tüketilen gücün AC şebekesinden üç temel darbe kontrolü yöntemini ayırt edebiliriz:
1. Tristörün açıldığı andaki değişiklikle birlikte anahtarlama frekansındaki (besleme şebekesinin geçerli frekansı) darbe kontrolüne faz-darbe veya faz (eğriler a) denir.
2. Artırılmış anahtarlama frekansıyla darbe kontrolü (eğriler b).
3. Düşük anahtarlama frekansı (eğriler içeri) ile darbe düzenlemesi.
Darbe düzenlemesi sayesinde, neredeyse hiçbir ek kayıp olmaksızın geniş bir aralıkta gücün düzgün kontrolünü sağlamak, fırın tarafından tüketilen gücün ve ağdan sağlanan gücün tutarlı olmasını sağlamak mümkündür.
Şek. 4.41, fırın gücünün bir darbe kontrol devresini göstermektedir.
Şek. 4,41. Fırın gücünün darbe kontrol devresi:
EP - elektrikli fırın; RT - ısı regülatörü; UT - tristör regülatörü kontrol ünitesi; TR - tristör regülatörü
Direnç fırınlarının parametreleri - kavram ve çeşitleri. "Direnç fırınlarının parametreleri" kategorisinin sınıflandırılması ve özellikleri 2017, 2018.
Güç yönetimine temel olarak 2 farklı yaklaşım vardır:
Fırına gerekli gücün verilebildiği sürekli kontrol.
Fırına sadece ayrı bir dizi kapasitenin girilebildiği adım kontrolü.
Birincisi, ısıtıcılar üzerinde düzgün voltaj regülasyonu gerektirir. Bu düzenleme, her türlü güç amplifikatörü (jeneratör, tristör doğrultucu, EMU) kullanılarak gerçekleştirilebilir. Uygulamada, TRN şemasına göre yapılan tristör güç kaynakları en yaygın olanıdır. Bu gibi düzenleyiciler, ısıtıcının direnci ile seri olarak alternatif akım ile seri olarak bağlanan tristörlerin özelliklerine dayanır. Tristör güç kaynakları, SIFU ile donatılmış karşı paralel bağlı tristörler içerir.
Kontrol açısı ve dolayısıyla yükteki efektif voltaj, kaynağa verilen harici voltaja bağlıdır. Besleme voltajının kesilmesinin fırının termal rejimi üzerindeki etkisini azaltmak için, tristör güç kaynakları genellikle çıkış voltajı hakkında olumsuz geri bildirim sağlar. Tristör güç kaynakları yüksek verimliliğe sahiptir (% 98'e kadar). Güç faktörü, çıkış voltajının doğrusal olarak, 0 - M \u003d 1'den küçük bir açıda \u003d 180 ila M \u003d 0 arasında bir açıda regülasyon derinliğine bağlıdır. Güç faktörü sadece voltajın faz kayması ve akımın ilk harmoniği ile belirlenir. . Bu nedenle, dengeleyici kapasitörlerin kullanımı M'de önemli bir artışa izin vermez.
İkinci yöntemde, ısıtıcı üzerindeki voltaj değiştirilir ve fırının güç devreleri değiştirilir. Genellikle olası voltaj ve ısıtıcı gücünün 2-3 adımı vardır. Adım kontrolünün en yaygın iki konumlu yöntemi. Bu yönteme göre, fırın ya nominal gücünde ağa dahil edilir ya da ağdan tamamen ayrılır. Fırına verilen ortalama gücün gerekli değeri, açma ve kapama sürelerinin oranı değiştirilerek sağlanır.
Fırındaki ortalama sıcaklık, fırına verilen ortalama güce karşılık gelir. Anlık güçteki ani değişiklikler, ortalama seviyede sıcaklık dalgalanmalarına yol açar. Bu dalgalanmaların büyüklüğü, R MGNOV'un ortalama değerinden sapmaların büyüklüğü ve fırının termal ataletinin büyüklüğü ile belirlenir. Çoğu endüstriyel fırında, termal atalet o kadar büyüktür ki, adım adım kontrol nedeniyle sıcaklık dalgalanmaları, gerekli sıcaklık bakımı doğruluğunun ötesine geçmez. Yapısal olarak, iki konumlu kontrol, geleneksel bir kontaktör veya tristör anahtarı ile sağlanabilir. Tristör anahtarında aşağıdakine karşı paralel 
\u003d 0 ile çalışan tek tristörler.
Düşük akım kontağının S açık olması durumunda VS1, VS2 kontrol devresi kesilir, tristörler kapanır, yükteki voltaj sıfırdır. S'nin kapalı olması durumunda, kontrol akımlarının akışı için devreler oluşturulur. Katot pozitif, VS1 anot negatif. Bu durumda, kontrol akımı VS1 - VD1 - R - S - kontrol elektrotu VS2 - katot VS2 devre katotundan akar. VS2 açılır ve yarım döngü boyunca bir elektrik akımı iletir. Bir sonraki yarım döngüde, VS1 de benzer şekilde dahil edilir.
C 
Üç fazlı anahtarlar da mevcuttur. İki blok karşı paralel bağlı tristör kullanırlar. Bu tür anahtarların güç devreleri aşağıdaki şemaya göre inşa edilmiştir:
Tristör anahtarlarında hiç kontak kullanmayan değişiklikler vardır.
Tristör anahtarları kontaktörlerden daha güvenilirdir, kıvılcım ve patlamaya dayanıklı, sessiz çalışır, biraz daha pahalıdır.
Kademe regülasyonu 1'e yakın bir verime sahiptir, M 1'e.
Tez Özeti "Çok bölgeli elektrik rezistans fırınlarının tristör regülatörlerle güç besleme sistemlerinin verimliliğinin artırılması" konusunda
Moskova Odena Lenin ve Ovden Ekim Devrimi Enerji Enstitüsü
El yazması olarak Razgonov Yengshy Lvovich
tristör regülatörlü çok bölgeli elektrik rezistans fırınlarının güç besleme sisteminin verimliliğini artırmak
Uzmanlık Alanları: 09/05/03 - Zlaktoteknik kompleksler
ve bunların düzenlenmesi ve yönetimi dahil sistemler;
09/05/10 - Canlı çekiş işlemleri ve kurulumları
Moskova - 1991
Çalışma, Alya-Atinsky Enerji Enstitüsü'nün Sanayi İşletmelerinin Güç Kaynağı Bölümü'nde gerçekleştirildi.
Danışman - Teknik Bilimler Doktoru, Profesör A.V. BOLOTOV
Resmi rakipler - Teknik Bilimler Doktoru,
profesör V.V. SHEVCHENKO - Teknik Bilimler Adayı, Kıdemli Bilim Adamı lise laboratuvarında
Lider işletme - Tselinograd Seramik Fabrikası
Tez savunması yapılacak "" ^^ 1991. seyirci bir saat. Min. toplantıda
lenin Moskova Düzeni ve Enerji Enstitüsü Ekim Devrimi Düzeni K 053.26.06 İhtisas Konseyi Enstitüsü.
Geribildirim (mükerrer, mühürlü), lütfen adrese gönderin: 105835, GSP, Moskova, B-250, Krasnokazarmennaya St. 14, Scientist Soveg MPEI.
Tez MSH \u200b\u200bkütüphanesinde bulunabilir.
İhtisas Konseyi Bilim Sekreteri K 053.16.06
teknik Bilimler Adayı, Doçent ^ AsGeUl Tv.asharova,
"\\ ÇALIŞMA GENEL ÖZELLİKLERİ
■ L „CPU i ®
Genellikle ^ t ^ so ^. Ulusal ekonominin modern gelişimi, gelişmiş malzeme ve ürün kalitesi, yeni ileri teknolojilerin ortaya çıkması, artan iş gücü verimliliği ve iyileştirilmiş çevre koşulları sağlayan elektrotermal süreçlerin kullanımındaki artışla ilişkilidir. Modern elektrotermal tesisler, verimlilikte bir artışa ve üretim maliyetinde ve verimlilikte bir azalmaya katkıda bulunan birim kapasitesindeki bir artış ile karakterizedir.
Bununla birlikte, elektrotermal tesislerin kendilerinde güç ve komplikasyonların artması, çalışma ve düzenleme modları, bir elektrik tüketicisi olarak, güç kaynağı sisteminde önemli bir kiraz olan doğrusal olmayan bir yükü temsil etmelerine yol açar. Elektrotermal tesisatların besleme şebekesi üzerindeki etkisinin önemi, üretilen tüm elektriğin yaklaşık üçte birini tükettikleri göz önüne alındığında anlaşılabilir hale gelir.
Bu, güçlü elektroteknolojik tesisatların güç kaynağının rasyonel organizasyonu sorunlarını çözmeyi, elektriğin kalitesini artırmayı çok alakalı kılar
Mevcut çalışmada, tristör sıcaklık kontrolörlü güçlü sürekli dirençli elektrikli fırınlar örneğinde, rasyonel kontrol yöntemlerinin seçimi ile sağlanan yük doğrusalsızlığının etkisini azaltarak güç kaynaklarını iyileştirmenin olası yollarını düşünüyoruz. Çok kanallı doğrusal olmayan yükü kontrol etmek için bu daha ince yöntemlerin gerçekleştirilmesi mevcut aşamada mikroişlemci araçları kullanılarak sağlanabilir.
Çalışmanın amacı, elacro kalitesinde bir artış sağlayan tristör sıcaklık kontrolörlü güçlü elektrikli çok bölgeli direnç fırınları için dijital güç kaynağı kontrol sistemlerinin geliştirilmesidir.
yüksek harmonik bileşenlerin seviyesindeki azalmaya bağlı anerji.
Bu hedefe ulaşmak için aşağıdaki görevler belirlenmiş ve çözülmüştür:
1. tristör regülatörleri ile güçlü çok bölgeli elektrik direnç fırınlarının güç kaynağı devrelerinin analizi
ve bunların güç kaynağının bir nesnesi olarak tanımlanması.
2. Çok kanallı doğrusal olmayan yük ile güç kaynağı rakunları için matematiksel ve fiziksel modellerin geliştirilmesi ve enerji özelliklerinin ve daha yüksek seviyelerin belirlenmesi. çok bölgeli elektrik rezistans fırınlarının tristör sıcaklık kontrolörleri tarafından üretilen harmonik bileşenler.
3. Faz-darbe ve darbe-genişlik darbe gücü kontrolü ile çok kanallı bir yükün senkronize kontrolü için yöntemlerin geliştirilmesi ve deterministik ve rastgele yük değişimi modelleri altında elektrik güç kalitesi göstergelerinin belirlenmesi.
4. Çok bölgeli elektrik rezistanslı fırınların senkronize kontrollü güç kaynağı sisteminin çalışma koşullarının optimizasyonu.
5. Gelişmiş kontrol sistemlerinin işleyişini doğrulamak için çeşitli güç kontrol yöntemlerine sahip tek bölgeli elektrik rezistans fırınlarına sahip güç besleme sistemlerinin deneysel çalışmaları.
6. Çok bölgeli elektrik direnç fırınları, kontrol algoritmaları ve donanım uygulaması için dijital güç yönetim sistemlerinin geliştirilmesi.
Araştırma Yöntemleri »Elektrik devreleri teorisi yöntemleri, diferansiyel analiz, otomatik kontrol teorisi yöntemleri, bilgisayarda denklem çözme için sayısal yöntemler, fiziksel modelleme yöntemleri, deney planlama yöntemleri ve regresyon analizi kullanılmıştır.
İyi yeni çalışmalar şu şekildedir:
Basitleştirilmiş bir matematiksel sistem modeli geliştirilmiştir.
akım ve voltajların daha yüksek harmonik bileşenlerinin bileşimini ve seviyelerini ve toplam güç ve entegre enerji göstergelerini belirlemek için ZS'nin kullanılmasına izin veren çok kanallı doğrusal olmayan yük güç kaynağı.
2. Sistemin iç direncinin güç kalitesi göstergeleri üzerindeki etkisini incelememizi sağlayan, tristör güç kontrolörlü çok bölgeli bir elektrik direnç devresinin güç kaynağı sisteminin fiziksel bir modeli geliştirilmiştir.
(3) Bileşim modelleri ve faz-nabız kontrolü altında tristör kontrolörleri tarafından üretilen yüksek harmonik bileşenlerin seviyeleri üzerinde bir çalışma yapılmış ve alt istasyonun baraları üzerindeki daha yüksek harmoniklerin seviyelerini ve kompozisyonunu belirlemeyi ve zamandaki değişikliklerini tahmin etmeyi mümkün kılan bağımlılıklar elde edilmiştir.
4. Darbe genişlikli güç kontrolörleri tarafından kontrol edilen çok kanallı aktif yük için ana enerji göstergelerinin ve kalite göstergelerinin analitik bağımlılıkları elde edildi.
5. Çok kanallı bir yükün faz-darbe ve darbe-genişlik darbe güç kontrolü ile senkronize kontrolü için ana enerji göstergelerinin ve güç kalitesi göstergelerinin analitik bağımlılıkları elde edilmiştir.
6. Minimum güç dağılımı ölçütü ile fırının elektrik tüketim modunu optimize eden çok bölgeli elektrik direnç fırınlarının senkronize kontrol yöntemleri geliştirilmiştir.
7. Elektrik direnç fırınlarının teknolojik ve enerji göstergelerini, senkronize kontrol algoritmasının zaman parametreleriyle, özellikle de ayrık döneme bağlayan bağımlılıklar elde edilmiştir.
Pratik destek (\u003e çalışmanın çok bölgeli elektrik direnç fırınlarının senkronize kontrolü için yeni yöntem ve algoritmaların önerilmesi, deneysel olarak test edilmesi ve uygulanmasıdır.
endüstriyel fırınlarda, yüksek harmoniklerin seviyesini ve güç trafo merkezlerinin kurulu gücünü azaltan yeni dijital kontrol sistemleri.
Çok bölgeli fırının ayrı bölgelerindeki akımların ve voltajların yüksek harmonik bileşenlerinin seviyesinin ve bileşiminin enerji göstergelerini ve güç trafo merkezini modernize etmek için merkezi * darbe, darbe genişliği ve senkronize kontrol ile kullanılan faz * darbe, darbe genişliği ve senkronize kontrolün enerji göstergelerini hesaplamak için yöntemler geliştirilmiştir. Tristör güç kontrolörlü çok bölgeli elektrik rezistanslı fırın için geliştirilen dijital senkronize kontrol sistemi, Merkezi Kontrol Merkezi seramik fırınında uygulanmaktadır. IISE temelinde geliştirilen seramik ürünlerin pişirilmesi için çok bölgeli elektrik direnç fırınlarının teknolojik rejiminin entegre yönetimi ve enerji tüketimine yönelik mikroişlemci tabanlı bir sistemin uygulanmasına yönelik öneriler Merkezi Kontrol Komisyonuna iletildi. Rabogn sonuçlarının getirilmesinin beklenen ekonomik etkisi yaklaşık 30 bin ruble. yılda bir kurulum için.
Çalışmanın ana hükümleri ve sonuçları Cumhuriyet ve Tüm Birlik bilimsel ve teknik konferanslarında bildirilmiş ve tartışılmıştır: Alma-Ata (1978 + 1988), Pavlodar (1989). Svepdlovsk, ODYuSS (1984.1987) Kiev, Chernigov (1985), Riga (1987.1988), Tallinn (1981) ve ayrıca AZGUS! Sh (Moskova 1991) Bölümü'nün çeşitli bilimsel ve teknik seminer ve toplantılarında ) ..
Yayınlar Tez konusu ile ilgili 12 yayın yayınlandı. İşaret icat başvurusu üzerine telif hakkı sertifikası verilmesi konusunda olumlu bir karar alındı.
Civa ve iş hacmi. Tez giriş, dört bölüm, sonuç, referanslar listesi x uygulamalar oluşur. Ana yazı tipinde 193 sayfa, 4 6 sayfada 36 şekil ve 12 tablo, 7 7 başlıktan bir referans listesi içerir
ve sayfalardaki uygulamalar.
giriş sırasında, sorunun durumu dikkate alınır, önemi doğrulanır ve araştırmanın ana yönleri belirlenir.
bölüm, sürekli dirençli elektrikli fırınlar için güç kaynağı sistemlerini ve sıcaklık kontrol yöntemlerini analiz eder. Kontrol ve güç kaynağı nesneleri olarak sürekli dirençli elektrikli fırınların özellikleri, elektriksel ve teknolojik çalışma şekilleri araştırılmaktadır.
Tselinograd Seramik Fabrikası'nın (CKK) seramik ürünlerinin pişirilmesi için elektrik direnç fırınları örneğini kullanarak, fırınların teknolojik işlem sürecinin özelliklerini ve regülatörlerin elektriksel çalışma modlarını öğrenmenin, elektrik kaynağının rasyonel organizasyonunu engelleyen ve elektrik ekipmanlarının kullanımında düşük verimliliğe neden olan ana neden olduğu gösterilmiştir. .
Güçlü çok bölgeli elektrik direnç fırınlarının (Y1C) güç kaynağının organizasyonunun, trafo merkezlerinin ve voltaj seviyesinin rasyonel yerleşiminin, güç kaynağı devresinin, fırına verilen gücü düzenleme yönteminin ve fırın çalışma sürecinin özelliklerinin zorunlu olarak değerlendirilmesini içeren kapsamlı bir optimizasyon görevi olduğu gösterilmiştir. Bu tür göstergelerin minimum güç dağılımı, sistemdeki minimum enerji kayıpları olarak kullanılması ve gerekli elektrik güç kalitesi göstergelerinin, özellikle minimum optimizasyon kriteri olarak minimum "yüksek harmonik bileşenlerin" seviyesinin sağlanması önerilmektedir.
Güç kaynağının organizasyonu ve döngünün çalışma modlarının düzenlenmesi ile ilgili çalışmanın analizi, bilim adamlarına bu konulara büyük önem verildiğini gösterdi,
güç kaynağı ve güç kalitesi sorunları ile ilgili: Venikov V.A., 1edorov A.A., Hezhelekko I.V., Shevchenko V.V., Kudrin B.I. vb., elektrotermal tesislerin kontrolü alanında kanca ve bilim adamları: Svenchansky A.D., Altgauzen A.P., Polishchuk Y. A. ve diğerleri, MPEI ve VNIIZGO bilim okullarını temsil eder. Bu tür çalışmalar rasyonel devrelerin seçimi için hazır çözümler ve gelişmiş enerji özellikleri sağlayan çok bölgeli elektrikli fırınları kontrol etme yöntemleri içermez.
Analiz sonuçlarına göre, çoklu bölgeyi kontrol etmek için ana yöntemler<ПС, базирующие на жесткой синхронизации периодов работы каддой зоны. Сформулированы цель и задачи исследования.
Bgdrad g / gava, tristör dönüştürücülerden faz-nabız regülasyonu ile 31С'yi beslerken güç kaynağı şemaları ve elektrik gücünün kalitesine odaklanmıştır. CCC'ye göre seramik ürünlerin pişirilmesi için çok bölgeli dirençli fırınlar için güç kaynağı şemalarının analizine dayanarak, değişken yükün doğrusal olmayan doğası göz önünde bulundurularak, üç kanaldan derin PO / O girişi, 4 kV, elektrik drenajı ile veri yolu kanalları kullanan tristör regülatörlerine geçilmesi tavsiye edilir. bus bara paketi ünitesinin kullanımı. Bir ara çözüm olarak, 110/10 / 0.4 kB'lik üç voltaj seviyesinde bir güç kaynağı sistemi önerilebilir.
Akım ve voltajın yüksek harmonik bileşenlerinin harmonik bileşimi ve seviyesi<ПС. Предложена эквивалентная схема замещения многозонной ШС с тиристорными регуляторами и питающей подстанцией, приведенная на рис.1. Показано, что схема рис.1 является инвариантной к способу управления тиристорными регуляторами и определяет многозоннув aiC как объект электроснабжения. Токи и напряжения в элементах схемы рис.1 для любой гармонической составляю-
denklem sistemi tarafından belirlenir:
Tc \u003d "Uc / Zc; 7P \u003d Uc / Xcj
Zi - ($\u003e -N / ^ Merhaba;
he \u003d im / Ha\u003e;
¿/ F \u003d £ c-I (Zc ~ r;
burada. £, ilk harmonik bileşen tarafından oluşturulan r "dalında (fırının r" bölgesinde), yani. EMF ağı Ec i
Yani ağ akımının ilk harmonik bileşenidir;
1e - ağın kapasitif akımının ilk harmonik bileşeni;
Uc, fırın bölgelerinin bağlandığı eşdeğer devre düğümünün voltajı (potansiyel); / l "$ dalındaki harmonik bileşen tarafından oluşturulan Lth dalındaki akımdır) J OS - ¡) ağ akımının th bileşeni;
Ağın kapasitif akımının 1 / - - i\u003e bileşeni;
Uth harmonik bileşeni için düğüm gerilimi.
Sistem (I), devrenin herhangi bir noktasında akımları ve gerilimleri belirleyen “analitik bir çözümü kabul eder; ancak, bunun için 2Sh'lik bir sayısal çözüm tavsiye edilir.
bir program geliştirdi.
RkSLNA ES sisteminin araştırılması ve gerçek güç kaynağı sistemini tekrarlayan gelişmiş fiziksel modelin kullanılması, fırın trafosunun fırınların gerçek parametreleri için iç direncinin etkisinin küçük olduğunu,% 5'i geçmediğini gösterdi * Bu, tedarikin basitleştirilmiş eşdeğer bir devreye bağlı olarak daha fazla analize izin verdi trafo merkezi sınırsız güce sahiptir.
Sistemdeki akım ve voltajların harmonik bileşimi, tirisgorn regülatörlerinin faz-darbe kontrolü sırasında belirlenir. Sistemde sadece 3'ünün tedarik ağına gittiği ve en önemlisi 5'inci, 7'nci ve 7'nci olan tek harmonik bileşenlerin hareket ettiği gösterilmiştir. Direnç fırınının teknolojik modu ve her bir bölgedeki ısıtıcıların kurulu kapasiteleri, d010 kontrol kırılganlığı ile uzun süre sabit bir şekilde çalışan tristör güç kontrolörlerinin, bu yüksek harmonik bileşenlerin seviyesine GOST'un izin verilen değerlerinden birkaç kat daha yüksek olmasına yol açacağı şekildedir.
Sistemin fiziksel bir modeli üzerinde yapılan çalışmaların bir sonucu olarak, deneyi planlama yöntemi, formun bir regresyon denklemini verir
* 0.34- + 0.55 XcU - (2)
Pl x "- 0,05 * cXnSS, Xcd Xtf XM5 ^ S
burada aşağıdaki değerler temel alınır: ■
Xc $ \u003d 0.158 Ohm, X 'e \u003d 0.282 Ohm, n \u003d 40 °. Sonuç analitik bağımlılıkları doğrular ve
doğrudan çıkmaz üzerinde yapılan deneylerin sonuçları ile tutarlı.
Cayro-sıcaklık kontrolörleri ile çok bölgeli bir döngü olan yük, zaman içinde rastgele. Bu nedenle, çalışma olasılık yükleri ve daha yüksek harmonik bileşenlerin seviyeleri üzerinde çalışmalar yapmıştır. Bu çalışmalar ayrıca deneysel tasarım yöntemleri kullanılarak fiziksel bir model üzerinde yapılmış ve sonuçlar regresyon denklemleri şeklinde sunulmuştur.
Üçüncü bölümde, çok bölgeli AL'nin gç kaynağı regülatörleri ile güç beslemesinin senkronize kontrolünün önerilen sisteminin temel özellikleri incelenmiştir.
Çok bölgeli fırınların tristör sıcaklık kontrolörleri ile senkronize kontrolü hem faz-darbe hem de darbe genişliği voltaj kontrolü için kullanılabilir.Bu kontrol ile çok kanallı yükün kanalları, aynı anda değil, belirli gruplar tarafından seri olarak besleme ağına bağlanır (Şekil 2). Bu tür çok kanallı yük kontrolünün organizasyon olasılığı, direnç fırınlarında, tristör regülatörleri ile çok bölgeli fırınların güç rezervinin istisnayı izin vermesinden kaynaklanmaktadır. "Bostonova" pauzy.v şebeke olabilir ve bu şekilde yük eğrisi hizalamak ve daha yüksek harmonik bileşenlerin seviyesini en aza indirir.
Faz-darbe kontrolü ile tristör kontrolörlerinin senkronize kontrolü ile düzenleme açısı
sabit durumda ° C, cA * 'dan \u003d ¿¡g' ye kadar azaltılabilir. burada Y,
Hangi fırının her bölgesinin anahtarlama periyodunu bozar. ^ ^ Fırının bölge sayısı ile orantılı, ancak 10'dan daha düşük bir sayı seçilmesi tavsiye edilir. Bu durumda, basit faz-darbe kontrolünden senkronize geçiş, kontrol açısının azalmasına yol açar.
*, sinüzoidal olmama katsayısının% 22'den% 5'e düştüğü (yani aşılmadığı)
gOST tarafından izin verilen değerler) ve güç faktörü 0,7'den 0,95'e yükselir. Faz-nabız kontrollü tristör kontrol cihazları ile çok kılıflı direnç fırınlarının senkronize kontrolüne geçişin, elektrikli ekipmanın kurulu gücünün yaklaşık% 25 oranında azaltılmasına ve trafo merkezinde flaş dengeleme cihazlarının kullanılmasına izin verilmemesinden kaynaklanmaktadır.
Buna ek olarak, senkronize kontrol kullanımı, fırının eşzamanlı olarak dahil edilen bölgelerinin sayısını ve gücünü seçerek güç tüketimi programını eşitlemenizi sağlar.
Çalışmada, çok bölgeli dirençli fırınların faz-darbe kontrolü ile tristör regülatörleri ile senkronize kontrolü ile ana enerji özelliklerini, toplam gücü ve daha yüksek harmonik bileşenlerin seviyesini belirleyen bağımlılıklar elde edilmektedir.
Çalışma, en iyi enerji performansının ve elektriğin kalitesinin, tristörlerin bir darbe frekansı kontrolü ile birlikte senkronize kontrol kullanımını sağladığını göstermektedir. Darbe genişliği darbe kontrolüne sahip tek bir AC regülatörünün enerji özelliklerini belirleyen bilinen ilişkilere dayanarak, darbe genişliği genişliği darbesinin kullanıldığı bölgelerin senkronize kontrolü ile çok bölgeli rezistans fırınları tarafından oluşturulan deterministik ve rastgele yükte toplam güç tüketimi, enerji özellikleri için bağımlılıklar elde edilir. tristörlerin açık bir şekilde düzenlenmesi.
Darbe genişliği ve direnç fırınlarının senkronize kontrolü ile önemli olan husus niceleme süresinin seçimidir. Direnç fırınının kullanıldığı teknolojik sürecin analizi ve sıcaklık kontrolünün bir nesnesi olarak dinamik özellikleri ile doğrudan ilgilidir. İşte:. po-
kabul edilebilir zaman nicemleme periyodunun, yani fırının kalda bölgesinin anahtarlama periyodu eşitsizliği karşılamalıdır
", eG s-i-s / g * n t-SJaj * o)
burada Tc fırının zaman sabiti; 8 - sıcaklık kontrolünün doğruluğu; j\u003e Rnoi fırınının kurulu kapasitesinin, ayarlanan sıcaklığı korumak için gereken ortalama Psr gücünden fazla olmasıdır. Söz konusu sınıfın fırınları için niceleme süresinin T 30 dakikadan az olduğu gösterilmiştir.
dördüncü aşamada, çok bölgeli rezistans fırınlarının tristör sıcaklık kontrolörleri ile senkronize kontrolü için önerilen yöntemlerin uygulanması dikkate alınmakta, endüstriyel çok bölgeli fırınlarda faz-darbe ve darbe-genişlik tristör kontrollü güç kaynağı sistemlerinin deneysel çalışmalarının metodolojisi ve sonuçları sunulmaktadır. Güç kaynağı sisteminin çeşitli bölümlerindeki akımların ve gerilimlerin yüksek harmonik bileşenlerinin seviyelerinin ve bileşiminin deneysel olarak belirlenmesi için metodolojinin bir özelliği ”gerilim ve akım eğrilerinin salınımı ve manyetik kaydıdır. Bu yöntemlere ek olarak, nosinüzoidallik katsayısı olan elektrik kalitesinin entegre bir değerlendirmesini sağlayan analizörler kullanılmıştır.
Şekil 3, tristör kontrol cihazlarının faz-darbe kontrol modunda çalıştırılmasıyla elde edilen çok bölgeli bir direnç fırını tedarik eden bir alt istasyonun pimleri üzerindeki akımların ve voltajların spektrogramlarını göstermektedir. Şek. Şekil 4, aynı koşullar altında spektrogramlarla aynı anda alınan sinüzoidal olmayan katsayı Kns katsayısının histogramlarını göstermektedir. Deneysel çalışmalar, teorik çalışmaların ve fiziksel modellemenin sonuçlarını, 2 $ 'ı aşmayan bir ölçüm hatası doğruluğu ile doğrulamaktadır.
yaklaşık g 4 b g git onları
o g 4 b a (o / b / s
5 £ 7,0 $, 2 9,4 ¿0,5 Şek. 4
kon / e ve r
■ Özellikle, elektrik kalitesinin analizinde ve sistemin gücünün sınırsız alınabildiği durumlarda, güç trafo merkezinin direnci ile ilgili olmayan şakaların dikkate alınamayacağı Bölüm P'de kabul edilen varsayımın geçerliliği deneysel olarak doğrulanmıştır.
Deneysel çalışmalar, nabız-faz tristör kontrol sisteminin yanlış (asimetrik) ayarlaması ile besleme şebekesinde akımın bir DC bileşeninin ortaya çıkma olasılığının yüksek olduğunu doğrulamıştır.
Bir faz darbeli sistemden kontrol edilen tristör regülatörleri ile çok bölgeli bir fırının senkronize kontrol sisteminin deneysel çalışmaları, fırın regülatörlerinin özel olarak tasarlanmış bir ünite ile desteklendiği Merkezi Kontrol Komisyonu'nda gerçekleştirilmiştir. Senkronize kontrole geçiş, güç kaynağı sisteminin enerji performansını artırır. Böylece, örneğin, fırın tarafından tüketilen toplam güç 1660 kVA'dan 1170 kVA'ya düştü, 980 kW'a eşit aktif güç pratikte değişmedi ve güç faktörü 0,51'den 0,85'e yükseldi. Yüksek harmoniklerin akımı 500 A'dan ortalama 200 değerine düştü. Bu, filtreleme cihazlarının kurulumunu terk etmenizi ve kapasitör bankalarının gücünü önemli ölçüde azaltmanızı sağlar. Deneyler, zaman nicemlemesinin fırın bölgelerindeki sıcaklık kontrolünün doğruluğunu önemli ölçüde etkilemediğini göstermiştir!
Çalışmada, yukarıda belirtilen ek blok şeklinde önerilen çok fazlı EOS'un senkronize kontrol yönteminin uygulanması, tristör kontrol cihazlarının faz darbe kontrollü kontrolleri arasında geçiş yapılması, yalnızca faz darbe kontrolörleri ile donatılmış fırınlar için tavsiye edilir. Yeni tasarlanmış fırınlar için, darbe genişliği senkronize kontrollü daha basit ve daha güvenilir tristör kontrolörleri kullanılması tavsiye edilir. Çok kanallı bir elektrik direnç fırını için böyle bir kontrol sisteminin şeması yazar tarafından geliştirildi ve işte analiz edildi.
Araştırma verileri yasasına dayanarak,
çok bölgeli “sürekli trafo merkezinin senkronize kontrolünün en eksiksiz fikri, fırının kullanıldığı mikroişlemci tabanlı entegre proses kontrol sisteminde uygulanabilir. Şekil 5, seramik ürünlerin pişirilmesinin teknolojik işleminin entegre kontrolünün geliştirilmiş sisteminin fonksiyonel diyagramını göstermektedir.
Çalışma, alt sistem yönetimi algoritmaları geliştirdi:
Elektrik güç kalitesi kriteri ile elektrik modu kontrolü;
Seramik karo konveyör hız kontrolü;
Fırın bölgelerindeki sıcaklık ayarlarını kontrol edin.
Geliştirilen algoritmaların hesaplama işlemlerinin ve bunların uygulanması için gereken zamanın analizine dayanarak, entegre kontrol sisteminin K580 mikroişlemci üzerine inşa edilmiş IISE mikroişlemci tabanlı kompleks (bilgi ölçüm güç kaynağı sistemi) temelinde uygulanabileceği gösterilmiştir. Bu kompleks şu anda güç kaynağı kontrolü görevleri için uygun değildir ve sadece elektrik parametrelerinin ölçümü, ara işlemesi ve kaydedilmesini sağlar. Ancak, işte gösterildiği gibi, yönetim sorunlarını çözmek için işlevselliği genişletilebilir
kontrol nesnesiyle yazılım ve donanım iletişiminin iyileştirilmesi nedeniyle.
ANA BULGULAR
1.Analitik çalışmalara, fiziksel modelleme ve deneylere dayanarak, çok bölgeli elektrik rezistans fırınlarının sıcaklık kontrol sistemlerinde faz-darbe kontrolüne sahip tiris-dağ güç kontrolörlerinin, 0.4 kV voltajlı besleme alt istasyonlarında akım ve voltajın daha yüksek harmonik bileşenlerini ürettiği, katsayı olduğu gösterilmiştir. nesshusoidalnosti
akım 0,25'ten az değil, voltaj 0,1'den az, bu da güç faktörünün 0,7'ye düşmesine ve elektrikli ekipmanın kurulu kapasitesinde "% 20 + 30'a kadar bir artışa neden oluyor.
(2) Jeotor güç kontrolörlerinin faz darbesinden darbe dalgası otonom kontrolüne aktarılmasının, besleme ağındaki akım ve voltajın daha yüksek harmonik bileşenlerinin görünümünü neredeyse ortadan kaldırdığı, ancak subharmonik salınımların ortaya çıkmasına neden olduğu ve güç kaynağı sisteminin enerji performansını geliştirmediği bulunmuştur.
3. Analitik olarak ve endüstriyel çok bölgeli bir fırın üzerinde deney yapılarak, hem faz darbeli hem de Schrot-Ishul regülasyonu ile çok bölgeli elektrik rezistans fırınlarının dönme sıcaklığı kontrol cihazlarının senkronize kontrolü için geliştirilen yöntem ve sistemin kullanılmasının uygulanabilirliği kanıtlanmıştır ve ikincisine göre, daha yüksek akım harmonikleri tamamen ortadan kaldırılabilir. ve stres.
4. Doğrusal olmayan çok kanallı için en uygun kontrol algoritmaları, minimum güç dağılımı kriteri ile belirlenir. Shogozone elektrik rezistans fırınları olan yükler ve zaman parametreleri, her bir fırın bölgesinin teknolojik ve enerji özelliklerine bağlı olarak.
5. Seramik kiremit ateşleme işleminin entegre yönetimi ve çok bölgeli bir elektrik direnç fırınının enerji tüketimi için bir mikroişlemci sistemi, elektrik kalitesinde bir artış, enerji tüketiminde bir azalma ve elektrikli ekipmanların kurulu kapasitesinde bir artış, seramik karoların ve kurulum performansında bir artış sağlamak amacıyla geliştirilmiştir.
6. Çalışmanın sonuçlarına dayanarak olumlu bir karar alındı.
Tezin temel hükümleri aşağıdaki yayınlara yansıtılmıştır.
1.Razgonov E.L. Deneysel tasarım yöntemlerine göre elektrik şebekelerinde daha yüksek harmonik seviyelerini hesaplamak için bir algoritma ve bir programın derlenmesi // Isı mühendisliği cihazlarının ve elektrik sistemlerinin iş akışları ve iyileştirilmesi. Alma-Ata: KazPTI. 1979. Üniversitelerarası Bilimsel. S. 16-20.
2.Rossman D.M., Razgonov E.L., Trofimov G.G.
Elektrik şebekelerinde daha yüksek harmonik düzeylerinin öngörülmesinde hatanın değerlendirilmesi // İş süreçleri ve ısı mühendisliği cihazlarının ve elektrik sistemlerinin iyileştirilmesi. Alma-Ata: KazPTI. 1979. Üniversitelerarası Bilimsel. S. 20-26.
3.Razgonov E.JI., Trofimov G.G. Daha yüksek harmonikleri en aza indirmek ve teknik ve ekonomik göstergeleri iyileştirmek için tristör voltaj regülatörünün devresini değiştirme // Elektrofizik, Elektromekanik ve Uygulamalı Elektrik Mühendisliği. Alma-Ata: KazPTI. 1980. Üniversitelerarası Bilimsel. S. 173179.
4. Trofimov G.G., Vagonov V.L. Valf konvertörlü elektrik şebekelerinde daha yüksek harmonik seviyelerini hesaplama ve tahmin etme yöntemi // Yarıiletken konvertörler ile devrelerde bozulmayı azaltmak. Tallinn: Termofizik ve Elektronik Fizik Enstitüsü. 2981.S. 33-40,
5.Kats A.M., Razgonov E.L., Gatsenko H.A. Bir seramik tesisinin güç kaynağı sisteminde elektriğin güvenilirliğinin ve kalitesinin artırılması // Elektrik ve ısı kaynağının güvenilirliğinin ve kalitesinin artırılması / M .: ЩШП. IS83.
6. Deneysel tasarım teorisinin elektrik gücünün kalitesini artırma problemlerini çözmek için uygulanması / Trofimov G.G., Razgonov E.L., Markus A.C. ve diğerleri // Alma-Ata: KazPTI. 1964. Üniversitelerarası Bilimsel. S. 89-92.
7. Trofimov GG, Razgonov EL "Vektör dönüştürücülü elektrik şebekelerinde daha yüksek harmonik seviyelerinin tahmini. M.g MPEI. .¿985. Tr. MEI. Sayı 59 S. 8895.
8. Razgonov E.L. Bağlama, uygulama ve operasyon deneyimi
endüstriyel işletmelerde elektrik tüketimini ölçmek için otomatik sistem sürüngenleri // Elektrik şebekelerinde elektrik kalitesi ve kaybı. / Alma-Ata: KazPTI. 1986. Üniversitelerarası Bilimsel. S. 12-17.
Vazgonov E.L. Gadenko H.A. Elektrik tüketiminde muhasebe ve kontrol otomasyonu // Cam ve seramik. 1986. No. 8. S.25.
Yu.Dvornikov N.I., Kruchinin S.N., Razgonov E.D. Karmaşık IISE - Pono Güç Tüketimi Modlarının Modellenmesi için Elektronik // Elektrik Güç Sistemlerinin Modellenmesi. Riga: Tr. IX All-Union Bilimsel Konferansı. 1987.S. 405-406.
P.Japarova R.K., Marcus A.C., Hızlanma E.JI. IISE-bilgisayar kompleksine dayalı elektrikli biniş ve süreç kontrolü otomasyonu. // Makina mühendisliğinin gerçek sorunları. Alma-Ata: Bilim. 1989 16-17.
12Elektrotermal tesisatların kontrolü için ShZE-8VM kompleksinin kullanılması / Dzhaparova R.K., Markus A.C., Razgonov E.L. ve ark. // Tr.Mosk.ekergin-t. 1991. Cilt. 634.S. 104-109.
L tedavisi için imzalanmıştır - "
N.h l / Jó Sirkülasyon / СО 3at¡u Ü9Q
Tya # * g) t4\u003e mi M /\u003e il, Xf) 4rMoha.Mß.cHHa ..
Benzer işler
- Yapı malzemeleri endüstrisinin seramik işletmeleri için güç kaynağı sistemlerinin verimliliğini artırmak
- Yapı malzemeleri endüstrisindeki seramik işletmelerinin güç kaynağı sistemlerinin verimliliğini artırmak
- Elektrofizik tesisler ve süper iletken elektrikli cihazlar
- A) düzenlemenin sürekliliği. Tristörler yükteki akımı ağ frekansıyla (saniyede 50 kez) değiştirir, bu da sıcaklığı yüksek doğrulukla korumanıza ve rahatsız edici etkilerdeki değişikliklere hızlı bir şekilde yanıt vermenize olanak tanır;
- B) mekanik kontakların olmaması güvenilirliği arttırır ve bakım ve işletme maliyetini azaltır;
- C) elektrikli ısıtma elemanlarının başlangıç \u200b\u200bakımlarını sınırlama olasılığı. Birçok fırın, soğuk durumda ısıtma elemanlarının düşük direnci ile karakterize edilir, bu nedenle ani akımlar nominalin 10 veya daha fazla katı olabilir. Demeraj akımları sadece tristörlerin faz darbe kontrolü yardımıyla sınırlandırılabilir.
P zvezda-Electronics LLC tarafından geliştirilen tristör güç kontrolörü modern çok fonksiyonlu bir cihazdır. Kontrol sistemi, çok sayıda kontrol sinyalini gerçek zamanlı olarak sürekli olarak izleyen güçlü bir dijital sinyal işlemcisi üzerine kurulmuştur. Bu, benzer ekipmanlara göre çeşitli avantajlara yol açar:
- her türlü yük ve işlem için esnek konfigürasyon;
- sıvı kristal ekranda görsel gösterge;
- gelişmiş koruma ve arızaların kendi kendine teşhis kompleksi;
- iki tristör kontrol yöntemi için destek - faz-darbe ve sayısal;
- doğru stabilizasyon veya akım sınırlama modları;
- çok bölgeli yönetmeliğin uygulanması olasılığı;
- endüstriyel kontrol sistemlerine kolay entegrasyon.
Bu sayede otomasyon için çeşitli anahtar teslim çözümler geliştirmek mümkün oldu. Bu çözümler seri üretilen ürünlere dayandığı için, bu ekipmanın satın alınması ve uygulanması, ısmarlama otomasyon sistemlerinin geliştirilmesinden önemli ölçüde daha az maliyetli olacaktır.
Örnek 1. Bir elektrikli fırının otomasyonu.
Fırının otomatik kontrolü için, TPM210-Shch1.IR PID kontrolörü kullanılır. Hassas girişi elektrikli fırının içinde bulunan evrensel girişine bir sıcaklık sensörü bağlanır. PID kontrolörü mevcut sıcaklığı ölçer ve tristör kontrolörü üzerinde analog 4..20 mA sinyali ile çalışır. Böylece sıcaklık için kapalı devre kontrol sistemi uygulanır. PID röle çıkışı alarmlar için kullanılabilir.
Örnek 2. Kurutma odasının otomasyonu.
TPM151-Shch1 yazılım aracı kullanılarak IR.09 odun kurutma işlemi gerçekleştirilir. Cihaz, analog 4..20 mA sinyali ile tristör regülatörünün kontrol girişine etki eder ve böylece gücü ve dolayısıyla oda içindeki sıcaklığı düzenlerken, röle çıkışı periyodik olarak fanı açar ve bu da daha düzgün kurumaya katkıda bulunur. TPM151 yazılım ayar noktası, kurutma işleminin teknoloji uzmanı tarafından derlenen çeşitli programlara göre, örneğin farklı ağaç türleri için ladin, çam, meşe vb.
Örnek 3. Çok bölgeli bir ısıtma sisteminin otomasyonu.
İlginç bir örnek, popülaritesi her yıl artan kızılötesi ısıtıcı kontrol sistemidir. Bunun için çok kanallı PID kontrolörü TPM148 kullanılır. Isıtıcılar, "bağımsız" şemaya göre üç bağımsız kontrol döngüsü oluşturan ortak bir nötr tel ile bağlanır. Her bölgenin kendi sensörü - D1, D2, D3 - PID kontrol cihazının tristör kontrol cihazı için 4..20 mA kontrol sinyallerini düzelttiği ve her bir ısıtma elemanındaki gücü ayrı ayrı kontrol eden okumaları vardır.
Elbette, bu örnekler, tristör regülatörü TRM'nin yardımıyla çözülebilecek görevlerle sınırlı değildir. Belki de, örneğin, havalandırma havalandırma odalarının, boyama odalarının otomasyonu, ısıtma ve sıcak su temini için elektrikli kazanların otomatik kontrolü ve çok daha fazlası.
Elektrik direnç fırınları (hazne, şaft, çan tipi, vb.) Çeşitli endüstrilerde ürünlerin ısıl işleminde yaygın olarak kullanılmaktadır: metalurji, güç mühendisliği, metal işleme, seramik ve cam üretiminde. Isıl işlem sırasında otomatik kontrol sistemlerinin kullanılması ürünlerin kalitesini artırır ve personelin çalışmasını kolaylaştırır.
Modern ekipman ve yeni otomatik kontrol yöntemleri, optimum proses kontrolü nedeniyle enerji kaynaklarının rasyonel kullanımının ekonomik etkisini elde etmek için ekipmanın onarım ve bakım maliyetini azaltabilir.
Bu makalede, yazar, hassas sıcaklık kontrolü, çeşitli ürün türlerini işlerken modların hızlı bir şekilde değiştirilmesi olasılığı gibi teknolojik ihtiyaçları dikkate alarak elektrikli fırın kontrol sisteminin modernizasyonu için iki tasarım çözümü sunmaktadır.
ACS modernizasyon projeleri hazırlanırken, fırınların işletilmesindeki ana eksiklikleri ve sorunları bulmak için ısıl işlem teknolojik sürecinin ayrıntılı bir analizi yapıldı. Örneğin, parçaların ve metal yapıların tavlanması sırasında, teknolojik haritada belirtilen değerlerden sıcaklığın önemsiz sapmaları bile kabul edilemez. Sıcaklık rejiminin ihlali, üretici tarafından beyan edilen ürünlerin mekanik özelliklerinin uyumsuzluğuna yol açabilir ve bu da endüstriyel kazalara yol açabilir.
Koç cihazlarına dayalı elektrikli fırınlarda sıcaklık kontrol sistemleri
İki kanallı bir program PID kontrolörü Koç TPM151, elektrikli fırın kontrol sisteminde bir kontrol cihazı olarak kullanılır; iki kanal, ısıtma elemanları üzerindeki sıcaklığı düzenler. Aktüatör, fırının ısıtma elemanları üzerinde faz kontrol yöntemi ile otomatik güç kontrolünün doğruluğunu sağlayan triyak ve tristörlerin (BUST) kontrol ünitesidir.
Girişleri genişletmek ve ürünün kendisinde veya fırın rezistansındaki sıcaklığı ölçmek için ek bir fırsat elde etmek için OVEN MBA8 giriş modülü kullanılır. Regülatörler ve analog giriş modülü arasındaki veri alışverişi bir bilgisayar kullanılarak gerçekleştirilir; RS-485 / RS-232 arayüzlerinin koordinasyonu için bir Koç AC3-M arayüz dönüştürücü kullanılır (Şekil 1).
Şek. Dört elektrikli fırın için sıcaklık otomatik kontrol sistemi (ACS) 1. Genel blok şeması
Geliştirilen sistem her türlü karmaşıklığın tavlanmasını sağlar. Sıcaklık kontrol sistemindeki ayarlar, teknoloji uzmanı tarafından geliştirilen programa göre otomatik olarak değiştirilir. Teknolojinin programları üst düzey bilgisayarda oluşturulur ve her TPM151 cihazına girilir.
Bir şaft fırınındaki sıcaklık kontrol sisteminin şeması Şek. 2.
Şek. 2. Bir maden elektrikli fırında fonksiyonel düzenleme şeması
Sistem, her ısıtma bölgesinde sıcaklık değişim oranını (önceden ayarlanmış bir değere artırın veya azaltın) bireysel bir programa göre ayarlamanıza izin verir, bu da ürünün tüm noktalarda eşit şekilde ısıtılmasını sağlar. Sıcaklık veya zaman parametrelerinden herhangi birinin belirli bir değerine ulaştıktan sonra bir programdan diğerine geçmek mümkündür. Her fırından veri toplama, SCADA sistemi OWEN PROCESS MANAGER kullanılarak da gerçekleştirilir.
Önerilen sıcaklık kontrol sistemi, bir veya iki ısıtma bölgesi olan herhangi bir elektrikli fırına uygulanabilir. Gerekli sistem için:
yazılım iki kanallı kontrolör (ARIES TPM151);
triyak ve tristör kontrol ünitesi (ARIES BUST);
arayüz dönüştürücü (ARIES AC3-M);
analog giriş modülü (OSEH MVA8);
bilgisayar;
sıcaklık sensörleri, güç triyakları.
Önerilen kontrol sistemi, analog kontrolörleri ve röle aktüatörlerini mikroişlemci kontrol elemanları ve temassız güç anahtarları (triyaklar) ile değiştirerek elektrikli fırınların güvenilirliğini arttırır. Harici bağlantıların ve terminal kutularının sayısı birkaç kez azaltılır.
Örneğin, bir TRM151 PID denetleyicisi, bir OVEN MBA8 giriş modülü ve bir bilgisayar üç eski, ancak çok pahalı iki konumlu kaydedici regülatörünün yerini alırken, otomatik katsayı ayarlı PID denetleyicilerinin kullanımı nedeniyle doğruluk ve ayarlama özellikleri önemli ölçüde artırılmıştır.
Modernizasyon bir kerede birkaç tesiste gerçekleştirilirse modernizasyon maliyetinin önemli ölçüde azalacağını unutmayın. Örneğin, dört fırın için, sıcaklık kontrolörlerine ek olarak, sadece bir MVA8 modülüne ve bir bilgisayara ihtiyacınız olacak.
Koç TPM151 regülatörleri ve BUST bloklarına dayanan benzer bir sıcaklık kontrol sistemi, uzun vadeli tavlama hattı "HEURTEY" üzerinde Kirov'daki OJSC "KZ OTSM" tesisinde tanıtıldı.
Fırın bağımsız olarak çalışan iki ısıtma bölgesine sahiptir (ön ve hassas ısıtma). Fırında, TPM151 regülatörlerinin Koçları üzerinde iki sıcaklık kontrol döngüsü düzenlenmiştir.
Hat, 0,15 - 0,8 kalınlığında ve 200 - 630 mm genişliğinde bakır ve pirinç bantların sürekli tavlanması ve dağlanması için tasarlanmıştır. İşleme sırasında rulolar açılır ve destek ruloları boyunca fırına çekilir. Tavlamadan sonra metal, yapısını ve mekanik özelliklerini değiştirir.
Hassas sıcaklık kontrolü elde etmek için, ısıtma elemanlarının gücünü faz kontrol yöntemiyle kontrol eden TPM151 cihazlarının her kanalı için bir tane olmak üzere iki Koç Büstü kontrol ünitesi kullanılır.
Üç veya daha fazla ısıtma bölgesinin kontrolünün yanı sıra fanların ve diğer aktüatörlerin çalışmasına sahip daha karmaşık sistemler için, en kabul edilebilir, ARIES PLC gibi programlanabilir bir mantık denetleyicisi şeklinde bir kontrol cihazına sahip bir sistemdir.
Bu tür bir kurulumun bir örneği, endüstrideki en yaygın fırın türüdür - bir hazneli elektrik direnç fırını veya çan tipi elektrikli fırın. Bu fırınlarda, tasarıma bağlı olarak, üç ısıtma bölgesi olabilir. Optimum sıcaklık kontrolü için üç bağımsız kontrol devresine sahip olmaları gerekir.
Sistem, her ısıtma bölgesindeki sıcaklığı kontrol eder: sırasıyla birinci, ikinci ve üçüncü kontrol kanallarını kullanarak birinci, ikinci ve üçüncü bölgelerde. Tüm devreler, mufladaki sıcaklık kontrolünün ana devresine bağlıdır.
Alt kontrol devreleri özdeştir ve bir sıcaklık kontrolörü, kontrolöre uygulanan yazılım (ARIES PLC154), bir aktüatör (ARIES BUST ve triyaklar) ve bir kontrol nesnesinden (ısıtma elemanları) oluşur. Ana kontrol döngüsünün kontrolörü (Şekil 3) ve bağımlı devrelerin kontrolörleri, PLC154 kontrol cihazında yazılım ile uygulanır.
Şek. 3. Bir elektrikli fırının ACS'nin fonksiyonel diyagramı
Her kanaldan gelen veriler önce denetleyiciye, ardından SCADA sistemi kullanılarak işlendiği ve depolandığı bilgisayara gider ve bu işlemle ve seçilen denetleyiciyle çalışacak şekilde uyarlanır.
Geliştirilen sistemde, otomatik sıcaklık kontrolüne ek olarak, manuel kontrol dirençleri kullanarak kontrol etmek mümkündür. Manuel kontrol, kurulum veya acil durum sırasında kullanılır. SU odasının ana yönetim ve kontrol elemanları şunlardır:
programlanabilir lojik kontrolör (ARIES PLC154);
triyaklar ve tristörler için kontrol üniteleri (ARIES BUST);
tHA (K) termokupllar ve güç triyakları;
bir bilgisayar.
PLC kullanan projenin ayırt edici bir özelliği, bir bilgisayarda seçilen elektrikli fırında sıcaklık kontrolü sürecini görselleştirme yeteneğidir.
Bugün ACU TP için gerekli yazılımı seçmenize izin veren bir dizi uygulama var. TraceMode ürünü, yazılım standartlarını Koç üretimi de dahil olmak üzere dünya üreticilerinin çoğu endüstriyel otomasyon ekipmanı ile birleştiren bu tür özelliklere sahiptir. Bu nedenle, bu ürün, başka hiçbir şey gibi, bir elektrikli fırının ACS'sini oluştururken ana sistem yazılımı olarak uygundur.
Bunun nedeni, İzleme Modu programının geniş işlevselliğe ve kullanışlı bir geliştirme ortamına sahip olmasının yanı sıra seçilen Koç PLC denetleyicisi için ücretsiz sürücüler sağlamasıdır.
Ekrandaki kontrol ve düzenleme formları fırınların çalışmasını büyük ölçüde basitleştirir ve operatörün çalışmasını kolaylaştırır. Görünüşleri ve yapıları, her bir teknolojik süreç ve kurulum için ayrı ayrı yapılabilir.
Anlatılan projeler, elektrotermal tesisatlarda ürünlerin ısıl işlemine yönelik talepleri ve gereksinimleri tamamen dikkate almaktadır. Projeler, enstrümantasyon ve bakım ekipmanlarının kurulumu ve bakımı için minimum ekonomik maliyetler gerektirir. Bu çözümlerin uygulanması, ürünlerin kalitesini artıracak, reddetme miktarını azaltacak, hammadde tüketimini azaltacak, ekipmanın arızalarını ve çalışmama süresini azaltacak ve böylece üretim hacmini artıracak ve personel için çalışma koşullarını iyileştirerek üretkenliği artıracaktır.
Sergey Mokrushin, Otomasyon Bölümü Başkanı, Alfa-Prom Company, Kirov
"Otomasyon ve Üretim" dergisinde "Elektrikli fırın kontrol otomasyonu" makalesi: