Особенности управления электрическим режимом.

Электрическая дуга является одним из видов разрядов в газах или парах. Характерными особенностями дуги в ДСП являются:

• большие мощности и токи при низких напряжениях;

• горение в закрытом пространстве;

• значительная продолжительность горения;

• необходимости максимальной ее устойчивости и равенства длин дуг во всех фазах.

Электрические дуги не смогут существовать при произ­вольных значениях тока, напряжения и длины дугового промежутка, эти три параметра должны удовлетворять определенным соотношениям, выражаемой вольтамперной характеристикой дуги. Вольтамперная характеристика дуги является наиболее важной зави­симостью, характеризующей электрические свойства дуги. В зависимости от рода и значения тока, от длины дуги и условий ее горения вольтамперные характеристики дуги могут иметь разный вид. Различают статическую и динамическую характеристики дуги. Для дуги переменного тока имеется только динамическая характе­ристика. Одним из важнейших вопросов управления процессом является сохранение устойчивости дуги. Управление электрическим режимом печи или выделяемой в ду­ге мощностью (т.е. имеются в виду регулирующие воздействия) воз­можно двумя путями: изменением напряжения, подаваемого на печь, и изменением длины межэлектродного промежутка. Изменение вторичного напряжения трансформатора, подаваемого на печь, осуществляется периодически, в определённые моменты плав­ки. Частые коммутации сильноточных цепей нежелательны. Длину ме­жэлектродного промежутка есть возможность изменять оперативно. Для этого служит электромеханический и гидравлический привод, с по­мощью которого перемещаются стойки с электродами. Зависимость между длиной дуги и напряжением дуги носит ли­нейный характер. Коэффициент передачи объекта по напряжению: Кн = dUд/dlд=β, зависимость тока от длины дуги нелинейная коэфф. передачи объекта по току Кт = dI/dlд

Поскольку изменения длины межэлектродного промежутка приво­дят к изменению напряжения на дуге и силы тока, то логично было бы выбрать один из этих параметров в качестве параметра регулирования. Существенным недостатком использования силы тока считалась воз­можность поломки электрода при зажигании дуг. Напряжение на дугах практически невозможно измерить. Использование электрической мощности в качестве параметра регу­лирования также считалось неприемлемым, т.к., в соответствии с элект­рической характеристикой печи имеем неоднозначную зависимость мощности от силы тока.

Наибольшее распространение для управления вводом электричес­кой мощности в печь получил дифференциальный параметр, представ­ляющий собой разность между током и напряжением:

А = aI - bUд

где а и Ь -постоянные коэффициент, зависящие от коэффициен­тов трансформации измерительных трансформаторов тока и напряже­ния и требуемого соотношения тока и напряжения; U„- напряжение фазы печи. Использование вычислительной техники позволило использовать ток, напряжение и сопротивление дуги как параметры регулирования.

Ста. И дим. Характеристики регуляторов электр. Режима дсп.

Изменение во времени какой-либо выходной величины от одного установившегося значения до другого при изменении входного воздействия составляет динамическую характеристику. Если входное воздействие имеет вид скачкообразного сигнала, имеем переходную характеристику. Входное воздействие ток дуги, выходная величина- ток или напряжение якорной обмотки двигателя. Длительность переходного процесса(время регулирования-τр) включает:

- чистое запаздывание, т.е. промежуток времени с момента возникновения возмущения до момента трогания электрода-τз ;

- время нарастания скорости двигателя исполнительного механизма от 0 до 90% установившейся скорости - постоянная времени Τ;

- общее время регулирования τр – время от подачи скачкообразного возмущающего воздействия (I) до момента вхождения выходного параметра (I) в пределы зоны нечувствительности ( при периодическом характере переходного процесса) , или последнем вхождении выходного параметра в пределы зоны нечувствительности ( при колебательном характере переходного процесса).

Динамические характеристики системы в значительной мере определяются используемым законом регулирования и параметрами регулятора. При использовании микропроцессорного регулятора САР становится дискретной(импульсным элементом является сам микропроцессорный регулятор). В этом случае важным является цикл опроса параметров объекта т.е. чтобы он был значительно меньше постоянных времени элементов системы.

Пропорциональный (“П”) закон y(i) = kx(i) (1)

Пропорционально-интегральный (“ПИ”) закон y(i)=k1(i)+k2*сумм(от 1 до j=0)x(i)

Пропорционально-интегрально-дифференциальный (“ПИД”) закон y(i)=k1x(i)+k2сумм(от 1 до i=0)x(i)+k3(x(i)-x(i-1))

y(i)= k₁x(i)+k₂ +k₃[x(i)-x(i-1)] (3)

Где x(i),x(i-1)- сигналы с объекта (в данном случае А=aI-bUф);

k₁,k₂,k₃- коэффициенты усиления звеньев регулятора.(задаются преподавателем)

i-порядковый номер тактов опроса(τ = iT, T-время одного такта;

T в формулах 1-3 опускаются).