Аннотация
В рамках исследования обосновывается необходимость расчёта мгновенного значения напряжения дуги в сталеплавильной печи для решения задач управления электрическим режимом, а также для диагностики стадии плавки. На основании математической модели трёхфазного электрического контура печи осуществляется определение мгновенных значений напряжения электрической дуги в каждой фазе с использованием измеряемых сигналов тока дуги и фазного напряжения. В статье обозначены основные проблемы, связанные с определением суммарного активного сопротивления фазы с учётом влияния поверхностного эффекта, а также с определением коэффициентов взаимной индуктивности между фазами в зависимости от ориентации электрододержателей в пространстве. Для каждой из обозначенных проблем предложены пути решения.
Ключевые слова
Дуговая сталеплавильная печь, электрическая дуга, напряжение дуги, диагностика стадии плавки, гармонический состав тока и напряжения дуги.
1. Николаев, А.А. Методика сравнительной оценки эффективности работы систем управления положением электродов агрегата ковш-печь : материалы XVI международной конференции «Cовременные проблемы электрометаллургии стали». – Челябинск. Издательский центр ЮУрГУ. – Ч1. – С. 161-169;
2. Анализ и оптимизация электрических режимов сверхмощных дуговых сталеплавильных печей / Г.П. Корнилов [и др.] // Электрометаллургия. – 2013. – №7. – C. 2-10.
3. Разработка усовершенствованной системы автоматического управления положением электродов дуговых сталеплавильных печей и агрегатов ковш-печь / А.А. Николаев [и др.] // Электротехника: сетевой электронный научный журнал. – 2014. – Т.1, №1. – C. 161-169.
4. Анализ различных вариантов построения систем автоматического управления перемещением электродов дуговых сталеплавильных печей и установок ковш-печь / А.А. Николаев, Г.П. Корнилов, П.Г. Тулупов и др. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. – 2015. – №2(50). – С. 90-100.
5. Повышение эффективности работы сверхмощной дуговой сталеплавильной печи за счёт использования системы диагностики стадии плавки по высшим гармоникам токов дуг / А.А. Николаев [и др.] // Технические науки – от теории к практике: сб. ст. по матер. XXVII междунар. науч.-практ. конф. № 10(23). – Новосибирск: СибАК, 2013.
6. Nikolaev, A.A. Assessing the Feasibility of Electrical Mode Control of Ultra-High Power Arc Steelmaking Furnace Based on Data about Harmonic Composition of Arc Currents and Voltages / A.A Nikolaev., P.G. Tulupov, A.V. Anufriev. // Proceedings of 16th International Conference on Research and Education in Mechatronics (REM2015). IEEE. Bochum, Germany, November 18-20, 2015. pp. 302-308. DOI: 10.1109/REM.2015.7380411
7. Математическая модель электрического контура дуговой сталеплавильной печи с реализацией случайных возмущений электрических дуг / Г.П. Корнилов [и др.] // Приложение математики в экономических и технических исследованиях. – 2014. – №4(4). – С. 260-271.
8. Корнилов, Г.П. Моделирование электротехнических комплексов промышленных предприятий / Г.П. Корнилов, А.А. Николаев, Т.Р. Храмшин. – Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2014. – 239 с.
9. Николаев, А.А. Повышение эффективности работы статического тиристорного компенсатора сверхмощной дуговой сталеплавильной печи: дисс. канд. техн. наук. Магнитогорск: ФГБОУ ВПО «МГТУ им. Г.И. Носова», 2009. – 204 с.
10. Разработка усовершенствованной системы автоматического управления положением электродов дуговых сталеплавильных печей и агрегатов ковш-печь / Корнилов Г.П. [и др.] // Электротехника: сетевой электронный научный журнал. – 2014, – Т.1, №1. – C. 48-58.
11. Журавлёв, Ю.П. Способы управления электрическим режимом электродуговых сталеплавильных печей / Журавлёв Ю.П. [и др.] // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. – 2006. – №4. – С. 76-80.
12. Bowman B., Krüger K. Arc Furnace Physics. // Verlag Stahleisen GmbH, Düsseldorf, 2009.
13. Brusa, E.G.M. Design and Structural Optimization of the Electric Arc Furnace Through a Mechatronic-Integrated Modeling Activity / E.G.M. Brusa, S.Morsut // IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, 2015. Vol. 20, pp.1099-1107. DOI: 10.1109/TMECH.2014.2364392.
14. Balan, R. Optimization of the Electrode Control System Using On Line Simulation and Rule Based Control / R. Balan, V. Maties, D. Stan // International conference on Mechatronics and Automation, 2007. pp. 2939-2944. DOI: 10.1109/ICMA.2007.4304027.
Николаев А.А., Тулупов П.Г. Применение математической модели дуговой печи для анализа мгновенных значений напряжения дуги при наличии реальных сигналов тока дуги и фазного напряжения // Математическое и программное обеспечение систем в промышленной и социальной сферах. – 2016. – Т.4. – №2. – C. 2-9.