Повышение эффективности систем управления электрическими режимами электродуговых печей за счет применения адаптивного регулятора импеданса
Автор: Николаев Александр Аркадьевич, Тулупов Платон Гарриевич, Малахов Олег Сергеевич, Рыжевол Сергей Сергеевич
Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика @vestnik-susu-power
Рубрика: Электромеханические системы
Статья в выпуске: 4 т.21, 2021 года.
Бесплатный доступ
В статье рассмотрена усовершенствованная система автоматического управления перемещением электродов для электродуговых печей (дуговых сталеплавильных печей и установок ковш-печь), обеспечивающая улучшение динамических показателей качества регулирования импеданса вторичного электрического контура за счет использования новой структуры нелинейного адаптивного регулятора импеданса. Благодаря применению усовершенствованной системы управления обеспечивается стабилизация процесса расплавления металлошихты в дуговых сталеплавильных печах, а также процесса нагрева жидкой стали в установках ковш-печь при интенсивных донных продувках, что позволяет достичь технического эффекта по снижению времени работы под током и уменьшению удельного расхода электроэнергии электросталеплавильных агрегатов. Нелинейный адаптивный регулятор импеданса осуществляет полную линеаризацию контуров регулирования, включающих в себя пропорциональный гидрораспределитель (сервоклапан) с нелинейной регулировочной характеристикой и вторичный электрический контур с нелинейной зависимостью импеданса от длины дуги. При проведении исследований использована комплексная математическая модель электрического контура электродуговой печи, гидроприводов перемещения электродов и системы автоматического управления перемещением электродов, реализованная в математическом пакете MATLAB Simulink. Оценка эффективности усовершенствованной системы управления в условиях действующего металлургического производства была выполнена на примере системы управления «РАДУГА НПА ПК», являющейся разработкой специалистов ФГБОУ ВО «МГТУ им. Носова» и функционирующей на установке ковш-печь в электросталеплавильном цехе ПАО «Магнитогорский металлургический комбинат». Разработанная усовершенствованная система управления может использоваться на других современных электродуговых печах различной мощности, функционирующих на металлургических предприятиях России и зарубежья.
Дуговая сталеплавильная печь, установка ковш-печь, электрический режим, сервоклапан, адаптивный регулятор импеданса
Короткий адрес: https://sciup.org/147236654
IDR: 147236654 | DOI: 10.14529/power210410
Список литературы Повышение эффективности систем управления электрическими режимами электродуговых печей за счет применения адаптивного регулятора импеданса
- Миронов, Ю.М. Особенности дуговых сталеплавильных печей как приемников электрической энергии /Ю.М. Миронов //Электрометаллургия. - 2020. - № 9. - С. 2-8. DOI: 10.31044/1684-5781-2020-0-9-2-8
- Энергосбережение в современной дуговой сталеплавильной печи ДСП-120 / И.В. Глухов, Д.В. Мехря-ков, Г.В. Воронов и др. // Сталь. - 2020. - № 5. - С. 21-23.
- Оптимизация энерготехнологических режимов выплавки стали в современных дуговых сталеплавильных печах средней вместимости /М.В. Шишимиров, В.Л. Рабинович, А.В. Александров и др. // Электрометаллургия. - 2020. - № 11. - С. 12-17.
- Николаев, А.А. 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, Е.В. Повелица // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. - 2015. - № 2 (50). - С. 90-100.
- Николаев, А.А. Сравнительный анализ современных систем управления электрическим режимом дуговых сталеплавильных печей и установок ковш-печь / А.А. Николаев, П.Г. Тулупов, В.С. Ивекеев //Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия «Энергетика». - 2020. - Т. 20, № 3. -С. 52-64. DOI: 10.14529/power200306
- Nikolaev, A.A Сотрага^е analysis of modern electric control systems of electric arc furnaces / A.A. Nikolaev, P.G. Tulupov, V.S. Ivekeev // Proceedings - 2020 International Ural Conference on Electrical Power Engineering, UralCon 2020. - 2020. - P. 464-468. DOI: 10.1109/UralCon49858.2020.9216238
- Nikolaev, A.A. Mathematical model of electrode positioning hydraulic drive of electric arc steel-making furnace taking into account stochastic disturbances of arcs / A.A. Nikolaev, P.G. Tulupov, D.A. Savinov // 2017 International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing, ICIEAM 2017 - Proceedings, electronic edition. - 2017. - P. 8076205. DOI: 10.1109/ICIEAM.2017.8076205
- Макаров, А.Н. Исследование теплообмена и КПД дуг в дуговых сталеплавильных печах с обычной и конвейерной загрузкой шихты / А.Н. Макаров, В.В. Окунева, Ю.М. Павлова // Энергетические системы. -2018. - № 1. - С. 39-43.
- Николаев, А.А. Разработка математической модели электротехнического комплекса «дуговая сталеплавильная печь - статический тиристорный компенсатор» / А.А. Николаев, В.В. Анохин, П.Г. Тулупов // Электротехнические системы и комплексы. - 2016. - № 4 (33). - С. 61-71. DOI: 10.18503/2311-8318-2016-4(33)-61-71
- Повышение эффективности электродуговых печей за счет усовершенствованных алгоритмов управления электрическими режимами / А.А. Николаев, Г.П. Корнилов, П.Г. Тулупов, Г.В. Никифоров // Черные металлы. - 2020. - № 12 (1068). - С. 10-16. DOI: 10.17580/chm.2020.12.02
- Bowman, B. Arc Furnace Physics /B. Bowman, K. Krüger. - Düsseldorf: Verlag Stahleisen GmbH, 2009. -245 с.
- Бикеев, Р.А. Динамические режимы в электромеханических системах дуговых сталеплавильных печей и их воздействие на вводимую активную мощность: дис. ... канд. техн. наук /Р.А. Бикеев. - Новосибирск: Новосибирский государственный технический университет, 2004. - 229 с.
- Миронов, Ю.М. Регулировочные характеристики дуговых сталеплавильных печей /Ю.М. Миронов, А.Н. Миронова, Д.Г. Михадаров // Электрометаллургия. - 2016. - № 9. - С. 2-9.
- Формирование энергоэффективных алгоритмов управления электрическим режимом дуговых сталеплавильных печей /В.А. Иванушкин, Д.В. Исаков, Ф.Н. Сарапулов и др. //Промышленная энергетика. -2015. - № 7. - С. 32-35.
- Yakimov, I.A. Investigation of electrical characteristics of high-power electric arc furnaces in the mode of stabilizing the primary current of the furnace transformer by means the thyristor regulator in the intermediate circuit / I.A. Yakimov, A.A. Radionov, E.A. Maklakova // 2018 IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (EIConRus). - 2018. - P. 840-844. DOI: 10.1109/EIConRus.2018.8317219
- Ненахов, А.И. Совершенствование подходов к моделированию токов дуговой сталеплавильной печи при разработке компенсаторов реактивной мощности / А.И. Ненахов, С.И. Гамазин // Промышленная энергетика. - 2015. - № 9. - С. 25-31.
- Nanang Hariyanto. Characteristic study of three-phase AC electric arc furnace model / Nanang Hariyanto, Muhammad Nurdin, P. Gregorius Alvin Tanthio // The 2nd IEEE Conference on Power Engineering and Renewable Energy (ICPERE) 2014. - 2014. - P. 203-207. DOI: 10.1109/ICPERE.2014.7067197
- Lozynskyy, O. Simulink model of electric modes in electric arc furnace / Orest Lozynskyy, Yaroslav Paranchuk, Oleksii Kobylianskyi // 2017 IEEE International Young Scientists Forum on Applied Physics and Engineering (YSF). - 2017. - P. 54-57. DOI: 10.1109/YSF.2017.8126591
- Миронов, Ю.М. Анализ электрических режимов дуговых сталеплавильных печей в различные периоды плавки /Ю.М. Миронов, А.Н. Миронова //Металлург. - 2021. - № 2. - С. 48-53.
