Помогите найти схемы мощных промышленных регуляторов постоянного тока

[andries5]

Весьма оригинальное описание магнитного усилителя

Зато понятное. На заводе ремонтировал и зарядные, и выпрямители гальваники и станки с магнитными усилителями.

[Владимир08]

Перевел в gif, наверно у вас большие jpeg не открываются.

у нас mail.ru заблокирован потому,что оператор украинский
зря перевели...этот формат у меня как раз и не открывается

[genao]

Немного ужал jpeg

[Владимир08]

Пролистал несколько книг по дуговым печам...правильно ли я понял, что главная регулировка мощности осуществляется в основном изменением положения электрода(печь постоянного тока) и переключением обмоток трансформатора, а тиристорный регулятор для этого не нужен?

[genao]

правильно ли я понял, что главная регулировка мощности осуществляется в основном изменением положения электрода(печь постоянного тока) и переключением обмоток трансформатора, а тиристорный регулятор для этого не нужен?

Дуговая печь переменного тока и дуговая печь постоянного тока - имеют принципиальные различия, как по печным трансформаторам, так и конструктивные особенности ванны печи, различны и методы регулировки мощности дуги.

АРДМТ-2 - это регулятор мощности дуги для 3-х фазной печи переменного тока.
То есть через дугу течет переменный ток исчисляемый килоамперами. А напряжение дуги составляет 60-200В.

Напряжение дуги определяется выбором ступени трансформатора, ток дуги определяется перемещением электродов вверх/вниз относительно "зеркала" металла.
Вот алгоритм регулятора мощности дуги печи переменного тока заложенный в АРМДТ-2.
Регулятор мощности следит за тем, чтобы напряжение фазной дуги на "зеркало" было близко к фазному напряжению печного трансформатора, а ток равен заданному.
Другими словами ступени мощности дуги определяются выбором переключателя ступеней печного трансформатора, а регулировка мощности в пределах одной ступени - регулировкой тока путем перемещения электрода.
Обратите внимание, что длина дуги в основном определяется выбором ступени напряжения печного трансформатора, регулировка тока - за счет изменений этой длины.
А чем перемещают электрод - двигателем постоянного тока, переменного тока, гидравликой, пневматикой это уже другой вопрос.

Для дуговой печи постоянного тока, где через дугу идет постоянный ток, АРМДТ-2 не подходит! Алгоритм уже другой! Кроме килоамперных токов максимальное напряжение на дуге может достигать 800 В, напротив 200 В у дуговой печи переменного тока.

Для получения постоянного тока через дугу нужен регулируемый выпрямитель. Которым являются как правило два мощных тиристорных преобразователя, способных выдавать килоамперы.
Печной трансформатор уже иной, с меньшим количеством ступеней чем у печного трансформатора для печи переменного тока (либо их ступеней вообще нет).
Два тиристорных преобразователя включаются в начале плавки последовательно, а затем параллельно.
Алгоритм регулировки мощности дуги иной чем у дуговой печи переменного тока.
Вот самый простой.
Управляемый выпрямитель стабилизирует выставляемый ток дуги. А перемещением электрода выставляют требуемую длину дуги, определяемую напряжением дуги.

[Владимир08]

Неужели на дуге может быть 800В? В литературе указывается, что напряжение источников питания дуговых печей постоянного тока находится в диапазоне 60-120В.

[genao]

Неужели на дуге может быть 800В? В литературе указывается, что напряжение источников питания дуговых печей постоянного тока находится в диапазоне 60-120В.

Во первых, если вы хотите плавить в дуговой печи скрап, чушки, металлическую сечку, разного рода шихту,
то ваши 60-120В (это где-то 3-6 см дуги) сможете "удержать" только на "зеркале", то есть когда металл расплавится, и будет зависеть от того, под какой толщиной слоя шлака будете доводить температуру и химический состав.

Во вторых, в дуговой трехфазной печи переменного тока имеются три дуги, длина которых на "зеркале" составляет 3-12 см. И на каждой дуге падает 60-200 В действующего напряжения.

Теперь берем дуговую печку постоянного тока. Дуга в ней одна. И чтобы выделить ту же мощность треба либо увеличить ток через электрод в три раза, либо увеличить напряжение в три раза.
С увеличением тока ждет такая засада - чтобы не выгорал электрод его треба увеличить в диаметре (3х кратное сечение), при этом возрастает нагрузка на привод перемещения, увеличивается сечение "канатов" короткой сети, возникает проблема с держателем электрода и токозажимом, возникает бОльшая инерция при перемещении электрода.
В связи с большим диаметром электрода возникает проблема с экономайзером, его газоплотностью и охлаждением. Более того возникает ряд проблем с технологией плавки, особенно в начале плавки с короткой дугой при обвалах шихты.
Другими словами куча проблем.

Поэтому увеличивают напряжение дуги в 3-5 раз, по сравнению с печкой на переменном токе, а ток дуги остается либо прежним, либо уменьшается.

При неизменной мощности трансформатора повышение напряжения дуги позволяет уменьшить величину силы тока дуги, а значит и электродинамические силы, действующие на электроды, электрододержатели и гибкие электрические кабели, т.е. снижается риск "механического" пробоя их изоляции и уменьшается механический износ.

Работа с пониженной величиной силы тока дуги уменьшает расход электродов и электрические потери.

Работа печи с длинной дугой и высоким сопротивлением (как в источнике тока) предпочтительна по причине меньших относительных колебаний ее длины, а, следовательно, и перепадов величины силы тока.

Как видите, если оставить прежний ток через электрод, то длина дуги увеличится минимум в три раза, то есть 3х(4...12см)=12...36 см. А в реале её держат в дуговых печах постоянного ток до 0,5-1 метр в начале плавки.

[Владимир08]

вот это Вы меня просветили....
Получается если вести плавку на таких напряжениях, то и понижающий трансформатор с 380В не нужен или желательно переходить на высокие напряжения питания.
Есть ещё один момент который нужно учитывать - тепловое излучение открытой длинной дуги разрушает футеровку , поэтому стараются укоротить дугу и заглубить, скрыв слоем шлака или металла.

[E_C_C]

то и понижающий трансформатор с 380В не нужен

Какие 380В, там сразу с высоковольтной линии стоит трансформатор питания дуги.
И рядом ГЭС ,ТЭЦ , либо магистральная ЛЭП киловольт на 500. Очень энергоемкое производство.
Если замутить такую печь с общей сети , просадки будут зверские, там в момент поджига практически КЗ, да и при начале плавки электроды могут замыкать , не сразу же все расплавляется. А привод подъема/опускания не быстрый, пока еще он выдернет закоротивший электрод ...

[genao]

вот это Вы меня просветили....
Получается если вести плавку на таких напряжениях, то и понижающий трансформатор с 380В.
Есть ещё один момент который нужно учитывать - тепловое излучение открытой длинной дуги разрушает футеровку , поэтому стараются укоротить дугу и заглубить, скрыв слоем шлака или металла.

Владимир08, давайте сразу поставим точки над И.

Во первых все сказанное мной относится к печам ёмкостью от 1,5 тонны до 120 тонн.

Во вторых, слой шлака образуется после расплава, а слоем расплавленного металла дуга не накроется (нонсенс).
Если Вы думаете что электрод, прожгет "колодец" и дуга будет внутри колодца, то это не надолго, поскольку идет постоянное обрушение колодца и придется вытаскивать электрод для появления дуги.
На дуговых печах переменного тока при обвале шихты в регуляторе мощности есть узел "вырыва" электрода на максимальной скорости.
На дуговых печках постоянного тока, при нагреве длинной дугой частота завала электрода обрушившейся шихтой внутри колодца весьма мала, и необходимости выдергивать резко электрод нет, так как ток остается стабильным, удерживаемый тиристорным преобразователем питания дуги.

Длинной дугой в бОльших печах пользуются в начале плавки, до тех пор пока полностью не осядет рыхлая шихта, а усаживается она довольно значительно.
Например для печи 1,5 тонны приходится для получения номинальной плавки наполнять шихтой ванну два раза (две завалки), а для 6 тонной - три раза (три завалки).
В бОльших печах постоянного тока короткой дугой вы даже одну плавку за одну смену хрен сделаете.

В третьих, от 380В запитывают только дуговые печки постоянного тока ёмкостью от 60 кГ (160 кВА) до 400 кГ (750 кВА), да и то для них выделяют отдельные понижающие трансформаторы 10(6)кВ/0,4кВ. Для 60 кГ печи отдельный трансформатор можно не выделять, если имеющаяся КТП имеет мощность свыше 400 кВА.

В четвертых, на малых печах от 60 кГ до 400 кГ, и даже 1 тонной, объем ванны малый, и высота слоя металла от дна до "зеркала" металла очень мала, поэтому расплав длинной дугой не используется, хватает мощности короткой дуги, да и объема(высоты) ванны для этого недостаточно.

Кроме того слой шихты в малых печах не такой большой, штатное перемещение электрода для выхода из обрушенного "колодца" не превышает 20-50 см при плавке короткой дугой. Что не сказывается сильно на производительности печи.

В малых печах обычно делают одну завалку предварительно сильно уплотненной шихты, чтобы получить за плавку хотя бы 90% расплавленного металла от номинальной ёмкости печи.

ПС. Почему на дуговых печах переменного тока вынужденно ведут расплав короткой дугой?
потому что длинная дуга не устойчивая из-за низких напряжений вблизи перехода через нуль. А вот на постоянном токе это легко достижимо из-за наличии дугового дросселя в цепи дуги.