80t電爐電極升降液壓系統(tǒng)分析及數(shù)值模擬.pdf

1、現(xiàn)代冶金電爐日趨向大型化、超高功率化發(fā)展,其關(guān)鍵液壓控制機(jī)構(gòu)如電極升降工作穩(wěn)定性和可靠性、控制精度和運(yùn)行速度等指標(biāo)對(duì)冶金電爐實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)、滿足生產(chǎn)工藝要求顯得至關(guān)重要。研究大型電爐液壓系統(tǒng)的組成、重要機(jī)構(gòu)的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)和響應(yīng)速度與加速度,即液壓動(dòng)作的快速性、靈敏度和制動(dòng)速度具有很大的現(xiàn)實(shí)意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。二重最新引進(jìn)的意大利達(dá)涅利(DANIELI)公司80t電爐,在使用中發(fā)現(xiàn)有電極升降系統(tǒng)響應(yīng)速度較慢的弱點(diǎn),工作不穩(wěn)定的特點(diǎn),常有碰斷

2、電極現(xiàn)象發(fā)生,造成停產(chǎn)。論文結(jié)合80t電爐的工作狀況,對(duì)電路的電極調(diào)節(jié)特征進(jìn)行了分析,并對(duì)電極調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)進(jìn)行了仿真,論文主要完成了以下主要內(nèi)容和結(jié)論:
　?、俳Y(jié)合實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn),提出了電極調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)要求,建立了三相電極調(diào)節(jié)系統(tǒng)電極控制的數(shù)學(xué)模型,并對(duì)電極之間的相互影響進(jìn)行了分析;對(duì)調(diào)節(jié)對(duì)象放大系數(shù)、弧長非靈敏區(qū)與設(shè)備參數(shù)之間關(guān)系,以及電弧穩(wěn)定的條件進(jìn)行了理論分析,分析表明,調(diào)節(jié)器弧長非靈敏區(qū)與級(jí)區(qū)電壓降a無關(guān),同弧流非靈敏區(qū)成正

3、比,并且隨著爐子工作電流的減少而減少;隨著短網(wǎng)導(dǎo)體感抗的增加和電爐變壓器二次電壓的降低而增大,此外,ΔI_h還同弧柱梯度β成反比;
　　②對(duì)電極調(diào)節(jié)器的控制策略和控制方法進(jìn)行了研究,改進(jìn)了傳統(tǒng)的PID控制,改進(jìn)PID控制具有魯棒性強(qiáng)、動(dòng)態(tài)響應(yīng)好、上升時(shí)間快、超調(diào)小的特點(diǎn);對(duì)液壓式電極調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作原理進(jìn)行了分析,建立了液壓電極調(diào)節(jié)系統(tǒng)工作模型。對(duì)PLC、DCS和FCS三大控制系統(tǒng)之間的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了分析,對(duì)不同的電極調(diào)節(jié)控制策略,恒

4、阻抗、恒電流、恒功率之間的差異進(jìn)行了比較,采用PLC和恒阻抗作為電極調(diào)節(jié)的控制系統(tǒng)和控制策略;
　?、墼O(shè)計(jì)了電極調(diào)節(jié)系統(tǒng),詳細(xì)推導(dǎo)了各環(huán)節(jié)的數(shù)學(xué)模型,得到電液比例閥控缸位置系統(tǒng)總的數(shù)學(xué)模型并繪出該系統(tǒng)的傳遞函數(shù)方框圖,帶入具體數(shù)據(jù)用Matlab軟件對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了分析,分析得到的結(jié)果說明系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能較好,能滿足電爐電極升降的要求。論文的研究結(jié)論對(duì)電極調(diào)節(jié)系統(tǒng)的改進(jìn)具有重要的指導(dǎo)作用,在工程中的實(shí)際應(yīng)用表明可以減小電極的損壞、電能的消