交流電弧爐電極智能控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、電弧爐煉鋼是現(xiàn)代煉鋼法的重要技術(shù)手段之一。電弧爐煉鋼是以廢鋼為主要原料,以各種微量合金和造渣材料為輔料,依靠電極和爐料間的氣體放電產(chǎn)生的電弧使電能在弧光中轉(zhuǎn)化為熱能,并通過對(duì)流和輻射換熱的方式加熱并熔化金屬和爐渣,是冶煉出各種成分的鋼和合金的一種冶煉方法。
　　 論文以某鋼廠電弧爐電極控制系統(tǒng)的改造為背景,在查閱了大量國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,綜述了電弧爐煉鋼工藝及設(shè)備、控制技術(shù)的發(fā)展歷史、研究現(xiàn)狀和今后的發(fā)展趨勢(shì),分析了當(dāng)前電弧

2、爐電極控制系統(tǒng)存在的問題。針對(duì)交流電弧爐調(diào)節(jié)系統(tǒng)的非線性、強(qiáng)耦合、隨機(jī)干擾強(qiáng)和時(shí)變性等問題,為實(shí)現(xiàn)三相功率的平衡,對(duì)電弧爐電極調(diào)節(jié)系統(tǒng)做以下研究。
　　 建立了電弧爐系統(tǒng)模型,作為設(shè)計(jì)和驗(yàn)證控制器及控制算法的仿真試驗(yàn)平臺(tái)。首先,根據(jù)交流電弧的物理機(jī)理和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)知識(shí),建立了電弧的電路模型。然后,在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)出電弧爐電氣的主電路模型,并通過仿真結(jié)驗(yàn)證了該模型的有效性。最后,根據(jù)電弧爐現(xiàn)場(chǎng)電極控制系統(tǒng)設(shè)備建立了電弧爐電極控制系統(tǒng)模型

3、。
　　 探討了適用于交流電弧爐電極控制系統(tǒng)的控制算法。電弧爐三相耦合作用使得電極調(diào)節(jié)系統(tǒng)對(duì)三相負(fù)載的不平衡非常敏感,因此具有解耦能力的平衡電弧爐三相負(fù)載算法的研究,對(duì)提高電極調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制品質(zhì)和電網(wǎng)電能質(zhì)量至關(guān)重要。由三相耦合引起的負(fù)載擾動(dòng)是頻繁且可測(cè)的,可以采用帶有前饋補(bǔ)償解耦的恒阻抗電極控制策略來消除擾動(dòng)。仿真結(jié)果表明,前饋解耦控制器能很好的消除由三相耦合引起的相互擾動(dòng)。
　　 電極調(diào)節(jié)系統(tǒng)是時(shí)變的,電弧電位梯度隨冶