直流电弧炉多对电极独立供电的功率调节系统的制作方法

本实用新型属于电加热冶炼设备技术领域，具体涉及一种直流电弧炉多对电极独立供电的功率调节系统。

背景技术：

在工业生产的冶炼设备中，电弧炉被广泛应用于冶炼金属，特别是炼钢中，三相交流电弧炉由于其短网长、压降大、电流冲击大、生产效率低等缺陷，已经逐渐被直流电弧炉取代，初期的直流电弧炉为单电极直流电弧炉，需要加装底电极，而底电极布置工艺复杂，还经常容易损坏，并且冶炼后期升温慢，存在直流电弧的偏吹。因此，为了克服单电极直流电弧炉的缺陷，人们设计了多电极直流供电的直流电弧炉结构，多电极直流供电结构虽然解决了单电极结构中底电极带来的缺点，但由于炉内与炉外环境等因素，多电极直流供电结构中的各个电极周围温度并不相同，需要对电极的输出功率进行实时调节，但是，现有技术中，多电极直流供电的直流电弧炉大多采用单个电源模块进行供电，炉内各对电极作用区域温度不能灵活控制，对不同的电极实现不同的功率输出调节相对困难，单电源供电也使冶炼后期电能消耗加大。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种直流电弧炉多对电极独立供电的功率调节系统，其结构简单，设计合理，实现方便且成本低，能够实现直流电弧炉内各对电极作用区域温度灵活控制，有效提高冶炼效率，电能利用率高，无偏弧现象，稳定可靠性高，使用效果好，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种直流电弧炉多对电极独立供电的功率调节系统，包括设置在直流电弧炉炉体内的多对电极，每对所述电极均连接有独立供电的电源模块。

上述的直流电弧炉多对电极独立供电的功率调节系统，每对所述电极与电源模块之间均通过水冷电缆连接。

上述的直流电弧炉多对电极独立供电的功率调节系统，每对所述电极均包括正电极和负电极，所述正电极和负电极之间设置有位于直流电弧炉炉盖上的用于检测炉体内区域温度的温度传感器，所述正电极和负电极的上部均连接有电极调节器。

上述的直流电弧炉多对电极独立供电的功率调节系统，还包括控制器，所述温度传感器与控制器的输入端连接，所述电极调节器与控制器的输出端连接。

上述的直流电弧炉多对电极独立供电的功率调节系统，所述电源模块包括三相整流变压器T、整流二极管D1、整流二极管D2、整流二极管D3、整流二极管D4、整流二极管D5、整流二极管D6、非极性电容C1、非极性电容C2、非极性电容C3、非极性电容C4、非极性电容C5、非极性电容C6、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5和电阻R6，所述三相整流变压器T的初级绕组为三角形联结且用于连接三相交流电源，所述三相整流变压器T的次级绕组为正反双星形绕组且正星形绕组与反星形绕组之间连接有平衡电抗器LP1，所述平衡电抗器LP1的中心抽头与负电极连接，所述整流二极管D1的阳极和非极性电容C1的一端均与正星形绕组的第一端头连接，所述非极性电容C1的另一端与电阻R1的一端连接，所述整流二极管D2的阳极和非极性电容C2的一端均与正星形绕组的第二端头连接，所述非极性电容C2的另一端与电阻R2的一端连接，所述整流二极管 D3的阳极和非极性电容C3的一端均与正星形绕组的第三端头连接，所述非极性电容C3的另一端与电阻R3的一端连接，所述整流二极管D4的阳极和非极性电容C4的一端均与反星形绕组的第一端头连接，所述非极性电容C4的另一端与电阻R4的一端连接，所述整流二极管D5的阳极和非极性电容C5的一端均与反星形绕组的第二端头连接，所述非极性电容C5 的另一端与电阻R5的一端连接，所述整流二极管D6的阳极和非极性电容 C6的一端均与反星形绕组的第三端头连接，所述非极性电容C6的另一端与电阻R6的一端连接，所述整流二极管D1的阴极、电阻R1的另一端、整流二极管D2的阴极、电阻R2的另一端、整流二极管D3的阴极、电阻 R3的另一端、整流二极管D4的阴极、电阻R4的另一端、整流二极管D5 的阴极、电阻R5的另一端、整流二极管D6的阴极和电阻R6的另一端均与正电极连接。

上述的直流电弧炉多对电极独立供电的功率调节系统，所述温度传感器为双色红外测温传感器。

上述的直流电弧炉多对电极独立供电的功率调节系统，所述电极调节器包括液压升降油缸，所述液压升降油缸的进油管上设置有比例电磁阀，所述液压升降油缸的上部连接有竖直设置的支撑杆，所述支撑杆的上端连接有水平设置的横臂，所述横臂远离支撑杆的一端连接有用于夹持电极的电极夹具。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型结构简单，设计合理，实现方便且成本低。

2、本实用新型通过设计多对电极，每对电极进行独立供电，能够实现对各对电极输出功率的快速调节，灵活方便，直流电弧炉内热量分布更加均匀，提高了冶炼效率。

3、本实用新型采用带有平衡电抗器的正反双星形的三相整流变压器次级绕组，能够有效消除三相整流变压器二次侧的直流磁化现象，有效提高电源模块的输出电流，节约电耗。

4、本实用新型采用双色红外测温传感器对炉内区域温度值进行检测，检测精度高，检测温度值输出到控制器中，控制器通过电极调节器调节电极在炉体内的位置深度和上下移动速度，实现对电极输出功率的闭环调节，稳定可靠。

5、本实用新型应用在直流电弧炉中，能够实现直流电弧炉内各对电极作用区域温度灵活控制，有效提高冶炼效率，电能利用率高，无偏弧现象，稳定可靠性高，使用效果好，便于推广使用。

综上所述，本实用新型结构简单，设计合理，实现方便且成本低，能够实现直流电弧炉内各对电极作用区域温度灵活控制，有效提高冶炼效率，电能利用率高，无偏弧现象，稳定可靠性高，使用效果好，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型电极与其他元件的连接关系示意图；

图3为本实用新型控制器与其他元件的连接关系示意图；

图4为本实用新型电源模块的电路原理图；

图5为本实用新型电极调节器的结构示意图。

附图标记说明:

1—正电极； 2—负电极； 3—电源模块；

4—温度传感器； 5—电极调节器； 5-1—液压升降油缸；

5-2—比例电磁阀； 5-3—支撑杆； 5-4—横臂；

5-5—电极夹具； 6—控制器； 7—水冷电缆。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的直流电弧炉多对电极独立供电的功率调节系统包括设置在直流电弧炉炉体内的多对电极，每对所述电极均连接有独立供电的电源模块3。

具体实施时，根据炉体的大小以及对电极输出功率的需求，所述电极的对数为2对或者2对以上，每对电极连接一个电源模块3，能够实现不同的对电极输出不同的功率。

本实施例中，如图1所示，每对所述电极与电源模块3之间均通过水冷电缆7连接。

本实施例中，如图2所示，每对所述电极均包括正电极1和负电极2，所述正电极1和负电极2之间设置有位于直流电弧炉炉盖上的用于检测炉体内区域温度的温度传感器4，所述正电极1和负电极2的上部均连接有电极调节器5。

具体实施时，所述温度传感器4的数量与电极对的数量对应，所述温度传感器4用于检测对应的电极对在炉体内对应区域的温度；所述电极调节器5用于调节电极在炉体内的位置深度和电极的上下移动速度。

本实施例中，如图3所示，还包括控制器6，所述温度传感器4与控制器6的输入端连接，所述电极调节器5与控制器6的输出端连接。

本实施例中，如图4所示，所述电源模块3包括三相整流变压器T、整流二极管D1、整流二极管D2、整流二极管D3、整流二极管D4、整流二极管D5、整流二极管D6、非极性电容C1、非极性电容C2、非极性电容C3、非极性电容C4、非极性电容C5、非极性电容C6、电阻R1、电阻R2、电阻 R3、电阻R4、电阻R5和电阻R6，所述三相整流变压器T的初级绕组为三角形联结且用于连接三相交流电源，所述三相整流变压器T的次级绕组为正反双星形绕组且正星形绕组与反星形绕组之间连接有平衡电抗器LP1，所述平衡电抗器LP1的中心抽头与负电极2连接，所述整流二极管D1的阳极和非极性电容C1的一端均与正星形绕组的第一端头连接，所述非极性电容C1的另一端与电阻R1的一端连接，所述整流二极管D2的阳极和非极性电容C2的一端均与正星形绕组的第二端头连接，所述非极性电容 C2的另一端与电阻R2的一端连接，所述整流二极管D3的阳极和非极性电容C3的一端均与正星形绕组的第三端头连接，所述非极性电容C3的另一端与电阻R3的一端连接，所述整流二极管D4的阳极和非极性电容C4的一端均与反星形绕组的第一端头连接，所述非极性电容C4的另一端与电阻R4的一端连接，所述整流二极管D5的阳极和非极性电容C5的一端均与反星形绕组的第二端头连接，所述非极性电容C5的另一端与电阻R5的一端连接，所述整流二极管D6的阳极和非极性电容C6的一端均与反星形绕组的第三端头连接，所述非极性电容C6的另一端与电阻R6的一端连接，所述整流二极管D1的阴极、电阻R1的另一端、整流二极管D2的阴极、电阻R2的另一端、整流二极管D3的阴极、电阻R3的另一端、整流二极管D4的阴极、电阻R4的另一端、整流二极管D5的阴极、电阻R5的另一端、整流二极管D6的阴极和电阻R6的另一端均与正电极1连接。

具体实施时，所述三相整流变压器T的连接有平衡电抗器LP1的正反双星形次级绕组能够有效消除三相整流变压器T二次侧的直流磁化现象，同时，能够有效提高电源模块3的输出电流。

本实施例中，所述温度传感器4为双色红外测温传感器。

本实施例中，如图5所示，所述电极调节器5包括液压升降油缸5-1，所述液压升降油缸5-1的进油管上设置有比例电磁阀5-2，所述液压升降油缸5-1的上部连接有竖直设置的支撑杆5-3，所述支撑杆5-3的上端连接有水平设置的横臂5-4，所述横臂5-4远离支撑杆5-3的一端连接有用于夹持电极的电极夹具5-5。

具体实施时，所述比例电磁阀5-2与控制器6的输出端连接。

本实用新型使用时，多个电源模块3分别为多对电极供电，能够实现不同的对电极输出不同的功率；位于每对电极的正电极1和负电极2之间的温度传感器4对炉内区域温度值进行实时检测，并将检测温度值输出到控制器6中，控制器6调节电极调节器5中比例电磁阀5-2的开度，通过液压升降油缸5-1实现对电极在炉体内的位置深度和上下移动速度的调节，实现电极输出功率的调节，使得多对电极的各自作用区域温度趋于平衡。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。