专利名称：给电弧工作的熔炼设备供电的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及给用于熔炼和加热金属，尤其是钢的，以电弧工作的熔炼设备供电的方法和装置，该设备至少用两个电极工作。
金属，尤其是钢在熔炼设备中通常由一个电弧来熔练和加热。这种电运行的熔炼设备，尤其是电弧炉用直流，交流或三相电工作。此外通常利用至少一个电极，它通过炉盖悬挂在炉体中，而其它的电极对应于此第一个电极设置或安装在熔炼炉的底部。
DE-OS2510326公开了一种电弧炉，它用于熔练和精冶金属，尤其是钢屑，其中炉子可用直流电压源工作，并且具有至少一个单极性的电极，它安装在处理容器中用于接触炉料，它还具有一定数量的相反极性的电极，它们悬挂在炉中炉料上方。所需的电功率在此公开的炉中经过一个星形三角形连接的变压器馈入，其次级绕组以分开的各相连接一个全波整流器的相线输入端。
在此公开的电弧馈电方式下存在用于阻止对电网的反作用的装置，用于熔炼炉料的电功率也可调节。
DE4118756C2公开了一个直流电弧炉，它有一个悬挂在炉体中构成阴极的电极和至少两个底部电极，其中电极通过电线与可控的整流器连接。至少两个6-极的闸流晶体管组被用作整流器。
此专利的主题致力于解决在直流电弧炉中电弧的影响问题，并为此导至其它系统性的缺点，如不希望的高的电网反作用以及差的电效率和市场中受限制的设备可提供能力。
DE19536545公开了一种用于给熔炼设备直流供电的装置，它致力解决优化闸流晶体管调节的效率的问题。由此专利可知，借助于可控的点火角来影响反作用，其中产生的电网反作用仅有限地被改善。此解决方案的缺点在于当构件故障时有限的可用的熔炼功率。此外在上述方法中在闸流晶体管调节时非对称出现的点火角产生中间谐波电流，它代表着不希望有的电网负荷。
EP0429774A1公开的装置致力于降低三相电熔炼炉对电网的反作用。为此建议在供电三相变压器的输入回路中连接一个可控制的扼流圈。
然而该专利的方法只能在一定限度内降低电网反作用，因为输入回路中连接的扼圈的功率大小对电弧的过程行为有影响。因而通常需要附加装置来减小电网反作用到要求的水平上。
本发明的目的在于给出一种方法和一种相应的装置，它们用于给熔炼金属，尤其是钢的电弧供电，其中采用简单和结构上的方法将电网反作用降至最小，提高电效率，并且同时提高熔炼设备的运行平均利用时间。
本发明的上述任务通过权利要求1的方法和权利要求8的设备来完成。
按照本发明，由交流电源从电网得到的电流被分到至少两个彼此平行设置的供电模块。
单个供电模块顺电流方向串接一个不受控的三相电桥，一个直流中间电路和一个晶体管单元，在每个单电流支路中三相电桥出来的电流作为直流电流馈出。并且中间存贮在单个直流中间电路中。被整流的分电流回路接着被晶体管单元单个地控制并通过导线引至单个电极或从它返回。
单个直流中间电路的存贮容量如此设计，使得由单个或多个电弧的工作而产生的电压起伏被补偿。这样保证了供电网的均匀负荷。单个电流模块在其结构上和在所选择的数量上如此设计，使得电流供给单元的无功功率吸收可保持恒定。
此外，供电模块在其数量上被如此选择，使得在单个模块或构件运行故障或有意取出时过程能继续进行，而不影响要求的功率。
每个供电模块的晶体管单元在优化设计中具有构件，用这些构件在供电网的恒定功率因子下电流大小和电流形状可按照熔炼过程中所需功率被控制。
此外，晶体管单元分别连接于一个调节单元，用它来影响电流种类。利用本发明所建议的供电，不仅可以产生直流电流，单相交流电流，也可以产生三相交流电流。
通过导线与供电装置连接的熔炼设备具有相应电流种类的电极，它们或是悬挂在炉体中，或是设计作为底部电极。
供电模块可以单个或成组地连接于相位上位移的三相电流源，并从而基于一个n×6脉动的连接方式的特性减小谐波电流，改善电网反作用。
附图中给出本发明的例子，其中
图1是直流形式的供电，图2是单相交流电形式的供电，图3是三相电形式的供电。
图1至3示出一个熔炼设备11，它具有一个有底部13的容器12，在其中填入熔炼料S。在容器中有电极21和/或22和/或23，并且在图1中有一个底部电极24在熔炼设备11的底部13中。
在所有三个图中有一个三相电源91，它连接于一个未示出的电网。交流电源91与至少两个供电模块41和42以及必要时直至4n相连接。每个供电模块41至4n具有串接的三相电桥51至5n，中间电路61至6n和晶体管单元71至7n。在输出侧，晶体管单元71至7n通过导线31输出并通过导线34返回电流，以及通过导线32，33和35输出和返回电流。
此外，晶体管单元71至7n与用于调节的调节单元81连接，并且在图1中产生直流电流，在图2和图3中产生交流电流或三相电流。
图2中在炉体12中悬挂着电极21和22，它们通过导线32和33连接到晶体管单元71至7n。单个晶体管单元71至7n具有构件82，用它可在恒定的功率因子下按照熔炼过程中所需功率控制电流大小。
图3中在炉体12中悬挂共三个电极21至23，它们通过导线32，33和35分别与晶体管单元71.1，71.2和71.3至7n.1、7n.2和7n.3连接。
此外，晶体管单元71.1至7n.3与用于调节的调节装置81连接，用它可形成交流电流，它们的总和构成3-相交流电流，分别通过三根导线32，33及35引到容器12中的至少三个电极21至23，并从这些电极返回电流。
符号表熔炼 11熔炼设备12容器 13底部电极装置 21第一电极或电极组22第二电极或电极组23第三电极或电极组 24底部电极或底部电极组导线 31第一引出导线 32第一引出/返回导线 33第二引出/返回导线 34第二返回导线 35第三引出/返回导线36第三返回导线模块 41至4n第1至第n个供电模块电桥 51至5n第1至第n个三相电桥中间电路 61至6n 第1至第n个直流中间电路晶体管 71至7n 第1至第n个晶体管单元调节 81调节单元 82调整电流的构件源91三相电源
权利要求
1.给用于熔炼和加热金属，尤其是钢的，用电弧工作的熔炼设备供电的方法，熔炼设备用至少两个电极工作，其特征在于下述步骤a)由电网三相电源来的电流被分配到至少两个并行设置的供电模块上，b)在每个供电模块中电流经过一个不受控的三相电桥作为直流电流馈入，c)接着电流中间存贮在单个的直流中间存贮电路中，d)被整流的分电流回路由晶体管单元单个地控制，并且e)接着电流在第一根导线中合并并引到熔炼设备的一个电极，并且根据所选的电流种类合并到第二根或第三根导线，从第二和/或第三个电极或电极组返回。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，供电单元的初级功率因子被输入侧连接的三相电桥保持恒定的高数值。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，单个直流中间电路按其容量被供应一个电流量，在此电流量下电弧的任意负荷干扰对电网无负面反作用。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，供电三相电源的相移以n-格分配相移角，分配使得其特性对应于一个n×6-脉动的连接。
5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，被整流的分电流被晶体管单元如此控制，使得在第一根导线中流过的电流是流到至少一个构成阴极的电极的直流电流。
6.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，被整流的分电流被晶体管单元如此控制，使得在导线中流过的电流是一个单相交流电流。
7.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，三个被整流的分电流被晶体管单元电移相120°构成一个三相电流单元，它在相应的三根导线中作为三相交流电流流到熔炼炉体配置的三个电极并从它们返回。
8.用于实现权利要求1所述方法的，用三相电源给用于熔炼和加热金属，尤其是钢的，用电弧工作的熔炼设备供电的装置，它通过用于产生直流或交流电流的装置将电流给到至少一个悬挂在熔炼设备的容器中的电极，其特征在于，三相电源(91)至少后接两个并联的供电模块(41、4n)，每个供电模块(41、4n)具有串接的一个不受控的三相电桥(51、5n)，一个直流中间电路(61、6n)和一个晶体管单元(71、7n)，并且在电流方向上供电模块(41、4n)之后有一根公共的导线(31)连接到至少熔炼设备(11)的一个电极(21)，并从至少另一个电极(22或24)离开。
9.如权利要求8所述的供电装置，其特征在于，三相电桥(51、5n)是不受控制的，并且与其串接的直流中间电路(61、6n)可用它馈电。
10.如权利要求9所述的供电装置，其特征在于，晶体管单元(71、7n)具有构件(82)，用它在恒定功率因子下可按照熔炼过程中所需的功率控制电流大小。
11.如权利要求10所述的供电装置，其特征在于，晶体管单元(71、7n)与调节装置(81)相连接，用它可形成直流电流，此电流通过第一根导线(31)流到在熔炼设备(11)的容器(12)中的至少一个电极(21)，并且通过从容器(12)中至少一个第二电极(22)，尤其是一个底部电极或一个底部电极组(24)流出。
12.如权利要求10所述的供电装置，其特征在于，晶体管单元(71、7n)与调节装置(81)相连接，用它可形成单相交流电流，此电流通过导线(31、32)流到熔炼设备(11)的容器(12)的至少两个电极(21、22)，并从它们返回。
13.如权利要求10所述的供电装置，其特征在于，晶体管单元(71、7n)与调节装置(81)相连接，用它可形成交流电流，它们的和构成三相交流电流，通过相应的三根导线(32、33、35)流到容器(12)中的至少三个电极(21、22、23和/或24)，并从它们返回。
14.如权利要求13所述的供电装置，其特征在于，被连于晶体管单元(71、7n)的调节装置(81)所形成的交流电流相互相移120°。
全文摘要
本发明涉及用三相电源给熔炼和加热金属,尤其是钢的,用电弧工作的熔炼设备供电的方法和装置,它通过用于产生直流或交流的装置将电流给到至少一个悬挂在熔炼设备的容器中的电极。其中三相电源(91)至少后接两个并联的供电模块(41、4n),并且每个供电模块(41、4n)具有串接的一个不受控的三相电桥(51、5n),一个直流中间电路(61、6n)和一个晶体管单元(71、7n),并且在电流方向上供电模块(41、4n)之后有一根公共的导线(31)连接到至少熔炼设备(11)的一个电极(21),并以至少另一个电极(22或24)离开。
文档编号H05B7/00GK1354968SQ00806646
公开日2002年6月19日 申请日期2000年4月20日 优先权日1999年4月23日
发明者德克·布雷克, 伯纳德·埃斯朋德勒, 古多·格兰德, 克罗斯·斯切梅尔 申请人:Sms德马格股份公司