專利名稱：用于穩(wěn)定電壓的控制系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及功率控制系統(tǒng)，特別涉及用于在電力系統(tǒng)中穩(wěn)定電壓的控制系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
時(shí)變負(fù)載會(huì)在電力網(wǎng)絡(luò)中引起有害的電壓波動(dòng)。這樣的負(fù)載的例子是交流(AC)電弧爐，其普遍用于熔化和再熔化含鐵材料，如鋼，并用于冶煉非含鐵材料。這樣的爐子通常采用大功率電弧在耐火補(bǔ)里容器內(nèi)產(chǎn)生熱能，并包含用于控制供給所述電弧的電能的電源。大功率電弧是一種能量變換機(jī)構(gòu)，其特性象一個(gè)非線性時(shí)變阻抗。因此，電弧爐所吸收的電壓、電流和功率往往會(huì)波動(dòng)，從而對(duì)熔化過(guò)程和電源網(wǎng)絡(luò)都產(chǎn)生干擾。這些干擾會(huì)導(dǎo)致效率低下、設(shè)備磨損增加、和對(duì)電網(wǎng)的干擾，在極端情況下還會(huì)損壞電源網(wǎng)絡(luò)或電弧爐。由于負(fù)載電流和功率因數(shù)在電弧爐的特定操作階段中大而快的波動(dòng)而在電源網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生的電壓擾動(dòng)常常稱為“閃變”。電弧爐閃變是電弧爐操作員和電力分配員的共同問(wèn)題。電力分配員將常常對(duì)由從他們的配電系統(tǒng)吸收電力的電弧爐引起的閃變?cè)O(shè)置嚴(yán)格的限制條件，以減少對(duì)該配電系統(tǒng)的干擾。
人們開(kāi)發(fā)了各種技術(shù)用于這樣的電弧爐的功率控制和閃變減少。在電弧煉鋼爐中常用的一種技術(shù)是靜態(tài)VAR補(bǔ)償器(SVC)。一個(gè)SVC由一個(gè)旁路連接的諧波濾波器組和一個(gè)旁路連接的晶閘管控制的電抗器，其協(xié)調(diào)操作，以降低電壓閃變或保持恒定的爐功率因數(shù)。該SVC通過(guò)旁路容性或感性無(wú)功功率的注入來(lái)工作，從而通過(guò)使?fàn)t子吸收的總的無(wú)功功率(MVAR)維持在接近零的平衡值(即，既不是感性，也不是容性)，來(lái)維持恒定電壓。由于晶閘管整流的要求，SVC典型地具有半個(gè)周期的延時(shí)。早期SVC的一個(gè)例子見(jiàn)于美國(guó)專利No.3,936,727。
基于SVC的電弧爐控制器通過(guò)受控的恒定容性MVAR和可變的感性MVAR的和來(lái)動(dòng)態(tài)提供無(wú)功功率。該控制器比較負(fù)載無(wú)功功率和設(shè)定點(diǎn)功率因數(shù)，并動(dòng)態(tài)控制該MVAR的和到所述設(shè)定點(diǎn)。當(dāng)電弧爐頻繁地使?fàn)t電極短路和開(kāi)路時(shí)，爐無(wú)功功率的幅度從零到爐變壓器額定值的200％變化。SVC通常大小為爐額定值的125％-150％，并且典型地使閃變降低大約40％-50％。有的SVC使用電壓設(shè)定點(diǎn)，并且調(diào)節(jié)一個(gè)旁路電抗來(lái)使過(guò)程電壓與該設(shè)定點(diǎn)電壓匹配。
較近開(kāi)發(fā)的一種SVC技術(shù)的變化叫做STATCOM(靜態(tài)同步補(bǔ)償器)或SVC Light，其由并聯(lián)連接的由DC電容電壓源供電的絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)構(gòu)成。響應(yīng)速度是IGBT開(kāi)關(guān)頻率和耦合電抗大小的函數(shù)。
另一種降低閃變的技術(shù)是智能預(yù)報(bào)線路控制器(SPLC)，由與電弧電極串聯(lián)連接的晶閘管和諧波濾波器組構(gòu)成。SPLC的作用相當(dāng)于動(dòng)態(tài)控制的串聯(lián)電抗，其使用預(yù)報(bào)軟件來(lái)穩(wěn)定電弧爐的電流。SPLC通過(guò)降低電力系統(tǒng)中的電弧電流的波動(dòng)來(lái)降低閃變。當(dāng)電弧電流的波動(dòng)變得平坦時(shí)，電壓閃變就得以降低。SPLC的一個(gè)例子見(jiàn)于美國(guó)專利No.5,991,327，在1999年11月23日出版。
盡管現(xiàn)有技術(shù)例如SPLC和SVC已經(jīng)用于在一定程度上減輕電壓閃變，但最好有一種電力系統(tǒng)，其比現(xiàn)有技術(shù)能夠提供更先進(jìn)的閃變降低。
發(fā)明概述根據(jù)本發(fā)明，以一種互補(bǔ)結(jié)構(gòu)使用可變的旁路和串聯(lián)連接的電抗，來(lái)提供諸如電弧爐的時(shí)變負(fù)載的改進(jìn)的閃變和功率控制。根據(jù)另一方面，根據(jù)閃變大小改變一種串聯(lián)連接的感性電抗來(lái)穩(wěn)定電流或?qū)嵐β省?br> 根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種用于連接到AC電源線路上的AC時(shí)變負(fù)載的功率控制系統(tǒng)。該功率控制系統(tǒng)包括所述電源線路與負(fù)載之間的第一可變感性電抗，與所述電源線并聯(lián)連接的第二可變電抗，和一個(gè)控制系統(tǒng)，用于(i)監(jiān)測(cè)負(fù)載電流和根據(jù)所監(jiān)測(cè)的負(fù)載電流的變化來(lái)調(diào)節(jié)第一可變感性電抗，以減小電壓閃變，和(ii)檢測(cè)從所述AC電源線路吸收的無(wú)功功率，并根據(jù)檢測(cè)到的無(wú)功功率吸收的變化來(lái)調(diào)節(jié)第二可變電抗，以減小電壓閃變。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于AC電弧爐的功率控制系統(tǒng)，該AC電弧爐具有一條AC電源線，用于向一個(gè)電極施加功率。該系統(tǒng)包括連接在所述電源線與電極之間的可變感性串聯(lián)電抗，與所述電源線并聯(lián)連接的可變感性并聯(lián)電抗，與所述電源線并聯(lián)連接的一個(gè)諧波容性濾波器組，和用于減輕所述電源線上的電壓閃變。該控制系統(tǒng)包括(i)電流穩(wěn)定裝置，用于調(diào)節(jié)所述感性串聯(lián)電抗，以穩(wěn)定一個(gè)電極電流，來(lái)控制所述電壓閃變；(ii)無(wú)功功率穩(wěn)定裝置，用于調(diào)節(jié)所述感性并聯(lián)電抗以穩(wěn)定從AC電源線吸收的無(wú)功功率，來(lái)控制所述電壓閃變；和(iii)控制裝置，用于監(jiān)測(cè)所述電源線上的電壓閃變，并根據(jù)所監(jiān)測(cè)到的電壓閃變來(lái)調(diào)節(jié)所述電流穩(wěn)定裝置和無(wú)功功率穩(wěn)定裝置的操作參數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種方法，用于控制一個(gè)AC電源線中的電壓閃變，該AC電源線上連接有時(shí)變負(fù)載，包括(a)在所述電源線與負(fù)載之間提供一個(gè)可變感性串聯(lián)電抗；(b)提供一個(gè)與所述電源線并聯(lián)的可變并聯(lián)電抗；(c)改變所述可變感性串聯(lián)電抗的電抗值以減小電壓閃變；和(d)改變所述可變并聯(lián)電抗的電抗值以減小電壓閃變。優(yōu)選地，在步驟(c)中，改變所述可變感性串聯(lián)電抗來(lái)減小主要發(fā)生在選定的第一頻率范圍內(nèi)的電壓閃變，而在步驟(d)中，改變所述可變并聯(lián)電抗的電抗值以減小主要發(fā)生在選定的第二頻率范圍內(nèi)的電壓閃變。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于具有連接在其上的時(shí)變負(fù)載的AC電源線的功率控制系統(tǒng)，包括所述電源線與負(fù)載之間的可變感性電抗；一個(gè)用于監(jiān)測(cè)所述AC電源線上的電壓閃變的閃變計(jì)；一個(gè)電流穩(wěn)定器，用于當(dāng)所監(jiān)測(cè)到的電壓閃變大于第一閾值時(shí)，改變所述可變感性電抗來(lái)穩(wěn)定從電源線吸收的電流，以減小電源線上的電壓閃變；和一個(gè)實(shí)功率穩(wěn)定器，用于當(dāng)所監(jiān)測(cè)到的電壓閃變小于第二閾值時(shí)，改變所述可變感性電抗來(lái)穩(wěn)定從電源線吸收的實(shí)功率。
本發(fā)明的其它方面和特征對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，參考下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明具體實(shí)施例的說(shuō)明，將變得顯而易見(jiàn)。


下面將通過(guò)舉例并結(jié)合附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。
圖1是具有根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電源的電弧爐簡(jiǎn)化示意圖；圖2示出一個(gè)示例電弧爐熔化處理周期的功率消耗和爐電壓變化的典型曲線；
圖3是表示圖1中的電弧爐的電源控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)化框圖和示意圖；圖4是表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的電源控制系統(tǒng)的電流穩(wěn)定器的簡(jiǎn)化框圖；圖5是表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的電源控制系統(tǒng)的無(wú)功功率穩(wěn)定器的簡(jiǎn)化框圖；圖6是表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的電源控制系統(tǒng)的實(shí)功率穩(wěn)定器、抽頭設(shè)置控制器、和電極位置控制器的簡(jiǎn)化框圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的示范實(shí)施例的電流穩(wěn)定器的濾波器的濾波增益與頻率間的關(guān)系曲線；圖8是根據(jù)本發(fā)明的示范實(shí)施例的無(wú)功穩(wěn)定器的濾波器的濾波增益與頻率間的關(guān)系曲線。
具體實(shí)施例方式
參考圖1，示出具有根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的電源的三電極AC電弧爐5的一個(gè)例子。三相功率從本地電源母線10提供給電弧爐5。電源母線10被連接成從公用電源接收功率，或者可選地，從本地發(fā)電站接收功率。電弧爐5包括三個(gè)電極12，每個(gè)電極與三個(gè)功率相中的一相關(guān)聯(lián)。電極12的電弧端位于爐腔24內(nèi)，用于熔化工質(zhì)，如碎金屬，并且被安裝為使它們的高度可以調(diào)節(jié)。電極12連接在帶抽頭的爐變壓器14的爐側(cè)(副邊繞組)。感性串聯(lián)電抗202串聯(lián)連接在爐5與電源母線10之間。感性串聯(lián)電抗202的三相中的每一相包括一個(gè)可變電抗16與固定電抗18的組合，將爐變壓器14的電源側(cè)(原邊繞組)的各相連接到電源母線10的對(duì)應(yīng)線。在圖示實(shí)施例中，每個(gè)可變電抗16包括一個(gè)電感20，其與一個(gè)電感23和晶閘管開(kāi)關(guān)22的串聯(lián)組合并聯(lián)連接。每個(gè)晶閘管開(kāi)關(guān)22最好包括一對(duì)晶閘管，或成對(duì)的晶閘管組，這些晶閘管排列為彼此極性相反。
一個(gè)感性旁路電抗200與電弧爐5和感性串聯(lián)電抗202的串聯(lián)組合并聯(lián)連接在電源母線10上。該感性旁路電抗200包括三個(gè)成Δ電路關(guān)系的可變電抗206。每個(gè)可變電抗206包括一對(duì)串聯(lián)連接的固定電感204、204A，二者中間有一個(gè)AC晶閘管開(kāi)關(guān)208。每個(gè)晶閘管開(kāi)關(guān)208最好包括一對(duì)晶閘管，或成對(duì)的晶閘管組，這些晶閘管排列為彼此極性相反。
在本領(lǐng)域中公知，諧波濾波器組26連接到電源母線10，起補(bǔ)償無(wú)功電流源的作用，以改善由電弧處理而產(chǎn)生的諧波失真，該諧波濾波器組26可以使用旁路連接的容性電抗實(shí)現(xiàn)。在一種結(jié)構(gòu)中，諧波濾波器組26包括至少一個(gè)(一般是更多)固定電容器組210，這些電容器通過(guò)相應(yīng)的調(diào)諧電感212和阻尼電阻213成星型連接的電路關(guān)系連接到電源母線10。諧波濾波器組26調(diào)諧到由電弧過(guò)程產(chǎn)生的預(yù)定諧波，以阻止這些諧波進(jìn)入電源網(wǎng)絡(luò)。諧波濾波器組26與可變感性旁路電抗200共同作為一個(gè)可變旁路電抗，用來(lái)抵消爐和感性串聯(lián)電抗202的無(wú)功功率吸收。
如在下面將要更詳細(xì)解釋的，本發(fā)明包括一個(gè)控制系統(tǒng)，用于在電弧爐5的操作過(guò)程中主動(dòng)控制感性串聯(lián)電抗202和感性旁路電抗200的操作，以減小電壓閃變。優(yōu)選地，還控制所述電抗的操作來(lái)減小實(shí)功率波動(dòng)。電弧爐的阻抗主要由電阻和電抗構(gòu)成，并隨著爐內(nèi)的熔化狀態(tài)變化而快速和急劇變化。特別地，當(dāng)當(dāng)一爐新的工質(zhì)放入爐內(nèi)熔化時(shí)，電弧在幾分鐘的時(shí)間內(nèi)經(jīng)歷急劇的而且顯著的物理變化，直到爐內(nèi)的工質(zhì)呈現(xiàn)更均勻的特性。該變化的電阻和阻抗使負(fù)載(爐)電壓的相位和幅度相對(duì)于供電系統(tǒng)電壓產(chǎn)生波動(dòng)的變化，導(dǎo)致低頻電壓閃變。此處在閃變環(huán)境中使用的頻率指的是波動(dòng)速率。
為了有助于理解本發(fā)明，參考圖2，其中包括表示一個(gè)示例電弧爐的示范功耗曲線的曲線圖214和表示該示例電弧爐在熔化周期中的示范百分比電源母線電壓變化曲線的曲線圖216。具體地，曲線圖214表示20分鐘“鏟斗熔化(bucket melt)”的爐功率(MW)與時(shí)間之間的典型曲線，其中包括從電極首先被降低到工質(zhì)上以點(diǎn)燃電弧直到完全熔化的工質(zhì)可以從爐腔內(nèi)倒出或另一鏟斗碎金屬加入爐內(nèi)的時(shí)間。曲線圖216表示在20分鐘鏟斗熔化的過(guò)程中電壓變化的改變的典型曲線，該改變由閃變計(jì)測(cè)量，該閃變計(jì)輸出爐的電源母線的電壓波動(dòng)百分比。根據(jù)爐功率和電源電壓變化曲線，電弧爐熔化處理周期的特征可以描述為具有三個(gè)階段，這在圖2中以近似方式示出，包括“入爐”(bore-in)階段218，在該階段，電弧爐電極降低到要被熔化的工質(zhì)中，進(jìn)行電弧點(diǎn)燃，然后是“長(zhǎng)弧熔化”階段219，在該階段工質(zhì)被熔化，最后是“長(zhǎng)弧泡沫渣加熱”階段220，在該階段工質(zhì)被進(jìn)一步熔化，最終的金屬液體被加熱到目標(biāo)溫度。入爐階段218中伴隨著很大的爐功率斜坡上升，其中主要是由電極被首先降低進(jìn)入碎塊時(shí)其不穩(wěn)定的屬性導(dǎo)致的大而低頻的電壓波動(dòng)這一階段一直持續(xù)到電極電弧穩(wěn)定下來(lái)，并且功率斜坡上升基本結(jié)束。在該入爐階段中，會(huì)發(fā)生例如0.1-7Hz頻率的相對(duì)大電壓波動(dòng)。長(zhǎng)弧熔化階段219中主要是從大幅度低頻率波動(dòng)過(guò)渡到比入爐階段具有較低幅度和較高頻率的電壓波動(dòng)，反映出一旦工質(zhì)開(kāi)始熔化，則具有更穩(wěn)定的電弧。隨著熔化階段的進(jìn)行，中間范圍的電壓波動(dòng)占優(yōu)勢(shì)，例如主要在5-15Hz頻率范圍內(nèi)。長(zhǎng)弧泡沫渣加熱階段220中主要是更低幅度、更高頻率的電壓波動(dòng)，反映出一旦工質(zhì)被熔化成泡沫渣，則存在相對(duì)穩(wěn)定的電弧。在該泡沫渣加熱階段中，會(huì)發(fā)生頻率為例如大于10Hz的更小的電壓波動(dòng)。
因此，電壓閃變大體上從處理周期早期的低頻大幅度波動(dòng)進(jìn)行到處理周期后期的較高頻率較小電壓的波動(dòng)。當(dāng)然，以上所述各階段之間的實(shí)際界限隨電路和負(fù)載的不同而不同，取決于電弧爐特性，并基于工質(zhì)成分和等級(jí)。
根據(jù)本發(fā)明，用一種控制系統(tǒng)來(lái)控制感性串聯(lián)電抗202和感性旁路電抗200的操作，以控制電壓閃變。優(yōu)選地，該控制系統(tǒng)以響應(yīng)在電弧爐操作的不同階段中發(fā)生的電壓閃變的頻率和幅度變化的方式控制電抗200和202。參考圖3，示出電弧爐5的一個(gè)電源控制系統(tǒng)。應(yīng)當(dāng)理解，在圖3所示的示意圖中，只示出電弧爐5的一個(gè)相和電極及其電源。在所有附圖中用相同的標(biāo)號(hào)表示類似的部件。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，該電源控制系統(tǒng)控制四個(gè)要素來(lái)減小電壓閃變和減小實(shí)功率波動(dòng)，即感性串聯(lián)電抗202的可變電抗16的值、感性旁路電抗200的可變電抗206的值、變壓器14的抽頭位置、以及電極12的高度調(diào)節(jié)。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述控制系統(tǒng)包括一個(gè)處理控制器228、無(wú)功功率穩(wěn)定器230、電流穩(wěn)定器232、實(shí)功率穩(wěn)定器28、抽頭控制器46、和電極控制器48。
如以下將要更詳細(xì)解釋的，該處理控制器228協(xié)調(diào)電源控制系統(tǒng)各部件的操作。該處理控制器228包括一個(gè)閃變計(jì)226，其通過(guò)變壓器30連接到電源母線10以監(jiān)測(cè)每相電源線電壓(VL-G)。閃變計(jì)226采用公知的技術(shù)輸出表示該電源線電壓波動(dòng)的幅度和頻率的信號(hào)。例如，該閃變計(jì)226可以輸出符合IEC 868和/或IEEE 519標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)或一個(gè)以上的信號(hào)。每個(gè)這些標(biāo)準(zhǔn)都允許測(cè)量每秒0.1到15次波動(dòng)的電壓波動(dòng)，最靈敏的是每秒5到7次波動(dòng)。處理控制器228還包括一個(gè)工業(yè)PC或其它適當(dāng)配置的邏輯器件，用于自動(dòng)解釋閃變計(jì)226的輸出，并發(fā)送操作信號(hào)來(lái)如下所述協(xié)調(diào)電源控制系統(tǒng)的其它部件的操作。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，電流穩(wěn)定器232用于主要在爐處理周期中發(fā)生大幅度、低頻率電壓波動(dòng)的入爐階段到長(zhǎng)弧熔化階段219期間控制電壓閃變。圖2示出電流穩(wěn)定器232在所述的示例電弧爐處理過(guò)程中充分有助于電壓閃變降低的示例時(shí)間范圍270。在這一點(diǎn)上，電流穩(wěn)定器232配置為選通感性串聯(lián)電抗的晶閘管22，以便使?fàn)t電極的電流吸收與設(shè)定值Iset-point匹配，從而在發(fā)生大的電弧阻抗擺動(dòng)的過(guò)程中維持相對(duì)恒定的爐負(fù)載阻抗。圖4示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的電流穩(wěn)定器232的簡(jiǎn)化框圖，該電流穩(wěn)定器包括一個(gè)數(shù)字調(diào)諧的濾波器234，其接收表示由電弧爐5的每一相吸收的主電源電流的信號(hào)Iprimary作為輸入。如圖3所示，電流互感器(CT)34可以用來(lái)測(cè)量電弧爐每相的電源電流，并產(chǎn)生所述信號(hào)Iprimary。數(shù)字調(diào)諧的濾波器234從處理控制器228接收調(diào)諧控制信號(hào)F1，從而該濾波器234只允許主要落入由所述處理控制器規(guī)定的帶寬內(nèi)的信號(hào)通過(guò)，進(jìn)入電流穩(wěn)定器232的平均電流計(jì)算器236。相應(yīng)地，所述電流穩(wěn)定器232可以被調(diào)諧來(lái)響應(yīng)落入規(guī)定范圍內(nèi)的電源電流波動(dòng)，例如，在入爐階段發(fā)生的低頻波動(dòng)。此外，上述調(diào)諧還可以在電弧爐處理周期中變化，以便在處理周期中的不同時(shí)間將電流穩(wěn)定器的操作集中在不同波動(dòng)范圍。
經(jīng)過(guò)濾波的信號(hào)Iprimary被平均電流計(jì)算器用來(lái)計(jì)算三相中每一相在預(yù)定時(shí)間周期中的平均電源電流(例如，在半個(gè)或整個(gè)AC周期上，即對(duì)于60Hz電源來(lái)說(shuō)是8或16.7ms)。平均化的電源電流被提供給選通角計(jì)算模塊238，其確定感性串聯(lián)電抗202的晶閘管觸發(fā)角，以匹配由處理控制器228規(guī)定的主電源電流設(shè)定值Ip-set-point。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，模塊238通過(guò)根據(jù)電弧爐5的具體特性預(yù)先確定的查找表執(zhí)行其功能。電流穩(wěn)定器240包括一個(gè)選通脈沖發(fā)生模塊240，其從選通角計(jì)算模塊238接收計(jì)算的晶閘管選通角，并向串聯(lián)電抗16的晶閘管22發(fā)送合適的選通信號(hào)。
為了響應(yīng)電弧熄滅并有助于電弧點(diǎn)燃，在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，選通脈沖發(fā)生模塊240配置為從低電流限制控制模塊242和低電壓限制控制模塊248接收優(yōu)勢(shì)信號(hào)，這些優(yōu)勢(shì)信號(hào)在主電源電流或電極電弧電壓降到低于預(yù)定閾值以下的情況下，使所述選通脈沖發(fā)生模塊240暫時(shí)完全禁止選通晶閘管22，以便充分插入電抗20。在電弧熄滅的情況下(由低電流表示)，充分插入電抗20在降低電極以重新建立電弧時(shí)限制了峰值電流。低電壓表示短路，要求電抗20完全插入。這樣，低電流限制控制模塊242監(jiān)測(cè)經(jīng)過(guò)濾波的信號(hào)Iprimary，以確定何時(shí)提供優(yōu)勢(shì)信號(hào)。低電壓限制控制模塊248通過(guò)另一個(gè)數(shù)字調(diào)諧的濾波器244監(jiān)測(cè)每相的電弧電極電壓，以確定何時(shí)由其提供一個(gè)優(yōu)勢(shì)信號(hào)給選通脈沖發(fā)生模塊240。從處理控制器228接收調(diào)諧控制信號(hào)F2的數(shù)字調(diào)諧濾波器244對(duì)表示電弧爐的每相電極電壓的信號(hào)Varc進(jìn)行濾波。如圖3所示，電壓互感器(VT)58可以用來(lái)測(cè)量每相的電弧電極電壓，并提供代表信號(hào)Varc。
參考圖3，在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，電源控制性系統(tǒng)包括一個(gè)開(kāi)關(guān)276，處理控制器228操作該開(kāi)關(guān)，以便有選擇地連接電流穩(wěn)定器232或?qū)嵐β史€(wěn)定器28，來(lái)控制感性串聯(lián)電抗202的晶閘管22。例如，處理控制器228可以配置為一旦閃變計(jì)226的讀數(shù)顯示閃變降到預(yù)定閾值以下，即從電流穩(wěn)定器控制切換到實(shí)功率穩(wěn)定器控制。
廣泛地說(shuō)，電流穩(wěn)定器232配置為響應(yīng)在由處理控制器228規(guī)定的波動(dòng)范圍內(nèi)發(fā)生的電流波動(dòng)，以便使提供給電弧爐的電流與由處理控制器228規(guī)定的設(shè)定電源電流匹配。該電流穩(wěn)定器可以使用多種不同結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，例如，一個(gè)或多個(gè)適當(dāng)編程的工業(yè)PC，或其它可編程邏輯器件，可以與市場(chǎng)上可買(mǎi)到的數(shù)字調(diào)諧濾波器結(jié)合使用來(lái)實(shí)現(xiàn)電流穩(wěn)定器232。該電流穩(wěn)定器可以使用合適的可調(diào)濾波器與公知的SPLC技術(shù)結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，無(wú)功功率穩(wěn)定器230用于控制主要在爐處理周期的入爐階段之后的電壓閃變，即在低幅度、高頻率電壓波動(dòng)支配所述處理時(shí)的長(zhǎng)弧熔化和長(zhǎng)弧泡沫渣加熱階段的操作過(guò)程中。圖2示出無(wú)功功率穩(wěn)定器230在所述的示例電弧爐處理過(guò)程中充分有助于電壓閃變降低的示例時(shí)間范圍272。在這一點(diǎn)上，無(wú)功功率穩(wěn)定器230配置為選通感性旁路電抗200的晶閘管208，以便使電弧爐(包括串聯(lián)電抗202)、諧波濾波器組26、和感性旁路電抗200的總的無(wú)功功率吸收保持基本恒定，且平衡于一個(gè)小的值(最好接近0)。根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的無(wú)功功率穩(wěn)定器230的簡(jiǎn)化框圖示于圖5。該無(wú)功功率穩(wěn)定器包括一個(gè)數(shù)字調(diào)諧的濾波器250，其接收表示由電弧爐5的每一相吸收的主電源電流的信號(hào)Iprimary作為輸入。如上所述，可以使用電流互感器(CT)34測(cè)量電弧爐每相的電源電流，并產(chǎn)生所述信號(hào)Iprimary。數(shù)字調(diào)諧的濾波器250從處理控制器228接收調(diào)諧控制信號(hào)F3，從而該濾波器250只允許具有落入由所述處理控制器規(guī)定的頻帶內(nèi)的波動(dòng)的信號(hào)Iprimary通過(guò)，到達(dá)所述無(wú)功功率穩(wěn)定器230的無(wú)功功率穩(wěn)定器230。
無(wú)功功率穩(wěn)定器230還包括另一個(gè)數(shù)字調(diào)諧濾波器252，其接收表示每相電源電壓的信號(hào)VL-G(從電壓互感器30)作為輸入。該數(shù)字調(diào)諧濾波器252從處理控制器228接收調(diào)諧控制信號(hào)F4，使得濾波器250只允許具有落入由所述處理控制器規(guī)定的頻帶內(nèi)的波動(dòng)的信號(hào)VL-G通過(guò)所述無(wú)功功率計(jì)算器268。相應(yīng)地，無(wú)功功率穩(wěn)定器230可以被調(diào)諧來(lái)響應(yīng)只落入特定范圍內(nèi)的電源電流和電壓波動(dòng)(從而也是無(wú)功功率變化)，例如，在入爐階段之后發(fā)生的較高頻率波動(dòng)。此外，上述調(diào)諧還可以在電弧爐處理周期中變化，以便在處理周期中的不同時(shí)間將電流穩(wěn)定器的操作集中在不同波動(dòng)范圍。
在數(shù)字濾波器250、252和無(wú)功功率計(jì)算器268之間有一個(gè)±45度移相器254，用于提供表示每相線電壓和每相爐電源電流的實(shí)時(shí)樣本。這些樣本由無(wú)功功率計(jì)算器268使用，該無(wú)功功率計(jì)算器268還從處理控制器228接收期望設(shè)定功率因數(shù)PFset-point和諧波濾波器組26的每相無(wú)功功率Qfilter作為輸入。該諧波濾波器組的每相無(wú)功功率可以基于測(cè)量值。利用這些輸入，所述無(wú)功功率計(jì)算器為每相確定表示實(shí)際功率因數(shù)與設(shè)定功率因數(shù)之間的誤差的一個(gè)數(shù)。該計(jì)算的誤差值與由選通角計(jì)算模塊264使用的晶閘管所要求的選通角成正比，該選通角計(jì)算模塊264配置為確定晶閘管208的適當(dāng)觸發(fā)角，以調(diào)節(jié)旁路電抗，使得實(shí)際功率因數(shù)與設(shè)定功率因數(shù)PFset-point相匹配。計(jì)算的選通角由選通脈沖發(fā)生模塊266使用，其產(chǎn)生合適的脈沖來(lái)調(diào)節(jié)晶閘管208的觸發(fā)角。無(wú)功功率穩(wěn)定器230動(dòng)作，來(lái)通過(guò)恒定的容性MVAR(由諧波濾波器組26提供)與可變感性MVAR受控相加，動(dòng)態(tài)平衡無(wú)功功率。這樣，除了存在可調(diào)濾波器250和252，無(wú)功功率穩(wěn)定器230與本領(lǐng)域中公知的傳統(tǒng)靜態(tài)var補(bǔ)償器(SVC)中使用的控制系統(tǒng)類似，并可通過(guò)使用具有公知SVC技術(shù)的可變數(shù)字濾波器來(lái)實(shí)現(xiàn)。無(wú)功功率穩(wěn)定器230可以采用多種不同結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，例如，一個(gè)或多個(gè)適當(dāng)編程的工業(yè)PC，或其它可編程邏輯器件，可以與市場(chǎng)上可買(mǎi)到的數(shù)字調(diào)諧濾波器結(jié)合使用來(lái)實(shí)現(xiàn)電流穩(wěn)定器232。
圖6是實(shí)功率穩(wěn)定器28、電極位置控制器48和抽頭設(shè)置控制器46的優(yōu)選實(shí)施例的簡(jiǎn)化框圖。抽頭設(shè)置控制器46配置為根據(jù)功率設(shè)定值Pset-point和從處理控制器228獲得的期望電極電流或電極阻抗設(shè)定值來(lái)設(shè)置爐變壓器14的抽頭位置。具體地，設(shè)置抽頭位置，使得根據(jù)電弧爐的特性，向電極提供合適的電壓，以便使實(shí)際功率消耗與功率設(shè)定值Pset-point大體匹配。在操作中，抽頭設(shè)置控制器46最好執(zhí)行下列步驟(a)計(jì)算需要的操作電壓；(b)根據(jù)與每個(gè)電壓抽頭關(guān)聯(lián)的預(yù)定的(即，名牌)電壓值計(jì)算合適的變壓器電壓抽頭；和(c)將變壓器抽頭移到所計(jì)算的抽頭位置(帶負(fù)載或不帶負(fù)載)。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，實(shí)功率穩(wěn)定器28與電極位置控制器48結(jié)合工作，以便在發(fā)生入爐和長(zhǎng)弧熔化階段之后維持電弧爐吸收的有功功率(MV)恒定。圖2示出實(shí)功率穩(wěn)定器28在所述的示例電弧爐處理過(guò)程中充分有助于實(shí)功率調(diào)節(jié)的示例時(shí)間范圍274。一旦處理控制器28將開(kāi)關(guān)276切換到實(shí)功率穩(wěn)定器28，實(shí)功率穩(wěn)定器28就調(diào)節(jié)感性串聯(lián)電抗202，使得電弧爐的實(shí)際功率消耗在存在電弧阻抗波動(dòng)的情況下跟蹤期望的功率設(shè)定值。優(yōu)選地，當(dāng)實(shí)功率穩(wěn)定器28工作時(shí)，在每個(gè)AC線電壓半個(gè)周期中至少周期性地調(diào)節(jié)一次感性串聯(lián)電抗202的晶閘管選通。
實(shí)功率穩(wěn)定器28包括一個(gè)下游阻抗計(jì)算模塊38，用于根據(jù)通過(guò)電流互感器34測(cè)量的三相中每相的主電源電流和通過(guò)電壓互感器32(其在所示實(shí)施例中位于串聯(lián)電抗16的爐側(cè))測(cè)量的三相中每相的爐電壓Vfurnace確定感性串聯(lián)電抗202的每相下游(即，爐側(cè))阻抗。根據(jù)這些電流和電壓測(cè)量值，阻抗計(jì)算模塊38確定可變電抗16的爐側(cè)每相電阻(RL)和電抗(XL)，并將這些值輸出到需要的電抗計(jì)算模塊40。爐側(cè)電阻(RL)和電抗(XL)的變化指示在爐熔化處理周期中發(fā)生的電極阻抗的變化。電抗計(jì)算模塊40還從電壓互感器30接收表示每相電源電壓(VL-G)的信號(hào)，和從處理控制器228接收期望的每相功率設(shè)定值(Pset-point)作為輸入。電抗計(jì)算模塊40根據(jù)這些輸入確定可變電抗16應(yīng)當(dāng)呈現(xiàn)的每相的要求的電抗(XREQ)值，以便使實(shí)際爐功率跟蹤期望的爐功率設(shè)定值。
實(shí)功率穩(wěn)定器28還包括一個(gè)選通角計(jì)算模塊42，其接收每相三個(gè)輸入，即由電抗模塊40計(jì)算的要求的電抗(XREQ)、和由下游阻抗計(jì)算模塊38確定的在可變電抗16爐側(cè)的電抗(XL)和電阻(RL)。根據(jù)這些輸入，角計(jì)算模塊42確定實(shí)現(xiàn)所計(jì)算的要求電抗所需的晶閘管22每相的合適觸發(fā)角。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，模塊42通過(guò)訪問(wèn)根據(jù)目標(biāo)電弧爐的唯一特性預(yù)先確定的一個(gè)存儲(chǔ)的查找表來(lái)確定所述觸發(fā)角。在所示實(shí)施例中，可以通過(guò)以下步驟預(yù)先確定查找表的值a)以預(yù)定增量確定爐側(cè)電抗(XL)和電阻(RL)的可能值；b)對(duì)爐側(cè)電抗(XL)和電阻(RL)的每個(gè)可能值，根據(jù)旁路電感20和系統(tǒng)線電壓的設(shè)計(jì)值計(jì)算0-180度之間的每個(gè)晶閘管觸發(fā)角的穩(wěn)態(tài)負(fù)載電流波形；c)對(duì)每個(gè)穩(wěn)態(tài)負(fù)載電流，計(jì)算電流基頻分量，并通過(guò)求系統(tǒng)線電壓與基波電流的比值來(lái)計(jì)算總的基波電抗；d)對(duì)每個(gè)計(jì)算的總的基波電抗，通過(guò)從該總的基波電抗減去爐側(cè)電抗(XL)，確定所需的可變電抗的電抗值(XREQ)；和e)將結(jié)果制成表格，使得對(duì)要求的電抗值(XREQ)、爐側(cè)電抗(XL)和爐側(cè)電阻(RL)的每種可能組合都能確定所需的選通角。
應(yīng)當(dāng)理解，選通角可以在選通角計(jì)算模塊42中利用不同于參考預(yù)定查找表的方法來(lái)計(jì)算，但是，考慮到選通角計(jì)算的計(jì)算強(qiáng)度和重復(fù)特性，查找表可以提供合理的有效解決方案。
此外每，也可采用其它方法來(lái)計(jì)算查找表中包含的值，并且根據(jù)目標(biāo)電弧爐的具體結(jié)構(gòu)，可以考慮其它變量。
實(shí)功率穩(wěn)定器28還包括選通脈沖發(fā)生模塊44，其接收由角計(jì)算模塊42確定的選通角和來(lái)自電壓互感器30的線電壓信號(hào)VL-G作為輸入。選通脈沖發(fā)生模塊44包括一個(gè)脈沖門(mén)發(fā)生器，其調(diào)節(jié)晶閘管22的選通角，使其與由角計(jì)算模塊42確定的每相選通角匹配。在所示實(shí)施例中，所述脈沖發(fā)生模塊配置為每半個(gè)AC電壓周期更新晶閘管角度，在這方面包括一個(gè)過(guò)零檢測(cè)器，其通過(guò)電壓互感器30監(jiān)測(cè)線電壓，以控制品閘管角度更新的定時(shí)。類似地，在該實(shí)施例中，在實(shí)功率穩(wěn)定器28操作期間，要求的電抗計(jì)算模塊40至少每半個(gè)AC線電壓周期確定每相的一個(gè)要求的電抗值，以保證供給脈沖發(fā)生模塊44的選通角是當(dāng)前的。根據(jù)爐具體特性，實(shí)功率穩(wěn)定器可以配置為以大于或小于每半個(gè)周期一次的頻率調(diào)節(jié)觸發(fā)角，但為了充分穩(wěn)定電弧功率，通常期望至少每個(gè)功率周期調(diào)節(jié)一次。
在以下將會(huì)更詳細(xì)解釋，實(shí)功率穩(wěn)定器28最好配置為當(dāng)電源控制系統(tǒng)檢測(cè)到對(duì)應(yīng)的一個(gè)電極電弧正在熄滅時(shí)，接受一個(gè)優(yōu)勢(shì)信號(hào)，使其將相應(yīng)的晶閘管對(duì)22完全打開(kāi)。在所示實(shí)施例中，選通角計(jì)算模塊42被配置為當(dāng)從電弧熄滅預(yù)報(bào)模塊56接收到一個(gè)優(yōu)勢(shì)信號(hào)時(shí)，在預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)輸出一個(gè)近似為零的選通角指令給選通脈沖發(fā)生模塊44。來(lái)自電弧熄滅預(yù)報(bào)模塊56的該優(yōu)勢(shì)信號(hào)的優(yōu)先級(jí)高于選通角計(jì)算模塊42從要求的電抗計(jì)算模塊40接收到的任何輸入。
實(shí)功率穩(wěn)定器28的模塊38、40、和43可以使用適當(dāng)編程的工業(yè)PC很方便地實(shí)現(xiàn)，但本領(lǐng)域地技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這樣地模塊地功能可以使用多種不同的硬件和/或軟件配置實(shí)現(xiàn)。選通脈沖發(fā)生模塊44可以使用適當(dāng)編程的FPGA很方便地實(shí)現(xiàn)，但也可采用其它實(shí)現(xiàn)，如微處理器或基于專用電路的設(shè)備。
在每相中存在與可變電抗16串聯(lián)的固定電抗18有助于保持在電壓電源母線上測(cè)量的平均爐功率因數(shù)在特定范圍內(nèi)，特別是在電抗20完全短路的情況下。由于有固定電抗18，電弧電阻的變化可以通過(guò)使可變電抗16的電抗值變化等于或小于電弧電阻變化來(lái)加以補(bǔ)償。在這些條件下，最終從電源母線吸收的無(wú)功功率被最小化?？蛇x的電感23用于保護(hù)晶閘管對(duì)22不被短路電流損壞。
下面來(lái)看電極位置的調(diào)節(jié)。電源控制系統(tǒng)包括一個(gè)電極位置控制器48，用于調(diào)節(jié)電極移動(dòng)系統(tǒng)54以調(diào)節(jié)電極12相對(duì)于爐腔24的高度。下面將會(huì)更詳細(xì)敘述，電極位置控制器48配置為根據(jù)工作情況來(lái)監(jiān)測(cè)各種爐操作狀態(tài)，如電極電壓、電極電流、功耗、電極移動(dòng)。所監(jiān)測(cè)的過(guò)程變量及其變化與存儲(chǔ)的值和預(yù)定的指示多種不同類型的爐擾動(dòng)狀態(tài)的變化模式相比較。根據(jù)爐過(guò)程變量變化中的特征標(biāo)記，位置控制器預(yù)測(cè)多種不同的可能爐擾動(dòng)狀態(tài)中的一種的開(kāi)始，并以適合該特定擾動(dòng)狀態(tài)的模式調(diào)節(jié)電極高度。通過(guò)針對(duì)特定擾動(dòng)狀態(tài)的調(diào)節(jié)，電極位置控制器試圖減小功率波動(dòng)，同時(shí)維持處理能量效率、爐頂結(jié)構(gòu)完整、和電力系統(tǒng)電氣平衡。在圖3和6所示實(shí)施例中，電極移動(dòng)系統(tǒng)54示為絞盤(pán)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，但也可采用其它能夠使電極12升降的系統(tǒng)，如液壓缸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
電極位置控制器48最好受模式確定模塊50控制，該模式確定模塊連續(xù)監(jiān)測(cè)爐的操作特性，并根據(jù)測(cè)量的特性采取多種可能的操作模式之一來(lái)調(diào)節(jié)電極高度。盡管模式確定模塊50在圖6中示為電極位置控制器的一部分，但其也可以位于過(guò)程控制器228中作為其一部分。為了測(cè)量爐狀態(tài)，模式確定模塊50從測(cè)量電極電流的電流互感器(CT)60(三相中每相使用一個(gè)CT 60)和測(cè)量電極與中性點(diǎn)間的電壓的電壓互感器(VT)58(三相中每相使用一個(gè)VT 58)接收輸入。濾波器55可以用來(lái)對(duì)來(lái)自CT 60和VT 58的輸入濾波，使得電極位置控制器可以將低頻機(jī)械共振引起的電流和電壓偏差過(guò)濾掉。這樣的濾波可以有助于避免在電極調(diào)節(jié)器機(jī)械系統(tǒng)的固有共振頻率處發(fā)生閃變放大。模式確定模塊50還監(jiān)測(cè)另外的操作特性，包括通過(guò)從諸如熱電偶熱電歐(未示出)的溫度監(jiān)測(cè)元件接收到的信號(hào)監(jiān)測(cè)爐頂溫度，通過(guò)從聲能轉(zhuǎn)換器(未示出)接收到的信號(hào)監(jiān)測(cè)爐噪聲(包括聽(tīng)得見(jiàn)的和一些聽(tīng)不見(jiàn)的頻率)，通過(guò)從電極位置計(jì)算模塊52接收到的反饋監(jiān)測(cè)電極移動(dòng)，通過(guò)線36監(jiān)測(cè)期望的功率設(shè)定值，和通過(guò)來(lái)自抽頭設(shè)置控制器46的輸入監(jiān)測(cè)爐抽頭設(shè)置。模式確定模塊50配置為從電壓模式、阻抗模式、和電流模式中選擇一種操作模式。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，當(dāng)電流穩(wěn)定器228激活時(shí)(即當(dāng)開(kāi)關(guān)276切換到電流穩(wěn)定器232)，模式確定模塊選擇默認(rèn)的電壓模式。如果電壓模式不是默認(rèn)模式，則當(dāng)檢測(cè)到開(kāi)弧狀態(tài)時(shí)(例如當(dāng)一個(gè)和多個(gè)電極尖端不加屏蔽地位于工質(zhì)之上時(shí))，模式確定模塊50將暫時(shí)選擇電壓模式，以便保護(hù)爐頂不受過(guò)量電弧輻射。模式確定模塊50監(jiān)測(cè)多個(gè)變量，以便判斷是否已經(jīng)發(fā)生或可能發(fā)生開(kāi)弧狀態(tài)，包括但不限于(a)電極功率因數(shù)的變化；(b)電極功率標(biāo)準(zhǔn)偏差的增加；(c)電極電弧損耗的更高發(fā)生率；(d)更高聽(tīng)得見(jiàn)的爐噪聲；(e)電弧電流的電壓諧波曲線的變化；(f)緊挨著電極開(kāi)口周?chē)鸂t頂熱通量的增加；和(g)最近的電極移動(dòng)，如電極提升和降低擺動(dòng)。模式確定模塊50比較這些變量當(dāng)前被監(jiān)測(cè)的值與存儲(chǔ)的閾值和預(yù)先確定為指示目標(biāo)電弧爐中要發(fā)生開(kāi)弧狀態(tài)的模式。
當(dāng)在電壓模式時(shí)，模式確定模塊50確定其提供給電極位置計(jì)算模塊52來(lái)控制電極12的運(yùn)動(dòng)的電壓模式控制誤差公式，通常是沿向下方向控制電極移動(dòng)，以消除開(kāi)弧狀態(tài)。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述電壓模式控制誤差公式為控制誤差＝kI*I-kV*V公式(1)其中，V是通過(guò)互感器58測(cè)量的電極到中性點(diǎn)的電壓；kI和kV是事先計(jì)算并存儲(chǔ)在查找表中的電流和電壓換算常數(shù)。它們?cè)诓檎冶碇懈鶕?jù)變壓器抽頭位置編號(hào)；以及I是預(yù)定的常數(shù)，其近似等于目標(biāo)電弧爐的額定運(yùn)行電極電流。
在電壓模式，上述控制誤差公式利用對(duì)每個(gè)電極測(cè)量的電壓應(yīng)用于所有三個(gè)電極12。通過(guò)使用預(yù)定電流常數(shù)作為I，而不是測(cè)量的電極電流值，來(lái)確定控制誤差，電極位置控制器集中資源來(lái)通過(guò)電極高度調(diào)節(jié)快速穩(wěn)定電壓。
當(dāng)爐電弧穩(wěn)定之后，一般使用阻抗模式，從而在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，當(dāng)實(shí)功率穩(wěn)定器28有效控制所述感性串聯(lián)電抗202時(shí)，模式確定模塊默認(rèn)選擇阻抗模式。這樣，當(dāng)過(guò)程控制器228檢測(cè)到電壓閃變下降到低于閾值時(shí)，電極位置控制器48就從默認(rèn)的電壓模式切換為默認(rèn)的阻抗模式。在阻抗模式，每個(gè)電極12的機(jī)械運(yùn)動(dòng)與本實(shí)施例的三電極系統(tǒng)中的其它電極的機(jī)械運(yùn)動(dòng)不相耦合。當(dāng)每個(gè)單獨(dú)的電極12的測(cè)量阻抗值從設(shè)定阻抗值變化預(yù)定量時(shí)，該電極被移動(dòng)，直到測(cè)量值與設(shè)定值之間的匹配恢復(fù)到一個(gè)預(yù)定公差之內(nèi)為止。因此，對(duì)于每個(gè)電極，模式確定模塊50確定當(dāng)前的電極阻抗(通過(guò)測(cè)量的電極電壓和電流值)，如果測(cè)量的阻抗與設(shè)定阻抗不匹配(即，如果該電極存在擾動(dòng))，則模式確定模塊50計(jì)算阻抗模式控制誤差公式，并將其提供給電極位置計(jì)算模塊，以控制電極移動(dòng)。優(yōu)選地，阻抗設(shè)定值為增益常數(shù)之比kI/kV，且阻抗模式控制誤差公式如下控制誤差＝kI*I-kV*V 公式(2)其中，V是通過(guò)互感器58測(cè)量的電極到中性點(diǎn)電壓；kI和kV是上述增益常數(shù)；I是通過(guò)互感器60測(cè)量的電極電流。
在阻抗模式，單獨(dú)調(diào)節(jié)其處理阻抗偏離設(shè)定阻抗值的電極減小了電弧上覆蓋的電荷的干擾。應(yīng)當(dāng)理解，除了通過(guò)互感器58、60的副邊測(cè)量外，V和I的值還可以分別從互感器32和34的原邊測(cè)量值中導(dǎo)出，通過(guò)按照正確的爐互感器匝數(shù)比修正該原邊測(cè)量值。
在有些實(shí)施例中，當(dāng)爐運(yùn)行狀態(tài)指示高度的電氣不平衡(如果對(duì)其置之不理，則可能引起保護(hù)繼電器切斷爐電源)時(shí)，模式確定模塊50還可以臨時(shí)選擇電流模式。在電流模式，電極位置控制器48操作來(lái)移動(dòng)電極，以恢復(fù)平衡的電極電流，從而使不平衡爐跳閘的可能性降到最小。
模式確定模塊50通過(guò)測(cè)量爐變壓器14原邊或副邊相電流中的負(fù)序電流分量監(jiān)測(cè)電流平衡。在所示例子中，通過(guò)電流互感器60測(cè)量副邊相電流，模式確定模塊50執(zhí)行對(duì)稱分量分解。一個(gè)典型的分解公式如下所示I2＝1/3(Ia+a2Ib+aIc)其中a＝-0.5+j0.866；I2＝負(fù)序電流；Ia＝a相電流向量；Ib＝b相電流向量；Ic＝c相電流向量。
當(dāng)負(fù)序電流值維持在預(yù)定閾值電平之上預(yù)定時(shí)間時(shí)，即選擇電流模式。當(dāng)矯正了電流平衡狀態(tài)的擾動(dòng)時(shí)，恢復(fù)阻抗模式。
一旦選擇了電流模式，模式確定模塊50即確定電流模式控制誤差公式，將其提供給電極位置計(jì)算模塊52控制電極12的運(yùn)動(dòng)，以減少電流不平衡。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，電流模式控制誤差公式如下控制誤差＝kI*I-kV*V 公式(3)其中，I是通過(guò)互感器測(cè)量的電極電流；kI和kV是上述的電流和電壓換算常數(shù)；V是預(yù)定常數(shù)，近似等于目標(biāo)電弧爐的額定運(yùn)行電極電壓。
在電流模式，上述控制誤差公式利用對(duì)每個(gè)電極測(cè)量的電流應(yīng)用于所有三個(gè)電極12。通過(guò)使用預(yù)定電壓常數(shù)V，而不是測(cè)量的電壓值，來(lái)確定控制誤差，電極位置控制器集中資源來(lái)通過(guò)電極高度調(diào)節(jié)快速穩(wěn)定電流。應(yīng)當(dāng)理解，電流模式控制誤差公式(3)和電壓模式控制誤差公式(1)與阻抗模式控制誤差公式(2)相同，只是在電流模式公式中用常數(shù)代替測(cè)量的電壓V，在電壓模式公式中用常數(shù)代替測(cè)量的電流I。
在三電極電弧爐中，各相之間電極電壓和電流的耦合是固有的。因此，在本實(shí)施例的三電極電弧爐中，當(dāng)一個(gè)電極下發(fā)生電弧擾動(dòng)時(shí)，所有三個(gè)電極的電壓和電流都受影響。因此，在電流和電壓模式中，移動(dòng)所有三個(gè)電極來(lái)對(duì)抗擾動(dòng)狀態(tài)。但是，在阻抗模式中，在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，只移動(dòng)其阻抗需要調(diào)節(jié)的電極，從而使電弧覆蓋的擾動(dòng)最小化。
電極位置控制器48包括電極位置計(jì)算模塊52，其配置為根據(jù)從模式確定模塊50接收的指令控制電極移動(dòng)系統(tǒng)54來(lái)提高或降低電極12。計(jì)算模塊52還監(jiān)測(cè)電極位置供自己使用，并提供關(guān)于電極位置和運(yùn)動(dòng)的反饋給模式確定模塊50。如以上所示，在電流和電壓模式，三個(gè)電極被移動(dòng)以分別恢復(fù)電流和電壓到設(shè)定值。在阻抗模式，個(gè)別地給電極施加運(yùn)動(dòng)，以恢復(fù)它們各自地阻抗到合適地大小。計(jì)算模塊52分別從電流互感器60和電壓互感器58接收電極電流信息和電極電壓信息。
在爐運(yùn)行過(guò)程中，位置計(jì)算模塊52從模式確定模塊50接收合適地控制誤差公式選擇，用來(lái)如下所述控制電極移動(dòng)?？刂普`差被提升到指數(shù)n，其中α＜n＜β(其中α通常為1，β通常為2)，并被積分器不斷地積分。當(dāng)達(dá)到積分限制時(shí)，電極起始速度被設(shè)置為與積分周期上地平均誤差成正比的值。然后，使電極速度與瞬時(shí)誤差成正比，直到誤差下降到預(yù)定的靜帶。然后積分器復(fù)位，當(dāng)電極停止移動(dòng)時(shí)，積分開(kāi)始。在控制誤差高于預(yù)設(shè)的閾值的情況下，則跳過(guò)積分步驟，電極以高速或最大速度移動(dòng)，直到(a)誤差下降到所述預(yù)定靜帶，或(b)誤差降到預(yù)設(shè)閾值以下，然后調(diào)節(jié)速度，使其與瞬時(shí)誤差成正比。通常，本發(fā)明該實(shí)施例中的電極移動(dòng)速度應(yīng)當(dāng)在300mm/分鐘-20000mm/分鐘。應(yīng)當(dāng)理解，除了此處描述的方法外，電極位置計(jì)算模塊52還可以采用多種不同的已知運(yùn)動(dòng)控制算法來(lái)控制電極移動(dòng)。
電極位置計(jì)算模塊52包括電弧長(zhǎng)度優(yōu)勢(shì)函數(shù)，通過(guò)該優(yōu)勢(shì)函數(shù)，其在移動(dòng)每個(gè)電極之前先確定其電弧長(zhǎng)度，并且在移動(dòng)電極過(guò)程中不斷監(jiān)測(cè)電極行程。如果電極行程超過(guò)其計(jì)算的弧長(zhǎng)，則發(fā)出一個(gè)優(yōu)勢(shì)指令，將電極速度降低到蠕動(dòng)速度，以使電極損壞或爐渣路徑中的冶金反應(yīng)(這可能由電極中的碳與爐內(nèi)的熔鑄槽之間的反應(yīng)所引起)最小化。在本實(shí)施例中，每個(gè)電極的弧長(zhǎng)如下計(jì)算電弧長(zhǎng)度＝(V-I*Rslag-Vo)/Eo其中，V是電極到中性點(diǎn)間的電壓；I是電極電流；Rslag是當(dāng)尖端剛接觸熱的槽表面時(shí)電極的電阻；Vo是表示電壓降的常數(shù)；Eo是表示弧電場(chǎng)的常數(shù)，弧電場(chǎng)用伏特/cm為單位。
實(shí)踐中，電弧長(zhǎng)度計(jì)算除了以上所示的變量外，還可以依據(jù)其它爐運(yùn)行變量。在本實(shí)施例中，根據(jù)每半個(gè)周期測(cè)量的爐運(yùn)行特性，每半個(gè)電源周期對(duì)控制誤差積分一次。但是，本發(fā)明的爐電極高度調(diào)節(jié)器也可使用更小頻率的積分和采樣間隔。
電極位置控制器48還包括另一個(gè)優(yōu)勢(shì)函數(shù)，其由電弧熄滅預(yù)測(cè)算法模塊56實(shí)現(xiàn)，該模塊預(yù)測(cè)另一種擾動(dòng)狀態(tài)。該模塊通過(guò)監(jiān)測(cè)電弧電流快速衰減特征的出現(xiàn)，預(yù)測(cè)任何電極12中電弧的熄滅，并通過(guò)以下動(dòng)作響應(yīng)(a)命令電極位置計(jì)算模塊52快速降低預(yù)測(cè)到電弧熄滅的電極12，和(b)如上所述，向電抗控制器28發(fā)送一個(gè)優(yōu)勢(shì)信號(hào)，使得與預(yù)測(cè)到電弧熄滅的電極12關(guān)聯(lián)的晶閘管開(kāi)關(guān)完全打開(kāi)(即，提供近似為零的選通角)，從而完全旁路相應(yīng)的電感20，這樣向受影響的電極提供及時(shí)的電壓增大。由于使晶閘管開(kāi)關(guān)完全打開(kāi)導(dǎo)致的電極尖端電壓的增加和由于降低電極導(dǎo)致的電弧長(zhǎng)度的減小將增強(qiáng)該電極下的電場(chǎng)。結(jié)果電弧體中的電離程度將恢復(fù)，從而防止了電弧熄滅(或當(dāng)電弧已經(jīng)熄滅的情況下，使電弧恢復(fù))。一旦電弧體恢復(fù)，則電弧熄滅預(yù)測(cè)模塊50將停止對(duì)電抗控制器28的優(yōu)勢(shì)控制，從而允許電抗控制器28檢測(cè)所產(chǎn)生的減小的電弧阻抗，并相應(yīng)地通過(guò)增加晶閘管選通角來(lái)增加可變電抗16的電抗值。結(jié)果，將不允許電極功率超過(guò)功率設(shè)定值?？焖俳档碗姌O通常的后果是快速正電流和/或電壓擺動(dòng)，這可能導(dǎo)致熔煉電路的斷路器跳閘。在煉鋼爐中，快速降低可能引起電極尖端損壞和/或斷路器跳閘。因此，通常要避免快速降低電極。但是，可變電抗16的控制結(jié)合電極降低減輕了正的功率擺動(dòng)，從而降低了由于斷路器跳閘導(dǎo)致斷電的概率。此外，電弧長(zhǎng)度優(yōu)勢(shì)功能(即使在電弧優(yōu)勢(shì)消失的過(guò)程中也繼續(xù)起作用)減小了由于電極尖端損壞導(dǎo)致?tīng)t延遲的機(jī)會(huì)。
電弧熄滅預(yù)測(cè)算法模塊56的運(yùn)行由以下偽碼示出******************************如偽碼的步驟(i)和(ii)所示，在電弧爐運(yùn)行期間，電弧熄滅預(yù)測(cè)算法模塊56通過(guò)與每個(gè)電極關(guān)聯(lián)的電流互感器60監(jiān)測(cè)每個(gè)電極電流。在步驟(iii)示出，如果電流在減小，則檢查其變化速度，看其是否超過(guò)預(yù)定閾值。該預(yù)定閾值根據(jù)目標(biāo)電弧爐的特性選擇，具體地是選擇已知指示即將發(fā)生電弧熄滅的一個(gè)值。在步驟(iii)中，還檢查電極電流，看其是否小于電流設(shè)定值的預(yù)定百分比。(該電流設(shè)定值根據(jù)功率設(shè)定值和變壓器抽頭設(shè)置來(lái)確定)。如果在步驟(iii)中的兩個(gè)測(cè)試條件存在，則模塊56按照步驟(iv)推斷，爐運(yùn)行狀態(tài)預(yù)計(jì)將發(fā)生電弧熄滅，并采取步驟來(lái)通過(guò)命令電極位置計(jì)算模塊52降低電極和命令電抗控制器28完全打開(kāi)晶閘管22以避免電弧熄滅。如步驟(v)所示，這些避免電弧熄滅的措施一直維持，直到(a)目標(biāo)電極電流恢復(fù)到設(shè)定值(表示防止了電弧熄滅，或在電弧熄滅已經(jīng)發(fā)生到情況下恢復(fù)了電弧)，或(b)電極電壓變?yōu)榱?表示電極尖端觸到了爐腔中的熔鑄槽)。在步驟(v)后，電弧熄滅預(yù)測(cè)算法模塊56將電極調(diào)節(jié)的控制釋放回到模式確定模塊50，將可變電抗16的控制釋放回到電抗控制器28，如步驟(vi)所示，這通常將導(dǎo)致電極的一定程度提升和可變電抗16的增加，從而減輕電極重新點(diǎn)燃時(shí)可能發(fā)生的任何功率擺動(dòng)。
電極位置控制器48可以方便地利用適當(dāng)編程的工業(yè)PC實(shí)現(xiàn)，但是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，其模塊的功能可以利用多種不同的可能硬件和/或軟件結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。抽頭設(shè)置控制器46也可利用工業(yè)PC或合適的替換物實(shí)現(xiàn)，并可以利用與用作電極位置控制器48的同一PC實(shí)現(xiàn)。
在過(guò)程已經(jīng)確定下來(lái)之后的時(shí)間周期174中由實(shí)功率穩(wěn)定器28提供的可變電抗控制和本發(fā)明的電極調(diào)節(jié)有助于為它們所作用的電弧爐提供平坦的功率曲線，而沒(méi)有顯著的正或負(fù)功率波動(dòng)。這樣，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，電流穩(wěn)定器232在鏟斗熔化周期中控制感性電抗202，以控制電壓閃變。一旦工質(zhì)被完全熔化，閃變下降到閾值之下，則實(shí)功率穩(wěn)定器28接管感性串聯(lián)電抗202的控制，以便減輕實(shí)功率的任何波動(dòng)，從而提高處理的效率。
以上提供了電源系統(tǒng)的各個(gè)組件的概述，下面參考附圖，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例討論在煉鋼電弧爐鏟斗加熱的環(huán)境下該電源系統(tǒng)的運(yùn)行。在鏟斗加熱的開(kāi)始和全過(guò)程，過(guò)程控制器228通過(guò)閃變計(jì)226不斷監(jiān)測(cè)電源母線10上的閃變，并通過(guò)協(xié)調(diào)無(wú)功功率穩(wěn)定器230、電流穩(wěn)定器232、電極位置控制器48、抽頭控制器46、和實(shí)功率穩(wěn)定器36的運(yùn)行以減輕閃變來(lái)響應(yīng)。在熔化過(guò)程開(kāi)始之前，過(guò)程控制器執(zhí)行電流穩(wěn)定器232的電流濾波器234和電壓濾波器244以及無(wú)功穩(wěn)定器230的電流濾波器250和電壓濾波器252的初始調(diào)節(jié)，提供功率因數(shù)設(shè)定值PFset-point給無(wú)功功率穩(wěn)定器230、電流設(shè)定值Ip-set-point給電流穩(wěn)定器，以及提供功率設(shè)定值Pset-point給實(shí)功率穩(wěn)定器28、抽頭設(shè)置控制器46、和電極位置控制器48中的每一個(gè)。
在入爐階段開(kāi)始，功率設(shè)定值Pset-point典型地被設(shè)置為預(yù)定最大爐功率(其可以通過(guò)爐運(yùn)行人員與電力網(wǎng)絡(luò)所有者之間的合同設(shè)定)的某個(gè)中間范圍百分比，例如，最大功率限制的50％。在整個(gè)入爐階段，該功率設(shè)定值將沿斜坡上升到等于或近似等于最大功率限制，如圖2中的采樣爐功率曲線214所示。在入爐之后，功率設(shè)定值將維持等于或近似等于最大功率限制。電流設(shè)定值Iset-point和抽頭設(shè)定值根據(jù)功率設(shè)定值或其它標(biāo)準(zhǔn)確定，例如電弧長(zhǎng)度。在煉鋼電弧爐中，電壓閃變的發(fā)生與功率斜坡的陡度有直接的關(guān)系，因此，閃變衰減越厲害，則功率斜坡可以越陡，從而改善爐性能。
在入爐的開(kāi)始，功率因數(shù)設(shè)定值PFset-point將典型地設(shè)置為與小于1的實(shí)用計(jì)量點(diǎn)功率因數(shù)相對(duì)應(yīng)，如0.95-0.98。在入爐之后，功率因數(shù)設(shè)定值將典型地被提高到與實(shí)用計(jì)量點(diǎn)功率因數(shù)相對(duì)應(yīng)，并更靠近或等于1。
在入爐的開(kāi)始，開(kāi)關(guān)276的位置將使得電流穩(wěn)定器232而不是實(shí)功率穩(wěn)定器28來(lái)控制感性串聯(lián)電抗202的晶閘管22。電流穩(wěn)定電流和電壓濾波器234、244在一個(gè)示范實(shí)施例中可以配置為具有如圖7所示增益曲線的低通濾波器，具有低頻截止點(diǎn)B1。無(wú)功功率穩(wěn)定器電流和電壓濾波器250、252在一個(gè)示范實(shí)施例中可以配置為具有如圖8所示增益曲線的帶通濾波器，具有截止點(diǎn)RB1和RB1’。利用這樣的濾波器配置，通過(guò)由電流穩(wěn)定器232調(diào)節(jié)感性串聯(lián)電抗202以使?fàn)t電源電流與電流設(shè)定值相匹配，在入爐階段以及進(jìn)入長(zhǎng)弧熔化階段中往往會(huì)發(fā)生的低頻大幅度閃變波動(dòng)將從根本上得到補(bǔ)償。通過(guò)由無(wú)功功率穩(wěn)定器230控制感性旁路電抗，以調(diào)節(jié)諧波濾波器組26、感性旁路電抗200和電弧爐的總的無(wú)功功率，跟蹤功率因數(shù)設(shè)定值，在長(zhǎng)弧熔化階段后期和進(jìn)入長(zhǎng)弧泡沫渣加熱階段往往在鏟斗加熱過(guò)程中占優(yōu)的較高頻率、較低幅度的閃變波動(dòng)將從根本上得到補(bǔ)償。
因此，由于上述濾波的結(jié)果，在一個(gè)示范實(shí)施例中，電流穩(wěn)定器支配鏟斗熔化早期階段(如圖2中的典型線270所示)中的閃變降低，無(wú)功功率穩(wěn)定器支配鏟斗熔化中期階段(如典型線272所示)中的閃變降低。這樣的配置在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中使用，因?yàn)楦淖兏行源?lián)電抗202在大電弧阻抗擺動(dòng)期間通過(guò)穩(wěn)定阻抗可以更有效地降低低頻電壓閃變，而改變旁路串聯(lián)電抗200通過(guò)平衡無(wú)功功率消耗，可以更有效地降低較高頻率的電壓閃變(例如，以大約7Hz為中心的閃變)。如圖2所示，有些階段中，電流穩(wěn)定器232和無(wú)功功率穩(wěn)定器230都對(duì)閃變降低有實(shí)質(zhì)性貢獻(xiàn)，它們各自集中于減輕不同頻率范圍內(nèi)的閃變。如圖7和8所示，由電流穩(wěn)定器和無(wú)功功率穩(wěn)定器所針對(duì)的不同頻率范圍也可能重疊。根據(jù)具體應(yīng)用，在有的實(shí)施例中，時(shí)間和頻率的重疊可以更寬，而在其它實(shí)施例中重疊最小。
在鏟斗熔化過(guò)程中，閃變計(jì)226不斷監(jiān)測(cè)電源母線上的電壓閃變。如上所述，一旦閃變降到一個(gè)閾值以下，則過(guò)程控制器228將把感性串聯(lián)電抗202的控制從電流穩(wěn)定器232切換到實(shí)功率穩(wěn)定器28，然后，實(shí)功率穩(wěn)定器28負(fù)責(zé)通過(guò)在每個(gè)AC功率周期或每半個(gè)周期調(diào)節(jié)可變感性電抗16來(lái)穩(wěn)定有效爐功率。這樣，一旦電壓閃變被限制在預(yù)定限度內(nèi)，則感性串聯(lián)電抗202的交點(diǎn)就變?yōu)楣β实钠教咕€性化，而不是閃變降低，如圖2中的線274所示。根據(jù)具體應(yīng)用，在有些實(shí)施例中，當(dāng)監(jiān)測(cè)到的閃變狀態(tài)變化時(shí)，過(guò)程控制器可以在電流穩(wěn)定器232與實(shí)功率穩(wěn)定器274之間來(lái)回切換。例如，大幅度低頻率閃變?cè)陔娀∠邕^(guò)程中發(fā)生，其能夠調(diào)整電流穩(wěn)定器控制。切換閾值可以是之后現(xiàn)象或范圍，因?yàn)閺碾娏鞣€(wěn)定器到實(shí)功率穩(wěn)定器控制切換的閃變閾值可能低于從實(shí)功率穩(wěn)定器控制到電流穩(wěn)定器控制回切的閃變閾值。該閾值還可以基于平均值。實(shí)功率穩(wěn)定器的運(yùn)用有助于通過(guò)穩(wěn)定實(shí)功率消耗來(lái)改善爐效率，從而當(dāng)在一個(gè)生產(chǎn)周期中測(cè)量時(shí)，允許實(shí)際的爐耗與目標(biāo)爐耗更匹配。
在煉鋼電弧爐鏟斗熔化過(guò)程中，電極位置控制器48在發(fā)生大電極阻抗波動(dòng)的早期，一般將以默認(rèn)的電壓模式運(yùn)行，而在隨后這樣的波動(dòng)變得穩(wěn)定時(shí)，將轉(zhuǎn)換到默認(rèn)的阻抗模式。為方便起見(jiàn)，在默認(rèn)電壓和默認(rèn)阻抗模式之間切換的閾值可以與用于從電流穩(wěn)定器到實(shí)功率穩(wěn)定器控制切換的閾值相同。
如上所述，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，濾波器234、244、250、和252是可調(diào)的，從而它們各自的濾波模式(增益、帶寬、和/或中心頻率)在整個(gè)處理周期中可以被過(guò)程控制器228調(diào)節(jié)，以響應(yīng)測(cè)量的電壓閃變中的變化動(dòng)態(tài)。這允許過(guò)程控制器228調(diào)節(jié)所述可調(diào)濾波器，以便使主要閃變頻率的衰減最大化。在這點(diǎn)上，閃變計(jì)最好在整個(gè)過(guò)程中輸出一個(gè)當(dāng)前的隨時(shí)間變化的指示，表示每個(gè)不同頻率上的閃變強(qiáng)度，且該信息被過(guò)程控制器用來(lái)選擇主要閃變發(fā)生在哪些頻率上，并調(diào)節(jié)電流穩(wěn)定器232的濾波器234、244和/或無(wú)功功率穩(wěn)定器230的濾波器250、252，以便集中或忽略這樣的主要閃變頻率。例如，參考圖7和8，在鏟斗加熱的入爐階段早期，過(guò)程控制器228可能檢測(cè)到1Hz的主要閃變頻率，相應(yīng)地調(diào)節(jié)電流穩(wěn)定器濾波器234、244，使其具有相對(duì)低的截止點(diǎn)B1，以便將電流穩(wěn)定器集中于減輕該主要閃變頻率。同時(shí)，過(guò)程控制器可以調(diào)節(jié)無(wú)功功率穩(wěn)定器濾波器250、252，使其具有中心在7Hz左右的窄的截止點(diǎn)RB1、RB1’，以避免功率穩(wěn)定器反作用于低的(1Hz以下)主要閃變頻率，而集中于7Hz左右的閃變頻率。隨著鏟斗加熱過(guò)程的進(jìn)行，在低頻范圍發(fā)生的閃變會(huì)更均勻地分布在低頻范圍內(nèi)，作為響應(yīng)，過(guò)程控制器會(huì)逐漸將電流穩(wěn)定器濾波器234、244的截止點(diǎn)移出(例如，移到B1，然后到B3，然后到B4)，從而使電流穩(wěn)定器響應(yīng)的頻率范圍變寬。類似地，如果閃變計(jì)指示更高頻率的閃變向更高頻率上擴(kuò)展，則過(guò)程控制器228可以將無(wú)功功率穩(wěn)定器濾波器250、252的截止點(diǎn)從(RB1、RB1’)調(diào)節(jié)至(RB2、RB2’)，再到(RB3、RB3’)，可選地還能使帶寬變窄，以便當(dāng)閃變計(jì)數(shù)據(jù)顯示出在主要閃變頻率時(shí)，更加集中于選定的頻率。典型地，無(wú)功功率穩(wěn)定230將主要針對(duì)6-7Hz范圍內(nèi)的閃變，因?yàn)閺墓╇娫O(shè)施的角度來(lái)看，這樣的閃變通常是主要問(wèn)題。
在一個(gè)實(shí)施例中，過(guò)程控制器228配置為在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中(例如一天)監(jiān)測(cè)所有閃變發(fā)射的當(dāng)前狀態(tài)，并且在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中，周期性地調(diào)節(jié)濾波器234、244、250、252，和/或其它變量，如處理周期斜坡上升速度和設(shè)定功率，以便在該生產(chǎn)周期的允許限度內(nèi)，使閃變發(fā)射最大化。
也可用可調(diào)濾波器對(duì)實(shí)功率穩(wěn)定器28的輸入進(jìn)行濾波，以便在整個(gè)處理周期中，根據(jù)監(jiān)測(cè)到的電壓閃變或其它過(guò)程變量來(lái)集中實(shí)功率穩(wěn)定器的操作。
除了(或在有些實(shí)施例中代替)監(jiān)測(cè)的電壓閃變，過(guò)程控制器228還可以使用其它標(biāo)準(zhǔn)作為基礎(chǔ)，來(lái)控制電流和實(shí)功率穩(wěn)定器的運(yùn)行。例如，過(guò)程控制器可以在調(diào)節(jié)濾波器234、244、250、252時(shí)，考慮進(jìn)入鏟斗加熱的時(shí)間。
通過(guò)按照以上描述的方式操作，可以改進(jìn)對(duì)閃變的降低，因?yàn)楦行耘月泛痛?lián)電抗及其各自的控制器的目標(biāo)是將閃變減小到每個(gè)更適合抑制的波動(dòng)范圍內(nèi)。這樣，每個(gè)組件的屬性的優(yōu)點(diǎn)都得到利用。在電流和無(wú)功功率穩(wěn)定器中使用濾波器允許它們各自在其所作用的頻率波動(dòng)方面不相同。濾波器可以由過(guò)程控制器228調(diào)節(jié)使得在熔化處理周期中，濾波器范圍和中心頻率能夠根據(jù)測(cè)量的閃變變化來(lái)調(diào)節(jié)。
由于在入爐期間，感性旁路電抗200不是用作閃變控制的主要來(lái)源，因此其可以比傳統(tǒng)的SVC系統(tǒng)小(例如，其可以比傳統(tǒng)SVC小，當(dāng)爐無(wú)功功率變化幅度從零到爐變壓器額定值的200％變化時(shí)，如果在入爐期間該傳統(tǒng)的SVC用作閃變降低的主要來(lái)源，則要求其大小為125％-150％)。
在所示實(shí)施例中，描述了一種三電極爐，其中可變電抗16位于爐變壓器的Δ罩外部。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的控制系統(tǒng)也可用于適合其它電弧爐結(jié)構(gòu)。例如，經(jīng)過(guò)本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的適當(dāng)修改，控制系統(tǒng)可以用于在路中實(shí)現(xiàn)類似的優(yōu)點(diǎn)，其中每相關(guān)聯(lián)多個(gè)電極，例如，一個(gè)六電極爐，其中每相關(guān)聯(lián)一對(duì)電極。同樣，盡管上述實(shí)施例集中于在熔化爐中減小閃變(例如碎片爐)，但當(dāng)電壓閃變隨過(guò)程而變化時(shí)，本發(fā)明在啟動(dòng)和正常運(yùn)行期間也可應(yīng)用于熔化爐。此外，本發(fā)明的電流、無(wú)功功率和實(shí)功率控制方面也可以應(yīng)用來(lái)穩(wěn)定非電弧爐負(fù)載導(dǎo)致的電壓波動(dòng)，例如，非電弧熔化爐和大型工業(yè)驅(qū)動(dòng)器，如礦井卷?yè)P(yáng)機(jī)。
盡管可變電抗16和208示為單獨(dú)的一對(duì)晶閘管開(kāi)關(guān)，但應(yīng)當(dāng)理解，也可采用其它結(jié)構(gòu)，例如多級(jí)晶閘管開(kāi)關(guān)。可選地，其它功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)也可用來(lái)代替晶閘管，其它可變電感也可使用。在有些實(shí)施例中，可以使用同步機(jī)，而不是容性濾波器組，與感性并聯(lián)電抗結(jié)合來(lái)提供相對(duì)功率穩(wěn)定。
應(yīng)當(dāng)理解，盡管功率控制系統(tǒng)在附圖中示出和在以上描述為多個(gè)獨(dú)立的塊(228、230、232、28、46、和48)，但該控制系統(tǒng)各個(gè)特征的部分或全部都可以在適當(dāng)配置的較少的PC機(jī)、其它微處理器或基于邏輯的設(shè)備上結(jié)合和執(zhí)行。這些控制系統(tǒng)組件可以使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，或可選地，使用微處理器的組合或其它專門(mén)設(shè)計(jì)的專用集成電路、可編程邏輯設(shè)備、或其各種組合實(shí)現(xiàn)為硬件。
上述對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的描述只是為了舉例和說(shuō)明，而不是用于窮舉或限制本發(fā)明于公開(kāi)的形式。因此，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，各種修改和變化是顯而易見(jiàn)的。
權(quán)利要求
1.一種功率控制系統(tǒng)，用于減小交流電源線中的電壓閃變，該交流電源線上連接有時(shí)變負(fù)載，包括所述電源線路與負(fù)載之間的第一可變感性電抗；與所述電源線并聯(lián)連接的第二可變電抗；和一個(gè)控制系統(tǒng)，用于(i)監(jiān)測(cè)負(fù)載電流和根據(jù)所監(jiān)測(cè)的負(fù)載電流的變化來(lái)調(diào)節(jié)該第一可變感性電抗，以減小電壓閃變，和(ii)檢測(cè)從所述交流電源線路吸收的無(wú)功功率，并根據(jù)檢測(cè)到的無(wú)功功率吸收的變化來(lái)調(diào)節(jié)該第二可變電抗，以減小電壓閃變。
2.如權(quán)利要求1所述的功率控制系統(tǒng)，其中所述控制系統(tǒng)配置為調(diào)節(jié)所述第一可變感性電抗，以響應(yīng)監(jiān)測(cè)到的負(fù)載電流中具有第一頻率范圍內(nèi)的頻率的波動(dòng)，和調(diào)節(jié)所述第二可變電抗，以響應(yīng)監(jiān)測(cè)到的無(wú)功功率吸收中具有不同于第一頻率范圍的第二頻率范圍內(nèi)的頻率的波動(dòng)。
3.如權(quán)利要求2所述的功率控制系統(tǒng)，其中至少一部分所述第二頻率范圍高于所述第一頻率范圍。
4.如權(quán)利要求2所述的功率控制系統(tǒng)，其中所述第一頻率范圍的較高頻率部分與所述第二頻率范圍的較低頻率部分重疊。
5.如權(quán)利要求2所述的功率控制系統(tǒng)，其中所述負(fù)載包括電弧爐的電弧，且所述第一頻率范圍包括對(duì)應(yīng)于與電弧點(diǎn)燃相關(guān)的電流波動(dòng)，而所述第二頻率范圍配置為基本上不包括與電弧點(diǎn)燃相關(guān)的無(wú)功功率吸收中的波動(dòng)。
6.如權(quán)利要求5所述的功率控制系統(tǒng)，其中所述第二頻率范圍包括5-7Hz。
7.如權(quán)利要求1所述的功率控制系統(tǒng)，其中所述負(fù)載包括電弧爐，且所述控制系統(tǒng)配置為調(diào)節(jié)所述第一可變電抗，以響應(yīng)監(jiān)測(cè)到的電極電流在熔化處理周期的電極入爐階段的變化，和調(diào)節(jié)所述第二可變電抗，以響應(yīng)監(jiān)測(cè)到的無(wú)功功率吸收在電極入爐階段之后的熔化處理周期中的變化。
8.如權(quán)利要求1所述的功率控制系統(tǒng)，其中所述控制系統(tǒng)包括第一濾波器，用于對(duì)表示負(fù)載電流的信號(hào)進(jìn)行濾波，以輸出表示第一頻率范圍內(nèi)的負(fù)載電流波動(dòng)的第一電流信號(hào)，所述控制系統(tǒng)配置為根據(jù)該第一電流信號(hào)調(diào)節(jié)所述第一可變電抗；第二和第三濾波器，分別用于對(duì)表示負(fù)載電流和電源電壓的信號(hào)進(jìn)行濾波，以輸出表示第二頻率范圍內(nèi)的負(fù)載電流波動(dòng)的第二電流信號(hào)和表示第二頻率范圍內(nèi)的電源電壓波動(dòng)的電壓信號(hào)，所述控制系統(tǒng)配置為根據(jù)該第二電流信號(hào)和電壓信號(hào)確定監(jiān)測(cè)到的無(wú)功功率。
9.如權(quán)利要求8所述的功率控制系統(tǒng)，其中所述第一、第二、和第三濾波器是可調(diào)濾波器，且所述控制系統(tǒng)配置為監(jiān)測(cè)所述交流電源線的時(shí)變屬性，并根據(jù)所監(jiān)測(cè)到的時(shí)變屬性調(diào)節(jié)所述第一、第二、和第三濾波器中的至少一部分。
10.如權(quán)利要求9所述的功率控制系統(tǒng)，其中所述控制系統(tǒng)包括一個(gè)閃變計(jì)，用于測(cè)量所述交流電源線上的線電壓波動(dòng)，并且該系統(tǒng)配置為根據(jù)監(jiān)測(cè)到的線電壓波動(dòng)來(lái)調(diào)節(jié)所述可調(diào)濾波器，以改變相應(yīng)的頻率范圍。
11.如權(quán)利要求9所述的功率控制系統(tǒng)，其中所述控制系統(tǒng)配置為以累積方式跟蹤閃變發(fā)射，并調(diào)節(jié)所述可調(diào)濾波器，以便在一段時(shí)間周期中預(yù)定的累積限制之內(nèi)使閃變發(fā)射最大化。
12.如權(quán)利要求8所述的功率控制系統(tǒng)，其中所述控制系統(tǒng)配置為調(diào)節(jié)所述第一可變感性電抗，使得所監(jiān)測(cè)的負(fù)載電流跟蹤電流設(shè)定值，和調(diào)節(jié)所述第二可變電抗，使得所述第二可變電抗、第一可變感性電抗、和負(fù)載的累積無(wú)功功率吸收基本為零。
13.如權(quán)利要求1所述的功率控制系統(tǒng)，其中所述控制系統(tǒng)配置為監(jiān)測(cè)負(fù)載阻抗，并有選擇地調(diào)節(jié)所述第一可變感性電抗，以響應(yīng)監(jiān)測(cè)到的負(fù)載電流中的變化來(lái)跟蹤電流設(shè)定值，或響應(yīng)監(jiān)測(cè)到的負(fù)載阻抗中的變化，來(lái)跟蹤實(shí)功率設(shè)定值。
14.如權(quán)利要求13所述的功率控制系統(tǒng)，其中所述控制系統(tǒng)配置為監(jiān)測(cè)所述交流電源線上的電壓閃變，并且當(dāng)所監(jiān)測(cè)的電壓閃變超過(guò)一個(gè)閾值時(shí)，調(diào)節(jié)所述第一感性電抗來(lái)跟蹤所述電流設(shè)定值，以及當(dāng)所監(jiān)測(cè)的電壓閃變低于所述閾值時(shí)，跟蹤實(shí)功率設(shè)定值。
15.如權(quán)利要求1所述的功率控制系統(tǒng)，其中所述第二可變電抗包括一個(gè)容性諧波濾波器組，與所述交流電源線并聯(lián)連接，以及一個(gè)可變感性電抗，與所述交流電源線并聯(lián)連接。
16.一種交流電源控制系統(tǒng)，用于交流電弧爐，該交流電弧爐具有一條交流電源線，用于向電極施加功率，包括連接在所述電源線與電極之間的可變感性串聯(lián)電抗；與所述電源線并聯(lián)連接的可變感性并聯(lián)電抗；與所述電源線并聯(lián)連接的一個(gè)諧波容性濾波器組；和用于減輕所述電源線上的電壓閃變的控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括(i)電流穩(wěn)定裝置，用于調(diào)節(jié)所述感性串聯(lián)電抗，以穩(wěn)定一個(gè)電極電流，來(lái)控制所述電壓閃變；(ii)無(wú)功功率穩(wěn)定裝置，用于調(diào)節(jié)所述感性并聯(lián)電抗以穩(wěn)定從所述交流電源線吸收的無(wú)功功率，來(lái)控制所述電壓閃變；和(iii)控制裝置，用于監(jiān)測(cè)所述電源線上的電壓閃變，并根據(jù)所監(jiān)測(cè)到的電壓閃變來(lái)調(diào)節(jié)所述電流穩(wěn)定裝置和無(wú)功功率穩(wěn)定裝置的操作參數(shù)。
17.如權(quán)利要求16所述的功率控制系統(tǒng)，其中所述電流穩(wěn)定裝置和無(wú)功功率穩(wěn)定裝置中的至少一個(gè)包括頻率辨別裝置，從而至少一個(gè)所述的穩(wěn)定裝置與一個(gè)選定頻率范圍之外的電壓閃變相比，更多地負(fù)責(zé)降低該選定頻率范圍內(nèi)的電壓閃變。
18.如權(quán)利要求16所述的功率控制系統(tǒng)，其中所述電流穩(wěn)定裝置包括濾波器裝置，從而該電流穩(wěn)定裝置主要用于降低發(fā)生在第一選定波動(dòng)范圍內(nèi)的電壓閃變，且所述無(wú)功功率穩(wěn)定裝置包括另外的濾波器裝置，從而該無(wú)功功率穩(wěn)定裝置主要用于降低發(fā)生在第二選定波動(dòng)范圍內(nèi)的電壓閃變。
19.如權(quán)利要求18所述的功率控制系統(tǒng)，其中所述第一和第二選定波動(dòng)范圍的至少一部分是重疊的，且所述濾波器裝置可以由所述控制裝置根據(jù)監(jiān)測(cè)到的閃變電壓中的變化來(lái)調(diào)節(jié)。
20.如權(quán)利要求16所述的功率控制系統(tǒng)，其中所述電流穩(wěn)定裝置包括電極電流監(jiān)測(cè)裝置，用于監(jiān)測(cè)所述電極電流，還包括用于調(diào)節(jié)所述可變感性串聯(lián)電抗的裝置，使得所監(jiān)測(cè)到的電極電流跟蹤電流設(shè)定值，且所述無(wú)功功率穩(wěn)定裝置包括用于監(jiān)測(cè)表示從所述電源線吸收的無(wú)功功率的值的裝置，和用于調(diào)節(jié)所述可變感性并聯(lián)電抗的裝置，使得所述可變感性并聯(lián)電抗、諧波容性濾波器組、可變感性串聯(lián)電抗、和電弧爐的累積電抗值在預(yù)定閾值之內(nèi)。
21.如權(quán)利要求20所述的功率控制系統(tǒng)，其中所述電流穩(wěn)定裝置包括一個(gè)可調(diào)濾波器，主要用于將所監(jiān)測(cè)的電極電流限制在一個(gè)選定電流波動(dòng)范圍內(nèi)的電流波動(dòng)，且所述無(wú)功功率穩(wěn)定裝置包括可調(diào)濾波器，主要用于將所監(jiān)測(cè)的無(wú)功功率吸收限制在一個(gè)選定無(wú)功功率吸收波動(dòng)范圍內(nèi)的無(wú)功功率吸收波動(dòng)，至少部分所述可調(diào)濾波器可以被所述控制系統(tǒng)根據(jù)所監(jiān)測(cè)的電壓閃變來(lái)調(diào)節(jié)。
22.如權(quán)利要求16所述的功率控制系統(tǒng)，進(jìn)一步包括電極移動(dòng)裝置，用于相對(duì)于爐腔調(diào)節(jié)電極高度，和一個(gè)電極位置控制器，用于控制所述電極移動(dòng)裝置的運(yùn)行，該電極位置控制器配置為監(jiān)測(cè)一個(gè)電極電壓，并調(diào)節(jié)所述電極高度來(lái)穩(wěn)定該電極電壓。
23.如權(quán)利要求22所述的功率控制系統(tǒng)，其中所述電極位置控制器包括一個(gè)濾波器，用于將所監(jiān)測(cè)的電極電壓限制在一個(gè)選定波動(dòng)范圍內(nèi)的電壓波動(dòng)。
24.一種方法，用于控制一個(gè)交流電源線中的電壓閃變，該交流電源線上連接有時(shí)變負(fù)載，包括(a)在所述電源線與負(fù)載之間提供一個(gè)可變感性串聯(lián)電抗；(b)提供一個(gè)與所述電源線并聯(lián)的可變并聯(lián)電抗；(c)改變所述可變感性串聯(lián)電抗的電抗值以減小電壓閃變；和(d)改變所述可變并聯(lián)電抗的電抗值以減小電壓閃變。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，其中，在步驟(c)中，改變所述可變感性串聯(lián)電抗來(lái)減小主要發(fā)生在選定的第一頻率范圍內(nèi)的電壓閃變，而在步驟(d)中，改變所述可變并聯(lián)電抗的電抗值以減小主要發(fā)生在選定的第二頻率范圍內(nèi)的電壓閃變。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其中所述所述第一與第二頻率范圍重疊，所述第二頻率范圍包括比第一頻率范圍高的頻率。
27.如權(quán)利要求25所述的方法，進(jìn)一步包括監(jiān)測(cè)所述電源線中的電壓閃變，并根據(jù)所監(jiān)測(cè)的電壓閃變變化來(lái)調(diào)節(jié)所述第一頻率范圍和第二頻率范圍中的至少一個(gè)。
28.如權(quán)利要求27所述的方法，包括確定何時(shí)所監(jiān)測(cè)的電壓閃變降到預(yù)定閾值以下，并隨后改變所述可變感性串聯(lián)電抗的電感值，以便降低從所述電源線吸收的實(shí)功率的變化，而不是主要降低電壓閃變。
29.如權(quán)利要求25所述的方法，其中步驟(c)包括監(jiān)測(cè)負(fù)載電流，并調(diào)節(jié)所述可變感性串聯(lián)電抗的電感值，使得監(jiān)測(cè)到的負(fù)載電流與電流設(shè)定值匹配，且步驟(d)包括監(jiān)測(cè)所述電源線上的無(wú)功吸收，并調(diào)節(jié)所述可變并聯(lián)電抗，使所監(jiān)測(cè)的無(wú)功吸收與預(yù)定值匹配。
30.如權(quán)利要求29所述的方法，其中所述可變并聯(lián)電抗包括與所述電源線并聯(lián)連接的可變?nèi)菪噪娍购团c所述電源線并聯(lián)連接的可變感性電抗。
31.如權(quán)利要求24所述的方法，其中所述負(fù)載包括一個(gè)交流電弧爐的電弧電極，且步驟(c)包括改變所述可變感性串聯(lián)電抗以減小在電極入爐過(guò)程中發(fā)生的低頻電壓閃變，且步驟(c)包括改變所述可變并聯(lián)電抗，以減小在電極入爐之后發(fā)生的較高頻率電壓閃變。
32.一種用于具有連接在其上的時(shí)變負(fù)載的交流電源線的功率控制系統(tǒng)，包括所述電源線與負(fù)載之間的可變感性電抗；和一個(gè)控制系統(tǒng)，包括用于監(jiān)測(cè)所述交流電源線上的電壓閃變的閃變計(jì)；一個(gè)電流穩(wěn)定器，用于當(dāng)所監(jiān)測(cè)到的電壓閃變大于一個(gè)閾值時(shí)，改變所述可變感性電抗來(lái)穩(wěn)定從所述電源線吸收的電流，以減小所述電源線上的電壓閃變；和一個(gè)實(shí)功率穩(wěn)定器，用于當(dāng)所監(jiān)測(cè)到的電壓閃變小于所述閾值時(shí)，改變所述可變感性電抗來(lái)穩(wěn)定從電源線吸收的實(shí)功率。
33.如權(quán)利要求22所述的功率控制系統(tǒng)，所述負(fù)載包括一個(gè)電弧爐的電弧電極，包括一個(gè)電極移動(dòng)裝置，用于相對(duì)于爐腔調(diào)節(jié)電極高度，和一個(gè)電極位置控制器，用于控制所述電極移動(dòng)裝置的運(yùn)行，該電極位置控制器配置為(i)監(jiān)測(cè)一個(gè)電極電壓，并且當(dāng)所監(jiān)測(cè)的電極電壓在某一值以上時(shí)，調(diào)節(jié)所述電極高度來(lái)穩(wěn)定該電極電壓；和(ii)監(jiān)測(cè)電極阻抗，并且當(dāng)監(jiān)測(cè)的電壓閃變低于所述值時(shí)，調(diào)節(jié)所述電極高度以穩(wěn)定所述電極阻抗。
34.一種方法，用于控制具有連接在其上的時(shí)變負(fù)載的交流電源線中的電壓閃變，其中一個(gè)可變感性串聯(lián)電抗位于所述電源線與負(fù)載之間，包括(a)監(jiān)測(cè)所述電源線上的電壓閃變；(b)監(jiān)測(cè)由所述負(fù)載吸收的負(fù)載電流，并監(jiān)測(cè)負(fù)載電壓來(lái)；(c)當(dāng)所監(jiān)測(cè)的電壓閃變指示該電壓閃變超過(guò)一個(gè)預(yù)定閾值時(shí)，根據(jù)所監(jiān)測(cè)到的電流中的變化來(lái)改變所述串聯(lián)電抗的電感值，以穩(wěn)定負(fù)載電流，并從而減小所述電壓閃變；和(d)當(dāng)所監(jiān)測(cè)的電壓閃變指示該電壓閃變不超過(guò)所述預(yù)定閾值時(shí)，根據(jù)所監(jiān)測(cè)到的電流和所監(jiān)測(cè)到的負(fù)載電壓中的變化來(lái)改變所述串聯(lián)電抗的電感值，以穩(wěn)定所述負(fù)載的阻抗，并從而減小從所述電源線吸收的有效功率中的變化。
35.一種功率控制系統(tǒng)，用于減小具有連接在其上的時(shí)變負(fù)載的交流電源線中的電壓閃變，包括與所述電源線并聯(lián)連接的可變感性電抗；與所述電源線并聯(lián)連接的一個(gè)諧波容性濾波器組；一個(gè)閃變計(jì)，用于測(cè)量所述電源線上的電壓閃變；和一個(gè)控制器，用于監(jiān)測(cè)從所述電源線吸收的無(wú)功功率中的變化，只選擇哪些預(yù)定頻率范圍內(nèi)的變化，并且根據(jù)所選擇的變化調(diào)節(jié)所述可變感性電抗，以穩(wěn)定所述負(fù)載、可變感性電抗、和容性電抗的累積無(wú)功功率吸收，所述控制器響應(yīng)所述閃變計(jì)來(lái)根據(jù)所監(jiān)測(cè)的電壓閃變中的變化來(lái)改變所述預(yù)定頻率范圍。
36.如權(quán)利要求35所述的功率控制系統(tǒng)，其中所述控制器包括一個(gè)數(shù)字調(diào)諧濾波器裝置，用于選擇上述被選擇的變化。
37.一種功率控制系統(tǒng)，用于減小具有連接在其上的時(shí)變負(fù)載的交流電源線中的電壓閃變，包括連接在所述電源線與負(fù)載之間的可變感性電抗；一個(gè)閃變計(jì)，用于測(cè)量所述電源線上的電壓閃變；和一個(gè)控制器，用于監(jiān)測(cè)所述負(fù)載從吸收的電流中的變化，只選擇哪些預(yù)定頻率范圍內(nèi)的變化，并且根據(jù)所選擇的變化調(diào)節(jié)所述可變感性電抗，以穩(wěn)定所述負(fù)載吸收的電流，所述控制器響應(yīng)所述閃變計(jì)來(lái)根據(jù)所監(jiān)測(cè)的電壓閃變中的變化來(lái)改變所述預(yù)定頻率范圍。
38.如權(quán)利要求37所述的功率控制系統(tǒng)，其中所述控制器包括一個(gè)數(shù)字調(diào)諧濾波器裝置，用于選擇上述被選擇的變化。
全文摘要
在電弧爐中采用可變旁路和串聯(lián)電抗的互補(bǔ)組合來(lái)提供改善的閃變控制。用于控制連接在一條交流電源線上的諸如電弧爐這樣的交流負(fù)載的功率控制系統(tǒng)包括所述電源線路與負(fù)載之間的第一可變感性電抗；和與所述電源線并聯(lián)連接的第二可變電抗。提供了一個(gè)控制系統(tǒng)，用于(i)監(jiān)測(cè)負(fù)載電流和根據(jù)所監(jiān)測(cè)的負(fù)載電流的變化來(lái)調(diào)節(jié)該第一可變感性電抗，以減小電壓閃變，和(ii)檢測(cè)從所述交流電源線路吸收的無(wú)功功率，并根據(jù)檢測(cè)到的無(wú)功功率吸收的變化來(lái)調(diào)節(jié)該第二可變電抗，以減小電壓閃變。
文檔編號(hào)H02J3/18GK1605143SQ02825160
公開(kāi)日2005年4月6日 申請(qǐng)日期2002年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月17日
發(fā)明者T·L·W·馬, B·A·斯特拉頓 申請(qǐng)人:哈茨有限公司, 薩特康電力系統(tǒng)加拿大有限公司