三電極電爐的電極阻抗的測量裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種三電極電爐的電極阻抗的測量裝置，其包括：電流測量器，電流測量器包括分別對電爐的三個電極的電流進行測量的第一電流互感器、第二電流互感器和第三電流互感器，三者以三角形的方式進行連接，且分別與三個電極對應設置；對三個電極的電壓進行測量的電壓測量器，電壓測量器與三個電極分別相連；控制器，控制器與電流測量器和電壓測量器分別相連，并根據三個電極的電流和對應的電壓分別計算三個電極的阻抗。該測量裝置能夠在負荷不平衡的情況下測量得到準確的電極電流值，進而得到準確的電極阻抗值，消除短網末端接線的影響，實現電極插入深度和電爐功率的準確判斷和控制。
【專利說明】三電極電爐的電極阻抗的測量裝置【技術領域】
[0001]本實用新型涉及冶金【技術領域】，特別涉及一種三電極電爐的電極阻抗的測量裝置。
【背景技術】
[0002]電爐在冶煉工藝中具有廣泛的應用，其中電極阻抗值的準確測量對于判斷電極插入深度和進行電爐功率控制具有至關重要的影響。在現有技術中，通常直接利用電爐變壓器各繞組相應的電流互感器輸出來檢測對應電極的電流，從而獲得電極阻抗值。
[0003]但是，現有技術存在的缺點是，電爐短網末端一般采用三角形的連接方式，只有在三個電極的負荷平衡的情況下，測量到的電極阻抗值才是準確的，在其它情況下，測量到的電極阻抗值都會存在偏差，從而無法得到準確的電極阻抗值。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的旨在至少在一定程度上解決上述的技術缺陷。
[0005]為此，本實用新型的目的在于提出一種三電極電爐的電極阻抗的測量裝置，該測量裝置將三個電流互感器以三角形的方式進行連接，從而在負荷不平衡的情況下也能測量到準確的電極阻抗值，消除短網末端接線的影響。
[0006]為達到上述目的，本實用新型提出的一種三電極電爐的電極阻抗的測量裝置，包括:電流測量器，所述電流測量器包括分別對電爐的三個電極的電流進行測量的第一電流互感器、第二電流互感器和第三電流互感器，所述第一電流互感器、第二電流互感器和第三電流互感器以三角形的方式進 行連接，且所述第一電流互感器、第二電流互感器和第三電流互感器分別與所述三個電極對應設置；對所述三個電極的電壓進行測量的電壓測量器，所述電壓測量器與所述三個電極分別相連；控制器，所述控制器與所述電流測量器和電壓測量器分別相連，所述控制器根據所述三個電極的電流和三個電極對應的電壓分別計算所述三個電極的阻抗。
[0007]根據本實用新型提出的三電極電爐的電極阻抗的測量裝置，第一電流互感器、第二電流互感器和第三電流互感器以三角形的方式進行連接，并對電爐的三個電極的電流進行測量，且電壓測量器與三個電極分別相連，并對三個電極的電壓進行測量，控制器根據三個電極的電流和三個電極對應的電壓分別計算三個電極的阻抗，從而本實用新型的測量裝置能夠在三個電極負荷不平衡的情況下測量得到準確的電極電流值，進而得到準確的電極阻抗值，提高測量精度，消除短網末端接線的影響，實現電極插入深度和電爐功率的準確判斷和控制。
[0008]進一步地，所述電壓測量器為三相電壓互感器，且所述三相電壓互感器的初級繞組和次級繞組均以星形的方式進行連接。
[0009]具體地，所述第一電流互感器、第二電流互感器和第三電流互感器分別對應設置在電爐變壓器的次級三相繞組上，或分別對應設置在與所述電爐變壓器的次級三相繞組相連的短網上。
[0010]優選地，上述的三電極電爐的電極阻抗的測量裝置，還包括:多功能儀表，所述多功能儀表連接在所述控制器和所述電流測量器之間，且連接在所述控制器和所述電壓測量器之間，所述多功能儀表顯示測量的所述三個電極的電流和電壓，并將所述三個電極的電流和電壓發送至所述控制器。其中，所述控制器可以為PLC控制器。
[0011]本實用新型附加的方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]本實用新型上述的和/或附加的方面和優點從下面結合附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0013]圖1為根據本實用新型實施例的三電極電爐的電極阻抗的測量裝置的方框示意圖；
[0014]圖2為根據本實用新型一個具體實施例的三電極電爐的電極阻抗的測量裝置的方框示意圖；
[0015]圖3為根據本實用新型一個優選實施例的三電極電爐的電極阻抗的測量裝置的方框示意圖；以及
[0016]圖4為根據本實用新型實施例的三電極電爐的電極阻抗的測量方法的流程圖。【具體實施方式】
[0017]下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本實用新型，而不能解釋為對本實用新型的限制。
[0018]下文的公開提供了許多不同的實施例或例子用來實現本實用新型的不同結構。為了簡化本實用新型的公開，下文中對特定例子的部件和設置進行描述。當然，它們僅僅為示例，并且目的不在于限制本實用新型。此外，本實用新型可以在不同例子中重復參考數字和/或字母。這種重復是為了簡化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實施例和/或設置之間的關系。此外，本實用新型提供了的各種特定的工藝和材料的例子，但是本領域普通技術人員可以意識到其他工藝的可應用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的結構可以包括第一和第二特征形成為直接接觸的實施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之間的實施例，這樣第一和第二特征可能不是直接接觸。
[0019]在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是機械連接或電連接，也可以是兩個元件內部的連通，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語的具體含義。
[0020]參照下面的描述和附圖，將清楚本實用新型的實施例的這些和其他方面。在這些描述和附圖中，具體公開了本實用新型的實施例中的一些特定實施方式，來表示實施本實用新型的實施例的原理的一些方式，但是應當理解，本實用新型的實施例的范圍不受此限制。相反，本實用新型的實施例包括落入所附加權利要求書的精神和內涵范圍內的所有變化、修改和等同物。
[0021]下面參照附圖來描述根據本實用新型實施例提出的三電極電爐的電極阻抗的測
量裝置及其測量方法。
[0022]圖1為根據本實用新型實施例的三電極電爐的電極阻抗的測量裝置的方框示意圖。如圖1所示，該三電極電爐的電極阻抗的測量裝置包括:電流測量器10、電壓測量器20、控制器30。
[0023]其中，電流測量器10包括分別對電爐的三個電極的電流進行測量的第一電流互感器Ta、第二電流互感器Tb和第三電流互感器Tc，其中，第一電流互感器Ta、第二電流互感器Tb和第三電流互感器Tc以三角形的方式進行連接，即言，第一電流互感器Ta的I端與第三電流互感器Tc的2端相連，第一電流互感器Ta的2端與第二電流互感器Tb的I端相連，第二電流互感器Tb的2端與第三電流互感器Tc的I端相連。并且，第一電流互感器Ta、第二電流互感器Tb和第三電流互感器Tc分別與三個電極對應設置，也就是說，第一電流互感器Ta、第二電流互感器Tb和第三電流互感器Tc的安裝位置分別與三個電極對應，例如，第一電流互感器Ta的2端與電極2相連，第二電流互感器Tb的2端與電極3相連，第三電流互感器Tc的 2端與電極I相連。具體地，第一電流互感器Ta、第二電流互感器Tb和第三電流互感器Tc均可以為單相電流互感器。
[0024]如圖1所示，電壓測量器20對三個電極的電壓進行測量，電壓測量器20與三個電極分別相連。控制器30與電流測量器10和電壓測量器20分別相連，控制器30根據測量得到的三個電極的電流和三個電極對應的電壓分別計算三個電極的阻抗。
[0025]具體地，控制器30根據歐姆定律分別計算三個電極的阻抗，即根據以下公式分別計算三個電極的阻抗:
U
[0026]R= 了
[0027]其中，I為三個電極的電流，U為三個電極的對應的電壓，R為三個電極的對應的阻抗。
[0028]在本實用新型一個具體實施例中，如圖2所示，電壓測量器20可以為三相電壓互感器，且三相電壓互感器的初級繞組和次級繞組均以星形的方式進行連接。
[0029]如圖1或圖2所示，第一電流互感器Ta、第二電流互感器Tb和第三電流互感器Tc可以分別對應設置在與電爐變壓器40的次級三相繞組相連的短網上。需要說明的是，短網也稱大電流線路，是指從變壓器二次出線端到電極(包括電極)的載流體的總稱。即言，第一電流互感器Ta的I端、第二電流互感器Tb的I端和第三電流互感器Tc的I端分別與電爐變壓器40的次級三相繞組的出線端相連。
[0030]另外，第一電流互感器Ta、第二電流互感器Tb和第三電流互感器Tc還可以分別對應設置在電爐變壓器40的次級三相繞組上。
[0031]在本實用新型是一個示例中，如圖1或圖2所示，電爐變壓器40的次級三相繞組可以以三角形的方式進行連接，電爐變壓器40的初級三相繞組可以以星形的方式進行連接。[0032]在本實用新型一個優選實施例中，如圖3所示，上述的三電極電爐的電極阻抗的測量裝置還包括:多功能儀表50。其中，多功能儀表50連接在控制器30和電流測量器10之間，且連接在控制器30和電壓測量器20之間，多功能儀表50顯示測量的三個電極的電流和電壓，并將三個電極的電流和電壓發送至控制器30。
[0033]其中，控制器30可以為PLC控制器，多功能儀表50具有通訊接口，例如通訊接口可以采用Profibus通訊協議,且通過多功能儀表50的通訊接口，實現與控制器30的通訊以傳輸電流測量器10測量的三個電極的電流和電壓測量器20測量的三個電極對應的電壓。
[0034]在本實用新型的實施例中，利用一個多功能儀表50、三個單相電流互感器、一個三相電壓互感器，通過將三個電流互感器以三角形的方式進行連接，實現對三個電極的電流的測量，且通過一個三相電壓互感器的初級繞組和次級繞組均以星形的方式進行連接，實現對三個電極的對應的電壓的測量，上述的三個電極的電流和對應的電壓通過多功能儀表的通訊接口傳輸至PLC控制器，PLC控制器根據歐姆定律，計算得到三個電極的對應的阻抗。
[0035]根據本實用新型實施例提出的三電極電爐的電極阻抗的測量裝置，第一電流互感器、第二電流互感器和第三電流互感器以三角形的方式進行連接，并對電爐的三個電極的電流進行測量，且電壓測量器與三個電極分別相連，并對三個電極的電壓進行測量，控制器根據三個電極的電流和三個電極對應的電壓分別計算三個電極的阻抗，從而本實用新型的測量裝置能夠在三個電極負荷不平衡的情況下測量得到準確的電極電流值，進而得到準確的電極阻抗值，提高測量精度，消除短網末端接線的影響，實現電極插入深度和電爐功率的準確判斷和控制。
[0036]圖4為根據本實用新型實施例的三電極電爐的電極阻抗的測量方法的流程圖。如圖4所示，該三電極電爐的電極阻抗的測量方法包括以下步驟:
[0037]SI，通過第一電流互感器、第二電流互感器和第三電流互感器分別對電爐的三個電極的電流進行測量。其中，第一電流互感器、第二電流互感器和第三電流互感器以三角形的方式進行連接。
[0038]其中，第一電流互感器、第二電流互感器和第三電流互感器分別對應設置在電爐變壓器的次級三相繞組上，或分別對應設置在與電爐變壓器的次級三相繞組相連的短網上。需要說明的是，短網也稱大電流線路，是指從變壓器二次出線端到電極(包括電極)的載流體的總稱。
[0039]S2，通過三相電壓互感器對三個電極的電壓進行測量。其中，三相電壓互感器的初級繞組和次級繞組均以星形的方式進行連接。
[0040]在本實用新型的一個實施例中，還可以通過多功能儀表顯示測量的三個電極的電流和電壓，并將測量的三個電極的電流和電壓發送至控制器。
[0041]S3，根據三個電極的電流和三個電極對應的電壓分別計算三個電極的阻抗。
[0042]控制器根據三個電極的電流和三個電極對應的電壓，并根據歐姆定律分別計算三個電極的阻抗，即根據以下公式分別計算三個電極的阻抗:
[0043]R=y[0044]其中，I為三個電極的電流，U為三個電極的對應的電壓，R為三個電極的對應的阻抗。
[0045]根據本實用新型實施例提出的三電極電爐的電極阻抗的測量方法，通過以三角形的方式進行連接的第一電流互感器、第二電流互感器和第三電流互感器分別對電爐的三個電極的電流進行測量，且通過三相電壓互感器對三個電極的電壓進行測量，并根據三個電極的電流和三個電極對應的電壓分別計算三個電極的阻抗，從而本實用新型的測量方法能夠在三個電極負荷不平衡的情況下測量得到準確的電極電流值，進而得到準確的電極阻抗值，提高測量精度，消除短網末端接線的影響，實現電極插入深度和電爐功率的準確判斷和控制。
[0046]流程圖中或在此以其他方式描述的任何過程或方法描述可以被理解為，表示包括一個或更多個用于實現特定邏輯功能或過程的步驟的可執行指令的代碼的模塊、片段或部分，并且本實用新型的優選實施方式的范圍包括另外的實現，其中可以不按所示出或討論的順序,包括根據所涉及的功能按基本同時的方式或按相反的順序,來執行功能,這應被本實用新型的實施例所屬【技術領域】的技術人員所理解。
[0047]在流程圖中表示或在此以其他方式描述的邏輯和/或步驟，例如，可以被認為是用于實現邏輯功能的可執行指令的定序列表，可以具體實現在任何計算機可讀介質中，以供指令執行系統、裝置或設備(如基于計算機的系統、包括處理器的系統或其他可以從指令執行系統、裝置或設備取指令并執行指令的系統)使用，或結合這些指令執行系統、裝置或設備而使用。就本說明書而言，"計算機可讀介質"可以是任何可以包含、存儲、通信、傳播或傳輸程序以供指令執行系統、裝置或設備或結合這些指令執行系統、裝置或設備而使用的裝置。計算機可讀介質的更具體的示例(非窮盡性列表)包括以下:具有一個或多個布線的電連接部(電子裝置)，便攜式計算機盤盒(磁裝置)，隨機存取存儲器(RAM)，只讀存儲器(R0M)，可擦除可編輯只讀存儲器(EPR0M或閃速存儲器)，光纖裝置，以及便攜式光盤只讀存儲器(⑶ROM)。另外，計算機可讀介質甚至可以是可在其上打印所述程序的紙或其他合適的介質，因為可以例如通過對紙或其他介質進行光學掃描，接著進行編輯、解譯或必要時以其他合適方式進行處理來以電子方式獲得所述程序，然后將其存儲在計算機存儲器中。
[0048]應當理解，本實用新型的各部分可以用硬件、軟件、固件或它們的組合來實現。在上述實施方式中，多個步驟或方法可以用存儲在存儲器中且由合適的指令執行系統執行的軟件或固件來實現。例如，如果用硬件來實現，和在另一實施方式中一樣，可用本領域公知的下列技術中的任一項或他們的組合來實現:具有用于對數據信號實現邏輯功能的邏輯門電路的離散邏輯電路，具有合適的組合邏輯門電路的專用集成電路，可編程門陣列(PGA)，現場可編程門陣列(FPGA)等。
[0049]本【技術領域】的普通技術人員可以理解實現上述實施例方法攜帶的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關的硬件完成，所述的程序可以存儲于一種計算機可讀存儲介質中，該程序在執行時，包括方法實施例的步驟之一或其組合。
[0050]此外，在本實用新型各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理模塊中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個模塊中。上述集成的模塊既可以采用硬件的形式實現，也可以采用軟件功能模塊的形式實現。所述集成的模塊如果以軟件功能模塊的形式實現并作為獨立的產品銷售或使用時，也可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質中。
[0051]上述提到的存儲介質可以是只讀存儲器，磁盤或光盤等。
[0052]在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。
[0053]盡管已經示出和描述了本實用新型的實施例，對于本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本實用新型的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本實用新型的范圍由所附權利要求及其等同限定。
【權利要求】
1.一種三電極電爐的電極阻抗的測量裝置，其特征在于，包括: 電流測量器，所述電流測量器包括分別對電爐的三個電極的電流進行測量的第一電流互感器、第二電流互感器和第三電流互感器，所述第一電流互感器、第二電流互感器和第三電流互感器以三角形的方式進行連接，且所述第一電流互感器、第二電流互感器和第三電流互感器分別與所述三個電極對應設置； 對所述三個電極的電壓進行測量的電壓測量器，所述電壓測量器與所述三個電極分別相連；以及 控制器，所述控制器與所述電流測量器和電壓測量器分別相連，所述控制器根據所述三個電極的電流和三個電極對應的電壓分別計算所述三個電極的阻抗。
2.如權利要求1所述的三電極電爐的電極阻抗的測量裝置，其特征在于，所述電壓測量器為三相電壓互感器，且所述三相電壓互感器的初級繞組和次級繞組均以星形的方式進行連接。
3.如權利要求1所述的三電極電爐的電極阻抗的測量裝置，其特征在于，所述第一電流互感器、第二電流互感器和第三電流互感器分別對應設置在電爐變壓器的次級三相繞組上，或分別對應設置在與所述電爐變壓器的次級三相繞組相連的短網上。
4.如權利要求1-3中任一項所述的三電極電爐的電極阻抗的測量裝置，其特征在于，還包括: 多功能儀表，所述多功能儀表連接在所述控制器和所述電流測量器之間，且連接在所述控制器和所述電壓測量器之間，所述多功能儀表顯示測量的所述三個電極的電流和電壓，并將所述三個電極的電流和電壓發送至所述控制器。
5.如權利要求1所述的三電極電爐的電極阻抗的測量裝置，其特征在于，所述控制器為PLC控制器。
【文檔編號】G01R27/08GK203502497SQ201320599634
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年9月26日 優先權日:2013年9月26日
【發明者】李剛 申請人:中國恩菲工程技術有限公司
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
