DD230968A1 - ELECTRIC DISH UNIT FOR A HIGH-SPEED SYSTEM FOR THE LOW GLOWING OF WIRES - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Speiseeinheit fuer eine mit hoher Geschwindigkeit arbeitende, mit einer kurzen Gluehstrecke ausgebildete Anlage zum elektrischen Weichgluehen von Metalldraehten, bei der der Draht zwischen zwei Kontaktrollen durch die Weichgluehzone der Anlage gefuehrt wird, wobei die Kontaktrollen mit dem Ausgang eines Gleichrichters verbunden sind. Das Wesen der Erfindung liegt darin, dass der Ausgang des Gleichrichters ueber einen Chopper mit den Kontaktrollen verbunden ist, und dass der eine Eingang eines Impulsbreitenmodulators mit dem Ausgang eines Impulsgenerators und der andere Eingang mit dem Ausgang eines Reglers verbunden ist. Der eine Eingang des Reglers ist hierbei mit dem Ausgang eines Sollwertgebers und der andere Eingang mit dem Ausgang eines Istwertgebers verbunden. Der Eingang des Istwertgebers ist mit dem Ausgang des Choppers verbunden, weiterhin liegt der Ausgang des Impulsbreitenmodulators ueber einem Potentialtrenner und die Antriebseinheit der Anlage am Steuereingang des Choppers. Gegenueber den ueblichen Speiseeinheiten mit phasenschnittgesteuerten Gleichrichtern wird eine geringere Blindleistungsaufnahme und ein gleichmaessigeres Weichgluehen innerhalb des gesamten Arbeitsbereiches der Anlage erreicht. Fig. 2The invention relates to a feed unit for a high-speed, short-annealing machine for the electrofusion of metal wires, in which the wire is passed between the two contact rollers through the soft annealing zone of the system, the contact rollers being connected to the output of a rectifier. The essence of the invention is that the output of the rectifier is connected via a chopper to the contact rollers, and that one input of a pulse width modulator is connected to the output of a pulse generator and the other input to the output of a regulator. The one input of the controller is in this case connected to the output of a setpoint generator and the other input to the output of an actual value generator. The input of the actual value transmitter is connected to the output of the chopper, furthermore the output of the pulse width modulator is connected via a potential isolator and the drive unit of the system to the control input of the chopper. Compared to the usual feed units with phase-cut controlled rectifiers, a lower reactive power consumption and a uniform smoldering is achieved within the entire working range of the system. Fig. 2
Description
Die Erfindung betrifft eine elektrische Speiseeinheit für eine mit hoher Geschwindigkeit arbeitende, mit kurzer Glühstrecke versehene Anlage zum kontinuierlichen Weichglühen von Drähten durch elektrische Kontakterwärmung, wobei das Weichglühen unmittelbar nach dem Ziehen der Drähte erfolgt.The invention relates to an electrical feed unit for a high-speed, short annealing line system for the continuous annealing of wires by electrical contact heating, wherein the annealing takes place immediately after pulling the wires.
Die durch Feinziehmaschinen hergestellten Metal !drähte (aus Kupfer, Nickel, Aluminium, Stahl usw.) werden während des Zieharbeitgangs ungewollt gehärtet, so daß sie vor der weiteren Bearbeitung weichgeglüht werden müssen. Das Weichglühen kann in einem Ofen stattfinden oder durch elektrischen Stromfluß erfolgen. Das in einem Ofen erfolgende Weichglühen ist mit der Trennung des technologischen Prozesses verbunden und erfordert viel Zeit. Diese veraltete Methode wird daher immer seltener angewendet.The metal wires (made of copper, nickel, aluminum, steel, etc.) made by means of fine drawing machines are unintentionally hardened during the drawing operation, so that they have to be annealed before further processing. The soft annealing can take place in an oven or by electrical current flow. Soft annealing in an oven is associated with the separation of the technological process and requires a lot of time. This outdated method is therefore being used less and less frequently.
In einer mit elektrischem Kontakt arbeitenden Anlage bringt der elektrische Strom aufgrund des Joule-Effekts den Draht zum Glühen, der dann nach erfolgter Kühlung weich wird (Garamvölgyi Tivadar: Konstruktions- und technologische Kenntnisse über drahthersteliende Maschinen, Miskolc, 1975, S.44—52). Der Strom auf dem die Kontaktrollen verbindenden und mit einer Geschwindigkeit ν laufenden Draht wird von der an die Kontaktrollen angelegten Spannung und den Kennwerten des Drahtes (Querschnitt, spezifische Leitfähigkeit) bestimmt.In an electrical contact system, the electrical current causes the wire to glow due to the Joule effect, which then softens after cooling (Garamvölgyi Tivadar: Design and Technological Knowledge of Wire Making Machines, Miskolc, 1975, pp. 44-52) ). The current on the wire connecting the contact rollers and traveling at a speed ν is determined by the voltage applied to the contact rollers and the characteristic values of the wire (cross section, specific conductivity).
Der im Draht fließende Strom muß innerhalb des gesamten Geschwindigkeitsbereiches von 0-50 m/s den Draht auf die gewünschte Temperatur erhitzen können. Demnach muß die Weichglühspannung LJL gegenüber der Geschwindigkeit ν nach einer Quadratwurzelfunktion veränderbar sein (Sonderdruck „Draht" 1969/6,390-395). Wegen des Berührungsschutzes kann die Spannung der Anlage zum Weichglühen durch elektrischen Kontakt ohne äußere Schutzhaube höchstens auf 65 V erhöht werden. Bei Feinziehmaschinen, wo der Durchmesser des hergestellten Drahtes klein oder der spezifische Widerstand hoch ist (z. B. Ni) muß, um die erforderliche Stromstärke im Draht zu erreichen, entweder der Abstand zwischen den Kontaktrollen klein oder die Weichglühstrecke kurz gehalten werden. In diesen Fällen stellt die optimale Dimensionierung und Ausbildung der elektrischen Speiseeinheit für die Anlage ein ernstes Problem dar.The current flowing in the wire must be able to heat the wire to the desired temperature within the entire speed range of 0-50 m / s. Accordingly, the soft annealing voltage LJ L must be changeable with respect to the velocity ν according to a square root function (special print "Wire" 1969 / 6,390-395.) Because of the contact protection, the voltage of the system for soft annealing can be increased by electrical contact without external protective hood at most to 65 V. In fine drawing machines, where the diameter of the wire produced is small or the resistivity is high (eg Ni), in order to obtain the required current in the wire, either the distance between the contact rollers must be kept small or the soft annealing distance kept short Cases, the optimal dimensioning and design of the electrical supply unit for the system is a serious problem.
Um ein gleichmäßiges Weichspülen erreichen zu können, wäre die Anwendung einer im gesamten Geschwindigkeitsbereich regelbaren Speiseeinheit mit einer Gleichspannung von kleiner Welligkeit die zweckmäßigste Lösung, jedoch kann diese wegen der hohen Verluste in der Praxis nicht realisiert werden.In order to achieve a uniform softening, the application of a controllable in the entire speed range feed unit with a DC voltage of small ripple would be the most appropriate solution, but this can not be realized because of the high losses in practice.
Gegenwärtig werden dreiphasige, vollgeregelte Gleichrichter mit thyristorisierter Brückenschaltung bis zu einer Zonenlänge von 700 mm oder noch langer zum kontinuierlichen Weichglühen mit hoher Geschwindigkeit (30^-50 m/s) für Drähte mit einem Durchmesser von 0,1 mm (und größer) verwendet.At present, three-phase fully controlled rectifiers with thyristorised bridge circuits up to a zone length of 700 mm or even longer are used for continuous high-speed annealing (30 ^ -50 m / s) for wires having a diameter of 0.1 mm (and larger).
Wie bekannt, kann die Ausgangsgleichspannung der Thyristor-Gleichrichter durch eine Phasenschnittsteuerung derThyristoren geregelt werden; die Kommutierung wird vom Netz „geleitet". Dementsprechend ist die Welligkeit der Spannung ziemlich groß und ändert sich mit der Geschwindigkeit. Bei niedrigen Drahtgeschwindigkeiten oder bei langen Glühzonen können derartige Speiseeinheiten die jeweiligen Forderungen erfüllen, da der Draht eine ausreichend lange Zeit in der Weichglühstrecke verweilt und der Draht den Strom vom Standpunkt der Wärmewirkung aus betrachtet ausreichend leitet.As is known, the DC output voltage of the thyristor rectifier can be controlled by a phase-cut control of the thyristors; Accordingly, the ripple of the voltage is quite large and changes with speed, and at low wire speeds or long annealing zones, such feed units can meet the requirements because the wire lingers in the soft annealing path for a sufficiently long time and the wire adequately conducts the current from the viewpoint of the heat effect.
Der Ordnung halber soll noch bemerkt werden, daß beim Weichglühen durch elektrischen Kontakt, aufgrund des rein ohmschen Charakters der Belastung, die Form des Stromsignais stets der Signalform der Weichglühungsspannung folgt. Bei einer kurzen Streckenlänge unter 700 mm, bei einer hohen Drahtgeschwindigkeit von mindestens 30 m/sec nähert sich die Zeit, die der Draht in der Glühstrecke verweilt, der Periodenzeit der Spannungswellen des Thyristor-Gleichrichters, und der Draht wird nicht ausreichend erwärmt. Diese Erscheinung führt zu einer ungleichmäßigen (welligen) Erweichung des Drahtes, weshalb ein Thyristor-Gleichrichter zum Weichglühen in mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden Anlagen mit einer kurzen Strecke nicht geeignet ist (Sonderdruck „Draht" 1969/6, S.393).For the sake of order, it should be noted that in soft annealing by electrical contact, due to the purely ohmic nature of the load, the shape of the current signal always follows the waveform of the soft annealing voltage. At a short line length less than 700 mm, with a high wire speed of at least 30 m / sec, the time spent by the wire in the annealing section approaches the period of the voltage waves of the thyristor rectifier, and the wire is not heated sufficiently. This phenomenon leads to an uneven (wavy) softening of the wire, which is why a thyristor rectifier for soft annealing in high-speed systems with a short distance is not suitable (reprint "wire" 1969/6, p.393).
Dersog.Toroidspannungsregler — mit dem Gleichrichter kombiniert — wird bei einer Minimallänge von 550 mm oder bei einer noch längeren Strecke verwendet. In diesem Fall ist die Welligkeit der Spannung konstant (dreiphasige Sechstakt-Gleichrichtung), die Spannungsgröße kann durch eine Servoschrittregelung des Toroidtransformators eingestellt werden. Der Nachteil dieser Lösung besteht darin, daß während der Regelung mit dem Servomotor die Totzeit recht lang und die Hysterese groß ist. Infolge der häufigen Umschaltung unter Last verbrennen häufig die Bürsten des Toroids und die kurzgeschlossenen ' Windungen. Die Regelung ist ungenau und infolge der sich bewegenden Bauteile ist die Möglichkeit eines Schadhaftwerdens recht groß.The Dorson Toroidal Voltage Regulator - combined with the rectifier - is used with a minimum length of 550mm or even longer. In this case, the ripple of the voltage is constant (three-phase six-clock rectification), the voltage magnitude can be adjusted by a servo step control of the toroidal transformer. The disadvantage of this solution is that during the control with the servo motor, the dead time is quite long and the hysteresis is large. As a result of frequent switching under load, the brushes of the toroid and the shorted turns often burn. The scheme is inaccurate and due to the moving components, the possibility of Schadhaftwerdens is quite large.
Ziel der Erfindung ist es, die Mangel der bekannten Lösungen zu beseitigenThe aim of the invention is to eliminate the shortcoming of the known solutions
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Gemäß der Erfindung ist der Ausgang des Gleichrichters über einen Chopper mit den Kontaktrollen verbunden. Der eine Eingang eines Impulsbreitenmodulators ist mit dem Ausgang eines Impulsgenerators verbunden, während der zweite Eingang am Ausgang eines Reglers liegt. An den einen Eingang des Reglers ist der Ausgang eines Sollwertgebers, an den anderen Eingang der Ausgang eines Istwertgebers angeschlossen, wobei der Eingang des Istwertgebers mit dem Ausgang des Choppers verbunden ist. Der Ausgang des Impulsbreitenmodulators liegt über eine galvanische Trenneinheit und die Antriebseinheit am Steuereingang des Choppers.According to the invention, the output of the rectifier is connected to the contact rollers via a chopper. One input of a pulse width modulator is connected to the output of a pulse generator, while the second input is connected to the output of a regulator. The output of a setpoint generator is connected to one input of the controller, and the output of an actual value transmitter to the other input, whereby the input of the actual value transmitter is connected to the output of the chopper. The output of the pulse width modulator is via a galvanic separation unit and the drive unit at the control input of the chopper.
Die neue transistorierte, impulsbreitenmodulierte elektrische Speiseeinheit (des Systems PWM) zum Weichglühen kann mit Vorteil zum Weichglühen von Feindrähten in mit kurzer Strecke ausgebildeten Hochgeschwindigkeitsanlagen verwendet werden. In der Größenordnung des durch elektrischen Kontakt erfolgenden Weichglühens (Zonenlänge 550 bis 1100mm, Drahtdurchmesser 0,05-0,4mm) weist die erfindungsgemäße Lösung gegenüber dem Stand der Technik weit günstigere Eigenschaften auf, die Parameter des derart weichgeglühten Drahtes sind bedeutend. Aufgrund der Arbeitsfrequenz der Anlage, die zweckmäßig im Bereich zwischen 0,5 und 2,5kHz eingestellt werden kann, wird auch bei Streckenlängen unter 500 mm eine Weichglühung mit hoher Geschwindigkeit erreicht. So ist z. B. bei einer Frequenz von 1 kHz und bei einer Streckenlänge von 250 mm eine Weichglühung mit einer Geschwindigkeit von 50 m/s möglich, da die Laufzeit 5 msec und die Impulswiederholzeit 1 msec beträgt. Da keine beweglichen Bauelemente vorgesehen sind, (die Speiseeinheit arbeitet vollelektronisch) ist sie gegenüber den Transistorspeiseeinheiten preisgünstiger. Der Preis entspricht annähernd dem des Toroidreglers. Der Raumbedarf ist erheblich kleiner, und es wird eine genauere und schnellere Regelung ermöglicht. Auch die Betriebssicherheit ist besser. Erwähnt sei ferner der niedrige Energieverbrauch und der gute Wirkungsgrad.The new solid state, pulse width modulated, electric annealing (PWM) system for soft annealing can be used to advantage in the annealing of fine wires in short-range high speed systems. In the order of the annealing by electrical contact annealing (zone length 550 to 1100mm, wire diameter 0.05-0.4mm), the solution according to the invention over the prior art has far more favorable properties, the parameters of the thus annealed wire are significant. Due to the operating frequency of the system, which can be suitably set in the range between 0.5 and 2.5kHz, a soft annealing at high speed is achieved even with track lengths below 500 mm. So z. B. at a frequency of 1 kHz and at a distance of 250 mm, a soft annealing at a speed of 50 m / s possible because the duration of 5 msec and the pulse repetition time is 1 msec. Since no moving components are provided (the feeding unit operates fully electronically), it is less expensive than the transistor feed units. The price is close to that of the toroidal controller. The space requirement is considerably smaller, and a more accurate and faster control is possible. Also the operational safety is better. Mention should also be the low energy consumption and good efficiency.
Nachfolgend wird die erfindungsgemäße Speiseeinheit (System PWM) mit einer gegenwärtig üblichen thyristorisierten Speiseeinheit verglichen:Subsequently, the feed unit according to the invention (system PWM) is compared with a currently common thyristorized feed unit:
Bei den bekannten dreiphasigen, vollgesteuerten Gleichrichtern in Brückenschaitung wird die Weichglühspannung durch Phasenschnittsteuerung geregelt. Wie bekannt, übt bei den gesteuerten Gleichrichtern die Phasenschnittänderung der Thyristoren einen Einfluß auf die Aufnahme der Blindleistung bzw. auf den Leistungsfaktor aus. Der Leistungsfaktor ist um so kleiner, je größer der Zündwinkel, d.h. je niedriger die Gleichspannung ist. Der Leistungsfaktor der gesteuerten Gleichrichter ist, insbesondere bei großen Steuerwinkeln, äußerst ungünstig bzw. bezüglich der Netzbelastung sind zulässig, da in diesem Fall die Blindleistungsaufnahme sehr groß ist. Einen weiteren Verlust stellt die an den Thyristoren entstehende Verlustleistung dar. Im Gegensatz dazu erhält die Anlage bei der Erfindung eine von einem ungesteuerten dreiphasigen Gleichrichter in Brückenschaltung gelieferte von einem Pufferkondensator geglättete Gleichspannung. Der Leistungsfaktor des ungesteuerten Gleichrichters ist nahezu 1 (dem Grundschwindungsgehalt entsprechend etwa 0,955). Da der Phasenschnitt nicht geändert wird, ändert sich der Wert nicht, wodurch das Netz mit der Blindleistung nicht belastet wird. Selbstverständlich entstehtauch an den Leistungstransistoren der zur Regelung der Spannung dienenden Chopperschaltung eine Verlustleistung, die aber auch in den ungünstigsten Fällen 6-7% nie übersteigt. Innerhalb des normalen Betriebsbereiches beträgt sie 3—4%. Demnach arbeitet die Anlage ohne Beeinträchtigung des Leistungsfaktors des Netzes mit geringen Verlusten, wobei ein hoher Wirkungsgrad auch dann erreicht werden kann, wenn die Ausgangsspännung lediglich einen Bruchteil der Eingangsspannung beträgt. Die Anlage ist gegenüber Schwankungen der Netzspannung und der Frequenz unempfindlich.In the known three-phase, fully controlled rectifiers in Brückenschaitung the Weichglühspannung is controlled by phase-angle control. As is known, in the case of the controlled rectifiers, the phase-sectional change of the thyristors exerts an influence on the absorption of the reactive power or on the power factor. The power factor is the smaller, the larger the firing angle, i. the lower the DC voltage is. The power factor of the controlled rectifier is extremely unfavorable, especially in the case of large control angles, or is permissible with regard to the network load, since in this case the reactive power consumption is very high. A further loss is the power loss that occurs at the thyristors. In contrast, in the invention, the system obtains a DC voltage smoothed by a buffer capacitor and supplied by an uncontrolled three-phase rectifier in bridge circuit. The power factor of the uncontrolled rectifier is close to 1 (corresponding to the base shrinkage content about 0.955). Since the phase cut is not changed, the value does not change, which does not burden the grid with the reactive power. Of course, also at the power transistors of the chopper circuit serving to regulate the voltage, a power loss occurs which, however, never exceeds 6-7% even in the most unfavorable cases. Within the normal operating range it is 3-4%. Accordingly, the system operates without affecting the power factor of the network with low losses, with a high efficiency can be achieved even if the Ausgangspännung is only a fraction of the input voltage. The system is insensitive to fluctuations in mains voltage and frequency.
Die erfindungsgemäße Speiseeinheit wird anhand eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels nachfolgend näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:The feed unit according to the invention is explained in more detail below with reference to an advantageous embodiment. In the accompanying drawings show:
Fig. 1 a: die Ausgangsspannung des Impulsgenerators und die beiden Vergleichspegel, Fig. 1 b und 1 c: die Ausgangsspannung des Choppers bei zwei Vergleichspegeln, Fig. 2: das Blockschema der Speiseeinheit,1 a: the output voltage of the pulse generator and the two comparison levels, FIGS. 1 b and 1 c: the output voltage of the chopper at two comparison levels, FIG. 2: the block diagram of the supply unit,
Fig.3: die Signalverläufe an den in Fig.2 bezeichneten Punkten der Speiseeinheit.3 shows the waveforms at the designated in Figure 2 points of the feed unit.
Bei der erfindungsgemäßen Speiseeinheit nach Fig.2 ist der Eingang des Gleichrichters 2 mit einem auf die Phasen R, S, T geschalteten Transformator 1 verbunden, während der Ausgang über einen Hochleistungschopper 3 mit den Kontaktrollen 42; 43 verbunden ist, zwischen denen der sich mit einer Geschwindigkeit ν bewegende Draht 41 durch die Weichglühstrecke 4 geführt wird.2, the input of the rectifier 2 is connected to a switched to the phases R, S, T transformer 1, while the output via a high-power chopper 3 with the contact rollers 42; 43 is connected, between which the moving at a speed ν wire 41 is passed through the annealing section 4.
An den einen Eingang eines Impulsbreitenmodulators 6 ist ein Impulsgenerator 5 angeschlossen, während am anderen Eingang der Ausgang eines Reglers 10 liegt. Dereine Eingang des Reglers 10 ist an einen Sollwertgeber 9, der andere Eingang an den Ausgang eines Istwertgebers 12 angeschlossen. Der Eingang des Istwertgebers 12 ist mit dem Ausgang des Choppers 3 verbunden. Der Ausgang des Impulsbreitenmodulators 6 ist über einen Potentialtrenner7 und die Antriebseinheit 8 der Anlage mit dem Steuereingang des Choppers 3 verbunden. Der Ausgang des Choppers 3 ist ferner mit dem Eingang einer Schutzschaltung 11 verbunden, deren Ausgangan der Antriebseinheit 8 liegt.At the one input of a pulse width modulator 6, a pulse generator 5 is connected, while at the other input, the output of a regulator 10 is located. Eereine input of the controller 10 is connected to a setpoint generator 9, the other input to the output of an actual value transmitter 12. The input of the actual value transmitter 12 is connected to the output of the chopper 3. The output of the pulse width modulator 6 is connected via a Potentialtrenner7 and the drive unit 8 of the system to the control input of the chopper 3. The output of the chopper 3 is further connected to the input of a protection circuit 11 whose output is connected to the drive unit 8.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen transistorierten, impulsbreitenmodulierten Speiseeinheit ist die folgende:The mode of operation of the transistorized, pulse-width-modulated supply unit according to the invention is the following:
Für die im Draht 41 entstehende Wärmewirkung ist der Effektivwert der an den Kontaktrollen 42; 43 erscheinenden Spannung U[.eff maßgebend (Fig. 1 b und 1 c). Die Spannung an den Kontaktrollen 42 und 43 wird durch die Änderung der Ausschaltdauert und der Einschaltdauer tb der im Scshaltbetrieb arbeitenden transistorierten Leistungseinheit geregelt, wobei die Arbeitsfrequenz auf einen konstanten Wert gehalten wird:For the resulting in the wire 41 heat effect of the effective value of the contact rollers 42; 43 appearing voltage U [. Effective (Fig. 1 b and 1 c). The voltage across the contact rollers 42 and 43 is controlled by the change in the OFF duration and the ON period t b of the transistorized power unit operating in the Scshaltbetrieb, wherein the operating frequency is kept at a constant value:
Die Arbeitsfrequenz der im Impulsgenerator 5 erzeugten Sägezahnspannung (Fig. 1 a) kann im Einklang mit der Länge der Zone 4 gewählt werden und ist zweckmäßig zwischen 0,5 und 2,5 kHz einstellbar. Der Grund für die Wahl einer verhältnismäßig hohen Frequenz liegt darin, daß die Periodendauer des transistorierten Choppers 3 mit der Durchlaufzeit des Drahtes (Weichglühzone 4) verglichen, um eine Größenordnung kurzer sein muß. Dadurch erhält der Draht 41 auch bei einer hohen Geschwindigkeit Impulse in ausreichender Anzahl, die der Draht hinsichtlich der Wärmewirkung mit höchster Sicherheit mittelt, wodurch eineThe operating frequency of the sawtooth voltage generated in the pulse generator 5 (Figure 1 a) can be chosen in accordance with the length of the zone 4 and is suitably adjustable between 0.5 and 2.5 kHz. The reason for choosing a relatively high frequency is that the period of the transistorized chopper 3 compared with the passage time of the wire (soft annealing zone 4) must be an order of magnitude shorter. As a result, the wire 41 receives even at a high speed pulses in sufficient number, which averages the wire with respect to the heat effect with the highest security, whereby a
gleichmäßige Weichglühung gewährleistet wird._____ . —uniform soft annealing is guaranteed ._____. -
Der Effektivwert der Weichglühspannung wird innerhalb des gesamten Geschwindigkeitsbereiches (0-50 m/s) kontinuierlich geregelt, und zwar entsprechend der früher beschriebenen Quadratwurzelfunktion. Fig. 1 a zeigt zwei Vergleichspegel UKi und Uk2/ Fig-1 b und 1 c zeigen die Effektivwerte Ui.eff und die dem Komparationspegel entsprechenden Signalverläufe. Es liegt auf der Hand, daß während der Einschaltzeit tb stets eine Gleichspannung Ud an die Kontaktrollen 42; 43 gelangt. Dies ist vorteilhaft, da die auf der Drahtfläche vorhandenen Verunreinigungen, Oxide, Sulfide oder Schmiermittelreste bei einem solchen Spannungspegel mit voller Sicherheit leiten, d. h. der Übergangskontakt wird definierter sein.The RMS value of the soft annealing voltage is continuously controlled over the entire speed range (0-50 m / s), in accordance with the square root function described earlier. 1 a shows two comparison levels U K i and Uk2 / FIG. 1 b and 1 c show the effective values Ui.eff and the signal curves corresponding to the comparison level. It is obvious that during the switch-on time tb always a DC voltage Ud to the contact rollers 42; 43 arrived. This is advantageous because the contaminants, oxides, sulfides or lubricant residues present on the wire surface conduct with complete certainty at such a voltage level, ie the transition contact will be more defined.
Das mit einer verhältnismäßig hohen Frequenz erfolgende Ein- und Ausschalten der Spannung, d. h. die Arbeit im Schaltbetrieb, bringt in technologischer Hinsicht den Vorteil mit sich, daß sich nicht einmal bei einer Lockerung oder beim Aufwerfen des Drahtes 41 auf die Kontaktrollen 42; 43 ein elektrischer Lichtbogen ausbilden kann, und wenn dies doch erfolgt, hört er nach kurzer Zeit (max. 1 ms) auf. Auf diese Weise ist die Gefahr des Entstehens von Einbrennspuren auf der Fläche der Kontaktrollen 42; 43 und des Drahtes 41 gegenüber den früheren Lösungen erheblich geringer.The switching on and off of the voltage at a relatively high frequency, d. H. the work in the switching operation, brings in the technological advantage with it that even at a loosening or when raising the wire 41 on the contact rollers 42; 43 can form an electric arc, and if it does, it stops after a short time (1 ms max.). In this way, the risk of the formation of burn marks on the surface of the contact rollers 42; 43 and the wire 41 compared to the previous solutions significantly lower.
Die Wirkungsweise wird anhand der Fig. 2 näher erläutert. Die charakteristischen, an den in Fig. 2 mit Buchstaben bezeichneten Stellen, meßbaren Spannungsformen sind in den Fig.3 A-F dargestellt.The operation will be explained in more detail with reference to FIG. 2. The characteristic points, labeled with letters in FIG. 2, of measurable voltage forms are shown in FIGS. 3A-F.
Der dreiphasige Transformator 1 mit der sekundärseitigen Sternschaltung (mit einer Spannung von 50 V) speist den dreiphasigen Brücken-Gleichrichter 2. Die am Ausgangspunkt A des Gleichrichters 2 entstehende Spannung ist ein gleichgerichtetes Sechstaktsignal, das durch den Pufferkondensator weiter geglättet werden kann. Der negative Ausgang des Gleichrichters 2 ist geerdet, die positive Klemme liegt am Eingang des Hochleistungschoppers 3. Zweckmäßig wird der Hochleistungschopper 3 mit parallelgeschalteten NPN-Leistungstransistoren aufgebaut. Die Anzahl der Transistoren wird der erforderlichen Leistung entsprechend gewählt.The three-phase transformer 1 with the secondary-side star connection (with a voltage of 50 V) feeds the three-phase bridge rectifier 2. The voltage arising at the starting point A of the rectifier 2 is a rectified six-clock signal, which can be further smoothed by the buffer capacitor. The negative output of the rectifier 2 is grounded, the positive terminal is at the input of the Hochleistungsschoppers 3. Expediently, the high-power chopper 3 is constructed with parallel-connected NPN power transistors. The number of transistors is selected according to the required power.
Der Hochleistungschopper wird so gesteuert, daß an seinem Ausgang (Punkt B, und damit an der Kontaktrolle 42 stets eine Spannung erscheint, deren Effektivwert entsprechend der Funktion UL = K\A7der Geschwindigkeit ν des Drahtes 41 entspricht. Der Faktor K kann eingestellt werden.The high-power chopper is controlled so that at its output (point B, and thus at the contact roller 42 always a voltage appears whose effective value corresponding to the function U L = K \ A7 the speed ν of the wire 41. The factor K can be adjusted.
Am Ausgang des Impulsgenerators 5, am Punkt C, wird ein symmetrisches Sägezahnsignal erzeugt, dessen Frequenz zwischen 0,5 und 2,5kHz eingestellt werden kann. Der als Komparator ausgebildete Impulsbreitenmodulator 6 vergleicht die Spannung des Impulsgenerators 5 mit der des Reglers 10. Vom Ausgang des Impulsbreitenmodulators 6, also vom Punkt D, gelangt die Spannung zum Potentialtrenner7, und vom Ausgang desselben, also vom Punkt E, gelangt die Spannung zur Antriebseinheit 8. Wenn kein Sollwert zur Verfügung steht, schließt der Antrieb 8 den Hochleistungschopper 3.At the output of the pulse generator 5, at the point C, a symmetrical sawtooth signal is generated whose frequency can be set between 0.5 and 2.5 kHz. The trained as a comparator pulse width modulator 6 compares the voltage of the pulse generator 5 with that of the controller 10. From the output of the pulse width modulator 6, that is from point D, the voltage to the potential separator 7, and the output thereof, ie from point E, the voltage to the drive unit 8. If no setpoint value is available, the drive 8 closes the high-performance chopper 3.
Die Geschwindigkeit der Ziehmaschine bzw. des Drahtes 41 wird im allgemeinen mit einem Tachometerdynamo abgefühlt. Da zwischen der Weichglühspannung, dem Istwert, und der Geschwindigkeit des Drahtes die Beziehung Ul = Κλ/ν besteht, wird von der Spannung des Tachometerdynamos im Sollwertgeber 9 die Quadratwurzel gezogen, wobei die Einstellbarkeit des Faktors K mit einem äußeren Potentiometer ermöglicht ist. Der Sollwert X3 gelangt an den differenzbildenden Punkt des Reglers 10, wo dieser mit dem vom Istwertgeber 12 gelieferten Istwert Xe verglichen wird. Vom Regler mit Pl-Schaltverhalten gelangt die dem Differenzsignal entsprechende Spannung an den Impulsbreitenmodulator 6, wo sie mit dem Sägezahnsignal des Impulsgenerators 5 verglichen wird, wie dies bereits erwähnt wurde. Der Potentialtrenner 7 und die Antriebseinheit 8 steuern nach der vom Regler 10 bestimmten Weise den Hochleistungschopper 3 derart, daß der Effektivwert der Ausgangsspannung der Beziehung Ul = KVv entspricht. Demnach wird die Arbeitsfrequenz des Hochleistungschoppers 3 durch die Frequenz der symmetrischen Sägezahnsignale des Impulsgenerators 5 bestimmt, während der Effektivwert der Ausgangsspannung von der Ausgangsspannung des Reglers 10 abhängt. Wenn nun der Sollwert Xa größer wird, d. h. wenn die Geschwindigkeit des Drahtes 41 zunimmt, wird auch die Spannung des Reglers 10 höher, woraufhin der Impulsbreitenmodulator 6 über den Potentialtrenner 7 und die Antriebseinheit 8 (im Punkt F) den Hochleistungschopper so steuert, daß die Einschaltdauer tb gegenüber der Ausschaltdauer tk langer wird, d.h. daß der Effektivwert der in der Weichglühzone vorhandenen Spannung entsprechend FormelThe speed of the drawing machine or wire 41 is generally sensed with a tachometer dynamo. Since the relation Ul = Κλ / ν exists between the soft annealing voltage, the actual value, and the speed of the wire, the square root is drawn by the voltage of the tachometer dynamo in the setpoint generator 9, whereby the adjustability of the factor K with an external potentiometer is made possible. The setpoint value X 3 reaches the difference-forming point of the controller 10, where it is compared with the actual value X e delivered by the actual value transmitter 12. From the controller with Pl switching behavior, the voltage corresponding to the differential signal reaches the pulse width modulator 6, where it is compared with the sawtooth signal of the pulse generator 5, as already mentioned. The potential separator 7 and the drive unit 8 control the Hochleistungsschopper 3 according to the manner determined by the controller 10 such that the rms value of the output voltage of the relationship Ul = KVv corresponds. Accordingly, the operating frequency of the high-power chopper 3 is determined by the frequency of the symmetrical sawtooth signals of the pulse generator 5, while the RMS value of the output voltage depends on the output voltage of the regulator 10. Now, if the setpoint X a is greater, ie, as the speed of the wire 41 increases, the voltage of the controller 10 is higher, whereupon the pulse width modulator 6 via the potential separator 7 and the drive unit 8 (at point F) controls the Hochleistungsschopper that the switch-on duration tb becomes longer compared with the switch-off duration t k , ie that the rms value of the voltage present in the soft-annealing zone corresponds to the formula
größer wird, und zwar nach der vom Sollwertgeber bestimmten Funktion UL = Die Regelung erfolgt im gesamten Bereich der Geschwindigkeit (der Spannung) in der beschriebenen Weise, unabhängig davon, ob die Maschine beschleunigt oder verlangsamt wird. Die Anlage ist mit einer elektronischen Schutzschaltung 11 versehen, die bei einem Überstrom eine Impulssperrung bewirkt.becomes larger, namely according to the function determined by the setpoint generator U L = The regulation takes place in the entire range of the speed (the voltage) in the manner described, regardless of whether the machine is accelerated or slowed down. The system is provided with an electronic protection circuit 11, which causes an overcurrent pulse blocking.
Durch die Impulssperrung wird der Ausgang des Hochleistungschoppers 3 von den übrigen Einheiten der technologischen Fertigungsstraße (Ziehmaschine, Spulmaschine) abgeschaltet.Due to the pulse blocking the output of Hochleistungsschoppers 3 of the other units of the technological production line (drawing machine, winder) is turned off.
Claims (4)
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| DD25319483A DD230968A1 (en) | 1983-07-19 | 1983-07-19 | ELECTRIC DISH UNIT FOR A HIGH-SPEED SYSTEM FOR THE LOW GLOWING OF WIRES |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD25319483A DD230968A1 (en) | 1983-07-19 | 1983-07-19 | ELECTRIC DISH UNIT FOR A HIGH-SPEED SYSTEM FOR THE LOW GLOWING OF WIRES |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DD230968A1 true DD230968A1 (en) | 1985-12-11 |
Family
ID=5549167
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DD25319483A DD230968A1 (en) | 1983-07-19 | 1983-07-19 | ELECTRIC DISH UNIT FOR A HIGH-SPEED SYSTEM FOR THE LOW GLOWING OF WIRES |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DD (1) | DD230968A1 (en) |
-
1983
- 1983-07-19 DD DD25319483A patent/DD230968A1/en unknown
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