DE1101649B

DE1101649B - Einrichtung an Induktionsoefen zur selbsttaetigen Steuerung

Info

Publication number: DE1101649B
Application number: DEB48788A
Authority: DE
Inventors: Alfred Potthoff
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1958-05-03
Filing date: 1958-05-03
Publication date: 1961-03-09

Description

.Einrichtung an Induktionsöfen zur selbsttätigen Steuerung Gegenstand der Erfindung sind Induktionsöfen, die beispielsweise zur Erwärmung von Metall- oder Stahlblöcken dienen und die aus einem Drehstromnetz betrieben werden.
Solche Induktionsöfen stellen Netzbelastungen dar, die je nach dem Beschickungsgrad stark schwankend sind und bei voller Beschickung sehr hohe Leistungswerte haben. Sie erzeugen, besonders wenn einphasig betrieben, eine stark unsymmetrische Belastung, sind also eine sogenannte Schieflast des Drehstromnetzes, die wegen ihrer beträchtlichen Höhe betrieblich sehr unangenehm und oft nicht tragbar ist. Außerdem enthält die Belastung einen hohen Anteil von Blindleistung.
Der Betrieb solcher Induktionsöfen erfordert daher besondere Maßnahmen, die Einphasenlast möglichst gleichmäßig auf die drei Phasen des Drehstromnetzes zu verteilen, also die Belastung zu symmetrieren, und weitere Maßnahmen., die Blindleistung nach Möglichkeit zu kompensieren.
Hierfür sind zahlreiche Methoden bekannt oder bereits vorgeschlagen worden. Sie beruhen auf der Anwendung von Schaltungen, die in der Regel Kombinationen von Kondensatoren und Drosselspulen enthalten. Im einfachsten Fall wird die betreffende Last zur Blindleistungskompensation mit einem Parallelkondensator an die eine verkettete Spannung gelegt, während ein weiterer Kondensator an die zweite und eine Drosselspule an die dritte verkettete Spannung des Drehstromnetzes angeschlossen wird.
Die je nach der Beschickung des Induktionsofens erforderliche Leistung kann durch Veränderung des Übersetzungsverhältnisses des Transformators eingestellt werden. Daneben ist es aber erforderlich, auch die Kapazitäten und Induktivitäten ,der Kondensatoren und Drosselspulen mit zu verändern, um die Symmetrierung und die Blindleistungskompensation der jeweiligen Belastung anzupassen.
Es besteht nun prinzipiell die Möglichkeit, eine Regelung so einzurichten, daß der Grad der Schieflast und die Größe der Blindleistung gemessen und in Abhängigkeit von dieser Messung eine Veränderung der Kapazitäten und Induktivitäten vorgenommzn wird.
Eine solche Methode erfordert aber einen sehr großen Aufwand. Vor allem aber haftet ihr der Nachteil an, daß vor Einschaltung des Induktionsofens die Regeleinrichtung noch keine Messung des Grades der Schieflast und der Höhe der Blindleistung vorzunehmen vermag, so daß bei Einschaltung des Ofens im ersten Augenblick ein hoher Stromstoß eintreten kann, der erst nach Einsetzen der Regelung verschwindet. Diese Stromstöße sind aber ebenso untragbar wie die stationären Schieflasten und Blindleistungen. Es sind induktive Erwärmungsvorrichtungen bekannt, bei denen das zu erwärmende Gut während des Erwärmungsvorganges relativ zum Induktor bewegt wird und bei denen die Leistungs- oder Blindleistungsaufnahme in Abhängigkeit vom Bewegungsmechanismus geändert wird.
Derartige Anordnungen sind jedoch nicht geeignet, die Leistungsbeaufschlagung, die Blindleistungskompensation oder die Belastungssymmetrierung bei solchen Induktionsöfen von vornherein richtig einzustellen, bei denen die Menge des in den Ofen eingebrachten Gutes, d. h. der Beschickungsgrad bei den einzelnen aufeinanderfolgenden Erwärmungsvorgängen, verschieden sein kann, jedoch während eines Erwärmungsvorganges unverändert und das Gut unbewegt bleibt.
Die Erfindung geht in diesen Fällen von einer.Einrichtung an Induktionsöfen zur selbsttätigen Steuerung der Blindleistungskompensation und/oder der Leistungseinspeisung und/oder der Lastsymmetrierung bei einphasig aus einem Dreiphasennetz gespeisten Öfen durch die Zu- und Abschaltung von Kondensatoren und/oder Drosselspulen und/oder durch die Verstellung einer Leistungsreguliereinrichtung aus. Die Erfindung besteht darin, daß bei langgestreckten :Induktionsöfen, die mit verschiedenem Beschickungsgrad, d. h. mit verschiedener Länge der jeweils in den Ofen durch seine Beschickungsvorrichtung eingestoßenen Gutstückreihe, betrieben werden, die dem Beschickungsgrad entsprechende Einstellung der Blindleistungskompensation und/oder der Leistungsreguliereinrichtung und/oder der Lastsymmetrierung vor Einschaltung der Induktionsheizung in der Weise erfolgt, daß zu den genannten Einstellungen Kontaktvorrich- Lungen dienen, die durch die Beschickungsvorrichtung in Abhängigkeit von der Einstoßtiefe dem jeweiligen Beschickungsgrad entsprechend betätigt werden.
Eine derartige Steuerung ist beispielsweise leicht möglich, wenn es sich bei deObjekten der Erwärmung in dem Induktionsofen,-der beispielsweise die Form einer langgestreckten Spule hat, um Blöcke etwa gleichen Querschnittes, aber verschiedener Länge handelt. Dann kann man die Steuerung von der Gesamtlänge der in den Ofen eingefahrenen Blöcke abhängig machen.
Eine mögliche Ausführung einer solchen Einrichtung ist in der Figur für den Fall- eines einphasig betriebenen., an ein Drehstromnetz angeschlossenen Induktionsofens beispielsweise wiedergegeben.
Darin ist 1 der Induktionsofen, der im wesentlichen aus dem Ofenbehälter und einer diesen umgebenden langgestreckten Spule besteht. Diese ist an den Reguliertransformator 2 angeschlossen, der über den Schalter 3 mit dem Drehstromnetz 4 verbunden ist.
Das Einschieben der zu erwärmenden Blöcke erfolgt mittels einer Einstoßvorrichtung, beispielsweise eines Einstoßwagens 12, der außer einer Einstoßstange 13 eine Schaltleiste 14 besitzt, die bei einem Einfahren des Wagens nacheinander die Kontakte 11,1 bis 11;3 betätigt. Mittels dieser Kontakte werden über die Schütze 8,1 bis 8,3 bzw. 9,1 bis 9,3 bzw. 10,1 bis 10,3 die einzelnen Bauelemente, nämlich die Drosselspulen 5,1 bis 5,3 und Kondensatoren 6,1 bis 6,3 und 7,1 bis 7,3 zu- oder abgeschaltet. Sie sind so ausgelegt bzw. die Kontakte sind so angeordnet, daß die Symmetrierung und die Blindleistungskompensation an die Last, die bei dem der Stellung der Kontaktstange entsprechenden Beschickungsgrad des Ofens eintritt, angepaßt ist.
Diese Anpassung ist um so vollkommener, je größer die Zahl der Kontakte und der damit geschalteten Bauelemente der Schaltung ist.
Der Erfindungsgedanke ist nicht auf den einphasig betriebenen Induktionsofen beschränkt, sondern auch bei dreiphasig betriebenen Induktionsöfen, bei denen keine Schieflast auftritt, anwendbar. In dem Falle dient sie nur dem Ziel, die selbsttätige Anpassung der Blindleistungskompensation an dem Beschickungsgrad der Ofen, zu erreichen. Ebenso kann eine Einrichtung nach der Erfindung auch nur zur Steuerung der Blindleistung bei einphasig betriebenen Ofen verwendet werden.
Ferner kann nach der Erfindung auch die Leistungseinspeisung des Ofens abhängig vom Beschickungsgrad gesteuert werden. Beispielsweise kann durch die Schaltleiste des Einstoßwagens mit Hilfe entsprechender Schaltmittel ein dem Ofen vorgeschalteter Reguliertransformator so gesteuert werden, daß die Leistungsaufnahme des Ofens angenähert konstant, bleibt.
Ebenso sind natürlich noch andere Verfahren zur Zuordnung der Kontaktbetätigung je nach Höhe des Beschickungsgrades der Induktionsöfen möglich.

Claims

PATENTANSPRÜCTIE: 1. Einrichtung an Induktionsöfen zur selbsttätigen Steuerung der Blindleistungskompensation und/oder der Leistungseinspeisung und/oder der Lastsymmetrierung bei einphasig aus einem Dreiphasennetz gespeisten Ofen durch die Zu- und Abschaltung von Kondensatoren und/oder Drosselspulen und/oder durch die Verstellung einer Leistungsreguliereinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß bei langgestreckten Induktionsöfen, die mit verschiedenem Beschickungsgrad, d. h. mit ver schiedener Länge der jeweils in den Ofen durch eine Beschickungsvorrichtung eingestoßenen Gutstückreihe betrieben -,werden, die dem Beschickungsgrad entsprechende Einstellung der Blindleistungskompensation und/oder der Leistungsreguliereinrichtung undloder der Lastsymmetrierung vor Einschaltung der Induktionsheizung in der Weise erfolgt, daß zu den genannten Einstellungen Kontaktvorrichtungen dienen, die durch die Beschickungsvorrichtung in Abhängigkeit von der Einstoßtiefe dem jeweiligen Beschickungsgrad entsprechend betätigt werden. 2: Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einphasigem, aus einem Drehstromnetz gespeisten Induktionsofen Schaltmittel vorgesehen sind, durch die, abhängig vom Beschickungsgrad des Ofens, sowohl der Lastsymmetrierung dienende Bauelemente als. auch der Blindleistungskompensation dienende Bauelemente zu- oder abgeschaltet werden. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei dreiphasigem, aus einem Drehstromnetz gespeisten Induktionsofen Schaltmittel vorgesehen sind, die, abhängig vom Beschickungsgrad des Ofens, nur der Blindleistungskompensation dienende Bauelemente zu- oder abgeschaltet werden. 4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungseinspeisung des Ofens durch die mittels des Einstoßwagens (12) bewirkte Steuerung angenähert konstant gehalten wird. 5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschickung der Induktionsöfen mittels eines Einstoßwagens vorgenommen wird, der eine Schaltleiste besitzt, und daß längs des Ofens Kontakte zur Vornahme der Zu- oder Abschaltung der Bauelemente der Schaltung vorgesehen sind, die beim Einfahren des Einstoßwagens durch die Schaltleiste betätigt werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 758156, 970 000; deutsche Auslegeschrift Nr. 1013 017; deutsche Patentanmeldung W 4067 VIII d/ 21 h (bekanntgemacht am 3. 9. 1953) französische Patentschrift Nr. 999 459; USA.-Patentschrift Nr. 2676235.