Regeleinrichtung für elektrische lichtbogenöfen
Die Erfindung betrifft elektrische Regeleinrichtungen und be-
faßt sich insbesondere mit Blektrodenregeleinrichtungen für
elektrische lichtbogenöfen.
Bekannte Regeleinrichtungen für Gleichstrom-Lichtbogenäfen
arbeiten im allgemeinen in Abhängigkeit von der Lichtbogen-
spanneng und dem.Lichtbogenstrom, Die Blektrodenetellung
wird
für gewöhnlich dadurch geregelt, d aß mit Hilfe eines
beka=ten
Impedanzreglere ein bestimmtes Verhältnis zwischen der Licht-
bogenspannung.und dem Lichtbogenstrom aufrechterhalten
wird,
. Eine Regelung der Blektrodenstellung nur in Abhängigkeit
von
der Lichtbogenimpedanz liefert jedoch keine genaue Info=tioa
hinsichtlich des Schmelzgorgangeog da die Sohmelzleotug
stt.
der Lichtbogenmpedanz nicht durch eine lineare Beolehuft9-
knüpft ist. Ein Lichtbogenimpedanzregler verursacht bei
eiäer
Spannungsänderung eine entopre.chende lineare Änderung
don@-
Lichtbogenatroms oder umgekehrt. Die lichtbogenschmelzleistung
erreicht aber andererseits bei einem bestimmten Wert des Stromes ein Maximum
und nimmt dann ab, wenn der Strom ausgehend von diesem bestimmten Stromwert ansteigt
oder abfällt. Control device for electric arc furnaces
The invention relates to electrical control devices and
especially with sheet metal control devices for
electric arc furnaces.
Known control devices for direct current arc ports
generally work depending on the arc
voltage and the arc current, the lead electrode position is
usually regulated by the fact that ate with the help of a known
Impedance regulators a certain ratio between the light
arc voltage. and the arc current is maintained ,
. A regulation of the lead electrode position only depending on
however, the arc impedance does not provide precise information = tioa
with regard to the Schmelzgorgangeog since the Sohmelzleotug stt .
the arc impedance is not replaced by a linear buckling
is linked. An arc impedance regulator causes a
Voltage change an entopre.chende linear change don @ -
Arc atom or vice versa. On the other hand, however, the arc melting power reaches a maximum at a certain value of the current and then decreases when the current rises or falls starting from this certain current value.
Bei manchen Schmelzvorgängen kann es erwünscht sein, in irgend einem
beliebigen Punkt der Lichtbogenschmelzleistung-Strom-Kurve zu arbeiten, beispielsweise
im Bereich eines langen Lichtbogens, innerhalb dessen die Leistung mit steigendem
Strom anwäehit, oder innerhalb des Bereichs mit kurzem Lichtbogen, in welchem die
Leistung mit abnehmendem Strom ansteigt, oder im Bereich maximaler Lichtbogenschmelzleistung.
Bekannte Einrichtungen erlauben es nicht, die Blektrodenstellung in allen Punkten
dieser Kurve in sämtlichen Arbeitsbereichen einwandfrei zu regeln. Ferner fehlt
derartigen bekannten Einrichtungen die Anpassungsfähigkeit, die bei Blektro-Lichtbogendfen
erforderlich ist, die mit Gleichstrom oder'Dreiphasenwechselstrom und abschmelzender
Elektrode arbeiten. Bei bekannten-Einrichtungen, bei denen ein der Leistung
proportionales Signal als-Regelsignal verwendet wird,
ist es
außerdem nicht möglich, rasche Schwankungen des Leistungssignals zufriedenstellend
zu kompensieren, was zu unnötigen Regelbewegungen der Elektrode zwecks
Kompensation dieser Schwankungen führt. Ferner sind die Leistungsverluste
des Stromkreises von Phase zu Phase unterschiedlich, so daB
zur Erzielung bgeter Schmelsbedingungen ein Ausgleich der Lichtbogenechmelzleietung
jeder Phase erforderlich wird, woraus eich möglicherweise unterschiedliche
Leistungewerte für jede Phase ergeben. In some melting operations it may be desirable to operate at any point on the arc melting power-current curve, for example in the region of a long arc, within which the power increases with increasing current, or within the region of short arc, in which the power increases increases with decreasing current, or in the range of maximum arc melting power. Known devices do not allow the electrode position to be properly regulated in all points of this curve in all work areas. Furthermore, such known devices lack the adaptability that is required in the case of sheet metal arc tubes that work with direct current or three-phase alternating current and a consumable electrode. In known devices in which a signal proportional to the power is used as the control signal, it is also not possible to compensate for rapid fluctuations in the power signal satisfactorily, which leads to unnecessary control movements of the electrode in order to compensate for these fluctuations. Furthermore , the power losses of the circuit are different from phase to phase, so that in order to achieve the required melting conditions it is necessary to compensate for the arc melting charge of each phase, which may result in different power values for each phase .
Der Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde,
eine neuartige und verbesserte Blektrodenregeleinrichtuag
für einen Lichtbogenofen zu schaffen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer neu-
artigen und verbesserten Elektrodenregeleinrichtung für einen
Dreiphasen-Elektroofen.
mit der Erfindung soll Weiterhin eine neue und verbesserte
Elek-
trodenregeleinrichtung für einen Dreiphasen-Elektrolichtbogen-'
ofen geschaffen Werden, bei der ein der Lichtbogenschmelzleistung
proportionales Signal zur Regelung und Aufrechterhaltung der
Stellung der Elektroden verwendet wird.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer neuen
und verbesserten Elektrodenregeleinrichtung für einen Elektro-
Lichtbogenofen, bei-'der ein dem Lichtbogenstrom proportionales
elektrisches Signal benutzt wird, um die Strom, oder Spaltrich-
tung*erkennen zu können, so daß die Elektrode in die Stellung
hochfahrbar oder absenkbar ist, die für die gewünschte Licht-
bogensciimLlzlsistung erforderlich ist.
filit der Erfinjung säll ferner eine neue und verbesserte Elektro-
denregeleinr ichtun4 für einen Elektro-Lichtbogenofen geschaffen
werden, bei der ein dem Leistungsfaktor proportionales elektri-
sches Signal verwendet wird,- um die Stron- oder Spaltrichtung
zu erkennen und dementsprechend die Elektrode in die für die
gewünschte Lichtbogenschmelz?eistung erforderliche Stellung
hochzufahren oder ai--zusenken.
*(cnrrent or gap direction)
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer neuen ,
und verbesserten Elektrodenregeleinrichtung für einen Dreiphasen-Elektro-Lichtbogenofen,
bei dem die Elektrode so eingestellt werden kann, daß der Ofen in drei verschiedenen
Schmelzbereichen arbeitet. The invention is accordingly based on the object of providing a novel and improved metal electrode regulating device for creating an electric arc furnace.
Another object of the invention is to create a new
like and improved electrode control device for a
Three-phase electric furnace.
With the invention, a new and improved elec-
electrode control device for a three-phase electric arc
Furnace can be created in which one of the arc melting power
proportional signal for regulating and maintaining the
Position of the electrodes is used.
Another object of the invention is to provide a new one
and improved electrode control device for an electrical
Arc furnace, with one proportional to the arc current
electrical signal is used to generate electricity, or
tion * to be able to recognize, so that the electrode is in the position
can be raised or lowered, which is suitable for the desired light
Arch scissoring service is required.
Filit the young inventor also developed a new and improved electrical
the control device4 for an electric arc furnace was created
where an electrical power factor proportional to the
signal is used - to determine the current or split direction
to recognize and accordingly the electrode in the for the
desired arc melting capacity required position
raise or ai - lower.
* (cnrrent or gap direction)
Another object of the invention is to provide a new and improved electrode control device for a three-phase electric arc furnace in which the electrode can be set so that the furnace operates in three different melting ranges.
Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine neuartige und
verbesserte Elektrodenregeleinrichtung für einen Wechselstrum-Lichtbogenofen zu
schaffen, bei der Mittel vorhanden sind, u;,i _:i c: Transformütoranzapf un.j selbsttätig
umzuschalten, so daß der Ofen mit einem gewünschten Leistungsfaktor arbeitet.The invention is also based on the object of a novel and
improved electrode control device for an AC electric arc furnace
create, with the means are available, u;, i _: i c: Transformütoranzapf un.j automatically
switch so that the furnace operates with a desired power factor.
(iiit der Erfindung werden die oben genannten Aufgaben durch bcnaffung
einer Regel- und Steuereinrichtung gelöst, die ein der Soll-Leistung proportionales
Signal mit einem dem Mittelwert der Ist-Leistung proportionalen Signal auf elektrischem
Wege vergleicht. Es sind ferner Mittel vorgesehen, die es gestatten, den Bereich
der Lichtbogenleistungskurve zu ermitteln, innerhalb dessen der Ofen arbeitet, so
daß bestimmt werden kann, in welcher Richtung die Elektrode in Abhängigkeit von
der Differenz zwiscnen den Soll- und Ist-Leistungssignalen verschoben werden muß.
Der dazu verwendete Meßwertaufnehmer weist entweder eine Einrichtung auf, die die
Anderung der Lichtbogenleistung in Gezug auf die Änderung des Lichtbogenstromes
bestimmt, oder eine Einrichtung, die den Wert des Leistungsfaktors 1x1, bezugaul-
den Leistungsfaktor für eine optimale Lichtbogenschmelz= leistung bestimmt. Zusätzliche
friittel sind vorgesehen, die eine ÜbersteueZung der Leistungsvergleichsmittel ermöglichen
und es
gestatten, die Elektrode entsprechend einem Sollwert des
Leistungsfaktors zu regeln.(The invention accomplishes the above objects by acquiring
solved a regulation and control device, which is proportional to the target performance
Signal with a signal proportional to the mean value of the actual power on electrical
Compares ways. Means are also provided that allow the area
to determine the arc power curve within which the furnace is operating, see above
that can be determined in which direction the electrode as a function of
the difference between the target and actual power signals must be shifted.
The transducer used for this purpose either has a device that the
Change in the arc power in relation to the change in the arc current
determined, or a device that determines the value of the power factor 1x1, reference
determines the power factor for optimal arc melting performance. Additional
Funds are provided that enable the benchmark funds to be overstated
and it
allow the electrode according to a target value of the
To regulate the power factor.
Mit :Hilfe das Leistungsf aktorreglers oder der Leistungsvier-, gleichsregelung
wird ein Ausgangssignal erzeugt, das einer zweckentsprechenden Elektrodenmotor-Regeleinrichtung
zügeführt-wird, die den bekannten Impedanzregler aufweisen kann und die die Stellung
der Elektrode auf die gewünschten Schmelzwerte einregelt.With: the help of the power factor regulator or the power four-equal control
an output signal is generated, which an appropriate electrode motor control device
is supplied, which can have the known impedance regulator and which the position
adjusts the electrode to the desired melting values.
Um den gewünschten Leistungsfaktor zu erhalten, muA@während des Schmelzvorganges
häufig die Transformatoranzapfung umgeschaltet bzw. die Stellung des Transformatorabgriffs
geändert werden.To get the desired power factor, muA @ during the melting process
often the transformer tap is switched or the position of the transformer tap
be changed.
Es ist ein Leistungsfaktorwandler vorgesehen, der dem Lichtbogenstrom
und der Lichtbogenspannung entsprechende Signale aufnimmt und einen Leistung sfaktorpegel
liefert, der mit Hilfe einer geeigneten Schaltungsanordnung ermittelt wird. Das
Ausgangssignal dieser Schaltungsanordnung wird einer selbsttätigen Steuerung für
eine Transformatoranzapfungsumschaltung zugeführt, die eine aus einem Anzapfungsumschalter
und einem Leistungsschalter bestehende Anordnung in der richtigen Reihenfolge steuert
,. um die Umschaltung der Transformatoranzapfung vorzunehmen. Zusätzliche Mittel
sind vorhanden, um einen Kurzschluß festzustellen, die Elektrodenregelung zu übersteuern
und di-® Elektrode um eine zur Beseitigung das Kurzschlusses ausreichende Strecke
hochzufahren. . Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile ddr Erfindung ergeben sich
aus
der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielenin Verbindung mit den beiliegenden
Zeichnungen.A power factor converter is provided to control the arc current
and receives signals corresponding to the arc voltage and a power factor level
supplies, which is determined with the help of a suitable circuit arrangement. That
The output signal of this circuit arrangement is an automatic control for
a transformer tap changeover, which is one from a tap changeover switch
and a circuit breaker controls existing arrangement in the correct order
,. to switch over the transformer tap. Additional funds
are available to detect a short circuit, to override the electrode regulation
and di-® electrode for a distance sufficient to eliminate the short circuit
boot up. . Further objects, features and advantages of the invention result
the end
the following description of exemplary embodiments in conjunction with the enclosed
Drawings.
Es zeigen: Figur 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäß
verwendeten Grundschaltung, Figur 2 eine graphische Darstellung der elektrischen
Kennlinien eines typischen Elektro-Lichtbogenofens, wobei auch die verschiedenen
Arbeitsbereiche dargestellt sind, und Figuren 3 bis 5 schematisch eine abgewandelte
Ausführungsform eines Elektrodenreglers nach der Erfindung.The figures show: FIG. 1 a schematic representation of the invention
basic circuit used, Figure 2 is a graphical representation of the electrical
Characteristic curves of a typical electric arc furnace, including the various
Working areas are shown, and Figures 3 to 5 schematically a modified one
Embodiment of an electrode regulator according to the invention.
Figur 1 veranschaulicht einen schematisch gestrichelt dargestellten
Ofen 14, in dem drei Elektroden 12, 14 und 16 aufgehängt sind, von denen jede über
einen 1-eiter 18, 20 bzw. 22 mit einer Stromquelle 24 in Form eines Dreiphasentransformators
verbunden ist. Ein Null-Leiter 23 führt von der Stromquelle 24 zum Ofen 10. Der
Elektrodenantrieb umfaßt einen eigenen Motor für jede Elektrode, wobei die Motors
27, 29 und 31 an die Elektroden 12, 14 bzw. 16 mechanisch angekoppelt sind.FIG. 1 illustrates a furnace 14, shown schematically in dashed lines, in which three electrodes 12, 14 and 16 are suspended, each of which is connected via a 1-wire 18, 20 or 22 to a current source 24 in the form of a three-phase transformer. A neutral conductor 23 leads from the power source 24 to the furnace 10. The electrode drive comprises a separate motor for each electrode, the motors 27, 29 and 31 being mechanically coupled to the electrodes 12, 14 and 16, respectively.
Da die elektrische Regelschaltung für jede Phase und damit jede Elektrode
gleich aufgebaut ist, zeigt Figur 1 die Regelschaltung nur für eine Elektrode,
nämlich die Elektrode 16. Um ein Stromsignal zu gewinnen , ist ein Stromwandler
26 mit dem*Leiter 22 der Elektrode 16 induktiv gekoppelt. In ähnlicher
oder gleicher
/Weise sind Stromwandler 28 und 30 für die Elektroden 14 bzw.
12 vorgesehen. Um ein der Lichtbogenspannung proportionales Spannungssignal zu erhalten,
ist eine Leitung 32 dicht benachbart der Elektrode 16 mit dem Leiter 22 elektrisch
verbunden, während eine zweite Leitung 34, die die Null-Spannung aufnimmt, an den
Ofen 10 elektrisch angeschlossen ist.Since the electrical control circuit has the same structure for each phase and therefore each electrode, FIG. 1 shows the control circuit for only one electrode, namely electrode 16. A current transformer 26 is inductively coupled to conductor 22 of electrode 16 in order to obtain a current signal . In a similar way or the same
/ Way are current transformers 28 and 30 for the electrodes 14 and
12 provided. In order to obtain a voltage signal proportional to the arc voltage, a line 32 is electrically connected to the conductor 22 in close proximity to the electrode 16, while a second line 34, which receives the zero voltage, is electrically connected to the furnace 10.
Zur Auswertung des Lichtbogenstromsignals und des Lichtbogenapannungssignals
sind drei ftießwertwandler vorhanden, und zwar ein Leistungswandler 36 zur fiiessung
der Lichtbogenleistung, ein Leistungsfak.torwandler 3d und ein Stromwandler 40.For evaluating the arc current signal and the arc voltage signal
there are three flow value converters, namely a power converter 36 for measuring
the arc power, a power factor converter 3d and a current converter 40.
Die Grundschaltung-zur Regelung der Elektrode 16 umfaßt den Leistungswandler
36, eine Schaltung 42 zur Leistungsmittelwertbildung, eine Leistungsvergleichsschaltung
44, eine E3ezugsleistungsquelle 46, eine Amplidyne 48 ünd den Antriebsmotor 31 für
die Elektrode 16. Das dem Stromwandler 26 entnommene Lichtbogenstromsignal wird
dem Lsistungswandler 36 an den Klemmen 50 zugeführt. In ähnlicher Weise gelangt
das Lichtbogenspannungssignal von den Leitungen 32 und 34 an die Klemmen 62 des
Leistungswandlers 36. Das Lic;;Lbogenstromsignal uns das Lichtbogenspannungssignal
werden zu einem an den Klemmen 64 des Leistungswandlers 36 erscheinenden`Gleichstromausgangssignal
zusammengefadt, das dem Gleichphasenprodukt der Eingangssignale proportional ist.
Wegen der Schwankungen des Lichtbogenstroms und der Lichtbogenspannung während des
Schmelzvorganges ist es zweckmäßig, den iiiittelwert der Leistung zu ermitteln.
Für diesen Zweck wird das Ausgangssignal des Leistungswandlers 36 der Schaltung
42 zugeführt, die das Ausgangssignal des Leiatungswandlers
36 über
eine vorgegebene Zeitspanne mittelt. Das Ausgangssignal der Schaltung 42 wird Klemmen
56 der Zeistungavergleichssehaltung 44 zugeführt. Es wird dann mit einem der gewünschten
Lichtbogenachmelzleistung proportionalen i Gleichstromsignal verglichen, das einer
Bezugsleistungsquelle 46 entnommen und an Klemmen 58 in die leistungsvergleichsschaltung
44 eingespeist wird. Mittels des so gewonnenmDifferenzsignals wird ein zweckentsprechender
Leistungsregler gesteuert, beispielsweise die Amplidyne 48 (Querfeidverstärkermaschine),
deren Feldwicklung 62 dieses Signal von den Ausgangeklemmen 60 der leistungsvergleicheschaltung
44 zugeführt wird. Mit der Spannung des Ausgangssignals der Amplidyne 48 wird
der Motor 31 gespeist, der in Abhängigkeit von der Polarität der Energie
in der Feldwicklung 62 der Amplidyne 48 die Elektrode 16 hochfährt oder absenkt.The basic circuit for regulating the electrode 16 comprises the power converter 36, a circuit 42 for power averaging, a power comparison circuit 44, a reference power source 46, an amplidyne 48 and the drive motor 31 for the electrode 16. The arc current signal taken from the current converter 26 is sent to the power converter 36 the terminals 50 supplied. Similarly, the arc voltage signal from lines 32 and 34 reaches terminals 62 of power converter 36. The arc current signal and the arc voltage signal are combined to form a direct current output signal that appears at terminals 64 of power converter 36 and is proportional to the in-phase product of the input signals . Because of the fluctuations in the arc current and the arc voltage during the melting process, it is advisable to determine the mean value of the power. For this purpose, the output signal of the power converter 36 is fed to the circuit 42, which averages the output signal of the line converter 36 over a predetermined period of time. The output of circuit 42 is fed to terminals 56 of power comparison circuit 44. It is then compared with a direct current signal proportional to the desired arc remelting power, which is taken from a reference power source 46 and fed into the power comparison circuit 44 at terminals 58. A suitable power regulator is controlled by means of the difference signal obtained in this way, for example the Amplidyne 48 (cross-field amplifier machine), the field winding 62 of which is fed this signal from the output terminals 60 to the power comparison circuit 44. The voltage of the output signal of the Amplidyne 48 feeds the motor 31, which raises or lowers the electrode 16 depending on the polarity of the energy in the field winding 62 of the Amplidyne 48.
Die elektrischen Arbeitskennlinien des Blektro-Liehtbogenofens sind
in Figur 2 dargestellt, und zwar zeigt die Kurve 63 die aufgenommene Leistung in
Abhängigkeit vom Lichtbogenetrom, die
Kurve 64 die Lichtbogenschmelzleiatung
in Abhängigkeit vom hichtbogenatrom und die Kurve 65 den Leistungsfaktor 14 Abhängigkeit
vom lichtbogenstrom. Die Leistungefaktorkurve 65 fällt mit,wahhaendem Lichtbogenatrom
ab. Die Kurve 65 ffIr die aufgenommene Leistung. steigt auf einen Höchstwert bei
einem Leistungsfaktor von ungefähr 0,707 an und fällt dann mit steigendem Lichtbogenstrom
ab. Die Lichtbogenschmelzleistungekurve 64
steigt bis zu einem Höchstwert
an, der bei einem Leietungefaktor von näherungeweise 0,74 bis 0,76
auftritt. Die 2tnnstelle der mit "langer Lichtbogen" und "kurzer Lichtbogen"
bezeichneten
Bereiche fällt näherungsweise mit dem Scheitelpunkt d*e@r Lichtbogenschmelzleistungskurve
64 zusammen. Diese und der weitere Arbeitsbereich werden weiter unten noch näher
erläutert. Die elektrischen Kennlinien des Elektro-Lichtbogenofens (Figur 2)
sind derart beschaffen, daß die Kurve 64, die die LichtbGgen-
d
leistung inAilowatt aufgetragen über dem Lichtbogenstrom dar-
stellt, nichtlinear verläuft. So führt eine von der Optimalstelle . der Kurve 64
ausgehende weitere Erhöhung des Lichtbogenstroms zu einem Abfall der Lichtbogenleistung,
die mittels des Leistungswandlers 36 erfaßt wird. Es ist infolgedessen vorteilhaft,
einen meßwertaufnehmer vorzusehen, der den Arbeitspunkt für optimale Lichtbogenschmelzleistung
ermittelt. Der Stromwandler 40 nimmt das Lichtbogenstromsignal vom Stromwandler
26 auf und wandelt dieses Signal in ein Gleichstrom-Ausgangssignal um, das dem Lichtbogenstrom
proportional ist. Das Ausgangssignal des Stromwandlers 40 wird dann an den Klemmen
66 der Leistungsvergleichsschaltung 44 zugeführt. Um festzustellen, welche Polarität
die von der Amplidyns 48 gelieferte Spannung haben muß und in welcher Drehrichtung
dementsprechend der Elektrodenantriebamotor 31 läuft, sind innerhalb der Leistungsvergleichsschaltung
44 mittel vorgesehen, di,e eine Änderung der Lichtbogenschmelzleistung in Abhängigkeit
vom Lichtbogenstrom erfassen. Die Leistungsvergleichsschaltung 44 ist derart ausgelegt,
daß der Elektrodenantriebsmotor 31 die Elektrode 16 absenkt, wenn der vom Strom-
. wandle, 26 ermittelte Lichtbogenstrom mit wachsender Leistung, gemessen mit Hilfe
des Leistungswandlers 36, ansteigt. Wenn umgekehrt der Lichtbogenstrom mit zunehmender
Leistung abfällt,
fährt der Elektrodenantriebsmotor 31 die Elektrode
16 zwecks , Einstellung auf optimale Lichtbogenschmelzleistung hoch.The electrical operating characteristics of the Blektro-Liehtbogenofens are shown in Figure 2, namely 63 shows the curve of the absorbed power depending on the Lichtbogenetrom, the curve 64, the Lichtbogenschmelzleiatung depending on hichtbogenatrom and the curve 65 the power factor of 14 depending on the arc current. The power factor curve 65 falls as the arc atmosphere continues. Curve 65 ff for the power consumed. increases to a maximum at a power factor of approximately 0.707 and then decreases as the arc current increases. The arc melting power curve 64 rises to a maximum value which occurs at a conduction factor of approximately 0.74 to 0.76. The intersection of the areas labeled “long arc” and “short arc” coincides approximately with the apex of the arc melting power curve 64. This and the rest of the work area are explained in more detail below. The electrical characteristics of the electric arc furnace (Figure 2) are designed in such a way that the curve 64, which
d
power in Ailowatt plotted against the arc current
represents, runs nonlinearly. So one leads from the optimal point. The curve 64 continues to increase the arc current to a decrease in the arc power, which is detected by means of the power converter 36. It is therefore advantageous to provide a measured value transducer that determines the operating point for optimal arc melting performance. Current transformer 40 receives the arc current signal from current transformer 26 and converts that signal to a DC output signal proportional to the arc current. The output signal of the current converter 40 is then fed to the terminals 66 of the power comparison circuit 44. In order to determine which polarity the voltage supplied by the Amplidyns 48 must have and in which direction of rotation the electrode drive motor 31 accordingly runs, means are provided within the power comparison circuit 44 that detect a change in the arc melting power as a function of the arc current. The power comparison circuit 44 is designed so that the electrode drive motor 31 lowers the electrode 16 when the from the current. convert, 26 determined arc current with increasing power, measured with the aid of the power converter 36, increases. Conversely, if the arc current decreases with increasing power, the electrode drive motor 31 drives up the electrode 16 for the purpose of setting it to optimum arc melting power.
Sei einem Wechselstrom-Lichtbogenofen weist die Stromquelle 24 einen
Dreiphasentransformator mit verschiedenen Anzapfungen oder Abgriffen für unterschiedliche
Spannungen auf. Der Leistungsfaktorwandler 38 ist vorgesehen, um zu ermitteln, welche
Transformatoranzapfung der Stromquelle 24 zu verwenden ist. Um dem Lichtbogen maximale
Leistung zuzuführen,ist, wie zuvor an Hand der Figur 2 erläutert, ein Leistungsfaktor
von ungefähr 0,74 bis 0,76 erwünscht. De; Leistungsfaktorwandler 38 nimmt ein Lichtbogenstromsignal
vom Strƒmwandler 26 sowie ein Lichtbogenspannungssignal von den Leitungen
32 und 34 auf. Der Leistungsfaktor stellt den Kosinus des Phasenwinkels zwischen
dem Lichtbogenstromsignal und dem Lichtbogenspannungssignal dar, die beide Wechselströme
sind. Vom Leistungsfaktorwandler 38 aus wird ein Signal, das kennzeichnend für den
Phasenwinkel zwischen dem Spannungs- und dem Stromsignal ist, in einen Leistungsfaktor-Pegeldetektor
68 eingespeist, der den Ist-Leistungsfaktor mit dem von ungefähr 0,74 bis 0,76 vergleicht.
Unterscheidet sich der Ist-Leistungsfaktor vom Soll-Leistungsfaktor, liefert der
Leistungsfaktor-Pegeldetektor 68 ein Ausgangssignal, das proportional der Differenz
von tst-Wert und Sollwert ist. Falls die Soll-Leistung kleiner als die Ist-Leistung
ist und der Leistungsfaktorbereich näherungsweise .0,74 bis 0,76 beträgt, betätigt
das Ausgangssignal eine selbsttätige Steuerung 70 für die Transformatoranzapfungsumschaltung:
Die Steuerung 70 wirkt ihrerseits in der richtigen Reihenfolge`
auf eine aus einem Anzapfungsumschalter und einem Leistungs@
,
Schalter bestehende Einrichtung 72 ein, die so ausgebildet
ist,
daß zunächst die Elektrode zurückgezogen, der Stromkreis unter-
brochen, die Transformatoranzapfung der Stromquelle 24 umgeschal-
tet und dann der Leistungsschalter wieder geschlossen wird,
so
daß der Schmelzvorgang erneut einsetzt. Infolgedessen wird
der
Schmelzvorgang selbsttätig unter Verwendung der jeweils günstigsten
Transformatoranzapfung durchgeführt.
Falls ein gurzschluß zwischen der Elektrode 16 und dem Schrott-
einsatz auftritt, muß der gurzschluß durch Hochfahren der Elek-
trode unterbrochen Werden. Für diesen Zweck ist ein Kurzschluß-
detektor 74 vorgesehen, der ein Lichtbogenspannungssignal von
den Zeitungen 32 und 34 aufnimmt, die an die Elektrode 16 bzw.
den Ofen 10 angeschlossen sind. Bei Auftritt eines Kurzschlusses
steilt der Detektor 74 die niedrige Lichtbogenäpannung fest
und liefert ein elektrisches Singal an die Klemmen 76 der
Leistungavergleichsechaltung 44. Dieses Signal betätigt zweck-
entsprechende, innerhalb der Leistungsvergleichsschaltung 44
vorgesehene elektrische Mittel, durch die die anderen Eingangs-
signale elektrisch äbgetrennt werden und an den Ausgangsklemmen
60 der Leistungsvergleichsschaltung 44 ein Signal ereeugt wird,
das die Feldwicklung 62 der Amplidyne 48 in-solcher Richtung
er-
regt, daß die Elektrode 16 um eine Strecke angehoben wird,
die
atisreicht, um den Kurzschluß zu beseitigen.
Im. Betrieb wird dem Lichtbogenofen 10 Leistung von der als
Dreiphasentransformator ausgebildeten Stromquelle 24 zugeführt,
,
die im allgemenen°mehrere Anzapfungen besitzt, um mit
einer Reihe von unterschiedlichen Spannungen arbeiten zu können.
Von der Stromquelle 24 werden die Elektroden 12, 14 und ` 16 über die Leiter 18,
20 und 22 gespeist, wobei der Lichtbogen an dtr Elektrode 16 den einen Zweig einer
Dreiphasenlast bildet. Als Stromrückführung dient der an den Ofen 1Cl angeschlossene
IJull"Leiter 23. Das Lichtbogenstromsignal vom Stromwandler 26 und das Lichtbogenspannungssignal,
das über die Leitungen 32 und 34 von dem Leiter 22 der Elektrode 16 bzw. dem Ofen
10 abgenommen wird, werden dem.Leistungsw4ndler 36 zugeführt und elektrisch derart
miteinander kombiniert, dap an den Klemmen 54 ein Leistungssignal erscheint, dessen
Amplitude proportional dem Produkt aus dem gleichphasigen Lichtbogenstromsignal
und dem Liehtbogenspannungssignal ist. Während des Abschmelzvorganges schwankt die
Schmelzleistuug im Lichtbogen zwischen der Elektrode und dem Einsatz mit fortschreitendem
Schmelzen oft rasch. Infolgedessen schwanken der Llektrodenstrom und die Elektrodenspannung.
Es ist daher erwünscht, Regelungsänderungen kleinstmöglich zu halten, die auf derartige
Schwankungen zurückzuführen sind, um Regelschvrankungen (hunting), Übersteuerungen
und unnötige Beeinflussungen der Blektrodenbewegung so klein wie möglich zu halten.
Das Leistungssignal wird für diesen Zweck der Schaltung 42#zugeführt, die das Leistungssignal
über eire vorbestimmte Zeitspanne mittelt. Da: Leitungsmittelwertsignal wird dann
mit einem von der Bezugsleistungsoueile 46 gelieferten Bezugssignal. verglichen,
dessen Größe in der Leistungsvergleicheschaltung 44 der gewünschten Lichtbogenschmelzleistung
i,roportional ist. Die Leistungsvergleichsechaltung 44 liefert ein Ausgangseignal,
das
proportional der Differenz zwischen den betreffenden Leistungssignalen
ist. Mit diesem Ausgangssignal wird dann eine zweckentsprechende Motorsteuerung,
beispielsweise die Amplidyne 48, gespeist, um den Elektrodenantriebsmotor 31 so
lange zu betätigen, bis die betreffenden Leistungssignale wieder einarider gleich
sind. Die den Leistungsmittelwert bildende Schaltung 42 verhindert unnötige Bewegungen
der Elektrode 16 während des Schmelzvorganges. _
64
Wie aus der Kurve /iJn Fig. 2 hervorgeht, kann die Regeleinrich-
tung bei einer vorgegebenen Lichtbogenschmelzleistung auf zwei verschiednen Punkten
der Kurve arbeiten, wenn die Lichtbogenschmelzleistung unterhalb des Höchstwertes
liegt. Der Bereich niedrigerer Stromstärke entspricht einer Blektrodenstellung,
die zu einem langen Lichtbogen führt, während der Bereich größerer Stromstärke einer
Blektrodenstellung für kurzen Lichtbogen entspricht. Da die Regeleinrichtung auf
einem von zwei stabilen Punkten der Kurve für einen vorgegebenen Leistungswert arbeiten
kann, muß bekannt sein,. in welcher Richtung die Elektrode 16 angetrieben werden
muß, d. h. ob die lichtbogenlänge größer oder kleiner gemacht werden muß, um die
lichtbogerischmelzleistung in Richtung auf den*gewünschten Wert zu-verstellen. Für
diesen Zweck ist der. Stromwandler 40 vorgesehen, der das lichtbogenatromsignal
vom Stromwandler 26 aufnimmt und ein dazu proportionales Ausgangssignal erzeugt,
das.In the case of an AC electric arc furnace, the power source 24 has a three-phase transformer with different taps or taps for different voltages. The power factor converter 38 is provided to determine which transformer tap of the power source 24 is to be used. In order to supply maximum power to the arc, as previously explained with reference to FIG. 2, a power factor of approximately 0.74 to 0.76 is desired. De; Power factor converter 38 receives an arc current signal from current converter 26 and an arc voltage signal from lines 32 and 34. The power factor represents the cosine of the phase angle between the arc current signal and the arc voltage signal, which are both alternating currents. From the power factor converter 38, a signal indicative of the phase angle between the voltage and current signals is fed to a power factor level detector 68 which compares the actual power factor with that of approximately 0.74 to 0.76. If the actual power factor differs from the nominal power factor, the power factor level detector 68 supplies an output signal which is proportional to the difference between the tst value and the nominal value. If the required power is smaller than the actual power and the power factor range is approximately .0,74 to 0.76, the output signal actuates an automatic control 70 for the Transformatoranzapfungsumschaltung: The controller 70 in turn acts in the correct Reihenfolge` on one of a tap changer and a power @,
Switch existing device 72 on, which is designed so
that first the electrode is withdrawn, the circuit is
broke, the transformer tap of the power source 24 switched
tet and then the circuit breaker is closed again, so
that the melting process starts again. As a result, the
Melting process automatically using the cheapest in each case
Transformer tapping carried out.
If a short circuit between the electrode 16 and the scrap
use occurs, the short circuit must be made by running up the elec-
trode be interrupted. For this purpose, a short-circuit
detector 74 is provided which receives an arc voltage signal from
the newspapers 32 and 34 which are attached to the electrode 16 and
the furnace 10 are connected. When a short circuit occurs
the detector 74 determines the low arc voltage
and supplies an electrical signal to terminals 76 of the
Power comparison circuit 44. This signal actuates purposefully
corresponding ones within the power comparison circuit 44
provided electrical means through which the other input
signals are electrically isolated and at the output terminals
60 a signal is generated in the power comparison circuit 44,
that the field winding 62 of the Amplidyne 48 moves in such a direction
stimulates that the electrode 16 is raised by a distance that
atis is sufficient to eliminate the short circuit.
In operation, the arc furnace 10 is output from the as
Three-phase transformer trained power source 24 supplied,,
which in general ° has several taps in order to be able to use
to be able to work on a range of different voltages. The electrodes 12, 14 and 16 are fed from the current source 24 via the conductors 18, 20 and 22, the arc at the electrode 16 forming one branch of a three-phase load. The IJull "conductor 23 connected to the furnace 1Cl serves as current return. The arc current signal from the current transformer 26 and the arc voltage signal, which is picked up via the lines 32 and 34 from the conductor 22 of the electrode 16 and the furnace 10, respectively, are transmitted to the power converter 36 and electrically combined with one another in such a way that a power signal appears at terminals 54, the amplitude of which is proportional to the product of the in-phase arc current signal and the light arc voltage signal. As a result of this, the electrode current and the electrode voltage fluctuate u hold. The power signal is fed to circuit 42 # for this purpose, which averages the power signal over a predetermined period of time. Since: The line mean value signal is then matched with a reference signal supplied by the reference power unit 46. compared, the size of which in the power comparison circuit 44 of the desired arc melting power i, is proportional. The power comparison circuit 44 provides an output signal which is proportional to the difference between the respective power signals. This output signal is then used to feed an appropriate motor control, for example the Amplidyne 48, in order to operate the electrode drive motor 31 until the relevant power signals are again equal. The circuit 42 which forms the average power value prevents unnecessary movements of the electrode 16 during the melting process. _ 64
As can be seen from the curve / in Fig. 2, the control device
The device can operate at two different points on the curve for a given arc melting power when the arc melting power is below the maximum value. The area of lower amperage corresponds to a lead electrode position that leads to a long arc, while the area of higher amperage corresponds to a lead electrode position for a short arc. Since the control device can operate on one of two stable points on the curve for a given power value, it must be known. in which direction the electrode 16 must be driven, ie whether the arc length must be made larger or smaller in order to adjust the arc melting power in the direction of the desired value. For this purpose is the. Current transformer 40 is provided, which receives the arc atomic signal from the current transformer 26 and generates an output signal proportional thereto, which.
den Klemmen 66 der Leistungsvergleichssehaltung 44 zugeführt
und' dazu benutzt wird, die Polarität des-Differenzausgangssignals der leistungsvergl
eichsashÄltung 44 an den Klemmen, 60 zu bestimmen.
Die Leistungsvergleichsschaltung
44 ist mit einem bIeßwertaufnehmer für das Lichtbogensttomaignal ausgestattet,
um allgemein zu ermitteln, ob der Lichtbogenstrom in dem Bereich für einen langen
Lichtbogen oder dem Bereich für einen kurzen Lichtbogen liegt (Figur 2). Dieser
Meßwertaufnehmer kann beispielsweise eine bistabile Einheit sein, die den Zweck
hat, die Polarität des Ausgangssignals in Abhängigkeit von ihren
Schaltzustand
umzukehren. Mit Hilfe einer derartigen bistabilen Einheit kann auch eine tote Zone
für einen bestimmten Liehtbogenschmelzstrombereich nahe der Stellung für optimale
Lichtbogenschmelzleistung vorgegeben werden. Wie aus dem gegenseitigen Verhältnis
der Leistungsfaktorkurve 65 und der lichtbogenschmelzleistungskurve 64 zu erkennen
ist, läßt sich der Leistungsfaktor zur Meßwertermittlung heranziehen, indem eine
zweckentsprechende Vorrichtung für Werte des Leistungsfaktors oberhalb oder unterhalb
desjenigen Leistungsfaktors betätigt wird, der dem Höchstwert der Lichtbogenschmelzleistung
entspricht.the terminals 66 of the power comparison circuit 44 and is used to determine the polarity of the differential output signal of the power comparison circuit 44 at the terminals 16, 60. The power comparison circuit 44 is provided with a sensor for the arc stoma signal to generally determine whether the arc current is in the range for a long arc or the range for a short arc (FIG. 2). This transducer can be a bistable unit, for example, which has the purpose of reversing the polarity of the output signal as a function of its switching state. With the help of such a bistable unit, a dead zone can also be specified for a specific arc melting current range near the position for optimal arc melting performance. As can be seen from the mutual relationship of the power factor curve 65 and the arc melting power curve 64, the power factor can be used to determine the measured value by actuating an appropriate device for values of the power factor above or below that power factor which corresponds to the maximum value of the arc melting power.
Ist daher die Elektrode 16 für ein Arbeiten mit langem Lichtbogen
eingestellt und zeigt das von der Bezugaleistungsquelle 46 kommende leiatungssignal
eine höhere Leistung an, so läßt das vom Stromwandler 40 kommende Lichtbogenstromaignal
erkennen, daß die lichtbogensehmelzleistung im Bereich eines langen Lichtbogens
liegt. Dieses lichtbogeriatromsignal betätigt den Meßwertaufnehmer derart,
d" für das Ausgangssignal der Leistungsvergleichsechaltung 44 eine Polarität
bestimmt wird, die derart gerich-' tot ist, daß die Elektrode 16 abgesenkt
Wird, um die Liahtbogenlänge für höhere Leistung zu verringern. falle
die
Elektrode in einer Stellung gehalten wird, die einem Betrieb
mit kurzem Lichtbogen entspricht, und das Leistungssignal von
der Bezugsleistungsquelle 46 nach höherer Leistung verlangt,
dann gibt in ähnlicher Weise das lichtbogenstromsignal vom
Stromwandler 40 die entgegengesetzte Polarität für das Aus-
gangssignal der Leistungsvergleichsschaltung 44 vor, um die
Elektrode 16 zwecks Vergrößerung der Lichtbogenlänge und Stei-
gerung der Lichtbogenschmelzleistung nach oben zu fahren.
Aus einem Vergleich der kurven 64 und 65 der Fig. 2 ergibt
sich, daß bei der maximalen Lichtbogenschmelzleistung gemäß
I:urve 64 der Leistungsfaktor nach Figur 65_näherungsweise
0,74 bis 0,76 beträgt. -Es ist infolgedessen erwünscht, die
Stromquelle 24 in Form des Dreiphasenstromtransformatorg mit
oder nahezu mit dem Leistungsfaktor arbeiten zu lassen, der
der maximalen hichtbogenschmelzleistung entspricht. Der Lei-
stungsfaktor kann dadurch eingestellt werden, daM der Wert
der
Induktivität im Hauptstromkreis verändert wird. Dies geschieht
im allgemeinen dadurch, daß der pannuneeabgriff an der Strom-
quelle 24 geändert wird, um die Anzahl der Trarisformatorwin-
dungen zu erhöhen oder zu verringern, und/ oder daß die in
Reihe
liegende Reaktanz ge-iidert wird. Erfindungsgemäß erfolgt dies
selbstetätig, indem der Lei:z#tungsfaktorwandler 38 vorgesehen
wird, in den ein Lichtbogenstromsignal vom Stror:,.-andler
26 so-
wie ein: Zichtbogenspannungssignal über die Zeitungen 32 und
34 eingegeben werden. Diese Signale werden ele-I:tri sch derart
zusarenengefaßt, dris ein Ausgangssignal entsteht, dessen
Amplitude proportional dem Leistungsfaktor ist. Dieses Aus-
gangssignal betätigt dann den Leistungsfaktor-Pegeldetektor
68, der den Ist-Leistungsfaktor mit Bezug auf den Soll-Lei-
atungsfaktorbereich von 0,74 bis 0,76 bestimmt. Falls der
Ist-Leistungsfaktor im Bereich des Soll-Leistungsfaktors liegt
und die Ist-Leistung kleiner als die Soll-Leistung ist, wird
ein Ausgangssignal erzeugt, das die selbsttätige Steuerung
70
für die Tranaformatoranzapfungsumschaltung betätigt, die be-
stimmt, ob die Anzapfung der Transformatorstromquelle 24
so
zu ändern ist, daß die Induktivität erhöht wird, oder derart,
daß die Induktivität verringert wird. Das Ausgangssignal der
Steuerung 70 betätigt dann die aus Anzapfungsumschalter und
Leistungsschalter bestehende Einrichtung 72 in der richtigen
Reihenfolge, so daß die Anzapfung der Transformatorstromquelle
24 in sicher Richtung umgeschaltet wird, daß die Leistung auf
den Sollwert zurückgeführt wird.
Die Figuren 3 bis 5 zeigen eine abgewandelte Ausführungsform
der
Einrichtung na-Ah Fig. 1, bei der ein üblicher Lichtbogenimpedanz-
regler derart abgewandelt ist, daß er auf ein Signal anspricht,
das der Leistung oder dem Leistungsfaktor proportional ist.
Der
Figur 1 entsprechende Bau- oder Schaltungsteile sind in Fig.
3
mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 bezeichnet. In
Fig. 3
ist der Ofen 10 dargestellt, in dem die drei Elektroden 12,
14
und 16 aufgehängt sind, von denen jede mittels des zugehörigen
._
Leiters 18, 20 bzw. 22 ar46ie in Form eines Dreiphasentransformators
ausgebildete Stromquelle 24 angeschlossen ist. Ebenso wie bei
der
Ausführungsform nach Fig. 1 ist nur diejenige Schaltungsanordnung
veranschaulicht und erläutert, die der
Elektrode 16, d. h.-der einen Phase, zugeordnet ist. Ent-,
sprechende Schaltungsanordnungen sind für die beiden anderen Elektroden '12 und
14 vorhanden. fit dem Leiter 22 der Elektrode 16 ist ein Stromwandler 26 induktiv
gekoppelt, der an Klemmen 5 und 6 des @Leistungsfaktorwandlers 38 ein den Lichtbogenstrom
kennzeichnendes Eingangssignal anlegt. Die Leitun-. geri 32 und 34, die mit dem
Leiter 22 der Elektrode 16 bzw.If, therefore, the electrode 16 is set for working with a long arc and the conduction signal coming from the reference power source 46 indicates a higher output, the arc current signal coming from the current transformer 40 indicates that the arcing power is in the range of a long arc . This lichtbogeriatromsignal actuates the transducer in such a way d "for the output signal of a polarity Leistungsvergleichsechaltung 44 is determined, which is so addressed 'dead, that the electrode 16 is lowered to reduce the Liahtbogenlänge for higher performance. Fall the Electrode is held in a position suitable for operation
with short arc, and the power signal of
the reference power source 46 demands higher power,
then similarly gives the arc current signal from the
Current transformer 40 the opposite polarity for the output
output signal of the power comparison circuit 44 to the
Electrode 16 for the purpose of increasing the arc length and
increasing the arc melting power.
A comparison of curves 64 and 65 in FIG. 2 shows
that at the maximum arc melting power according to
I: curve 64 the power factor according to Figure 65_approximately
Is 0.74 to 0.76. -It is therefore desirable that
Power source 24 in the form of the three-phase current transformer
or to work almost with the power factor that
corresponds to the maximum arc melting capacity. The Lei
power factor can be set by changing the value of the
Inductance in the main circuit is changed. this happens
generally by the fact that the pannuno tap on the power
source 24 is changed to increase the number of Trarisformatorwin-
applications to increase or decrease, and / or that the in series
lying reactance is reduced. This is done according to the invention
automatically, in that the power factor converter 38 is provided
into which an arc current signal from the Stror:, .- andler 26 so-
like a: slip sheet voltage signal over the newspapers 32 and
34 must be entered. These signals become electrical in this way
summarized, dris an output signal arises whose
Amplitude is proportional to the power factor. This out
The output signal then actuates the power factor level detector
68, which shows the actual power factor with reference to the target power
at factor range from 0.74 to 0.76 determined. If the
Actual power factor is in the range of the target power factor
and the actual output is less than the target output
generates an output signal that the automatic controller 70
actuated for the transformer tap changeover, which
true whether the tap of the transformer power source 24 so
to be changed is that the inductance is increased, or in such a way,
that the inductance is reduced. The output signal of the
Controller 70 then operates the tap toggle switches and
Circuit breaker existing device 72 in the correct
Order so that the tapping of the transformer power source
24 is switched in the safe direction that the power on
the setpoint is fed back.
Figures 3 to 5 show a modified embodiment of the
Device na-Ah Fig. 1, in which a conventional arc impedance
controller is modified in such a way that it responds to a signal,
that is proportional to the power or power factor. Of the
Components or circuit parts corresponding to FIG. 1 are shown in FIG. 3
denoted by the same reference numerals as in FIG. In Fig. 3
the furnace 10 is shown in which the three electrodes 12, 14
and 16 are suspended, each of which by means of the associated ._
Conductor 18, 20 or 22 ar46ie in the form of a three-phase transformer
trained power source 24 is connected. As with the
The embodiment according to FIG. 1 is only that circuit arrangement
illustrates and explains the
Electrode 16, ie one phase, is assigned. Corresponding circuit arrangements are available for the other two electrodes '12 and 14. A current transformer 26 is inductively coupled to the conductor 22 of the electrode 16 and applies an input signal characterizing the arc current to terminals 5 and 6 of the power factor converter 38. The line. geri 32 and 34, which are connected to the conductor 22 of the electrode 16 and
dem Ofen 10 verbunden sind, liefern ein der Lichtbogenspannung proportionales
Signal. Dieses Lichtbogenspannungssignal wird den Klemmen 3 und 4 des Leistungsfaktorwandlers
38 zugeführt. Der Leistungsfaktorwandler 38 liefert ein Gleichstromausgangssignal,
das dem Leistungsfaktor, bestimmt durch die Eingangssignale entsprechend der Lichtbogenspannung
und dem Lichtbogenstrom, proportional ist, und kann im übrigen in beliebiger Weise
aufgebaut sein. Der Leistungsfaktorwandler 38 ist mit seinen Klemmen 1 und 2 an
eine Wechselstromquelle 78 angeschlossen. An den Klemmen 7 und J des Leistungsfaktorwandlers
38 kann ein Ausgangssignal abgenommen werden, das im folgenden noch näher beschrieben
ist.connected to the furnace 10 provide a voltage proportional to the arc voltage
Signal. This arc voltage signal is applied to terminals 3 and 4 of the power factor converter
38 supplied. The power factor converter 38 provides a DC output signal,
that is the power factor determined by the input signals according to the arc voltage
and the arc current, is proportional, and can otherwise in any way
be constructed. The power factor converter 38 is connected to its terminals 1 and 2
an AC power source 78 is connected. At terminals 7 and J of the power factor converter
38 an output signal can be picked up, which is described in more detail below
is.
Das Lichtbogenstromsignal vom Stromwandler 26 wird außerdem den Klemmen
3 und 4 eines Leistungsschreibers 8D zugeführt. In ähnlicher Weise wird das Lichtbogenspannungssignal
von den Leitungen 32 und 34 den Klemmen 1 und 2 des Leistungsschreibers 80 zuüoloitet.
An den Klemmen 7 und 8 wird ein Wechselstrom eingespeist, der der Stromquelle U1
entnommen wird.
Zu- Durchführung der erforderlicnen Schaltfunktion
sind vier bistabile iflagnetverstärkereinheiten vorhanden, die mit den Bubhstaben
BS und zusätzlichen Buchstaben zur KennzeLchnung der betreffenden Funktion bezeichnet
sind. Die bistabile Einheit BSI schaltet bei einem Befehl, die Leistung zu erhöhen
auf EIN. Die bistabile Einheit BSR schaltet auf EIN, Wenn die Leistung verringert
werden mu3. DiE bistabLle Einheit USEIPF wird betätigt, wenn von dem Leistungsfaktorwandler
38 ein Signal vorliegt, das einen hohen Leistungsfaktor kennzeichnet. Entsprechend
wird die bistabile Einheit BSLPF betätigt, wenn der Leistungsfaktorwandlar 38 einen
niedrigen Leistungsfaktor anzeigt. Die Funktion und Arbeitsweise der bistabilen
Einheiten wird in Verbindung mit der Arbeitsweise der 3chaltunüsanordnung näher
erläutert. Die bistabilen Einheiten können-in beliebiger bekannter Weise aufgebaut
sein und weisen@eine Leistungswicklung, eine Lastwicklung und die geeignete Anzahl
von Steuerwicklungen auf.The arc current signal from current transformer 26 is also applied to the terminals
3 and 4 of a power recorder 8D supplied. Similarly, the arc voltage signal
from the lines 32 and 34 to the terminals 1 and 2 of the power recorder 80 zuüoloitet.
An alternating current is fed in at terminals 7 and 8, which corresponds to the current source U1
is removed.
To carry out the required switching function
there are four bistable iflagnet amplifier units that start with the letters
BS and additional letters to identify the function concerned
are. The bistable unit BSI switches when there is a command to increase the power
to a. The bistable unit BSR switches ON when the power is reduced
must be 3. The bistable unit USEIPF is actuated when from the power factor converter
38 there is a signal that indicates a high power factor. Corresponding
the bistable unit BSLPF is actuated when the power factor converter 38 is one
indicates low power factor. The function and mode of operation of the bistable
Units will become closer in connection with the way of working of the 3chaltunüs arrangement
explained. The bistable units can be constructed in any known manner
be and have @ a power winding, a load winding and the appropriate number
of control windings.
Die bistabilen Einheiten BSI und BSR sind ähnlich aufgebaut und jeweils
mit Klemmen 1 bis 10 versehen. Die Stromzufuhr erfolgt an den Klemmen 1 und 2 der
betreffenden Einheiten von einer Wechselstromquelle 82 aus. Die bistabilen Einheiten
BSI und BSR weisen drei Steuerwicklungen auf, von denen eine an die Klemmen 3,4,
eine zweite an die Klemmen 5,6 und eine dritte an die Klemmen 7,8 angeschlossen
ist. Das Ausgangssignal der bistabilen Einheit BSI erscheint an den Klemmen 9,10,
die mit der Wicklung eines Relais 1 elektrisch verbunden sind,
das anzieht, während die bistabile Einheit BSI im EIIT-Zustaxid
liegt. In ähnlicher Weise ist an die Ausgangsklemmen 9,10 der
bistabilen Einheit BSR die Wicklung eines Relais R angeschlossen,
das ebenfalls zum Anzug gebracht wird, während die bistabile
Einheit BSR auf EIN steht.
Die b®tabilen Einheiten BSHPF und BSLPF sind einander ähnlich
auf-
gebaut und mit Klemmen 1 bis 8 versehen. Die Stromzufuhr erfolgt
an den Klemmen 1,2 der beiden bistabilen-Einheiten BSHPF urid
BSLPF von der Wechselstromquelle 82 aus. Eine feste Gleichvor-
spannurig wird über die Klemmen 3,4 an eine der Steuerwicklungen
jeder der bistabilen Einheiten BSHPF und BSLPF angelegt. Die
den beiden bistabilen Einheiten zugeführten Gleichvorspannungen.
sind entgegengesetzt gepolt,(wie dies durch die betreffenden
Vorzeichen angedeutet ist), um die betreffenden bistabilen
Ein-
heiten-in Abhängigkeit von Werten oberhalb oder unterhalb eines
voreingestellten Totzonenwertes zu betätigen bzw. zu erregen,
der
dem in Figur 2 gezeigten Bereich Xg'F für einen mittleren Leistungs-
faktor entspricht. Die an die Klemmen 7,8 angeschlossenen
Steuerwicklungen der bistabilen Einheiten BSHPF und BSLPF sind
parallelgeschaltet und mit den Ausgangsklemmen 7,8 des Leistungs-
faktorwandlers 38 elektrisch verbunden. An die La st-A usg,-
ngs-
klemmen 5, 6 der bistabilen Einheit BSHPF sind zwei Darallelge--
scha.ltete Relaiswicklungen angeschlossen, die mit HPF und
HFFX
bezeichnet sind. Mit den Last-Ausgangsklemmen 5, 6 der bi-
stabilen Einheit BSLPF ist eine Relais-wicklung-ZPF verbunden.
Innerhalb des Leistungsschreibers 80 befindet sich ein Schleif-
drahtwiderstand j4 mit einem verstellbaren Abgriff 86, der
in Abhängigkeit von der durch den Leistungsschreiber SO durch=
geführten Leistungsmessung entsprechend dem Lichtbogenspannungs-
,Eingangssignal"an den Klemmen 1,2 und dem Lichtbogenstrom-Ein-
gangssignal an den Klemmen 3,4 verschoben wird. Die Enden des
Widerstandes 84 sind mit den Klemmen 5,6 des Leistungsschrei-
bers i30 verbunden und über Leitungen 88 bzw. 90 an eine Gleich-
stromquelle 92 anggsc@ilossen. Parallel zu dem Widerstand 34
liegt ein Steuer- oder Bezugs-Stellwiderstand 94 mit einem
verstellbaren Abgriff 96, der in eine Stellung gebracht wird,
die kennzeichnend für die gewünschte Eingangsleistung ist.
Der Stellwiderständ 94 kann nach Wunsch von Hand oder pro-
'
grammiert betätigt werden. Es versteht sich, daß bei der mit
drei Elektroden arbeitenden Schaltungsanordnung die dem Wi-
derstand 94 entsprechenden Uezuss-Stellwiderstände gleichzei-
tig betätigt werden. Dies kann beispielsweise dadurch gesche-
hen, daß die drei Steilwiderstände auf einer gemeinsamen Welle
sitzen.
Zwischen dem Scnleifdrahtwiderstand b4 und dem Steilwiderstand
94 wird ein Stromweg von einem Serienstromkreis gebildet, der
von dem verstelibar:rr Abgriff @-6 des Widerstands 84
über einen
ersten Widerstand 9_, einen zweiten Widerstand 100, die mit
den
Klemmen 8,7 verbundene Steuerwicklung der bistabilen Einheit
BSI und die mit den Klci,-imen 7,ö verbundene Steuerwicklung
der
bistabilen Einheit BSR zu dem verstellbaren Abgriff 96 des
Bezugs-Stellwiderstands 94 führt. Die Steuerwicklungen der
bistabilen Einheiten BSI und. BSR sind gegeneinändergeschaltot,
so daß bei einer vorbestimmten Stromrichtung, die von der Spannungsdifferenz zwischen
den verstellbaren Abgriffen 66 und 96 des Schleifdrahtwiderstands 8.4 bzw. des Stellwiderstands
94 abhängt, nur eine der bistabilen Einheiten betätigt wird. Wie zu erkennen ist,
wird auf-diese leise eine Brückenschalteng gebildet, deren durch Unsymmetrie verursachter
Strom durch die gegeneinandergeschalteten Steuerwicklungen der bistabilen Einheiten
BSI und:BSR fließt, wobei die Stromrichtung bestimmt, ob :die bistabile Einheit
BSI zwecks Leistungs-
erhöhung oder die bistabile Einheit BSR zwecks Leietungsabsen-
bzw. erregt
kung betätigt/wird.
Zwischen-dis Leitung 88 und die Verbindungsstelle der Widerstände 98 und 100 ist
ein -Kondensator 102 eingefügt. Der Kondensator 102 und der Widerstand
98 bilden zusammen eine RC-Schaltung,_ die die durch die Bewegung des Abgriffs
ß6 des Schleifdrahtwiderstands ü4: des Leistungsschreibers 80 angezeigte Leistung
mittelt. plötzliche Verschiebungen des verstel,lbaren Abgriffs 86, die normalerweise
zu plötzlichen Schwankungen des durch Unsymmetrie verursachten Stromes der Brückenschalturig
führen würden, werden durch die .von dem Widerstand 98 und dem Kondens.ator'102
gebildete RC-Schaltung ausgefiltert oder gedämpft. Dies führt dazu, daß bedeutungslose
Schwankeng.en der Lichtbogenleistung nicht zu unnötigen Bewegungen der Elektroden
zur Auskompensation dieser Änderungen führen.The bistable units BSI and BSR have a similar structure and are each provided with terminals 1 to 10. Power is supplied to terminals 1 and 2 of the respective units from an alternating current source 82. The bistable units BSI and BSR have three control windings, one of which is connected to terminals 3, 4, a second to terminals 5, 6 and a third to terminals 7, 8. The output signal of the bistable unit BSI appears at terminals 9, 10, which are electrically connected to the winding of a relay 1, that attracts, while the bistable unit BSI in the EIIT additional tax
lies. Similarly, the output terminals 9,10 is the
bistable unit BSR connected to the winding of a relay R,
which is also brought to attraction, while the bistable
Unit BSR is ON.
The b®stable units BSHPF and BSLPF are similar to one another.
built and provided with terminals 1 to 8. The power is supplied
at terminals 1, 2 of the two bistable units BSHPF urid
BSLPF from AC power source 82. A fixed equality
The tension is applied to one of the control windings via terminals 3, 4
each of the bistable units BSHPF and BSLPF are applied. the
DC bias voltages applied to the two bistable units.
are polarized opposite, (as indicated by the relevant
Sign is indicated) in order to generate the relevant bistable input
units-depending on values above or below one
to actuate or excite the preset dead zone value, the
the range Xg'F shown in Figure 2 for an average power
factor corresponds to. The connected to terminals 7,8
Control windings of the bistable units BSHPF and BSLPF are
connected in parallel and connected to the output terminals 7,8 of the power
factor converter 38 electrically connected. To the load output, - ngs-
terminals 5, 6 of the bistable unit BSHPF are two Darallelge
connected relay windings with HPF and HFFX
are designated. With the load output terminals 5, 6 of the bi
stable unit BSLPF is connected to a relay winding ZPF.
Inside the recorder 80 there is a grinding
wire resistor j4 with an adjustable tap 86, the
depending on the performance recorder SO through =
guided power measurement according to the arc voltage
"Input signal" at terminals 1, 2 and the arc current input
output signal at terminals 3, 4 is shifted. The ends of the
Resistor 84 are connected to terminals 5,6 of the power recorder
connected via i30 and connected via lines 88 or 90 to a
power source 92 anggsc @ ilossen. In parallel with resistor 34
is a control or reference variable resistor 94 with a
adjustable tap 96 which is brought into a position
which is characteristic of the required input power.
The variable resistor 94 can, as desired, by hand or pro- '
programmed. It goes without saying that with
three electrodes working circuit arrangement which the Wi-
94 corresponding Uezuss variable resistors at the same time
must be actuated. This can be done, for example, by
hen that the three high-rise resistances on a common shaft
sit.
Between the loop wire resistance b4 and the steep resistance
94 a current path is formed by a series circuit, the
from the verelibar: rr tap @ -6 of the resistor 84 via a
first resistor 9_, a second resistor 100, which with the
Terminals 8,7 connected control winding of the bistable unit
BSI and the control winding of the
bistable unit BSR to the adjustable tap 96 of the
Reference variable resistor 94 leads. The control windings of the
bistable units BSI and. BSR are switched against each other so that only one of the bistable units is actuated in the case of a predetermined current direction, which depends on the voltage difference between the adjustable taps 66 and 96 of the sliding wire resistor 8.4 and of the variable resistor 94. As can be seen, a bridge circuit is quietly formed on-this, the current caused by asymmetry flows through the counter-connected control windings of the bistable units BSI and: BSR, the current direction determining whether: the bistable unit BSI for the purpose of power increase or the bistable unit BSR for the purpose of line output
or excited
actuation / is actuated.
A capacitor 102 is inserted between the line 88 and the junction of the resistors 98 and 100. The capacitor 102 and the resistor 98 together form an RC circuit which averages the power indicated by the movement of the tap ß6 of the sliding wire resistor U4: of the power recorder 80. Sudden displacements of the adjustable tap 86, which would normally lead to sudden fluctuations in the current of the bridge circuit caused by asymmetry, are filtered out or attenuated by the RC circuit formed by the resistor 98 and the capacitor 102. As a result, meaningless fluctuations in the arc power do not lead to unnecessary movements of the electrodes to compensate for these changes.
parallel zu der Gleichstromquelle 92 sind zwei Stallwiderstände
104
und 106 geschaltet, die jeweils mit einem verstellbaren Abgriff 10u bzw. 110 versehen
sind. Die Stallwiderstände 104 und 106 dienen als Spannungsteiler, um die Stromzufuhr
zu den Steuerwicklungen der bistabilen Einheiten BSI und BSR zu regeln.parallel to the direct current source 92 are two stall resistors
104
and 106 connected, each provided with an adjustable tap 10u and 110, respectively
are. The stall resistors 104 and 106 serve as a voltage divider for the power supply
to regulate the control windings of the bistable units BSI and BSR.
Der Stallwiderstand 104 dient der Bandbreitensteuerung für
die bistabilen Einheiten BSI und BSR, indem er an die mit
dieser
den Klemmen 6,5 verbundene Steuerwicklung jeder/bistabilen
Einheiteine Ausgangsvorspannung anlegt. Die Amperewindungen
beider Steuerwicklungen sind gleichgerichtet, wobei die Klemme 6 beider Einheiten
positiv mit Bezug auf die Klemme 5 ist. Der Speisestromkreis dieser Steuerwicklungen
verläuft von dem verstellbaren Abgriff 108 des Stellwiders_tandes 104 über
einen Strombegrenzungswiderstand 112, die mit den Klemmen 6,5 verbundene Steuerwicklung
der bistabilen Einheit BSI und die mit den Klemmen 6,5 verbundene Steuerwicklung
der bistabilen Einheit BSR zur negativen Klemme der Gleichstromquelle 92. Der Betrag
des durch diese Steuerwicklungen fließenden Stroms ändert die Bandbreite durch Einstellung
des verstellbaren Abgriffs 108 des Stallwiderstands 104.The stall resistor 104 is used to control the bandwidth for the bistable units BSI and BSR by contacting the with
this
the terminals 6,5 connected control winding each / bistable
Unit applies an output bias. The ampere turns
Both control windings are rectified, with terminal 6 of both units being positive with respect to terminal 5. The feed circuit of these control windings runs from the adjustable tap 108 of the Stellwiders_tandes 104 via a current limiting resistor 112, the control winding of the bistable unit BSI connected to terminals 6.5 and the control winding of the bistable unit BSR connected to terminals 6.5 to the negative terminal of the direct current source 92. The amount of current flowing through these control windings changes the bandwidth by adjusting the adjustable tap 108 of the stall resistor 104.
Der Stallwiderstand 106 dient der Kompensation des Leistungsverlusts,
im Elektrodenleiter 22. Ein mittlerer Leistungsverlust für den Elektrodenleiter
22 wird-berechnet. An Hand dieses Wertes wird der verstellbare Abgriff 110 des Stellwideratands
106 eingestellt, um eine Steuerwicklung in jeder der bistabilen Einheiten BSI und
BSR derart vorzuspannen, daß
der Leistungsverlust im Leiter 22 kompensiert wird. Obwohl
der Strom im Blektrodenleiter 22 und damit der dort auftre-
tende heistungsverlust schwankt, wird die Kompensation mit-
tels des-3te11widerstands 106 auf einen Wert eingestellt, der
den mittleren Ofenbedingungen entspricht. Der Speisestromkreis
für die Steuerwicklungen Verläuft vom verstellbaren Abgriff
110 des Stehwiderstands 106 über einen Strombegrenzungswider-
stand 114, die -an die Klemmen 3,4 angeschlossene Steuerwick-
lung der bistabilen Einheit ,ESI und dies an die Klemmen M
angeschlossene Steuerwickl der bistäbilen Einheit BSR zur
negativen Klemme der Gleichstromquelle 92. Die Amperewindungen
der jeweils den Klemmen 3:,4 anliegenden Steuerwicklung der
be-
treffenden bistabilen Einheiten sind gleichgerichtet, wobei
die`
Klemme 3 -beider Einheiten positiv mit Bezug auf die Klemme
4
ist.
Bei jeder der bistabilen Einheiten sind die:Amperewindungen
der
an den Klemmen 3,4 angeschlossenen Steuerwicklung den Ampere-
wnduen der mit den Klemmen 6,5 verbundenen Steuerwicklung
.entgegengesetzt-, so- daß sich eine Vorsparnungswirkung ent-
sprechend der Differenz der Amperewindungen ergibt. Dadurch
wird für jede der bistabilen Einheiten BSI und BSR ein an-
fänglicher Arbeit.sp t festget, der durch Erregung der
mit-den Klemmen 7,8-verbundenen Steuen%ricklungen jeder Ein-
heit in der im: folgenden et,#!äuterten Weise beeinflußt wird.
Fig. 4 zeigt die den Relais der Schaltung nach Figur 3 zu-
geordnete Kontaktgruppe und -schaltung. Ein Servomotor 116 nim14t
Strom aus einer Wechselstromquelle 118 auf, wenn die entsprechenden Kontakte geschlossen
sind, die einen Stromkreis herstellen, der von der Stromquelle 118 zu einer.der
beiden Feldwicklungen 120 und 122 des Servomotors 116 führt. Die eine Feldwicklung,
beispielsweise die Wicklung 120, führt zu einer Drehung des Rotors 124 des Servomotors
116 in der einen Richtung, so daß die Elektrode 16 hochgefahren wird, während eine
Erregung der anderen Feldwicklung 122 eine Absenkung der Elektrode 16 zur Folge
hat. Zusätzlich zu den Relais nach Figur 3 sind dreiweitere, mit LA, MP und SA bezeichnete
Relaisvorgesehen, die für die Arbeitsbedingungen "langer Lichtbogen", "maximale
Leistung" bzw."kurzer Lichtbogen" maßgebend sind. Die drei Relais werden aus einer
Wechselstromquelle 1.26 über einen Wählschalter 128 gespeist, der drei Schaltstellungen
besitzt. Hei der dargestellten Schaltstellung verläuft der Erregerstromkreis des
Relais SA von der Wechselstromquelle 126 über den Kontakt 130 des-Wählschalters
128, eine Leitung 136, die Relaiswicklung SA und eine Zeitung 138 zur anderen Klemme
der Stromquelle 126. In ähnlicher Weise kann die Relaiswicklung MP erregt werden,
wenn der Wählschalter 128 auf den Kontakt 132 gestellt wird. Durch Umschalten des
Wählschalters 128 auf den Kontakt 134 kann schließlich die-Relaiswicklung
LA erregt werden.The stall resistor 106 serves to compensate for the power loss in the electrode conductor 22. An average power loss for the electrode conductor 22 is calculated. On the basis of this value, the adjustable tap 110 of the variable resistor 106 is set in order to bias a control winding in each of the bistable units BSI and BSR in such a way that the power loss in the conductor 22 is compensated for. Even though
the current in the sheet metal conductor 22 and thus the
the power loss fluctuates, the compensation is
by means of the 3te11 resistor 106 is set to a value that
corresponds to the average furnace conditions. The supply circuit
for the control windings runs from the adjustable tap
110 of the withstand resistor 106 via a current limiting resistor
stood 114, the control winding connected to terminals 3, 4
development of the bistable unit, ESI and this to the terminals M
connected Steuerwickl to the bistable unit BSR
negative terminal of DC power supply 92. The ampere-turns
the control winding of the loaded
matching bistable units are rectified, with the`
Terminal 3 - both units positive with respect to terminal 4
is.
For each of the bistable units, the: ampere-turns are the
the control winding connected to terminals 3, 4, the ampere
wnduen the control winding connected to terminals 6,5
.on the opposite-, so that a saving effect arises.
speaking of the difference in ampere turns. Through this
for each of the bistable units BSI and BSR a different
arduous work.sp t established by excitement of the
Controls connected to terminals 7, 8, each input
is influenced in the manner described in the following et, #!
Fig. 4 shows the relay of the circuit according to Figure 3 to-
orderly contact group and switching. A servomotor 116 draws power from an alternating current source 118 when the corresponding contacts are closed, which create a circuit which leads from the power source 118 to one of the two field windings 120 and 122 of the servomotor 116. One field winding, for example winding 120, causes the rotor 124 of the servomotor 116 to rotate in one direction, so that the electrode 16 is raised, while an excitation of the other field winding 122 results in a lowering of the electrode 16. In addition to the relays according to FIG. 3, three further relays labeled LA, MP and SA are provided, which are decisive for the working conditions "long arc", "maximum power" and "short arc". The three relays are fed from an alternating current source 1.26 via a selector switch 128 which has three switch positions. In the switching position shown, the excitation circuit of the relay SA runs from the alternating current source 126 via the contact 130 of the selector switch 128, a line 136, the relay winding SA and a newspaper 138 to the other terminal of the current source 126. The relay winding MP can be energized in a similar manner when the selector switch 128 is set to the contact 132. By switching the selector switch 128 to the contact 134, the relay winding LA can finally be energized.
Ein als Ruhekontakt PT dargestellter Relaiskontakt dient der Taktsteuerung
der Kontaktgruppe. Der Kontakt PT wird mittels eines in der Zeichnung nicht dargestellten
Zeitateuerrelais betätigt. Da
der Zeitsteuerkontakt PT in Reihe mit-der Stromquelle 119 liegt,
führt ein Öffnen .des Kontaktes PT zu einer Unterbrechung des
über die.gontakte laufenden Stromkreises, so daß der Servomo-
tor 116 in der erreichten Stellung stehenbieibt und die Blektro-
de 16 festgehalsten wird, während der Stromkreis des Relaiskontakts
PT offen ist.:-Der Relaiskontakt PT arbeitet zusammen mit den
beiden entsprechenden Kontakten in den. anderen Phasen auf
Zeit-
teilungsbasie derart, daß er während eines Drittels der Zeit-
geschlossen und während zwei Drittel offen ist, wodurch unnötige
Bewegungen der Elektrode 16 weitestgehend vermieden werden.
Wie aus Figur ¢ zu erkennen ist, sind für die Erregung des
Servo-
motors 116 drei verschiedene, über die-zugehörigen Kontakte
führende Primärstromkreise vorgesehen. Jeder Stromkreistist
wieder in zwei mögliche Wege unterteilt, um entweder die Hohh-
fahr-Feldwicklung 120 oder die Absenk-Feldwicklung 122 zu er-
regen. Die drei getrennten Primärstromkreise werden über den
Kontakt LA-des Relais LA, den Kontakt MP des Relais MP oder
den Kontakt SA des Relais SA vorbereitet. Zu einem bestimmten
Zeitpunkt ist immer nur. einer dieser Kontakte geschlossen,
und
zwar im Abhängigkeit von der Stellung des Wählachalters
12&.
Der Wählschalter 1:25 kann von Hand betätigt- wordenp dun den
. Dichtbogenofen mit. langem Dichtbogen (LA) oder mit
maximaler "
Leistung (MP) oder mit kurzem Lichtbogen () arbeiten
zu-lassen
(siehe Fig. 2). Nach Wunsch kann der Wählachalter 128 auch
programmgesteurt sein.
Wenn der Wählschalter 128 auf dem Kontakt 132 steht,
wird die
Wicklung des Relais MP erregt, so daß der Kontakt fp schließt.
Nimmt man ferner an, daß die bistabile Einheit BSLPF erregt
ist, zieht das Relais LPF an, so daß der Kontakt LPF-3 schließt.
Es wird infolgedessen ein Stromkreis hergestellt, der von der
Stromquelle 118 über die Leitung 140, den geschlossenen Kontakt
111P, den geschlossenen Kontakt LPF-3, die Leitung 144, die
Feld-
Wicklung 120 des Servomotors 116, den geschlossenen Kontakt
PT
und die Leitung 142 zur anderen Klemme der Stromquelle
118
führt. Dies führt zu einem Hochfahren der Elektrode 16. Wenn
die
bistabile Einheit BSLPF erregt ist, was einen niedrigen Lei-
stungsfaktor darstellt, dann ist die bistabile Einheit BSHPF
'in diesem Fall
nicht erregt. Infolgedessen kann/nur die eine Feldwicklung
120
des Servomotors 116 unter Strom kommen.
Liegt andererseits die bistabile Einheit BSHPF im EIN-Zustand,
dann öffnet der Relaiskontakt LPF-3 und schließt der Relais-.
kontakt HPF-2, wodurch ein Stromkreis hergestellt wird, der
von der einen Klemme der Stromquelle 118 über die Leitung 140,
den geschlossenen Kontakt fP, den geschlossenen Kontakt HPF-2,
die Leitung 146, die Feldwicklung 122 des Servomotors 116,
den
Ruhekontakt PT und die Litung 142 zur anderen Klemme der Strom-
quelle 118 führt. Dies !3t ein Absenken der Elek:#rode
16 zur
Folge. Der Verstellvorgang wird beendet, nachdem die Elektrode
die Stellung für maximale Leistung_erreicht hat. Wenn der Wähl-
schalter 128 auf dem Kontakt 134 steht, wird die Wicklung des
Relais LA aus der Stromquelle 126 erregt. Auf di=ese Weise
wird
.sofort ein Stromkreis hergestellt, der von der Stromquelle
11b
über die Leitung 140, den geschlossenen Kontakt LA, den Ruhe-
kontakt LPF-2, den Ruhekontakt HPFX-1, die Feldwicklung 120
des Servomotors 116, den Ruhekontakt PT und die Leitung 142-
zur Stromquelle 1:1c führt. Befindet sich jedoch die bistabile
Einheit BSLPF im EIN-Zustand, schließt der Arbeitskontakt .LPF-1
und öffnet der Kontakt LPF-2, wodurch der gleiche Stromkreis
über den Kontakt LPF-1 gescrilossen wird, der parallel zu den
beiden in Reihe geschalteten Ruhekontakten LPF -2 uni] HPFX-1
liegt. Befindet: sich die bistabile Einheit BSHPF im EIN-
Zustand, werden die Relaiswicklungen HPF und HPFX erregt,
Wodurch der Relaiskontakt HPF-1 schließt und der Relaiskon-
takt HPFX--'1 öffnet. F.slls ferner die oben beschriebene Brücken-
schalturig derart außer Gleichgewicht ist, daß die bistabile
-
Einheit 3S(3 erregt wird, kommt das Relais R unter Strom,
wodurch der AFbeitskontakt R-1 geschlossen und der Ruhek6'n-
takt R'-2 geöffnet-wird. Auf diese Weise wird ein Stromkreis
hergestellt, der vön der Stromquelle 11t über die Leitung
140, den geschlossenen Kontakt LA, den geschlossenen Kontakt
HPF-1, den geschlossenen Relaiskontakt R-'1, die Feldwicklung
120 des Servomotors 116, den Ruhekontakt PT und die Leitung
'142 zur Stromquelle 116 zurückführt. Wenn dagegen die
bi-
stabile Einheit BSI erregt ist und die nstabile Einheit BSR
im AUS:--Zustand liegt, kommt die Relaiswicklung I unter Strom,
so daß der Arbeitskontakt I-1 schließt. Dadurch wird ein
Stromkr-ei s -hernestellt,- der von der Stromquelle 118 über
die Leitung .140" den. geschlossenen Kontakt LA, den geschlos-
senen Kontakt hiPF-1, den Ruhekontakt R-2, den geschlossenen
Kontakt 1--1,. di:Feldwicklung 2:2 des Servomotors 116, den
fuhekont.akt PT und di-e Leitung 142 zur Stromquelle 1'18
'
zurückführt. Ist keine der beiden bistabilen Einheiten BSI und
BSR erregt, kommt keine der Feldwicklungen unter Strom, wenn die bistabile Einheit
BSHPF erregt wird.A relay contact shown as a normally closed contact PT is used to control the timing of the contact group. The contact PT is actuated by means of a timing relay, not shown in the drawing. There the time control contact PT is in series with the current source 119,
If the contact PT is opened, the
circuit running through the contacts so that the servomo-
116 stops in the position it has reached and the metal
de 16 is pinned while the relay contact circuit
PT is open: - The relay contact PT works together with the
two corresponding contacts in the. other phases on time
based on division in such a way that during a third of the
closed and open during two thirds, making unnecessary
Movements of the electrode 16 are largely avoided.
As can be seen from Figure ¢, for the excitation of the servo
motors 116 three different ones via the associated contacts
leading primary circuits provided. Each circuit is
again divided into two possible ways to either
driving field winding 120 or the lowering field winding 122
rain. The three separate primary circuits are connected via the
Contact LA-the relay LA, the contact MP of the relay MP or
prepared the contact SA of the relay SA. To a particular one
Time is always just. one of these contacts closed, and
Although the function of the position of the 12 & Wählachalters.
The selector switch 1:25 can be operated manually
. Arc furnace with. long sealing bend (LA) or with a maximum "
Power (MP ) or with a short arc ()
(see Fig. 2). If desired, the dialing age can also be 128
be programmatic.
When the selector switch 128 is on contact 132, the
Winding of the relay MP energized so that the contact fp closes.
Assume also that the bistable unit energizes BSLPF
is, the relay LPF picks up, so that the contact LPF-3 closes.
As a result, a circuit is established that is different from the
Current source 118 via line 140, the closed contact
111P, the closed contact LPF-3, the line 144, the field
Winding 120 of the servo motor 116, the closed contact PT
and lead 142 to the other terminal of power source 118
leads. This causes the electrode 16. If the
bistable unit BSLPF is excited, which results in a low power
represents performance factor, then the bistable unit is BSHPF
'in this case
not aroused. As a result, only the one field winding 120
of the servo motor 116 come under power.
On the other hand, if the bistable unit BSHPF is in the ON state,
then the relay contact LPF-3 opens and the relay contact closes.
contact HPF-2, creating a circuit that
from one terminal of the current source 118 via line 140,
the closed contact fP, the closed contact HPF-2,
the line 146, the field winding 122 of the servo motor 116, the
NC contact PT and the line 142 to the other terminal of the power
source 118 leads. This! 3t a lowering of the electrode: #rode 16 for
Episode. The adjustment process is ended after the electrode
has reached the position for maximum performance. If the dialing
switch 128 is on contact 134, the winding of the
Relay LA energized from power source 126. In this way becomes
. Immediately established a circuit from the power source 11b
via the line 140, the closed contact LA, the idle
contact LPF-2, the normally closed contact HPFX-1, the field winding 120
of the servomotor 116, the normally closed contact PT and the line 142-
leads to power source 1: 1c. However, there is the bistable
Unit BSLPF in the ON state, the normally open contact .LPF-1 closes
and opens the contact LPF-2, creating the same circuit
is scrolled over the contact LPF-1, which is parallel to the
two series-connected break contacts LPF -2 uni] HPFX-1
lies. Located: the bistable unit BSHPF is in the ON
State, the relay windings HPF and HPFX are energized,
As a result of which the relay contact HPF-1 closes and the relay contact
cycle HPFX - '1 opens. F.slls also the bridge described above
schalturig is so out of balance that the bistable -
Unit 3S (3 is energized, the relay R is energized,
whereby the Aworking contact R-1 is closed and the idle k6'n-
clock R'-2 is opened. This creates a circuit
produced, the vön of the power source 11t over the line
140, the closed contact LA, the closed contact
HPF-1, the closed relay contact R-'1, the field winding
120 of the servo motor 116, the normally closed contact PT and the line
'142 returns to power source 116 . If, on the other hand, the bi-
stable unit BSI is excited and the unstable unit BSR
in the OFF state: the relay winding I is energized,
so that the normally open contact I-1 closes. This becomes a
Stromkr-ei s -stepeten, - from the power source 118 via
the line .140 "the. closed contact LA, the closed
senen contact hiPF-1, the normally closed contact R-2, the closed one
Contact 1--1 ,. di: field winding 2: 2 of the servo motor 116, the
foot contact PT and line 142 to power source 1'18 '
returns. If neither of the two bistable units BSI and BSR is energized, none of the field windings is energized when the bistable unit BSHPF is energized.
s
Wenn der Wählschalter 128 in der in Fig. 4 veranschaulichten
Stellung liegt, wird die Relaiswicklung SA über den Kontakt 130 des Wählschalters
128 aus der Stromquelle 126 gespeist und schließt der Relaiskontakt SA. Dadurch
wird sofort ein Stromkreis hergestellt, der von der Stromquelle 118 über die Leitung
140, den geschlossenen Kontakt SA, den Ruhekontakt LPF-¢, den Ruhekontakt HPFg-2,
die Zeitung 146, die Feldwicklung 122 des Servomotors 116, den Ruhekontakt PT und
die Zeitung 142 zur Stromquelle 118 zurückführt. Wird die bistabile Einheit BSHPF
erregt, öffnet der Relaiskontakt HPFä-2, während der Arbeitskontakt HPF-3 schließt,
wodurch die Feldwicklung 122 über den Relaiskontakt HPF-3 erregt wird, der parallel
zu den beiden in Reihe geschalteten Ruhekontakten LPF-4 und HPF%-2 liegt. Falls
sich die bistabile Einheit BSLPF im EIN-Zustand befindet, öffnet der Ruhekontakt
LPF-4 und schließt der Arbeitskontakt LPF-5. Ist keine der beiden bistabilen Einheiten
BSI und BSR erregt (was bedeutet,-daß die Brückenschaltung abgeglichen ist), kommt
der Servomotor 116 wegen des. offenen Arbeitskontakts R-3 im einen Zweig und des
anderen offenen Arbeitskontaktes I-3 im anderen Zweig nicht unter Strom. Wie aus
der das Arbeiten mit langem Lichtbogen betreffenden Beschreibung folgt, ist die
Schaltung für das Arbeiten mit kurzem Lichtbogen ähnlich aufgebaut und ist die Funktionsweise
die gleiche, mit der Ausnahme, daß die
erregten Feldwicklungen
vertauscht sind. Wenn die bistabile Einheit BSR zusammen mit der bistabilen Einheit
BSLPF-erregt wird, kommen die Relaiswicklung R und die Relaiswicklung L-PF :unter
Strom, wodurch die Feldwicklung 122 des Servomotors 116 über einen Stromkreis erregt
wird, der über den Kontakt LPF-5, den geschlossenen Kontakt R'-3, den Ruhekontakt
T-2 u-nd die Leitung 146-zur Feldwicklung 122 führt. Wird dagegen die _ bistabile
Einheit BSI erregt, öffnet der Ruhekontakt I-2 und schließt.-der Arbeitskontakt
I-3: Infolgedessen-Wird die Feld-Wicklung 120 des Servomotors 116 über einen
Stromkreis erregt, der über den Kontakt LPF-5, den geschlossenen Kontakt L-3 und
die Leitung 144 zur Feldwicklung 120 führt. s If the selector switch is in the example illustrated in Fig. 4 position 128, the relay coil SA is supplied via the contact 130 of the selector 128 from the current source 126 and closes the relay contact SA. This immediately creates a circuit from the power source 118 via the line 140, the closed contact SA, the normally closed contact LPF- ¢, the normally closed contact HPFg-2, the newspaper 146, the field winding 122 of the servo motor 116, the normally closed contact PT and the Newspaper 142 returns to power source 118. If the bistable unit BSHPF is energized, the relay contact HPFä-2 opens, while the normally open contact HPF-3 closes, whereby the field winding 122 is excited via the relay contact HPF-3, which is parallel to the two series-connected normally closed contacts LPF-4 and HPF% -2 lies. If the bistable unit BSLPF is in the ON state, the normally closed contact LPF-4 opens and the normally open contact LPF-5 closes. If neither of the two bistable units BSI and BSR is energized (which means that the bridge circuit is balanced), the servomotor 116 is not accommodated because of the open normally open contact R-3 in one branch and the other open normally open contact I-3 in the other branch Current. As follows from the description relating to working with long arcs, the circuitry for working with short arcs is similar and functions in the same way, with the exception that the energized field windings are reversed. When the bistable unit BSR is excited together with the bistable unit BSLPF, the relay winding R and the relay winding L-PF: come under current, whereby the field winding 122 of the servo motor 116 is excited via a circuit which is established via the contact LPF-5, the closed contact R'-3, the normally closed contact T-2 and the line 146-leads to the field winding 122. If, on the other hand, the bistable unit BSI is energized, the normally closed contact I-2 opens and closes. The normally open contact I-3: As a result, the field winding 120 of the servo motor 116 is energized via a circuit which is generated via the contact LPF-5, the closed contact L-3 and the line 144 leads to the field winding 120.
Bei einer Drehung des Rotors 124 des Servomotors 116 in der einen
oder der-anderen Richtung wird der verstellbare Abgriff 148 eines Stellwiderstands-
150 uers-chobert, wie dies in Figur 4 durch die gestrichelte Linie angedeutet ist,
die eine mechanische Verbindung zwischen dem Rotor 1-24 und dem verstellbaren
Abgriff 148 darstellt. Die Funktion der oben beschriebenen Schaltungsanordnunb wird
im einzelnen in Verbindung mit der Arbeitsweise der Regeleinrichtung erläutert.Upon rotation of the rotor 124 of the servo motor 116 in one or the-other direction, the adjustable tap 148 is a Stellwiderstands- 150 Chobert uers-, as is indicated in Figure 4 by the broken line, the mechanical connection between the rotor 1 -24 and the adjustable tap 148 represents. The function of the circuit arrangement described above is explained in detail in connection with the mode of operation of the control device.
Figur 5 zeigt eine Schaltung für eine Lichtbogenimpedanzregelung:
eines Elektro-Lichtbogenafens. Diese Schaltung ist in der US-Patentschrift 3"097
252 dargestellt und beschrieben.: Da diese Schaltung keinen Teil der Erfindung
darstellt und . nur beispielshalber vorgesehen ist, wird sie vorliegend nur .insoweit
erläutefit, al.s dies zum Verständnis- der Erfindung erforderlich ist.
Die
in Figur 5 mit 152 und 154 bezeichneten Stellwiderstände liegen im Lichtbogenspannungssignalkreis
bzw. Lichtbogenstromsignalkreis. Bei einer herkömmlichen Impedanzregeleinrichtung
werden die beiden Stellwiderstände 152 und 154 zwecks Regelung der Lichtbogenimpedanz
gleichzeitig verstellt. Gemäß Figur 5 sind die Stehwiderstände 152 und 154 mit dem
Rotor 124 des Servomotors 116 nach Figur 4 mechanisch gekoppelt und werden von diesem
gesteuert. Die Stellwiderstände 152 und 154 sind in Fig. 4 symbolisch durch den
einen Stellwiderstand 150 dargestellt.FIG. 5 shows a circuit for an arc impedance control: an electric arc furnace. This circuit is shown in US Patent 3 "097,252 and described .: Since this circuit is not part of the invention and. Is provided by way of example only, it will be present only erläutefit .insoweit, this al.s required for comprehension of the invention The variable resistors labeled 152 and 154 in FIG. 5 are in the arc voltage signal circuit and the arc current signal circuit. In a conventional impedance control device, the two variable resistors 152 and 154 are adjusted simultaneously for the purpose of controlling the arc impedance 4 and are controlled by the servomotor 116. The variable resistors 152 and 154 are symbolically represented in FIG.
Zum besseren Verständnis der Arbeitsweise der Schaltungsanordnend
sei Bezug auf Figur 2 genommen, wo die Kurve 63 die aufgenommene Leistung, die Kurve
64 die Lichtbogenleistung und die Kurve 65 den Leistungsfaktor wiedergibt. Die mit
HPF, MPF bzw. LPF bezeichneten Bereiche sind die Bereiche für hohen Leistungsfaktor
bzw. mittleren Leistungsfaktor bzw. niedrigen Leistungsfaktor. Die Zeichnung zeigt
ferner den Bereich für langen Lichtbogen und den Bereich für kurzen Lichtbogen,
wobei die Trennstelle durch die lotrechte Linie angedeutet ist, die dem Punkt der
Kurve 64 für höchste Lichtbogenleistung entspricht.To better understand how the circuitry works
reference is made to Figure 2, where curve 63 is the power consumed, the curve
64 represents the arc power and curve 65 represents the power factor. With
Areas designated HPF, MPF or LPF are the areas for high power factor
or medium power factor or low power factor. The drawing shows
also the area for long arcs and the area for short arcs,
where the separation point is indicated by the vertical line that corresponds to the point of
Curve 64 corresponds to the highest arc power.
Die .Abeitsweiae der Einrichtung nach der Erfindung ist im folgenden
an Hand der Figuren 3 bis 5 erläutert. Die beschriebene Regeleinrichtung arbeitet
vollautomatisch in Abhängigkeit von der Einstellung zweier Steuerelemente. Diese
beiden Steuerelemente sind der Bezugs-Stellviderstand 94 (Figur 3) und.der Wählschalter
128 (Figur 4). Diese beiden Stuerelemente können
ihrerseits handbetätigt werden oder in beliebiger bekannter.
Weise programmgesteuert seine - _
Zunächst sei angenommen., daß der Wählschalter 128 (Figur
auf dem Kontakt 13.2 steht, so daß der Betriebezustand fier
maxianale Leistung ()hergestellt wird.. Aus der denn Relais-
kontakt MP zugeordneten Schaltung. ergibt sich, daß nur einer
von zwei-Zweigstromkreisen . geschlossen werden kann, und zwar
ist entweder die bistabile Bi eit-BSEPr erregt und somit die
bistabile Einheit BSPF nicht erregte oder die bistabile Einheit
DSLPE erregt .und: die bistabile Einheit DSRPF nicht errege"
@jen
das Signal vez den Auoggoklaen 7,8 das leistgstori-jdlers-
58 einem ohen Leiotmgofto2 entspricht 9 gelangt w dieses Ein-
ggesi die Elor2uen 7,8 dez bietabilen Einheit BSHPF9
sie in denml@L@tr°s übargehtv wodurch die Relaiswicklungen
r und X unter C3trom meng die mit den Ausgangskleen
5,6 der bietabilen, Eieit ESHPP verbunden sind. Die:
Schaltung
arbeitet jetst in &em Bereichg der in Figur 2 in Verbindung
mit
der Kurve 64 ,mit f bezeichnet ist. Aus der Kurve 64 ergibt
sich, daß die Elekt2ode 16 abgesenkt werden muß, um die Schal-
tungsanordnung in dem Bereich maximaler Leistung arbeiten zu
lassen, der durch die beiden lotrechten gestrichelten Linien
angedeutet ist. Auf Grund der Erregung der Relaviekluhg
IIPE schließt de@:° Relaiskontakt HFF-2ä wodurch ein Stromkreis
hergestellt wird, der.von der Stromquelle 118 über die Lei-
tung 140, den geschlossenen Relaiskontakt 129 den geschlossenen
Relaiekontalct IPF-2, die Leitung 1469. die Feldwieklg 122
des
Servomotors 116, den Ruherelaiskontakt PT und die Leitung 142
zur Stromquelle 118 zurückführt. Die Feldwicklung 122, die, wie oben erläutert,
die Absenkwicklung darstellt, kommt: unter Strom, so daß der Rotor 124 des Servomotors
116 in solcher Richtung umläuft, daß die mit ihm mechanisch gekoppelten Steilwiderstände
152 und 154 derart verschoben werden, daß die Elektrode 16 abgesenkt wird. Wie Figur
2 zeigt, steigt bei einem Absenken der Elektrode 16 der Lichtbogenstrom entlang
der Kurve 64 für die Lichtbogenleistung an. Wenn der Lichtbogenstrom bis zu einem
Punkt der Kurve 64 angewachsen ist, der innerhalb des durch die gestrichelten Linien
begrenzten Bereiches liegt, wird das Ausgangssignal des Leistung sfaktorw-andlers
38 Null, wodurch die bistabile Einheit BSHPF entregt wird, die Relaiswicklung HPF
abfällt und der Relaiskontakt HPF-2 öffnet. Falls der Lichtbogenstrom entlang der
Kurve 64 über den mit mPF bezeichneten mittleren Leistung sfaktörbereich hinaus
anwächst und in den Bereich LPF gelangt, gibt der Leistungsfaktorwandler 38 an seinen
Klemmen 7,.6 ein Ausgangssignal ab, das kennzeichnend für einen niedrigen Leistungsfaktor
ist. Gelangt dieses Signal zu den Klemmen 7,d der bistabilen Einheit BSLPF, so stellt
es die Einheit in den EIN-Zustand um und- kommt die Re-lais-Wicklung LPF unter Strom,
die mit den Ausgangsklemmen 5,_6 verbunden ist.'Infolgedessen schließt der Relaiskontakt
LPF,-3 und wird ein #itromkreis.hergestellt, der von derJWechselstromquelle 11«
über die Leitung 140, den geschlossenen Relais-Kontakt ft1P, den geschlossenen Relaiskontakt
LPF-3, die Leitung-144, die Feldwicklung 120 des Servomotors 116, den
Ruhekontakt
PT und diel Leitung 142 zur Stromquelle 118 zurückführt. -Uie oben erläutert, hat
die Erregung der Feldwicklung 120 des Servomotors 116 eine Drehung des Rotors 124
'in solcher Richtung zur Folge,-daß die Stellwderstände 15.2 und 154-so verschoben
werden, dap die Elektrode 15 hochge--fahren wird: Durch Hochfahren der Elektrode
16 wird der Arbeitspunkt des Lichtbogenofens entlang der Kurve 64 nach Figur
2 in Richtung auf den innerhalb der gestrichelten Linien. liegenden Bereich für
höchste Leistung verschoben, wodurch der Lichtbogenstrom verringert wird, während
die Lichtbogen-Leistung ansteigt. -Wie aus den Figuren 2 bis 5 hervorgeht, hat der
Bezugs-Stellwiderstand 94 in .der Stellung für maximale Leistung keinen Einfluß
auf das Arbeiten der Einrichtung: In dieser Stellung bildet die Einrichtung eine
reine Leistungsfaktormeß- und Regeleinrichtung, die den Arbeitspunkt des Lichtbogenofene
y innerhalb des Bereichs mPF für höchsten Leistungsfaktor der-Kurve 64 nach Figur
2 hält: Wenn der Wählschalter 128 auf dem Kontakt 134 steht, kommt die Relaiswicklung
LA unter Strom,- wodurch: der Ofen mit langem Lichtbogen betrieben wird. Nimmt man
zunächst an' daß der Ofenim Bereich niedrigen Leistungsfaktors arbeitet, der in
Figur 2 mit LPF bezeichnet ist, so kommt folgender Stromkreis zustande.-Die blstabile
Einheit BSLPF wird durch das Ausgangssignal des Lestungsfaktorwandlere-38 erregt.
und bringt die -Relaiswicklung LPF unter Strom,- wodurch der-Relaiskontakt
LPF-1
schließt, während der Relaiskontakt LPF-2 öffnet. Es ' wird dadurch ein Stromkreis
geschlossen, der von der lUechselstromquelle 118 über die Leitung 140, den geschlossenen
Relaiskontakt LA, den geschlossenen Relaiskontakt LPF-1, die Feld-Wicklung 120 des
Servomotors 116, den geschlossenen Relaiskontakt PT und die. Leitung 142 zur Stromquelle
118 zurückführt. Die Erregung der Hochfahr-Feldwicklung 120 hat zur Folge, daß der
Rotor 124 des Servomotors 116 in solcher Richtung umläuft, daß die Elektrode 16
durch Verstellung der Stellwiderstände 152 und 154 hochgefahren wird. Die Elektrode
16 wird weiter nach oben verstellt, bis der Ofenarbeitspunkt in den Bereich [PF
für mittleren Leistungsfaktör zwischen den gestrichelten Linien nach Figur 2 zu
liegen kommt. Nunmehr Wird die bistabile Einheit BSLPF entregt, so daß-der Relaiskontakt
LPF-2 in die Ruheschließstellung zurückkehrt und der Relaiskontakt LPF-1 öffnet.
Im Bereich mittleren Leistungsfaktors ist auch
nicht
die bistabile Einheit BSHPF/ erregt, so daß die Hochfahr-Feld-
Wicklung 120 des Servomotors 116 weiterhin über einen Stromkreis erregt ist, der
von dem geschlossenen RelaiskontakL LA über den Ruherelaiskontakt LPF-2 und den
Ruherelaiskontakt HPFX-1 führt. Da die beiden in Reihe geschalteten Ruherelaiskontakte
LPF-2 und HPF'%'-'l parallel zu dem Relai,-,l<ontakt LPF-1 liegen, wird die Elektrode
'I6 wo-Liter nach oben -";:rstei-c, bis der Arbeitspunkt innerhalb des Bereichs
HPF für hohen -Leistungsfaktor liegt. Nunmehr wird die bistabile Einheit BSHPF auf
Grund eines Signals des Leistungsfaktorwandlers 3b 'erregt, wodurch die R®laiswicklungen
HPF und HPFX unter Strom. kommen.
Der R-uh:erelaiskontakt HPFX-1 öffnet, wodurch der Stromkreis
zwischen der Stromquelle 11ü und der Feldwicklung 120 des
Servomotors 116 aufgetrennt wird. Gleichzeitig schließt
der
Relaiskontakt HPF-1 im Zweigstromkreis, doch kommt der Servo-
motor '116 nicht unter Strom, wenn nicht die bistabile Einheit
BSI oder die bistabile Einheit BSR erregt wird. Die Erregung
der bistabilen Einheiten BSI und-BSR hängt vom Zustand
der
oben .beschriebenen BrUckenschalturig ab. Falls zu diesem Zeit-
punk,tder verstellbare Abgriff 96 des Bezugs-Stellwiderstands
94 auf dem gleichen Potential wie der verstellbare Abgriff
86: des 8.chleifdrahtwiderstands 34 im Leistungsschreiber u0
liegt, fließt durch die Steuerwicklun,g:en von beiden ;bistabilen
-Einheiten kein Strom,- Dies entspricht dem Fall, daß die
Soll
Leistung gleich der Lichtbogenleistu;ng ist:
Wenn jedoch der Bezugs-Stellwiderstand 94 so eingestellt, wird,
daß-das Potential an-seinemAbgriff 96 niedriger als das Po-ten-
tial am Abgriff 86 des Schleifdratitwiderstands --4 ist, dann
fließt-ein durch Urisymmetrie verursachter Strom durch die
St®uerwickl ngen der bistabilen-Einheiten BSI und BSR. Der
Strom läuft dabei vom Abgriff u6 des Schleifdrahtwiderstandes
84 über die Widerstände 9b und 10.0, -die an die Klemmen b,7
an-
geschlossene Steuerwicklung der bistabilen Einheit i3SI und
die an die K1=.-men 7,6 angeschlossene Steuerwicklung der bi-
s taby."i.en-Einheit: BSR zum verstellbaren Abgriff 96 des
Stell-
Widerstands '=.4. Damit der durch)sine Steuerwicklung
agier der
z"ehörige
. beiden bistabilen Einheiten fließende Strom; did/Einheit
erre-
gen kann, mu3 der Strom von der Klemme mit der niedrigeren
Ziffer zu der Klemme mit der höheren Ziffer fließen. Diese Bedingung
ist vorliegend nur eingeführt, um die Erläuterung zu erleichtern und stellt keine
Beschränkung der Erfindung dar. Da der Stromfluß in der Steuerwicklung der bistabilen
Einheit BSI von der Klemme 8 zur Klemme 7 gerichtet ist, bleibt die bistabile Einheit
DSI im AUS-Zustand, während der Strom in der bistabilen Einheit DSR von der Klemme
7 zur Klemme d läuft, so daß die bistabile Einheit BSR-erregt wird: Die mit den
Ausgangsklemmen 9,10 der bistabilen Einheit BSR verbundene Relaiswicklung R kommt
unter Strom, so daß der Relaiskontakt R-1 schließt und der Ruherelaiskontakt R-2
öffnet. Dieser Zustand entspricht dem Befehl für eine Verring.erung der dem Ofen
zugeführten Leistung. Wie aus Figur 4 (iervorgeht, wird ein Stromkreis geschlossen,
der von,der ,Jechselstromquelle 11- über die Leitung 140, den geschlossenen Relaiskontakt
LA, den geschlossenen Relaiskontakt HPF-1, den geschlossenen Relaiskontakt-i-1,
die Leitung 144, die Feldwicklung 120 des Servomotors 1*16, den geschlossenen Relaiskontakt
PT und die Leitung 142 zur Wechselstromquelle 11d zurückführt. Das hat zur Folge,
daß der Rotor 124 des Servomoors 116 die mechanisch angekoppelten Stellwiderstände
152
und 1S4 in solcher Richtung verstellt, daß die Elektrode 16 hochgefahren
wird. ujie aus der Kurve 64 in Figur 2,hervorgeht, führt eine Steigerung der Lichtbogenlänge
im Bereich HPF für, hohen Leistungsfaktor zu einer Verringerung der Lichtbogenleistung.
Bei einem Absinken der Lichtbogenleistung wird dieser Zustand vom Leistungsachreiber.80
ermittelt und der verstellbare Abgriff t:6 des Schleifdrahtwiderstandes G4 bis zu
dem Punkt
.,vor s-tellt, an dem das Potential: am. Abgriff 86 gleich
dem
Potential am Abgriff 96 des Stehwiderstands 94 ist.
Wenn umgekehrt der Bezugs-Stellwiderstand 94 so eingestellt
wird=' daß das Potential am Abgriff 96 des Stellmiderstands
94
höher als das-Potential am Abgriff 86 des Schleifdrahtwider-
Standes 84 ist, fließt der durch Unsymmetrie verursachte
Strom vom verstellbaren Abgriff 96 in :Richtung. auf den ver-
stellbaren Abgriff 86, Wodurch die bistabile Einheit
BSI er-
regt und die bistabile Einheit BSR entragt Wird. Bei
Entre-
gung der bistabilen Einheit BS'R öffnet der Relaiskontakt R-1
und@schließt der Relaiskontakt R-2. Gleichzeitig wird durch
die Erregung der Relaiswicklung I der Arbeitskontakt I-1
geschlossen, so daß ein Stromkreis hergestellt wird, der
von der Stromquelle 118 über die Leitung 140, den geschlos-
senen Relaiskontakt LA, den geschlossenen Relaiskontakt HPF-1,
den Ruheralaiskontakt R-2,@ den geschlossenen Relaiskontakt
I-1, die Feldwicklung 122 des Servomotors 116, den Ruherelais-
kontakt PT und die Leitung 142 zur Stromquelle 118 zurück-:
führt. Der Rotor 124 des Servomotors ---116 verstellt dann
die
mit ihm mechanisch gekoppelten Stehwiderstände 152 und
154
in solche Richtung, daß die Elektrode 16. abgesenkt
Wird. Wie
die die Lichtbogenschmelzleistung darstellend® Kurve 64 in
Figur 2 zeigt, verursacht eine. Absenkung der Elektrode
16
im Bereich HPF für hohen Leistungefaktor eine Steigerung der
.
Lichtbogenschmelzleistungä Mit wachsender Lichtbogenleistung
wird: der Abgriff 86 des Schleifdrahtwiderstandes 64
im Lei-
stungsachrezber E1.0 auf einen Punkt ein`geste1lt, bei dem
die
Brücke wieder im Gleichgewicht ist. Dadurch wird die bistabile
Einheit BSI antragt; der Relaiskontakt I-1 öffnet und trennt den Stromkreis zum
Servomotor 116 auf.The working range of the device according to the invention is explained below with reference to FIGS. 3 to 5. The control device described works fully automatically depending on the setting of two control elements. These two control elements are the reference variable resistor 94 (Figure 3) and the selector switch 128 (Figure 4). These two controls can in turn are manually operated or in any known.
Way programmatically its - _
First, suppose. That the selector 128 (Figure
is on contact 13.2, so that the operating status fier
maximum power () is produced .. From which the relay
contact MP associated circuit. it turns out that only one
of two-branch circuits. can be closed, namely
is either the bistable Bi eit-BSEPr excited and thus the
bistable unit BSPF not energized or the bistable unit
DSLPE excites .and: the bistable unit DSRPF does not excite "@jen
the signal vez den Auoggoklaen 7,8 the achievement
58 an ohen Leiotmgofto2 corresponds to 9 if this input
ggesi the Elor2uen 7.8 decidable unit BSHPF9
it goes in denml @ L @ tr ° s whereby the relay windings
r and X under C3trom meng those with the exit cuteness
5.6 of the bidable, Eieit ESHPP are connected. The: circuit
now works in the area of FIG. 2 in conjunction with
of curve 64, denoted by f. From the curve 64 results
that the electrode 16 must be lowered in order to
processing arrangement in the area of maximum performance to work
let by the two vertical dashed lines
is indicated. Due to the excitement of the Relaviekluhg
IIPE closes de @: ° Relay contact HFF-2ä creating a circuit
is produced, the. from the power source 118 via the line
device 140, the closed relay contact 129 the closed
Relaiekontalct IPF-2, the line 1469. the Feldwieklg 122 des
Servomotor 116, the rest relay contact PT and the line 142 to the power source 118 returns. The field winding 122, which, as explained above, represents the secondary winding, comes under current, so that the rotor 124 of the servomotor 116 rotates in such a direction that the high-rise resistors 152 and 154 mechanically coupled to it are shifted in such a way that the electrode 16 is lowered. As FIG. 2 shows, when the electrode 16 is lowered, the arc current increases along the curve 64 for the arc power. When the arc current has increased to a point on curve 64 which is within the range delimited by the dashed lines, the output signal of the power factor converter 38 becomes zero, as a result of which the bistable unit BSHPF is de-energized, the relay winding HPF drops out and the relay contact HPF-2 opens. If the arc current increases along the curve 64 beyond the mean power factor range designated by mPF and reaches the LPF range, the power factor converter 38 emits an output signal at its terminals 7, .6 which is indicative of a low power factor. If this signal reaches the terminals 7, d of the bistable unit BSLPF, it switches the unit to the ON state and the relay winding LPF, which is connected to the output terminals 5, _6, comes under current the relay contact LPF, -3 closes and a circuit is established which is supplied by the alternating current source 11 ″ via the line 140, the closed relay contact ft1P, the closed relay contact LPF-3, the line 144, the field winding 120 of the servo motor 116 , the normally closed contact PT and the line 142 to the current source 118 returns. As explained above, the excitation of the field winding 120 of the servo motor 116 results in a rotation of the rotor 124 'in such a direction that the actuating resistors 15.2 and 154 are shifted so that the electrode 15 is raised: By raising of electrode 16 becomes the operating point of the arc furnace along curve 64 according to FIG. 2 in the direction of the one within the dashed lines. shifted to the lying area for highest power, whereby the arc current is reduced, while the arc power increases. As can be seen from FIGS. 2 to 5, the reference variable resistor 94 in the position for maximum power has no influence on the operation of the device: In this position, the device forms a pure power factor measuring and control device that determines the operating point of the arc furnace y holds within the range mPF for the highest power factor of the curve 64 according to Figure 2: When the selector switch 128 is on the contact 134, the relay winding LA is energized, - whereby: the furnace is operated with a long arc. Assuming first of all that the furnace is operating in the low power factor range, which is designated LPF in FIG. and brings the relay winding LPF under current, - whereby the relay contact LPF-1 closes, while the relay contact LPF-2 opens. A circuit is thereby closed, which is supplied by the alternating current source 118 via the line 140, the closed relay contact LA, the closed relay contact LPF-1, the field winding 120 of the servo motor 116, the closed relay contact PT and the. Line 142 returns to power source 118. The excitation of the start-up field winding 120 has the consequence that the rotor 124 of the servomotor 116 rotates in such a direction that the electrode 16 is raised by adjusting the variable resistors 152 and 154. The electrode 16 is adjusted further upwards until the furnace operating point comes to lie in the range [PF for average power factor between the dashed lines according to FIG. The bistable unit BSLPF is now de-energized, so that the relay contact LPF-2 returns to the normally closed position and the relay contact LPF-1 opens. In the medium power factor range is also not
the bistable unit BSHPF / excited so that the start-up field
Winding 120 of the servo motor 116 is still energized via a circuit which leads from the closed relay contact L LA via the rest relay contact LPF-2 and the rest relay contact HPFX-1. Since the two series-connected rest relay contacts LPF-2 and HPF '%' - 'l are parallel to the relay, -, l <ontakt LPF-1, the electrode' I6 wo-liter upwards - ";: rstei-c until the operating point lies within the range HPF for high power factor The bistable unit BSHPF is now excited on the basis of a signal from the power factor converter 3b ', as a result of which the R®lais windings HPF and HPFX come under current. The R-uh: erelaiskontakt HPFX-1 opens, whereby the circuit
between the current source 11ü and the field winding 120 of the
Servomotor 116 is separated. At the same time the
Relay contact HPF-1 in the branch circuit, but the servo
motor '116 not energized unless the bistable unit
BSI or the bistable unit BSR is energized. The excitement
of the bistable units BSI and BSR depends on the state of the
Above .described bridge switch off. If at that time-
punk, t the adjustable tap 96 of the reference variable resistor
94 at the same potential as the adjustable tap
86: of the 8th loop wire resistor 34 in the power recorder u0
lies, flows through the control winding, g: s of both; bistable
-Units no power, - this corresponds to the case that the target
Power equal to the arc power is:
However, if the reference variable resistor 94 is so set,
that-the potential at-its tap 96 lower than the Po-ten-
tial at tap 86 of the dragging resistor is -4, then
- a current caused by urisymmetry flows through the
Control winding of the bistable units BSI and BSR. Of the
Current runs from tap u6 of the sliding wire resistor
84 via the resistors 9b and 10.0, -which are connected to the terminals b, 7-
closed control winding of the bistable unit i3SI and
the control winding of the bi-
s taby. "i.en unit: BSR for the adjustable tap 96 of the
Resistance '= .4. So that the through) sine control winding acts
z "belonging
. current flowing through both bistable units; did / unity
gen, the current from the terminal with the lower
Digit flow to the terminal with the higher digit. This condition is only introduced here to facilitate the explanation and does not constitute a restriction of the invention. Since the current flow in the control winding of the bistable unit BSI is directed from terminal 8 to terminal 7, the bistable unit DSI remains in the OFF state, while the current in the bistable unit DSR runs from terminal 7 to terminal d, so that the bistable unit BSR is excited: The relay winding R connected to the output terminals 9, 10 of the bistable unit BSR is energized, so that the relay contact R. -1 closes and the rest relay contact R-2 opens. This state corresponds to the command for a reduction in the power supplied to the furnace. As shown in FIG. 4 (iervorgangs), a circuit is closed which is supplied by the AC power source 11- via the line 140, the closed relay contact LA, the closed relay contact HPF-1, the closed relay contact-i-1, the line 144, the Field winding 120 of the servo motor 1 * 16, the closed relay contact PT and the line 142 to the alternating current source 11d. As a result, the rotor 124 of the servo motor 116 adjusts the mechanically coupled variable resistors 152 and 1S4 in such a direction that the electrode 16 is raised ujie can be seen from curve 64 in FIG. 2, an increase in the arc length in the HPF range for a high power factor leads to a reduction in the arc power. 6 of the slip wire resistor G4 to the point ., in front of which the potential: at. tap 86 equals the
Potential at tap 96 of the standing resistor 94 is.
Conversely, when the reference variable resistor 94 is so set
becomes = 'that the potential at the tap 96 of the adjusting resistor 94
higher than the potential at tap 86 of the sliding wire resistor
When it is 84, the flow caused by imbalance
Current from adjustable tap 96 in: direction. on the
adjustable tap 86, whereby the bistable unit BSI
excites and the bistable unit BSR is protruded. At entre-
When the bistable unit BS'R is activated, relay contact R-1 opens
and @ the relay contact R-2 closes. At the same time is through
the excitation of the relay winding I the normally open contact I-1
closed, so that a circuit is made that
from the power source 118 via the line 140, the closed
senen relay contact LA, the closed relay contact HPF-1,
the rest relay contact R-2, @ the closed relay contact
I-1, the field winding 122 of the servo motor 116, the rest relay
contact PT and the line 142 to the power source 118 back-:
leads. The rotor 124 of the servomotor --- 116 then adjusts the
with it mechanically coupled withstand resistors 152 and 154
in such a direction that the electrode 16. is lowered. As
which represents the arc melting power® curve 64 in
Figure 2 shows causes a. Lowering of the electrode 16
in the HPF range for a high performance factor an increase in.
Arc melting capacityä With increasing arc capacity
is: the tap 86 of the sliding wire resistor 64 in the line
stungsachrezber E1.0 is set to a point at which the
Bridge is back in balance. As a result, the bistable unit BSI is applied for; the relay contact I-1 opens and disconnects the circuit to the servomotor 116.
In der dem Betrieb mit kurzem Lichtbogen entsprechenden Stellung steht
der Wählschalter 128,wie in Figur 4 veranschaulicht auf dem Kontakt 130 und wird
die Relaiswicklung -JA aus der Stromquelle 126 gespeist, wodurch der Ofen auf einen
Betrieb mit kurzem Lichtbogen eingestellt wird. iJimmt man an, daß in diesem Augenblick
der Ofen in dem in Figur 2 mit HPF bezeichneten Bereich für hohen Leistungsfaktor
arbeitet, wird die bistabile Einheit BSEIPF durch das Ausgangssignal des Leistungsfaktorwändlers
38 erregt, wodurch die Relaiswic<<lungen HPF und HPFX unter Strom kommen und
der Relaiskontakt HPF-3 scnließt, während der HalaiskonGakc HPFX-2 öffnet. Es t,jird
-dadurch ein Stromkreis hErgestellt, der von der '.:EC.@slstromquelle 118 über die
Leitung 140, den geschlossenen Relaiskontakt ÜA, den geschlossenen Relaiskontakt
HPF-3, die. Leitung 146, die Feldwicklung 122 des Servomotors 116, den geschlossenen
Relaiskontakt PT und die Leitung 142 zur Stromquelle 11S zurückführt. Durch Erregung
der Absenkfeldwicklung 122 wird der Rotor 124 des Servomotors 116 in solcher Richtung
gedreht, daß durch Verstellung der Stallwiderstände 152 und 154 dis: Elektrode ,16
abgesenkt wird. Die Elektrode 16 wird weiter nach Unten verschoben, bis der Ofenarbsitspunkt
in den mit mPF bezeichneten Bereich für maximale Leistung oder mittleren Leistungsfaktor
zwischen den gestrichelten Linien in Figur 2 zu liegen kommt. Nunmehr wird die bistabile
Einheit BSHPF entregt, so daß der
Relaiskontakt HPFX-2 seine normale Schließstellung einnimmt,
,
während der Relaiskontakt HPF-3 üff-net. In dem Bereich maxi-
malen Leistung sind die bistabilen Einheiten 85hIPF und BSLPF
beide entregt,. so daß_ die Absank-Feldwicklung 122 des- Se'rvo-
motöra116 über den geschlossenen Relaiskontakt SA, den Ruhe-
reia.is@kontakt LPF-4 und den Ruherelaiskontakt HPFX-2 weiter-
hin unter Strom ist. Da die beiden in Reihe geschalteten
@Ruherelaskontakte LPF-4 und HPFX-2 parallel zum Relaiskon-
takt HPF-3 liegen-, wird die Elektrode 16 Weiter abgesenkt,
bis der Arbeitspunkt in dem in Figur 2 mit LPF bezeichneten
.Bere.ich für niedrigen Leistungsfaktor liegt. Nun wird auf
Grund eines Signals vorn Leistungsfaktorwandler 30 die bi-
stabile Einheit BSLPF erregt und die Relaiswicklung LPF unter
Strom geb-racht.Aer Ruherelaskontakt LPF-4 öffnet und trennt
den Stromkreis zwiscnen der Stromquelle 11k-und der
Feld-
-Wicklung 122 des Servomotors 116 auf. Gleichzeitig
schließt
der Relaisköntakt LPF-5 im Zweigstromkreis, doch kommt der
Servomotor 116 nicht unter Strom, wenn nicht die bistabile
Einheit BSI oder die bistabile Einheit i3SR erregt ist. Wie
vorstehend erläutert, hängt die Erregung der bistabilen Ein-
heiten BSI.un:d BSR vom Zustand der Brückenschaltung nach
Pig-ur 3 ab. :-rann jetzt der verstellbare Abgriff 96 des Bezugs-
stellwä- r~rst.4@z:--;s 94 auf dem gleichen Potential wie der
ver-
stellbare Abgriff 86 des Schleifdrahtwiderstands 84
im Lei-
stungsschreber 80 Liegt-, fließt durch die Steuerwicklungen
beider-bistabiler Einheiten kein Strom. Dies entspricht dem
Zustand, daß die Soll- oder Bezugsleistung gleich der Licht-
bogenlei-stung.st.-- - `
Wird jedoch der Bezugs-Stellwiderstand 94 so eingestellt, daß
das Potential an seinem Abgriff 96 niedriger als das Potential am Abgriff 86 des
Schleifdrahtwiderstands 84 liegt, dann fließt durch die Steuerwicklungen der biAstabilen
Einheiten BSI und BSR ein durch Unsymmetrie verursachter Strom. Der Strom fließt
vom Abgriff 86 des Schleifdraht-Widerstandes 84 über die Widerstände 96 und
100, die mit den Klemmen 8,7 der bistabilen Einheit BSI verbundene
Steuer-Wicklung und die an die Klemmen 7,8 der bistabilen Einheit BSR angeschlossene
Steuerwicklung zum verstellbaren Abgriff 96 des Stellwiderstands 94. Wie oben erwähnt,
hängt der Erregungszustand der bistabilen Einheiten von der Richtung ab,, mir der
der Strom durch die betreffende Steuerwicklung fließt. Da in der Steuerwicklung
der bistabilen Einheit BSI der Strom von der Klemme 8-zur Klemme 7 gerichtet isti
bleibt die bistabile Einheit BSI im AUS-Zustand, während der Strom in der Steuerwicklung
der bistabilen Einheit BSR von der Klemme 7 zur Klemme 8 fließt, wodurch die bistabile
Einheit BSR errpgt wird. Die an die Ausgangsklemmen 9,10 der bistabilen Einheit
BSR angeschlossene Relaiswicklung R kommt unter Strom, so-daß der- Relaiskontakt
R-3 schließt. Dies entspricht einem Befehl, die dem Ofen zugeführte Leistung abzusenken.
Wie aus Figur 4 hervorgeht, wird ein Stromkreis geschlossen, der von der Wechselstromguelle
118 über die Leitung 140., den geschlossenen Relaiskontakt SA, den geschlossenen
Relaiskontakt.LPF-5, den geschlossenen Relaiskontakt R-3, den Ruherelaiskontakt
I-2, die Leitung 146, die Feldwicklung 122
Gdes-Servomoto<rs 116, den geschlossenen: Relaiskontakt
PT und
die Leitung 142 zur Stromquelle 118 zurückführt. Dies hat zur
Folge, daß der ßotor 124 des Servomotors 116 die mechanisch
angekoppelten Stellwiderstände 152 und 154 in
solcher Rich-
tung verstellt, daß die Elektrode 16 abgesenkt wird: Wie aus
Kurve 64 in Figur 2 hervorgeht, führt eine Vermidderung,-der
Lichtbogenlänge-im Bereich LPF für niedrigen Leistungsfaktor
zu einer Verminderung der Lichtbogenleistung.. Im Gegensatz
dazu führt bei: einem Arbeiten mit langem Lichtbogen
(LA) eine
Verminderung der Lichtbogenlänge zu einer Steigerung der
Lichtbogenleistung. Bei einer anpassungsfähigen Rege,leinrich-
tung muß es daher möglich sein, den Arbeitsbereich zu ermit-
teln, um zu bestimmen, in welcher Richtung die Elektrode an-
getrieben werden muß, um die Lichtbogenleistung zu erhöhen
oder zu vermindern, -
Wenn umgekehrt der Bezugs-Stallwiderstand 94 so eingestellt
wird, daß das Potential am Abgriff 96 des Stellwiderstands
94
höher als das Potential am Abgriff 86 des Schleifdrahtwider-
standes--84 ist, dann fließt ein durch IJnsymmetrie verursach-
ter Strom vom verstellbaren Abgriff 96 in Richtung auf den
verstellbaren Abgriff 86, so daß die bistabile Einheit
BSI
erregt wird, während die bistabile Einheit.BS,R entregt wird.
Auf Grund der Entregung der bistabilen Einheit BSR öffnet
der Relaiskontakt R-3. Die Erregung der Ralaiswicklung
I be-
wirkt: gleichzeitig, daß -der Ruh®kentakt I-2- öffnet und der
Arbetarelaiskontakt I--3 schließt. Dadurch@wird ein Stromkreis:
hergestellt, der von der Stromquelle 116 über die Leitung 140,
den geschlossenen Helaiskontakt SA, den geschlossenen Relaiskontakt LPF-5, den geschlossenen
Relaiskontakt I-3, die Leitung 144, die Feldwicklung 1-20 des jsrvomotors 1'16,
den geschlossenen Relaiskontakt PT und die Leitung 142 zur Stromquelle 1118 zurückfün2
t. Der Rotor 12=k du-, Servomotors 116 verstellt dann die mit ihm mechanisch
gekoppelten Stellwiderstände 152 und 154 in solcher Richtung, daß die Elektrode
16 hochgefahren wird. Wie aus der in Figur 2.dargestellten Kurve 64 für die Lichtbogenschmelzleistung
hervorgeht, bewirkt im Bereich LPF für niedrigen Leistungsfaktor das Hochfahren
der Elektrode 16 eine Steigerung der Lichtbogenschmelzleistung. Beim Arbeiten mit
langem Lichtbogen (LA) muß' dagegen, wie oben erläutert, zur Steigerung der Lichtbogenleistung
die Elektrode abgesenkt werden, Aus Vorstehendem folgt, daß die oben beschriebene
Anordnung eine automatisch arbeitende, anpassungsfähige Regeleinrichtung bildet,
die ohne weiteres an einen her kö.mmlichen Ofen mit Lichtbogenimpedanzregelung angepaßt
werden kann. Beste Anpassungsfähigkeit wird dadurch erreicht, de:: zwischen drei
Schmelzleistungs-Arbeitsbedingungen gewit werden kann, nämlich einem Arbeiten mit
langem Lichtbogen, ,iit kurzem Lichtbogen' öder mit maximaler Leistung. Diese Bedingungen
können, falls erwünscht, selbsttätig vorgegeb=:n werden, indem der Bezugs-Stellwiderstand
94 und der W-:tilschalter '12d programmgesteuert werden, so daß bei einem mi. drei
Elektroden ausgerüsteten Lichtbogsnofsn der günstigste Schmelzvor-
gang erhalten. wird. - ,.
Statt zur Regelung des Ofens den Leistungsfaktor zu verwen-
den, kann, w9 es sich versteht, eine Schaltungsanordnung
benutzt-werden,-die die Leistungsänderung mit der Strom-
änderung vergleicht (wie dies bei der Anordnung nach Figur
1
der Fall ist). Wenn bei steigendem Strom die Leistung an-
wächst, werden Relais ähnlich den Relais HPF und HPFX er-
regt. Nimmt mit steigendem Strom die Leistung ab, wird ein
Relais erregt, das dem Relais LPF entspricht. Ändert sich
bei-einer Stromänderung die Leistung nur sehr wenig, wird
-kein Relais betätigt, woraus folgt, daß im Bereich fi1PF mit
mittlerem Leistungsfaktor gearbeitet wird. Die Relais HPF,
HPFX und LPF werden dabei in der gleichen Wise eingesetzt,
wie dies oben geschildert ist:
'Während vorliegend bestimmte Ausführungsbeispiels der Er-
findung veranschaulicht und beschrieben sind, versteht es
sich, daß im liah.men-:der :Erfindung ohne weiteres zahlreiche
weiter? Abwandlungen und Anpassungen getroffen werden können.
In the position corresponding to operation with a short arc, the selector switch 128 is on contact 130, as illustrated in FIG. 4, and the relay winding -JA is fed from the current source 126, whereby the furnace is set to operation with a short arc. If one assumes that at this moment the furnace is operating in the range for high power factor designated HPF in FIG the relay contact HPF-3 closes, while the HalaiskonGakc HPFX-2 opens. This creates a circuit that is supplied by the '.: EC. @ Slstromquelle 118 via the line 140, the closed relay contact ÜA, the closed relay contact HPF-3, the. Line 146, the field winding 122 of the servo motor 116, the closed relay contact PT and the line 142 returns to the power source 11S. By exciting the lowered field winding 122, the rotor 124 of the servo motor 116 is rotated in such a direction that by adjusting the stall resistors 152 and 154 dis: electrode 16 is lowered. The electrode 16 is shifted further downwards until the furnace work point comes to lie in the area designated by mPF for maximum power or average power factor between the dashed lines in FIG. The bistable unit BSHPF is now de-energized, so that the Relay contact HPFX-2 is in its normal closed position,
while the relay contact HPF-3 üff-net. In the area of maxi-
paint power are the bistable units 85hIPF and BSLPF
both de-excited. so that_ the sank field winding 122 des- Se'rvo-
motöra116 via the closed relay contact SA, the idle
reia.is@kontakt LPF-4 and the rest relay contact HPFX-2
is under current. Since the two connected in series
@Ruherelaskontakte LPF-4 and HPFX-2 parallel to the relay con-
tact HPF-3, the electrode 16 is lowered further,
to the operating point in the LPF designated in FIG
.Range.is for low power factor. Now is on
Reason of a signal from the power factor converter 30 the bi
stable unit BSLPF energized and the relay winding LPF under
Power brought. The rest release contact LPF-4 opens and disconnects
the circuit between the power source 11k and the field
Winding 122 of the servo motor 116 . At the same time it closes
the relay contact LPF-5 in the branch circuit, but the
Servomotor 116 not energized unless the bistable one
Unit BSI or the bistable unit i3SR is excited. As
explained above, depends on the excitation of the bistable input
called BSI.un: d BSR according to the state of the bridge circuit
Pig-ur 3 onwards. : - Now the adjustable tap 96 of the cover ran down
stellwä- r~rst.4@z: -; s 94 on the same potential as the
adjustable tap 86 of the sliding wire resistor 84 in the line
stungsschreber 80 Lies, flows through the control windings
both bistable units no power. This corresponds to that
State that the target or reference power is equal to the light
bow power.st .-- - `
If, however, the reference variable resistor 94 is set so that the potential at its tap 96 is lower than the potential at the tap 86 of the sliding wire resistor 84, then a current caused by asymmetry flows through the control windings of the biastable units BSI and BSR. The current flows from tap 86 of the slide-wire resistor 84 via the resistors 96 and 100 connected to the terminals 8,7 of the bistable unit BSI control winding and connected to the terminals 7,8 of the bistable unit BSR control winding to the adjustable tap 96 of the variable resistor 94. As mentioned above, the state of excitation of the bistable units depends on the direction in which the current flows through the relevant control winding. Since the current is directed from terminal 8 to terminal 7 in the control winding of the bistable unit BSI, the bistable unit BSI remains in the OFF state, while the current in the control winding of the bistable unit BSR flows from terminal 7 to terminal 8, whereby the bistable unit BSR is generated. The relay winding R connected to the output terminals 9, 10 of the bistable unit BSR comes under current, so that the relay contact R-3 closes. This corresponds to a command to reduce the power supplied to the furnace. As can be seen from Figure 4, a circuit is closed, the from the alternating current source 118 via the line 140th, the closed relay contact SA, the closed relay contact LPF-5, the closed relay contact R-3, the rest relay contact I-2, the line 146, the field winding 122 Gdes-Servomoto <rs 116, the closed: relay contact PT and
the line 142 returns to the current source 118. This has to
Consequence that the ßotor 124 of the servo motor 116 the mechanical
connected variable resistors 152 and 154 in such a direction
device adjusted so that the electrode 16 is lowered: How off
Curve 64 in Figure 2 shows, leads to a reduction, -der
Arc length - in the LPF range for low power factor
to a reduction in arc performance .. In contrast
this leads to: working with a long arc (LA) a
Reducing the arc length leads to an increase in the
Arc power. In the case of an adaptable rule,
It must therefore be possible to determine the working area.
to determine which direction the electrode is facing.
must be driven to increase the arc power
or to decrease,
Conversely, if the reference stall resistance 94 is so set
is that the potential at the tap 96 of the variable resistor 94
higher than the potential at tap 86 of the sliding wire resistor
status - is 84, then a flow caused by asymmetry
ter current from the adjustable tap 96 in the direction of the
adjustable tap 86, so that the bistable unit BSI
is energized while the bistable unit.BS, R is de-energized.
Due to the de-excitation of the bistable unit BSR opens
the relay contact R-3. The excitation of relay winding I
acts: at the same time that -the Ruh®kentakt I-2- opens and the
Work relay contact I - 3 closes. This @ creates a circuit:
produced by the power source 116 via the line 140, the closed Helaiskontakt SA, the closed relay contact LPF-5, the closed relay contact I-3, the line 144, the field winding 1-20 of the jsrvomotors 1'16, the closed relay contact PT and line 142 returns to power source 1118. The rotor 12 = k du-, servo motor 116 then adjusts the variable resistors 152 and 154 mechanically coupled to it in such a direction that the electrode 16 is raised. As can be seen from the curve 64 for the arc melting power shown in FIG. When working with a long arc (LA), on the other hand, as explained above, the electrode must be lowered to increase the arc power. From the above, it follows that the above-described arrangement forms an automatically operating, adaptable control device that can be easily accessed. mmic furnace with arc impedance control can be adapted. The best adaptability is achieved because: between three melting performance working conditions, namely working with a long arc, "with a short arc" or with maximum output. These conditions can, if desired, be automatically given =: n by the reference variable resistor 94 and the W: valve switch '12d are program-controlled, so that with a mi. arc snifter equipped with three electrodes is the cheapest melting gear received. will. -,.
Instead of using the power factor to control the furnace
which can, w9, of course, be a circuit arrangement
-be used -which the change in power with the current-
change compares (as is the case with the arrangement according to FIG
the case is). If the power increases as the current increases
grows, relays similar to the HPF and HPFX relays are
stimulates. If the power decreases with increasing current, a
Relay energized, which corresponds to relay LPF. Changes
in the case of a change in current, the output is very little
-no relay actuated, from which it follows that in the area fi1PF with
medium power factor is used. The relays HPF,
HPFX and LPF are used in the same way,
as described above:
'While certain exemplary embodiments of the
invention illustrated and described, it understands
that in the liah.men-: the: invention without further ado numerous
Further? Modifications and adjustments can be made.