DE1765845A1 - Regeleinrichtung fuer Induktionsoefen - Google Patents

Regeleinrichtung fuer Induktionsoefen

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DE1765845A1
DE1765845A1 DE19681765845 DE1765845A DE1765845A1 DE 1765845 A1 DE1765845 A1 DE 1765845A1 DE 19681765845 DE19681765845 DE 19681765845 DE 1765845 A DE1765845 A DE 1765845A DE 1765845 A1 DE1765845 A1 DE 1765845A1
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DE
Germany
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current
regulator
input
power
resonant circuit
Prior art date
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Pending
Application number
DE19681765845
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English (en)
Inventor
Horst Appel
Klaus Dipl-Ing Boehm
Winfried Dipl-Ing Speth
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
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Priority to JP44059299A priority patent/JPS493092B1/ja
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Pending legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10—Regulating voltage or current
    • G05F1/12—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac
    • G05F1/40—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac using discharge tubes or semiconductor devices as final control devices
    • G05F1/44—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac using discharge tubes or semiconductor devices as final control devices semiconductor devices only
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/06—Control, e.g. of temperature, of power
    • H05B6/067—Control, e.g. of temperature, of power for melting furnaces

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Description

SIEMSNS AKTIENGESELLSCHAFT
Erlangen, den 25. Juli 1968
'.Verner-vcm-Ciemens-ätr. 50
PLA 68/1061
Regeleinrichtung für Induktionsöfen
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Regeln der Leistung und/oder des Stromes einen die Spule eines üchwingkreiswechselrichters bildenden Induktionsofens, mit einem Lei~tungs- und/ oder Stroraregl er, von detssen Ausgangs signal die den Wechselrichter zugeführte Gleichspannung abhängig i.^t.
Ch/Kz .
BAD ORIGINAL
1098U/0413
PLA 68/1061
Bei Induktionsöfen mit Leistungs- oder Stromregelung hangt die Gtreckenverstärkung von dem zu schmelzenden oder zu erwärmenden Material ab und ändert aich außerdem mit dem Arbeitapunkt und mit der Zeit. Bei einem starr eingestellten Regler hat der Regelkreis deshalb je nach Material, Temperatur und Arbeitdpunkt ein unterschiedliches Därapfungaverhalten.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, bei einer Einrichtung der eingangs geschilderten Art einen gleiohbleibnnien optimalen RegelVorgang zu erzielen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch am Ein- oder Ausgang der betreffenden Regler angeschlossene Rechenglieder zur Multiplikation des Reglereinoder -ausgangssignale3 mit einer der Streckenver3tärkung ungekehrten proportionalen Größe gelöst. Hierzu kann z.B. dem Leistungsregler ein Quotientenbildner vorgeschaltet werden, der sein Eingangssignal durch eine dem Schwingkneiastron proportionale Größe teilt.
Anhand einer Zeichnung sei die Erfindung näher erläutert:
Figur 1 zeigt das Prinzip des Schwingkreisinduktionsofens; Figur 2 zeigt das Blockschaltbild der Regelung.
Der schematisch gezeichnete Schwingkreiswechselrichter besteht im Prinzip aus einer Brückenschaltung der Thyristoren 1, 2, 3 und 4 und einem Reihenschwingkreis mit Kondensator C, Induktivität L und Widerstand R. Induktivität L und Widerstand R
109844/0413
BAD ORIGINAL • - ? - Ch/Kz
PLA
sind durch olio Ofenspule und durch dan Erwärmungsgut, welches den Spulenkern bildet, gegeben. Der Widerstand R ist dabei im wesentlichen vom Erwärmung gut abhängig. Wird die Spannung U/v am Reihenschwingkreis 5 durch die Bruckenschaltung der Thyristoren 1 bis 4 30 i bnt schwingend stet.? so umgepolt, daß der Schwingkreis in Resonanz bleibt, so ist die Amplitude der Wechselspannung U^ und damit äie im Schwingkreis 5 umgesetzte Wirkleistung iirekt von der Gleichspannung "J. am Eingang des Wechselrichters abhängig. Zur .Erzeugung der Gleichspanrung "J dient ein Transformator ", der ul or ojnnr. Thyristorsteller O ' und Glatt ru-sgl ieder 6 den Wechselrichter speist.
Die Gleichspannung U ist ihrerseits wiederum von der Aussteuerung des dem Thyristorsteller 8 zugeordneten Reglers 9 abhängig.
Die gestrichelt umrandete Regelstrecke 10 ist ebenfalls als Blockschaltbild in Pig. 2 dargestellt. Lie Regelotrecke besteht aus der Ersatzzeitkonstanten der Gleichspannungsversorgung, welche mit 15 bezeichnet ist. Der Ausgang dieses Gliedes 15 ist i die Gleichspannung U_; dazu proportional ist die Schwingkreiawechselspannung U^. Das Produkt aus U^ und einem veränderlichen Leitwert 1 : H (welcher durch die Dämpfung des Schwingkreises bestimmt ist) ergibt den Schwingkreistrom 1,^. Die Dämpfung selber ändert sich während des Erwärmungsvorganges mit der Temperatur des Materials und ist auch von der. Materialeigenschaften abhängig. Tie Abhängigkeit des Schwingkreisi-tromes T^ von der Schwingkreiswechselspannung U^ int dabei durch das Multipliziergerät 16 angedeutet. Das Produkt aus Sdiwingkreisstrom ur.d
1098U/0413
- ■ - BAD
PLA
Schwingkreisspannung ergibt, wie durch das Multipliziergerät I7 symbolisch dargestellt, den Leistungsistwert Nrv* der im Schwingkreis verbraucht wird. "'
Die Verstärkung in dieser Regelstrecke 10 ist zwischen Stellgröße und Leistung proportional zu ^ , also gleich dem Wert I^j zur Kompensation dieses.Einflusses muß daher die Verstärkung des Reglers proportional zu 7— gemacht werden» Hierzu ist dem Leistungsregler 9 ein Rechenglied 11 vorgeschaltet, welches den Quotienten aus der Differenz von Leistungssoll- und -istwert (Nx, N^) durch I0, bildet.
Wenn der Schwingkreisstrom ein Maximum I__v erreicht h<?t, greift ein Stromregelkreis in den vorgenannten Regelkreis ablösend ein und zwar dadurch, daß der Stromregler 12 das Ausgangssignal de3 Leistungsreglers 9 verringert. Dies ist relativ einfach durch eine bereits im Leistungsregler 9 eingebaute Begrenzerschaltung möglich» Da in diesem Stromregelkreia die Streckenverstärkung
T 4
zwischen Stellgröße und Strom proportional zu jrf - ^ ist, muß
. · rj
die Reglerverstärkung proportional zu R =· τ—' gemacht werden. Man erreicht dies auf einfache Weise durch ein dem Stromregler vorgeschaltetes Multipliziergerät, in dem die Soli-Ist-Differenz (Ix, IVJ mit U-. multipliziert wird. Die3 genügt, da ja I^durch , den Regelkreis konstant gehalten wird.
Die gleiche Struktur wie der Stromregelkreä hat auch der Regelkreis für .die^Spannung; ü* am. Kondensator C, da U proportional
ι Τ
zu Ιλ-. ist,und zwar Uc = 4^ ,.: Die: Schwingkreisfrequenz ω kann
109844/04T3
·' BAD ORIGINAL
/""'■ — 4 — —
- ;.; PLA 68/1061 -.
dabei als konstant vorausgesetzt, werden· Dieser Spannungsregelkreis für die Kondensatorspannung greift dann ein, wenn die
Kondensatorspannung fenen bestiimaten zulässigen Wert überschritten hat. Durch eine Äblöseschaltung H aus Dioden wird dann der Strom-Istwert durch den Istwert der Kondensatorspannung ersetzt? die übrige Regelung bleibt gleich. ; -
3 Patentansprüche
2 Figuren
- 5 - Ch/Kz
109844/Ö413

Claims (3)

PLA 69/1061 Patentansprüche
1. Einrichtung zum Regeln der Leistung und/oder Uea Stromes eines die Spule eines Schwingkreiawechaelrichtors bildenden Induktionsofens, mit einem Leiatungs- und/oder Stromregler, von dessen Ausgangssignal die dem Wechselrichter zugeführte Gleichspannung abhängig 1st, gekennzeichnet durch am Ein- oder Ausgang der betreffenden Regler angeschlO3sene Rechenglieder zur Multiplikation des Reglerein- oder -aU3gangisignalen mit einer der Streckenverstärkung umgekehrt proportionalen Größe.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein dem Leistungsregler (9) vorge3chal.tetes Rechenglied (11) zur Division des Eingangseignales durch eine dem Schwingkreisstrom (IfJ) proportionale Größe.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem die Begrenzung des Leistungsregler (9) steuernden Stromregler (12) ein Multiplikator (13) xur Multiplikation des Eingangsignale3 mit der Schwingkreisspannuhg ( vorgeschaltet ist.
- 6 - Ch/Kz
108844/0413
BAD ORIGINAL
DE19681765845 1968-07-26 1968-07-26 Regeleinrichtung fuer Induktionsoefen Pending DE1765845A1 (de)

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CH1075669A CH495102A (de) 1968-07-26 1969-07-15 Einrichtung zum Regeln eines Induktionsofens
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3115469A1 (de) * 1980-04-25 1982-04-08 ASEA AB, 72183 Västerås "kombinierte ofenanordnung"
SE430291B (sv) * 1982-02-23 1983-10-31 Asea Ab Sett for temperaturreglering av induktorer
US5059762A (en) * 1989-10-31 1991-10-22 Inductotherm Europe Limited Multiple zone induction heating

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BE736542A (de) 1969-12-31
JPS493092B1 (de) 1974-01-24
CH495102A (de) 1970-08-15

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