DE2833008C2

DE2833008C2 - Induktionsofen

Info

Publication number: DE2833008C2
Application number: DE2833008A
Authority: DE
Inventors: Roald Marcinelle Bingen; Jean-Pierre Montigny-le-Tilleul Cordier; Raymond Beyne-Heusay Georges
Original assignee: Elphiac SA
Current assignee: Elphiac SA
Priority date: 1977-07-27
Filing date: 1978-07-27
Publication date: 1982-04-22
Also published as: US4238637A; SE7808132L; DE2833008A1; BE857189A; BE870538R; SE421163B; FR2399180A1

Description

a) weitere mindestens rf=2 Spulen auf dem unteren Teil des Tiegels angeordnet sind,

b) das an die η oberen Spulen angeschlossene Mehrnhasensystem mit den π Spannungen U,... U_n eine ein abwärts gerichtetes magnetisches Wanderfeld verursachende Gegenkomponente O₁, die gegenüber einer ein aufwärts gerichtetes magnetisches Wanderfeld verursachenden Mitkomponente Ud vernachlässigbar ist, und eine ein stationäres magnetisches Feld verursachende NuUkornponente U₀ aufweist, wobei das Verhältnis UoIOd so gewählt ist. daß die Tangentialkomponenten von durch die Nullkomponente einerseits und von durch die Mitkomponente andererseits erzeugten Wirbeln entgegengesetzte Vorzeichen und Beträge derselben Größjnordn iig, und zumindest in dem oberen Teil des Bades im wesentlichen gleiche Beträge haben unt

c) ehe rt unteren Spulen an rf Spannungen U'\... U'„ eines weiteren Mehrphasensystems angeschlossen sind, das eine ein aufwärts gerichtetes magnetisches Wanderfeld verursachende Mitkomponente U'd, die gegenüber einer ein abwärts gerichtetes magnetisches Wanderfeld verursachenden Gegenkomponente 0', ve^rnachlässigbar ist, und eine ein stationäres magnetisches Feld verursachende NuUkornponente i/'o aufweist, wobei das Verhältnis UWU', so gewählt ist, daß die Tangentialkomponenten von durch die Nullkomponente einerseits und von durch die Gegenkomponente andererseits erzeugten Wirbeln entgegengesetzte Vorzeichen und in derselben Größenordnung liegende, zumindest in dem unteren Teil des Bades im wesentlichen gleiche Beträge haben.

2. Induktionsofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tiegel von drei oberen und von drei unteren Spulen umgeben ist und daß die Mebrphasenspannungssysteme drei Spannungen aufweisen, die um elektrische Winkel, weiche gleich oder kleiner als 9CT sind, gegeneinander verschoben lind, so daß sie eine Gruppe von drei Zeigern in ein und derselben Halbebene bilden, von denen die beiden äußeren Zeiger wesentlich kürzer sind als der Zeigerin der Mitte.

3. Induktionsofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tiegel von zwei oberen Spulen und von zwei unteren Spulen umgeben ist Und daß nur zwei Phasen von jedem der Mehrpliasenspannungssysterhe angeschlossen sind.

4. Induktionsofen nach einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Fall von Spulen, die symmetrische Position in bezug auf eine Ebene einnehmen, welche zu der Achse des Tiegels senkrecht ist und den oberen Teil von dem unteren Teil trennt, diese an Spannungen derselben Phase angeschlossen sind.

5. Induktionsofen nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß die Amp'itude der Spannungen, an die die Spulen an dem oberen und an dem unteren Ende angeschlossen sind, gegenüber der Amplitude der Spannungen, mit denen die mittleren Spulen versorgt werden, einstellbar ist.

Die Erfindung betrifft einen Induktionsofen der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art. Ein derartiger Induktionsofen ist aus der DE-AS Ί8 0ö43i bekannt.

Bei der Herstellung von Induktionstiegelöfen werden hinsichtlich der Spulen, die das Magnetfeld im Innern des Tiegels induzieren sollen, verschiedene Techniken angewandt, insbesondere die Verwendung einer Einphasenspule, die ein stationäres Weci.selfeld induziert, oder die Verwendung einer Mehrphasenspule, die ein Wanderfeld induziert. Bei dem Induktionsofen nach der

so DE-AS 18 00 431 ist eine Wicklung vorgesehen, die aus zwei gleichachsigen. verschiedene Teile des Tiegels umgebenden und von Wechselstrom verschiedener Phase durchflossenen Spulen besteht. Von den beiden Spulen bzw. Spulengruppen ist nur die eine an eine einphasige Stromquelle angeschlossen. Die andere Spule bildet zusammen mit einem Kondensator einen geschlossenen Kreis, der mit der ersten Spule bzw. Spulengruppe induktiv gekoppelt ist und dessen Strom eine Phasenverschiebung gegenüber dem Strom in der ersten Spule aufweist. Infolgedessen wird in der flüssigen Metallmasse eine mehrphasige Rührwirkung hervorgerufen. Diese mehrphasige Rührwirkung ist sehr intensiv und führt zu einer raschen Zerstörung der Tiegelwände.

Die mathematisch-physikalischen Grundlagen der Schmelzbadbewegung in einem Induktionsofen sind z. B. in Sundberg. Y: »Principles of the induction stirrer«. ASEA-Iournal. Bd. 44. 1971. S. 71-8C. ausführlich beschr-ebin.

sn Unter Bezugnahme auf die F i g. 1 und la bis 6 der beigefügten Zeichnung werden nun grundlegende Beziehungen erläutert, die für die Schmelzbadbewe gung von dedeuti.ng sind.

In den Öfen mit einer Einphasenspule, die ein

« stationäres Wrchselfeld induziert (Fig 1). wird eine Spule 1 mit e.ner Wicklung von einem Wechselstrom durchflossen dessen Frequenz durch die Versorgungs quelle vorpegeben ist. Das Wechselfeld im Innern der Spule fühlt zum Auftreten vor> induzierten Strömen in einem Bad 2.das in einem Tiegel 3 enthalten ist. Fig. la zeigt in einer perspektivischen Axialschnittansicht des Ofens schematisch zwei getrennte kreisförmige Stromwege, einer im oberen und einer im unteren Ofenbereich, die einen durch die äußeren Spulen im

Inneren der Schmelze induzierten Strom darstellen. Von der unendlichen Vielzahl solcher Stromwege Werden zur Vereinfachung nur zwei betrachtet, insbesondere^ajn jeweils einem Punkt der Stromwege. Die Vektoren / f/,

Fund W für den induzierten Strom, das Magnetfeld, die auf eine gegebene Volumeneinheit wirkende Kraft und den Wirbelvektor sind jeweils in ihre Komponenten in ξ-, ρ- und Θ-Rjchtung zerlegt eingezeichnet

Wenn der Ofen zylindersymmetrisch ist, ist das Magnetfeld in erster Näherung axial, d. h. seine axiale Komponente Ηζ ist vorherrschend. Gleichwohl hat das Magnetfeld in dem oberen und in dem unteren Teil des Ofens eine nicht vernachlässigbare radiale Komponente H₀, Es ist bekannt, daß diese Komponente H_B zu dem Auftreten von Turbulenzen im Innern der in dem Tiegel enthaltenen Metallschmelze führt Das gleichzeitige Vorhandensein^eines induzierten Stroms /*und eines Magnetfeldes H (dessen konjugierter Vektor unten mit if* bezeichnet ist) in einem Punkt der Metallschmelze führt nämlich zum Auftreten der Volumenkraft F\ die durch folgendes Vektorprodukt gegeben ist:

F= v-ReÜ^H*}

wobei μ die magnetische Permeabilität und
Re[JXH*)

der Realteil des Vektore (Jx H*) ist.

Diese Volumenkraft F ist eine Wirbelkraft, und die Stärke ihres Wirbels, dargestellt durch den Vektor W, beträgt:

W = rot F= — Re \J_eHfi +./ 2 -ι^: ωα (H*H,-HH*) "'

(1)

In dieser Gleichung stellen rden Radius des Bades, ω n die Kreisfrequenz und α die elektrische Leitfähigkeit der Metallschmelze dar.

Es ist bekannt, daß in den öfen mit einer Einphasenspule, von denen ein Beispiel in F i g. 1 und Fig. la dargestellt ist, der Vektor Win halber Höhe des to Schmelzbares Null oder klein ist und daß seine Tangentialkomponente We (die allein von Null verschieden ist) zu den unteren und oberen Enden des Bades hin zunimmt, und zwar mit verschiedenen Vorzeichen in jeder der beiden Hälften. Das Vorzeichen ist verschie- 4S den, weil in dem Fall der Einphasenspule H% in den beiden Hälften mit entgegengesetztem Vorzeichen versehen ist und weil das erste Glied der Gleichung (1) gegenüber dem zweiten überwiegt. Diese Bedingungen sind in den Diagrammen der Fig.4 bis 6 dargestellt, ίο Diese Diagramme zeigen in Abhängigkeit von der Höhe des Bades 2 in dem Tiegel 3 die Komponente H: (F i g. 4). die Komponente H₉ (F ι g. 5) und die nach der Gleichung (1) berechnete Komponente W_e, wie sie in einem praktischen Fall bestimmt und mit einem v-, gegebenen Maßstab aufgezeichnet worden sind.

Daraus folgt, daß zwei Wirbel 4 und 5 entgegengesetzten Vorzeichens (Fig. 1) in dem Bad 2 auftreten, und zwar einer in dem unteren Teil und einer in dem oberen Teil. Der Wirbel in dem oberen Teil führt zum ho Auftreten eines Doms 6 an der Oberfläche des Bades.

In Induktionsöfen, bei denen eine Dreiphasenspule benutzt Wird, die ein Wanderfeld erzeugt, sind drei Spülen (Fig.2) beispielsweise _rnit einem System dreiphasiger Spannungen i/g, Os und Or (Fig.3) verbunden und vor Strömen Ir, Ts und Tr durchflossen, die in bezug aufeinander um 120° phasenverschoben sind. Es ist bereits bekannt (FR-PS 12 40 309), auch ein Wanderfeld mit Hilfe eines Systems von Spannungen und Strömen vorzusehen, die in bezug aufeinander um 50° phasenverschoben sind. Diese Ströme erzeugen oin Magnetfeld, das von der geometrischen Anordnung der Spulen und der den Fluß leitenden Kerne aus Magnetblechen (nicht dargestellt) abhängig ist Das Magnetfeld weist eint überwiegende Wanderwellenkomponente auf. Diese Wanderwellenkomponente des Magnetfeldes bewegt sich entsprechend der Reihenfolge der Phase R, Sund Tnach oben oder nach unten.

Es ist bekannt, daß das magnetische Wanderfeld einen Wirbel VY hervorruft, dessen Tangentialkomponente Wn (diese ist allein interessant da die Komponenten W₆ und VV; im Prinzip Null sind) in dem gesamten Metallschmelzbad dasselbe Vorzeichen hat. Daraus resultiert eine Gesamtwirbelbewegung 7 (F i g. 2), und es erscheint an der oberen Fläche des Bades entweder ein Dom 6 oder eine nicht dargestellte Mulde, und zwar entsprechend der Reihenfolge der Phasen R, S, T. Es tritt ein Dom auf, wenn das Magnetfeld nach unten wandert, und es tritt eine Μι·.·ί auf, wenr. das Magnetfeld nach oben wandert.

Es ist außerdem bereits bekannt, wenigstens teilweise die Effekte, welche Wirbelbewegungen erzeugen. m;t Hilfe von zwei Stromquellen unterschiedlicher Frequenz 'u kompensieren (FR-PS 7 67 249). Diese Ströme unterschiedlicher Frequenz können entweder in verschiedenen Wicklungen fließen, oder es kann in unabhängiger Weise die Versorgung von gewissen Teilen der Wicklung des Ofens mit Hilfe dieser beiden Quellen reguliert werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Hohe des Doms oder die T'efe der Mulde an der Oberfläche des Bades, der bzw. die durch die induzierten elektromagnetischen Kräfte hervorgerufen wird, stark zu verkleinern, ohne daß zwei Queller unterschiedlicher Frequenz erforderlich sind.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Induktionsofen ergibt sich eine Kombination von stationären Feldern und V» anderfeldern. mittels welchen sich der Wirbel dank der Kompensation der Auswirkung der beiden Felder auf relativ kleine Werte bringen läßt, mit der Folge, daß die Höhe des Doms an der Oberfläche des Bades im Vergleich zu derjenigen verringert wird, die entweder mit einer Einphasenspule gleicher Leistung oder mit einer ein Wanderfeld erzeugenden Mehrphasenspule gleicher Leistung verursacht würde.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist der Tiegel von drei oberen und drei unteren Spulen umgeben, und die Mehrphasenspannungssysteme weisen drei Spannungen auf. die um elektrische Winkel, weiht gleich oder kleiner als 90' sind, gegeneinander verschoben sind, so daß sie eine Gruppe von drei Zeigern in ein uid derselben Halbebene bilden, von denen die beiden äußeren Zeiger wesentlich kürzer sind als der Zeiger in der Mitte Diese Ausführungsform ist zweckmäßig, wenn zwei verschiedene Dreiphasensysttme zur Speisung vorhanden sind, deren entsprechende Phasen jeweils um 90^c gegeneinander verschoben sind.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist der Tiegel von zwei oberen Spulen und von zwei unteren Spulen umgeben, und nur zwei Phasen jedes der Mehrphasenspannungssysteme sind angeschlossen. Diese Ausführungsform ist also für den Betrieb an einem zweiphasigen Versorgungsnetz geeignet.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung nehmen die Spulen symmetrische Lagen in bezug auf eine Ebene ein, die zur Achse des Tiegels senkrecht ist und den oberen Teil von dem unteren Teil trennt, und einander symmetrisch entsprechende Spulen sind s jeweils an Spannungen derselben Phase angeschlossen. Diese Ausführungsform ist besonders geeignet Zum Betrieb an einem einfachen Drciphascnnelz.

Gemüß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Amplitude der Spannungen, an die die Spulen an dem oberen und an dem unteren Ende angeschlossen sind, gegenüber der Amplitude der Spannungen, mit denen die mittleren Spulen versorgt werden, einstellbar. Dadurch kann die Kompensation der Wirbeleffekte optimiert werden.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1, la und 2 schematische Schnittansichten von Induktionsöfen, F i g. 3 Zeigerdiagramme,

Fig.4 bis 6 Diagramme von physikalischen Größen in Abhängigkeit von der Höhe des Bades in dem Ofen,

Fig. 7 eine schematische Schnittansicht eines Ofens, F i g. 8 bis 11 Zeigerdiagramme,

Fig. 12 bis 16 Schaltbilder der Stromversorgungen von Ofenwicklungen, und

Fig. 17 bis 19 Diagramme von physikalischen Größen in Abhängigkeit von der Höhe des Bades.

In einer ersten Ausführungsform der Erfindung besteht die Spule des Induktionsofens aus sechs Wicklungen A, B. C, D, E und F. Von diesen sind die Wicklungen A, B und C die oberen Wicklungen, während die Wicklungen D. E und F die unteren Wicklungen sind (F i g. 7). Die Windungszahlen können untereinander gleich oder verschieden sein.

Die drei oberen Wicklungen A, B und C sind mit einern^System von drei Versorgungsspannungen_i/^, Ub und Uc verbunden, das eine Mitkomponente Ud, eine Gegenkomponenle U₁ und eine Nullkomponente Oa ao aufweist, die in der im_folgenden angegebenen Weise für das System Oa, Ub. Oc (Fig.8) und in dem verallgemeinerten Fall für ein Mehrphasensystem Ok— Ou O2... U_n definiert sind.

a) Mitkomponente (sie erzeugt ein Aufwärtswanderfeld).

= exp

50

für η = 3: U_d = j (U₁ + α U_B + er U_c)

*=i

c) Nullkomponente (sie erzeugt ein stationäres Feld):

Tür η = 3: O₀ = y (U,+ U₆+ U_c)

Gemäß der Erfindung ist Oi gegenüber der Mitkomponente Ud und der Nullkomponente Üa vernachlässigbar und das Verhältnis U₀IUd zwischen der Nullkomponente und der Mitkomponente wird so gewählt, daß die Tangentialkomponenten Wm und W^d der Wirbel IVO und Wd, die einerseits durch das stationäre Feld Ua und andererseits durch das Wanderfeld der Mitkomponenle Ud bei der Versorgung der Spulen mit dreiphasigen Spannungen erzeugt werden, entgegengesetzte Vorzeichen und gleiche (oder zumindest in derselben Größenordnung liegende) Amplituden in dem oberen Teil des Bades haben, also:

In diesem Fall spielt sich alles in der oberen Hälfte des Bades ab, wie wenn es eine Kompensation zwischen zwei Effekten gäbe:

a) einem ersten Effekt aufgrund der Nullkomponente Uo analog dem, was eine Einphasenspule mit stationärem Feld ergäbe, d. h. insbesondere dem Ar'treten eines Doms an der oberen Fläche des Bades, und

b) einem zweiten Effekt aufgrund der Mitkomponente Od analog dem, was eine Dreiphasenspule mit Aufwärtswanderfeld ergäbe, d. h. insbesondere dem Auftreten einer Mulde in der oberen Fläche des Bades.

Das Verhältnis UoIUd wird so gewählt, daß sich diese beiden Effekte kompensieren.

Diese Bedingungen können beispielsweise erfüllt werden, wenn das Mehrphasennetz drei Spannungen enthält, die um elektrische Winkel, welche gleich oder kleiner als 90° sind, gegeneinander derart verschoben sind, daß eine Gruppe von drei Zeigern in ein und derselben Halbebene gebildet wird, von denen die beiden äußeren Zeiger wesentlich kürzer sind als der mittlere Zeiger (F i g. 8 und F i g. 9).

Weiter sind in der ersten Ausführungsform der Erfindung die drei unteren Wicklungen D. Eund Fan drei Versorgungsspannungen Ud^ Oe und Uf angeschlossen, jieren Mitkomponente U'd,derenGegenkomponente U', und deren Nullkomponente UO folgenden drei Bedingungen gehorchen (Fig. 8):

55

b) Gegenkomponente (sie erzeugt ein Abwärtswanderfeld):

(U

für η = 3: U, = j (U₁ + a¹ U_B + a¹ U_c)

a) Die Mitkomponente U'd ist gegenüber der Gegenkomponente U', vernachlässigbar und es überwiegt somit das Abwärtswanderfeld.

b) Die Nullkomponente UO ist gegenüber der Gegenkomponente U', nicht vernachlässigbar.

c) Das Verhältnis UVU', der Amplituden der NuII-komponente und der Gegenkomponente ist so gewählt, daß die JTangentialkomponenten Weo und W'ei der Wirbel WO und W'* die einerseits durch die mit Ü'o versorgten Spulen und andererseits durch die mit den der Gegenkomponente U'i zugeordneten Dreiphasenspannungen versorgten Spulen erzeugt werden, entgegengesetzte Vorzeichen und gleiche (oder in dem unteren Teil des Bades zumindest in derselben Größenordnung liegende) Amplituden haben, also W&s= -

In diesem Fall kommt es in der unteren Hälfte des Bades zu einer Kompensation zwischen denselben beiden Effekten wie in der oberen Hälfte, mutatis mutandis.

In der Gesamtheit des Schmelzbades ist daher die ί Wirbelbewegung, die durch das Vorhandensein des Wirbels IKbei konstanter Heizleistung verursacht wird, beträchtlich kleiner als in dem Fall der Einphasenspule, wodurch sich alle Vorteile ergeben, die das Nichtvorhandensein eines Doms oder zumindest die Verringerung seiner Höhe mit sich bringt.

Eine zweite Ausführungsform des Induktionsofens nach der Erfindung (Fig.9) besteht aus einem Sonderfall der ersten Ausführungsform, in welcher die Spulen, die symmetrische Positionen in bezug auf eine (5 Ebene einnehmen, die zu der Achse des Tiegels senkrecht ist und den oberen Teil von den unteren Teil trennt, mit Spannungen derselben Phase versorgt werden, so daß gilt:

20

a) Ό\ und Uf haben dieselbe Phase (mit gleichen oder unterschiedlichen Amplituden).

b) Üb und Oj haben dieselbe Phase und sind gegenüber U\ um 60° phasenverschoben.

c) 0( und Qq haben dieselbe Phase^ und sind gegenüber Ub um 60" und gegenüber Oa um 120° phasenverschoben.

d) Die Amplituden der Spannungen sind so gewählt, daß folgende Beziehungen bestmöglich erfüllt sind:

IV₉₀= - H'e„und VVe₀ = - VVe,

a) dem Effekt aufgrund der Nullkomponente, die in dem oberen Teil des Bades das Abwärtsrühren an dem Umfang und das Aufwärtsrühren in der Achse und in dem unteren Teil das Aufwärtsrühren an dem Umfang und das Abwärtsrühren in der Achse verursacht; und

b) dem Effekt aufgrund der Wanderkomponente des Magnetfeldes aufgrund der Phasenverschiebung zwischen den _beiden ^Spannungen Up und Uq einerseits und U'putid Ü'q andererseits (F ig. ll).In dem oberen Teil des Bades ist diese Wanderkomponente aufwärts und in dem untereivTeil des Bades abwärts gerichtet. Die Spannung Oq, mit der die obere Wicklung Q versorgt wird, ist nämlich gegenüber der Spannung Up verzögert und verursacht ein Aufwärtsrühren an dem Umfang des Bades und ein Abwärtsrühren Jn der Achse. Andererseits ist die Spannung O'q, mit der die untere Wicklung Q' versorgt wird, gegenüber der Spannung Ü'p verzögert und bewirkt ein Abwärtsrühren an dem Umfang und ein Aufwartsrühren in der Achse des Bades.

In diesem Fall ist es sehr einfach, die sechs Spulen an ein dreiphasiges Versorgungsnetz anzuschließen.

Eine dritte Ausführungsform des Induktionsofens nach der Erfindung (Fig. 10) besteht aus einem weiteren Sonderfall der ersten Ausführungsform, in der

a) Oa und t/fdieselbe Phase haben (mit gleichen oder unterschiedlichen Amplituden),

b) Ob und Oe dieselbe Phase haben und um 90° gegenüber Üa phasenverschoben sind, ___

c) Oc und Öd dieselbe Phase haben und gegenüber Ua um 180° phasenverschoben sind, und

d) die Amplituden der Spannungen so gewählt sind, daß folgende Beziehung bestmöglich erfüllt sind:

IVe₀= Werfund We₀= - VV₈,

In diesem Fall ist es sehr leicht, die sechs Spulen an ein zweiphasiges Versorgungsnetz anzuschließen.

Eine vierte Ausführungsform der Erfindung wird erhalten, indem in den drei ersten Ausführungsformen eine der Spulen in jeder Hälfte weggelassen wird, beispielsweise die Spulen A und F (Fig.7). Die Verwirklichung der Kompensationsbedingungen kann in dieser vierten Ausführungsform zwar nur unvollkommen erfolgen, die Kompensation reicht jedoch aus, um den gewünschten Effekt zu erzielen, d. h. eine beträchtliche Verringerung der Höhe des Doms. Die Anordnung der Wicklungen der vierten Ausführungsform und ihre Versorgung sind in F i g. 12 dargestellt. Die Spannungen Opund Oq, die die Wicklungen Fund Q in dem oberen Teil des Ofens versorgen, sind entsprechend den Vektordiagrammen von F i g. 11 jjhasenverschoben. Dasselbe gilt für die Spannungen U'p und U'q, die die Wicklungen fund Q'm dem unteren Tefl versorgen. In jedcin der Teile des Ofens kom Übl

von zwei Effekten:

Durch eine zweckmäßige Wahljler Plmenverschie·

bungjswischen^den Spannungen Up und Uq einerseits und O'p und U'q andererseits sowie des Verhältnisses zwischen ihren Amplituden unter Berücksichtigung der Windungszahl der Wicklung is· es möglich, diese beiden Effekte in einem sehr großen Ausmaß zu kompensieren und den Rühreffekt in dem Schmelzbad auf einen harmlosen Wert zu verringern.

Die Fig. 13, 14, 15 und 16 zeigen weitere elektrische Schaltbilder der Versorgung der Wicklungen. In diesen Schaltbildern ist jede Wicklung zu einem Abstimmkondensator 8 parallel geschaltet, der zur Blindleistungskompensation vorgesehen ist.

Diese Schaltbilder unterscheiden sich hinsichtlich der Art in der die Phasenverschiebungen zwischen den Spannungen Up, Uq, U'p und U'q verwirklicht werden,

4ö nämlich entweder mit Hilfe von Drosselspulen 9, wie es in den Fi g. 13,15 und 16 der Fall ist, oder mit Hilfe von Kondensatoren 10. wie es in Fig. 14der Fall ist Darnach dem Zeigerdiagramm (F i g. 11) die Spannungen Up und U'p in Phase sind, können sie an den Klemmen von ein und derselben Spannungsquelle entnommen werden und die Spulen P und P' entweder in Reihe (Fig. 16) oder parallel (Fig. 13 bis 15) versorgen. Gemäß dem Schaltbild von Fig. 16 wird die Spannung, mit der die äußeren Wicklungen Q und Q' versorgt werden, einem mit Anzapfungen versehenen Spartransformator 11 entnommen. Das gestattet die Amplitude der Spannungen Uq und U'q gegenüber den Spannungen Up, U'p einrustellen, um die Kompensation der Wirbeleffekte zu optimieren. Erfahrungen haben gezeigt, daß es mit einer Schaltung, die den Vorteil der Einstellung der Amplitude aufweist, wie es in Fig. 16 dargestellt ist möglich ist die nachteiligen Effekte der Nullkomponente durch diejenigen der Wanderkomponente in den verschiedenen Höhen des Bades zu neutralisieren.

Die Diagramme der F i g. 17 bis 19 sind in demselben Maßstab wie die F i g. 4 bis 6 aufgezeichnet worden und sind mit diesen zu vergleichen. Dieser Vergleich zeigt, daß für zwei äquivalente Nullfelder, die durch die Diagramme der Axialkomponenten Ης (Fig.4 und 17)

65 dargestellt sind, die Tangenüalkomponente We des Wirbels (Fig. 19) der in Fig. 12 dargestellten Lösung ; zur Überlagerung effektiv vie! kleiner ist als die Taiigentialkomponente We (Fig.6) der Lösung ohne Kompensation gemäß

F ig. 3,

Ausgehend von der ersteh Ausfühfungsform können noch weitere Ausführungsformen erhalten werden, indem die Phasenzahl 3 in eine andere Phasenzahl η abgeändert wird. In diesem Fall gibt es in jeder Ofenhälfte Λ Spulen, die an ein System von η

Weehselspannungsquellen mit bestimmten Phasen und bestimmten Amplituden angeschlossen sind, deren Mit·, Gegen- und Nullkomponenten die oben für den Fall der ersten Ausführungsform definierten Bedingungen erfüllen.

l-licnru 7 IJIaIt

Claims

Patentansprüche:

1, Induktionsofen mit einem Tiegel mit vertikaler Achse, der ein Metallschmelzbad enthält und von einer Mehrphasenwicklung aus mehreren Spulen umgeben ist, die auf einem den Tiegel umgebenden Umfangsmantel angeordnet sind und von denen in dem Metallschmelzbad Bewegungen verursachbar sind, wobei die Spulen der Mehrphasen wicklungen ι ο in zwei in axialer Richtung übereinander angeordneten Gruppen angeordnet sind, von denen die mindestens /7=2 Spulen der oberen Gruppe an π gegeneinander phasenverschobene Spannungen angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, m daß