DE3415967C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine induktive Heizvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs.

Eine derartige Heizvorrichtung ist aus der DE-OS 16 60 215 (= Bag. 599) bekannt.

Die Steuerung bzw. Regelung der erzielten Temperatur geschieht üblicherweise dadurch, daß der Primärstromkreis, d.h. das Netz, in von der gemessenen Temperatur abhängigen Zeitintervallen ein- und ausgeschaltet wird. Dies kann z.B. durch Thyristoren erfolgen, die in von der gemessenen Temperatur abhängigen Zeitintervallen angesteuert werden.

Das hat den Nachteil, daß der Primärstromkreis in den Zeitin­ tervallen des Betriebes stets mit maximaler Leistung betrieben wird. Hierdurch wird auch das Netz stoßweise und unsymmetrisch, d.h. auf nur einer Phase, belastet, was sich insbesondere dann sehr nachteilig auswirken kann, wenn - wie in Textilbetrieben üblich - eine große Zahl von Galetten betrieben wird, die in Abhängigkeit von der Wärmeaufnahme der bearbeiteten Fäden unter Umständen mehr oder weniger gleichzeitig ein- und abgeschaltet werden. Dies macht eine starke Auslegung des Netzes und der erforderlichen Leistungsschalter notwendig.

Nachteilig ist hierbei auch, daß die Galetten in Abhängigkeit von der zur Verfügung stehenden Frequenz des Wechselstromkrei­ ses unterschiedlich ausgelegt werden müssen. Es ist zwar auch aus der GB-PS 13 68 216 eine geregelte induktive Heizvorrich­ tung bekannt. Bei dieser Heizvorrichtung wird jedoch die Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung geregelt. Weiterhin ist aus der DE-OS 26 08 295 bekannt, die Temperatur durch Variation der Ein- und Ausschaltzeiten zu regeln. In diesem Fall erfolgt die Temperaturregelung über die Veränderung der Einschaltdauer des Lastschaltgliedes bei konstanter Netzfre­ quenz. Hierdurch treten ebenfalls die oben beschriebenen Nachteile einer stoßweisen Belastung des Netzes auf.

Weiterhin ist aus der DE-OS 16 15 126 eine induktive Heizvorrich­ tung bekannt, bei welcher die Impulsfrequenz abhängig von der sich verändernden Induktivität eines Schwingkreises verändert wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Heizvorrichtung für Galetten so auszugestalten, daß eine kontinuierliche Temperaturregelung erfolgt und so eine stoßweise Belastung des Netzes vermieden wird.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.

Im folgenden werden zwei vorteilhafte Ausführungsbeispiele anhand der Schaltpläne nach Fig. 1 und Fig. 2 beschrieben.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 erfolgt die Energieversorgung von den drei Phasen L 1, L 2, L 3 eines Drehstromnetzes. Durch Gleichrichter 4 und 5 sowie Drossel 6 und Kapazität 7 wird der Drehstrom gleichgerichtet und geglättet. In dem Gleichspannungs­ zwischenkreis 8 sind die Transistoren 9 und 10 eingeschaltet. Das Transistorenstellglied wird über eine handelsübliche Schaltung (z.B. Siemens) frequenzvariabel angesteuert (Schaltung 11). Diese Ansteuerschaltung 11 gibt über ihre Ausgänge 12 und 13 abwechselnd Impulse ab. Diese Impulse sind frequenzvariabel. Das bedeutet: Die Häufigkeit der Impulse pro Zeiteinheit kann gesteuert werden (Impulsdiagramm nach Fig. 3a, 3c) oder Impulsdauer und Impuls­ häufigkeit können gesteuert werden, Impulsdiagramm nach (Fig. 4). Hierdurch kann man erreichen, daß der Mittelwert des Primärstromkreises einen stetigen Verlauf hat.

Das heißt, die frequenzvariable Ansteuerschaltung 11 wird beeinflußt durch einen Temperaturregeler 14. Dieser wiederum ist angesteuert durch einen Sollwertgeber 15 und einen Temperaturfüh­ ler 16. Die Transistoren 9 und 10 sind gemeinsam mit den Freilauf­ dioden 17, 18 in einer Halbbrückenschaltung in den Gleichspan­ nungszwischenkreis 8 eingeschaltet. Zwischen dem Mittelpunkt 19 der Halbbrücke und dem Nulleiter N des Drehstromnetzes liegt die Primärwicklung 20 der induktiven Heizung 21. Die Sekundärwicklung ist mit 22 bezeichnet. Im übrigen ist der induktiv beheizte Körper hier nur angedeutet. Es handelt sich um eine Galette.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind die Transistoren 9 und 10 mit den Freilaufdioden 17, 18 sowie darüberhinaus die Transistoren 23 und 24 mit den Freilaufdioden 25 und 26 in einer Vollbrückenschaltung in den Gleichspannungszwischenkreis 8 eingeschaltet. Die Primärwicklung 20 der induktiven Heizung liegt hier zwischen den Brückenmittelpunkten 19 und 27 der Vollbrücke, so daß sich der Nulleiteranschluß nach Fig. 1 erübrigt. Zur Ansteuerung der Transistorstellglieder 23 und 24 ist eine zweite frequenzvariable Ansteuerschaltung 28 vorgesehen, die ebenfalls durch einen Temperaturfühler 15 und den Sollwertgeber 15 beein­ flußt wird.

Nach der Erfindung ist es möglich, den Primärstromkreis im wesentlichen stetig, d.h. mit von Null oder einem kleinen Wert aus stetig zunehmendem Effektivwert des Primärstromes zu steuern. Die Energiezufuhr erfolgt also nicht - wie nach dem bisherigen Stand der Technik - durch eine netzsynchrone Impulsgruppenschaltung mit dem damit verbundenen Nachteil, daß jeweils hohe Ströme geschaltet und das Netz in den Einschaltzeiten stets mit dem Maximalstrom unsymmetrisch belastet ist. Vielmehr kann die Einschaltung der Heizung symmetrisch für alle drei Phasen bereits bei einem geringem Spannungsmittelwert erfolgen, und die Nachregelung der Temperatur bei Abweichungen des Ist-Wertes vom Soll-Wert kann durch eine der Größe der Abweichung entsprechende Nachstellung der Impulsfrequenz bzw. Impulsdauer und des sich daraus ergebenden Mittelwertes erfolgen. Dabei ist die Heizung so ausgelegt, daß der Primärstromkreis mit einer in ihrem Grundwert günstigen Frequenz gespeist werden kann. Günstig ist eine Frequenz dann, wenn sie so hoch ist, daß bei vorgebenem Querschnitt der elektrischen und magnetischen Leiter des Primärstromkreises nur geringe Verluste entstehen. Andererseits wird die Auslegung der induktiven Heizung so gewählt, daß der Grundwert der Frequenz die geforderte induktive Übertragung der gewünschten Heizleistung ermöglicht.

Folglich ermöglicht eine geeignete konstruktive Auslegung der induktiven Heizung für die Galette bei Vorgabe eines geeigneten hohen Grundwertes der Frequenz einen Betrieb mit optimaler Heizleistung bei minimalen Verlusten auf der Primärseite. Hierdurch kann der Wirkungsgrad wesentlich verbessert werden. Außerdem kann bei vorgegebenen Abmessungen vorteilhafterweise die elektrische Leistung erhöht werden.

Claims (1)

1. Induktive Heizvorrichtung zum Beheizen einer Galette mit einer Stromversorgung für den Induktivtransformator, einem Temperaturfühler und einem Temperaturregler, dadurch gekennzeichnet,
   daß die Stromversorgung aus einer Wechselspannungsquelle und einem von dieser gespeisten Gleichspannungszwischenkreis (8) besteht,
   daß die Primärwicklung (20) des Induktionstransformators an die Mittelpunkte einer Brückenschaltung aus elektronischen Leistungsschaltern (9, 10, 23, 24) angeschlossen ist und
   daß die Leistungsschalter von dem Temperaturregler (14) mit einer Impulsfolge angesteuert werden, deren Impulsfrequenz sich in Abhängigkeit der gemessenen Temperatur ändert.