DE3710085C2 - Einrichtung zur induktiven Erwärmung eines Werkstückes mittels mehrerer Induktoren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum in­ duktiven Erwärmen und Warmhalten eines Werkstückes mit­ tels mehrerer Induktoren, wobei jedem Induktor ein Kon­ densator parallel geschaltet ist und beide von einem Wechselrichter gespeist werden und ein gemeinsamer voll­ steuerbarer Gleichrichter, vorzugsweise ein Drehstrom­ gleichrichter, zur Speisung der Wechselrichter mit Gleichstrom vorgesehen ist.

Einrichtungen zur induktiven Erwärmung von Gegenständen oder Werkstücken durch Induktoren unter Verwendung von mehreren gegenseitig entkoppelten Wechselrichtern auch mit dem Einsatz von Seriendrosseln sind allgemein be­ kannt aus DE-PS 32 46 273, DE-OS 30 40 820 und DE-OS 33 15 286.

Aus der DE-PS 32 24 738 ist eine Einrichtung zum induk­ tiven Erwärmen eines Werkstückes gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt, bei der mehrere parallel zuein­ ander geschaltete Induktoren von einem gemeinsamen steu­ erbaren Gleichrichter mit Gleichspannung versorgt wer­ den. Um eine hohe Leistung auch bei niedriger Frequenz zu erreichen, werden bei dieser Anordnung bei n-Wechsel­ richtern die Zündimpulse jeweils um π/n phasenversetzt an die jeweiligen Wechselrichterventile gegeben. Die hierbei in dem Zwischenkreis auftretenden höheren Fre­ quenzen werden durch die Glättungsdrossel nach außen abgeblockt.

Die Erfindung geht von dieser bekannten Einrichtung zur Stromversorgung mehrerer Wechselrichter durch einen ge­ meinsamen Gleichrichter aus. Es soll jedoch nicht allein eine hohe Leistung bei niedriger Frequenz erreicht wer­ den, sondern es soll auch die Aufgabe gelöst werden, die erzeugte Leistung und Spannung der einzelnen Induktoren unabhängig voneinander einstellen zu können.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß jeder Wechselrichter über je eine Glättungsdrossel mit dem Gleichspannungsausgang des Gleichrichters ver­ bunden ist und jeder Wechselrichter nur von dem zugeord­ neten Lastschwingkreis durch Spannungsvergleich zwischen Ist- und Sollwertspannung unabhängig von den anderen Wechselrichtern und ohne Beeinflussung der anderen Wech­ selrichter geführt wird.

Wenn nur bei einem oder einigen der Wechselrichter die Ausgangswechselspannung geändert werden soll, so kann dies durch Ändern des jeweiligen Wechselrichterzündwin­ kels erreicht werden. Sollen dagegen alle Wechselrich­ ter-Ausgangsspannungen proportional verändert werden, so kann dies durch Ändern der Gleichrichterausgangsspannung des Gleichrichters erfolgen. Es ist zweckmäßig, wenn der Gleichrichter jeweils in Abhängigkeit von der Spule mit der kleinsten Spannung beeinflußt wird.

Die Figur zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Gleichrichter G z. B. ein Drehstrom-Brücken-Gleich­ richter, ist über die Klemmen K1 bis K3 mit dem nicht dargestellten Drehstromnetz verbunden. Die erzeugte Gleichspannung Ug wird über je eine Glättungsdrossel D1 bis D3 den einzelnen Wechselrichtern W1 bis W3 zuge­ leitet. Über diese Glättungsdrossel werden die Wechsel­ richter gegeneinander und gegenüber dem Gleichrichter entkoppelt.

An den Ausgang eines jeden Wechselrichters ist eine Pa­ rallelschaltung aus einem Induktor I und einem Kondensa­ tor K angeschaltet. Beispielsweise ist an den Ausgang des Wechselrichters W1 der Induktor I1 und der Kondensa­ tor K1 angeschaltet. Nachfolgend sei im wesentlichen auf den Wechselrichter 1 mit Induktor 1 eingegangen. Dassel­ be gilt dann für die Felder 2 und 3 mit entsprechenden Änderungen der Bezugszahlen. Der Induktor I ist mit ei­ nem Spannungswandler SW1 zur Messung der am Induktor liegenden Istspannung UI1 versehen. Die Istspannung wird einer Vergleichseinrichtung VE1 zugleitet und dort mit der von einer Überwachungseinrichtung ÜE, z. B. einem Computer, zugleiteten Sollspannung US1 verglichen. Der in der Vergleichseinrichtung ermittelte Differenzwert DW1 wird einem Regler RE1 zugeleitet, der in Abhängig­ keit von dem Differenzwert die Ausgangsspannung UW1 des Wechselrichters W1 durch Verändern des Zündwinkels auf den gewünschten Wert nachregelt.

Unabhängig von dieser Regelung der Ausgangsspannung des Wechselrichters über den Zündzeitpunkt wird von der Überwachungseinrichtung die Gleichrichterausgangsspan­ nung Ug überwacht. Über die Leitung LT kann die Höhe der Gleichspannung Ug nachgeregelt werden. Beispielsweise müssen die von den Induktoren abgegebenen Leistungen der Fördergeschwindigkeit des Werkstückes angepaßt sein. Um die Fördergeschwindigkeit zu berücksichtigen, kann die von einem Geschwindigkeitsmesser TD ermittelte Geschwin­ digkeit der Überwachungseinrichtung ÜE zugeführt werden. Durch Verändern der Gleichrichterausgangsspannung Ug wird gleichzeitig die Leistung der Induktoren proportio­ nal verändert.

Da die einzelnen Wechselrichter W1 bis W3 durch die Glättungsdrosseln D1 bis D1 untereinander und gegenüber dem Gleichrichter G entkoppelt sind, kann jeder Wechsel­ richter mit einer von dem anderen Wechselrichtern unab­ hängigen Frequenz betrieben werden.

Claims (5)

1. Einrichtung zum induktiven Erwärmen und Warmhal­ ten von Werkstücken mittels mehrerer Induktoren, wobei jedem Induktor ein Kondensator parallel geschaltet ist und jeweils beide von jeweils einem Wechselrichter ge­ speist werden und ein gemeinsamer vollsteuerbarer Gleichrichter, vorzugsweise ein Drehstromgleichrichter, zur Speisung der Wechselrichter mit Gleichstrom vorgese­ hen ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Wechselrich­ ter (W1 bis Wn) über je eine Glättungsdrossel (D1 bis Dn) mit dem Gleichspannungsausgang des Gleichrichters G ver­ bunden ist und jeder Wechselrichter nur von dem zugeord­ neten Lastschwingkreis (I1, K1 bis In, Kn) durch Span­ nungsvergleich zwischen Ist- (UI) und Sollwertspannung (US) unabhängig von den anderen Wechselrichtern und ohne Beeinflussung der anderen Wechselrichter geführt wird.

2. Induktive Erwärmungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangs-Wechselspannung (UW) des Wechselrichters durch Ändern des Wechselrichter­ zündwinkels verändert wird.

3. Induktive Erwärmungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine proportionale Verände­ rung aller Wechselrichter-Ausgangsspannungen (UW1 bis UWn) durch Ändern der Gleichrichterausgangs­ spannung (UG) erfolgt.

4. Induktive Erwärmungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Wechselrichter eine Wechselrichterfrequenz zugeordnet wird, die unabhängig von den Frequenzen der anderen Wechselrichter ist.

5. Induktive Erwärmungseinrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichrichter (G) in Abhängigkeit von der Spule mit der kleinsten Spannung beeinflußt wird.