DE3921961A1 - Verfahren und vorrichtung zur feststellung des auskleidungszustandes von induktionsoefen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Meßverfahren zur Feststellung des Zustands der Auskleidung von Induktionsöfen, deren Spulen in Scottschaltung angeordnet sind. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Bei Induktionsöfen, die mit einer solchen Schaltung zum Betrieb der Induktionsspulen der Rinnen ausgerüstet sind, ist kein Meßverfahren zur Ermittlung des Zustands der Auskleidung bekannt. Die Zusammenhänge zwischen den Strömen der einzelnen Spulen sind kompliziert und unübersichtlich.

Daher wurde bisher keine Kontrolle des Zustands der Auskleidung mittels einer elektrischen Messung vorgenommen, sondern der Induktionsofen bis zu einem Versagen einer Rinne oder ihrer Auskleidung verwendet, oder nach Erfahrung nach einer bestimmten Betriebsdauer erneuert. Dadurch kann der Ofen entweder nicht voll in seiner Lebensdauer ausgenutzt werden oder es kommt durch frühes Versagen zu Produktionsausfällen.

Erfindungsgemäß wird nunmehr dadurch Abhilfe geschaffen, daß die in den Rinnenöfen fließenden Ströme der Basis- und der Höhenspule proportional mittels Stromwandlern gemessen und die geometrische Summe bzw. Differenz dieser Ströme oder zu diesen proportionaler Ströme durch gleich- oder gegenläufige Schaltung, an den Primärseiten von Stromwandlern, ermittelt werden.

Dieses Meßverfahren beruht auf der Überlegung, daß die Höhenspule und die Hälfte der Basisspule, die zwischen Stromklemme S und Abzapfung der Höhenspule liegt, Energie aus dem Netz aufnehmen, während die andere Hälfte der Basisspule Energie an das Netz zurückliefert.

Je nachdem, ob nun die Spulen im Induktionsofen so eingebaut sind, daß der Strom im gleichen oder im gegenläufigen Sinn fließt, ist der Strom im mittleren Teil der Rinne die geometrische Differenz oder Summe der beiden Spulenströme. Bei der Umkehrung einer Hälfte der Basisspule wirken die beiden Teilfelder einander entgegen, wodurch der Magnetisierungsstrom kurzschlußartig ansteigt.

Es kann daher mit dem erfindungsgemäßen Meßverfahren sowohl je nach Schaltung der Rinnenstrom (Summenstrom in der Basisspulenhälfte und der Höhenspule), als auch der Strom im Mittelast der Doppelrinne ermittelt werden.

Besonders günstig ist es, das Verfahren so durchzuführen, daß die Meßströme der ersten Hälfte der Basisspule und der Höhenspule durch gleichläufige Schaltung an der Primärseite eines Stromwandlers geometrisch summiert werden. Mittels dieses Verfahrens können in sehr einfacher Weise die Werte des Stroms für den Gesamtstrom der Basisrinne ermittelt werden.

Es ist aber erfindungsgemäß auch möglich, die geometrische Summe der Meßströme der ersten Hälfte der Basisspule und der Höhenspule mit einem Faktor abhängig vom Verhältnis der Windungsanzahl der Höhenspule zu der Windungszahl der Basisspule zu übersetzen und den Meßstrom der Höhenspule von diesem Wert durch gegenläufige Schaltung an der Primärseite eines Stromwandlers geometrisch zu subtrahieren.

Bei dieser Verfahrensdurchführung kann auch der Strom in der Mittelrinne festgestellt werden.

Durch Vergleich der gemessenen Istwerte mit den Sollwerten kann der Abnützungszustand der Auskleidung ermittelt werden.

Zur Durchführung des Verfahrens ist es besonders günstig, den Meßaufbau so durchzuführen, daß jeweils ein Stromwandler zwischen der Basisspule und ihrer Stromklemme und zwischen der Höhenspule und ihrer Stromklemme angeordnet sind, die beiden Sekundärseiten dieser Stromwandler mit der Primärseite eines weiteren Summenstromwandlers verbunden sind, die Sekundärseite dieses Stromwandlers und die Sekundärseite des Stromwandlers der Höhenspule mit einem weiteren Summenstromwandler verbunden sind.

Diese Anordnung ermöglicht, das Meßverfahren in einfacher Weise kostengünstig durchzuführen.

Weiter ist es möglich diese Anordnung transportabel auszubilden, indem jeweils zwischen der Höhenspule und ihrem Stromanschlußpunkt und der Basisspule und ihrem Stromanschlußpunkt Stecker für den seriellen Anschluß von Stromwandlern angeordnet sind und ein Meßgerät mit dem in Anspruch 4 beschriebenen Aufbau an diesen Steckern bei Bedarf angeschlossen wird.

Die Erfindung wird anhand der nachstehenden Zeichnungen erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 ein Zeigerdiagramm der Ströme in einer Scottschaltung.

Fig. 2 eine mögliche Meßanordnung.

Fig. 3 eine weitere mögliche Meßanordnung.

B 1 und B 2 der Basisspule sind gleich groß und gleich orientiert, haben aber jeweils ihren Ursprung an anderen Phasen des Drehstroms, nämlich r und s. H steht normal zu diesen und weist zur Phase T.

Die geometrische Addition des halben Stroms der Höhenspule und des ganzen Stroms der Basisspule ergibt iB und die Multiplikation von iB mit dem Windungsverhältnis der Basisspule zur Höhenspule iRB.

Durch die geometrische Subtraktion iRB minus Strom in der Höhenspule iRH kann der Mittenstrom iRM ermittelt werden.

Wie bei bekannten Scottschaltungen üblich, ist die Basisspule aus zwei gleichen Teilen 11 und 12 bestehend, wobei zwischen diesen beiden Spulenteilen die Höhenspule 13, welche am Stromanschluß T hängt, abzweigt.

Fig. 2 zeigt ein Schema des Meßaufbaus, bei dem mittels des zwischen Stromanschluß S und Basisspulenhälfte 12 befindlichen Stromwandlers 2 der Basisstrom iB 2 und mittels des zwischen Höhenspule 3 und Stromklemme T angeordneten Stromwandlers 1 der Höhenspulenstrom iH durch Instrument 20 gemessen wird. Die beiden Stromwandler werden mit ihrer Sekundärseite an die Primärseite des Summenstromwandlers 3 angeschlossen, der dadurch an seiner Sekundärseite vom Basisspulenstrom iB durchflossen wird. Durch Multiplikation im Instrument 21 mit dem erwähnten Windungsverhältnis ergibt sich iRB.

Fig. 3 zeigt ein Schema des Meßaufbaus, bei dem mittels des zwischen Stromanschluß S und Basisspulenhälfte 12 befindlichen Stromwandlers 2 der Basisstrom iB 2 und mittels des zwischen Höhenspule 12 und Stromklemme T angeordneten Stromwandlers 1 der Höhenspulenstrom iH gemessen wird. Nach geometrischer Addition beider Werte im Summenstromwandler 3 wird der Summenwert mit dem Verhältnis der Windungszahlen Basisspule zu Höhenspule multipliziert und auf die Primärseite eines weiteren Summenstromwandlers 4 geführt, an dem zusätzlich die Sekundärseite des Stromwandlers 1 der Höhenspule 13 angeschlossen ist. Aus der geometrischen Subtraktion in diesem Summenstromwandler ergibt sich an der Sekundärseite der Mittenstrom iRB.

Der Höhenspulenstrom wird mittels Instrument 20, der Basisstrom mittels Instrument 21 und der Mittenstrom mit Instrument 22 gemessen.

Die Erfindung ist nicht auf die angeführten Beispiele beschränkt.

Claims (5)

1. Meßverfahren zur Feststellung des Zustands der Auskleidung von Induktionsöfen, deren Spulen in Scottschaltung angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Rinnenöfen fließenden Ströme der Basis- (11, 12) und der Höhenspule (13) proportional mittels Stromwandlern (1, 2) gemessen und die geometrische Summe bzw. Differenz dieser Ströme oder zu diesen proportionaler Ströme durch gleich- oder gegenläufige Schaltung, an der Primärseite von Summenstromwandlern (3, 4), ermittelt werden.

2. Meßverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßströme der ersten Hälfte der Basis- (11, 12) und der Höhenspule (13) durch gleichläufige Schaltung an der Primärseite eines Summenstromwandlers (3) geometrisch summiert werden.

3. Meßverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die geometrische Summe der Meßströme der ersten Hälfte der Basis- (11, 12) und der Höhenspule (13) mit einem Faktor abhängig vom Verhältnis der Windungsanzahl der Höhenspule (13) zu der Windungszahl der Basisspule (11, 12) übersetzt und der Meßstrom der Höhenspule (13) von diesem Wert durch gegenläufige Schaltung an der Primärseite eines Summenstromwandlers (3) geometrisch subtrahiert wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Meßverfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Stromwandler (1, 2) zwischen der Basisspule (11, 12) und ihrer Stromklemme und zwischen der Höhenspule (13) und ihrer Stromklemme angeordnet sind, die beiden Sekundärseiten dieser Stromwandler (1, 2) mit der Primärseite eines weiteren Summenstromwandlers (3) verbunden sind, die Sekundärseite dieses Summenstromwandlers (3) und die Sekundärseite des Stromwandlers (1) der Höhenspule (13) mit einem weiteren Summenstromwandler (4) verbunden sind.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Meßverfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwischen der Höhenspule (13) und ihrem Stromanschlußpunkt und der Basisspule (11, 12) und ihrem Stromanschlußpunkt Stecker für den seriellen Anschluß von Stromwandlern (1, 2) angeordnet sind und ein Meßgerät mit dem in Anspruch 4 beschriebenen Aufbau an diesen Steckern bei Bedarf angeschlossen wird.