DE522198C - Schaltungsanordnung fuer eisengekoppelte Induktionsoefen - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
2. APRIL 1931

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21h GRUPPE

Schaltungsanordnung für eisengekoppelte Induktionsöfen

Patentiert im Deutschen Reiche vom 15. November 1927 ab

Es ist bekannt, daß die elektrischen Induktionsöfen von normaler Periodenzahl, die in der Metallurgie mehrfach verwendet werden, vorwiegend eine induktive Belastung darstellen. Man hat zwar durch geeignete Konstruktionen bei derartigen Öfen in letzter Zeit viel höhere Werte des Leistungsfaktors erhalten als früher. Eine völlige Beseitigung der Induktivität, die für die Ausnutzung der

ίο stromerzeugenden Maschinen und der Verteilungsleitungen höchst wünschenswert erscheint, ist aber bisher nie erreicht worden. Man hat in den statischen Kondensatoren Mittel, um in wirkungsvoller Weise den Leistungsfaktor zu verbessern. Zu diesem Zwecke schaltet man einen derartigen statischen Kondensator von passender Kapazität parallel zur Ofenwicklung. Hierbei ist aber zu beachten, daß die Kondensatoren nur für ganz bestimmte Spannungen wirtschaftlich gebaut werden können, während die Öfen gerade auf die im Aufstellungsort vorhandene Spannung angewiesen sind. Falls diese nicht mit der wirtschaftlichsten Spannung des Kondensators übereinstimmt, hat man sich bisher mehrfach damit geholfen, Transformatoren aufzustellen, um die für die Kondensatoren passende Spannung zu erzeugen.

Wollte man diese Transformatoren vermeiden, so hatte man nur die Möglichkeit, die Ofenspule von einem besonderen Stromerzeuger zu speisen, dessen Spannung während der Warmhalteperiode zwecks Verbesserung des Leistungsfaktors der Kondensatoren herabgesetzt wurde.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, den Kondensatoren die jeweils günstigste Spannung unter Vermeidung von Transformatoren und besonderer zur Speisung des Ofens dienender Stromerzeuger durch eine entsprechende Schaltung zuzuführen.

Den Gegenstand der Erfindung bildet eine Schaltungsanordnung für eisengekoppelte In-'duktionsöfen, bei der die Ofenspule in an sich bekannter Weise mit verschiedenen Anzapfungen zum Umschalten von Betriebsspannungen auf Warmhaltespannungen versehen ist, wobei ein zur Kompensierung des Blindstromes vorgesehener statischer Kondensator während des Schmelzens an die an den Enden der Ofenspule zur Verfügung stehende höhere Spannung und während der Warmhalteperiode an die geringere Netzspannung angeschlossen ist. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß die Ofenspule unmittelbar vom Netz gespeist wird, wobei der Leistungsfaktor in günstigster Weise durch Kondensatoren verbessert wird, indem die Regelung der Ofenspannung durch Anzapfungen der Primärspule erfolgt, während

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Manuel Tama in FinoiP, Mark.

die Kondensatoren ohne Änderung der zugefühxten Spannung lediglich durch zweckmäßige Umschaltung immer die für sich günstigste Spannung erhalten, nämlich während der Schmelzperiode die an den Enden der verlangten Ofenspule zur Verfügung stehende höhere Spannung und während der Warmhaltungsperiode die geringere, volle Netzspannung.

ίο Zwecks Regelung der Leistung werden dabei der Ofenspule zweckmäßig Drosselspulen vorgeschaltet, wobei die zugeschalteten Kondensatoren dafür sorgen, daß der Blindstrom soweit als möglich beseitigt wird. In den Abbildungen sind Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dargestellt. Abb. ι zeigt einen Induktionsofen bekannter Bauart mit offener ringförmiger Schmelzrinne im Querschnitt. Die Primärspule L wird mit Wechselstrom vom Netz, aus gespeist. Dadurch entsteht im Eisenkörper H ein Wechselfeld, das wiederum im Schmelzkanal/ den Sekundärstrom induziert, so daß das Metall in diesem Schmelzkanal zum as Schmelzen gebracht wird. Die Primärspule hat nun vier verschiedene Anschlüsse £*, E und F, G. Die beiden ersten Anschlüsse D und E werden an das Netz angeschlossen, während die übrigen R und G mit einer Kondensatorbatterie C verbunden werden. Nennen wir nun die zwischen Z> und E bzw. zwischen F und G eingeschlossenen Windungen B₁ bzw. ti₂ und bezeichnen wir ferner die Spannung zwischen den beiden ersten Punkten (Netzspannung) mit e_L und die Spannung zwischen den letzten Punkten (Kondensatorspannung) mit e.₂, so gilt die Beziehung:

ey.e.₃ — B₁:/^.

Man kann auf diese Weise für die Kondensatoren die wirtschaftlichste Spannung herstellen, ohne einen besonderen Transformator zu gebrauchen.

Diese Anordnung laßt sich naturgemäß bei jeder Art von eisengekoppelten Induktionsöfen verwenden, also auch bei solchen mit senkrechten oder waagerechten geschlossenen Schmelzkanälen sowie bei Induktionsglühöfen jeder Bauart.

In Abb. 2 ist die Schaltung dargestellt, wie sie gemäß der Erfindung zum Zwecke des Umschaltens von Betriebsleistung auf Warmhalteleistung angewendet werden kann. Hier bezeichnen, genau wie in Abb. 1, Ä und B die Netzleitungen, D und E die kurzen Anschlüsse, der Ofenspule., G und F die Anschlüsse für die verlängerte Ofenspule und C die Kondensatorbatterie. Die Umschalter O und P dienen dazu, von der Betriebsleistung auf die Warmhalteleistung überzugehen. In der gezeichneten Lage stehen die Schalter auf Volleistung, während die gestrichelte Lage die Stellung der Schalter bei Warmhalteleistung angibt.

Bei der Arbeitsschaltung steht der Schal-■ter.O. nach links, die volle Betriebsspannung wird durch die Klemmen D und E dem Ofen zugeführt, während die Kondensatorbatterie C an den Klemmen/⁷ und G angeschlossen ist, und zwar ist die Spule, wie bereits erwähnt, so bemessen, daß den Kondensatoren die für sie passende Spannung zugeführt wird. Die zusätzlichen Windungen zwischen D und F sowie zwischen E und G können im allgemeinen mit einem viel kleineren Querschnitt ausgeführt werden als die normalen Ofenwindungen. Der Umschalter Z⁵ ist nach unten umgelegt, so daß die ganze Kondensatorleitung über den Leiter Q überbrückt ist. Der Ofen arbeitet auf diese Weise voll belastet, während die Kondensatoren den Blindstrom beseitigen.

Bei der Warmhalteschaltung ist der Umschalter O nach rechts und der Umschalter/³ nach unten umgelegt. Die Ofenspule erhält ihren Strom durch die Klemmen F und G; es sind dadurch viel mehr Windungen angeschlossen als beim normalen Betrieb. Hierdurch wird das Übersetzungsverhältnis vergrößert und die aufgenommene Leistung ver- mindert. Da auch die Blindleistung kleiner geworden ist, braucht man auch nicht die volle kapazitive Blindleistung der Kondensatoren, sondern es ist sogar erwünscht, diese zu verkleinern, weil sonst der Ofen während der Betriebspausen eine vorwiegend kapazitive Last darstellen würde, was ebenso unerwünscht ist als eine induktive Last. Aus diesem Grunde ist der Kondensator jetzt an eine kleinere Spannung, also direkt an die 10b Netzspannung angeschlossen worden. Falls beim Anschluß der vollen Windungszahl von F bis G noch eine zu große Leistung aufgenommen wird, kann man durch Umlegung des Schalters P nach oben eine Drosselspule S in Serie zur Ofenspule einschalten. Diese muß so bemessen sein, daß sie die Spannung so weit abdrosselt, daß die gewünschte Warmhalteleistung erzielt wird. Es wird zweckmäßig sein, diese Drosselspule mit Anzapfungen zu versehen, um die Leistung nach Wunsch regeln zu können.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Schaltungsanordnung für eisengekoppelte Induktionsöfen, bei denen die Ofenspule mit verschiedenen Anzapfungen zum Umschalten von Betriebsspannungen auf Warmhaltespannüng versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein zur Kompensierung des Blindstromes vorgesehener

   statischer Kondensator während des Betriebes an die an den Enden der Ofenspule zur Verfügung stehende höhere Spannung und während der Warmhalteperiode an die geringere, volle Netzspannung angeschlossen ist.
2. 2. Schaltungsanordnung für eisengekoppelte Induktionsöfen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß während der Warmhalteperiode in Serie zur Ofenspule eine Drosselspule vorgeschaltet ist.
3. 3. Schaltungsanordnung für eisengekoppelte Induktionsöfen nach Anspruch 1 und 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselspule mit veränderbarer Selbstinduktion ausgeführt ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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