DE531491C - Regelvorrichtung fuer mehrphasige Elektrooefen mit ausgeglichenem Relais - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN ABt 14. AUGUST 1931

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21h GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 29. April 1926 ab

Zur Regelung von Elektroofen auf gleichbleibendem Strom, gleichbleibende Leistungen usw. verwendet man mit Vorteil sogenannte ausgeglichene Relais, bei welchen ein von der Spannung erregter Elektromagnet die Gegenkraft für die Relaisspule liefert.

Bei mehrphasigen Elektroofen ist für jede Phase ein besonderes Relais vorgesehen. Die Relaisspule wird von dem zu regulierenden Strom durchflossen, und parallel zu jeder Relaisspule liegt in jeder Phase je ein Regelwiderstand. Zur gleichzeitigen Regelung des . Ofens in allen Phasen werden die Regulierhebel der Parallelwiderstände aller Phasen, die miteinander gekuppelt sind, gemeinsam verstellt. Durch diese gemeinsame Regelung aller Phasen kann jedoch eine ungleiche Verteilung der Gesamtleistung auf die einzelnen Phasen eintreten, was nicht erwünscht ist.

Vielmehr soll die Leistung zu annähernd gleichen Teilen von den Phasen des Ofens übernommen werden.

Dieser Fall der ungleichmäßigen Vertei-. lung der Leistung auf die Ofenphasen im Verlaufe eines Regelvorganges tritt dann ein, wenn die Phasen von vornherein ungleiche Ströme führen. Ungleiche Stromverteilung schließt nicht aus, daß die Leistung gleichmäßig auf die Phasen verteilt ist. Beispiels- .

weise ist bei einem Drehstromofen der Widerstand der Zuleitung zu einer Ofenphase meist größer als die Widerstände der beiden anderen Zuleitungen. Bei gleichen Phasenspannungen führt dann die Ofenphase, deren Zuleitung den größten Widerstand hat, den kleinsten Strom. Diese Erscheinung ist bekannt unter dem Namen der toten Phase. Will man hier erreichen, daß die Leistung Von den drei Phasen gleichmäßig aufgenommen wird, dann muß man durcli die tote Phase einen größeren Strom schicken als durch die beiden anderen, weil an den Elektroden der toten Phase wegen des größeren Widerstandes der Zuleitung eine kleinere Spannung liegt.

In diesem Fall ist also von vornherein bei gleicher. Leistungsverteilung eine ungleiche Stromverteilung auf die Phasen vorhanden. Man veranlaßt im allgemeinen eine der Phasen dadurch zur Aufnahme eines unterschiedliehen Stromes, daß man die Größe des Parallelwiderstandes zur Relaisspule des Reglers in diester Phase ländert. Hierdurch wird zunächst die' Stromverteilung auf Relaisspule und Parallelwiderstand gestört, indem bei Verkleinerung des Parallelwiderstandes der die Relaisspule durchfließende Strom abnimmt. Der Regler spricht infolgedessen an und regelt den Eelektrodenabstand so länge, bis sich der Strom der betreffenden Phase entsprechend vergrößert hat und die Relaisspule den gleichen Strom führt wie zuvor.

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

Dipl.-Ing. G. Ernst Grau in Berlin-Siemensstadt.

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Wird der unterschiedliche Strom in einer Phase auf diese Art eingestellt, dann bleibt jedoch bei folgender gemeinsamer Regelung aller Phasen durch gleichzeitiges Verstellen aller Parallelwiderstände die gleichmäßige Verteilung der Leistung nicht aufrechterhalten. Vielmehr wird die Leistungsverteilung mit zunehmender Größe des Regelschrittes immer ungleichmäßiger. Dies rührt daher, ίο daß dann, wenn die ungleichen Phasenströme durch ungleiche Einstellung der Parallelwiderstände erzielt wurden, "bei folgender gleichzeitiger Regelung aller Parallelwiderstände das Verhältnis der Ströme in den Phasen sich ändert. Ihre perzentuale Änderung ist verschieden groß. Die gleichmäßige Leistungsverteilung bleibt aber nur dann aufrecht, wenn das Stromverhältnis dasselbe bleibt, also der perzentuale ^Zuwachs der Ströme bei der gemeinsamen Regelung gleich groß ist. " - . - - ' : --

Die Erfindung betrifft eine Regelvorrichtung, bei welcher die Einstellung der Phasenströme auf verschieden große Werte derart erfolgt, daß das Verhältnis der Phäsenströme bei der Regelung der Leistung durch gleichzeitiges Verstellen der Parallelwiderstände aufrechterhalten bleibt. Die Stromänderung in jeder Phase bleibt also proportional dem 30. Grundwert des betreffenden Phasenstromes. Zu diesem Zweck wird die unterschiedliche Einstellung des Stromes' in einer der Phasen gegenüber den anderen durch Änderung der Gegenkraft am Relais in der'betreffenden Phase herbeigeführt, indem erfihdungsgemäß die Gegenkraft durch eine Hilfsspule verändert wird, die mit der Stromspule auf das Relaissystem einwirkt. Diese Einrichtung hat den Vorteil, daß eine übersichtliche Trennung der einzelnen Reguliervorrichtungen erreicht ist, so daß sich einfache Anweisungen für das Bedienungspersonal ergeben. Ferner kann für die Einstellung "der "Gegenkraft .eine für alle drei Phasen gemeinsame Reguliervorriehtang vorgesehen werden.

Die Erfindung sei an einem Ausführungsbeispiel erläutert:

Abb, ι zeigt das Schaltschema einer Regu- -liereinrichtung nach der Erfindung. Die Abb. 2 und 3 zeigen Diagramme der Ströme 'in der Relaisspule und ihrem Parallelwiderstand bei verschiedener Art der Regulierung. In Abb. ι ist das Reguliersystem nur für eine Phase dargestellt, für die andern beiden Phasen ist es analog ;zu ergänzen. Das Relais besitzt drei Spulen, deren Kerne auf einen Waagebalken 17 wirken. 11 ist die vom Strom durchflossene. Relaisspüle, 18 die an der Spannung liegende Relaisspule, welche die Gegenkraft liefert und 22 die Hilfsspule, welche die zur unterschiedlichen Einstellung dienende Zugkraft liefert. Die Spule 18 ist über einen regelbaren Vorschaltwiderstand 19 an die Spannung angeschlossen, durch dessen Verstellung die Größe der Gegenkraft und damit der Unempfindlichkeitsgrad 'des Relaissystems eingestellt werden kann. Dieser Widerstand wird meist auf einen festen Wert eingestellt und bleibt dann ein für allemal unverändert. Statt diesem wird auch oft ein fester Vorschaltwiderstand gewählt. Die Stromspule π ist an einen' Stromwandler in der betreffenden Stromzuführung zum Elektroofen angeschlossen. 16 ist ein regelbarer Parallelwiderstand "zu dieser Stromspule. Die Regulierhebel aller Parallelwiderstände 16 in den drei Phasen sind miteinander verbunden zu denken, so daß die Widerstände gemeinsam verstellt werden. Die Hilfsspule 22 liegt über· einen regelbaren Vorschaltwiderstand 23 an Spannung, durch dessen .Einstellung die Größe des Stromunter-schiedes verändert wird. Die von den Spülen auf ihre Kerne ausgeübten Zugkräfte sind durch Pfeile veranschaulicht. 20 und 21 sind die Steuerkontakte für den Regelantrieb, die mit dem Waagebalken bei dessen Drehung Kontakt machen und den Regelmotor 12 in der einen oder anderen Drehrichtung an eine Hilfsstromquelle anschließen. Der Regelmotor 12 verstellt die Elektroden 13 des Elektroofens 14, "und mit dieser Verstellung ändert sich der Ofenstrom in der betreffenden Phase. - ^;

Die Wirkungsweise der Regelung bei unterschiedlicher Einstellung des Stromes in einer Phase sei an Hand der Diagramme (Abb. 2'und 3) erläutert.

In Abb. 2-sind die Stromyektoren für den -Fall- dargestellt, daß die unterschiedliche Einstellung durch Veränderung des Parallel-Widerstandes 16' in einer Phase erfolgt ist. . Hierbei ist die Gegenkraft in den drei Phasen die gleiche, obwohl die Ströme J₀ verschieden '■^: sind. Jg ist der Strom der Relaisspule 11, Jp der Strom im Parallelwiderstand 16 und Jq der Gesamtstrom des Stromwandlers. In zwei Phasen fließt der Strom J_p und der Gesamtstrom /₀. In der dritten Phase wurde der ■Parallelwiderstand 16 verkleinert, so daß in dieser Phase der größere Parallelstrom J_P' fließt und der Gesamtstrom J₀' beträgt. Die Spannung an der Relaisspule dieser Phase, die den größeren Strom führt, bleibt die gleiche wie die an den anderen Phasen. Bei folgendem gleichmäßigen-Verstellen des Parallelwiderstandes in. den drei Phasen wird daher,, weil an allen Parallelwiderständen die gleiche Spannung liegt, der Strbmzuwächs für jede der drei JPhasen der gleiche sein. Die Folge davon ist, daß bei der gemeinsamen. Regelung mit verschiedentlich eingestelltem Strom in einer Phase das Verhältnis der

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Ströme T₀ nicht aufrechterhalten bleibt, sondern ihr perzentualer Zuwachs verschieden ist.

Im Stromdiagramm Abb. 3 ist das Verhältnis der Ströme für den Fall dargestellt, daß die Einstellung des Stromes in einer Phase gemäß der Erfindung durch Veränderung der Gegenkraft in dieser Phase erfolgt ist. In zwei Phasen ist der Relaisstrom/_Ä, der Strom im Parallelwiderstand/p und der resultierende Strom T₀. In der dritten Phase wurde die Zugkraft der Hilfsspule22 vergrößert, so daß das Gleichgewicht am Waagebalken 17 gestört wurde. Die Stromspule n nimmt infolgedessen zur Wiederherstellung des Gleichgewichts den größeren Strom //?' auf. In demselben Verhältnis vergrößert sich der Spannungsabfall an dieser Spule, so daß auch der Parallelstrom// proportional zunimmt.

Der resultierende Strom ist T₀. Die Spannung an der Relaisspule der kompensierten Phase ändert sich hier im Verhältnis des Stromunterschiedes. Bei folgendem gleichmäßigen Verstellen des Parallelwiderstandes in den drei Phasen wird daher, weil an der dritten Phase eine höhere Spannung liegt als an den beiden anderen, der Stromzuwachs für diese dritte Phase im gleichen Verhältnis wie die daran liegende Spannung größer sein als der der beiden anderen Phasen. Daher wird bei der gemeinsamen Regelung das Verhältnis der Ströme T₀ aufrechterhalten bleiben und ihr perzentualer Zuwachs stets der gleiche sein.

Claims (1)

1. Patentanspruch;

   Regelvorrichtung für mehrphasige Elektroöfen mit ausgeglichenem Relais, bei welchem in jeder Phase ein von der Spannung erregter Elektromagnet die Gegenkraft für die Stromspule liefert, der Ofenstrom oder die Ofenleistung durch gemeinsames Verstellen von Parallelwiderständen zu den Stromspulen der einzelnen Phasen geregelt wird und eine unterschiedliche Einstellung des Stromes in einer der Phasen gegenüber den anderen durch Änderung der Gegenkraft am Relais in der betreffenden Phase erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenkraft durch eine Hilfsspule geändert wird, die mit der Stromspule auf das Relaissystem einwirkt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen