DE548524C - Kompensationseinrichtung fuer elektrische Induktionsoefen - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 16. APRIL 1932

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JV* 548524 KLASSE 21 h GRUPPE

2i h F 407. jo Tag der Bekanntmachung über die Erteilung des Patents: 24. März

SDr.-3ng. K. Fischer in Köln-Braunsfeld Kompensationsemrichtung für elektrische Induktionsöfen

Patentiert im Deutschen Reiche vom 29,JuIi 1930 ab

Bei allen Induktionsöfen führt man Wechselspannung irgendeiner Frequenz einer Spule zu, \velche ein magnetisches Feld erzeugt. Dieses magnetische Feld wird im Schmelzbade in Wärme umgesetzt, indem es in dem Bade Induktionsströme hervorruft. Es ist dabei unvermeidlich, daß zwischen Schmelzbad und Spule eiA ziemlich großer Abstand besteht und daß daher ein hohes Streufeld vorhanden ist. Das hat zur Folge, daß ein starkes Nacheilen des Stromes gegenüber der Spannung beohachtet wird. Es ist schon vorgeschlagen worden, den Strom für das Netz bzw. für die Maschine dadurch zu »5 verkleinern, daß man parallel zu der Spule eine Kapazität schaltet, welche einen voreilenden Strom aufnimmt, so daß wenigstens nach außen hin der Strom auf ein Minimum gebracht wird. Auch dia indirekte Wirkung einer Kapazität hat man schon vorgeschlagen. Derartige Einrichtungen haben den Fehler, daß die Ursache der Phasenverschiebung, nämlich das Streufeld selbst, nicht beseitigt wird und damit auch der Strom in der Heizspule nicht vermindert wird.

Die vorliegende Kompensationseinriclftung ist geeignet, das Streufeld schon im Entstehen zu unterdrücken. · Die Einrichtung besteht aus einem Isolationskörper, in welchen feine zylindrische Drahtlagen eingebettet sind, die jedoch nicht miteinander verbunden sind und auch nur einpolig nach außen geführt sind, z. B. die Enden der geradzahligen Lagen nach oben und die der ungeradzahligen nach unten. In der Fig. 1 bedeutet A den Eisenkern eines Induktionsofens für normale Frequenz, B bedeutet die Unterspannungswicklung und C einen Wärmeschutz. Darüber sitzt die kreisförmige Schmelzrinne D mit dem Schmelzbade E. ■ Der Ström in der Spule B wird bei der bisher üblichen Ausführung stark phasenverschoben sein. Die vorher erwähnten ieindrähtigen zylindrischen Wicklungen können in verschiedener Weise zur Wirkung gebracht werden. Auf dem rechten Schenkel F des Kerns in der Fig. 1 bedeutet z. B. G eine Hilfswicklung; diese wird an die herausragenden Enden der feindrähtigen Wicklung im Isolationskörper H oben und unten angeschlossen. Durch die Wicklung G und die feindrähtige Wicklung H fließen dann voreilende Blindströme, und zwar derart, daß in der feindrähtigen Wicklung der Strom von der Anschlußseite aus bis zum Ende auf Null abnimmt. Diese Ströme ergeben voreilende Amperewindungen bzw. sie erzeugen ein Feld, welches dem Streufeld entgegengesetzt gerichtet ist und es ganz oder teilweise aufhebt. Diese Einrichtung wirkt also erst wie ein Kondensator, wenn sie durch ein magne- 60' tisches Feld erregt wird. In der Zeichnung ist die Wicklung auf dem Schenkel F gezeichnet, um sie möglichst deutlich zu machen. Selbstverständlich kann man sie auch auf den Schenkel A setzen, wobei dann die Rinne einen entsprechend größeren Durchmesser haben würde.

Es gibt verschiedene Schaltungen, wie man

eine derartige feindrähtige offene Kompensationswicklung betreiben kann. Auf der linken Seite der Fig. ι ist beispielsweise eine andere Schaltung gezeichnet, bei welcher die oberen Enden der ungeraden Wicklungslagen und die unteren Enden der geraden Wicklungslagen zu je einem Umschalter geführt sind. Man kann diesen Umschalter so stellen, daß die feindrähtigen Wicklungen ganz offen bleiben *° oder kurzgeschlossen werden. Im ersten Falle hebt man die Kompensationswirkung ganz auf, im anderen Falle ist sie vorhanden. Man kann die Enden der parallelen Drahtlagen aber auch auf eine Kapazität arbeiten lassen, «5 wie dies ebenfalls in der Fig. ι auf der linken Seite gezeichnet ist. An Stelle der Kapazität kann auch eine Induktivität verwendet werden, die dann mit der Lagenkapazität zusammenarbeitet.

ao Man kann diese Einrichtung sinngemäß auch auf Tiegel ohne Eisenkern übertragen, wie man sie schon heute beim Schmelzen mit hochfrequentem Strom benutzt. In diesem Falle wird, wie in Fig. 2 angegeben, der Tiegel A mit einer Wärmeisolation B ausgerüstet und darauf eine Kupferrohrwicklung C gebracht. Über die mit Druckluft oder Wasser oder sonst irgendwie gekühlte Kupferwicklung setzt man einen ringförmigen Körper aus Isolationsmaterial E₁ in den die beschriebenen feindrähtigen Lagenwicklungen D eingebettet sind. Die Enden der ungeraden Wicklungen sind in der Figur oben herausgeführt und die der geraden unten. ³S Sie werden entweder, wie der Stromkreis F andeutet, direkt oder über einen Widerstand kurzgeschlossen oder, wie der Stromkreis G andeutet, über einen Widerstand auf einen Kondensator geschaltet. Man kann, wie in Fig. 3 dargestellt, auch hier mit einer Vorspannungswicklung arbeiten, nämlich derart, daß über den Tiegel A und den Wärmeschutz B und die Heizwicklung C eine Vorspannungswicklung geschoben wird, welche mit den oberen bzw. unteren Enden der Drahtlagen D im Isolationskörper E verbunden ist.

Es ist in allen Figuren ein festes Isolationsmaterial für die Einbettung der feinen Drahtlagen angenommen, weil die Arbeitsweise sich dabei am besten erklären läßt. Man kann aber. die Drahtlagen auch in flüssige oder gasförmige Isolationsmaterialien einlegen, muß dann aber natürlich dafür sorgen, daß sie auf feste Unterlagen aufgebracht sind und daß sie mechanisch in geeigneter Weise gestützt und geschützt sind.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Kompensationseinrichtung für elektrische Induktionsöfen, deren Induktionswicklung von einem konzentrisch angeordneten Isolationskörper umgeben ist, in dem feindrähtige einlagige- Wicklungen konzentrisch angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der geradzahligen Wicklungslagen nach oben und die Enden der ungeradzahligen Lagen nach unten herausgeführt und miteinander direkt oder über einen Schutzwiderstand kurzgeschlossen sind.
2. 2. Kompensationseinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die herausgeführten oberen und unteren Wicklungsenden auf einen Kondensator oder eine Induktivität geschaltet sind.
3. 3. Kompensationseinrichtung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Induktionswicklung und dem Isolationskörper eine Hilfswicklung angeordnet ist, die oben und unten mit den herausgeführten feindrähtigen Wicklungsenden verbunden ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen