DE642857C - Einrichtung zur elektrohydraulischen Elektrodenregelung fuer Lichtbogenoefen - Google Patents

Description

Der Gegenstand des Patents 593 937 bezieht sich auf eine Einrichtung zur elektrohydraulischen Elektrodenregelung für Lichtbogenöfen, bei der die Elektrodenverstellung durch eine Flüssigkeit bewirkt wird, deren statischer Druck durch eine in Abhängigkeit vom Elektrodenstrom gesteuerte Pumpe geändert wird. Gemäß dem Hauptpatent wird dabei eine Rotationspumpe verwendet, deren Drehzahl in Abhängigkeit von Elektrodenstrom und/oder -spannung geregelt wird. Um diese Elektrodenregelung in einer für viele Fälle besonders vorteilhaften Weise auszugestalten, wird gemäß der Erfindung der Antriebsmotor für die Pumpe über gittergesteuerte Gas- oder Dampfentladungsgefäße gespeist, deren Gitterspannung sich in Abhängigkeit von dem elektrischen Strom oder der elektrischen Leistung, die dem Ofen zugeführt wird oder in Abhängigkeit von der an dem Ofen liegenden Spannung ändert.

Es sind bereits Anordnungen zur Regelung von Motoren mit Hilfe von gesteuerten Entladungsgefäßen bekanntgeworden, bei denen die Entladungsgefäße durch eine Spannung beeinflußt werden, welche von der Tachometerrnaschine des Motors geliefert wird. Es handelte sich hierbei also im wesentlichen um die Konstanthaltung der Drehzahl des Motors mit Hilfe eines von der Drehzahl selbst abhängigen Organs. Beim Erfindungsgegenstand kommt es im Gegensatz dazu darauf an, die Drehzahl des Pumpenmotors in Abhängigkeit von dem davon völlig getrennten Elektrodenstrom zu regeln und diese Regelung so zu gestalten, daß sie geeignet ist, auch starke und stoßweise Änderung in möglichst günstiger Weise auszugleichen. Man hatte bereits versucht, hierzu sogenannte Kenotrons zu verwenden, d. h. ungesteuerte Hochvakuumgleichrichterröhren mit Glühkathoden. Diese besitzen jedoch auch schon bei geringen Strömen einen verhältnismäßig sehr hohen Spannungsabfall, und es könnte ihre Steuerung nur durch Beeinflussung, der Anodenspannung oder der Heizspannung der Glühkathode erfolgen. Die Steuerung würde daher eine verhältnismäßig beträchtliche Leistung erfordern oder aber mit verhältnismäßig großer Trägheit arbeiten und daher nicht geeignet sein, auch bei plötzlichen, stoßartigen Änderungen des Elektrodenstromes die gewünschte Elektrodenverstellung mit der notwendigen Schnelligkeit durchzuführen. Die

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

Dipl.-Ing. Walter Braumüller in Berlin-Pankow.

nach der Erfindung verwendeten gittergesteuerten Gas- oder Dampfentladungsgefäße vermögen sehr große Ströme bei außerordentlich niedrigem Spannungsabfall zu führen, und: es kann ihre Steuerung mit Hilfe des Gitters' trägheitslos und praktisch ohne Leistungsaufwand erfolgen. Auch bei stoßweisen Be-" lastungsänderungen erfolgt die Regulierung des Stromes des Antriebsmotors durch das ίο Gitter bzw. die Änderung der Phasenlage der Gitterspannung gegenüber der Anodenspannung kontinuierlich und trotzdem mit größter Schnelligkeit.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches eine stromabhängige Elektrodenregulierung darstellt, wird im folgenden beschrieben und ist in der Zeichnung schematisch veranschaulicht. Es bedeutet 10 den Lichtbogenofen, 11 einen denselben speisenden Transao formator, 12 die Flügelradpumpe, welche über einen Kolben 13 und ein Gestänge 14 die Elektroden des Ofens 10 verstellt, und 15 den Motor zum Antrieb der Pumpe. Dieser Motor ist ein Gleichstrommotor; seine Erregerwicklung wird aus einer beliebigen Gleichstromquelle, die in der Zeichnung als Akkumulatorenbatterie 16 dargestellt ist, gespeist. Der Anker des Motors ist einerseits an die Mitte der Sekundärwicklung. eines Transformators 17, andererseits an die Kathoden der Gasoder Dampfentladungsgefäße 18 und 19 angeschlossen. Diese selbst sind in der bekannten Doppelweggleichrichter schaltung angeordnet; ihre Steuergitter liegen über einen Gittertransformator 20 an der Brückenschaltung 21. Die Mitte des Gittertransformators 20 ist über einen Strombegrenzungswiderstand 22, welcher, beiden Gitterkreisen gemeinsam ist, mit den Kathoden der Entladungsgefäße 18 und 19 verbunden. Die Brückenschaltung 21 besteht aus- der Sekundärwicklung eines Transformators 22, aus der unveränderlichen Drosselspule 23 und aus einem verstellbaren Widerstand 24. Der Schleifkontakt dieses Wider-Standes ist mit dem Anker eines Elektromagneten 2 5 gekuppelt, dessen Wicklung an die. Sekundärwicklung eines Stromwandlers 26 angeschlossen ist, welcher seinerseits, in der zu dem Lichtbogenofen führenden Leitung liegt. Die Primärwicklung des Transformators 22 soll ebenso wie diejenige des Transformators 17 an dieselbe Wechselstromquelle angeschlossen sein, aus welcher der Lichtbogenofen über den Transformator 11 gespeist wird. Der Einfachheit halber ist dieser Anschluß in der Zeichnung nicht mitdargestellt. Ebenso ist der Transformator 11 und der Speisestromkreis des Ofens nur einphasig gezeichnet.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise sei angenommen, daß bei der in der Zeichnung dargestellten Stellung des Widerstandes 4 die Elektroden im Ofen 10 einen solchen Abstand voneinander besitzen mögen, daß der i^Betriebsstrom des Ofens sich auf seinem /-Sollwert befinden möge. Diesem Zustand eivtspricht eine bestimmte Ankerstellung des './Elektromagnets 25, d.h. ein bestimmter Wert 'des Widerstandes 24, in der Brückenschaltung 21 und demzufolge auch eine bestimmte Phasenlage der an der Primärwicklung des Gittertransformators 20 liegenden Spannung gegenüber der von dem Transformator 17 gegelieferten Anodenspannung der Entladungsgefäße. Wenn nun der Strom durch den Ofen zunimmt, ändert sich der Teil des in der Brückenschaltung liegenden Widerstandes 24 und daher auch die Phasenlage der von der Brückenschaltung abgenommenen Gitterspannung gegenüber der Anodenspannung der Entladungsgefäße. Es möge sich dabei der Phasenunterschied zwischen der Gitterspannung und der Anodenspannung vergrößern, derart, daß jedes Entladungsgefäß innerhalb seiner positiven Anodenspannungshalbwelle erst in einem späteren Zeitpunkt gezündet wird als beim Sollwert des Ofenstromes, so daß sich also der Gleichstromanteil des den Anker des Motors 15 durchfließenden Stromes und daher auch die Drehzahl des Motors go vermindert. Hierdurch sinkt der Druck, welcher von der Flügelradpumpe 12 auf den Kolben 13 ausgeübt wird, und der Kolben bewegt sich infolgedessen nach unten, so daß die Elektroden im Ofen 10 gehoben werden. Der durch den Ofen fließende Strom fällt also ab, und hierdurch ändert sich wiederum die Drehzahl des Motors 15, bis der von unten auf den Kolben 13 wirkende Flüssigkeitsdruck dem Gewicht der Elektroden wieder das Gleichgewicht hält. Bei einer Abweichung vom Sollwert des Betriebsstromes nach unten spielen sich die beschriebenen Vorgänge mit umgekehrtem Vorzeichen ab.

Statt wie in dem Ausführungsbeispiel beschrieben, können auch die Elektroden in Abhängigkeit von der Leistungsaufnahme des Ofens oder in Abhängigkeit von der an dem Ofen liegenden Spannung verstellt werden, wenn die Änderung der Gitterspannung mit Hilfe eines entsprechenden leistungsabhängigen oder spannungsabhängigen Apparates vorgenommen wird. Der Ofen brennt dann mit praktisch konstanter Leistung bzw. Spannung.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Einrichtung zur elektrohydraulischen Elektrodenregulierung für Lichtbogenofen nach Patent 593 937, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (15) für die Pumpe (12) über gittergesteuerte Gasoder Dampfentladungsgefäße (iS, 19) ge-

   speist wird, deren Gitterspannung sich in Abhängigkeit von dem elektrischen Strom oder der elektrischen Leistung, die dem Ofen (ίο) zugeführt wird, oder in Abhängigkeit von der an dem Ofen liegenden Spannung ändert.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß eine Brückenschaltung (21) vorgesehen ist, welche mindestens einen veränderlichen Scheinwiderstand (24) enthält und welche die den Gittern der Entladungsgefäße (18, 19) zuzuführende Spannung liefert.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die zu dem Lichtbogenofen (10) führende Leitung ein Stromwandler (26) eingeschaltet ist und daß der veränderliche Widerstand (24) der Brückenschaltung (21) in Abhängigkeit von dem in der Sekundärwicklung dieses Stromwandlers auftretenden Strom geändert wird.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen