DE684699C - Einrichtung zur selbsttaetigen Regelung des ueber die Elektroden fliessenden Stromes bei elektrischen Lichtbogenoefen durch selbsttaetige Einstellung des Elektrodenabstandes mittels eines Elektrodenhub-Gleichstrommotors, dessen Feld- oder Ankerstrom in Abhaengigkeit von dem Elektrodenstrom unter Verwendung von Entladungsgefaessen beeinflusst wird - Google Patents

Description

• Einrichtung zur selbsttätigen Regelung des über die Elektroden fließenden Stromes bei elektrischen Lichtbogenöfen durch selbsttätige Einstellung des Elektrodenabstandes mittels eines Elektrodenhub-Gleichstrommotors, dessen Feld- oder Ankerstrom in Abhängigkeit von dem Elektrodenstrom unter Verwendung von Entladungsgefäßen beeinflußt wird Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur selbsttätigen Regelung des über die Elektroden fließenden Stromes bei elektrischen Lichtbogenöfen durch selbsttätige Einstellung des Elektrodenabstandes mittels eines Elektrodenhub:gleichstrommotors, dessen Feld- oder Ankerstrom in Abhängigkeit von dem Elektrodenstrom unter Verwendung von Entladungsgefäßen beeinflußt wird.
• Bei der Regulierung des Stromes von Lichtbogenäfen bz.w. des Abstandes der Elektroden kommt es wesentlich darauf an, stoßartigen Stromänderungen Rechnung zu tragen, wie sie im besonderen dadurch auftreten, daß das mit -dem Lichtbogen behandelte Material oder ein Teil desselben schmilzt und sich infolgedessen sehr plötzliche -und sehr starke Änderungen des Elektrodenstromes ergeben.
• Zur Regulierung des Elektrodenabstandes sind bereits Anordnungen bekanntgeworden, bei denen die Elektroden durch entsprechende Relais gesteuert werden. Diese Relais bedingen jedoch eine gewisse Trägheit und Unempfindlichkeit. Es sind deshalb auch schon Vorschläge bekannt, Regelanordnungen mit die Hubmotoren speisenden Leonardgeneratoren zu verwenden, deren Feld entweder durch einen Tirillregler oder über einen Stromwandler und Hochvakuumentladungsgefäße mit einem dem Elektrodenstrom entsprechenden Erregerstrom gespeist werden. Es ergibt sich jedoch bei derartigen Anordnungen, abgesehen von der Langsamkeit des Schaltens, sehr leicht ein Verschmutzen der Kontakte ünd damit ein Unbrauchbarwerden der ganzen Reguliervorrichtung. Unter Verwendung mechanischer Reguliereinrichtungen lassen sich im allgemeinen auch nur die Regulierungen stoßweise in Form von Schaltvorgängen durchführen, so daß dadurch die Gefahr des Auftretens unerwünschter Überspannungen besteht.
• Um diese Nachteile zu vermeiden, ist schon vorgeschlagen worden, zur Speisung des Feldes bzw. des Ankers des Hubmotors mit Wechselspannung in Gleichrichterschaltung betriebene gittergesteuerte Dampf- oder Gasentladungsgefäße zu verwenden, deren Gitterspannung in ihrer Phasenlage gegenüber der Anodenwechselspannung mittels einer in Abhängigkeit vom Elektrodenstrom selbsttätig,.; zweckmäßig mittels eines Stromwandlers ein '#l.*.
• nachgestellten Vorrichtung verschober3 wird. Die gittergesteuerten Dampf- oder Gaste: entladungsgefäße haben den Vorteil, daß sie bei sehr niedrigem Spannungsabfall beträchtliehe Ströme führen: können, so daß sie direkt im Stromkreis der Feldwicklung, insbesondere auch der Ankerwicklung des Hubmotors, eingeschaltet sein können. Die zur Speisung der Hubmotoren bisher verwendeten Leonardgeneratoren werden dadurch überflüssig. - Die Änderung der Stromdurchlässigkeit der Entladungsgefäße durch Änderung der Phasenlage der Gitterspanurg gegenüber derAnodenwechselspannung ermöglicht andererseits, daß der von der Gleichrichteranordnung gelieferte Strom kontinuierlich von seinem Vollweit auf den Wert Null herabgeregelt werden kann und umgekehrt. Infolgedessen werden hierdurch alle stoßartigen Elektrodenstromänderungen umgesetzt in eine kontinuierliche, trotzdem aber sehr schnell vor sich gehende Änderung des Stromes der Feld- oder Ankerwicklung des Hubmotors, welche ja über die Entladungsgefäße gespeist wird.
• Die Erfindung bezieht sich auf eine vorteilhafte Weitenbildung und besteht in der Verwendung von zwei Gruppen von Entladungsgefäßen, von denen die eine in der einen und die andere in der anderen Richtung Gleichstrom liefern kann und bei denen selbsttätig in Abhängigkeit vom Elektrodenstrom -die Vorrichtungen zur Änderung der Phasenlage der Gitterspannung derart beeinlußt werden, daß stets eine Gruppe von Entladungsgefäßen gesperrt ist, während der von der anderen Gruppe gelieferte Strom durch Änderung der Phasenlage der Gitterspannung geregelt wird. Auf diese Weise -läßt sich die Stromumkehr in der-Feld- oderAnkenvicklung ohne Schaltvorgänge leicht bewerkstelligen, indem -der von der einen Entladungsgefäßgruppe gebefeite Ström trägheitslos auf den Wert Null herabreguliert und der Strom .der anderen Entladungsgefäßgruppe kontinuierlich und ebenfalls trägheitslos von- dem Werte Null auf den in Frage kommenden Wert heraufreguliert wird.
• Die Änderung :der- Phasenlage der Gitterspannung der Entladungsgefäße wird zweckmäßig mittels Solenoide bewirkt, deren Induktfvität durch Verschieben eines Eisenberns mittels einer inAbhängigkeit vorn Elektroden-Strom gespeisten Relaisspule geändert wird. Die Sperrung der einen Gruppe - der- Entladungsgefäße erfolgt zweckmäßig.durch Anlegen einer negativen Gitterspannung. an die betreffenden Entladungsgefäße, und zwar ebenfalls selbsttätig über ein entsprechend dem Sinn der Abweichung des Elektroden-1;15tromes gesteuerten Relais.
• 'r ie Abbildung zeigt ein Ausführungsbeier Erfindung. Mit i ist das den Ofen s,disende Drehstromnetz bezeichnet. Die Entladungsgefäße werden durch den Transformator 2 mit der Primärwicklung 3 gespeist.
• .-Die Wicklung 4 liefert die Anodenspannung, die Wicklung 5 die Heizung für die Röhren 8 und 9 der einen Stromrichtung; die Sekundärwicklungen 5' und 5" die Heizung für die Röhren 8' und g' der anderen Stromrichtung. Die erforderlichen Gittersteuerspannungen sind über Zwischentransformatoren 48, 49, 50 und 51 @ direkt dem Drehstromnetz i entnommen. Diese Spannungen - können- - auch von entsprechenden Sekundärwicklungen des Gleichrichtertrarisformatärs 2 geliefert werden. Die Zwischentransformatoren 50 und 51 speisen die Phasenverschiebungsschaltungen der Gitterkreise, wobei für jede Röhre der umgekehrten Stromrichtung (Kathode an den Transformatorklemmen) eine getrennteRegeleinrichtung erforderlich ist- Die Regulierung -erfolgt durch veränderliche Induktivitäten, und zwar die Induktivität43 für die Röhren 8 und 9 der einen Stromrichtung und die Induktivitäten 44- und q.5 für die Röhren 8' und 9' der anderen Stromrichtung. Es wird bemerkt, daß zwecks Steigerung der Empfindlichkeit auch Brückenanordnungen verwendet werden können, bei denen in -dem einen Brückenzweig eine Kapazität und eine veränderliche Induktivität. angeordnet sind. Der zu regelnde Elektrodenstrom wird der Sekundärwicklung des Wandlers 46 entnommen und unter Parallelschaltung eines Regelwiderstandes 4o den Stromspulen der Regulierrelais 41 und 4a zugeführt. Das Relais 41 bewegt den schematisch angedeuteten Eisenkern 47 der veränderlichen Induktivitäten 43, 44 und 45 der entsprechenden Gitterkreise,. Das Relais 42 dient zum wechselweisen Einschalten der Gittersperrspannung mit Hilfe der Zwischentransformatoren 48 und 49. Die geregelte Gleichspannung des Gleichrichters wird dem Anker 39 des Hubmotors zugeführt: Sein Feld 38 wird über einen Drehstrom-Gleichstromumformer 34, 35 von .dem Drehstromnetz i .aus erregt: Die Zwischentransformatoren.50 und 51 bzw. 48 und 49 können gegebenenfalls auch vereinigt werden,, oder man kann, das Relais 42 als Umschaltrelais derart ausbilden, daß die Sperrspannung jeweils in die Gitterkreise des-einen oder anderen Röhrensatzes eingeschaltet 'wir d-.
• Der Erregerumformer .34, 3.5 kann.ebenfälls durch einen -irr -der Zeichnung nicht dargestellten gittergesteuerten Gleichrichter ersetzt werden. Wenn es die Betriebsbedingungen der Regulierung erfordern, kann auch die Gittersteuerung dieses Gleichrichters vom Elektrodenstrom abhängig gemacht werden. Man wird das Verhältnis von Anker- zu-Feldregelung dabei jeweils den vorliegenden Arbeitsbedingungen anpassen. Vorzugsweise wäre bei Lichtbogenöfen dieErregerspannung mit steigender Abweichung des Elektrodenstromes vom Sollwert entsprechend herabzusetzen, während die Ankerspannung durch die beschriebene Schaltungseinrichtung erhöht wird.
• Die neue Regeleinrichtung ist auch überall da verwendbar, wo ein Strom mittels irgendeiner mechanischen Vorrichtung, z. B. einer mechanisch veränderlichen Induktivität, einem veränderlichen Widerstand usw., geregelt werden soll. Der zu regelnde Strom kann selbstverständlich auch ein Gleichstrom sein. Statt des Stromwandlers werden dann Nebenwiderstände verwandt. Zur Speisung des Regulierantriebes ist dann jedoch Umformung des Gleichstromes in Wechselstrom erforderlich, bevor er dem beschriebenen gittergesteuerten Gleichrichter zugeführt werden kann.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zur selbsttätigen Regelung des über die Elektroden fließenden Stromes bei elektrischen Lichtbogenöfen durch selbsttätige Einstellung des Elektrodenabst.andes mittels eines Elektrodenhub-Gleichstrommotors, dessen Feld- oder Ankerstrom in Abhängigkeit von dem Elektrodenstrom unter Verwendung von Entladungsgefäßen beeinflußt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Entladungsgefäßen gebildete Gleichrichteranordnung zwei Gruppen von Entladungsgefäßen enthält, von denen die eine in der einen Stromrichtung und die andere in der anderen Stromrichtung Gleichstrom liefern kann, und daß dieVorrichtungen zur Änderung der Phasenlage der Gitterspannung selbsttätig in Abhängigkeit vom Elektrodenstrom bzw. einem Stromwandler in dem Elektrodenstromkreis derart beeinflußt werden, daß stets eine Gruppe von Entladungsgefäßen gesperrt ist, während der von der anderen Gruppe gelieferte Strom durch Änderung der Phasenlage der Gitterspannung geregelt wird.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen zur Änderung der Phasenlage der GitterspannungSolenoide (43, 44 45) enthalten, deren Induktivität .durch Verschieben eines Eisenkerns (47) in Abhängigkeit vom Elektrodenstrom geändert wird.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch i und z, dadurch gekennzeichnet, daß in .dem Sekundärstromkreis des Elektrodenstromwandlers (46) ein Relais (42) angeordnet ist, welches entsprechend dem Sinn der Abweichung des Elektrodenstromes an die Gitter der einen bzw. der anderen Gruppe der Entladungsgefäße über Zwischentransformatoren (48, 49) eine Sperrspannung legt.