NO119778B

NO119778B -

Info

Publication number: NO119778B
Application number: NO163210A
Authority: NO
Inventors: H Abrahamson
Original assignee: Foersvarets Fabriksverk
Priority date: 1965-07-05
Filing date: 1966-05-28
Publication date: 1970-06-29
Also published as: NL6608895A; US3376784A; BE683633A; CH445338A

Description

Automatisk innstilling av symmetreringsutstyr for induksjonsovner. Automatic setting of balancing equipment for induction furnaces.

Ved drift av nettfrekvens-induksjonsovner av digeltype ville nettet belastes en-faset ved vanlig forekommende utførelse, When operating mains frequency induction furnaces of the crucible type, the mains would be loaded single-phase in a commonly occurring design,

En anvendt anordning for omdannelse av An applied device for the conversion of

den enfasete belastning til en symmetrisk the single-phase load to a symmetrical one

trefaset belastning utgjøres av reaktor og three-phase load consists of reactor and

kondensator, som med sine ene sider er forbundet med den ubelastede fase og med si-ne andre sider med hver sin av de øvrige capacitor, which is connected with one side to the unloaded phase and with its other sides to each of the other

faser, mellom hvilke ovnen er koblet. For phases, between which the furnace is connected. For

at ovnen skal belaste nettet med trefaset that the oven should load the grid with the three phase

symmetrisk last kreves dels at belastningen skal ha effektfaktoren 1, hvilket oppnås ved parallellkobling med en kondensator, ettersom en ovnsbelastning alltid er symmetrical load partly requires that the load must have a power factor of 1, which is achieved by parallel connection with a capacitor, as a furnace load is always

induktiv, og dels bør symmetreringselementene være avstemte med hverandre og ha inductive, and partly the balancing elements should be coordinated with each other and have

sådan størrelse at hvert enkelt av dem har such a size that each one of them has

1 1

en reaktiv effekt ganger belastningens a reactive power times that of the load

V3V3

aktive effekt. active effect.

Under en smeltning endrer såvel belastningens effektfaktor som dens aktive During a meltdown, both the load's power factor and its active change

effekt seg ved konstant ovnsspenning. Dette betyr at det for å opprettholde nettbe-lastningens symmetri kreves etterregule-ring av den kondensator som er koblet parallelt med belastningen og av symmetreringselementene. Disse som er forsynt med effect at constant furnace voltage. This means that in order to maintain the symmetry of the mains load, post-regulation of the capacitor connected in parallel with the load and of the balancing elements is required. These are provided with

innbyrdes tilsvarende avstemningsuttak mutually corresponding voting withdrawals

kan herunder etterreguleres sammenkob-let. Det kan vises at hvis belastningen samt can be subsequently adjusted in conjunction. It can be shown that if the load as well

parallellkondensatoren belaster de faser the parallel capacitor loads the phases

med hvilke de er forbundet med en effektfaktor som avviker fra 1 når symmetreringselementene er innstillet riktig, resul- with which they are connected with a power factor that deviates from 1 when the balancing elements are set correctly, resul-

terer dette i en betydelig usymmetrisk belastning. teres this in a significant asymmetric load.

Først og fremst må det derfor passes på at parallellkondensatoren er avstemt riktig. For dette formål anvendes på kjent måte et balanserelé for automatisk innstilling. Hvis imidlertid innstillingen av symmetreringselementene avviker fra den som kreves for symmetri i fasestrømmene ved effektfaktoren 1, blir strømmene i to av fasene ved symmetrisk spenningssystem like i størrelse, men ligger fastforskjøvet i forhold til tilhørende fasespenninger foran henholdsvis etter disse med samme fasevin-kel. I den tredje fase blir strømmen for-skjellig og ligger i fase med den tilhøren-de fasespenning. Det ligger nær å sørge for en automatisk innstilling av symmé-treringsenhetene ved hjelp av ennå et balanserelé som er anordnet for likevekt mellom en av strømmene i de faser som fører like stor strøm, og strømmen i fasen med avvikende strømverdi. Dette er mulig da forholdet mellom disse er >1 når den reaktive effekt for symmetreringselementene er mindre enn nødvendig og <1 når det mot-satte er tilfellet. Anvendelsen av en slik kobling er imidlertid bare mulig ved en bundet manøvrering slik at balansereleet for symmetreringen ikke tillates å bevirke en omstilling av symmetreringselementene for parallellkondensatoren ved hjelp av sitt balanserelé som er blitt innstillet på nød-vendig verdi for å gi effektfaktoren 1. Hvis nemlig effektfaktoren avviker fra 1, noe som i praksis forekommer ved at balansereleet for parallellkondensatoren, når det foreligger grunn for det, bevirker omstilling av denne hvorved effektfaktoren kan veksle fra induktiv til kapasitiv fasefor-skyvning eller omvendt, vil balansereleet for symmetreringselementene forsøke å innstille disse på forskjellige verdier alt etter fortegnet på faseforskyvningen. Dette medfører fare for pumping. First and foremost, it must therefore be ensured that the parallel capacitor is tuned correctly. For this purpose, a balance relay for automatic setting is used in a known manner. If, however, the setting of the balancing elements deviates from that required for symmetry in the phase currents at power factor 1, the currents in two of the phases in a symmetrical voltage system are equal in size, but are fixedly offset in relation to the corresponding phase voltages before and after these with the same phase angle. In the third phase, the current is different and is in phase with the associated phase voltage. It is close to providing an automatic setting of the balancing units by means of yet another balance relay which is arranged for equilibrium between one of the currents in the phases that carry the same amount of current, and the current in the phase with a different current value. This is possible as the ratio between these is >1 when the reactive effect for the balancing elements is less than necessary and <1 when the opposite is the case. The use of such a connection is, however, only possible with a bound maneuver so that the balancing relay for the balancing is not allowed to cause a changeover of the balancing elements for the parallel capacitor by means of its balancing relay which has been set to the necessary value to give the power factor 1. Namely if the power factor deviates from 1, which in practice occurs when the balance relay for the parallel capacitor, when there is a reason for it, causes it to be adjusted whereby the power factor can change from inductive to capacitive phase shift or vice versa, the balance relay for the balancing elements will try to set these to different values depending on the sign of the phase shift. This entails a risk of pumping.

I henhold til foreliggende oppfinnelse bortfaller imidlertid behovet av denne bun-dete manøvrering. Den karakteriseres ved at det for den automatiske innstilling av symmetreringselementene er innkoblet yt-terligere et balanserelé som påvirkes av forholdet mellom fasestrømmen i den fase, til hvilken den ene side av symmetreringselementene er forbundet og differensen mellom strømmene i de to øvrige faser. According to the present invention, however, the need for this bound maneuvering is no longer required. It is characterized by the fact that for the automatic setting of the balancing elements, a balance relay is also connected which is affected by the ratio between the phase current in the phase to which one side of the balancing elements is connected and the difference between the currents in the other two phases.

På vedføyete tegning er det vist et prinsippskjema i henhold til oppfinnelsen. Fasene 1, 2 og 3 i reguleringstransforma-toren 4 er Y-koblede. Mellom de ytre faser 1 og 3 er det innkoblet symmetreringsinn-retninger 5 og 6. Parallelt med ovnsspolen The attached drawing shows a principle diagram according to the invention. Phases 1, 2 and 3 in the regulating transformer 4 are Y-connected. Balancing devices 5 and 6 are connected between the outer phases 1 and 3. Parallel to the furnace coil

6 er det koblet et kondensatorbatteri 8. Et vanlig balanserelé 9 er innrettet til å holde effektfaktoren for ovnsbelastningen og pa-rallellkohdensatorene 8 i nærheten av verdien 1.1 henhold til oppfinnelsen er det anordnet ennå et balanserelé 10 hvis spoler føler de strømmer li, lu og Lt som flyter i fasene 1, 2 og 3. Det kan vises at følgende forhold foreligger 6 a capacitor battery 8 is connected. A normal balance relay 9 is arranged to keep the power factor for the furnace load and the parallel capacitors 8 close to the value 1.1 according to the invention there is also a balance relay 10 whose coils sense the currents li, lu and Lt which flows in phases 1, 2 and 3. It can be shown that the following conditions exist

hvis cos cp er den resulterende effektfaktor for belastningen og parallellkondensatoren. K er forholdet mellom den reaktive effekt som er nødvendig for symmetreringselementene for at det skal oppnås symmetri ved eksisterende belastning og den reaktive effekt de oppviser. if cos cp is the resultant power factor of the load and the parallel capacitor. K is the ratio between the reactive power that is necessary for the symmetrizing elements in order for symmetry to be achieved with the existing load and the reactive power they exhibit.

For likevekt dvs. dette forhold = 1, kreves at K = cos<2> cp. Når K> cos- cp er forholdet >1, når K<cos<2> cp er forholdet < 1. Reguleringen skjer derfor på en og samme verdi K = cos-cp uavhengig av om faseforskyvningen er induktiv eller kapasitiv og etterhvert som balansereleet for parallellkondensatoren bevirker at cos cp nærmer seg 1, reguleres symmetreringselementene mot K = 1, dvs. ønsket avstemning av disse mot belastningen. For equilibrium, i.e. this ratio = 1, it is required that K = cos<2> cp. When K> cos-cp the ratio is >1, when K<cos<2> cp the ratio is < 1. Regulation therefore takes place at one and the same value K = cos-cp regardless of whether the phase shift is inductive or capacitive and as the balance relay for the parallel capacitor causes cos cp to approach 1, the balancing elements are regulated towards K = 1, i.e. the desired adjustment of these to the load.

En bedre strømlikhet kan oppnås hvis cos cp avviker fra 1, ved at balansereleet A better current equality can be achieved if cos cp deviates from 1, by the balancing relay

for symmetreringselementene utføres slik at det oppnås likevekt for for the symmetrizing elements is carried out so that equilibrium is achieved for

Ved en slik utførelse oppstår dog en mindre usymmetri, hvis cos cp = 1, men variasjonen i strømforskjeller kan holdes mindre enn når balansereleet utføres for likevekt ved With such a design, however, a smaller asymmetry occurs, if cos cp = 1, but the variation in current differences can be kept smaller than when the balance relay is designed for equilibrium at

Balansereleet skal med andre ord være ut-ført for innjustering av likevektsstillingen. In other words, the balancing relay must be designed for adjusting the equilibrium position.

I beskrivelsen er nevnt et symmetreringsutstyr som består av reaktor og kondensator. Metoden kan imidlertid like godt tilpasses sådant utstyrt hvor symmetreringen oppnås med bare reaktorer eller bare kondensatorer. The description mentions a balancing device consisting of a reactor and a capacitor. However, the method can just as well be adapted to equipment where the symmetry is achieved with only reactors or only capacitors.

Claims

1. Device for automatic setting of balancing equipment for induction furnaces where the furnace coil (7) and an adjustable parallel capacitor (8) are connected to two phases in a three-phase system, and adjustable balancing elements (5, 6) -reactors and/or capacitors- is connected between these phases and the third phase and where a balance relay (9) is arranged to keep the resulting power factor for the furnace load and the parallel capacitor around the value 1, characterized in that for automatic setting of the balancing elements (5, 6) another balance relay (10) which is affected by the ratio between the current in the aforementioned third phase and the difference between the currents in the other two phases.

2. Device as stated in claim 1, characterized in that the balance relay (10) is set for an equilibrium relationship, where li and I2 are the currents in the phases between which the furnace coil and the parallel capacitor are connected and Is the current in the third phase, and a^ 1.