NO166749B

NO166749B - Termoinduksjonsgenerator for fluidoppvarming.

Info

Publication number: NO166749B
Application number: NO860716A
Authority: NO
Inventors: Paul Roth; Roland Labat; Sylvain Cagnioux; Yves Girault
Original assignee: Alsthom Sa; Chauffe Cie Gle
Priority date: 1985-02-28
Filing date: 1986-02-26
Publication date: 1991-05-21
Also published as: ATE46602T1; FR2578135A1; NO860716L; EP0193843A1; DE3665804D1; FR2578135B1; NO166749C; EP0193843B1; CA1253217A

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en termoinduksjonsgenerator for produksjon av oppvarmet fluid.

Fra britisk patentskrift 2.105.159A er det kjent en termo-induks jonsgenerator av transformatortype og som omfatter en magnetkrets, en primærvikling som tilføres elektrisk strøm samt en sekundær rørvikling som gjennomstrømmes av et fluid som skal oppvarmes, idet den sekundære rørvikling er elektrisk kortsluttet. I dette patentskrift er det omtalt styring ved hjelp av tyristorer, men den angitte koblings-løsning innebærer da at: reguleringen må finne sted på transformatorens primærside pga. det forhold at den sekundærvikling som skal oppvarmes er kortsluttet i sin helhet, - primærspenningén er lav samt tilpasset tyristorene, hvilket innebærer en begrensning av anordningens driftseffekt, - effektreguleringen må finne sted ved variasjon av fasé-vinkelen hvis man ønsker en kontinuerlig regulering fra 0

til maksimaleffekt uten omkoblingssprang. Denne løsning gir en dårlig cosinus ved lave effekter, hvilket innebærer en lav virkningsgrad. Cosinus <ji forbedres da i samme grad som effekten økes.

Ved høy spenning på primærsiden kan man også utføre effektreguleringen ved hjelp av en strømregulator på primærsiden, men dette er en komplisert løsning.

Man kan endelig arbeide med såkalte "bølgetog" ved hjelp av en kontaktor eller en manøvreringsbryter som arbeider étter prinsippet "alt eller intet", men i dette tilfellet trekkes meget høy effekt ved hver omkobling, hvilket kan føre til overbelastninger av forsyningsnettet.

Endelig har den kjente anvendelse av enfaseenheter koblet i trefasekrets også et høyere kostnadsnivå enn en magnetisk trefasekrets.

Et formål for oppfinnelsen er da å overvinne de ovenfor angitte ulemper ved å frembringe et apparat med lavere omkostninger enn kjente oppvarmingsenheter, f.eks. elektriske varmeelementer med elektroder og som i tillegg krever en isolasjonstransformator.

For øvrig er det et formål å oppnå en regulering i tilstrekkelig fine trinn helt ifra 0-effekt til maksimaleffekt uten innkoblingsstrømmer som ikke kan tåles av strømforsyningsnet-tet.

Oppfinnelsen gjelder således en termoinduksjonsgenerator for fluidoppvarming og i form av en kortslutningstransformator som omfatter en magnetisk krets, en primærvikling for tilførsel av elektrisk strøm, samt en elektrisk kortsluttet sekundær rørvikling anordnet for å gjennomstrømmes av et fluid som skal oppvarmes.

På denne bakgrunn av kjent teknikk har da generatoren som særtrekk i henhold til oppfinnelsen at den sekundære rørvikling for hver av én eller flere vekselstrømfaser omfatter et antall n elementære rørkretser som er innbyrdes

hydraulisk sammenkoblet og omfatter elektrisk koblingsutstyr, samt at de forskjellige elementære rørkretser er anordnet for å settes elektrisk i drift ved hjelp av ty~istorer som styres av elektronisk.utstyr.

I henhold til en foretrukket utførelse er de n elementærkretser anordnet langs hver av de tre kjerneben i en magnetisk trefasekrets.

De elementære rørkretser kan være^ innbyrdes sammenkoblet hydraulisk og elektrisk i serie, parallell eller serieparallell..

Oppfinnelsen vil nå bli nærmere beskrevet ved hjelp av et utførelseseksempel og under henvisning til de vedføyde tegninger, hvorpå: Fig. 1 viser i perspektiv en termoinduksjonsgenerator i henhold til oppfinnelsen. Fig. 2 viser samme generator som i fig. 1, men sett fra nettspennngssiden. Fig. 3 angir en monteringsutførelse av sekundærviklingen og viser de hydrauliske og elektriske sammenkoblinger. Fig. 4 er et elektrisk og hydraulisk koblingsskjema tilsvarende fig. 3. Fig. 5 viser et elektrisk koblingsskjema tilsvarende fig. 4. Fig. 6 viser et elektronisk reguleringsskjema for styring av tyristorene ved en utførelse som omfatter fire regulerings-trinn. Fig. 7 og 8 er diagrammer som viser generatorens arbeidsfunksjon.

Oppfinnelsen kan nå beskrives på følgende måte ved hjelp av figurene 1-8.

På en magnetisk trefasekrets 1 (fig. 2) er det på hver av de tre kjerneben konsentrisk montert en primærvikling 2 av elektriske ledertråder for tilkobling til et høyspenningsnett over løsbare klemmer 3, samt en sekundær vikling 4 (fig. 1) som er viklet av rør anordnet hydraulisk i serie, i parallell eller i en kombinasjon av disse to koblingsmåter.

Fig. 1 anskueliggjør således en utførelse hvor fire rørvik-linger 5, 6, 7 og 8 er koblet i parallell på hvert kjerneben.

Rørviklingene munner ut i samlerør 9-14, som i sin tur er forbundet med hovedsamlerør 15 og 16 (fig. 3).

De nevnte rør er. i det minste delvis isolert fra samlerørene ved hjelp av mutfer 17 i samsvar med den valgte elektriske kobling.

Fig. 3 viser hydraulisk parallellkobling på hvert kjerneben, og de fire elementære rørkretser 5, 6, 7 og 8 på hvert ben er likeledes parallellkoblet til hovedsamlerørene 15 og 16. På denne måte sikres en tilstrekkelig gjennomstrømning med en hastighet■som er avhengig av utførelsen og uten for store trykktap.

Den elektriske kobling er utført ved hjelp av strømskinner

18 - 29, isolasjonsmuffer 17 samt grupper av tyristorer 30, 31, 32 og 33 i hodet/hale-kobling.

Fig. 4 gir bedre oversikt over den elektriske krets. Av dette koblingsskjema fremgår det klart seriekobling i grupper på to og ved hjelp av koblingsskinner 18 - 21 av de elementære rørkretser 7 og 8 på den ene side samt 5 og 6 på den annen side for hvert kjerneben.

På dette skjema er det også vist at den hydrauliske krets omfatter en varmeveksler med en primærside 34 og en sekundærside'35. En pumpe 36 sikrer fluidsirkulasjonen*

Fig. 5 viser et elektrisk koblingsskjema tilsvarende fig. 4 og hvor- samme henvisningstall angir tilsvarende koblingsele-menter.

Tyristorgruppen- 30 omfatter tyristorer 30A og 30B, mens gruppen 31 omfatter tyristorene 3IA og 3IB, tyristorgruppen 32 utgjøres av tyristorer 32A og 32B og gruppen 33 består av tyristorene 33A og 33B.

Fig. 6 angir et elektronisk skjema for regulering og styring av de viste tyristorer i fig. 5, samt for den angitte termoinduksjonsgenerator i de tidligere omtalte figurer.

På denne figur er de åtte tyristorer 30A - 33B angitt ved kvadratblokker. Disse tyristorer styres ved hjelp av modulatorene 40, 41, 42 og 43.

Styringsordre avgis fra en sekvenskilde 44 som har fire utganger, nemlig en for hver modulator og i samsvar med kjente reguleringsprinsipper.

Den anvendte informasjon for reguleringen samles opp av en regulator 45 som sammenlikner den forut fastlagte temperatur med en målt temperaturverdi ved hjelp av en temperatursonde.

Fig. 7 angir funksjonsdiagrammet ved utnyttelse av 80 % av totaleffekten og fig. 8 tilsvarende for 20 % av totaleffekten.

De områder som angitt ved 61 og 71 angir varigheten av en funksjonssyklus i de to viste tilfeller i figurene.

Anordningens arbeidsfunksjon kan beskrives på følgende måte: Fra et strømforsyningsnett som ikke er vist, tilføres elektrisk strøm til generatorens primærvikling, og denne strøm frembringer et magnetisk felt som ved hjelp av den magnetiske krets i sin tur oppretter en sekundærstrøm i sekundære rørviklinger.

Disse rørviklinger som er kortsluttet, vil da bli oppvarmet og i sin tur varme opp det fluid som strømmer gjennom rørviklingene og de tilkoblede samlerør.

Denne arbeidsfunksjon tilsvarer en transformator hvis sekundærside er belastet med motstandere.

Tenning av samtlige eller en del av tyristorene tillater

etter ønske å sette i drift én eller flere deler av sekundær-

viklingen og innebærer således en regulering hvis styrings-

ordre avgis av det elektroniske utstyr som er beskrevet under henvisning til fig. 6.

Claims

1. Termoinduksjonsgenerator for fluidoppvarming og i form av en kortslutningstransformator som omfatter en magnetisk krets (1), en primærvikling (2) for tilførsel av elektrisk strøm samt en elektrisk kortsluttet sekundær rørvikling (4) anordnet for å gjennomstrømmes av et fluid som skal oppvarmes , karakterisert ved at den sekundære rørvik-ling for hver av én eller flere vekseistrømfaser omfatter et antall n elementære rørkretser (5, 6, 7, 8) som er innbyrdes hydraulisk sammenkoblet (10 - 16) og omfatter elektrisk koblingsutstyr (18 - 29) samt ved at de forskjellige elementære rørkretser er anordnet for å settes elektrisk! drift ved hjelp av tyristorer (30 - 33) som styres av elektronisk utstyr.

2. Termoinduksjonsgenerator som angitt i krav 1, karakterisert ved at de n elementærkretser er fordelt på hvert av de tre kjerneben i en magnetisk trefasekrets (1).

3. Termoinduksjonsgenerator som angitt i krav 2, karakterisert ved atden elementærkretser er hydraulisk seriekoblet.

4. Termoinduksj:onsgenerator som angitt i krav 2, karakterisert ved atden elementærkretser er hydraulisk parallellkoblet over samlerør (9 - 16) på inngangs- og utgangssiden.

5. Termoinduksjonsgenerator som angitt i krav 2, karakterisert ved atden elementærkretser er hydraulisk serie/parallell-koblet til samlerør på inngangs- og utgangssiden.

6. Termoinduksjonsgenerator som angitt i krav 1-5, karakterisert ved at elektriske isolasjonsmuffer (17) er hensiktsmessig anbragt mellom samlerørene (9 - 14) og de elementære rørkretser i samsvar med den valgte elektriske kobling.

7. Termoinduksjonsgenerator som angitt i krav 1-6, karakterisert ved at det elektroniske utstyr for styring av tyristorene omfatter en regulator (45), en sekvenskilde (44) samt modulatorer (40 - 43).