DE3040820A1

DE3040820A1 - Einrichtung zur induktiven beheizung eines werkstuecks mittels mehrerer induktoren und mehrerer umrichterstromquellen zur speisung der induktoren

Info

Publication number: DE3040820A1
Application number: DE19803040820
Authority: DE
Inventors: Hans G. Dipl.-Ing. Matthes; Erhard Ing.(grad.) 5632 Wermelskirchen Mauler
Original assignee: AEG Elotherm GmbH
Current assignee: SMS Elotherm GmbH
Priority date: 1980-10-30
Filing date: 1980-10-30
Publication date: 1982-05-13
Also published as: DE3040820C2

Description

Einrichtung zur induktiven Beheizung eines
Werkstücks mittels mehrerer Induktoren und mehrerer Umrichterstromquellen zur Speisung der Induktoren Gegenstand der Erfindung ist .eine Einrichtung zur induktiven Beheizung eines Werkstücks mittels mehrerer Induktoren und mit den Induktoren einzeln zugeordneten Wechselstromquellen bestehend aus einem an ein Wechselstromnetz anschließbaren Umrichter, bei der jeder Umrichter aus einem Gleichrichter mit nachgeschaltetem Wechselrichter besteht und jeder Wechselrichter mit seinen Wechselrichterventilen (Thyristoren oder dergleichen) einer Loschzeit-bzw. Löschwinkelregelung unterliegt, indem die Löschzeit bzw. der Löschwinkel der Schaltventile gemessen und in Abhängigkeit von diesem Meßwert der Zündimpuls der Wechselrichterventile verstellt wird.
Einrichtungen dieser Art sind z.D, zur Wärmebehandlung der Längsnaht geschweißter Röhren bekannt. In solchen Einrichtungen wird das zu behandelnde Rohr mit seiner Schweißnaht entlang einer Reihe an der Naht hintereinander Angeordnete Induktoren vorbeibewegt, die die Nähte entsprechend einem vorgebbaren Temperaturprofil entlang der Naht beheizen. Die die Induktoren speisenden Wechsel- stromqucllen sind als Paralleiscilvingkreis-umriclutcr ausgebildet, die den Strom eines 5o ISz-y)rellstromrle?tzes in einen Mittelfrequenzstrom umwandeln.
Die bekannten Einrichtungen dieser Art weisen den Nachteil auf, daß die Heizinduktoren ihr magnetisches Feld bei örtlicher Annäherung der Induktoren gegeneinander wechselseitig in die Speisekreise einstreuen und insbesondere das Anschwingen der Umrichter beim Einschalten der Stromquellen behindern. Es müssen deshalb besondere Maßnahmen zur Abschirmung der Induktoren gegeneinander getroffen sein.
Die zugehörigen Maßnahmen sind umständlich und jeweils von den an den Werkstücken zu beachtenden örtlichen Gegebenheiten abhängig, so daß die Benutzung mehrerer Wechselstromquellen nach Möglichkeit in solchen Fällen vermieden wird.
Die Erfindung befaßt sich mit der Aufgabe der Vereinfachung solcher Einrichtungen mit dem Ziel, besondere Abschirmmaßnahmen an den Induktoren überflüssig zu machen und die gegenseitige Beeinflussung von Induktoren, die ein Werkstück gemeinsam beheizen und in örtlich benachbarter Lage angeordnet sind, zu vermeiden. InsbesDndere soll beim Einschalten der Stromquellen ein einwandfreies Anschwingen der Umrichtervorrichtungen ermöglicht werden.
Erfindungsgemäß wird dieses an Einrichtungen der eingangs näher bezeichneten Art dadurch erreicht, daß die Schaltventile eines jeden Wechselrichters mit Zündimpulsen einer gemeinsamen Impuls quelle gespeist sind und daß die Zündimpulse dieser Quelle mittels eines Löschzeit- bzw.
Löschwinkelreglers verstellt sind, der mit Meßwerten der Löschzeit bzw. des Löschwinkels einer jeden Wechselrichtervorrichtung über einen Extremwertwähler gespeist ist.
Diese Ausbildung stellt ein im wesentlichen synchron verlaufendes Anschwingen aller Umrichtervorrichtungen bei ihrer Inbetriebnahme sicher. Dabei können die einzelnen.
Stromquellen sämtlich gleichzeitig oder nacheinander in Betrieb genommen werden.
Ferner wird an sämtlichen Umrichtervorrichtungen durch die Löschbedingung für die Umrichterventile stets eingehalten.
Die anliegende Zeichnung erläutert ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
In der Zeichnung bezeichnen 1 ein mit einer Längsschweißnaht versehenes Stahlrohr, dessen Schweißnaht einer Wärmebehandlung zu unterziehen ist, 2 und 3 zwei an der Naht nebeneinander angeordnete Induktoren, die zur induktiven Erwärmung der Naht dienen und aus einem 50 Hz-Drehstromnetz 4 mittels zweier Stromquellen 5 und 6, die den Induktoren 2 und 3 gesondert zugeordnet sind, mit einem Mittelfrequenzstrom, z.B. der Frequenz f= 2 kHz, speisbar sind.
Die Stromquellen 5 und 6 sind als Umrichtervorrichtungen bestehend aus je einem Gleichrichter 5A bzw. 6A und einem an den Ausgang der Gleichrichtervorrichtungen angeschlossenen Wechslrichter 5B und 6B ausgebildet.
Der Wechselrichter 5B besteht aus einer gleichstromgespeisten Brückenschaltungsanordnung, deren Brückenzweige Thyristorschalter enthalten. Die Schalter sind derart mittels eines Steuergerätes 7 über Steuerleitungen 8 und 9 gesteuert, daß Schaltventile 1o und 11, die in einander gegeniiberliegenden Brückenzweigen angeordnet sind, gleichzeitig Strom führen. Die Schaltventile, z.B. 12, 13, des anderen Zweige sind zu diesen Zeitpunkten nicht stromführend. Durch Wahl der Frequenz und Phasenlage der Zündimpulse der Leitungen 8 und 9,die den Wechselrichterventilen zugeführt sind, werden die Ventile lo und 11 bzw. 12 und 13 abwechselnd gezündet, so daß über den Lastkreis des Wechselrichters, der den Induktor, z.B. 2, enthält, ein Wechselstrom mit einer Frequenz, die durch die Taktfrequenz der Zündimpulse der Leitungen 8 und 9 vorgegeben ist, fließt.
Zur Ermittlung der Löschzeit bzw. des Löschwinkels an den einzelnen Wechselrichtervorrichtungen 5B bzw. 6B sind Meßvorrichtungen 20 und 21 vorgesehen, die die Löschzeit des jeweiligen Wechselrichters, d.h. den Zeitabstand zwischen verschwindender Spannung und verschwindendem Strom an dem einzelnen Ventil des Wechselrichters, erfassen und z.B. in einen Gleichstrom umformen,der den Meßleitungen 22 und 23 zugeführt ist. Die Leitungen 22 und 23 sind mit den beiden Eingängen eines Extremwertwählers 24 verbunden, der aus den beiden anstehenden Meßwerten den jeweils kleinsten auswählt und einem Regler 25 zuführt, der die Zündimpulse der Leitungen 8 und 9 im Sinne der Einhaltung der Löschbedingung am Wechselrichter mit der jeweils gerade kleineren Löschzeit verstellt.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, die Löschzeit- bzw.
die Löschwinkelerfassung durch solche Meßmaßnahmen zu ersetzen, die z.B. den Mittelwert sämtlicher an den Wechselrichtervorrichtungen jeweils meßbaren Löschzeiten bzw.
Löschwinkel erfassen.
1 Anspruch 1 Zeichnung L e e r s e i t e

Claims

Patentanspruch Einrichtung zur induktiven Beheizung eines Werkstücks mittels mehrerer Induktoren und den Induktoren einzeln zugeordneten Wechselstromquellen bestehend aus einem an ein Wechselstromnetz anschließbaren Umrichter, bei der jeder Umrichter aus einem Gleichrichter mit nachgeschaltetem Wechselrichter besteht und jeder Wechselrichter mit seinen Wechselrichterventilen einer Löschzeit- bzw. Löschwinkelregelung unterliegt, in dem die Löschzeit bzw. der Löschwinkel gemessen und in Abhängig von diesem Meßwert die Zündimpulse der Wechselrichterventile verstellt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltventile (z.B. loiII,12,13) eines jeden Wechselrichters (5B, 6B) mit Zündimpulsen einer gemeinsamen Zündimpulsquelle (7) gespeist sind und daß die Zündimpulse dieser Quelle mittels eines Löschzeit- bzw. Löschwinkelreglers (25) verstellt sind, der mit Meßwerten (20,21) der Löschzeit bzw. des Löschwinkels einer jeden Wechselrichtervorrichtung über einen Extremwertwähler (24) gespeist ist.