DE1266335B

DE1266335B - Einrichtung zur Regelung der Gluehtemperatur bei einer Drahtanlage

Info

Publication number: DE1266335B
Application number: DE1964S0092711
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hans Busch
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1964-08-19
Filing date: 1964-08-19
Publication date: 1968-04-18
Also published as: GB1104719A

Description

Einrichtung zur Regelung der Glühtemperatur bei einer Drahtanlage Das Patent 1247 364 betrifft eine Einrichtung zur Regelung der Kühltemperatur bei einer Drahtglühanlage, bei der jeweils ein Abschnitt des durchlaufenden Drahtes vom Heizstrom durchflossen wird und für Draht mit temperaturabhängigem Widerstand der Heizstrom Stellgröße eines Regelkreises ist, der als Regelgröße den Widerstand des heizstromdurchflossenen Drahtabschnittes und damit die Glühtemperatur konstant hält.
Es sind Drahtglühanlagen, beispielsweise aus dem deutschen Gebrauchsmuster 1820 913, bekannt. Bei diesen Drahtglühanlagen wird die Drahttemperatur dadurch geregelt, daß der Quotient aus der zugeführten Leistung und der Drahtgeschwindigkeit konstant gehalten wird. Es werden hierbei Analogwerte der Leistung und der Drahtgeschwindigkeit gebildet und der Differenzwert aus beiden als Regelabweichung für den Regler benutzt. Diese Maßnahme basiert auf der Erkenntnis, daß die -einem Drahtabschnitt zugeführte Leistung proportional zur gewünschten Temperatur dieses Abschnittes und der Drahtgeschwindigkeit sein muß. Auf diesem Grundprinzip aufgebaute Drahtglühanlagen sind äußerst kompliziert.
Gegenstand des Hauptpatents ist eine Einrichtung' der einleitend genannten Art, bei der die Drahttemperatur durch Regeln auf einen konstanten mittleren Widerstand des heizstromdurchflossenen Drahtabschnittes ebenfalls konstant gehalten wird. Die Temperatur des Drabtabschnittes wird hier also nicht durch die zugeführte Leistung, sondern durch seinen mittleren Widerstand erfaßt. Dieser hat praktisch bei allen in Frage kommenden Materialien eine eindeutige Abhängigkeit von der mittleren Temperatur des Drahtabschnittes, Er ist im Gegensatz zur Heizleistung von der Drahtgeschwindigkeit unabhängig. Dies bedingt einen wesentlichen Vor-teil gegenüber der bekannten Einrichtung. Diese ist, infolge ihrer Abhängigkeit von der Drahtgeschwindigkeit, erst von einer bestimmten Grenzgeschwindigkeit an betriebsfähig. Dies hat jeweils bei der Inbetriebnahme und beim Auslauf einen Anfall von etwa 50 bis 100 m ungeglühten Drahtes zur Folge, der als Schrott zu betrachten ist.
Durch die Einrichtung nach dem Hauptpatent wird dieser bei jeder Drahtrolle auftretende, Drahtaussehuß vermieden. Hinzu kommt, daß die Einrichtung nach dem Hauptpatent schaltungsmäßig einfacher wird, weil nicht erst ein Analogwert für die Leistung aus Strom und Spannung und für die Drahtgeschwindigkeit gebildet und die beiden Analogwerte in Beziehung zueinander gesetzt werden müssen. Es muß lediglich der Widerstandswert erfaßt werden.
Die Erfassung des Widerstandswertes geschieht beim Gegenstand des Hauptpatents dadurch, daß der Drahtabschnitt als Brückenzweig in eine Brückenschaltung eingegliedert wird, Ziel der Erfindung ist es, die Erfassung des Widerstandswertes zu vereinfachen.
Eründungsgr,mäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zur Erfassung des Widerstandes ein Strom-und ein Spannungswandler dienen, die im Heizstromkreis des Drahtabschnittes liegen, und daß der Regler aus den gleichgerichteten Wandlerspannungen eine Differenzspannung bildet, die den Heizstrom beeinflußt.
Der Gegenstand des Zusatzpatents weist gegenüber der bekannten Einrichtung die gleichen Vorteile wie der Gegenstand des Hauptpatents auf.
Bei den Wandlem ist darauf zu achten, daß sie den gleichen Frequenzgang haben. Dies ist dann gewährleistet, wenn für beide Wandler gleiches Kernmaterial benutzt wird.
Die Erfindung wird durch ein Ausführungsbeispiel an Hand einer Zeichnung näher erläutert.
In der Zeichnung sind der interessierende Teil einer Drahtglühanlage und die Regeleinrichtung zum Konstanthalten der mittleren Temperatur eines Drahtabschnittes dargestellt. Es sind zwei Laufrollen 1 und 2 erkennbar, über die der Draht 3 geführt wird. Die Laufrollen sind an die Ausgangswicklung 4 eines Transduktors oder Stromtorsatzes 5 angeschlossen. Durch diesen wird ein Stromfluß durch den Drahtabschnitt 6 zwischen den beiden Laufrollen bewirkt, der den Drahtabschnitt erwärmt. Bei einer gleichmäßigen Bewegung des Drahtes nach unten entsteht durch die Stromwärme ein zu der zurückgelegten Wegstrecke proportional ansteigender Temperaturverlauf und bei richtig bemessenem Heizstrom die erwünschte mittlere Erwärmungstemperatur bzw,. Endtemperatur des Drahtabschnittm Die richtige Bemessung der Heizstromstärke wird dadurch erreicht, daß der Widerstand des Drahtabschnittes durch ein-- Regeleinrichtung konstant gehalten wird. Zu diesem Zweck wird durch einen Spannungswandler 7 die Spannung an dem Drahtabschnitt und durch einen Stromwandler 8 der den Drahtabschnitt durchfließende Strom erfaßt. Die Ausgangsgrößen der Wandler werden in Gleichrichterbrücken9 und 10 gleichgerichtet. Von den erhaltenen pulsierenden Gleichspannungen wird die Differenz gebildet. Dies geschieht durch eine gegensinnige Reihenschaltung der Brückenausgänge. Zur Linearisierung sind den Gleichrichterbrückenausgängen Widerstände 11 und 12 parallel geschaltet. Der Widerstand 12 ist hierbei als Spannungsteiler mit vcrschiebba,rem Abgriff ausgebildet, wodurch es möglich ist, dem Differenzwert der Brückenausgangsspannungen einen einstellbaren Spannungswert zu überlagern. Die Spannung zwiscehn dem Abgriff des Spannungsteilers 12 und dem geerdeten Fußpunkt der Gleichrichterbrücke 9 dient nach Verstärkung in dem Verstärker 13 als Steuergröße für den Transduktor bzw. Stromtorsatz 5, der den Strom zum Erwärmen des Drahtabschnittes liefert. Die Größe des Heizstromes ist damit abhängig von der Differenz des Spannungs- und Stromwertes am Drahtabschnitt. Wird diese Differenz auf Null geregelt, so ist also aU - bI = 0, so bleibt der Quotient aus Spannung und Strom, also UII = bla, und damit der Widerstand konstant. Ein konstanter Widerstand bedeutet aber em*e konstante mittlere Temperatur. Mit dem Abgriff des Spannungsteilers 12 kann der mittlere Temperaturwert eingestellt werden.
# 1 Die Regelung arbeitet auch beim Stillstand des Drahtabschnittes. Die Temperatur des Drahtabschnittes entspricht dann an allen Stellen der mittleren Temperatur des bewegten Drahtes. Die, erfindungsgemäße Lösung eignet sich nicht nur für Drahterwärmungsanlagen, sondern auch für Anlagen zum konduktiven Rohrglühen, für Biegeanlagen, für Patentierungsanlagen usw. Sie ist überall dort anwendbar, wo ein Abschnitt aus ruhendem oder bewegtem Widerstandsmaterial durch einen elektrischen Strom auf eine konstante mittlere Temperatur erwärmt werden soll.

Claims

Patentanspräche: 1. Einrichtung zur Regelung der Glühtemperatur bei einer Drahtglühanlage, nach Patent 1247 364, bei der jeweils ein Abschnitt des durchlaufenden DT-ahtes vom Heizstrom durchflossen wird und für Draht mit temperaturabhängigemWiderstand der Heizstrom Stellgröße eines Regelkreises ist, der als Regelgröße den Widerstand des heizstromdurchflossenen Dralitabschnittes und damit die Glühtemperatur konstant hält, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erfassung des Widerstandes ein Strom- und ein Spannungswandler dienen, die im Heizstromkreis des Drahtabschnittes liegen, und daß der Regler aus den gleichgerichteten Wandlerspannungen eine Differenzspannung bildet, die den Heizstromkreis beeinflußt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ' daß die beiden Wandler g1612ie Kembauart und gleiches Kernnlaterial besiüb, so daß die in der Heizspannun g und ün Heizstrom enthaltenen Oberwellen auf die Sekundärseiten der Wandler im gleichen Verhältnis übertragen werden. 3. Einrichtung nach Ansprach 1 oder 2', dadurch gekennzeichnet, daß an die, beiden Wandlerausgänge Gleichrichterbrücken geschaltet und zur Bildung der Differenzspannung die Brückeausgänge gegensinnig in Reihe geschaltet sind. " 4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einem Brückenausgang ein Spannungsteiler mit veränderbarein Abgriff parallel geschaltet ist und die Spannung für das Stellglied über den Abgriff abgenommen wird. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens in einem Brückenausgang in Reihe zum Spannungsteiler ein weiterer Widerstand liegt, an dem von einer anderen Stelle der Drahtglühanlage aus eine Stellgröße als zusätzliche Spannung in den Regelkreis einge,führt werden kann. 6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch ihre Anwendung bei Rohrglühanlagen. In Betracht gezogene Druckschriften: »Taschenbuch für Messen und Regeln in der Wärme- und Chemietechnik«, der Siemens & Halske AG., 3. Auflage, 1960, S. 45 und 46.