DE561168C - Vorrichtung zur Regelung elektrischer Flammbogenoefen, deren Elektroden je mittels einer Leonardschen Gruppe verstellt werden - Google Patents

Description

Die Regelung des zwischen zwei Leitern entstehenden elektrischen Lichtbogens kann auf dreierlei Weise erfolgen: bei konstanter Stromstärke mittels der sogenannten Serienregelung, bei konstanter Spannung durch die sogenannte Nebenschlußregelung und bei konstantem Widerstand durch die sogenannte Differentialregelung.

Wenn man genötigt ist, mit zwei in Reihe geschalteten Lichtbögen zu arbeiten, so kann die Regelung des einen Bogens nicht ausschließlich durch eines der Regelungssysteme auf der Basis von konstanter Stromstärke oder Spannung erfolgen, sondern man ist ge-' 15 zwungen, einen Bogen mit Hilfe des Systems konstanter Stromstärke und den anderen mittels desjenigen konstanter Spannung zu regeln. Hingegen läßt sich die Differentialregelung bei zwei in Reihe geschalteten Elektroden anwenden; die Verwendung dieser Regelungsart .bietet daher in elektrischen Flammbogenofen bedeutende Vorteile.

Bei Öfen mit Bogen in Reihenschaltung wird die Zwischenelektrode von dem zu schmelzenden Gut gebildet, und infolge des Schmelzens dieses Gutes werden die Bögen unterbrochen; da e's ferner für die Unterbrechung des Stromes genügt, wenn ein Bogen gestört ist, so bewirken die Regler ein Annähern der Elektroden an das Schmelzgut, und ihre Wirkung hört erst auf, wenn die Bögen sich gleichzeitig wieder bilden. Unter diesen Betriebsbedingungen kann die durch konstante Stromstärke geregelte Elektrode zur Berührung mit dem Schmelzgut gebracht werden und zerbrechen, bevor die andere Elektrode genügend herangebracht worden ist, damit sich die beiden Bögen bilden.

Bekannt ist bereits, die Elektrodenreguliervorrichtüng in Abhängigkeit vom Elektrodenstrom zu steuern. Hierbei wird die Stärke des durch die Elektroden fließenden Stromes unter Verwendung einer Leonhardgruppe als Verstärkungsrelais, deren Dynamo zwei Erregerwicklungen besitzt, und eines Gleichrichters für die Umformung des Wechselstromes in Gleichstrom, um die Verwendung im Relais zu ermöglichen, zur Beibehaltung der Länge der Lichtbögen auf einem konstanten - Wert gehalten, wobei gleichzeitig eine Spannungsdifferenz zwischen den Elektroden gegeben ist. Aber auch hier werden die drei Elektroden, sobald die Spannungsdifferenz gleich Null ist, beispielsweise durch öffnen der Schaltvorrichtung, sogleich gegen die Charge des Ofens,geführt. Es müssen dem-

nach die drei Elektroden beim Auftreffen auf die Charge zerbrechen, sofern diese noch nicht geschmolzen ist, öder aber bei flüssiger Charge gefien sie durch das Bad bis zur 5 Ofensohle, wo sie dann zerstört werden. Hierbei wird gleichzeitig der Kohlenstoff der Elektroden gelöst und wandert ins Bad.

Alle diese Nachteile werden durch die

Differentialregelung vermieden, die auf folgendem Prinzip beruht:

Ein magnetisches Feld, proportional der Stromstärke, sucht die Elektroden auseinanderzubewegen.

Ein magnetisches Feld, proportional der Spannungsdifferenz zwischen den Elektroden, sucht diese einander zu nähern.

Die Wirkungen der beiden magnetischen Felder gleichen sich bei einem gegebenen Wert der Stromstärke und Spannung aus. Die Variationen dieser magnetischen Felder wirken im entgegengesetzten Sinne infolge der besonderen Eigenschaften des elektrischen Bogens, und die Elektroden nähern oder entfernen sich unter der Wirkung des stärkeren Feldes, bis das Gleichgewicht sich einstellt.

■ Es ist ohne weiteres klar, daß die vorher erwähnte Störung bei einer Differentialregelung niemals eintreten kann. Wenn eine Elektrode das zu schmelzende Gut berührt, ohne daß ein Bogen sich bildet, so sind die beiden magnetischen Felder gleich Null, und die Bewegung hört beim gegenseitigen Berühren der Elektroden ohne Druck auf. Unter den als selbsttätiger Regler bezeichneten versteht man diejenigen, welche die Schwankungen des magnetischen Feldes für das Hervorrufen der Bewegung der Elektroden ausnützen. Da bei ihrer Verwendung bei elektrischen öfen die Schwankungen der magnetischen Felder nicht genügend stark sind, um die bedeutende von den Elektroden und ihren Haltern gebildete Masse zu be- wegen, werden die Regler von Relais gebilder, welche mittels einer Zwischenenergiequelle (elektrische oder Druckflüssigkeit) die Bewegungen einer Steuereinrichtung kontrollieren.

Es sind auch besonders rasch wirkende, keine mechanischen Organe besitzende Regler vorgeschlagen worden, welche auf den Eigenschaften des Leonhardgenerators beruhen, doch sind diese Vorrichtungen lediglich Regler bei konstanter Stromstärke, welche sich nur schlecht für die Regelung von öfen eignen, die mit Bögen in Reihe oder mit mehrphasigen Bögen arbeiten.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung

zur Regelung elektrischer Flammbogenöfen unter Verwendung von Gleichrichtern und einer Leonhardschen Gruppe, deren Dynamo zwei elektrisch getrennte Erregerwicklungen besitzt, deren Felder einander entgegengerichtet sind und von verschiedenen elektrischen Größen erzeugt werden. Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß das eine Feld von der Spannung und das andere Feld in an sich bekannter Weise vom Strom des Lichtbogens abhängig ist und -daß jedem Lichtbogen des Ofens ein solches von den anderen Lichtbögen unabhängiges Aggregat zugeordnet ist.

In der Zeichnung ist der Regler gemäß der Erfindung in einem Äusführungsbeispiel veranschaulicht. ^y5

Der neue Regler besteht aus einem Stromtransformator Ti, der auf den die Energiequelle mit dem elektrischen Ofen verbindenden Leitern aufgebracht ist, einem Hilfstransformator Ta, gespeist vom Strom des Transformators Ti und dient für die Versorgung des nachstehend genannten Apparates, einem Quecksilbergleichrichter Ra, der die beiden Wellen des von Ta kommenden Stromes gleichrichtet, einer Induktionswicklung Ea des Generators G, durch welche der vom Gleichrichter Ra kommende Strom fließt, einem Transformator Tb, dessen Speisestrom vom Ofenstrom zwischen der Elektrode und dein Schmelzgut abgezweigt ist und der den nachstehend genannten Gleichrichter mit Strom versorgt, einem Ouecksilbergleichrichter Rb, der die beiden von Tb kommenden Stromwellen 'gleichrichtet, einer Induktorwicklung Eb des Generators G, in welchem der vom Gleichrichter Rb kommende Strom fließt, einem Gleichstromgenerator G, dessen Induktionsspulen in zwei Abschnitten Ea und Eb unterteilt sind, die getrennt gespeist werden, einem den Generator G antreibenden Motor, einem Motor Mt für den Antrieb der Steuerung der Elektroden, der durch den Generator G mit Strom versorgt wird. Die Anlage arbeitet wie folgt; Infolge, der gewählten Anordnung ist das ^X05 durch die Wicklung Ea in den Induktoren des Generators G erzeugte magnetische Feld proportional der Spannungsdifferenz zwischen der Elektrode und dem Schmelzgut.

Die Bauart der verschiedenen Apparate ist derart gewählt", daß die beiden magnetischen Felder gleich sind bei bestimmten Werten der zwischen der Elektrode und dem Schmelzgut bestehenden Spannungsdifferenz und der Stromstärke des-durch°die Elektrode fließen- "5 den Stromes. Ferner sind die Verbindungen solcher Art, daß die magnetischen Felder ent- ;egengesetzt gerichtet sind. Die Spannung an den Klemmen des Generators ist daher Null, und der Motor Mt bleibt in Ruhe, wenn die Stromstärke und Spannung ihren normalen-Wert aufweisen.

Wenn die Stromstärke ansteigt, verringert sich die Spannung zwischen der Elektrode und dem Schmelzgut; die durch die Wicklungen Ea und Eb erzeugten magnetischen FeI-der sind verschieden stark, so daß das resultierende magnetische Feld eine Spannungsdifferenz an den Klemmen des Generators G erzeugt. Der Motor Mt wird in Bewegung gesetzt mit einer Geschwindigkeit proportional der Spannungsdifferenz an den Klemmen des Generators G und daher auch proportional der Intensität des resultierenden magnetischen Feldes, das seinerseits dem Wert der Intensitätsschwankung proportional ist. Die Verbindungen zwischen G und Mt sind derart getroffen, daß die Umlaufrichtung des Motors in diesem Falle einer Vergrößerung der Entfernung zwischen der Elektrode und dem Schmelzgut entspricht.

Die Vergrößerung dieser Entfernung bewirkt eine Verringerung der Stromstärke und eine Erhöhung der Spannung, das resultierende magnetische Feld in den Induktoren verringert sich, daher nimmt die Klemmen-

as spannung des Generators.G sowie die Geschwindigkeit des Motors Mt ab; das ganze System sucht in seine Gleichgewichtslage zurückzukehren mit einer Geschwindigkeit, die proportional der Annäherung abnimmt, was die Beendigung für die Erzielung einer raschen Regelung ohne Schwankungen ist.

Wenn man den Fall betrachtet, wo die Stromstärke abnimmt, so erhöht sich die Spannung zwischen der Elektrode und dem Schmelzgut; die beiden durch die Wicklungen Ea und Eb in den Induktoren des Generators G erzeugten magnetischen Felder sind ungleich groß, und die Richtung des resultierenden Feldes ist entgegengesetzt derjenigen des vorher beschriebenen Falles. Die Polarität der Klemmen des Generators G ist umgekehrt, desgleichen die Umlaufsrichtung des Motors Mt. Folglich nähert sich die Elektrode dem Schmelzgut, die Stromstärke steigt an, die Spannung sinkt, und das System sucht auch in diesem Falle seine Gleichgewichtslage einzunehmen.

Die Vereinigung der verschiedenen beschriebenen Elemente stellt einen Differentialregler von rascher Wirkung dar. .

, Dieser Regler wird noch durch einen Hilfsapparat vervollständigt, der ein die Primärwicklung des Transformators in Nebenschluß schaltender Widerstand sein kann, um die Stromstärke in der Elektrode zu variieren, für welche das Gleichgewicht hergestellt ist. Dieser Regler kann für die Regelung der Elektroden elektrischer öfen beliebiger Bauart Verwendung finden.

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   Vorrichtung zur Regelung· elektrischer Flammenbogenöfen unter Verwendung von Gleichrichtern und einer Leonhardschen Gruppe, deren Dynamo zwei elekirisch getrennte Erregerwicklungen besitzt, deren Felder einander entgegengerichtet sind und von verschiedenen elektrischen Größen erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Feld von der Spannung und das andere Feld in an sich bekannter Weise vom Strom des Lichtbogens abhängig ist und daß jedem Lichte bogen des Ofens ein solches von den anderen Lichtbogen unabhängiges Aggregat ^5 zugeordnet ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen