DE700264C - Aus mehreren konzentrisch nebeneinander und parallel zur Ofenzustellung angeordneten und mit praktisch demselben resultierenden Kraftfluss verketteten Wicklungsteilen bestehende Spule fuer Induktionsoefen ohne geschlossenen ferromagnetischen Kreis - Google Patents

Description

• Aus mehreren konzentrisch nebeneinander und parallel zur Ofenzustellung angeordneten und mit praktisch demselben resultierenden Kraftfluß verketteten Wicklungsteilen bestehende Spule für Induktionsöfen ohne geschlossenen ferromagnetischen Kreis Bei der Unterteilung der Primärspule elektrischer Induktionsöfen ohne geschlossener ferromagnetischen Kreis in mehrere Wicklungsteile wurden verschiedene Maßnahmen zum Ausgleich der Stromverteilung vorgeschlagen, die sonst infolge der großen Streuinduktanz äußerst ungleichmäßig ist.
• Von besonderem Wert ist die Unterteilung der Spule in mehrere konzentrisch nebeneinander und parallel zur Ofenzustellung angeordnete, mit praktisch demselben resultierenden Kraftflüß verkettete Wicklungsteile, da hierdurch im Vergleich zu einer einlagigen Spule bei gleichen Verlusten eine größere Amperewindungszahl pro Längeneinheit erzielt wird bzw. bei der gleichen Amperewindungszahl kleinere Verluste erreicht werden können. Bei dieser Anordnung ist die Streuinduktanz der einzelnen Wicklungsteile verschieden.
• Erfindungsgemäß wird bei derartigen konzentrischen Wicklungsteilen die Aufgabe der gleichmäßigen Stromverteilung dadurch gelöst, daß die einzelnen Wicklungsteile miteinander nur induktiv verkettet sind, und daß jeder Wicklungsteil der Spule für sich an einen Kondensator angeschlossen ist, der den Blindverbrauch jedes Wicklungsteiles kompensiert, so daß über die ganze Spule eine annähernd gleichmäßige Stromverteilung erzielt wird.
• Bei nacheinander in der Längsrichtung des Ofens liegenden Wicklungsteilen ist es bekannt, sie parallel zueinander an eine -gemeinsame Stromquelle anzuschließen und gleichzeitig zu jedem Wicklungsteil einen Kondensator parallel zu schalten, um die gesamte Induktanz und dadurch die Ofenspannung herabzusetzen. Bei verschiedener Induktanz der Wicklungsteile kann man durch diese Schaltung jedoch keine gleichmäßige Stromverteilung erreichen. Erst durch die Anordnung der parallelen Wicklungsteile in solcher Weise, daß sie nur induktiv verkettet sind, wird bei konzentrischer Lage der Teile, die eine sehr große Ungleichförmigkeit ihrer Induktanzen mit sich führt, eine gleichmäßige Stromverteilung ermöglicht.
• Es ist auch bekannt, eine einlagige Ofenspule mit einer besonderen, kurzgeschlossenen oder über einen Kondensator geschlossenen Schirmspule zu umgeben, in welcher ein Strom sich ausbildet, dessen Amperewindungenn entgegengesetzt denen der Ofenspule verlaufen und somit den äußeren rückkehrenden Kraftfluß der Ofenspule einschließen, so daß dieser Kraftfluß in äußeren Teilen, wie mechanischen Versteifungsteilen des Ofens, keine Ströme induzieren kann. Hierdurch wird jedoch der Stromfluß in der Ofenspu selbst nicht beeinflußt.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung' ist in Abb. i der Zeichnung schematisch dargestellt, während Abb.2 ein entsprechendes Schaltbild zeigt.
• In Abb. i ist i der Ofentiegel und 2 die Beschickung, von der nur die eine Hälfte gezeigt ist. Die Ofenspule 3 besteht aus sechs konzentrischen zylindrischen Teilen, von denen die fünf inneren, 31, 32, 33, 34 und 35, aus Flachkupfer bestehen, während der äußerste Tei136 aus einem rohrförmigen Leiter besteht und gleichzeitig ein Kühlmittel fortleiten kann. Die verschiedenen Wicklungsteile der Induktionsspule können nach Abb. 2 in der Weise geschaltet sein, daß nur ein einziger Wicklungsteil, beispielsweise der äußerste Wicklungsteil 36, an einen Stromerzeuger 4 angeschlossen wird, vorzugsweise in Reihe mit einer Kapazität 5, die die Selbstinduktanz des Erzeugers kompensiert, während die übrigen Wicklungsteile 3 i bis 3 5 über Schalter 7 i bis 75 an je seinen Kondensator 6i bis 65 angeschlossen werden, so daß eine größere oder kleinere Anzahl von ihnen eingeschaltet werden kann.
• Durch diese Schaltungsart wird erreicht, daß der Wicklungsteil36 hauptsächlich nur die Wirkkomponente des Primärstromes führt, während die übrigen Wicklungsteile ausschließlich von den Kondensatoren erzeugte Blindströme führen. Da der Blindverbrauch während der Niederschmelzung der Beschikkung gewöhnlich steigt, kann man hierbei mehrere der Wicklungsteile mit den zugehörigeil Kondensatoren nacheinander einschalten. Man beginnt hierbei im allgemeinen mit den inneren Wicklungsteilen und schaltet später die außenliegenden ein.
• Wird die Ofenspule in so viel Teile unterteilt, daß ein Teil allein zur Aufnahme der Wirkleistung bei höchster Admittanz nicht ausreicht, so schließt man den Stromerzeuger an mehrere dieser Wicklungsteile an, so daß die Strombelastung jedes Teiles etwa die gleiche wird. Dies bedeutet, daß so viele Wicklungsteile, in wirksamen Leiterquerschnitt gerechnet, an den Stromerzeuger leitend angeschlossen sind, daß das Verhältnis des Leiterquerschnittes dieser Wicklungen zum Querschnitt aller übrigen miteinander induktiv verketteten Wicklungen gleich dem Verhältnis zwischen Wirkverbrauch und Blindverbrauch des Ofens entspricht. Der an den Stromerzeuger angeschlossene Wicklungsteil, der auch eine zu kompensierende Reaktanz besitzt, kann deshalb auch mit einem Kondensator parallel geschaltet sein, der diese Reaktanz kompensiert. Der Stromerzeuger ist vorzugsweise, wie in Abb. 2 dargestellt, an regelrbare Anzapfungen dieses Wicklungsteils angeschlossen, um eine Regelung der Ofenspanim Verhältnis zur Generatorspannung 'zu ermöglichen. Die erforderliche Ofenspannung schwankt nämlich im allgemeinen ziemlich stark während der Arbeit des Ofens.
• Die Höhe jeder Spulenwindung kann nach den Enden der Ofenspule zu abnehmen, um die Wirbelstromverluste infolge radialer Streuflüsse zu vermindern. Zu demselben Zweck kann man auch zwischen die Spulenwindungen Blechlamellen 9 einlegen. Die ganze Spule ist zweckmäßig von einem Eisenjoch 8 umgeben.
• Der Querschnitt jedes Wicklungsteiles kann verschieden sein und zweckmäßig nach außen zu abnehmen, wodurch die Wirbelstromverluste infolge des axialen Streuflusses ungefähr gleich in den einzelnen Wicklungsteilen gehalten werden.
• Die an den Stromerzeuger nicht angeschlossenen Wicklungsteile brauchen nicht miteinander elektrisch verbunden zu sein. Es kann jedoch zweckmäßig sein, sie in der Mitte miteinander zu verbinden, wodurch die auf etwaigen Kapazitätsverhältnissen beruhenden Spannungen zwischen den verschiedenen Wicklungsteilen vermieden werden und der höchste etwa auftretende Potentialunterschied nur auf die Verschiedenheit der induzierten Spannungen zwischen Mitte und Ende jedes Wicklungsteiles zurückzuführen ist. Da die nach der Zustellung zu liegenden Wicklungsteile mit kleineren Kraftflüssen verkettet sind als die äußeren, kann es empfehlenswert sein, sie mit einer höheren Windungszahl zu versehen, um dadurch annähernd gleiche Spannungen an allen Wicklungsteilen zu erhalten und den Potentialunterschied zwischen den Enden besonders niedrig zu halten.
• Für größere Öfen ist es nicht notwendig, daß jeder mit besonderem Kondensator versehene Wicklungsteil eine ganze Wicklungsschicht umfaßt, wie in der Zeichnung dargestellt ist, sondern die Aufteilung kann noch weiter getrieben werden, so daß auch jede Schicht in zwei oder mehrere Teile aufgeteilt wird, deren jeder an einen besonderen Kondensator angeschlossen ist.

Claims (1)

1. PATENT ANSPitÜCILE: i. Aus mehreren konzentrisch nebeneinander und parallel zur Ofenzustellung angeordneten und mit praktisch demselben resultierenden Kraftfluß verketteten Wicklungsteilen bestehende Spule für Induktionsöfen ohne geschlossenen ferromagnetischen Kreis, dadurch gekennzeichnet, daß diese Wicklungsteile miteinander nur induktiv verkettet sind, und daß jeder Wicklungsteil der Spule für sich an einen Kondensator angeschlossen ist, der den Blindverbrauch jedes Wicklungsteiles kompensiert, so daß über die ganze Spule eine annähernd gleichmäßige Stromverteilung erzielt wird. z. Spule nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß an den den Ofen speisenden Stromerzeuger so viele Wicklungen leitend angeschlossen sind, daß das Verhältnis des Leiterquerschnitts dieser Wicklungen zum Querschnitt aller übrigen miteinander induktiv verketteten Wicklungen gleich dem Verhältnis zwischen Wirkverbrauch und Blindverbrauch des Ofens entspricht. 3. Spule nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Stromerzeuger nur induktiv verketteten Wicklungsteile in der Mitte miteinander elektrisch verbunden sind. q.. Spule nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Stromerzeuger nur induktiv verketteten Wicklungsteile verschiedene gegen den Ofen wachsende Windungszahlen besitzen.