DD208446A1 - Schaltungsanordnung und verfahren zum erwaermen von metallischen werkstuecken - Google Patents

Abstract

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine optimale Steuerung einer induktiven Erwaermungsanlage bei kurzzeitigem Vorschubausfall sowie bei Kaltstart zu erziehlen. Die Aufgabe wird dadurch geloest, dass zwischen die parallelgeschalteten Spuren einer Erwaermungsstrecke und einer Speisequelle erfindungsgemaess ein Schalter, insbesondere Thyristorschalter, direkt angeordnet ist. Der in Vorschubrichtunggesehen letzte Parallelschwingkreis wird direkt von der Seisequelle gesteuert und somit ohne Schalter mit der Speisequelleverbunden. Die einzelnen Swingkreise werden einzeln kompensiert. Dem Verfahren liegt der Gedanke zugrunde, bei einem Vorschubausfallsowie bei Kaltstart entlang der stehenden Werkstuecksaeule ein mittleres Energieprofil in Vorschubrichtung einzustellen, welches dem des Nennbetriebes weitgehend entspricht. Dazu wird der Energieeintrag in die Spulen ueber die Schalter durch wiederholtes Zu-und Abschalten getrennt gesteuert, wobei die Ausgangsspannung der Speisequelle abgesenkt wird. Somit ist es moeglich, durch die erfindungsgemaesse Loesung den Energie- und Materialeinsatz zu vermindern.

Description

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Schaltungsanordnung und Verfahren zum induktiven Erwärmen von metallischen Werkstücken.__

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft induktive Erwärmungsanlageη, bei denen die Einseispulen bzw* Spulengruppen einer Erwärmungsstrecke durch steuerbare Schalter zwischen dem Leistungs-.' ausgang der Speisequelle und den. Einzelspulen, bzw* Spulengruppen zu- bzw» abgeschaltet werden können* Dabei besteht die Erwärmungsstrecke aus den einzelnen parallelgeschalteten Arbeitskreisen, die zusammengesetzt sind aus Spule, Einsatz und Kompensationskapazität, und der Speisequelle, die die Arbeitslcreise speist« Die Arbeitskreise werden somit einzeln kompensiert*

Charakteristik der bekannten technischen. Lösungen Bekannt sind induktive Erwärmungsanlagen zum nachfolgenden Schmieden, von metallischen Werkstücken^ bei denen mehrere Spulen bzw* Spulengruppen einer Erwärmungsstrecke einzeln von voneinander getrennten Speisequellen versorgt werden (Uetz, MP-Generatoren)* Kleinere Anlagen, bei denen die Ξ τ Tigp ι SOuI⁰^ e le~^t~^is ch in —eihe geschaltet Si^-^d werden von einer Speisecueile versorgt«

Diesen Anordnungen ist gemein, daß der Energieeintrag in die Werkstücke nur über die Speise quelle gesteuert werden

DS-AS 2535637 gibt eine Schaltungsanordnung an, bei der der

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zung über steuerbare Unterbrecher niederfrequent sin- und ansschaItbar ist* Dabei erfolgt die Ansteuerung der Unterbrecher von einem unabhängigen HP—Sägezahngenerator«

DE-OS 2914277 gibt eine Schaltung an, wie für das induktive Erwärmen von-stangenförmigen Werkstücken bei einer Speisung durch Ifetzfrequenz die Heizleistung in einzelnen Spulenab~ schnitten gesteigert werden kann»

Analog dazu ist DS-OS 2914304, bei der wiederum bei Hetzfrequenz durch "/led erholt es Zu- und Abschalten der Leistung eine gewünschte Temperaturverteilung über den Querschnitt erreicht wird.

Die !Nachteile der bekannten Lösungen bezüglich der eigenen bestehen, darin? daß bei einer Störung bzw, beim Start der Anlage eine· bestimmte Zahl von Werkstücken wegen von der Solltemperatur abweichender Endtemperatur nicht an die Folgeeinrichtung (Schmiedepresse) übergeben v-reräen kann*

Eine andere Tariante zur Lösung dieses Problems.stellt eine MP-Anlage dar, welche von verschiedenen Speisequellen versorgt wird« Bei dieser Anlage wird im Störungsfall die Lei-' stung der einzelnen Speisequellen reduziert und gleichzeitig über einen Treibrollensatz sine Pendelbewegung der Werkstück= ausgeführt„

Diese Lösung- setzt jedoch den komplizierten Mechanismus von Ireibrοliensätzen zwischen den Spulen so^ie den Einsatz mehrerer Speise quellen voraus (Induction heating and hot shearing plant for billets at AB Bofors Kilsta, Sv-/eden* ~ In: AS3A~Journal« - 1931 YoI₃ 54 iu 4)*

Ziel der Erfindung

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Die erfindungsgesäBe Lösung ermöglicht es, durch eine spezielle Arbeitskreisschaltung bei Speisung der Induktorspulen durch eine bzw» mehrere Stromquellen bei kurzen Störungen sowie beim Start der Anlage Fehlerwäriirungen der Werk-

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stücke zu vermeiden* Das bedeutet, daß die gewünschte En.dtenrneratur am Ende der Aufheizstrecke auch bei Störungen mit minimalen zusätzlichen Eeistungsaufwand eingehalten wird Somit ist es möglich, durch die erfin.dungsgem.a3e Lösung den Energie- und Materialeinsatz zu vermindern«

Darlegung aes_ Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung und ein Verfahren zu schaffen, mit deren Hilfe eine optimale Steuerung einer induktiven Erwärmungsanlage bei kurzzeitigem Torschubausfall sowie bei Kaltstart erzielbar ist«

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daS.in bekannt erweise mehrere Einzelspulen bzw. Spulengruppen., die aus mehreren in, Reihe geschalteten Einzelspulen, bestehen, parallel an den Ausgang einer Speisequelle geschaltet sind und erfindungsgenäs zwischen, der Speisequelle und jedem Paralie!schwingkreis, bestehend aus Spule und parallelgeschalteter Sompensationskapazität, ein Schalter, insbesondere Thyristorschalter, direkt angeordnet ist» Dabei wird der in ~orsc.huorichtung gesehen letzte rarallelschwingkreis ohne Schalter direkt mit der Speisequelle verbunden und dient als G-rundlast der Speisecuelle., ' Dem erfindun.gsgeaä.3en "erfahren, liegt der Gedanke zugrunde, da3 bei einem kurzzeitigem Yorschubausfall oder Stillstand bzw« bei einem Start der Anlage entlang der stehenden Werkstücksäule ein mittleres Energieprofil in "orschubrichturg so eingestellt wird, da 3 es dem des Uenr.be trie be s weitgehend entspricht^ Dazu werden die Einzelspulen bzw„ Spulengruppen "ίαζ-Τρο pp^pl'a" qr>'n^-t nsl—"ei-; q^q oVi-aT" Λ-; .3 '<. ,^'• -, c. 1 ~ α-^ iiohac^rni^a ^j-^^c-o - c.i α- —^—^--^^.ϊ.· —--ό—¹— νΛο-^ο ^ ο ^ ^- '-* J- ..- W w^i-c; -i_ vj ^ ^. 3 _Lx^..o U^ ο ^ I*·-'. ~ j- t:

Thyristorschalter j durch wiederholtes Zu- und Abschalten getrennt se st euer~S.. so daß ein definiert jPQ+süart^^ τ^τιοτ^ρ··? =»_ eintrag in die Werkstücke erfolgte Dabei wird die Ausgangs-' spannung der Speisequelle abgesenkt,, Die Ansteuerung der in Torschubrichtung gesehen, letzten Seiispule bzw* Spulengruppe erfolgt direkt durch die abgesenkte Ausgangsspannung der Soeisecuelle·

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AusführungsbeisOiel

näher erläuterte

Die Zugehörige Zeichnung zeigt die prinzipielle Schaltungsanordnung mit Thyristorschaltern, und einer Speisequelle* Die Erwärmungsstrecke wird durch ein,e bestimmte Anzahl von. Einzelspulen bzw* Spulengruppen Sp gebildet, die energetisch von einer Speisequelle· (statischer Wechselrichter) Wr versorgt werden. Die Sin.se!spulen bzw„ Spulengruppen Sp werden, mittels Kondensatoren, G einzeln kompensiert. Die Einzelspulen bzw, Spulengruppen. Sp sind über Thyristorschalter Th getrennt ansteuerbar, wobei die Z lind impuls bildung der Thyristorschalter Th direkt γοη den Parametern der einzelnen Schwingkreise best innre wird. Die Einzelspulen. bzw„ Spulengruppen. Sp sind über die Thyristorschalter Th an die Speiseauelle Wr elektrisch parallel geschaltet, wobei die in. Torschubrichtung gesehen, letzte Spule bzw« Spulengruppe Sp ohne Thyristorschalter Th direkt an den Ausgang der Speisequelle ?r geschaltet ist«

Im ITennbetrieb führt die Torschubeinrichtung V die Vorschubbewegung., der zu,· erwärmend en. Werkstücke aus« Dabei übernimmt · ein-Rechner R die Steuerung des gesamten Prozesses und der Erwärsiungsanlage In Abhängigkeit ?on der Geometrie und Art der Werkstücke«

Tritt eine Abweichung-vom lenn.betrleb aufj z_e 3* durch eine Störung und Unregelmäßigkeit bei der Werkstückzufuhr, so löst der Rechner R entsprechende Signale für den nun. folgenden Erwärmungsprozeß bsi reduziertem EnergieeIntrag aus. Die Werk— stücksäule wird zum Stehen gebracht und durch die Thyristorschalter Th die Energiezufuhr zu den Einzelspulen.bzw, Spulen-ητητητιογι ,Qt-i ^rP Ύ>ΎΡ, i Ύ) -"i tf> ~r "7" Wiifio-j ίαίϊρ'^Λ T'fi'T'r' Ί ~ *h ri"r>c| f-Vi ρ 1 ΐρ"^ ^'''^ ~cs =~

trennt angesteuert wird* Gleichzeitig wird· die Ausgangsspannung der Speise quelle Wr gegenüber dem !Tenn,be trieb bei Vorschub ab.sesenkt»

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Claims (2)

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1 . Schaltungsanordnung zum !induktiven. Erwärmen, von metallischen 7/erkstacken., bei der mehrere Einzelspielen bzw» Spulengruppen, die aus mehreren in Reihe geschalteten Einzelspulen bestehen, parallel an eine Speisequelle geschaltet sind und jede Einseispule bzw, Spulengruppe getrennt kompensiert wird, gekennzeichnet dadurch, daß zwischen einer Speiaequelle (Wr) und jedem, .außer dem in Vorschubrichtung gesehen letzten, Paralle!schwingkreis, bestehend aus Sinzelspule bzw, Spulengruppe (Sp) und Sondensatoren (G) ein "Schalter, insbesondere Thyristorschalter (¹Ih) direkt angeordnet ist, wobei der in Yorschubrichtung gesehen letzte Paralle!schwingkreis ohne Schalter direkt mit der Speise— quelle (Wr) verbunden ist*

2» Verfahren zum induktiven Erwärmen von metallischen 'Ψ^ί:\- s t äc ke n, ge ke nnze i chnet _d a α ur eh.. daß die Le is tungs zufuhr jedes Parallelschwingkreises, außer des letzten im Durchschubrichtung gesehen, Über Schalter_} insbesondere Thyristorschalter, getrennt gesteuert wird, 7?obei bei Betrieb ohne

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über der AusgangssOanirun^: bei 5lenn.betrieb im Vorschub ab

Hierzu 1 Seife' 2s