[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur induktiven Erwärmung eines Werkstückes
mittels mehrerer Induktoren entsprechend den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs
1.
[0002] Bei einer bekannten Einrichtung dieser Art, bei der allerdings an Stelle einer gemeinsamen
Drehstrom-Gleichrichterbrücke für jeden Wechselrichter eine eigene Brücke vorgesehen
ist, wird mittels eines Extremwertwählers die kleinste Löschzeit bzw. der kleinste
Löschwinkel der verschiedenen Wechselrichter festgestellt und in Abhängigkeit von
dieser kleinsten Löschzeit bzw. dem kleinsten Löschwinkel werden die Wechselrichter'gleichzeitig
mit derselben Frequenz angesteuert. Dadurch wird sichergestellt, daß sämtliche Wechselrichter
synchron anschwingen (DE-OS 3 040 820).
[0003] Bei solchen Einrichtungen wird das Netz durch Filterkreise und durch die Zwischenkreisdrossel
gegenüber der doppelten Wechselrichterfrequenz von z.B. 300 Hz und ihrer Oberschwingungen
abgeschirmt. Bei Frequenzen oberhalb von 300 Hz genügen diese Abschirmungsmaßnahmen
auch bei hohen Leistungen. Lei einer doppelten Wechselrichterfrequenz von 300 Hz und
darunter kann es jedoch zu schädlichen Rückwirkungen bei hohen Leistungen kommen,
weil die Filterkreise zur Filterung der Oberschwingungen und die Netzimpedanz einen
Resonanzkreis mit einer Resonanzfrequenz bilden, die unterhalb oder zwischen den Frequenzen
der Filterkreise liegen.
[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur induktiven Erwärmung
eines Werkstückes mittels mehrerer Induktoren zu schaffen, die bei niedriger Frequenz
mit hohen Leistungen betrieben werden kann.
[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
[0006] Aufgrund der Phasenversetzung entsteht im Zwischenstromkreis eine höhere Frequenz
als auf der Lastseite der einzelnen Induktoren, so daß auch bei niedrigen Frequenzen
die Zwischenkreisdrossel diese Frequenzen gegen das Netz abblocken kann.
[0007] Sofern die einzelnen Parallelschwingkreise ein und dasselbe Werkstück, z.B. die Schweißnaht
eines Rohres, behandeln, findet eine magnetische Kopplung der einzelnen Parallelschwingkreise
über das Werkstück statt. Diese magnetische Kopplung ändert sich beim Betrieb bei
örtlicher Annäherung der einzelnen Induktoren. Das Anschwingen der Wechselrichter
beim Einschalten ist bei solchen Einrichtungen problematisch. Diese Schwierigkeiten
können nach einer
'.Ausgestaltung der Erfindung jedoch auch bei phasenversetzten Zündimpulsen mit den
an sich bekannten Maßnahmen dadurch behoben werden, daß der Löschbedingungsregler
von einem Extremwertwähler ansteuerbar ist, an dessen Eingängen die Meßwerte der Löschzeit
bzw. des Löschwinkels eines jeden Wechselrichters anliegen und der unter diesen Meßwerten
den kleinsten auswählt und an den Eingang des Löschbedingungsreglers legt.
[0008] Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden
Zeichnung näher erläutert. Eine mit einem Strom- und Spannungsregler vollgesteuerte
und mit Thyristoren bestückte Drehstrom-Gleichrichterbrücke D liefert über eine Glättungsdrossel
L Gleichstrom an mehrere parallelgeschaltete, ebenfalls mit Thyristoren bestückte
Wechselrichter W
1, W
2. Weitere Wechselrichter könnten parallelgeschaltet sein. Sämtlichen Wechselrichtern
W
1, W
2 ist:ein gemeinsamer Löschbedingungsregler LR zugeordnet, der über zwei Ausgänge an
die verschiedenen Wechselrichter W
1, W
2 Zündimpulse liefert. Der Löschbedingungsregler LR liefert an die Wechselrichter W
1, W
2 Zündimpulse derselben Frequenz aber um II phasenversetzt bei n Wechselrichtern. n
Folglich fließen in den einzelnen Wechelsrichtern W
1, W
2 die in dem Diagramm dargestellten phasenversetzten Ströme. Bei zwei Wechselrichtern
W
1, W
2 ist deshalb die überlagerte Frequenz an den Anschlüssen der Wechselrichter W
1, W
2 doppelt so groß wie die Frequenz des in der Last L
1Last, L
2Last, der einzelnen Wechselrichter W
1, W
2 fließenden Stromes. Die Glättungsdrossel L blockt diese hohe Frequenz gegenüber dem
Netz ab.
[0009] Dem die phasenversetzten Zündimpulse liefernden Löschbedingungsregler LR ist ein
Extremwertwähler E vorgeordnet, an dessen Eingängen Meßvorrichtungen Z
1, Z
2 für die Löschzeit in den jeweiligen Wechselrichtern W
1, W
2 liegen. Der Extremwertwähler E wählt die kleinste Löschzeit aus und gibt sie als
Istwert an den Löschbedingungsregler LR. Dadurch wird sichergestellt, daß die einzelnen
Wechselrichter W
1, W
2 mit phasenversetzten Zündimpulsen ein und derselben Frequenz betrieben werden, die
sich nach der kleinsten Löschzeit richtet, so daß ein Anschwingen aller Wechselrichter
W
1, W
2 gewährleistet ist.
[0010] Im einfachsten Fall kann auf die jedem Wechselrichter W
1, W
2 zugeordnete Meßeinrichtung Z
1, Z
2 für die Löschzeiten und den Extremwertwähler E verzichtet werden. In diesem Fall
ist nur eine Meßeinrichtung Z
1 vorgesehen, deren Ausgangssignal dem Löschbedingungsregler LR unmittelbar aufgeschaltet
wird.
1. Einrichtung zur induktiven Erwärmung eines Werkstückes mittels mehrerer Induktoren,
die jeweils mit einem parallelgeschalteten Kondensator einen an einem von einer ausgesteuerte
Gleichstromquelle mit Glättungsdrossel gespeisten Wechselrichter liegenden Parallelschwingkreis
bilden, wobei die Wechselrichterventile des jeweiligen Wechselrichters von einem Löschbedingungsregler,
in welchem die Löschzeit bzw. der Löschwinkel der Wechselrichterventile bewertet wird,
mit Zündimpulsen derselben Frequenz ansteuerbar sind,
dadurch gekennzeichnet ,
daß für alle Wechselrichter (W1, W2) eine gemeinsame Gleichstromquelle als voll gesteuerte Drehstrom-Gleichrichterbrückenschaltung
(D) mit Glättungsdrossel (11) vorgesehen ist, von der die parallelgeschalteten Wechselrichter
(W1, W2) mit Strom versorgt werden, und daß der Löschbedingungsregler (LR) bei n-Wechselrichtern
(W1, W2) an die einzelnen Wechselrichterventile eines jeden Wechselrichters (W1, W2) um die durch n phasenversetzte Zündimpulse liefert.
2. Einrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet ,
daß der Luschbedingungsregler (LR) von einem Extremwertwähler (E) ansteuerbar ist,
an dessen Eingängen die Meßwerte der Löschzeit bzw. des Löschwinkels eines jeden Wechselrichters
(W1,W2) liegen und der unter diesen Meßwerten der kleinsten auswählt und an den Eingang
des Löschbedingungsreglers (LR) legt.