DE524575C

DE524575C - Device for connecting high-frequency induction ovens to three-phase systems of normal frequency

Info

Publication number: DE524575C
Application number: DEH116000D
Authority: DE
Inventors: Dr Otto Feussner
Original assignee: WC Heraus GmbH and Co KG
Current assignee: WC Heraus GmbH and Co KG
Priority date: 1928-04-03
Filing date: 1928-04-03
Publication date: 1931-05-09

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM
9. MAI 1931ISSUED ON
May 9, 1931

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

M 524575 KLASSE 21 h GRUPPE M 524575 CLASS 21 h GROUP

W. C. Heraeus G.m.b.H. in Hanau a.M.³)WC Heraeus GmbH in Hanau aM ³ )

Einrichtung zum Anschluß von Hochfrequenzinduktionsöfen an Drehstromnetze normaler FrequenzDevice for connecting high-frequency induction furnaces to three-phase networks of normal frequency

Patentiert im Deutschen Reiche vom 3. April 1928 abPatented in the German Empire on April 3, 1928

Es ist bekannt, daß man durch Aufladen von Kondensatorenbatterien aus Wechselstromnetzen normaler Frequenz und Entladung dieser Batterien unter Zwischenschaltungvon Selbstinduktivitäten über eine Funkenstrecke leicht oszillatorische Entladungen erzeugen kann, deren Frequenz lediglich durch die Größe der gewählten Selbstinduktivitäten und Kapazitäten bestimmt ist und mit genügender Genauigkeit durch die Thomsonsehe Formel bestimmt Avird. Derartige Schwingungsentladungen kann man für die verschiedensten Zwecke verwenden. Im 1 olgenden werden sich die Betrachtungen in erster Linie auf solche Zwecke erstrecken, bei - denen durch die Schwingungen Wärmewirkungen irgendwelcher Art, sei es direkt, sei es durch induktive Übertragung, erzeugt werden.It is known that by charging capacitor batteries from AC networks normal frequency and discharge of these batteries with the interposition of Self-inductances over a spark gap can easily generate oscillatory discharges, the frequency of which is only is determined by the size of the selected self-inductances and capacities and with sufficient accuracy by the Thomson's formula determines Avird. Such vibrational discharges can be used for use for a variety of purposes. In the following, the considerations in extend primarily to those purposes in which the vibrations cause heat effects of any kind, be it directly or through inductive transmission.

Erzeugt man auf die eben angegebene Art Schwingungen, so hat man bei dem Anschluß an die normalen Starkstromnetze in erster Linie mit der Schwierigkeit zu kämpfen, daß der Schwingungskreis eine ungleiche Belastung der drei Phasen herbeiführt. Außerdem ist die Wirkungsweise einer solchen Anlage dadurch benachteiligt, daß zur Überbrückung der Funkenstrecke eine gewisse Mindestspannung erforderlich ist, so daß nur während eines mehr oder weniger eng begrenzten Teils Schwingungen überhaupt erzeugt werden können. Will man aber beispiels\veise mit Hilfe von Hochfrequenzschwingungen Wärme Wirkungen erzeugen, so muß man natürlich bestrebt sein, möglichst häufig derartige Schwingungen zu erzeugen, um eine möglichst intensive Wärmeerzeugung zu gewährleisten. Als einfachstes Mittel, um eine solche Hochfrequenzwärmeerzeugungsi'.nlage an die normalen Drehstromnetze derart anzuschließen, daß eine gleichmäßige Belastung der Phasen und eine gute Wärmewirkung hervorgerufen wird, besteht darin, daß man zwischen jede der drei Phasen je einen Schwingungskreis einschaltet, den man dann, sei es direkt, sei es indirekt, auf das Objekt wirken läßt, also beispielsweise ein Metallstück, das erhitzt werden soll. In der Abb. ι ist schematisch und lediglich als Beispiel eine solche Anordnung dargestellt. Es bedeuten 1, 2 und 3 die drei Phasen, 4. 5 und 6 die Funkenstrecken, C¹, C" und C" die drei Kapazitäten, L¹, IJ- und L" die drei Induktivitäten. Natürlich kann man auch an Stelle der in der Abbildung vorgesehenen Dreieckschaltung beispielsweise Sternschaltungen unter Einfügung eines Nullpunkts verwenden oder sonst die Kapazität mit der Induktivität schalten, wie es aus den Lehren der Hoc'hfrequenztechnik her bekannt ist. Es er-If vibrations are generated in the manner just mentioned, when connecting to the normal high-voltage network, one has primarily to contend with the difficulty that the oscillation circuit causes an unequal load on the three phases. In addition, the mode of operation of such a system is disadvantageous in that a certain minimum voltage is required to bridge the spark gap, so that vibrations can only be generated during a more or less narrowly limited part. If, for example, one wants to generate heat effects with the help of high-frequency vibrations, one must of course strive to generate such vibrations as often as possible in order to ensure the most intensive heat generation possible. The simplest means of connecting such a high-frequency heat generation system to the normal three-phase network in such a way that an even load on the phases and a good thermal effect is produced is to connect an oscillating circuit between each of the three phases, which is then let it act directly or indirectly on the object, for example a piece of metal that is to be heated. In Fig. Ι such an arrangement is shown schematically and only as an example. 1, 2 and 3 are the three phases, 4.5 and 6 are the spark gaps, C ¹ , C " and C" are the three capacitances, L ¹ , IJ- and L "are the three inductances Use delta connection provided in the figure, for example, star connections with the addition of a zero point or otherwise switch the capacitance with the inductance, as is known from the teachings of high frequency technology.

Von dem Patentsiicher ist als der Erfinder angegeben worden:The patent holder has indicated as the inventor:

Dr. Otto Feußner in Hanau a. ALDr. Otto Feussner in Hanau a. AL

übrigt sich daher, hier alle Schaltungsmöglichkeiten im einzelnen darzustellen. Der Nachteil einer Ausführung, wie sie in Abb. ι schematisch als Beispiel vorgesehen ist, ist in erster Linie darin zu sehen, daß eine solche Anordnung einen sehr erheblichen Aufwand an elektrischen Apparaten bedingt. Man wird daher bestrebt sein, in solchen Fällen, wo nicht durch besondere Umstände die mit derIt is therefore left out that all circuit options are available here to be shown in detail. The disadvantage of an embodiment as it is provided schematically in Fig. Ι as an example, is in primarily to be seen in the fact that such an arrangement requires a very considerable effort limited to electrical equipment. One will therefore strive in such cases where not due to special circumstances with the

ίο Ausführung der Abb. ι verbundenen Vorteile den Mehraufwand rechtfertigen, eine Schaltung anzuwenden, die mit weniger Material auskommt, gleichwohl aber befriedigend arbeitet und eine ausreichend gleichmäßige Belastung des Drehstromnetzes gewährleistet. In der Abb. 2 ist beispielsweise eine Schaltungsmöglichkeit aufgeführt, die derartigen Forderungen gerecht wird, jedoch ist es, um einen befriedigenden Belastungsausgleich herbeizuführen, wünschenswert, den x\nschluß der Hochfrequenzanlage an das Netz unter Zwischenschaltung eines Transformators in Zickzackschaltung vorzusehen. Durch eine derartige Zickzackschaltung· wird bekanntermaßen ein sehr guter Belastungsausgleich auf die drei Phasen schon in dem Falle herbeigeführt, daß auf der Verbrauchsseite nur zwei Phasen belastet sind. Die Schaltung nach Abb. 2 hat jedoch den Nachteil, daß die Ströme, die von dem Transformator herkommen, durch die Zuleitung 2 zur Funkenstrecke 4 bzw. 5 fließen, die Induktivität L¹ nicht durchsetzen und daher zur Heizung nicht beitragen. Die Schaltang nach Abb. 3 bzw. 4 vermeidet jeweils den einen oder anderen der obengenannten Machteile. Ordnet man jedoch die Induktivitäten und Kapazitäten so an, wie es Abb. 5 zeigt, so erreicht man hierdurch den Vorteil, daß der Aufladestrom zu den Kapazitäten nur durch die halbe Induktivität fließen muß, während der von der Phase 2 über die Funkenstrecken nachgelieferte Strom wenigstens teilweise noch zur Heizung beiträgt, indem er die eine Hälfte der Induktivität V- durchsetzt. Dagegen müssen die 4£ Schwingungen jedes Kreises durch die volle Induktivität L¹ hindurch und tragen dadurch größtmöglich zur Erwärmung des Einsatzes bei. Diese Schaltung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Induktivität in der Mitte an- 5c gezapft wird und an diese Anzapfung die Phase 2 herangeführt wird. Die Enden der Induktivitäten sind jeweils mit den entsprechenden Kapazitäten C¹ bzw. C² verbunden und gewissermaßen über Kreuz zu den ande- 5! ren Funkenstrecken 5 bzw. 4 geführt. Durch diese Schaltung wird gleichzeitig erreicht, daß die Querentladungen zwischen den Phasen ι und 3 durch die Kapazitäten C¹ und C" die Induktivität L¹ voll durchsetzen müssen.ίο execution of the Fig. ι associated advantages justify the additional effort to use a circuit that gets by with less material, but nevertheless works satisfactorily and ensures a sufficiently uniform load on the three-phase network. In Fig. 2, for example, a circuit option is shown that meets such requirements, but in order to bring about a satisfactory load compensation, it is desirable to provide the x \ nconnection of the high-frequency system to the network with the interposition of a transformer in zigzag connection. Such a zigzag circuit is known to bring about very good load balancing on the three phases even in the event that only two phases are loaded on the consumption side. However, the circuit according to Fig. 2 has the disadvantage that the currents that come from the transformer, flow through the feed line 2 to the spark gap 4 or 5, ^{do not enforce the inductance L 1} and therefore do not contribute to heating. The gearshift according to Fig. 3 or 4 avoids one or the other of the disadvantages mentioned above. However, if the inductances and capacitances are arranged as shown in Fig. 5, the advantage is achieved that the charging current to the capacitances only has to flow through half the inductance, while the current supplied by phase 2 via the spark gaps at least partially contributes to the heating by passing through one half of the inductance V-. On the other hand, the 4 oscillations of each circuit have to pass through the full inductance L ¹ and thereby contribute as much as possible to the heating of the insert. This circuit is characterized in that the inductance is tapped in the middle and phase 2 is brought up to this tap. The ends of the inductances are each connected to the corresponding capacitances C ¹ or C ² and, as it were, crossed to the other 5! ren spark gaps 5 and 4 respectively. This circuit simultaneously ensures that the cross discharges between phases ι and 3 through the capacitances C ¹ and C ″ must fully enforce the inductance L ^1.

Claims

Claim:

Device for connecting high-frequency induction ovens to three-phase networks of normal frequency, characterized in that with the interposition of Transformers in zigzag connection only have two complete to the outer phase connected oscillation circuits are provided, which are switched in such a way that that the vibrations of each circle flow through the whole furnace coil and the feeding is from the middle phase to the middle of the furnace coil.

1 sheet of drawings

BERLIN. PRINTED IN DUR