DE3040820A1

DE3040820A1 - Inductive heating appts. for e.g. welded pipes - has controlled rectifier networks supplying adjacent inductors coupled to common firing control

Info

Publication number: DE3040820A1
Application number: DE19803040820
Authority: DE
Inventors: Hans G. Dipl.-Ing. Matthes; Erhard Ing.(grad.) 5632 Wermelskirchen Mauler
Original assignee: AEG Elotherm GmbH
Current assignee: SMS Elotherm GmbH
Priority date: 1980-10-30
Filing date: 1980-10-30
Publication date: 1982-05-13
Also published as: DE3040820C2

Abstract

The heat treatment appts. uses a number of inductors associated with respective current suoplies, each comprising a current converter connected across the mains network. Each current converter has an AC/DC converter and a DC/AC converter using controlled semiconductors e.g. thyristors or triacs. These receive firing pulses from a common pulse generator which is controlled by a regulator in response to the measured extinction time or extinction angle. These are fed to the regulator from each DC/AC converter via an extreme valve selector. The firing control prevents cross influences on the workpiece being treated from adjacent inductors. The heating appts. can be used for metal pipes with a longitudinal welding seam.

Description

Einrichtung zur induktiven Beheizung eines Device for inductive heating of a

Werkstücks mittels mehrerer Induktoren und mehrerer Umrichterstromquellen zur Speisung der Induktoren Gegenstand der Erfindung ist .eine Einrichtung zur induktiven Beheizung eines Werkstücks mittels mehrerer Induktoren und mit den Induktoren einzeln zugeordneten Wechselstromquellen bestehend aus einem an ein Wechselstromnetz anschließbaren Umrichter, bei der jeder Umrichter aus einem Gleichrichter mit nachgeschaltetem Wechselrichter besteht und jeder Wechselrichter mit seinen Wechselrichterventilen (Thyristoren oder dergleichen) einer Loschzeit-bzw. Löschwinkelregelung unterliegt, indem die Löschzeit bzw. der Löschwinkel der Schaltventile gemessen und in Abhängigkeit von diesem Meßwert der Zündimpuls der Wechselrichterventile verstellt wird. Workpiece by means of several inductors and several converter power sources for feeding the inductors the subject of the invention is .ein a device for inductive Heating of a workpiece by means of several inductors and with the inductors individually Associated alternating current sources consisting of one that can be connected to an alternating current network Converter, in which each converter consists of a rectifier with a downstream There is an inverter and every inverter with its inverter valves (Thyristors or the like) a Loschzeit or. Is subject to extinguishing angle regulation, by measuring the extinguishing time or the extinguishing angle of the switching valves and depending on the ignition pulse of the inverter valves is adjusted from this measured value.

Einrichtungen dieser Art sind z.D, zur Wärmebehandlung der Längsnaht geschweißter Röhren bekannt. In solchen Einrichtungen wird das zu behandelnde Rohr mit seiner Schweißnaht entlang einer Reihe an der Naht hintereinander Angeordnete Induktoren vorbeibewegt, die die Nähte entsprechend einem vorgebbaren Temperaturprofil entlang der Naht beheizen. Die die Induktoren speisenden Wechsel- stromqucllen sind als Paralleiscilvingkreis-umriclutcr ausgebildet, die den Strom eines 5o ISz-y)rellstromrle?tzes in einen Mittelfrequenzstrom umwandeln.Devices of this type are e.g. for heat treatment of the longitudinal seam welded tubes known. In such facilities, the pipe to be treated with its weld seam arranged one behind the other along a row on the seam Inductors moved past the seams according to a predefinable temperature profile heat along the seam. The alternating currents feeding the inductors power sources are designed as Paralleiscilvingkreis-Umriclutcr, which the current of a 50 ISz-y) rellstromrle? tzes convert into a medium frequency current.

Die bekannten Einrichtungen dieser Art weisen den Nachteil auf, daß die Heizinduktoren ihr magnetisches Feld bei örtlicher Annäherung der Induktoren gegeneinander wechselseitig in die Speisekreise einstreuen und insbesondere das Anschwingen der Umrichter beim Einschalten der Stromquellen behindern. Es müssen deshalb besondere Maßnahmen zur Abschirmung der Induktoren gegeneinander getroffen sein.The known devices of this type have the disadvantage that the heating inductors their magnetic field when the inductors are approached locally interspersed with each other alternately in the feeding circles and especially that Prevent the converter from oscillating when the power sources are switched on. To have to therefore special measures have been taken to shield the inductors from one another be.

Die zugehörigen Maßnahmen sind umständlich und jeweils von den an den Werkstücken zu beachtenden örtlichen Gegebenheiten abhängig, so daß die Benutzung mehrerer Wechselstromquellen nach Möglichkeit in solchen Fällen vermieden wird.The associated measures are cumbersome and depend on the the work pieces to be observed local conditions dependent, so that the use multiple AC sources is avoided where possible in such cases.

Die Erfindung befaßt sich mit der Aufgabe der Vereinfachung solcher Einrichtungen mit dem Ziel, besondere Abschirmmaßnahmen an den Induktoren überflüssig zu machen und die gegenseitige Beeinflussung von Induktoren, die ein Werkstück gemeinsam beheizen und in örtlich benachbarter Lage angeordnet sind, zu vermeiden. InsbesDndere soll beim Einschalten der Stromquellen ein einwandfreies Anschwingen der Umrichtervorrichtungen ermöglicht werden.The invention is concerned with the object of simplifying such Facilities with the aim of making special shielding measures on the inductors superfluous to make and interfere with inductors that share a workpiece heating and are arranged in a locally adjacent location. In particular is intended to ensure that the converter devices start to oscillate properly when the power sources are switched on be made possible.

Erfindungsgemäß wird dieses an Einrichtungen der eingangs näher bezeichneten Art dadurch erreicht, daß die Schaltventile eines jeden Wechselrichters mit Zündimpulsen einer gemeinsamen Impuls quelle gespeist sind und daß die Zündimpulse dieser Quelle mittels eines Löschzeit- bzw.According to the invention, this is referred to in more detail on devices of the type mentioned at the beginning Kind achieved in that the switching valves of each inverter with ignition pulses a common pulse source are fed and that the ignition pulses of this source by means of a deletion time or

Löschwinkelreglers verstellt sind, der mit Meßwerten der Löschzeit bzw. des Löschwinkels einer jeden Wechselrichtervorrichtung über einen Extremwertwähler gespeist ist.Extinguishing angle controller are adjusted, the one with measured values of the extinguishing time or the extinction angle of each inverter device via an extreme value selector is fed.

Diese Ausbildung stellt ein im wesentlichen synchron verlaufendes Anschwingen aller Umrichtervorrichtungen bei ihrer Inbetriebnahme sicher. Dabei können die einzelnen.This training is essentially synchronous All converter devices start to oscillate safely when they are commissioned. Included can the individual.

Stromquellen sämtlich gleichzeitig oder nacheinander in Betrieb genommen werden.Power sources all started up at the same time or one after the other will.

Ferner wird an sämtlichen Umrichtervorrichtungen durch die Löschbedingung für die Umrichterventile stets eingehalten.Furthermore, on all converter devices, the delete condition for the converter valves are always observed.

Die anliegende Zeichnung erläutert ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.The attached drawing explains an embodiment of the invention.

In der Zeichnung bezeichnen 1 ein mit einer Längsschweißnaht versehenes Stahlrohr, dessen Schweißnaht einer Wärmebehandlung zu unterziehen ist, 2 und 3 zwei an der Naht nebeneinander angeordnete Induktoren, die zur induktiven Erwärmung der Naht dienen und aus einem 50 Hz-Drehstromnetz 4 mittels zweier Stromquellen 5 und 6, die den Induktoren 2 und 3 gesondert zugeordnet sind, mit einem Mittelfrequenzstrom, z.B. der Frequenz f= 2 kHz, speisbar sind.In the drawing, 1 denotes a one provided with a longitudinal weld seam Steel pipe, the weld seam of which is to be subjected to heat treatment, 2 and 3 two inductors arranged next to each other at the seam, which are used for inductive heating serve the seam and from a 50 Hz three-phase network 4 by means of two power sources 5 and 6, which are assigned separately to inductors 2 and 3, with a medium-frequency current, e.g. the frequency f = 2 kHz, can be fed.

Die Stromquellen 5 und 6 sind als Umrichtervorrichtungen bestehend aus je einem Gleichrichter 5A bzw. 6A und einem an den Ausgang der Gleichrichtervorrichtungen angeschlossenen Wechslrichter 5B und 6B ausgebildet.The current sources 5 and 6 exist as converter devices from one rectifier 5A or 6A and one to the output of the rectifier devices connected inverter 5B and 6B formed.

Der Wechselrichter 5B besteht aus einer gleichstromgespeisten Brückenschaltungsanordnung, deren Brückenzweige Thyristorschalter enthalten. Die Schalter sind derart mittels eines Steuergerätes 7 über Steuerleitungen 8 und 9 gesteuert, daß Schaltventile 1o und 11, die in einander gegeniiberliegenden Brückenzweigen angeordnet sind, gleichzeitig Strom führen. Die Schaltventile, z.B. 12, 13, des anderen Zweige sind zu diesen Zeitpunkten nicht stromführend. Durch Wahl der Frequenz und Phasenlage der Zündimpulse der Leitungen 8 und 9,die den Wechselrichterventilen zugeführt sind, werden die Ventile lo und 11 bzw. 12 und 13 abwechselnd gezündet, so daß über den Lastkreis des Wechselrichters, der den Induktor, z.B. 2, enthält, ein Wechselstrom mit einer Frequenz, die durch die Taktfrequenz der Zündimpulse der Leitungen 8 und 9 vorgegeben ist, fließt.The inverter 5B consists of a DC-fed bridge circuit arrangement, whose bridge arms contain thyristor switches. The switches are so means a control unit 7 via control lines 8 and 9 controlled that switching valves 1o and 11, which are arranged in opposite bridge branches, simultaneously Conduct electricity. The switching valves, e.g. 12, 13, of the other branch are to these Times not energized. By choosing the frequency and phase position of the ignition pulses of lines 8 and 9, which are fed to the inverter valves, are the Valves lo and 11 or 12 and 13 ignited alternately, so that about the load circuit of the inverter, which contains the inductor, e.g. 2, an alternating current with a frequency that is determined by the clock frequency of the ignition pulses of lines 8 and 9 is given, flows.

Zur Ermittlung der Löschzeit bzw. des Löschwinkels an den einzelnen Wechselrichtervorrichtungen 5B bzw. 6B sind Meßvorrichtungen 20 und 21 vorgesehen, die die Löschzeit des jeweiligen Wechselrichters, d.h. den Zeitabstand zwischen verschwindender Spannung und verschwindendem Strom an dem einzelnen Ventil des Wechselrichters, erfassen und z.B. in einen Gleichstrom umformen,der den Meßleitungen 22 und 23 zugeführt ist. Die Leitungen 22 und 23 sind mit den beiden Eingängen eines Extremwertwählers 24 verbunden, der aus den beiden anstehenden Meßwerten den jeweils kleinsten auswählt und einem Regler 25 zuführt, der die Zündimpulse der Leitungen 8 und 9 im Sinne der Einhaltung der Löschbedingung am Wechselrichter mit der jeweils gerade kleineren Löschzeit verstellt.To determine the extinguishing time or the extinguishing angle on the individual Inverter devices 5B and 6B, measuring devices 20 and 21 are provided, the extinguishing time of the respective inverter, i.e. the time interval between vanishing voltage and vanishing current at the individual valve of the inverter, detect and convert, for example, into a direct current which is fed to the measuring lines 22 and 23 is. Lines 22 and 23 are connected to the two inputs of an extreme value selector 24 connected, which selects the smallest of the two pending measured values and a controller 25 feeds the ignition pulses of lines 8 and 9 in the sense compliance with the extinguishing condition on the inverter with the smaller one Deletion time adjusted.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, die Löschzeit- bzw.It is within the scope of the invention, the deletion time or

die Löschwinkelerfassung durch solche Meßmaßnahmen zu ersetzen, die z.B. den Mittelwert sämtlicher an den Wechselrichtervorrichtungen jeweils meßbaren Löschzeiten bzw.to replace the extinguishing angle detection by such measuring measures that e.g. the mean value of all measurable on the inverter devices Deletion times or

Löschwinkel erfassen.Record the extinguishing angle.

1 Anspruch 1 Zeichnung L e e r s e i t e1 claim 1 drawing L e r s e i t e

Claims

Claim device for inductive heating of a workpiece by means of several inductors and alternating current sources individually assigned to the inductors consisting of a converter that can be connected to an alternating current network, in which each The converter consists of a rectifier with a downstream inverter and every inverter with its inverter valves has an extinguishing time or extinguishing angle control subject, in which the extinguishing time or the extinguishing angle is measured and dependent on This measured value, the ignition pulses of the inverter valves are adjusted, thereby characterized in that the switching valves (e.g. loiII, 12,13) of each inverter (5B, 6B) are fed with ignition pulses from a common ignition pulse source (7) and that the ignition pulses of this source by means of an extinction time or extinction angle controller (25) are adjusted, the one with measured values (20,21) of the extinguishing time or the extinguishing angle of each inverter device fed via an extreme value selector (24) is.