DE1125098B

DE1125098B - Lichtbogenschweisstransformator mit zweischenkligem Kern

Info

Publication number: DE1125098B
Application number: DES67832A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dr Paul Zwanzger
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1960-03-31
Filing date: 1960-03-31
Publication date: 1962-03-08
Also published as: BE601417A

Description

Lichtbogenschweißtransformator mit zweischenkligem Kern Die Erfindung bezieht sich auf einen Lichtbogenschweißtransformator mit gleichstromvormagnetisierbarem Streujoch. Es ist zwar bereits ein Lichtbogenschweißtransformator niit zweischenkligem Kern und gleichstromvormagnetisierbarem Streujoch bekanntgeworden, bei dem die Primärwicklung hauptsächlich auf dem einen Schenkel und die Sekundärwicklung sowie ein kleiner Teil der Primärwicklung auf dem zweiten Transformatorkernschenkel angebracht ist. Das Streujoch war dabei als Mantelkern ausgeführt, wobei der Mittelschenkel die Gleichstromvormagnetisierungswicklung trägt, deren Wicklungsachse senkrecht zu der Achse der Primär- und Sekundärwicklung liegt. Nachteilig bei dieser Ausführung ist, daß ein großer Teil des Streufeldes zwischen Primär- und Sekundärwicklung im Außenraum um den Transformator verläuft und sich über Konstruktionsteile-, wie Kesselwände usw., schließt. Dies hat zur Folge, daß zusätzliche und unerwünschte Wirbelstromverluste in den betreffenden Teilen entstehen und die Teile sich erwärmen und, was besonders unangenehm ist, auch zu Brummgeräuschen Anlaß geben. Weiter nachteilig ist, daß der Steuerbereich eines solchen Transformators infolge des nicht geführten Streufeldes eingeschränkt ist und somit in der Praxis nicht voll befriedigt.
Bei einer anderen bekannten Ausführung ist ein zweischenkliges Streujoch, das in der Flucht der Transformatorschenkel liegt, unter Wahrung eines Luftspalts in das Kernfenster eingesetzt. Dabei sind die Primär- und Sekundärwicklungen je auf getrennten Schenkeln aufgebracht. Bei einer solchen Ausführung ist die Größe des Streufeldes nicht definiert, und es tritt eine meist zu große und vor allem von äußeren Einflüssen weitgehend abhängige Streuinduktivität auf. Außerdem besteht noch die Gefahr zusätzlicher Wirbelstromverluste in den Eisenke.rnkonstruktionsteilen und insbesondere die Entstehung störender Brummgeräusche.
Auch andere Ausführungen, bei denen das Streujoch einschließlich der Vormagnetisierungswicklungen sich im Streukanal zwischen Primär- und Sekundärwicklungen befindet, konnten in der Praxis nicht befriedigen, weil die Wirksamkeit der Vormagnetisierungswicklung nicht ausreichend war und weil kein zur Erzielung einwandfreier Schweißeigenschaften voll wirksamer Luftspalt zwischen Streujoch und Transformatorkern vorhanden war.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Lichtbogenschweißtransformator, der zwar gleichfalls einen zweischenkligen Transformatorkern sowie ein in dessen Fenster fluchtend unter Wahrung eines Luftspalts eingesetztes Streujoch besitzt und bei dem beide Streujochschenkel eine Gleichstromvormagnetisierungswicklung tragen, zu schaffen, bei dem die vorgenannten Nachteile vermieden sind.
Dieses Ziel wird in einfacher Weise dadurch erreicht, daß gemäß der Erfindung auf dem einen Transformatorschenkel die Primärwicklung angebracht ist, während die Sekundärwicklung sowohl den die Primärwicklung tragenden Schenkel als auch die beiden Schenkel des Streujochs samt ihren Gleichstromvonnagnetisierungswicklungen umschlingt. Bei dieser Transformatorausführung ist, wie angestrebt, das Streufeld infolge der besonderen Wicklungsanordnung geführt und damit der Steuerbereich des Schweißtransformators gegenüber einem Transformator mit nicht geführtem Streufeld vergrößert und gleichzeitig auch noch die sonstigen Nachteile eines nicht geführten Streufeldes, wie zusätzliche Verluste, Erwärmung der Konstruktionsteile und ein eventuelles Brummgeräusch, weitgehend ausgeschaltet.
An Hand der Zeichnung, die im Schema den Wicklungsaufbau eines gemäß der Erfindung ausgeführten Lichtbogenschweißtransformator in Fig. 1 im Vertikalschnitt und in Fig. 2 im Horizontalschnitt zeigt, wird die Erfindung näher erläutert.
Mit 1 ist der zweischenklige Transformatorkern bezeichnet und mit 2 der ebenfalls zweischenklige Kern des Streujoches. Dieses ist unter Wahrung von Luftspalten a gegenüber den Jochen 100 und 110 des Transformatorkerns 1 so in dessen Fenster eingesetzt, daß seine beiden Schenkel 21 und 22 in der Fensterebene, und zwar parallel zu den Schenkeln 10 und 11 verlaufend liegen. Auf beiden Schenkeln des Streujoches ist je eine Gleichstromvormagnetisierungswicklung 23 bzw. 24 angeordnet, und auf dem Scheinkel 10 des Transformatorkerns ist die Primärwicklung 3 des Transformators dem Schenkelkern benachbart angebracht. Die Sekundärwicklung 4 des Transformators ist so ausgebildet, . daß sie gleichzeitig die Primärwicklung 3 und das Streujoch 2 samt dessen Wicklungen 23 und 24 außen umschlingt. Um die Leerlaufspannung des Transformators konstant zu halten, ist auf dem von Leistungswicklungen freien, als Rückschluß dienenden zweiten Transformatorschenkel 11 eine Wicklung 5 angebracht, an deren Enden ein Kondensator 6 angeschlossen ist. Werden dabei die Wicklung und der Kondensator so aufeinander abgestimmt, daß die aufgenommene kapazitive Leistung angenähert gleich der Magnetisierungsleistung des Tramformatorkernrückschlusses, nämlich des Schenkels 11, gerechnet von den Verzweigungspunkten des Flusses über der Mitte des Streujoches, ist, dann ist die gewünschte Konstanthaltung der Leerlaufspannung gesichert. Fertigt man das Streujoch 2 aus vorzugsgerichteten Magnetblechen, dann wird dieses nicht nur in seinen Abmessungen kleiner, sondern es wird gleichzeitig auch die Gleichstrommagnetisierungsleistung kleiner. Dies hat zur Folge, daß auch der Transformatorkern 1 in seinen Abmessungen kleiner ausfallen kann und damit der gesamte aktive Teil. Hierdurch erreicht man also kleinere Gesamtabmessungen und demzufolge auch ein kleineres Gesamtgewicht. Wenn es darauf ankommt, eine besonders niedrige Bauhöhe des Schweißtransformators in Schenkelachsrichtung zu erhalten, dann kann man die Joche 100 und 110 erniedrigen und dafür am Transformatorkern dem Schenkel 10 benachbart einen zweiten Rückschlußschenkel anbringen. Will man den Schweißtransformator für zwei verschiedene Primärspannungen, z. B. für 200 und 380 V und dementsprechend für zwei verschieden große maximale Schweißströme auslegen, dann empfiehlt es sich, den für den höheren Schweißstrom bestimmten Primärwicklungsteil nicht auf dem Schenkel 10 mit unterzubringen, sondern ihn so auszubilden, daß er in gleicher Weise wie die Sekundärwicklung 4, die Primärwicklung 3 und gleichzeitig das Streujoch samt dessen Gleichstromvormagnetisierungswicklungen 23 und 24 umschlingt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Lichtbogenschweißtransformator mit zweischenkligem Kern, in dessen Fenster unter Wahrung eines Luftspalts ein zweischenkliges Streujoch, dessen Schenkel in der Flucht der Transformatorschenkel liegen, eingesetzt ist und beide Streujochschenkel eine Gleichstromvormagnetisierungswicklung tragen, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem einen Transformatorschenkel die Primärwicklung angebracht ist, während die Sekundärwicklung sowohl den die Primärwicklung tragenden Schenkel als auch die beiden Schenkel des Streujoches samt ihren Gleichstromvormagnetisierungswicklungen umschlingt.
2. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke der Konstanthaltung der Leerlaufspannung der den Rückschluß bildende, von Primär- und Sekundärwicklung freie zweite Transformatorkernschenkel eine Wicklung trägt, an die ein Kondensator angeschlossen ist, wobei Wicklung und Kondensator so aufeinander abgestimmt sind, daß die aufgenommene kapazitive Leistung annähernd gleich ist der Magnetisierungsleistung des Transformatorkernrückschlusses, gerechnet von den Verzweigungspunkten des Flusses über der Mitte des Streujoches.
3. Transformator nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Streujoch vorzugsweise aus Blechen mit magnetischer Vorzugsrichtung besteht.
4. Transformator nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem die Primärwicklung tragenden Transformatorenkernschenkel benachbart ein zweiter Rückschlußschenkel angeordnet ist.
5. Transformator nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Auslegung des Schweißtransformators für zwei verschiedene Primärspannungen (z. B. 220 und 380 V) und dementsprechend zwei verschieden großen maximalen Schweißströmen der für den höheren Schweißstrom bestimmte Primärwicklungsteil in gleicher Weise wie die Sekundärwicklung auch das Streujoch mit umschlingt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 500 840, 698 459,. 954 901; französische Patentschrift Nr. 966 833; USA.-Patentschrift Nr. 2 644109.