DE1178959B - Einphasen-Transformator fuer Schweisszwecke - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. KI.: H 05 b

Deutsche Kl.: 21 h - 32/03

Nummer: 1178 959

Aktenzeichen: A 39876 VIII d / 21 h

Anmeldetag: 4. April 1962

Auslegetag: 1. Oktober 1964

Bei Regulieranordnungen für Schweißgleichrichter, bestehend aus einem Dreiphasen-Transformator, ist es bekannt, die drei Säulen magnetisch durch einen ringförmigen Streukern zu verbinden, der zwischen der Primär- und Sekundärwicklung entweder an diese Säulen anliegt oder in die Säulen eingebaut ist und eine in drei gleiche Teile aufgeteilte, mit Gleichstrom gespeiste Regulierwicklung trägt. Diese Aufteilung ist hier insofern gegeben, als die Summe der drei Streuflüsse Null ist, so daß keine resultierende Wechselspannung an der Gleichstromerregerwicklung entstehen kann. Ein in sich geschlossener anliegender Streuring wirkt sich aber auf die räumliche Anordnung der Säulenwicklungen und damit auf die Abmessungen des Transformators ungünstig aus, während ein in den Säulen eingebauter Streuring für die magnetische Kopplung zwischen der Primär- und Sekundärwicklung zufolge der Säulentrennung nachteilig ist.

Ferner sind auch Einphasen-Transformatoren für Schweißzwecke mit einer elektrischen Streustegregulierung bekannt, wo zwischen den Säulen ein Streusteg eingebaut ist, der mit einer Gleichstromerregerspule versehen ist. Die Windungsebenen dieser Erregerspule sind parallel zum Wechselfeld des magnetischen Kreises angeordnet, so daß in ihnen keine Spannung induziert wird. Diese Anordnung ist ferner raum- und materialmäßig ziemlich aufwendig und umständlich, da die Bleche für den Streusteg gestanzt und zum Aufbringen der Wicklung geschachtelt werden. Außerdem wird dabei viel Raum für den Streusteg zwischen der Primär- und Sekundärwicklung benötigt, so daß auch hier eine zwischen diesen Wicklungen ungünstige magnetische Kopplung, d. h. nur ein relativ kleiner Maximalstrom entsteht, oder dann eine entsprechende starke Erregung erforderlich ist.

Schließlich ist noch ein Einphasentransformator bekannt, bei welchem im Fenster zwischen den beiden Schenkeln ein Streukern entsprechend der Kernform eines einphasigen Manteltransformators vorgesehen ist, d. h. einen Mittelschenkel und einen rechts und links von diesem liegenden Außenscherikel besitzt, die außen an den Schenkeln oder den Jochen des Hauptkernes des Transformators vorbeigeführt sind. Der durch das Fenster des Hauptkernes geführte Mittelschenkel des Streukernes trägt die Erregerwicklung. Bei dieser sehr aufwändigen Bauart steht aber das Erregerfeld senkrecht zur Richtung des Streufeldes und die Erregerwicklung ist nicht mit den beiden Transformatorwicklungen magnetisch verkettet.

Gegenstand der Erfindung ist nunmehr ein Ein-Einphasentransformator für Schweißzwecke

Anmelder:

Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie.,

Baden (Schweiz)

Vertreter:

Dr.-Ing. E. Sommerfeld,
ίο Patentanwalt, München 23, Dunantstr. 6

Als Erfinder benannt:

Hermann Kocher, Zürich (Schweiz)

Beanspruchte Priorität:

Schweiz vom 16. März 1962 (3229)

phasen-Transformator für Schweißzwecke mit Schnittbandkern und elektrischer Streuregulierung, wobei gemäß der Erfindung die beiden Transformatorsäulen zwischen der Primär- und Sekundärwicklung beidseitig durch Streustege miteinander verbunden werden, auf welchen je eine mit Gleichstrom gespeiste Wicklung angebracht ist, die derart erregt werden, daß ein über die Transformatorsäulen in sich geschlossener magnetischer Fluß entsteht und die beiden induzierten Wechselspannungen sich aufheben.

An Hand der Zeichnung seien einige Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.

Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Einphasen-Transformator in Aufriß bzw. Grundriß, wo T das als Schnittbandkern ausgeführte Transformatoreisen bedeutet, auf dessen Säulen die Primärwicklung P und die Sekundärwicklung S angeordnet sind. Zwischen diesen beiden Wicklungen ist beidseitig der Transformatorsäulen je ein hufeisenförmiger Streusteg U, vorzugsweise ebenfalls als Schnittbandkerne ausgeführt, angebracht, der eine mit Gleichstrom gespeiste Erregerwicklung e trägt.

Durch diese Gleichstromerregerwicklungen e wird die Vormagnetisierung der Streustege U und dementsprechend die magnetische Kopplung der Transformatorwicklungen P₁ S geändert. Bei maximaler Erregung ist die Kopplung und damit der Schweißstrom ein Maximum und umgekehrt bei minimaler Erregung. Diese beiden Erregerwicklungen e müssen so geschaltet sein, daß der in sie eintretende resultierende Streufluß keine Wechselspannung induziert. Mit einem nicht dargestellten Regulierwiderstand

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kann der Erregerstrom für die Vormagnetisierung und mit ihm der Schweißstrom beliebig und stufenlos eingestellt werden.

Bei der in F i g. 3 ebenfalls im Aufriß dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind die Streustege unterteilt, so daß beidseitig der Transformatorsäulen je zwei Teilstreustege EZ₁, U₂ vorhanden sind, die getrennt an den Säulen anliegen und der magnetische Rückschluß über diesem letzteren erfolgt. Dadurch wird erreicht, daß der Querfluß durch die Säulen Null oder vernachlässigbar klein wird, indem die Streustegsättigung auf jeder Säulenseite gesondert erfolgt. Dies kommt so zustande, daß auf jedem der Teilstege U₁, U₉ eine Gleichstromerregerwicklung ^₁ bzw. e₂ angebracht ist, die sich derart unterstützen, daß ein in sich geschlossener magnetischer Fluß entsteht. Die Summe der Teilstreustegquerschnitte entspricht dabei dem Querschnitt eines Steges U entsprechend der Anordnung nach F i g. 1 bzw. 2.

Beim Transformator nach der Erfindung kommt ao man mit relativ sehr schmalen Streustegen aus, da bekanntlich zur Erzielung des minimalen Schweißstromes der Streueisenquerschnitt gesamthaft nur etwa 70% des Querschnittes einer Säule des Transformators zu betragen braucht. Die Säulenlänge kann dementsprechend sehr kurz gehalten werden, und, was noch wichtiger ist, die Primär- und Sekundärwicklung können sehr nahe aneinandergerückt werden, was in Fällen, wo ein relativ großer Maximalstrom erstrebt wird, durch die gute magnetische Kopplung der Transformatorwicklungen ermöglicht wird.

Der Hauptvorteil der Streusteganordnungen nach F i g. 3 liegt darin, daß die Schweißeigenschaften verbessert werden, indem der Lichtbogen weniger spritzt. Dies beruht darauf, daß Oberwellen, welche sich in der Erregerwicklung störend auswirken, sich kompensieren lassen, wodurch die Kurvenform des Schweißstromes im Nulldurchgang praktisch unverzerrt bleibt. Eine für den Schweißbetrieb in dieser Hinsicht vollauf hinreichende Kurvenform läßt sich zwar auch bei der Anordnung nach F i g. 1 erzielen, wenn bei ihr zwischen den Streustegen und den Säulen ein bestimmter Luftspalt vorgesehen wird. Außerdem kann durch diese Maßnahme der Spannungsunterschied an der Sekundärwicklung bei Leerlauf zwischen dem minimalen und dem maximalen Schweißstrom sehr klein, d.h. praktisch vernachlässigbar, gehalten werden. Um die Gleichstromleistung der Erregerwicklung bei den großen Schweißströmen zu verkleinern, kann auf den Streustegen zusätzlich noch eine in sich kurzgeschlossene Dämpferwicklung vorgesehen werden oder bei der Anordnung nach Fig. 1 auch eine vom Schweißstrom durchflossene Wicklung in Gegenschaltung zum Streufluß.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Einphasentransformator für Schweißzwecke mit Schnittbandkern und elektrischer Streustegregulierung, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Transformatorsäulen zwischen der Primär- und Sekundärwicklung beidseitig durch Streustege miteinander verbunden sind, auf welchen je eine mit Gleichstrom gespeiste Wicklung angebracht ist, die derart erregt werden, daß ein über die Transformatorsäulen in sich geschlossener magnetischer Fluß entsteht und die beiden induzierten Wechselspannungen sich aufheben.

2. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Streustege aus Schnittbandkernen gebildet sind.

3. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Streustege beidseitig der Transformatorsäulen in je zwei Teilstreustege unterteilt sind, wobei jeder für sich an den Säulen anliegt, und mit diesen einen geschlossenen magnetischen Kreis bilden.

4. Transformator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teilstreustege aus je zwei in der Säulenrichtung übereinander angeordneten Teilstreustegen bestehen, die als Schnittbandkerne zu einer Schleife gewickelt sind und so einen in sich geschlossenen magnetischen Kreis bilden.

5. Transformator nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teilstreustege beidseitig der Säulen je eine gleich große Gleichstromerregerwicklung tragen, die zusammen den magnetischen Kreis gleichsinnig erregen, und daß die beiden auf jeder Seite für sich induzierten Spannungen gegeneinandergeschaltet sind.

6. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Streustegen zusätzlich Dämpferwicklungen angebracht sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 707 221, 698 459,
443;

deutsche Auslegeschriften Nr. 1104 639,
223, 1064 624;

USA.-Patentschrift Nr. 2 703 391;

französische Patentschrift Nr. 966 833;

Zeitschrift »The Review of Scientific Instruments«, Januar 1955, Umschlagseite III.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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