DE500840C

DE500840C - Lichtbogenschweissapparat fuer Wechselstrom

Info

Publication number: DE500840C
Application number: DES73058D
Authority: DE
Original assignee: Ateliers de Secheron SA
Current assignee: BBC Secheron SA
Priority date: 1926-01-24
Filing date: 1926-01-24
Publication date: 1930-06-26

Description

Vorliegende Erfindung betrifft einen Lichtbogenschweißapparat für Wechselstrom.

Zum elektrischen Lichtbogenschweißen braucht man z. B. 3 bis 4 kW. Nun haben aber sämtliche Lichtbogenschweißapparate für Wechselstrom einen sehr schlechten Leistungsfaktor, nämlich 0,25 bis 0,45 je nach der Höhe der sekundären Leerlaufspannung, so daß ihr Anschlußwert 16 bis 9 kV A ist; durch diesen hohen Anschlußwert wird die Verbreitung hintangehalten, da der einphasige Anschluß, den solche Apparate bedingen, an die öffentlichen Netze nur in seltenen Fällen und dann nur bei hohen Tarifen gestattet wird.

Um den Anschlußwert herunterzudrücken, kann man den nacheilenden Blindstrom der Schweißapparate durch Parallelschaltung von einem oder mehreren Kondensatoren kompensieren, und zwar kompensiert man, wie bei allen Apparaten, die mehr Blindstrom als Wifkstrom aufnehmen, nur so weit^ daß diese Apparate im Leerlauf nicht mehr Strom aufnehmen als bei Vollast, da sonst eine Vier-" komplizierung durch Relais, Schalter u. dgl. notwendig würde.

Aus dem Diagramm der Abb. 1 beiliegender Zeichnung ist ersichtlich, wie weit man kompensieren kann, wobei der Magnetisierungsstrom des speisenden Transformators vernachlässigt wird.

In der Abbildung ist h

die Richtung der Wirkleistung, i die Richtung der nacheilenden Blindleistung, k die Richtung der voreilenden Blindleistung. Die Scheinleistung des Apparates ist zu 9 kVA angenommen und durch dem Vektor α unter einem Winkel φ entsprechend einem cos φ gleich 0,4 gezeichnet, α ergibt zusammen mit der voreilenden Blindleistung, V die resultierende Leistung c oder den Anschlußwert, der zu 4,9 kVA wird. Der oder die Kondensatoren müssen gleichfalls eine Leistung b = V haben. Daß b = c, also die scheinbare Vollastleistung gleich der scheinbaren Leerlaufleistumg ist, ist durch den Kreisbogen e dargestellt.

Wie gesagt, ist in Abb. I der Magnetisierungsstrom des Transformators vernachlässigt. In Wirklichkeit haben normale Schweißapparate eine Magnetisierungsleistung von 5» ι bis i,S kVA bei einer Induktion von 10 000 bis 12 000 Gauß. In Abb. 2 sind nun die gleichen Verhältnisse wie in Abb. 1 dargestellt, jedoch unter Berücksichtigung einer normalen nacheilenden Magnetisierungsleistung von I kVA. Die resultierende Leistung m oder der Anschlußwert setzt sich aus der Schemleistung g des Apparates (9 kVA) bei einem cos φ = o,4 und der voreilenden Kondensatorleistung /' zusammen. Dabei wird! t so bemessen, daß es gleich: dar Magnetisierungsleistung η plus der resultierenden Leistung m ist. wi ist im vorliegenden Falle 4,5 kVA bei gleicher Wirkleistung (3,6 kW) wie in Abb. 1. Dabei ist die Kondensatorleistung/' = 5,5 kVA, von der jedoch nur der Teil / = 4,5 kVA = V — m zur Wirkung kommt, wie der Kreis e zeigt.

Gegenstand der Erfindung ißt nun einLichtbogenschweißapparat für Wechselstrom, der ganz oder teilweise durch einen oder mehrere Kondensatoren kompensiert ist und der dadurch gekennzeichnet ist, daß seine Eisenteile bei Belastung ungesättigt, im Leerlauf aber gesättigt sind.

Wie einleuchtend, kann solcherweise eine weitestgehende Kompensierung mit geringen

ίο Mitteln erreicht werden, und unter anderem läßt sich für die Eisenteile des Schweißapparates im Leerlauf eine höhere Induktion als 12 ooo Gauß erhältlich machen.
Die Sekundärspule ist dabei in bekannter Weise so angeordnet, daß bei Belastung ein großer Teil der Kraftlinien durch die Luft geleitet wird, wodurch die Eisenteile des Transformators auf dem größten Teil ihrer Länge ungesättigt werden.

Bei einer Induktion, die größer ist als 12 000 Gauß, wächst die Magnetisierungsleistung schnell und kann ohne zu große Erwärmung der lameliierten Eisenteile auf etwa 3 kVA getrieben werden, an Stelle von nur ι bis 1,5 kVA bei einer Induktion von 10 000 bis 12 000 Gauß. Durch eine solche Erhöhung der Magnetisierungsleistung aber kann man die resultierende Leistung noch weiter herunterdrücken, wie aus der Abb. 2 hervorgeht.

Bei einer Magnetisierungsleistung von 3 kVA wird z. B. der Anschlußwert gleich 3,8 kVA, einen Wert, dessen Anschluß selbst die kleinsten Netze ertragen.

Abb. 3 und 4 stellen zwei Ausfüfarungsbeispiele des Schweißapparates dar.

Nach Abb. 3 besitzt der Eisenkern p des Schweißapparates die Gestalt eines rechtwinkligen Rahmens. Auf dem einen Längsschenkel ist die Primärwicklung q angeordnet, welche vom Netz t-ii gespeist wird und von welcher der Kondensator mittels einer besonderen Wicklung w, einer Sparschaltung, gespeist wird. Der Anschluß in der dargestellten Weise hat den Zweck, daß sich die durch den Lichtbogen hervorgerufenen, auf die Primärseite übertragenen Schwingungen im Netz ausgleichen können, ohne den Kondensator r zu beschädigen, da bekanntlich Kondensatoren gegen schnelle Schwingungen und dadurch hervorgerufene Überspannungen sehr empfindlich sind. Diese Schaltung ist außerdem vorteilhaft, weil die Kondensatoren bei höherer Spannung bekanntlich wirtschaftlicher sind als bei den gewöhnlichen Netzspannungen.

Auf dem andern Längsschenkel des Eisenkerns p ist die Sekundärwicklung s angeordnet, die den nicht dargestellten Lichtbogen speist.

Durch die Kompensierung und die gleichzeitige Sättigung des Eisenkerns im Leerlauf wird der Anschlußwert des Schweißapparates auf etwa 3,8 kVA heruntergedrückt und die Stromstöße vom Leerlauf auf Vollast eingeschränkt, so daß die öffentlichen Netze den Anschluß ohne weiteres gestatten können.

In Abb. 4 ist eine besondere getrennte Wicklung y mit einer Spannung von etwa 600 bis 1000 Volt auf dem Längsschenkel des Eisenkerns p vorgesehen, auf welchem die Primärwicklung ί angeordnet ist. An diese Wicklung y, die, wie in der Zeichnung Abb. 4 angedeutet, zur Hervorrufung einer Drosselwirkung für die schnellen Schwingungen, von Wicklung q getrennt ist, ist der Kondensator r angeschlossen.

An Stelle von nur einem Kondensator r kann man mehrere verwenden.

Claims

Patentansprüche:

1. Lichtbogenschweißapparat für Wechselstrom, der ganz oder teilweise durch einen oder mehrere Kondensatoren kompensiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß seine Eisenteile bei Belastung ungesättigt, im Leerlauf aber gesättigt sind.

2. Lichtbogenschweißapparat nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Kondensatoren an eine besondere, räumlich von der Primärspule getrennte Wicklung gelegt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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