DE902885C - Einrichtung zur Stromversorgung mittels Mehrphasenstromes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft allgemein die Umformung elektrischer Energie und insbesondere ein Verfahren samt Vorrichtungen zur Verbesserung der Leistung eines Schweißtransformators durch Erhöhung seines Wirkungsgrades durch Verwendung eines Paralleltransformators.

Die ungewöhnliche Feststellung, auf welcher die Erfindung beruht, wurde bei der Durchführung von Vergleichsversuchen mit zwei gleichartigen, zueinander parallel geschalteten Schweißtransfornratoren gemacht, deren Sekundärwicklungen durch den gemeinsamen Verbraucher kurzgeschlossen waren, und zwar durch eine Schweißmaschine.

Die Versuche wurden bei zueinander parallel geschalteten Schweißtransformatoren durchgeführt, deren Sekundärwicklungen an einen gemeinsamen Verbraucher angeschlossen waren. Der Sekundärstrom des Schweißtransformators Nr. 2 wurde hierauf unterbrochen, worauf Messungen mittels eines Oszillographen durchgeführt wurden. Die Prüfungsergebnisse wichen von den erwarteten grundsätzlich ab. Erst nach Unterbrechung der Anschlüsse der Primärwicklungen des Transformators der Schweißeinrichtung Nr. 2 entsprachen die Ergebnisse den Erwartungen.

Bei genauer Untersuchung der Anschlüsse für den Parallelstrom beider Schweißeinrichtungen während der Versuche, die ein unerwartetes Ergebnis zeitigten, konnte festgestellt werden, daß die Schweißeinrichtung Nr. 2, mit einem Paralleltransformator für die Schweißeinrichtung Nr. 1 gesteuert, gearbeitet hatte. Aus den Versuchsergebnissen kann geschlossen werden, daß die Verwendung eines zweiten Transformators als Parallel-

transformator, der zum Schweißtransformator parallel geschaltet ist, ein befriedigendes Mittel an die Hand gibt, um eine beträchtliche Verstärkung des Sekundärstromes sowie eine ansehnliche Erhöhung der primären thermischen Kapazität des Schweißtransformators zu erzielen und damit auch ein Mittel, um den Raumbedarf und das Gewicht ortsbeweglicher elektrischer Schweißvorrichtungen für Drehstrom zu verringern.

ίο Schweiß vorrichtungen für Drehstrom sind an sich bereits bekannt.

Bei den bekannten Umformersystemen liefert der Schweißtransformator den Schweißstrom stoßweise, also nicht in ständig gleichbleibender 1-5 Stärke. Die Energie wird in zeitlicher Aufeinanderfolge über die einzelnen Phasen der Stromquelle, somit nicht über alle Phasen gleichzeitig geliefert. In gleicher Weise erhält jede Phasenwicklung des Schweißtransformators ihren Energieanteil in zeit-Hch aufeinanderfolgenden Stromstößen. Bei einem Mehrphasensystem mit einem Zweiwicklungstransformator wird die Energie einer jeden dieser Phasenwicklungen während ungefähr der halben Periode zugeführt. Bei einem Mehrphasensystem mit einem Transformator von N Phasenwicklungen wird einer jeden dieser Phasenwicklungen die Energie während einer Dauer von fast i/N Periode zugeführt, wenn N die Zahl der Transformatorwicklungen bedeutet. Wird jedoch ein Paralleltransformator zu einem solchen Drehstrom-Schweißtransformator parallel geschaltet, dann erfolgt die Energiezufuhr zu jeder einzelnen Phasenwicklung des Schweißtransformators stetig, und sämtliche Phasenwicklungen des Schweißtransformators werden zugleich vom Strom durchflossen. Hieraus folgt eine beträchtliche Leistungssteigerung einer solchen Dreiphasen-Schweißvorrichtung.

Die Erfindung umfaßt dementsprechend im wesentlichen eine Einrichtung zur Stromversorgung mittels Mehrphasenstromes, welche ein System von Primärwicklungen für jede einzelne der Phasen der Stromquelle aufweist, wobei jede Phasenwicklung bzw. jede Phasenwicklungsgruppe ♦5 an die ihr zugeordnete Phase unter Zwischenschaltung mindestens je eines Stromrichters zur Steuerung des Stromdurchflusses durch die Phasenwicklungsgruppe jeder Phase angeschlossen ist. Die Gesamtanordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Paralleltransformator mit derselben Phasenwickhingszahl oder Phasenwicklungsgruppenzahl wie der erste Transformator zu dessen Phasenwicklungen so parallel geschaltet ist, daß einer jeden von diesen einer Phase des Systems zugeordneten Phasenwicklungsgruppen eine Phasenwickhingsgruppe des Paralleltransformators entspricht. Diese erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht bei gleichbleibendem Raumbedarf des Systems eine Leistungssteigerung der Stromquelle. Die Erfindung umfaßt ferner eine Schweißvorrichtung, deren kennzeichnende Merkmale darin bestehen, daß die Stromzufuhr zu den Elektroden mittels einer mit Mehrphasenstrom gespeisten Vorrichtung ,der vorerwähnten Art erfolgt, die es einerseits gestattet, bei gleichbleibendem Raumbedarf des Schweißtransformators über eine größere thermische Kapazität zu verfügen und die zum Kommutieren benötigte Zeit abkürzen zu können, andererseits Gewicht und Rauminhalt des Schweiß transformators bei gleich hoher thermischer Kapazität verringern zu können, was insbesondere für ortsbewegliche Schweiß vorrichtungen wichtig ist. Hierbei kann der Paralleltransformator an einer beliebigen Stelle feststehend angeordnet werden.

Dieser und auch andere noch zu erörternden technischen Vorteile der Erfindung, die Fortschritte im Bau und in der Leistungssteigerung ermöglichen, sollen im folgenden an Hand der Zeichnung näher beschrieben werden.

Die Fig. -i\ bis 101 in den Zeichnungen zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung, wobei die gleichen Bezugsziffern für die gleichen Teile verwendet worden sind.

Fig. ι ist ein Schaltbild für den Anschluß der Primärwicklungen eines Drehstrom-Schweißtransformators;

Fig. 2 zeigt ein Schaltbild für den Anschluß eines zu den Primärwicklungen des in Fig. 1 dargestellten Drehstromtransformators parallel ge- schalteten Paralleltransformators;

Fig. 31 ist ein anderes Schaltbild, welches die Parallelschaltung der Primärwicklungen eines Schweißtransformators und eines Paralleltransformators entsprechend der Erfindung darstellt;

Fig. 4 ist ein weiteres Schaltbild für einen zum Paralleltransformator parallel geschalteten Drehstrom-Schweißtransformator ;

Fig. 5 stellt ein vereinfachtes Schaltbild nach Fig. 4 dar, bei welchem die Stromrichter weggelassen wurden;

Fig. 6 ist ein Schaltbild für ein Einphasensystem, welches die Wirkung erkennen läßt, auf welcher die Erfindung beruht;

Fig. 7 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung der höheren Sekundärstromerzeugung bei einem mit dem Paralleltransformator gekoppelten Schweißtransformator im Vergleich zu einem Einzel-Schweißtransformator;

Fig. 8 ist eine Wiedergabe tatsächlicher Oszillogramme des Sekundär stromes und der den Stromrichtern und dem System aufgedrückten Spannungen bei einem Drehstrom-Schweißtransformator gemäß Fig. r ohne Paralleltransformator;

Fig. 9 ist eine Wiedergabe von tatsächlich aufgenommenen Oszillogrammen des Sekundärstromes und der den Stromrichtern bzw. dem System aufgedrückten Spannungen bei zwei einander gleichen, zueinander parallel geschalteten Transformatoren (Schweißtransformator und Paralleltransformator);

Fig. 10 ist eine weitere Wiedergabe von tatsächlich aufgenommenen Oszillogrammen des Sekundärstromes und der den Stromrichtern und dem System aufgedrückten Spannungen bei zwei inander ungleichen, zueinander parallel geschalteten Transformatoren, wobei der Paralleltransfor-

mator beträchtlich größer ist als der Schweißtransformator.

In Fig. i, welche eine an sich bekannte Transformatortype darstellt, besteht der Schweißtransformator io aus mehreren Primärwicklungen und einer Sekundärwicklung; beim dargestellten Beispiel weist dieser Schweißtransformator drei Primärwicklungen auf, welche je an, einen der Leiter L₁, L₂ und L₃ einer Drehstromquelle angeschlossen sind. Hierbei ist die Wicklung 11 mittels der Leitungen 12 und 13 an die Leiter L₁ und L₂, die Wicklung 14 mittels der Leitungen 13 und '15 an die Leiter L₂ und L₃ und die Primärwicklung

16 mittels der Leitungen 12 und 115, an die Leiter L₁ und L₃ angeschlossen. Jede Primärwicklung kann aus einer bestimmten Anzahl hintereinandergeschalteter Einzelwicklungen bestehen; als Beispiel sind zwei solcher Wicklungen mit dem zwischen sie geschalteten Stromrichter dargestellt. Die Primärwicklung 11 besteht z. B. aus den Wicklungen H₀ und H₆, welche mit den Stromrichtern

17 und 18 in Reihe geschaltet sind. Die Primärwicklung 14 besteht aus den Wicklungen 14^ und 14^, die mittels der Stromrichter 19 und 20 miteinander verbunden sind. In gleicher Weise besteht die Primärwicklung 16 aus den Wicklungen i6₀ und i6/> mit zwischengeschalteten Stromrichtern 21 und 22. Die Sekundärwicklung bzw. die Schweißstromleitung des Transformators 10. ist mit 23 bezeichnet, wobei der Schweißstrom dem Arbeitsstück 24 mittels geeigneter Schweißelektroden zugeführt wird, wie in der Praxis des Lichtbogenschweißens üblich.

Um den Schweißtransformator 10 in Betrieb zu nehmen, werden mehrere Stromrichter, beispielsweise die Stromrichter 17, 19 und 211, geschlossen. Der Eisenkern des Schweißtransformators 10 wird mittels der während einer bestimmten Zeit die Primärwicklungen in gleichbleibender Richtung durchfließenden Stromstöße magnetisiert, wodurch in der Sekundärwicklung ein Strom erzeugt wird. Hierauf werden die Stromrichter 17, 19 und 21 für eine bestimmte Zeit unterbrochen; dann wird durch Schließen der zweiten Stromrichtergruppe 18, 20 und 2B der Eisenkern des Schweißtransformators in umgekehrter Richtung neuerlich magnetisiert, wodurch ein weiterer Stromimpuls im Sekundärstromkreis, in umgekehrter Richtung zum vorhergehenden, erzeugt wird.
Diese Folge kann beliebig wiederholt werden.

Die durch die Wicklungen fließenden Stromstöße stellen die positiven oder negativen Halbperioden der mehrphasigen Wechselstromquelle dar; diese Impulse durchfließen die Wicklungen entsprechend dem Phasenverhältnis der elektromotorischen Kräfte in der Stromquelle.

Im Transformator 10 gemäß Fig. 1 wird der Strom den Phasenwicklungen in zeitlicher Aufeinanderfolge zugeführt. Beim Einphasensystem mit einem Zweiwicklungsstromtransformator wird der Strom der Primärwicklung während ungefähr der halben Periode zugeführt. Bei einem Mehrphasensystem mit einem N Wicklungen enthaltenden Transformator wird der Strom jeder Wicklung während i/N Periode zugeführt. Die Energie wird demzufolge jedem Leiter in zeitlicher Aufeinanderfolge entnommen und jeder einzelnen Primärwicklung stoßweise, also nicht in ständig gleichbleibender Stärke, zugeführt.

Erfindungsgemäß wird ein Paralleltransformator in Verbindung mit einem Schweißtransformator beispielsweise nach Fig. 1 verwendet, wodurch die Leistung des Schweißtransformators beträchtlich erhöht wird.

Hierbei erfolgt beispielsweise die Stromentnahme aus einem jeden Leiter der Stromquelle noch in zeitlicher Aufeinanderfolge, die Entladung jeder Phasenwicklung des Schweißtransformators verläuft jedoch stetig, und sämtliche Transformatorwicklungen werden vom Strom gleichzeitig durchflossen.

Fig. 2 zeigt im Schaltbild einen Drehstrom-Dreiwicklungstransformator samt dem zu ihm parallel geschalteten Paralleltransformator.

Die Drehstromquelle ist durch die Leiter L₁, L₂ und L₃ dargestellt. Die Schweißtransformatorwicklungen haben die gleichen Bezugsziffern wie in Fig. i, jedoch ist der Buchstabe W vorgesetzt, um sie von den Wicklungen des Paralleltransformators zu unterscheiden, bei welchen den Bezugsziffern der Buchstabe T vorgesetzt ist. Die Primärwicklung W₁₁ ist mittels der Leitungen 12 und 13 an die Leiter L₁ und L₂ angeschlossen, und es ist in gleicher Weise wie beim Transformator 10 gemäß Fig. ι ein Paar Stromrichter 17 und iS mit der Wicklung PF₁₁ in Reihe geschaltet. Die Primärwicklungen T₁₁ des Paralleltransformators sind mit den Wicklungen W₁₁ parallel geschaltet, wie in Fig. 2 schematisch dargestellt. Die Primärwicklungen W_n des Schweißtransformators sind mit den Wicklungen T_u des Paralleltransformators parallel geschaltet, wobei letztere mittels der Leitungen 13, und 1-5) an die Leiter L₂ und L₃ angeschlossen ist. Die Wicklungen W₁₆ sind in gleicher Weise zu den Wicklungen T₁₆ parallel geschaltet, die ihrerseits mittels der Verbindungsleitungen 12 und 15 an die Leiter L₁ und L₃ angeschlossen sind. Die Ziffer 23 bezeichnet wieder die Sekundärwicklung bzw. die Schweißstromleitung des Schweißtransformators, welche an das Arbeitsstück 24 elektrisch angeschlossen werden kann.

Fig. 3 ist ein weiteres Schaltbild für einen Drehstromtransformator mit drei Wicklungen samt nebengeschaltetem Paralleltransformator. Die Verbindungsleitungen sind die gleichen wie bei Fig. 21, obwohl teilweise vereinfacht, da die Primärwicklungen nicht unterteilt sind, um die Stromrichter zwischenzuschalten. Die mehrphasige Wechselstromquelle ist durch die Leiter L₁, L₂ und L₃ dargestellt. Die Primärwicklung W₁₁ ist mit ihrem Paar Stromrichter 17 und 118 in Reihe geschaltet und mit diesen an die Leiter L₁ und L₂ angeschlossen. Die Wicklung T₁₁ des Paralleltransfarmators ist zur Wicklung W₁₁ parallel geschaltet.

In ähnlicher Weise ist die Primärwicklung W_n an ihr Paar Stromrichter 19 und 20 und an die

Leiter L₂ und L₃ angeschlossen. Die Wicklung T₁₄ liegt parallel zur Wicklung W_u. Die Primärwicklung W_ie ist ebenso mit ihrem Paar Stromrichter 2¹I und 22 und den Leitern L₁ und L₃ ver-S bunden. Die Wicklung T₁₆ ist zur Wicklung W₁₆ parallel geschaltet. Der Sekundärstromkreis bzw. die Schweißstromleitung ist wieder mit 23t bezeichnet und mit dem Arbeitsstück 24 verbunden. Die folgende Tabelle zeigt die Wirkungsweise der in den Fig.2 und 3 dargestellten Vorrichtung.

Transformatorwicklung
Verwendete Phase

Energiequelle

L₁-L₂ L₁-L₂

L₃-L₁

₁₆

^J16

L₁-L₂ T₁

₁₁

₁₁

L₃-L₁

T, "T.

₁₆

T.

14

L₃-L₁

^x u ¹W

Fig. 6 stellt eine vereinfachte Abänderung der

Fig. 2 und 3 dar; sie soll dazu dienen, die Wirkung zu beschreiben, auf welcher die Erfindung beruht.

Betrachtet man eine einzelne Phase L₁-L₂, und

zwar während einer Zeitspanne, die sich über eine Halbperiode des Wechselstromes erstreckt, dann erkennt man, daß die Wicklung 1^₂₆ die normal belastete Wicklung des Schweißtransformators W darstellt. Diese Wicklung W₂₆ ist mit der Sekundärwicklung 28 unmittelbar gekoppelt, welche ihrerseits an das zu schweißende Arbeitsstück 29 angeschlossen ist. Die Wicklung W₂₇ stellt die normal unbelastete Wicklung des Schweißtransformators dar, die jedoch über die Wicklung T₂₇ mit dem Paralleltransformator elektrisch verbunden^ ist. Letztere ist mit der Wicklung T₂₆ magnetisch gekoppelt, welche über die Leiter L₁ und L₂ mit Strom versorgt wird, da sie zur Wicklung W₂₆ parallel geschaltet ist. Entsprechend diesem Schaltbild liefert die Wicklung W₂₆ unmittelbar Energie an die Sekundärwicklung 218. Die Wicklung T₂₆ liefert die Energie unmittelbar an die Wicklung T₂₇, welche diese ihrerseits an die mit ihr in Verbindung stehende Wicklung W₂₇ abgibt. Letztere liefert die Energie an die Sekundärwicklung 281 des Schweißtransformators.

Es ist durchaus möglich und manchmal auch erwünscht, den Paralleltransformator vom Schweißtransformator getrennt aufzustellen. Fig. 4 zeigt eine solche Anordnung in einem Schaltbild, welches im wesentlichen den Fig. 2' und 31 entspricht. Die Leiter L₁, L₂ und L₃ führen zur Mehrphasen-Wechselstromquelle.

Der Schweißtransformator W enthält die Primärwicklungen PF₃₁, W₃₈ und PF₄₅. Die Wicklung W₃₁ ist mittels der Leitungen 32 und 313t an die Leiter L₁ und L₂ angeschlossen, wobei die Leitung 32 ein Paar Stromrichter 3(4 und 315- enthält, die zueinander entgegengesetzt parallel angeschlossen sind. Die Primärwicklung T₃₁ ist der Wicklung PF₃₁ mittels der Leitungen 36 und 317 parallel geschaltet. Die Länge der Verbindungsleitungen 36 und 37 kann so gewählt werden,, daß der Paralleltransformator sich in beliebiger Entfernung vom Schweißtransformator befinden kann. Die zweite Primärwicklung W₃₈ ist mittels der Leitungen 319 und 4P an die Leiter L₂ und L₃ angeschlossen, wobei die Stromrichter 41 und 42 in die Leitung 39 zueinander entgegengesetzt parallel eingeschaltet sind. Die Transformatorwicklung T₃₈ ist an. die Wicklung W₃₈ mittels der Leitungen 4I3 und 44 angeschlossen. In gleicher Weise ist die dritte Primärwicklung des Schweißtransformators, nämlieh W_i5, mittels der Leitungen 46 und 47 mit den Leitern L₃ und L₁ verbunden, wobei die Leitung 46 die Stromrichter 48 und 49 enthält. Der Sekundärstromkreis des Schweißtransformators besteht aus einer Wicklung 50, die mittels geeigneter Elektroden mit dem zu schweißenden Arbeitsstück 511 leitend verbunden ist.

Man kann die Schaltung gemäß Fig. 41 in einfacher Weise verfolgen, wenn man sich die Stromrichter wegdenkt. Der sich dann ergebende Stromkreis ist in Fig. 5 dargestellt. Man sieht hieraus, daß sich die Energie in dem System in ständigem Umlauf befindet, da jeweils nur eine einzige Phase zur Wirkung gelangt. Es soll angenommen werden, daß beispielsweise die Phase L₁-L₂ an der Reihe ist und der Stromrichter 34 (Fig. 4) nur die positive Halbwelle durchläßt; die Wicklungen PT₃₁ und T₃₁ erhalten durch diesen Stromstoß ihren Impuls. Da die Wicklung W₃₁ mit dem Sekundärstromkreis bzw. dem Schweißstromkreis 510 (Fig. 4f) magnetisch gekoppelt ist, liefert sie dem Sekundärstromkreis unmittelbar Energie. Inzwischen wurde die der Wicklung T₃₁ gelieferte Energie magnetisch auf die Wicklungen T₃₈ und T₄₅ übertragen, da diese drei Wicklungen über den Eisenkern des Paralleltransformators magnetisch gekoppelt sind. Da die Wicklung T₃₈ mit der Wicklung ^F₃₈ und ebenso die Wicklung T₄₅ mit der Wicklung W₁₅ .verbunden ist, wird die von den Wicklungen W₃₈ und W_i5 aufgenommene Energie magnetisch auf den Sekundär Stromkreis 5(0 (Fig. 4.) übertragen. Auf diese Weise wird in der Wicklung 5a¹ ein Schweißstrom erzeugt. Der vorbeschriebene Arbeitstakt .wiederholt sich den drei Phasen entsprechend, welche zeitlich aufeinanderfolgen und während ihrer jeweiligen Wirkungsdauer die Stromquelle darstellen. So eilt beispielsweise die Phase L₂-L₃ der Phase L₁-L₂ um 120⁰ nach, und zwar beginnt sie in einem Augenblick, da der Stromrichter 41 (Fig. 41) leitend wird; in weiterem Abstand von 120'⁰ beginnt dann die Phase L₃-L₁ in demjenigen Augenblick, in dem der Stromrichter 4& leitend wird.

Wie vorbeschrieben, kommt jeweils nur eine Phase der mehrphasigen Stromquelle, und zwar je zu einem bestimmten Zeitpunkt zur Wirkung, mit Ausnahme der Kommutierungszeitspanne, während welcher die verschiedenen Stromrichter ihre Leitfähigkeit wieder erlangen.

So erlangt beispielsweise der Stromrichter 41 seine Leitfähigkeit früher, als der Stromrichter 34,

seine Leitfähigkeit verliert, ebenso wird der Stromrichter 48 leitend, ehe der Stromrichter 411 seine Leitfähigkeit einbüßt. Der Paralleltransformator verringert die Dauer der Kommutierung, da er ja darauf hinwirkt, daß jeder Stromrichter bereits vor demjenigen Augenblick unterbrochen wird, in dem er normalerweise nichtleitend wird, weil sein Phasenstrom auf Null absinkt.

Die Vorteile, welche sich aus der Verwendung eines Paralleltransformators ergeben, können am besten an Hand der in den Fig. 8, 9 und 101 dargestellten, tatsächlich aufgenommenen Oszillogramme erläutert werden. Solche Messungen wurden bei einem Dreiphasentransformator gemäß Fig. ι durchgeführt, und zwar mit einem Schweißtransformator und einem zu diesem parallel geschalteten Paralleltransformator, ferner mit zwei zueinander parallel geschalteten unähnlichen Transformatoren, wobei ein Paralleltransformator großer

ao Type verwendet wurde, dessen Primärwiderstand bei ungefähr 10% jenes des Schweißtransformators lag. Alle Messungen wurden mit verkürzten Elektroden und ohne Phasenverschiebung, mit anderen Worten bei ioo°/oiger thermischer Nutzleistung durchgeführt.

Die Fig. 8, 9 und to stellen die Oszillogramme eines Einzeltransformators und zweier gleicher Transformatoren sowie zweier ungleicher Transformatoren dar und zeigen die Sekundärströme, ferner die Spannung an den Stromrichtern und an dem System. Man kann feststellen, daß die Wellenform der Kurve des Sekundärstromes sich mit wachsender Größe des Paralleltransformators verbessert; beim Einzeltransformator (Fig. 81) kann man keine derartige Anhäufung von Stromimpulsen wie bei den Diagrammen nach den Fig. 9 und ioⁱ feststellen. Die angehäuften Stromimpulse stellen eine Funktion des Sekundärstromes dar, da die resultierende Induktivität L des sekundären Stromkreises und das Windungszahlenübersetzungsverhältnis η konstant sind. Dies wurde durch die Herbeiführung einer Phasenverschiebung zur Verringerung des Sekundärstromes des Systems überprüft, wobei ein Paralleltransformator von gleicher Leistung wie der Einzeltransformator für das Diagramm nach Fig. 8 verwendet wurde. Bei einer derartigen Herabsetzung des Sekundärstromes verschwindet die Anhäufung von Stromstößen. Letztere erscheint wieder, sobald das Verhältnis

η L -j- größer ist als Ep, wobei Ep den Augenblickswert der Spannung in der Leiterphase, L die resultierende Induktivität des Sekundärstromkreises, η das Windungszahlenverhältnis und dijdt

die Änderung der Stromstärke in der Sekundärwicklung in der Zeiteinheit darstellen.

Wie auch immer die reaktive Impedanz des Sekundärstromkreises eines Drehstromtransformators durch Herabsetzung der Sekundärfrequenz abgeschwächt wird, es bleibt die Induktanz des Sekundärstromkreises beim neuerlichen Ansetzen eines Stromstoßes dennoch beträchtlich. Durch Herabsetzung der Induktion können die Wirkungen der Stromstöße verringert und zugleich die Stromstärke erhöht werden. Die letztere Verbesserung ist für Schweißmaschinen besonders wichtig, bei welchen die Erreichung eines konstanten Schweißstromes unterhalb 6 bis 7 Perioden nicht möglich ist.

Eine andere Feststellung, die sich aus den Fig. 8, 9 und 10 ergibt, ist die verkürzte Kommutierungszeit, die man am besten aus der weniger gewellten Kurve des Sekundärstromes erkennt. Die Kommutierungszeiten waren bei den Fig. 81, 9 und ID 42 bzw. 31 bzw. 20°. Bei einer größten Phasenverschiebung betrug die Kommutierungszeit 17⁰ für den Einzeltransformator und 9⁰ bei Verwendung eines großen Paralleltransformators. Ein Vorteil, der sich aus der Verkürzung der Kommutierungszeit ergibt, ist die unmittelbare Verringerung der Dauer des Absinkens der Leiterspannung, die während des Kommutierens auftritt. Dieses Absinken entsteht während der Kommutierungszeit dadurch, daß die beiden kommutierenden Phasen sich so zusammensetzen, daß sie um 180° gegenüber der dritten Phase verschoben sind, was sich gleichzeitig auf letztere auswirkt.

Hieraus folgen im wesentlichen zwei Gleichspannungen in Reihenschaltung, welche einen Leiterstrom erzeugen, der nur durch die verschiedenen Widerstände und Reaktanzen des Schweißtransformators, des Verteilertransformators und der Verbindungsleitung begrenzt wird. Doch können die meisten der infolge der Kommutierung in dem System entstehenden Schwierigkeiten dadurch behoben werden, daß man sie in demjenigen Augenblick, in dem sie den Verteilertransformator passieren, abfiltert.

Ein Paralleltransformator ermöglicht eine Steigerung der thermischen Kapazität der Primärwicklungen eines Schweißtransformators auf fast das Doppelte eines Einphasensystems und fast das iV-fache eines Mehrphasensystems, wobei N die Zahl der Phasenwicklungen des Transformators bedeutet, da seine Leistung von seinen Verlusten und seinem Wärmeableitungsvermögen abhängt. Die Effektivströme in einer Transformatorwicklung eines Paralleltransformators gemäß Fig. 1 sind ungefähr —=^, worin / der Leiterstrom ist. Durch

]/N Ho

Hinzufügung eines entsprechenden Paralleltransformators wird der Schweißstrom je Phase

gleich -Jj-. Das Verhältnis der Wicklungsströme ist also

oder ]/N,

was bedeutet, daß ohne Paralleltransformator die Wicklungsströme yW-ma.1 höher sind. Die Erwärmung ist abhängig von dem Wert J². Deshalb ist die Erwärmung eines Transformators ohne Paralleltransformator (j/if )² oder iV-mal höher.

Eine Erhöhung der thermischen Kapazität kann dort angewendet werden, wo es darauf ankommt, daß der vom Schweißtransformator beanspruchte Raum möglichst klein sei.

Der Aufwand für die Primärwicklungen kann verringert werden. Der Paralleltransformator kann in beliebiger Entfernung vom Schweißtransformator dort aufgestellt werden, wo genügend Raum zur Verfügung steht. Die höhere Primärleistung

ίο kann mit Vorteil dort verwendet werden, wo Transformatoren mit höchster Leistung notwendig sind. Der Anschluß eines Paralleltransformators ist auch nicht so teuer wie der Ersatz eines Schweißtransformators.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß durch Verwendung eines Paralleltransformators der Sekundärstrom des Schweißtransformators wesentlich gesteigert werden kann. Dies ist auf eine Verringerung des Spannungsabfalls in der Primärwicklung des Schweißtransformators zurückzuführen. Dieser Stromzuwachs kann bis zu 25% betragen.

Ein solcher Paralleltransformator kann erfindungsgemäß auch an eine bereits im Betrieb befmdliche Schweißeinrichtung angeschlossen werden, falls ein stärkerer Schweißstrom gewünscht wird.

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   i. Einrichtung zur Stromversorgung mittels Mehrphasenstromes, bei welcher für jede Phase der Wechselstromquelle ein System Primärwicklungen vorgesehen ist, wobei jede Wicklung oder Wicklungsgruppe an die ihr zugeordnete Phase durch Zwischenschaltung mindestens eines Stromrichters zum Steuern des Stromdurchgangs durch diese Wicklungsgruppe jeder Phase angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Paralleltransformator mit gleicher Anzahl von Wicklungen oder Wicklungsgruppen wie der erste Transformator des Systems zu den Wicklungen dieses Systems derart parallel geschaltet ist, daß jeder Wicklungsgruppe einer jeden Phase des Systems eine Wicklungsgruppe des Paralleltransformators zugeordnet ist, wobei dieses zweite System bei gleichem Raumbedarf wie das erste System eine Steigerung der Leistung dieser Stromversorgungseinrichtung ermöglicht.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungen des ersten Systems einen gemeinsamen Eisenkern besitzen, welcher eine Sekundärwicklung trägt, wogegen die Wicklungen des Paralleltransformators gegenseitig mittels einer Wicklung induktiv gekoppelt sind, welche auf demselben Eisenkern angeordnet ist.
3. 3'. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie dreiphasig ist und daß die jeder Phase entsprechenden Wicklungsgruppen des Systems in Dreieck geschaltet sind.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die jeder Phase zugeordnete Wicklung oder Wicklungsgruppe des Systems über ein Paar zwischengeschaltete Stromrichter gespeist wird, welche zueinander gegensinnig parallel geschaltet sind.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 1, bis 4 für Schweißzwecke, dadurch gekennzeichnet, daß sie einerseits bei gleichem Raumbedarf wie ein aus einem System bestehender Schweißtransformator eine höhere thermische Kapazität und eine kürzere Kommutierungsdauer ermöglicht und andererseits bei gleicher thermischer Kapazität eine Verringerung des Gewichts und des Raumbedarfs des Schweißtransformators zuläßt, was insbesondere bei ortsbeweglichen Schweißeinrichtungen vorteilhaft ist, wobei der Paralleltransformator an einem beliebigen Ort feststehend angeordnet werden kann.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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