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Kompensierter Wechselstrom-Transformator
Die Erfindung betrifft einen kompensierten Wechselstrom-Transformator, vorzugsweise für
Schweissgeräte zum Anschluss an eine Lichtleitung mit völlig getrennter Primär- und Sekundärwicklung und Regelung des Schweissstromes mittels Anzapfschalter und Zusatzwindungen zu der Primärwicklung.
Bei tragbaren Schweissgeräten zum Anschluss an eine Lichtleitung besteht die Schwierigkeit, dass einerseits entweder die Schweissleistung zu gering bleibt oder aber die Stromentnahme so gross ausfällt, dass ein Anschluss an eine Lichtleitung nicht möglich ist, die Geräte zu schwer werden und einen erheblichen Materialaufwand erfordern.
Bei den bisher bekannten Schweisstransformatoren mit Regelung des Schweissstromes mittels Anzapfschalter und Zusatzwindungen zu der Primärwicklung bestand der erhebliche Nachteil, dass sich die Übersetzung genau mit der Windungszahl und somit auch die Schweissspannung (Brennspannung) viel zu stark änderte, während sich eine gute Schweissung bekanntlich nur in einem relativ sehr engen Bereich für die Brennspannung, z. B. 22 bis 24 Volt, erzielen lässt.
Es ist auch ein Schweisstransformator bekanntgeworden, bei dem zur lastabhängigen Kompensation zwei gegeneinander geschaltete, auf zwei verschiedenen Schenkeln angeordnete Spulen vorgesehen waren. Dadurch, dass die Sekundärwicklung weit abseits der Primärwicklung auf einem getrennten Schenkel angeordnet wurde, wies die Sekundärwicklung eine sehr hohe Streuung und einen dementsprechend hohen Spannungs- und damit Leistungsabfall auf. Bekannt ist es auch einen Kompensations-Kondensator mit einer Spannung zu speisen, die grösser ist als die Netzspannung.
Das Ziel der Erfindung besteht vor allem darin, die Nachteile der bisher bekannten Transformatoren zu vermeiden und sowohl den Materialaufwand als auch das Gewicht für tragbare Geräte erheblich zu senken, sowie auch sicherzustellen, dass die Lichtbogenspannung nicht mehr dem übersetzungsverhältnis der Windungen entspricht, sondern sowohl im Leerlauf als auch beim Schweissen weitgehend diejenigen Werte beibehält, welche einerseits zum Zünden, anderseits zum Schweissen benötigt werden, um sicher und rasch Elektroden bis zu etwa 3, 25 mm Durchmesser zu verschweissen.
Ferner soll der Anschluss an eine Lichtleitung mit etwa 10 bis 15 Amp. Sicherung möglich sein.
Erfindungsgemäss ist die Sekundärwicklung mit möglichst geringer eigener Streuung, die Primärwicklung und deren Zusatzwindungen jedoch in einer Bauart mit stark vergrösserter Streuung ausgeführt, gegebenenfalls verstärkt durch magnetische Einlagen, und dass diese Erhöhung der primärseitigen Streuung derart abgestimmt und bemessen ist, dass trotz Einschalten von Zusatzwindungen, über die der auf den einzelnen Schaltstufen variabel voreilende Blindstrom eines in bekannter Weise mit höherer Spannung als der Netzspannung gespeisten Kompensationskondensators geleitet wird, die effektive Übersetzung von dem jeweils eingeschalteten Windungsverhältnis weitgehend unabhängig gemacht wird.
Dadurch wird erreicht, dass die wirksame Schweissspannung von der starren übersetzung unabhängig ist und trotz eines grossen Schweissstrombereiches in den geforderten sehr engen Grenzen gehalten werden kann.
Vorteilhafterweise ist in an sich bekannter Weise zur Erhöhung der Streuung ein Teil der Zusatzwicklungen in beliebigem Verhältnis mit Vorwärts- und Rückwärtswindungen (bifilar) gewickelt.
Der Transformator weist zweckmässig in an sich bekannter Weise einen Schnittbandkern aus kornorientiertem Material auf, wodurch eine weitere Einsparung an Material und Gewicht erzielt wird.
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Vorteilhafterweise ist der Transformator in an sich bekannter Weise von einem Gehäuse aus glasfaserverstärktem Polyesterharz umgeben bzw. ganz oder teilweise mit seinen Bauelementen in Giessharz eingegossen.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich an Hand der Zeichnung.
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Die Streuung der Primärwicklung und ihrer Zusatzwindungen kann auch durch besondere, an sich bekannte Mittel, z. B. durch entsprechende Anordnung der Spulen, durch deren Bemessung oder durch magnetische Einlagen od. dgl. zusätzlich verstärkt werden. Bei der Zusatzwicklung-Zg-wird beispielsweise die Erhöhung der Streuung auch dadurch erreicht, dass ein Teil der Zusatzwicklung bifilar gewickelt ist, wodurch infolge der vermehrten Gesamtwindungszahl die Streuung steigt.
Der Kompensationskondensator-C-wird über die Zusatzwindungen derart gespeist, dass der voreilende Blindstrom über die Primärwicklung und die Zusatzwindungen mit ihrer erhöhten Streuung fliesst. Die hiedurch entstehende Kraftflusserhöhung ermöglicht es, die Windungszahl der Sekundärwicklung und damit quadratisch ihre Streuung zu erniedrigen, ohne dass dadurch die gelieferte Spannung bzw. Leistung geringer wird. Zudem wird auch gegenüber den bisher bekannten Transformatoren die Netztentnahme bei gleichem Schweissstrom geringer und der Materialaufwand und das Gewicht sowie der Preis der Anlage verkleinert.
Darüber hinaus ist die Erhöhung der primärseitigen Streuung derart abgestimmt und bemessen, dass trotz Einschalten der Zusatzwindungen die effektive übersetzung von dem jeweils eingeschalteten Windungsverhältnis weitgehend unabhängig wird und damit auf allen Schaltstufen trotz eines grossen Schweissstrombereiches dem Lichtbogen sowohl eine günstige Zündspannung als auch eine Brennspannung zur Verfügung steht, welche sich dem Lichtbogen genau anpasst.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Kompensierter Wechselstrom-Transformator, vorzugsweise für Schweissgeräte zum Anschluss an eine Lichtleitung mit völlig getrennter Primär- und Sekundärwicklung und Regelung des Schweissstromes
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d u r c h g e k e n n z e i c h -net, dass die Sekundärwicklung mit möglichst geringer eigener Streuung, die Primärwicklung und deren Zusatzwindungen jedoch in einer Bauart mit stark vergrösserter Streuung ausgeführt ist, gegebenenfalls verstärkt durch magnetische Einlagen, und dass diese Erhöhung der primärseitigen Streuung derart abgestimmt und bemessen ist, dass trotz Einschalten von Zusatzwindungen, über die der auf den einzelnen Schaltstufen variabel voreilende Blindstrom eines in bekannter Weise mit höherer Spannung als der Netzspannung gespeisten Kompensationskondensators geleitet wird, die effektive
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