DE1006552B - Kompensierter Lichtbogenschweisstransformator - Google Patents
Kompensierter LichtbogenschweisstransformatorInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/10—Other electric circuits therefor; Protective circuits; Remote controls
- B23K9/1006—Power supply
- B23K9/1012—Power supply characterised by parts of the process
- B23K9/1018—Improvements of the cos (phi) of arc welding installations
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Description
DEUTSCHES
Lichtbogenschweißtransformatoren arbeiten bekanntlich infolge hoher induktiver Belastung mit einem
verhältnismäßig schlechten Leistungsfaktor cos φ. Zum Zwecke der Verbesserung des Leistungsfaktors
wird daher parallel zur Primärwicklung des Transformators ein Kondensator angeordnet, der die Aufgabe
hat, das Netz von dem durch die Belastung hervorgerufenen Blindstrom zu entlasten. Eine derartige
Blindstromkompensation führt aber zu gewissen Unzuträglichkeiten, und zwar aus dem Grunde, weil der
LichtbogenschweißtransfO'rmator nicht unter dauernder Belastung arbeitet, sondern sich während eines
großen Prozentsatzes seiner Betriebszeit im Leerlaufzustand befindet. Da der Blindstrombedarf bei Leerlauf
des Transformators verhälnismäßig gering ist im Vergleich zum Blindstrombedarf bei Belastung, ergibt
sich somit die unangenehme Tatsache, daß ein Lichtbogentransformator, der bei Belastung eine auch
nur annähernd ausreichende Blindstromkompensation aufweist, im Leerlauf überkompensiert ist. Dies hat
zur Folge, daß Blindstrom ins Netz zurückgeliefert wird. Bei schwachen Netzen machen sich aber Spannungsüberhöhungen,
die durch die Kompensation hervorgerufen werden, besonders unangenehm bemerkbar;
beispielsweise Durchbrennen von Glühlampen und anderer Verbraucher ist vielfach die Folge. Daher
bestehen für die Kompensation von Lichtbogenschweißtransformatoren zwei sich widersprechende
Forderungen; einmal wird verlangt, daß der Kondensator so groß sein soll, daß bei Belastung des Transformators
im Schweißbetrieb ein ausreichend hoher Leistungsfaktor erzielt wird, andererseits, daß bei
Leerlauf eine festgesetzte Höhe des kapazitiven Blindstromes nicht überschritten wird. Praktisch sind diese
beiden Forderungen nicht optimal zu erfüllen, und es müssen nach beiden Seiten hin Zugeständnisse gemacht
werden. Man ist also bestrebt, ohne großen Aufwand an Schaltelementen einen Lichtbogenschweißtransformator
zu schaffen, der im Leerlauf und bei Belastung mit einem guten Leistungsfaktor arbeitet ohne
in das kapazitive Gebiet zu kommen. Einrichtungen, die diesen Anforderungen entsprechen und in Abhängigkeit
von der Spannung an den Sekundärklemmen des Transformators oder von dem sekundären
Laststrom, oder beiden, die Kondensatoren an der Primärseite des Transformators zu- und abschalten.,
beispielsweise mittels Relais und/oder Schütze, besitzen aber den großen Nachteil, daß die dazu notwendigen
Mittel im Vergleich zu dem erzielten Effekt verhältnismäßig teuer sind, besonders wenn man berücksichtigt,
daß das Schalten einer rein kapazitiven Last mittels eines Schützes eine unangenehme Schaltarbeit
darstellt und in vielen Fällen eine Überdimensionierung des Schützes erfordert.
Kompensierter
Lichtbogenschweißtransformator
Lichtbogenschweißtransformator
Anmelder:
LICENTIA Patent-Verwaltungs-G. m. b. H.,
Hamburg 36, Hohe Bleichen 22
Eberhard Rietsch, Düsseldorf,
ist als Erfinder genannt worden
ist als Erfinder genannt worden
Außerdem ist es bekannt, mit Hilfe einer automatischen Schaltung durch Zu- und Abschalten einer
Drossel im Primärkreis die Leerlaufspannung herabzusetzen. Bei derartigen Transformatoren ist jedoch
der Nachteil vorhanden, daß diese je nach Belastungszustand mit stark wechselndem Leistungsfaktor
arbeiten.
Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, einen kompensierten Lichtbogenschweißtransformator
zu schaffen, der sowohl eine Schutzschaltung als auch eine Kompensation besitzt, wobei die Nachteile der
bisherigen Kompensationsverfahren nicht auftreten, sondern ohne Überkompensation im Leerlauf eine ausreichende
Kompensation bei Belastung hat. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß Kapazitäten,
die die Kompensierung bewirken, sowohl vor als auch hinter der Drossel geschaltet sind.
Die Erfindung ist an Hand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Fig. 1 zeigt im Prinzipschaltbild einen Lichtbogentransformator mit Schutzschaltung und Parallelkondensator
zwischen der Primärwicklung des Transformators;
Fig. 2 zeigt die gleiche Ausführung mit Zusatzkondensator zwischen den Netzanschlußklemmen.
Entsprechende Teile in beiden Figuren sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
Vor dem aus der Primärwicklung 1 und der Sekundärwicklung 2 bestehenden Lichtbogenschweißtransformator,
dessen Primärwicklung 1 durch den Kondensator 3 kompensiert ist, ist eine Drosselspule 4 geschaltet.
Wird die Drosselspule 4 so dimensioniert,
So daß ihr Betrag ungefähr den dreifachen Wert des Kondensators 3 aufweist, dann nimmt die Spannung
an dem Kondensator 3 etwa die Hälfte der Netzspannung an, wodurch auch die Sekundärspannung zwischen
Elektrode 6 und Werkstück 5 auf etwa 50%
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1 OQB
und damit auf Schutzspannungshöhe absinkt. Durch "-entsprechende
Dimensionierung der Drossel 4 kann jeder gewünschte Wert der Schutzspannung erreicht
werden.
Beim Aufsetzen der Elektrode 6 auf das Werkstück 5 fließt infolge des Kurzschlusses ein großer
Strom im Sekundärkreis des Transformators, der über einen Sättigungswandler 7 das Schütz 8 ent- .
weder unmittelbar oder unter Zwischenschaltung des nicht dargestellten Relais erregt. Dadurch wird der
Arbeitskontakt 9 des Schützes 8 geschlossen, die Drosselspule 4 überbrückt, so daß die Primärwicklung
sowie der Parallelkondensator 3 unmittelbar am Netz geschaltet sind. Folglich erhöhen sich Spannung
und Strom im Sekundärkreis des Transformators.
Nach Beendigung des Schweiß Vorganges, also wenn
zwischen Elektrode 6 und Werkstück 5 kein Lichtbogen mehr vorhanden ist, wird der Strom im Sättigungswandler?
und der Schützenspule8 unterbrochen, so daß der Kontakt 9 sich wieder öffnet und die
Drossel 4 der Primärwicklung 1 des Transformators vorgeschaltet ist zwecks Erniedrigung der sekundären
Leerlaufspannung auf Schutzspannung.
Unter der Annahme, daß im Leerlauf zur Erzielung der Schutzwirkung an der Primärwicklung 1 des
Transformators und am Kondensator 3 die Hälfte der Netzspannung anliegt, ergibt sich — bei Vernachlässigung
des Leerlaufstromes in der Primärwicklung 1 —, daß an der Drossel 4 die l,5fache Netzspannung
anliegt und der Strom dem 0,5fachen Wert des normalen Konden.satorstromes entspricht. Die Gesamtanordnung
von Drossel 4, Primärwicklung 1 und Kondensator 3 stellt somit eine induktive Scheinleistung
dar, die sich aus dem Produkt von Netzspannung und halbem Kondensatorstrom errechnet.
Diese induktive Belastung bei Leerlauf, die aber ebenso unerwünscht ist wie die kapazitive Belastung
des Netzes bei der bekannten Schaltung mit Kondensator 3, aber ohne Drossel 4, macht es erfindungsgemäß
erforderlich, außer dem Parallelkondensator 3 noch einen Zusatzkondensator 10 zwischen den beiden Netzanschlußklemmen
R und S anzuordnen (gemäß Fig. 2). Zur Kompensation ist der Kondensator 10 mit der
halben Kapazität des Kondensators 3 auszulegen. Da aber beim Schweißen beide Kondensatoren parallel
am /Netz "liegen, bestimmt ihre Summenkapazität die Gesamtkompensation. Daraus resultiert eine mögliche
Verkleinerung des Kondensators 3 auf zwei Drittel seines bisherigen Wertes und eine genauso große
Verringerung des Stromes durch die Drossel 4.
Soll als Schutzspannung beispielsweise ein Drittel der normalen Leerlaufspannung gewählt werden, so
wird der Kondensators mit etwa drei Viertel, der Kondensator 10 mit etwa einem Viertel der Gesamtkapazität
gewählt. Allgemein verhält sich bei der Schaltung gemäß Fig. 2 die Schutzspannung zur normalen
Spannung ungefähr wie Kapazitäten von Kondensator 10 zum Kondensator 3. Im etwa gleichen
Verhältnis steht auch die Scheinleistung der Drossel 4 zur gesamten Kondensatorleistung.
Im Stromkreis des Sättigungsstromwandlers 7 kann auch eine Vollweggleichrichtung mit Kondensatorglättung
zur Betätigung des Schützes 8 verwendet werden.
Claims (3)
1. Kompensierter Lichtbogenschweißtransformator mit Schutzschaltung zur Vermeidung hoher
Berührungsspannungen im Leerlauf durch Vorschalten einer Drossel im Primärkreis, die während
des Schweiß Vorgangs selbsttätig durch ein Schütz kurzgeschlossen wird, dadurch gekennzeichnet,
daß Kapazitäten, die die Kompensierung bewirken, sowohl vor als auch hinter der Drossel
geschaltet sind.
2. Kompensierter Lichtbogenschweißtransformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Schütz (8) entweder über ein Zwischenrelais vom Sättigungswandler (7) oder unmittelbar
vom S ättigungs wandler (7) erregt wird.
3. Kompensierter Lichtbogenschweißtransformator nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß im Stromkreis des Sättigungsstromwandlers (7) eine Vollweggleichrichtung mit
KondensatOTglättung zur Betätigung des Schützes (8) verwendet werden kann.
In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 540 837;
schweizerische Patentschrift Nr. 277 740.
USA.-Patentschrift Nr. 2 540 837;
schweizerische Patentschrift Nr. 277 740.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
© 60» 869/347 4.57
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEL18602A DE1006552B (de) | 1954-04-20 | 1954-04-20 | Kompensierter Lichtbogenschweisstransformator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEL18602A DE1006552B (de) | 1954-04-20 | 1954-04-20 | Kompensierter Lichtbogenschweisstransformator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1006552B true DE1006552B (de) | 1957-04-18 |
Family
ID=7261143
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEL18602A Pending DE1006552B (de) | 1954-04-20 | 1954-04-20 | Kompensierter Lichtbogenschweisstransformator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1006552B (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1131825B (de) * | 1958-01-09 | 1962-06-20 | Licentia Gmbh | Anordnung zur Herabsetzung der Leerlaufspannung an gleichstromvormagnetisierten statischen Schweissfrequenzwandlern in Scottschaltung |
DE1160567B (de) * | 1962-03-02 | 1964-01-02 | Cloos Kg Carl | Schweissgleichrichter |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2540837A (en) * | 1946-03-29 | 1951-02-06 | Allis Chalmers Mfg Co | Welding transformer control system |
CH277740A (de) * | 1950-02-13 | 1951-09-15 | Oerlikon Maschf | Einrichtung für Wechselstrom-Lichtbogenschweissung zur Erniedrigung der Leerlaufspannung. |
-
1954
- 1954-04-20 DE DEL18602A patent/DE1006552B/de active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US2540837A (en) * | 1946-03-29 | 1951-02-06 | Allis Chalmers Mfg Co | Welding transformer control system |
CH277740A (de) * | 1950-02-13 | 1951-09-15 | Oerlikon Maschf | Einrichtung für Wechselstrom-Lichtbogenschweissung zur Erniedrigung der Leerlaufspannung. |
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DE1131825B (de) * | 1958-01-09 | 1962-06-20 | Licentia Gmbh | Anordnung zur Herabsetzung der Leerlaufspannung an gleichstromvormagnetisierten statischen Schweissfrequenzwandlern in Scottschaltung |
DE1160567B (de) * | 1962-03-02 | 1964-01-02 | Cloos Kg Carl | Schweissgleichrichter |
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