DE1096517B - Vorrichtung fuer die Gleichstromnahtschweissung, insbesondere von Rohren - Google Patents

Description

• Vorrichtung für die Gleichstromnahtschweißung, insbesondere von Rohren Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung für die Gleichstromnahtschweißurng, insbesondere von Rohren, unter Anwendung eines Netztransformators in Doppelsternschaltung mit Saugdrossel und magnetischer Steuerung mittels Transduktordrosseln. Es ist bekannt, zum Gleichstromschweißen von Rohren hohe Gleichströme bei niedriger Spannung zu verwenden und .diese einem Gleichstromgenerator zu entnehmen. Beim Gegenstand der Erfindung wird dagegen der Schweißgleichstrom von ruhenden Teilen, nämlich Transformatoren mit Saugdrosseln und steuernden Transduktordrosseln, geliefert. Insbesondere für die Speisung von Kontaktumformern sind Hochstromtransformatoren bzw. Schaltdrosselspulen bekanntgeworden, bei denen. zur Vermeidung der bei den hohen Strömen auftretenden hohen Verluste durch die Verbindungsleitungen dafür gesorgt wird, daß .die Magnetkerne des Gerätes in Ring- oder Hülsenform ausgeführt und die hochstromführenden Wicklungen als gerade Stromleiter ausgebildet und angeordnet sind. Von diesen Konstruktionsmerkmalen wird auch beim Gegenstand der Erfindung Gebrauch gemacht. Gemäß der Erfindung sind für den Zweck der Gleichstromn.ahtschweißung die Transformator- und Transduktorkonstruktion mit rohrförmig durchlaufender Wicklung und ferner die Gleichrichter als Rolltransformatorgleichrichter ausgebildet, und zwar derart, daß die Ventildrosseln jeder Phase, bestehend aus Gleichrichter- und unmittelbar dahinter befindlicher Transduktordrossel etwa an den Eckpunkten eines gleichseitigen Sechseckes angeordnet sind und ,daß im Mittelpunkt des Sechseckes die Saugdrossel untergebracht ist, durch deren Hülsenkern zwei konzentrische Rohrleitungen mit entgegengesetzter Stromflußrichtung geführt sind.
• Auf diese Weise gelingt es erstmalig, daß sämtliche Schaltungselemente in komplettem Zusammenbau einen rotierenden Teil von besonders geringen Abmessungen bilden. Somit kann auch bei Anwendung der magnetischen Steuerung und der Gleichrichtung im Rolltransformator ein kleines Trägheitsmoment erhalten werden, das für einen guten Rollschweißbetrieb notwendig ist. Durch die mittige Anordnung der Saugdrossel innerhalb des symmetrischen Rollgleichrichters kann eine optimale Raumausnutzung erreicht werden, und es werden Streufelder und lange Verbindungswege für den hohen Schweißstrom vermieden. Damit haben jedoch die bekannten Hochstromtransformatoren nichts zu tun.
• In Fig. 1 ist eine Drehstromdoppelsternschaltung mit Saugdrossel schematisch dargestellt. Es ist ein Transformator l mit Primärwicklungen 2 vorgesehen, der über Sekundärwicklungen 3 bzw. 4 je eine Einzelsternschaltung speist. In den einzelnen Phasenleitungen sind in Reihe Transduktordrosseln 5 und Gleichrichter 6 angeordnet. Zwischen die beiden Einzelsternschaltungen ist eine Saugdrossel? geschaltet. Die Ausgangsklemmen, die den Gleichstrom führen, sind mit 8 und 9 bezeichnet. Die Steuerwicklung für die Transduktoren 5 ist hier wie in den übrigen Figuren nicht dargestellt.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Fig. 2 und 3 .gezeigt.
• Fig. 2 zeigt einen Schnitt nach der Linie VI-VI der Fig. 3, die ein Gerät nach Fig. 1 im Grundriß darstellt. Der Transformator besteht aus drei Einzeltransformatoren 10, 11 und 12, die auf hülsenförmigen Kernen 13 die Primärwicklungen 2 tragen. Diese können Toroidwicklungen oder Bügel sein. Die Selvundärwicklungen3 und 4 sind als je eine Rohrleitung ausgebildet. Die Rohrleitung 3 bildet in iihrer Verlängerung zugleich auch die Arbeitswicklung des Transduktors 5 mit dem Hülsenkern 14 und stellt die Verbindung mit dem Gleichrichter 6 her. Transformator, Transduktor und Gleichrichter sind in Stromflußrichtung räumlich unmittelbar aufeinanderfolgend angeordnet, so daß Verbindungsleitungen vermieden sind. Die Sekundärwicklungen 3 jedes Transformators sind mittels einer sternförmigen Stromschiene 16 gemeinsam an das eine Ende der Saugdrossel 7 geführt. Die Schiene 16 ist an die eine Wicklung 17 der Saugdrossel 7 geführt. Die zweite Wicklung 18 ist an eine Schiene 19 angeschlossen, die die unteren Enden der Sekundärwicklungen 4 der einzelnen Transformatoren miteinander verbindet. Die noch freien Enden der Wicklungen 17 und 18 der Saugdrossel 7 (Mittelpunkt) sind an eine Rohrleitung 21 geführt, die den Minuspol des Gleichrichtersatzes darstellt. Die Saugdrossel ist analog wie die Transformatoren und die Transduktoren mit einem hülsenförmigen Kern 22 ausgebildet. Die oberen Enden der Sekundärwicklungen 4 sind ,mittels Schienen 23 an die Wicklungen 24 der übrigen drei Transduktoren 5 geführt, die lvieder hülsenförmige Kerne25 aufweisen. Die Wicklungen 24 sind am anderen Ende mit je einem Gleichrichter 6 verbunden. Jeder Tran@sduktork ern 25 hat eine Länge, die etwa der Summe der Längen von Transformatorkern 13 und Transduktorkern 14 entspricht. Dadurch wird der zur Verfügung stehende Raum gut ausgenutzt, und es ist möglich, den Kern 25 mit wesentlich geringerem Außendurchmesser als den Kern 14 herzustellen. Sämtliche Gleichrichter 6 sind an ihren unteren Enden mit der positiven Stromschiene 26 verbunden, die zur positiven Klemme des Gleichrichtergerätes geführt ist. Die Gesamtanordnung kann in einem Ölkessel untergebracht sein, wobei sich zugleich der Vorteil ergibt, .daß .die Gleichrichter am Boden des Kessels intensiv gekühlt werden. Die Rohrleitungen gestatteten durch ihre senkrechte Anordnung eine kräftige thermische Ölströmung, die zur guten Kühlung der Wicklungen beiträgt.
• Der Rollgleichrichter ist durch die besondere räumliche Anordnung der einzelnen Elemente gekennzeichnet, wobei die Kerne und die Gleichrichter etwa an den Ecken eines gleichseitigen Sechseckes angeordnet sind. Die Saugdrossel ist in den Mittelpunkt des Sechseckes gelegt. Dadurch kann die gesamte Anordnung in einen zylinderförmigen Ölkessel eingesetzt werden, wie er bei Rolltransformatoren üblich ist. Die Rollelektroden werden in bekannter Weise an die im unteren Teil der Fig. 2 erkennbaren Gleichstromleitungen 26 und 21 angeschlossen.
• Da bei einem Rollgleichrichter nach Fig. 2 und 3 die Leitungen etwa waagerecht liegen, kann es unter Umständen vorteilhaft und notwendig sein, den Ölumlauf im Kessel künstlich zu erzwingen. Die hierzu nötigen Mittel können als bekannt vorausgesetzt werden.
• Die Ausbildung der Saugdrossel, wobei durch -den Kern zwei konzentrische Rohrleitungen mit entgegengesetzter Stromflußriohtung :geführt sind, kann auch bei höheren Spannungen noch wirtschaftlich sein, wenn man für den Transformator bereits den üblichen Aufbau wählt. Andererseits bietet die Erfindung bei Transformatoren höherer Frequenz, wie sie bei, der Anwendung von Transistoren in der Starkstromtechnik benötigt werden, wesentliche Vorteile, und zwar auch dann, wenn höhere Spannungen auftreten. Wie bereits erwähnt, kann man in diesem Fall die Wicklung aus mehreren konzentrischen Rohren aufbauen.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Vorrichtung für die Gleichstromnahtschweißung, insbesondere von Rohren, unter Anwendung eines Netztransformators in Doppelsternschaltung mit Saugdrossel und magnetischer Steuerung mittels Transduktordrosseln, dadurch gekennzeichnet, daß die Transformator- und Transduktorkonstruktion mit rohrförmig durchlaufender Wicklung und ferner die Gleichrichter als Rolltransformatorgleichrichter ausgebildet sind, und zwar derart, daß die Ventildrosseln jeder Phase, bestehend aus Gleichrichter und unmittelbar dahinter befindlicher Transduktordrossel, etwa an den Eckpunkten eines gleichseitigen Sechseckes angeordnet sind und daß im Mittelpunkt des Sechseckes die Saugdrossel untergebracht ist, durch deren Hülsenkern zwei konzentrische Rohrleitungen mit entgegengesetzter Stromflußrichtung geführt sind.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Transformatorkerne in an sich bekannter Weise in Hülsenform ausgebildet und auf die gleichen Rohre wie die zugehörigen Transduktorkerne gesteckt sind, und daß jeder Phasentransformator zwei getrennte rohrförmige Hochstromleiter als Wicklungen für die Einzelsternschaltungen aufweist.
3. 3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Einzelsternschaltung für die Transduktoren Hülsenkerne verwendet sind, deren Länge etwa der Summe der Länge von Transformator- und Transduktorkernen der anderen Einzelsternschaltung entspricht.
4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Elemente in einem gemeinsamen Ölkessel untergebracht sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 922 839; schweizerische Patentschrift Nr. 300 467; französische Patentschrift Nr. 781267.