DE1101654B

DE1101654B - Arc welding device working with leakage flux

Info

Publication number: DE1101654B
Application number: DEI15076A
Authority: DE
Inventors: William Jenkinson
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1957-07-08
Filing date: 1958-07-07
Publication date: 1961-03-09

Description

Mit Streufluß arbeitende Lichtbogen-Schweißvorrichtung Die Erfindung bezieht sich auf Lichtbogen-Schweißvorrichtungen und betrifft insbesondere Lichtbogen-Schweißmaschinen, bei denen der Streufluß zur Steuerung des Sekundärstromes verwendet wird.Leakage Flux Arc Welding Apparatus The Invention relates to arc welding devices and particularly relates to arc welding machines, where the leakage flux is used to control the secondary current.

Derartige Schweißmaschinen sind bereits bekannt. Sie weisen gegenüber anderen Maschinen, welche mit anderen Steuerungssystemen arbeiten, gewisse Vorteile auf. Einer dieser Vorteile ist, daß die Leerlaufspannung nicht so schnell abfällt, wenn der Bogen entsteht, wie bei den Maschinen, die durch andere Mittel gesteuert sind. Jedoch weisen die meisten von ihnen den Nachteil auf, daß sie zur Streuflußsteuerung bewegliche Teile benötigen.Such welding machines are already known. You point towards other machines that work with other control systems have certain advantages on. One of these advantages is that the open circuit voltage does not drop as quickly, when the arch arises, as in the case of machines, controlled by other means are. However, most of them have the disadvantage that they are used for leakage flux control need moving parts.

Zweck der Erfindung ist es, diese Nachteile durch Verwendung eines Steuerungssystems zu vermeiden, welches keine beweglichen Teile erfordert.The purpose of the invention is to overcome these disadvantages by using a Control system that does not require moving parts.

Ein weiterer Zweck der Erfindung ist es, eine Lichtbogen-Schweißmaschine zu schaffen, die mit hoher Flußdichte arbeitet, was bei Verwendung von Material mit ausgerichtetem magnetischem Korn möglich ist, welche eine geringe Impedanz aufweist und bei der eine niedrige Sekundärspannung verwendet wird, so daß die Ausmaße der Maschine verhältnismäßig klein gehalten werden können.Another purpose of the invention is to provide an arc welding machine to create that works with high flux density, which is when using material with aligned magnetic grain is possible, which has a low impedance and in which a low secondary voltage is used, so that the dimensions of the Machine can be kept relatively small.

Es sind Schweißtransformatoren mit auf getrennten Schenkeln eines Eisenkernes verlegten Primar-und Sekundärwicklungen bekannt, die mit Anzapfungen der Primärspule und der Sekundärspule versehen sind, so daß beim Benutzen nur eines Teiles der Spulen die Streureaktanz der Spulenteile größer wird. Je nach der eingeschalteten Anzapfung der Primärspule ändert sich hierbei die Windungszahl, so daß zur Erzielung einer konstanten Sekundärspannung jeweils auch die Windungszahl der Sekundärspule entsprechend umgeschaltet werden muß. Dies bringt erhebliche Schwierigkeiten mit sich, da auf der Sekundärseite die Stromstärke sehr hoch ist.They are welding transformers with one on separate legs Iron core laid primary and secondary windings known with taps the primary coil and the secondary coil are provided so that when using only one Part of the coils, the leakage reactance of the coil parts is greater. Depending on the switched on Tapping the primary coil changes the number of turns, so that to achieve a constant secondary voltage also the number of turns of the secondary coil must be switched accordingly. This brings with it considerable difficulties because the amperage is very high on the secondary side.

Dieser Nachteil wird durch die Erfindung vermieden. Der Schweißtransformator gemäß der Erfindung besitzt wie der geschilderte Transformator eines Hauptprimärwicklung, mehrere Zusatzprimärwicklungen und eine von der Hauptprimärwicklung räumlich getrennte Sekundärwicklung, die auf einem gemeinsamen Kern angeordnet sind, wobei die zusätzlichen Primärwicklungen mit der Hauptprimärwicklung in Reihe geschaltet werden können. Er ist dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Primärwicklungen je etwa die gleiche Wicklungszahl aufweisen und in verschiedenen Abständen von der Sekundärwicklung angeordnet sind sowie daß die Anordnung der zusätzlichen Primärwicklungen und des dieselben umschaltenden Wählschalters so getroffen ist, daß in allen Stellungen des letzteren sich etwa das gleiche Übersetzungsverhältnis zwischen der Primärseite und der Sekundärseite des Transformators ergibt.This disadvantage is avoided by the invention. The welding transformer according to the invention, like the transformer described, has a main primary winding, several additional primary windings and one spatially separated from the main primary winding Secondary windings, which are arranged on a common core, with the additional Primary windings can be connected in series with the main primary winding. It is characterized in that the additional primary windings each approximately have the same number of turns and at different distances from the secondary winding are arranged and that the arrangement of the additional primary windings and the the same switching selector switch is made so that in all positions the latter has about the same gear ratio between the primary side and the secondary side of the transformer results.

Infolge der Verwendung eines Kernes aus Material mit ausgerichtetem magnetischem Korn, der aus einzelnen Segmenten besteht, können die Abmessungen der Maschine gering gehalten werden, so, daß auch die Impedanz des Kupfers geringer und die Länge der magnetischen Wege vermindert ist.As a result of the use of a core made of material with aligned magnetic grain, which consists of individual segments, the dimensions of the Machine can be kept low so that the impedance of the copper is also lower and the length of the magnetic paths is reduced.

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels mit Hilfe von Zeichnungen beschrieben. Es zeigt Fig. 1 einen Querschnitt durch einen- Transformator, Fig. 2 das elektrische Schaltbild.The invention is described below on the basis of an exemplary embodiment described with the help of drawings. It shows Fig. 1 a cross section through a- Transformer, Fig. 2 shows the electrical circuit diagram.

Der Magnetkern 1 ist aus einzelnen Abschnitten gebildet; die aus Material mit ausgerichtetem magnetischem Korn bestehen, die umhüllt und so zugeschnitten sind, daß paarweise angeordnete C-förmige Abschnitte entstehen, wobei jeweils zwei Paar von C-förmigen Abschnitten Kerne 2 und 3 bilden, die längsseits aneinanderliegend angeordnet sind, so daß die Spulen die einander benachbarten parallelen Seiten 4 der Kerne umfassen. Die Hauptprimärspule 5 ist an einem Ende des sogenannten Fensters 6 des Kernes angeordnet und elektrisch mit den Hilfsspulen verbunden, die aus einer Spule 7 bestehen, welche konzentrisch zur Haupt-Primärspule 5 angeordnet ist, sowie aus einem Paar Spulen 8 und 9 in Scheibenwicklung, die auf dem Kern 1 in der Nähe des inneren Endes der Haupt-Primärspule 5 angeordnet sind. Die Sekundärspule 10 ist an der anderen Seite der Spulen 8 und 9 angeordnet, wobei jedoch isolierende Distanzglieder 11 zwischen den verschiedenen Spulen längs des Kernes 1 angeordnet sind, um den nötigen Abstand zu erzielen. Ein weiteres Abstandselement 12 zeigt, wie der Abstand zwischen den Spulen variiert werden kann.The magnetic core 1 is formed from individual sections; which consist of material with aligned magnetic grain, which are wrapped and cut to form paired C-shaped sections, with two pairs of C-shaped sections forming cores 2 and 3 which are juxtaposed alongside one another so that the coils comprise the adjacent parallel sides 4 of the cores. The main primary coil 5 is arranged at one end of the so-called window 6 of the core and is electrically connected to the auxiliary coils, which consist of a coil 7 which is arranged concentrically to the main primary coil 5 and a pair of coils 8 and 9 in disc winding which are arranged on the core 1 near the inner end of the main primary coil 5. The secondary coil 10 is arranged on the other side of the coils 8 and 9, however insulating spacers 11 are arranged between the various coils along the core 1 in order to achieve the necessary spacing. Another spacer element 12 shows how the distance between the coils can be varied.

Natürlich können auch mehr als zwei scheibenförmige Hilfsspulen verwendet werden. Der Einfachheit halber ist jedoch hier nur ein Ausführungsbeispiel mit zwei Spulen dargestellt.Of course, more than two disk-shaped auxiliary coils can also be used will. For the sake of simplicity, however, there is only one embodiment with two here Coils shown.

Der Schalter 13, der mit der einen Eingangsleitung 14 verbunden ist, verbindet diesen Eingang mit dem einen Ende der Spulen 7, 8 oder 9, während die anderen Enden dieser Spulen mit dem einen Ende der Primärwicklung 5 verbunden sind. Das andere Ende dieser Wicklung ist dagegen mit der anderen Eingangsleitung 15 verbunden. Die Größe und Anordnung der Primärspulen ist so gewählt, daß dann, wenn die erste Hilfsspule 7, welche einen Teil der Primärspule 5 darstellt, in den Stromkreis eingeschaltet ist, eine erhebliche Steigerung des Streuflußverlustes bewirkt wird, da sie von der Sekundärspule 10 entfernt angeordnet ist. Wenn jedoch die zweite Hilfsspule 8 in den Stromkreis eingeschaltet ist, wird der Streuflußverlust stark vermindert, weil diese Spule näher an der Sekundärspule 10 angeordnet ist. Die dritte Hilfsspule 9 ist noch näher an der Sekundärspule 10 angeordnet.The switch 13, which is connected to one input line 14 , connects this input to one end of the coils 7, 8 or 9, while the other ends of these coils are connected to one end of the primary winding 5. The other end of this winding, on the other hand, is connected to the other input line 15 . The size and arrangement of the primary coils is selected so that when the first auxiliary coil 7, which is part of the primary coil 5, is switched on in the circuit, a considerable increase in the leakage flux loss is brought about, since it is arranged at a distance from the secondary coil 10 . If, however, the second auxiliary coil 8 is switched on in the circuit, the leakage of the leakage flux is greatly reduced because this coil is arranged closer to the secondary coil 10. The third auxiliary coil 9 is arranged even closer to the secondary coil 10 .

Da mit einer großen Flußdichte gearbeitet wird, brauchen die Spulen 7, 8 und 9 nicht groß zu sein, so daß ihr Widerstand verhältnismäßig gering ist. Wenn die Hilfsspulen 7, 8 und 9 die gleiche Anzahl von Windungen aufweisen, bleibt die Leerlaufspannung unverändert, so daß. auch die Arbeitsspannung genausowenig beeinflußt wird wie - der Arbeitsstrom.Since a large flux density is used, the coils need 7, 8 and 9 not to be large, so that their resistance is relatively low. If the auxiliary coils 7, 8 and 9 have the same number of turns, remains the open circuit voltage unchanged, so that. Neither does the working voltage It influences how - the working current.

Da die Spulen 1 bis 10 erheblich geringer bemessen sind, weil der Kern aus Material mit ausgerichtetem magnetischem Korn besteht, ist auch der- Kupferverlust vermindert, so daß bei derselben Erwärmung des Transformators ein Draht mit viel geringerem Durchmesser verwendet werden kann.Since the coils 1 to 10 are considerably smaller because the core is made of material with aligned magnetic grain, the copper loss is also reduced, so that a wire with a much smaller diameter can be used with the same heating of the transformer.

Ein besonderer Vorteil der Vorrichtung nach der Erfindung besteht darin, däß einander benachbarte parallele Seiten des Kernes das gemeinsame Kernteil bilden, auf welchem die Spulen angeordnet sind, so daß eine sehr einfache Vorrichtung entsteht, bei der die C-förmigen Abschnitte leicht auf die Spulen aufgesetzt oder abgenommen werden können.There is a particular advantage of the device according to the invention in that adjacent parallel sides of the core form the common core part form on which the coils are arranged, so that a very simple device arises in which the C-shaped sections are easily placed on the coils or can be removed.

Ein weiterer ' wesentlicher Vorteil der Vorrichtung nach der Erfindung besteht darin, daß ihre Ausmaße sehr viel kleiner gehalten werden können als bei den Maschinen bekannter Art, da die Größe der Magnetkerne verringert ist, und: daher auch eine kleinere Kupfermenge genügt, v#odurch -wiederum die erforderlichen Abmessungen der Kupferwicklung geringer gehalten werden können, während die Verwendung von kleinen scheibenförmig gewickelten Spulen viel weniger Raum- beansprucht als die Verwendung von üblichen, mit Hilfe von. Drossel oder Widerstand arbeitenden Steuerungseinrichtungen.Another 'essential advantage of the device according to the invention is that their dimensions can be kept much smaller than with the machines of known type, since the size of the magnetic cores is reduced, and: hence even a smaller amount of copper is sufficient, especially the required dimensions the copper winding can be kept lower while the use of small disc-shaped wound coils take up much less space than the use from usual, with the help of. Throttle or resistance operating control devices.

-Infolgedessen hat aber auch die Maschine nach der Erfindung eine sehr niedrige Impedanz, so daß sie hohe Stromspitzen erzeugt und daher keine hohe Sekundärspannung erfordert. Es wird auf diese Weise eine Schweißvorrichtung geschaffen, welche gegenüber mit sehr hoher Spannung arbeitenden Vorrichtungen zahlreiche Vorteile aufweist, die insbesondere darin bestehen, daß eine bessere Tropfenbildung erfolgt und daß die Eindringtiefe besser beherrscht werden kann.As a result, the machine according to the invention also has one very low impedance so that it generates high current spikes and therefore not high Secondary voltage required. In this way a welding device is created, which has numerous advantages over very high voltage devices has, which are in particular that a better drop formation takes place and that the depth of penetration can be better controlled.

Ferner ist mit der Vorrichtung nach der Erfindung der Vorteil verbunden, daß bei den speziellen Arbeitsbedingungen insgesamt weniger Energie erforderlich ist und daß der Leistungsfaktor verbessert ist. Da weder ein zusätzlicher Widerstand noch eine zusätzliche Impedanz zur Steuerung des Stromes verwendet wird, kann tatsächlich die Impedanz der Maschine sehr gering sein.Furthermore, the device according to the invention has the advantage that under the special working conditions less energy is required overall and that the power factor is improved. As neither an additional resistance an additional impedance to control the current can actually be used the impedance of the machine can be very low.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Welding transformer in which a main primary winding, several additional primary windings and a secondary winding spatially separated from the main primary winding are located on a core, whereby the additional primary windings can be connected in series with the main primary winding, characterized in that the additional primary windings (7, 8, 9) each have approximately the same number of windings and are arranged at different distances from the secondary winding (10) and that the arrangement of the additional primary windings and the selector switch (13) switching the same is made so that in all positions of the latter - there is approximately the same transformation ratio between the primary side and the secondary side of the transformer.

2. Welding transformer according to claim 1, characterized in that at least one of the additional primary windings - Is designed as a disc winding and that these disc windings are side by side along the core in the space between the primary coil and the secondary coil are. .

3. Claim 1, characterized by an auxiliary coil, which over the primary coil is wrapped:

4. Welding transformer according to claim 1, characterized by a first auxiliary coil wound over the primary coil and through several additional auxiliary coils, which are arranged between the primary coil and the secondary coil.

5. Welding transformer according to one of the preceding 'claims, characterized in that, ß the core is formed from two - pairs of (2-shaped sections, - which is made of material with aligned magnetic core grain and with one, their. Pages immediately are arranged next to each other in order to form a common core link which the coils are arranged, net. Publications considered: German Patent No. 659093; French Patent No. 764,390; Electronics magazine; November 1954, p.136 to .142.