DE1117733B - Als induktiv veraenderliche Drossel im Sekundaerkreis eines Transformators, insbesondere Schweisstransformators, wirkende Wicklungsanordnung - Google Patents

Description

• Als induktiv veränderliche Drossel im Sekundärkreis eines Transformators, insbesondere Schweißtransformators, wirkende Wicklungsanordnung Die Erfindung bezieht sich auf eine als induktiv veränderliche Drossel im Sekundärkreis eines Transformators, insbesondere Schweißtransformators, wirkende Wicklungsanordnung. Zur Regelung von Lichtbogenschweißgeräten ist es bereits bekannt, auf mechanischem Wege die Entfernung zwischen den Primär- und Sekundärwicklungen des Transformators zu ändern.
• Ferner ist es bekannt, Streujoche zwischen die Primär- und Sekundärspulen einzuschieben oder zwischen diesen zu verdrehen oder bei einer Drosselspule den Eisenkern zu Regelzwecken verschiebbar zu machen. Auch ist es bekannt, die Regelung durch das Zu- und Abschalten der Primär- und/oder Sekundärwicklung vorzunehmen, was aber zwangläufig zu verhältnismäßig großen Regelstufen innerhalb des Schweißstrombereiches führt. Des weiteren ist es bekannt, eine Regelung mit Hilfe von gleichstromvormagnetisierten Drosseln bzw. Transduktoren zu bewirken, die zwar eine Feinregulierung ermöglichen, jedoch ziemlich kostspielig sind.
• Das bekannte Regeln durch Verschieben der Eisenkerne bzw. der Spulen ist insofern nachteilig, als durch die zwischen den Spulen bzw. Eisenjochen auftretenden Kräfte die Drossel bzw. der Transformator zum Brummen neigt; insbesondere bei größeren Einrichtungen ist ein erheblicher Aufwand notwendig, um das Brummen in mäßigen Grenzen zu halten. Hierfür ist in der Regel eine besondere Klemmeinrichtung erforderlich. Zwar ist eine im wesentlichen brummfreie Regel-Einrichtung unter Verschiebung der Eisenjoche bereits vorgeschlagen worden, doch ist diese Einrichtung insofern nachteilig, als ihr Regelbereich sehr klein ist. Aus diesem Grunde sind weitere Grobstufen erforderlich, wodurch bei häufigem Wechsel der Schweißstromstärke noch zusätzliche Schaltelemente bzw. Umklemmaßnahmen notwendig sind.
• Ebenso ist ein ringförmig gebauter Regeltransformator bekannt, der mit Hilfe eines Öldruckreglers eine schnelle Spannungsregelung, wie sie z. B. für Prüf- oder Laborzwecke benötigt wird, auszuführen gestattet. Der Ringtransformator ist hierzu mit einer Sparschaltung versehen, die jedoch eine Kurzschlußüberbrückung nebeneinanderliegender Windungen nicht möglich macht. Ein solches Gerät ist daher nicht für Schweißtransformatoren verwendbar, bei denen im Sekundärkreis hohe Schweißströme fließen, da die Sparschaltung auf der Sekundärseite nun eine Leistung abgibt, die jeweils einen Bruchteil der Eingangsleistung beträgt. Dieser bekannte Schnellregler ist deshalb für industrielle Schweißtransformatoren mit veränderlicher Drossel nicht verwendbar. Für funkentelegraphische Sender ist auch eine regelbare Selbstinduktion bekannt, die zwei in beachtlichem Abstand voneinander in parallelen Ebenen angeordnete spiralförmige Flachspulen ohne Eisenkern besitzt, wobei das eine Wicklungsende frei ausläuft. Diese bekannte Variometer-Ausführung bezweckt neben einer besseren Führung der Außenleitung und einem gedrängten Geräteaufbau die Einhaltung eines gleichen Spulenwiderstandes für einen veränderten Selbstinduktionswert. Diese Anordnung ist jedoch mit einer Drosselsteuerung im Sekundärkreis eines Schweißtransformators nicht vergleichbar.
• Ferner ist es grundsätzlich bekannt, Drosselwicklungen auf einem ringförmigen Eisenkern anzuordnen. Jedoch sieht diese bekannte Anordnung Eisenhandwicklungen vor, um z. B. Wirbelströme weitgehend zu unterdrücken. Ebenfalls ist es bekannt, eine Drosselspule durch Windungsabschaltungen zu regeln, wobei die beim Regeln abgeschalteten Windungen über einen vom Hauptstromkreis der Drosselspule unabhängigen Widerstand geschlossen sind. Die zuletzt genannte Anordnung geht praktisch über die Lehre, zur Regelung die Spulen einer Drossel anzuzapfen und eine Kurzschlußverbindung vorzusehen, nicht hinaus.
• Es ist Aufgabe der Erfindung die vorstehenden Nachteile zu vermeiden und für industrielle Schweißtransformatoren eine als induktiv veränderliche Drossel im Sekundärkreis des Transformators wirkende Wicklungsanordnung zu schaffen, die vor allem brummfrei und bei relativ kleinem Bauaufwand eine sehr feinstufige Regelung ermöglicht. Diese Wicklungsanordnung zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß die Drossel in an sich bekannter Weise zwei in entgegengesetzter Richtung gewickelte Spulen, deren Teile über einen Schleifkontakt verbindbar sind und deren eines Ende jeweils frei ausläuft, enthält, wobei alle Spulenwindungen auf einem gemeinsamen Eisenkern aufgewickelt sind und im wesentlichen gleichen Durchmesser aufweisen, und daß von den abwechselnd aufeinanderfolgenden Windungen der beiden Teilspulen zwei unmittelbar nebeneinanderliegende Windungen durch ein verstellbares bzw. um eine Achse drehbares Kurzschlußelement, z. B. einen Schleifkontakt, leitend kurzschließbar sind. Außer der Brummfreiheit und der feinstufigen Regelung wird durch diese Wicklungsanordnung der Leistungsbereich im Sekundärkreis nicht eingeschränkt, sondern es können beliebige Schweißströme geregelt werden. Die erfindungsgemäße Anordnung ist ferner im Vergleich zum bekannten Regeltransformator in Sparschaltung insofern noch einfacher aufgebaut, als das um die Achse des Ringkerns drehbar angeordnete, als Rolle ausgebildete Kurzschlußelement nicht zur Stromabnahme dient. Eine hinreichend feinstufige Regelung wird durch Aufwickeln einer verhältnismäßig großen Anzahl von Windungen auf den Ringkern in einfacher Weise erreicht. Es ist dadurch möglich, den industriellen Schweißstrom herunter bis auf ein Ampere und weniger zu regeln. Bei allen bisher bekannten Lösungen war dies aus Preis- oder Platzgründen nicht ohne weiteres möglich.
• Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weisen die vorzugsweise aus massivem Rund- oder Flachkupferdraht bestehenden Spulen einen derartigen Windungsabstand auf, daß die dadurch jeweils zwischen benachbarten Windungen der entgegengesetzt gewickelten Spulen entstehenden Lücken zur Rasterung des nachgiebig ausgebildeten Kurzschlußelementes dienen.
• In der Zeichnung ist die erfindungsgemäße Drossel in einem schematischen Ausführungsbeispiel dargestellt.
• Die Drossel besteht aus einem Ringkern 1 und zwei gegensinnig gewickelten, voneinander getrennten Spulen 2 und 3. Die Anschlüsse am einen Ende dieser Spulen liegen mit der Sekundärwicklung des Schweißtransformators 6 in Reihe. Die anderen Enden beider Spulen laufen frei aus. Als Kurzschlußelement sind eine oder mehrere nebeneinanderliegende Kontaktrollen 4 vorgesehen, die am Ende eines um den Mittelpunkt des Ringkernes drehbaren Armes 5 angeordnet sind. Die Rollen 4 schließen jeweils zwei nebeneinanderliegende Windungen verschiedener Spulen kurz, so daß durch Drehen des Armes 5 die in den Sekundärstromkreis des Schweißtransformators 6 eingeschleifte Windungszahl der Drossel stetig verändert werden kann.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Als induktiv veränderliche Drossel im Sekundärkreis eines Transformators, insbesondere Schweißtransformators, wirkende Wicklungsanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel in an sich bekannter Weise zwei in entgegengesetzte Richtung gewickelte Spulen (2, 3), deren Teile über einen Schleifkontakt verbindbar sind und deren eines Ende jeweils frei ausläuft, enthält, wobei alle Spulenwindungen auf einem gemeinsamen Eisenkern (1) aufgewickelt sind und im wesentlichen gleichen Durchmesser aufweisen, und daß von den abwechselnd aufeinanderfolgenden Windungen der beiden Teilspulen (2, 3) zwei unmittelbar nebeneinanderliegende Windungen durch ein verstellbares bzw. um eine Achse drehbares Kurzschlußelement (5), z. B. Schleifkontakt, leitend kurzschließbar sind.
2. 2. Drossel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Spulen (2, 3) in an sich bekannter Weise auf einem Ringkern (1) aufgewickelt sind, um dessen Achse das als Rolle (4) ausgebildete Kurzschlußelement (5) drehbar angeordnet ist.
3. 3. Drossel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vorzugsweise aus massivem Rund- oder Flachkupferdraht bestehenden Spulen (2, 3) einen derartigen Windungsabstand aufweisen, daß die dadurch jeweils zwischen benachbarten Windungen der entgegengesetzt gewickelten Spulen entstehenden Lücken zur Rasterung des nachgiebig ausgebildeten Kurzschlußelementes (4) dienen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 311556, 596 312; schweizerische Patentschrift Nr. 208 632; Druckschrift der Fa. Koch u. Sterzel AG, Essen: Regeltransformatoren fürNiederspannung, Liste T IX, Abschnitt D, Ausgabe März 1953.