DE1438238A1 - Verfahren zur Spannungsregelung,insbesondere an Dreiphasen-Schweissmaschinen und Schaltung zur Ausfuehrung des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zur Spannungsregelung,insbesondere an Dreiphasen-Schweissmaschinen und Schaltung zur Ausfuehrung des Verfahrens

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DE1438238A1
DE1438238A1 DE19621438238 DE1438238A DE1438238A1 DE 1438238 A1 DE1438238 A1 DE 1438238A1 DE 19621438238 DE19621438238 DE 19621438238 DE 1438238 A DE1438238 A DE 1438238A DE 1438238 A1 DE1438238 A1 DE 1438238A1
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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23K11/00Resistance welding; Severing by resistance heating
    • B23K11/24Electric supply or control circuits therefor
    • B23K11/248Electric supplies using discharge tubes
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10Regulating voltage or current
    • G05F1/12Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac
    • G05F1/40Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac using discharge tubes or semiconductor devices as final control devices
    • G05F1/42Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac using discharge tubes or semiconductor devices as final control devices discharge tubes only

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Description

  • Verfahren zur Spannungsregelung, insbesondere an Dreiphasen-Sehweisemasehinen und Schaltung zur Ausführung des Verfahrens Die Erfindung bezieht sich auf selbsttätige Spannungskompensatoren für in Dreiphasen-Wechselspannungssohaltungen liegende Phasenschiebersteuerungen4 Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Schaltung, die selbsttätig Spannungsschwankungen im Netz, das eine Schweissmaschine speist, kompensiert, so dass der Schweisstrom einen konstanten Wert bei jeder Jeweiligen Einstellung behält.
  • Es sind Phasenschiebersteuerungen bekannt, mit denen eine bestimmte St=arke eines Schweisstroms dadurch erhalten wird, dass sie die Zündwinkel von Ignitrons, die den Fluss des Primärstroms eines Schweisstransformators steuern, in ihrer Phase einstellbar festlegen. Diese Phasenschieber müssen in der Regel von Hand eingestellt werden. Es sind aber auch schon Schweissmaschinen vorgeschlagen worden, in denen Phasenschieber vorgesehen sind, die den Schweisstrom selbsttätig steuern, indem sie die Zündwinkel von Ignitrons in Abhängigkeit von der Netzspannung oder des erzeugten Schweisstromes einstellen* Nach der Zehre der vorliegenden Erfindung werden Schwankungen in der Speisespannung selbsttätig mittels eines aus der Speisespannung synthetisierten Spannungsverlaufs kompensiert' dessen Höhe proportional zur höhe dex Ausgangsspannung der Schweissmaschine bei jedem Zündwinkel der Maschine ist. Mit diesem s,rnthetisierten Spannungsverlauf wird in jedem Zyklus ein Zündimpuls zu dem Zeitpunkt erzeugt, zu dem der- Spannungsverlauf eine vorgegebene Hohe erreicht. Wird diese vorgegebene Höhe durch eine mittels einer Spannungsregelröhre (Stabilisatorröhre) konstant gehaltenen, aber einstellbaren Bezugsspannung definiert, so bewirkt bei Überlagerung der Bezugsspannung mit dem synthetisierten Spannungsverlauf urfiter passenden Vorzeichen ein Abfall der Speisespannung eine Vorverschiebung des 9iindwinkels, Steigt umgekehrt die Speisespannung an, so erfolgt eine Rückverlegung des Zündwinkels. Auf diese Weise wird der sekundäre Schweisstrom der Maschine im wesentlichen konstant gehalten.
  • 0 Die Erfindung liefert demnach eine Spannungskomperlsationssehaltung für drei Phasen, die Zündimpulse für jede Phase unter solchen Phasenwinkeln liefert, dass mit ihnen Schwankungen in der Speisespannung kompensiert werden können. Insbesondere werden nach der Zehre der Erfindung die einzelnen Wechselspannungen des Dreiphasennetzes einem primärseitig in Dreieckschaltung liegenden Transformator zugeführt und die dadurch an in Sechsphasen-Sternschaltung liegenden Sekundgrwieklungen des Transformators entstehenden Spannungen an Widerstands-Kapazitäts-Filter gelegt, dann mittels Gegentaktkathodenverstärkern verstärkt und wieder vereinigt. Den Ausgangsspannungen, die von aufgeteilten Sekundärwicklungen von Kathadenverstärkertransformatoren abgenommen werden, wird eine variable Gleichspannung überlagert, die durch Gleichrichtung der Speisespannung gewonnen wird. Die sich durch die Überlagerung ergebenden Spannungsverläufe sind die "synthetisierten" Spannungsverläufe, von denen eingangs die Rede war. Die Erfindung lierfert insbesondere eine Spannungskompensationsschaltung für eine Dreiphasen-Schweisamaschine, in der die Zündwinkel durch eine einstellbare Bezugsspannung eingestellt werden, welche jeweils die Höhe der synthetisierten Spannuni -sverläufe festeleirt, bei der die Zündimpulse erzeugt werden.
  • Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden B=eschreibung eines lius.f;ihrungsbeisniel9 an Hand der beigefügten Figuren.
  • ,Figur 1 zeigt schematisch den Amplitudenverlauf eines halben Zyklusses einer üblichen Wechselspannung im Vergleich mit einem synthetisierten Spannungsverlauf 9 Figur 2 zeigt eine Dreiecksschaltung für die Primärwicklung eines Dreiphasen-Transformators, der für die Kompensationsschaltung nach Figuren@3 und 4 verwendet wird, Figur 3 und Figur 4 zeigen aneinandergesetzt eine bevorzugte Ausführungsform einer Dreiphasen-Spannungskompensationsschaltung nach der Erfindung, Figur 5 zeigt eine bevorzugte Schaltung zur Lieferung von Zündimpulsen an eine Dreiphasen-Schweissmaschine, Die Kompensationsschaltung nach der Erfindung verwendet einen Dreiphasen-Transformator 160 in Dreieeksschaltung. Dieser Transformator weist für jede Primärwicklung wenigstens zwei Gruppen von Sekundärwicklungen auf. Diese Sekundärwicklungen sind an mit ihnen zusammenarbeitenden Schaltmitteln angeschlossen, die synthetisierte Spannungsverläufe erzeugen, welche Wechselspannungs- und Gleichspannungs-Komponenten enthalten und damit einen Gleichspannungspegel liefern können, der die in ihrer Phase zu verschiebenden Zündwinkel für die Zgnitrons der Schweissm=schine bestimmt.
  • Vor allem ist es notwendig, dass die Amplitudenhöhe der zu synthetisierenden Spannungsverläufe proportional zur Ausgangsspannung der Schweissmaschine für jeden Phasenwinkel im Bereich der Zündwinkel der Maschine sind. Ein solcher synthetisierter Spannungsverlauf ist schematisch in Figur 1 dargestellt. Obwohl es schwierig ist, theoretisch die erforderlichen Spannungsverläufe für Dreiphasen-Schweissmaschinen wegen der nichtlinearen Charakteristik des Eisens im Transformator zu bestimmen, so kann doch erreicht werden, dass ein konstanter mittlerer Strom durch die last unabhängig von Schwankungen der Speisespannung fliesst. Hierzu ist es notwendig, die Zündwinkel so zu legen, dass die Fläche unter der Spannungskurve der Speisespannung konstant ist. Der Dreiphasen-Transformator 160 nach Figur 2 weist drei Primärwicklungen 161, 162 und 163 auf, die in Dreieoksschaltung an den drei Phasen där Speisespannungsleitungen L1, L2 und' l3. liegen. Die Sekundärwicklungen des Dreiphasentra,n.sformators bestehen aus zwei Gruppen 165 und 166 von im Dreieck geschalteten Wicklungen und einer Gruppe 167 von im Stern geschalteten Wicklungen, Die Wicklungsgruppe 165 ist aus den im Dreieck geschalteten Sekundärwicklungen 168, 169 und 170 gebildet. An diesen Wicklungen liegen Leitungen 171,. 172 und 173 über geeignete Abgriffe. Hierdurch wird eine Phasenverschiebung der Speisespannung um etwa 15o nach vorn erreicht. Die Wicklungsgruppe 166 besteht aus den im Dreieck geschalteten Wicklun;;en 174, 175 und 176, An diesen Wicklungen liegen die Zeitungen 177, 178 und 179 über geeignete Abgr-fLoea Hierdurch erhält man eine Phasenverzögerung der Speisespannung um etwa
    150 nach rückvärtsm Die an den Zeitungen 171, 172, 1739
    1779 1789 179 liegenden Span,-ungen werden in einem Gleich-
    richter 18® gleichgerichtet. Die genannten rbgriffstelleri
    der Zeitungen an den im Dreieck geschalteten Sekundärwick-
    lungen sind dabei so gewählt, dass die Ausgangsgleich-
    spannung des Gleichrichters 18® hochfrequent moduliert is tß
    Ale Ergebnis dieser Hochfrequenzmodulationi. die beispiele-
    weise 720 Hz beträgt- wird eine Gleichspanrlu..ng gewonnen,
    die nur sehr wenig schwankt und sich im Mi'@tel mit der
    Amplitude der Speisespannung verändert, Dies ist ein wesent-
    liches Kennzeichen der Erfindung, da dann, wenn sich die
    gleichgerichtete Spannung ändert, Bier synthetisierte Span-
    nungsverlauf seine Lage relativ 2u einer Bezugsgleich-
    spannung verschiebt, :öodurch diej@.nd.kc a @nt@e"derzac
    vorn oder nach rückwärts verschoben werdena
    Am Gleichrich ter 180 liegt über Verbindungsleitungen 182,
    183 ein poten ' 3 o:e p ur 3.810 Zwischen denn. Verbindungsleitungen
    liegen Gruppen -T,ron in Reihe 'geschalteten Gleichrichtern,
    wie etwa die Gleichrichter 185 und- 186, parallel zueinander
    und ein Kondensator 3.8-o Die Verb f. n°dungsleitung 182 liegt
    an den negativeng die yerbindrül-geleitung 183 an den posi-
    ti;ran Enden derrleici@r@.chtrr@ Da die zu den Sekundärwick-
    lüngen 168, 169 und 170 führende. Leitungen 171, 172 und 173
    anal die zu den @etundä,rcllungen 3.749 175 und 176 führenden
    1`ez tagen 177, 178 tuid 179 bei 187 zwischen den Gleichrich-
    tern 185 und 1:6 liegen, liefert der Gleichrichter 180 eine .
    mzemMerte Ausgangsgleichspannung, dit im
    nur wen-ig'@9@@t und deren Höhe sich mit der Speise-
    Spannung ändert. Die Ausgangsspannung des Gleichrichters 180 liefert die Gleichspannungskomponente des synthetisierten Spannungsverlaufs, wie sich aufs folgendem näher ergibt.
  • Die dritte Gruppe 167 von Sekundärwicklungen des Transformators 160 liegt in 6-phasiger Sternschaltung, die dadurch gewonnen wird, dass man die Mitten von drei Sekundärwicklungen 191, 193, 195 miteinander verbindete Im vorliegenden Fall werden hierdurch diese Wicklungen in Abschnitte 191A, 191B, 193A, 193B, 195A, 195B unterteilt und liegen am gemeinsamen Verbindungspunkt 190. Die Zeitungen 197 und 198 verbinden die Wicklungen 191A und 191B über die Widerstände' 216 und 217 mit den Gittern 200 und 201 einer Elektronenröhre 202, die als Kathodenverstärker arbeitet. Diese Röhre ist eine Doppeltriode und hat eine heisse Kathode, beispiels-weise ist sie vom Typ 6463. Sie ist durch einen geringen inne-ren Spannungsabfall im Zeitzustand gekennzeichnet. Sie hat zwei Anoden 203 und 204 und zwei Kathodön 246 und 207. Die Röhre arbeitet im Mehrtaktbetrieb; ihre Kathoden sind hierzu an die Enden einer Wicklung 208 angeschlossen, deren Mitte über eine Zeitung 210 mit der negativen Leitung 211 einer Gleiehspannungsquelle 320, 321, 324 verbunden ist. Die Dositive Zeitung 2_12 der Gleichspannungsquelle ist über eine Leitung
    214 mit den Anoden 203 und 204 der Kathodenversthrkerröhre 202
    verbunden. Die Zeitung 210, die an der Mitte der Wicklung 208
    liegt, ist ferner über eine Zeitung 215 mit dem gemeinsamen
    Verbindungspunkt 190 der 6-Phasen-Stern,167 verbunden.
    Die Zeitungen 197 und 198 liegen jeweils über Widerstands-Kapazitäts-Filter an den Gittern 200, 201e Jedes Filter weist Widerstände 216 und 217 und einen Kondensator 218 bzw. 219 auf. Jeder Kondensator 218 bzwe 219 liegt zwischen der Verbindungsstelle der Widerstände 216 und 217 und dem Verbindungspunkt 190. Da es schwierig ist, die Komponenten der Widerstands-Kapazitäts-Filter so auszuwähleng dass sie gleiche Kennwerte haben,. verlaufen in der Regel die den Gittern 200 und 201 zugeführten, von-den Wicklungen 191A und 191B abgenommenen Spannungen nicht genau um 180o gegeneinander versetzt. Die entstehenden geringen Differenzen werden jedoch von den Kathodenverstärkern ausgeglichen, da die Spannungen, die von den Sekundärwicklungen der Wicklungsabschnitte 208A und 208B abgegeben werden, in ihrer Polarität genau entgegengesetzt zueinander verlaufene Die Wicklungen 193A und 193B sind in ähnlicher Weise über Zeitungen 220- und 221 mit den Gittern 222 bzw. 223 einer Kathodenverstärkerröhre 224 verbunden. Die Anoden 225 und 226 dieser Röhre sind über Zeitungen 227 und 228 mit der positiven Zeitung 212 der Gleichspannungsquelle 320, 321, 324 verbunden. Die Kathoden 230 und 231 sind an eine Wicklung 232 angeschlossen, die in ihrer Mitte von der Zeitung 233 abgegriffen ist und durch diese Leitung mit der negativen Leitung 211 der Gleichspannungsquelle verbunden ist. Widerstands-Kapazitäts-Filter für die Gitter 222 und 223 weisen in Serie liegende Widerstände 234, 235 und Kondensatoren 236 bzwo 237 auf. Die an der I#Titte der Wicklung 232 liegende Leitung 233 ist über die Zeitung 215 mit dem gemeinsamen Verbindungspunkt 190 der 6-Phasen-Sternschaltung 167 verbundene Die Wicklungen 195A und 195B sind über Zeitungen 240 und 241 mit den Gittern 242 und 243 einer Kathodenverstärkerröhre 244 verbunden. Die Anoden 245 und 246 dieser Röhre sind über Zeitungen 247 und 248 mit dem positiven Pol der Gleiehspannungsquelle verbunden. Ihre Kathoden 250 und 251 sind an eine Wicklung 252 angeschlossen, die in ihrer Mitte von der Zeitung 253 angezapft ist; diese Zeitung steht in Verbindung mit der Zeitung 211 und damit mit dem negativen Pol der Gleiohspannungsquelle. Widerstands-Kapazitäts-Ililter für die Gitter 242 und 24$ weisen in Serie geschaltete Widerstände 244 und 245 und Kondensatoren 256 bzw. 257 auf. Die Wicklungen 208, 232 und 252 der Kathodenverstärker 202, 224 und 244 sind die Primärwicklungen von drei Transformatoren 260, 278@und 300, die die_in Figur 4 dargestellten Sekundärwicklungen 261, 280, 301 aufweisen. Die Wicklung 208 ist in ihrer Mitte angezapft, also in zwei Wicklungsabschnitte 208A und 208B aufgeteilt, Ihre Sekundärwicklung 261 ist ebenso in der Mitte angezapft und damit in zwei Wicklungsabschnitte 261A und 261B aufgeteilt. Wird eine Speisespannung an die Primärwicklung 161 des in Dreieckssehaltung liegenden Transformators 160 gelegt, so werden zunächst entsprechende Spannungen in den Wicklungen 191A und 191B induziert. Diese letzteren Spannungen werden den Gittern 200 und 201 des Kathodenverstärkers 202 über die Widerstands-Kapazitäts-Filter zugeführt, so dass entsprechende Spannungen in den Kathoden-Anodenkreisen des Kathodenverstärkers erzeugt werden, also auch an den Wicklungen 208A und 208B. Wie vordem erläutert, verlaufen die Spannungen in diesen Wicklungen entgegengesetzt zueinander. Infolge der Kopplung der Sekundärwicklung 261 mit der Primärwicklung 208 werden in den Sekundärwicklungen 261A und 261B entsprechende Spannungen induziert, die nun genau um 180o gegeneinander versetzt sind. Diese Spannungen gelangen über Zeitungen 262 und 263 zu den Gittern 264 und 265 einer Elektronenröhre 266. Diese Röhre ist vorzugsweise vom Typ 12AX7, also eine Doppeltriode mit heisser Kathode, mit hohem fu und scharfer Absperrcharakteristik. Sie weist zwei Anoden 267 und 268 und zwei Kathoden 269 auf. Die Kathoden sind mit der negativen Zeitung 211, die Anoden mit der positiven Zeitung 212 der Gleichspannungsquelle verbunden. Die Anodenverbindungen enthalten Filterelemente, etwa einen Widerstand 270 und einen Kondensator 271 für die Anode 267 und einen Widerstand 272 und einen Kondensator 273 für die Anode 268, Im Kreis der Anode 267 liegt ferner die Primärwicklung 274 eines Transformators 275 und entsprechend im Kreis der Anode 268 die Primärwicklung 276 eines Transformators 2770 An den Wicklungsabschnitten 232A und 232B der im Anoden-Kathodenkreis der Kathodenverstärkerröhre 224 liegenden Wicklung 232 werden ebenso Spannungen nach Massgabe der Spannung erzeugt, die an die Primärwicklung 162 des im Dreieck geschalteten Transformators 160 gelegt wird, Die Wicklung 232 ist die Primärwicklung eines Transformators 278, der die Sekundärwicklung 280 aufweist. Diese Sekundärwicklung 280 ist in ihrer Mitte angezapft und dementsprechend in zwei Wicklungsabschnittex 280A und 280 3 aufgeteilt. Durch Zeitungen 281 und 282 wird die Spannung an der Wicklung 280 den' beiden Gittern 283 bzw. 284 einer Elektronenröhre 285 zugeführt, die zwei Anoden 286 und 287 und zwei Kathoden 288 hat. Der Kreis der Anode 286 enthält ein Widerstands-Kapazitäts-Filter, das durch den Widerstand 290 und den Kondensator 291 gebildet wird. Ferner liegt in diesem Anodenkreis die Primärwicklung 292 eines Transformators 293. Die Anode 287 ist an ein entsprechendes Filter angeschlossen, das durch den Widerstand 294 und den Kondensator 295 Cebildet wird und an eine Wicklung 296, die die Primärwicklung eines Transformators 297 bildet.
    Die Spannung, die an der Wicklung 252_ des Kathodenverstärkers
    244 erzeugt wird, entspricht der S?iinnun@-, die an die Wicklung
    163 des im Dreieck gpscürilteten Transformators 160 gelegt
    wird. Da die Wicklung ;'h2 in ihrer Bitte an.-ezapft ist, ver-
    laufen die Spannungen in den Wicklungsabschnitten 252A und
    252D entgegengesetzt. An die Wicklung 252 ist die Wicklung 301
    gekoppelt. Sie ist in ihrer Mitte angezapft und so in Wick-
    lungsabschnitte und 301R auf-Ateilt. über Leitungen 302
    und 303 ;-elaiigt die Spannung an diesen Wicklungsabschnitten zu
    den beiden Gittern 304 und 305 einer Elektronenröhre 306.
    Diese Röhre ent^:'lt zwei Anoden 307 und 308 und zwei Kathoden
    309. Ein ,ii ;erst@:r1 ---10 und ein Kondei_sator 311 bilden ein
    Widerstailds-Kap:=z#'tts-Filter ii.: Kreis der Anode 307; dieser
    enthält ferner eine Primärwicklung 37-2 des Transformators 313. Ein entsprechendes Widerstands-Kapazitäts-Filter an der Anode 308 enthält den Widerstand 314 und den Kondensator 315. Die Primärwicklung 316 eines Transformators 317 liegt ferner an dieser Anode. Die Ausgangstransformatoren 260, 278, 300 der Kathodenverstärker 202, 224, 244 liefern die Weehselspannungskomponente des synthetisierten Spannungsverlaufs und führen sie den Gittern der Elektronenröhren 266, 285 und 306 zu. Die Anodenkreise dieser Röhren enthalten die Primärwicklungen von Transformatoren. Es sind der Röhre 266 die Transformatoren 275 und 277, der Röhre 285 die Transformatoren 293 und 297 und der Röhre 306 die Transformatoren 313 und 317 zugeordnet. Die Primärwicklungen dieser Transformatoren liefern Impulse, wenn die ihnen zugeordneten Röhren aus dem Sperrzustand in den Zeitzustand übergehen oder umgekehrt. Diese Impulse sind von der einen Polarität, wenn die Röhren aus ihrem Sperrzustand in ihren Zeitzustand übergehen, und von entgegengesetzter Polarität, wenn sie von ihrem Zeitzustand in ihren Sperrzustand übergehen. Der Primärwicklung eines jeden Transformators ist, wie aus Figur 5 ersichtlich, eine Sekundärwicklung zugeordnet, die derart geschaltet ist, dass in ihr ein positiver Impuls erzeugt wird, wenn die ihr zugeordnete Röhre vom Sperrzustand in den Leitzustand übergeht. Insgesamt entstehen so Sechsergruppen von Impulsen, sog. 6-Phasen-Impulse, die zum Zünden der Ignitrons einer Dreiphasen-Schweissmaschine erforderlich sind. i1?.here Einzelheiten über die Zündung der Ignitrons der Schweissmaschine sind in der US-Patentschrift 2 600 519 beschrieben.
  • Es ist-nun noch, wie oben erläutert, erforderlich, eine voreinstellbare Bezugsspannung zu erzeugen und den synthetisierten Spannungsverläufen zu überlagern. Die Einstellung der Bezugsspannung legt die Zündwinkel bei vorgegebener fester Netzspannung zunächst einmal fest. Aus der schematischen Darstellung in Figur 1 ist ersichtlich, dass die Bezugsgleichspannung derart eingestellt werden kann, dass die Zündimpulse zu gewünschten Zeitpunkten auftreten. Obwohl die Bezugsgleichspannung in ihrer Höhe festbleibt, so ändert sich doch die Gleichspannungskomponente des synthetisierten Spannungsverlaufs, das ist die Gleichspannung am Gleichrichter 180 und zwar entsprechend der Netzspannung, d.ie dem in Dreieckschaltung liegenden Dreiphasen-Transformator 160 zugeführt wird. Dementsprechend wird der synthetisierte Spannungsverlauf in Bezug zur Bezugsspannung verschoben und die Zündwinkel werden entweder vorverlegt oder rückverlegt, um Spannungsänderungen in der Netzspannung zu kompensieren. Die Gleichspannung für die Kathodenverstärker 202,.224 und 244 und für die Elektronenröhren 266, 285 und 306 wird von der Wechselspannungsquelle über die Sekundärwicklung 321 eines Transformators 320 gewonnen. Diese Sekundärwicklung 321 ist in ihrer Mitte durch den Leiter 211 angezapft. Die Zeitung 211 liegt dementsprechend am negativen Pol der Gleichspannungsquelle. Gleichrichter 324 liegen im Kreis der Wicklung 32l derart, dass eine Vollweg-Gleichrichtung der Ausgangsspannung an der positiven Zeitung 212 erfolgt. Kondensatoren 323 und 325 liegen parallel zueinander an der Gleichspannungsquelle. Mittels einer Zeitung 326 ist der negative Pol der Gleichspannüngsquelle mit einem eine untere Potentialgrenze definierenden Potentiometer 327 verbunden. Eine Stabilisatorröhre 328 und ein Widerstand 322 liegen in Reihe an der Gleichspannungsquelle. Die Stabilisatorröhre ist gasgefüllt und h=at eine-Kaltkathode, Im Betriebszustand liefert sie eine feste Ausgangsspannung, die unabhängig von Änderungen in ihrer Speisespannung ist und unabhängig von Änderungen in ihrer Belastung. Eine Zeitung 331 verbindet die Röhre mit einem eine obere Potentialgrenze definierenden Potentiometer 3320 Zur Einstellung der Bezugsgleichspannung ist ein Spannungsteiler 334 vorgesehen, der, nach dem Prinzip von Vernier arbeitend, eine lückenfreie Einstellung der Bezugsspannung gestattet. Widerstände 335 des Spannungsteilers sind mit dem Potentiometer 327 verbunden. In ähnlicher Weise sind Widerstände 336 des Spannungsteilers mit dem Potentiometer 332 verbunden. Ein Potentiometer 338 kann wahlweise an Abgriffe 337 zwischen den Widerständen 335 und 336 gelegt werden, Die Abgriffe liegen so, dass, wenn Widerstände 335 hinzugefügt werden, Widerstände 336 abgeschaltet werden.
  • Der Abgriff 340 des Potentiometers ist über eine Zeitung 341 mit dem Abgriff 342 des Potentiometers 181 verbunden. Dadurch wird eine Verbindung zwischen dem Gleichstromkreis an der Stabilisatorröhre 328 und dem Gleichrichter 180 hergestellt. Eine Leitung 344 ist bei 345 mit der negativen Zeitung 182 des 12-Phasen-Gleichrichters 180 verbunden und stellt eine Verbindung mit den Mittelanz4pfungen 346 der Sekundärwicklungen 261, 280 und 301 her. Die Verbindung des Gleichrichters 180 mit den Gitterkreisen der Elektronenröhren 266, 285 und 306 bewirkt, dass die Gleichspannungskomponente des synthetisierten Spannungsverlaufs der Wechselspannungskomponente des synthetisierten Spannungsverlaufs addiert wird. Die Wechselepannungskomponente wird dabei in den aufgeteilten Sekundärwicklungen 261, 280 und 301 durch die beschriebenen Kathodenverstärkerröhren erzeugt. Die Gleichspannungskomponente wird mittels der Stabilisatorröhre 328 gewonnen, in ihrer Höhe mittels des Spannungsteilers 324 und des Potentiometers 338 eingestellt und an die Gitter-Kathoden-Kreise der R7ihren 266, 285 und 306 gelegt. Sie definiert also den Pegel der synthetisierten Spannungsverläufe, daher die Zeitpunkte, zu denen die Rehren leitend werden, und ist daher das Mittel zur Einstellung der gewünschten Zündwinkel.
    In Figur 5 ist 'die Transformatorschaltung dargestellt,
    die die ZÜndimpulse für die Ig::itrons der Dreiphasen-Schweiss-
    maschine liefert. Die ^rtinsfor^:=:toren 275, 277, 293, 297,
    313 und 317 sind mit den Sekundarwicklungen 348, 349, 350,
    3519 352, 353 versehen. Ein Widerstand 354 überbrückt die
    Anschlüsse Jeder Sekund4rwicklunt,. Jeweils ein Ende Jeder
    Sekundirwiekliin_ i@-t mit einer remeins^:-en Meitung 355 ver-
    bur.nen urtd dadurci: -:it einen ;-emeinsem-n ausr?n@sa.nsciiluss
    356. Die anderen Enden der Sekundärwicklungen sind an gesonderte Zeitungen 357, 358, 359, 360, 361, 362 angeschlossen, Die in den Wicklungen 348 und 349 erzeugten Impulse gehen-zurück auf die Spannung in der Primärwicklung 161 des Mehrphasen-Transformators 160. Wird ange. nommen, dass jetzt ein positiver Impuls in 348 erzeugt wird, so wird in 349 ein positiver Impuls 180o später erzeugt, Die Einstellung des Pegels der Bezugsgleichspannung bestimmt die Phasenwinkel, d.h, die Zeitpunkte in den Halbwellen der Speisespannungen, bei dem die Impulse in 348 und 349 auftreten. Speisespannungsänderungen, also Netzspannungsänderungen, in dem mehrphasigen Netz werden dabei selbsttätig kompensiert. In ähnlicher Weise gehen die Impulse, die in den Wicklungen 350 und 351 erzeugt werden, auf die Spannung in der Wicklung 162 des Transformators 160 zurück und liegen in ihrer Phase entsprechend zu dieser fest. Ist der Impuls in 350 zu einer gewissen Zeit positiv, so wird der Impuls in 351 um 180c später positiv, Ebenso sind die an den Wicklungen 352 und 353 entstehenden Impulse in ihrer Phase in Bezug zur Phase der Spannung in der Primärwicklung 163 des Transformators 160 festgelegt. Im Betrieb der Dreiphasen-Schweissmaschine werden die positiven Impulse von den Wicklungen 348, 350-lind 352 als Steuerimpulse verwendet, um einen Schweissgleichstromstoss zu erzeugen; der nächstfolgende Schweissgleichstromstoss wird dann durch Verwendung der positiven Impulse an den bicklungen 349, 351 und '53 als Steuerimpulse erzeugt.

Claims (1)

1' n t e a t a n s p : ü o h e
1. Yereahren zur Regelung einer durch Gleichrichtung einer mehrphasigen Speiae-`@leahselspunnuxsg erhaltenen Gleiohapannung, unter Verwendung von Phaeenaohleber- mitteln, die den Zcindseitpunkt von zur Gleichrichtung der 8peiseweoheelepannung dienenden Gleichrichtern, etwa von Ignitrons, festlegen, §Murch dekenn$s1pM@t= dass eine von der mehrphaaigen Speisewechselspannung abhängig* RegelepaununZ erzeugt wird, aus der jew*ile dann Impulse abgeleitet werden, wenn nie einen vor- 6eUebenen wert erreicht, und dass diese Impulse zur Zündung der Gleichrichter verwendet werden, wobei die Regelspannung derart beschaffen 3.®t, dann bei Absinken der mehrphasigen Speieeweohselepunnung die ZUndseitpunkte der Gleiohriohter früher gelegt und bei Ansteigen der mehrphasigen Speioeweohselapannung die ZEindzeitpunkte der Gleiohriohter später gelegt werden, und zwar in etwa dem Mass, dann die von den Gleich- richtern gelieferte Gleichspannung unabhängig von Sohwankunt;en der mehrphunigen Speiseweohaelapannug praktisch konstant bleibt. 2. Yeri4hren nach Anpruoh 1, dadurch gexennzeiohnst, dann die einzelnen Phasen (11, 12, 13) der mehrphasigen Speiseweoheelapannung je einer Priaärwioklung (161, 162, 163) eines Transformators (16n) zugeführt werden, dann
die dadurch in je zwei (191A, 191B; 193A, 193B; 195A, 195B) jeweils einer Primärwicklung zugeordneten Sekundärwicklunen des Transformators erzeugten Spannungsimpulse gefiltert, mittels symmetrischer Kathodenverstärker (202, 224, 244) verstärkt und wieder vereinigt werden, dass den Ausgangsspannungen der Kathodenverstärker eine sich ändernde, durch Gleichrichtung der mehrphasigen Speisewechselspannung mittels eines Gleichrichters (185) gewonnene Gleichspannung überlagert Trrird, und dass die resultierenden Spannungsverläufe für jede Phase der Speisewechselspannung zur Auslösung von Steuerimpulsen zur Steuerung der Zündzeitpunkte der ihnen zugeordneten Gleichrichter verwendet werden. 3o Schaltung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine erste Gruppe von Doppeltrioden (202, 224, 244), die von jeweils einer Phase (191A,B; 193 A,B,; 195 A,B) gesteuert werden und zwischen deren Kathoden (206, 207; 230, 231; 250, 251) jeweils die Primärwicklung (208, 232,252) eines Transformators (260, 278, 300) geschaltet ist und in deren Gitterzuleitungen (197, 198; 220, 221; 240, 241) Widerstand-Kapazitäts-Kreise (216, 217, 218, 219;-234, 235, 236, 237; 254, 255, 256, 257) liegen, durch Verbindungsleitungen, die die Gitter und Kathoden jeder Doppeltriode mit der ihr zugeordneten Phase derart verbinden, dass die Doppeltrioden symmetrisch arbeiten, wozu die genannten Primärwicklungen (208, 232, 252) in ihrer Mitte angezapft und somit in Wicklungsabschnitte aufgeteilt sind, durch eine zweite Gruppe von Doppeltrioden (266, 285, 306), die von jeweils einer Phase gesteuert werden, durch zwischen den Gittern dieser Doppeltrioden liegende Sekundärwicklungen (261, 280, 301) der Transformatoren, durch Verbindungsleitungen (262, 263; 281, 282; 302, 303; 344; 341, 326) zwischen dem Gleichrichter (185) und den Gittern (264, 265; 283, 287; 304, 305) und Kathoden (269, 288, 309) der Doppeltrioden der zweiten Gruppe, die zu je einem Mittelabgriff (346) der genannten Sekundürwicklungen führen, der diese Wicklungen in jeweils zwei Wicklungsabschnitte unterteilt, durch Primdr:. wicklun:-en (274, 276; 292, 296; 312, 2'1.6) von Transformatoren (275, 277; 293, 297; 313, 317) in den Anoden-Kathoden-Kreisen der Doppeltrioden der zweiten Gruppe, in denen nach I#:assgabe der Steuerung der Doppeltrioden -in ihrer Phase festgelegte Impulse erzeugt werden i und durch eine Spannungsregelröhre (328), von der eine Gleichspannung abaef=riffen und ebenfalls zwischen Gitter und Kathoden der Doppeltrioden der zweiten Gruppe gelefrt ist.- 4. Schaltung nach `nspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannun-i_srP`elrdhre (328) eine relativ konstante Gleiehsnan_nun:- liefert und dass diese Gleichspannung an einem Wi.äerstands-Sngnnungsteiler (324) liegt, mit dem eine Aus -,in@sn@@nnur@- einzustellen ist, die zwischen Bitter und 'K--:tiicden der Doppeltrioden der zweiten Grurre :Yelegt ist. .- 11
5. Schaltung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeivh- net, dass die Kathoden der Doppeltrioden der ersten ` Gruppe am Sternverbindungspunktt (190) von in Stern- schaltung liegenden Wicklungsabschnitten (191A9B; 193 A,B,; 195 A,B) von Sekundärwicklungen des an der Speisewechselspannung angeschlossenen Transformators liegen und dass die freien Enden der Wicklungsab- schnitte über Widerstands-Äapazitäta--Kxeiae an den Gittern der Doppeltrioden liegen. 6. Schaltung nach einem der Ansprüche 3 bis 5,9 dadurch gekennzeichnet, dass die Gleichspannung aus einer mehr- phasigen Wechselspannung mittels eines priaärseitig in Dreieckschaltung liegenden Transformators (160) er- zeugt wird, der mindestens zwei Gruppen (165,_166) von in Dreieckschaltung liegenden Sekundärwioklungen auf- weist und eine dritte Gruppe (190) von Sekundärwick- lungen, die in Sternschaltung liegen und mittels eines Gleichrichters (185), der die in Dreieckschaltung liegen- den Sekundärwicklungen derart verbindet, dass die in den Sekundärwicklungen fliessenden Wechselströme gleiohge- richtet werden und eine Spannung erhalten wird, die eine schwach gewellte Amplitude erhöhter Frequenz hat, deren mittlere Höhe sich entsprechend den Ände- rungen der Speisespannung ändert. _
Verfahren zur Regelung des Schweizstroms dreiphasiger Schweissmaschinen, die von einer dreiphasigen Wechselspannung gespeist werden gegenüber Spannungsschwankungen der Speiaewechselapannung dadurch gekennzeichnet, dass die drei Phasen der Speisewechselspannung derart gleichgerichtet werden, dass sich eine Gleiohapannung ergibt, deren Höhe sich entsprechend der Amplitude der Speisespannung ändert, dass unabhängig davon jede Phase der Speiseweeheelapannung gefiltert wird, dass die gefilterten Weahselapannungen Elektronenröhren zugeführt werden, die als symmetrische Kathodynverstärker arbeiten, daos die Ausgangswechselspannungen der Kathodynverstärker mit der durch Gleichrichtung gewonnenen Gleichspannung vereinigt werden, so dass eine wellige Gleichspannung entsteht und dass aus dieser welligen Gleichspannung Zündimpulse abgeleitet werden deren Phasenlage sich entsprechend der Höhe der durch Gleichrichtung gewonnenen Gleichspannung ändert. B. Elektrische Schweissmaschine, in der aus einer mehrphasigen Speisewechselspannung eine Gleichspannung erzeugt wird, gekennzeichnet durch eine Spannungsregalschaltung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche und durch Gleichrichterorgane, die zeitlich nach Massgabe einer einstellbaren Bezugsspannung gezündet werden, deren Höhe die resultierende Gleiehspannungsamplitude bestimmt.
DE19621438238 1961-02-23 1962-02-01 Schaltungsanordnung zur Konstanthaltung einer von einer mehrphasigen Wechselstromquelle durch Gleichrichtung gelieferten Gleichspannung Expired DE1438238C (de)

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US91107A US3098977A (en) 1958-12-02 1961-02-23 Automatic voltage compensator for three phase
US9110761 1961-02-23
DEW0031592 1962-02-01
GB36205/66A GB1110916A (en) 1961-02-23 1966-08-12 Automatic voltage compensator for three phase

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DE1438238A1 true DE1438238A1 (de) 1969-11-20
DE1438238B2 DE1438238B2 (de) 1972-06-22
DE1438238C DE1438238C (de) 1973-01-11

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GB1110916A (en) 1968-04-24
DE1438238B2 (de) 1972-06-22

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