DE1538652A1

DE1538652A1 - Elektrische Regelschaltungsanordnung

Info

Publication number: DE1538652A1
Application number: DE19661538652
Authority: DE
Inventors: Sevenco Alexander Jura
Original assignee: Lincoln Electric Co Ltd
Current assignee: Lincoln Electric Co Ltd
Priority date: 1965-04-15
Filing date: 1966-04-15
Publication date: 1970-03-26
Also published as: BE679517A; US3404329A; NL6604973A

Description

Patentanwälte DIpI Ing. F.Weickmann, Dr. Ing. A. Weickmann

D'-J.lng.fl.^ickmann.DlpI.PSye.Dr.K.Rneke- . 1538652

8 München 27,. MählstraSe 22

LINCOLN ELECTRIC COMPANY LIMITED Welwyn Garden City, Hertfordshire, England

Elektrisehe Regelschaltungsanordnung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf elektrische HegelSchaltungsanordnungen und insbesondere .auf Schaltung s anOrdnung en, in denen hohe- elektrische Ströme durch magnetische Einheiten, wie beispielsweise sättigbare Wandler, geregelt werden» -.

Es ist oft wünschenswert, daß eine elektrische Regelschaltung zur Regelung- von hohen Strömen zusätzlich zu einer bestimmten Ausgangscharakteristik (beispielsweise konstante Ausgangsspannung mit wachsendem Laststrom) schnell auf Belastungsänderungen anspricht. Ein Beispiel für einen Regelkreis, welcher schnell auf Laständerungen

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anspricht und eine konstante Ausgangsgröße beibehält, ist ein Drehzahlregler für einen Wechselstrom- oder Gleichstrommotor, welcher eine Walzstraße antreibt oder zum Betrieb bei konstanter Drehzahl unabhängig vom Ausgangsdrehmoment oder vom Spannungsabfall infolge des läuferstroms Verwendung findet. Ein anderes typisches Beispiel ist eine Regelschaltung für ein elektrisches Bogenschweißgerät, in dem es notwendig ist, den Hauptschweißkreis mit einer konstanten Spannung unabhängig von «Yiderstandsänderungen im Schweißkreis zu speisen.

Die Schaltungsanordnung''gemäß der Erfindung findet insbesondere als Speisequelle für ein Schweißgerät Verwendung, bei dem eine Elektrode wiederholt mit einem*Werkstück" bzw. der Schweißnaht des Werkstücks in IContakt gebracht wird, wobei ein kurzgeschlossener Kreis entsteht, indem^däs^w Ende der Elektrode aufgeschmolzen wird, uin einen gesdhmol-' ' zenen Tropfen zu bilden, welcher auf das .'/erkstück bzw. auf die Schweißnaht des Werkstücks übertragen wird. Dabei *" entsteht ein Bogen zwischen der "Elektrode und dem »Werkstück' bzw. der Schweißnaht, welcher bis zur nächsten Kurzschlußperiode stabil bleibt. Um beispielsweise die GUtung der Schweißung zu kontrollieren, ist es oft notwendig, die Ausgangscharakteristik der Speisequelle des Sehweißkreises zu regeln, wobei die Speisequelle gleichzeitig schnell' auf Änderungen der Bogendauer ansprechen soll, so daß beispielsweise für einen lang andauernden Bogen ein konstanter

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BAD

Stromimpuls in den Schweißkreis eingespeist wird.

Bei bekannten Anordnungen bestand die HauptSchwierigkeit bei der He aus ie rung eines schnellen Ansprechens auf Änderungen in einem Hegelkreis, bisher im langsamen Ansprechen von geschlossenen Regelsohleifenwicklungen (loop-controll windings) beispielsweise in magnetischen Verstärkern oder tJberverbund-Gene.ratoren, welche eine hohe Induktivität besitzen und gleichzeitig einen hohen Stroa führen müssen} denn in Regelschaltungen dieser Art ist es gebräuchlich, die Ausgangscharakteristik mit einem ?ehl**8ignal su regeln, daß durch Vergleich eines konstanten Potentialbezuge mit einem rückgekoppelten Teii des Ausgangeeignals erzeugt wird.

D«r vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Regelschaltung mit schnellerem Ansprechen auf Belastungsänderungen anzugeben, wobei gleichzeitig die günstigen Eigenschaften von magnetisch geregelten Kreisen ausgenützt werden sollen·

Bei einer elektrischen Regelschaltungsanordnung mit wenigstens einem Paar magnetischer Wandler ist daher gemäß der Erfindung vorgesehen, daß die Wandler eine Hauptwicklung und eine Auslösewiciclung besitzen, daß die Hauptwicklungen des TTandlerspaars bjw. der Wandlerpaare abwechselnd an einer Halbwelle des Stroms einer Speisestromquelle und

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BAD OBIQINAL.

an einer gemeinsamen Last liegen, daß die Auslösewicklung eines Wandlers des Wandlerpaars bzw. der Wandlerpaare gleichzeitig mit der Hauptwicklung des anderen Wandlers des Wandlerpaars bzw. der Wandlerpaare an der Speisestromquelle liegt und daß die Wandler eine Haupt-Rückkopplungswicklung besitzen, die so geschaltet ist, daß die magnetische Induktion, welche von einem in dieser Wicklung fließenden, vom Laststrom abhängigen Strom erzeugt wird, in den Wandlerthermen gleichsinnig verläuft.

Gemäß einer V/eiterbildung der Erfindung ist ein zweiter Rückkopplungskreis (im folgenden als Rückkopplungswicfclung bieiehnet) vorgesehen, welcher durch ein, den Strömen in den Auslösewicklungen entsprechendes Signal gespeist wird, und eine in allen Wandlerkernen gleichsinnige magnetische induktion erzeugt.

in Iei Schäitui^Iahorditxng gkskäB der ^rfinltiög liiil iliäulliöÄilüIiÖiliiliSilf f'&i%iih&i'} &:&: taüdiSff IB. iüf IiI litililwiSifeiMnt vM äi§ itillSil#ic^:ieitint Hf IiMi iffiä-

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BAD .ORIGINAL

größe auf, in der Strom durch, die Auslösewicklung fließt. Diese Änderung des Auslösestroms regelt den Strom in der Hauptwicklung während der folgenden Halbwelle unabhängig von der Induktivität der Auslösewicklung. Dieses schnelle Ansprechen (d.h. eine Änderung tritt innerhalb einer Halbwelle der Speisefrequenz auf) blwi.bt auch aufrechterhalten, wenn sich die magnetische Induktion im &ern von einem Sättigungsextremwert zum anderen ändert, vorausgesetzt, daß keine geschlossenen elektrischen fiegel-schleifen oder Kurzsehlußwicklungen auf den Kern vorhanden sind, welche das Ansprechen merklich verzögern. Zur Hegelung der -ausgangs Stromspannungscharakteristik muß jedoch wenigstens eine Rückkopplung von der Hauptwicklung auf den Kern vorhanden sein, wobei jedoch gemäß der Erfindung der Effekt einer großen Induktivität im Regelkreis vermieden wird, da die Haupt-Rückkopplungswioklung, welche einen nennenswerten strom führt, nur aus einer einzigen Windung mit vernachlässigbarer Induktivität auf dem Kern besteht. In entsprechender Weise führt die Auslöse-Rückkopplungswicklung, welche eine größere Anzahl von Windungen besitzt, nur einen sehr kleinen Strom, weil sie nicht mit dem Lastkreis verbunden ist, so daß der Effekt der Induktivität einer größeren Anzahl von Windungen vernachlässigter ist.

In deν Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung koppelt eine Rückkopplungswicklung alle Wandlerkerne. Würde jeder Wandler eine getrennte Rückkopplungswiaklung besitzen, welche

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von den Strömen in den entsprechenden Hauptwicklungen gespeist wird, so würde beispielsweise eine Änderung des Laststroms nicht gleichzeitig innerhalb der gleichen Halbwelle in den Rückkopplungswicklungen der anderen Kerne auftreten. Die Rückkopplung durch eine einzige Wicklung, welche alle Kern gleichsinnig umfaßt, stellt sicher, daß die erforderlichenÄnderungen der Magnetinduktion in allen Kernen innerhalb einer Halbwelle der Speisewechselgröße auftritt.

Gemäß einer besonderen Ausbildung der Erfindung wird jedes Wandlerpaar von einer Phase einer mehrpahsigen Speisewechselquelle gespeist. Für viele Anwendungszwecke ist ein Ausgangsgleich strom erforderlich (beispielsweise für Bogenschweißen in einer Inertgasatmosphäre), wobei die Kombination der Ausgänge der an verschiedenen Phasen, der. Speisequelle liegenden ^andlerpaare die helligkeit des Ausgangsgleichstroms vermindert.

In den Kreisen der Hauptwicklungen und der Auslös ewick- ,-lungen sind vorzugsweise Seriengleichrichter vorgesehen, sp_c daß ein Gleichstromsignal in die entsprechenden Bück- ^v. *;";·;ν kopplungswicklungeh eingespeist wird. In der Schaltujags^., _; j*. anordnung gemäß der Erfindung wird die" Regelung der Aus* _; , ;-gangscharakteristik durch Regelung der durch, die Rück- - . _:.,-koppluijcpwicklungeh erzeugten resultierenden magnetischen .-;.....■ Induktion vorgenommen. ,

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.BAU

Um die Signale von den Haupt- und Auslösewiciclungen zu vergleichen, welche gegenphasig sind, müssen sie gleich« gerichtet werden. Es ist allerdings nicht erforderlich, daß die Ausgangssignale der'Hauptwioklungen gleiche Richtung besitzen. Soll beispeilsweise ein -Husgangsgleiehstrom erzeugt werden, so müssen die Hauptwicklungepaare, welche gegenphasig gespeist werden, an entgegengesetzte Klemmen der Last gesohaltet werden. Soll allerdings ein Ausgangswechselsirom erzeugt werden, so können die gegenphasig gespeisten Hau pt Wicklungspaare an die gle-iche Lastklemme' geschaltet werden. Bei der letzteren Schaltungsart speist je ein Hauptwieklungspaar eine Halbwelle des gleichgerichteten Stroms jeweils mit abwechselnder dichtung in die Last, so daß insgesamt ein Wechselstrom mit der Frequenz der Sepöisequelle in der last fließt. In jeder der bekehr iebSiiiii Äuöführungsformen der Schaltung ist im Lastkreis eiiie Drbsäei vorgesehen, so daß die Helligkeit deia

reduziert wird. -

lei iinlf sökiitmigiiöijgiibnllit äittd äil Mäupt-äüöM wiöitoflä ieteiis'iftiiii üt iü' ttiölöliwickiuiglte p Ilifilii $Äi iäsiSII-lüakkoiiliu^iSHciiiiiiigii tiM äfe i8£e^±c1feiffife!fi gifeiSiiliMti iSiSMiiili SiMi ifiiisi imitlt?8I; So tiääit IiI iliiiäif^ti&gä^älpliüiMi ^8« alt

liäi iieliü? Ö±stiüig 'tide* aii eMetigi wird; β±ΐ ^

BAD

Laststrom nimmt die MagnetiAduktion in den Kernen ab, wobei auoh die Impedanz der Wandler im Hinblick auf den Rütfkkopplungskreis abnimmt. Dabei fließt ein größerer Strom in den Auslöse-Bückkopplungswicklungen, welcher den Einfluß der Haupt-Rüekkopplungswicklungen vermindert. Zur Änderung des Stroms in den Auslöse-Rückkopplungswicklu4gen kann beispielsweise ein veränderbarer Widerstand vorgesehen werden, so daß die Steigung der Ausgangsstromspannungscharakteristik anwächst.

Bei einer weiteren Sehalturigsmöglichkeit sind die Haupt-Rückkopplungswickäungen und die Auslösewicklungen gleichsinnig geschaltet, während die Auslöse-Rückkopplungswicklungen und die Auslösewicklungen gegensinnig geschaltet sind. Bei dieser Ausführungsf02mbewirkt ein Anwachsen des ^astst-'D.iw 3i.v Aiiv=¹ clisen der Impedanz der Wandler, so daß sich eine Abnahme der Ausgangsspannung einstellt. Eine derartige fällende Charakteristik ist insbesondere für gekühlte Bogöilschweißverfahren günstig*

Bei einer weiteren Schältuhgeart läuft die Auslöse-Rüöl^öppluiigBwiöklung leer» wobei Mittel zur S§grenzu#g des Strömös zur Mslösewicklung vorgesehen siädi und die Häüpt^Rü^kicbppluhgßwicicluiigen und die AüslÖsewickluiigeii gleichsinnig gesdihäitet sind» Ih dieöem fäll wird l»«i großem JjästströiQj verglichen Mit deia Voriaägaötiöierungsi die iaägnetisöhe ihduktibh in den Kernen durch

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- ' MAS)

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den Strom in den Haupt-Rückkopplungswicklungen bestimmt, wobei die impedanz der Wandler über einen weiten Bereich des Ilauptwicklungsstroms im wesentlichen konstant bleibt. Eine derartige konstante Ausgangsstromspannungscharakteristik ist insbesondere für Handschweißverfahren geeignet, bei denen es gewöhnlich wünschenswert ist, daß der Schweißstrom mit sich ändernder Bogenlänge und sich daher ändern- - der Bogenspannung konstant bleibt.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann eine weitere Kuzrschlußwicklung vorgesehen sein, welche alle •Kerne koppelt. Eine derartige Windung verzögert das Ansprechen der Wandler, wobei durch Änderung des Widerstands der Wicklung eine variable Verzögerung des Übergang-Anoprechvermögens der Schaltung erreicht wird.

Im folgenden wird die Erfindung a»ak£& anhand von in den Figuren dargestellten.Ausführungsbeispielen näher erläutert·

Es zeigt;

Pig. 1 ein Schaltbild einer einphasigen, Regel schaltung gemäß der Erfindungj

I¹Ig. 2 ein Schaltbildung einer dreiphasigen Regelschaltung gemäß der Erfindung}

Fig. 3a und 3b Stromspannungscharakteristikender Schaltung s an Ordnungen nach lⁿig. 2; · ' · ^: ^ 00981 3/ 04 70 BAD OWSlNAL - ¹⁰ -

Fig. 4 die dynamische Charakteristik der Schaltungsanordnung nach Fig. 2;

Fig. 5 ein Schaltbild einer einphasigen Regelschaltung zur Erzeugung eines Ausgangswechselstroms;

Fig. 6 drei Wandlerkerne mit den entsprechenden auf ihnen vorgesehenen Wicklungen.

Bei den in den Fig. 1, 2 und 5 dargestellten Schaltungsanordnungen sind die Wicklungen auf den wandlerkernen der einfachheithalber lediglich schematisch dargestellt, d.h., der genaue Wicklungssinn geht aus den figuren nicht hervor. In der Schaltungsanordnung nach -Fig. 1 wird der _: Speisestrom von einem Transformator 10 geliefert, dessen j Primärwicklung 11 an eine Wechselstromquelle angeschlossen ist und dessen tfauptSekundärwicklung 12 einen Strom für die Hauptkreise des Wandlers liefert. Eine weitere Se-■ kundärwicklung 13 liegt mit "einem Abgriff 14 an einer Gleiehriohterbrücke 15, welche einen Regelgleichstrom ; für die Yonn&gnetisierungswicklungen 19 der Wandler lie-' ftrt*Zwei Halbwellenwandler 16 besitzen je einen Magnet- , kern mit einer Lastwicklung 17, wobei die Lastwioklungen, ! 17 in Serie geschaltet sind und an der Sekundärwicklung des Transformators 10 liegen. Jeder wandler besitzt weiterhin eine Auslösewicklung 18, welche in Serie geschaltet sind, und einen Strom von der Wicklung 13 des.Trans-

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10 «litaltenf dieser Strom ist gegenphasig ezum Strom in den Hauptwicklungen 17. Die Vormagnetisierungswicklungen 19 der beiden Wandler sind in Serie geschaltet und werden, wie oben ervfähnt, von der Gleiehrichterbrücke 15» mit tinem Strom gespeist, welcher durch einen veränderbaren Widerstand 29 geändert werden kann. Auf den Wandlerkernen sind weiterhin in Serie geschaltete Verzögerungswicklungsn 20 vorgesehen, wobei die Stromstärke des Strome durch diese Verzögerungewicklungen durch einen veränderbaren Widerstand 30 reguliert werden kann. Ein vierpoliger Schalter 31 besitzt drei SchaltStellungen A, B und G; die Schaltet ellung A ennögliohyeine Rückkopplung von den Auslösewieklungen 18 auf die Wicklungen 21 bzw. von den Hauptwicklungen 17 auf die Wicklungen 23} die Schaltstellung B ermöglicht einen Stromfluß von den ii uptwicklungen 17 duroh die Rückkopplungswicklungen 22; und die Schaltstellung Ö ermöglicht einen Stromfluß von den llauptwicklungön 17 durch die Haupt-Rüekkopplungswieklungen 22 bzw. von den Auslösewickluiigen 18 durch die Auslöse-Hückkopplungs-Wiekiungöli 21^ In den Hauptwickiungskreisen bzw. in den Äil.6lööi#i@kiüngskriBisen sind aieichriöhter 24 bzw. 25 vori um - wie in dör konventioMllön Magnetveritärker- - #in 51 ei eh strö maus gangs signal zu ärzeügeii*

In fig* 2 ist eine entsprechende Schaltungsanordnung tut Brei-Äasen-Betfieb dargestellt. Dabei iöt die einphäöige ie äüfdk elre dreiphasige StiöM^üeHe ersetzt*

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BAD OW*

Die Hauptwicklung jedes Wandlere 16 erhält Strom von einer phase der Sekundärwicklung 12 des Transformators 10, während die jeweilige Auslösewicklung gegenphasig von der anderen Sekundärwicklung 13 des Dreiphasentransfοrmators 10 gespeist wird. Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnungen nach Pig. 1 und 2 ist gleichartig, so daß der Einfachheit halber nur die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung nach Fi$. 2 beschrieben wird. Bei Stellung des schalters 31 in Schaltatellung A erhalten die Rückkopplungswicklungen 22 und 21 Strom, da sie in diesem Pail an die Haupt wicklung en und »die Auslösewicklungen angeschaltet sind. Die von den Vormagnetisierungs- und Auslö'eewicklungen 19 und 18 erzeugte magnetische Induktion in den Kernen bestimmt die anfängliche magnetische Induktion und damit den Spannungsabfall an den Hauptwicklungen 17 und die am Ausgang der leerlaufenden Schaltung stehende ffIeichspannung, überwiegt die Amperwindungszahl der Yormagnetlsierungswicklung, so vermindert sich die magnetische Induktion, d.h. die Ausgangsgleich spannung erhöht sichf eine Regulierung des Stromflueees in den Vormagnetisierungswioklungen 19 durch den veränderbaren Widerstand bestimmt daher die anfängliche Leerlaufspannung. Die Amperwindungszahlen der Haupt-Rückkopplungewioklungwi 22 wirken denen der Auslösewicklungen 18 entgegen» während die Amperwindungszahlen der Auslöse-WRückkopplungawicklungtn 21 die Wirkung der Amperwindungezahlen der Auslöeewioklungtn 18 unterstützen. Bei Belastung regelt die resultierend*

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BAD

magneto-motorisohe Kraft die $agnetisohe Induktion in den Kernen und daher die Aus gangs spannung. Mit größer werdendem laststrom erhöhen sich die Amperzahlen der Haupt-Rückkopplungswieklungen 22, so daß die magnetische Induktion in den Kernen proportional zum Verhältnis der Amperwindungszahlen der Rückkopplungswioklungen 22 und der Auslösewicklungen 18 abnimmt. Damit nimmt die Impedanz im Auslösewicklungskreis ab und es fließt mehr Strom in den Auslöse-Rückkopplungswicklungen 21, woduroh der wirksame Beitrag der Haupt-Rückkopplungswioklungen 22 reduziert wird. In Abhängigkeit vom durch die Auslösewicklungen 21 fließenden Strom kann die Steigung der statischen Stromspannungskennlinie wie in Fig. 3a dargestellt , geregelt werden. Wird der veränderbare Widerstand 27 im ¹XTeIs der Auslösewicklungen 18 beispielsweise für 16 V Ausgangsgleich spannung entsprechend einer Idchtlast (wobei die Leerlauf einstellung 25 V" beträgt) so geändert, dai3 der Auslösestrom stufenförmig abnimmt, so ändert sich die. Steigung der Stromspannungscharakteristig. wie aus Fig. 3 ersichtlich von der leicht fallenden Kurve 30 über die konstante Kurve 31 bis zu der leicht ansteigenden Kurve 32. Das gleiche gilt für höhere Spannungen entsprechend den Kurven 33, 34 und 35.

Das■ Anspreclivermögen der Schaltungsanordnung bei Änderung der Gleichstomeelastung ist aus Fig. 4 ersichtlich. Die Jerzögerungswlcklungen 20 bilden KurzschlußwickJLungen auf

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BAD ORIQlNAL

den Magnetkernen der wandler 16 und wirken daher als Induktive Verzögerung. Das Ans ρ rech vermögen bzw. der ötromanstieg kann daher entsiirechend den Kurven 50 und 51 nach Pig. 4 unaMngig von der anliegenden Spannung oder anderen Regelungen in der Schaltung geregelt werden. Die Verzögerung wird durch den veränderbaren Widerstand 30 variiert, wobei die Verzögerungszeit mit größerwerdendem Widerstand größer wird. Gegenüber konventionellen leistungsquellen kann damit ein viel größeres Ansprechvermögen bei gleichen ausgang sgIeichspannungen erzielt werden. Unabhängig von der gewählten Spannung stellt sich ein Stromendwert in der Schaltung ein, welcher maximaler Spannung der Speisequelle entspricht. Der Grund dafür, liegt darin, daL die von ·

den Rückkopplungswicklungen 22 erzeugte magneto-motorisch-e Kraft überwiegt und die Kerne innerhalb einer Halbwelle d?e'^ Speisespannung äfctigt, so daß der volle Ausgangsstrom wäh—^; ■'■■■ rend der folgenden Halbwelle erreicht wird. . . , -

Bei Stellung des Schalters 31 in der Schaltstellung B wird anstelle der Auslöse-Rückkopplungswieklungen 21 ein den Auslösestrom begrenzender Y/iderstand 28 in den Kreis eingeschaltet. Darüber hinaus werden die Haupt-Rückkopplungswicklungen 23 anstelle der ^üclungen 22- in den ^reis ein-" geschaltet, wobei die Amperwindungszahlen"der Wicklungen 23 die Amperwindungs zahlen der Auslösewicklungen 18 unterstützen.

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Da bei Leerlauf die Amperwindungszahlen der Vormagnetisierungswicklungen 19 überwiegen, kann, wie in Fig. 3 dargestellt ist, die Maximalspannung der Speisespannungsquelle erhalten werden. Wenn der Strom zunimmt, bestimmen die resultierenden Amperwindungszahlen der Hückkopplungewicklungtn 23 und der Vormagnetisierungswicklungen 19 die Form der statischen Ausgangs-Stromcharakteriatik, solange, bis ein bestimmter Strom erreicht ist, bei dem die magnetische Induktion in den Kernen im wesentlichen duroh die Amperwindungszahlen der Rüokkopplungswicklungen 23 bestimmt wird, wobei dann die statische Ausgangs-Stroms pannungscharakt "eris tik einen konstanten Stromwert · über der Spannung besitzt, welcher durch die Vorspannungswicklungen 19 festgelegt ist. Dieser Verlauf bleibt mit abnehmendem Lastwiderstand solange erhalten, bis praktisch Kurzschluß vorherrscht. Dann fällt an den Wandlern 16 die ■aximal mögliohe ^rannin^ ab-,.-v;cbei der Ausgangsfleichstro» nicht mehr geregelt wird. Der Strom kann dann zunehmen, wie am lunkt 43 auf der Kurve 44 nach Fig. 3b gezeigt ist | diese Stromzunahme ist insbesondere für BogeneehweiÖTerfahren Im niedrigen Strombereich günstig. i*urch Erhöhen 4es Vorspannungsstromes durch den Widerstand 29 wird β!« Wirkung der Eückkopplungswicklung 23 reduziert, wodurch bei gleicher Betriebsweise höhere Stromwerte erreichbar sind, wie dies die Kurven 45 und 4-6 nach Fig. 3b sei· gen·

BADOWGINAL009813/04TI

Bei Stellung des Schalters 31 in der Schaltstellung C v/erden die Auslöse-Rückkopplungswicklungen 21 wieder in den ^reis eingeschaltet, so daß sie nunmehr den Auslösewicklungen 18 und den Rückkopplungswicklungen 23 entgegenwirken. Daher verlaufen die Stromspannungscharakteristiken nicht mehr konstant,.wie die Kurven 47 und 48 nach Pig. 3b zeigen. Der Widerstand 29 regelt dabei weiter den Bereich des Gleichstroms. Eine Änderung des Auslösewiderstandes 27 führt zu einem geregelten Verlauf der Charakteristik für gleiche Amperwindungen der Vormagnetisierung swicklungen, so daß bei geringerem Strom in den Auslöse-Rückkopplungswicklungen 21 die Kurve 41 mit der Kurve 47 zusammenfällt.

Aus Gründen ei der Einfachheit sind die genauen Widerstandsv/erte, welche durch die anderen Stellungen des Schalters

31 zur Erzielung des gewünschten Strombereichs in die Kreise eingeschaltet werden, in den Figuren nicht dargestellt.

Zur Verminderung der Welligkeit ist eine Glättungsdrossel

32 in die Schaltungsanordnung en nach Pig. 1 und 2 eingeschaltet, um die Schweißgüte zu verbessern, und ein Abreissen des Bogens zu verhindern.

Pig. 5 zeigt ein schaltbild einer einphasigen Schaltungsanordnung, welche in der gleichen Weise, wie die Schaltung sanordnungen nach den Jig.. 1 und 2 wirken, jedoch wird

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-.-'■' BAD OFUeiNAL

bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 5 anstelle von einer Ausgangsgleichspannung eine SAusgangswech.se!spannung erhalten. Dies wird dadurch erreicht, daß die Hauptwicklungen der beiden Wandler antiparallel geschaltet sind, so daß ihre Ausgänge, wie bei bekannten Gegentaktstufen, von Röhren- oder Transistorverstärkern zusammengefaßt werden können. Der Gleichrichter 24 dient nunmehr lediglich zur Selbsterregung und nicht zur Gleichrichtung des •ausgangswechselst roms. Die Auolösegleiclirichter dienen dem gleichen Lweck, d.h. sie begrenzen lediglich den Stromfluß durch die AusIqsewicklungen in einer Richtung. Die anderen Zoiaponenten der schaltungsanordnung nach Fig. 5 sind in der gleichen Weise geschaltet, wie dies schon anhand der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 beschrieben wurde.

Fig. 6 zeigt drei Wandler für je eine Phase einer et-^rei-Phasen-Stromversorgung, deren Wicklungen gemäß der Wi Erfindung angeordnet sind. Es wird bemerkt, daß für eine Drei-Phasenstromversorgung tatsächlich sechs Wandler, wie in Fig. 2 dargestellt, erforderlich sind; in Fig. 6 sind jedoch der Einfachheit halber lediglich drei Wandler dargestellt. Jeder Wandler besitzt einen Kern 60-mit' einer Hauptwicklung 17j welche mit entgegengesetztem Wicklungssinn auf den äußeren Schenkeln 61 und 62 angebracht ist, so daß sie die magnetische Induktion im mittleren schenkel und damit in den Strom in der auf dem mittleren Schenkel angeordneten Vorspannungswicklung nicht beeinflußt. In

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gleicher Weise sind auf jedem Kern Auslösewicklungen angeordnet. Zwischen den entsprechenden schenkein 62 und 63 jedes Kerns sind zwei Rückkopplungswicklungen vorgesehen, welche eine magnetische Induktion im mittleren Schenkel jedes Kerns hervorrufen, da sie in entgegengesetzter Eichtung zwischen den Schenkelη 61 bzw. 63 verlaufe^.

- i-at ent anspr üche -

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Claims

Patentansprüche :

1. Elektrische KegelschaÜtungsanordnung mit wenigstens einem ^Aaar magnetischer Wandler, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandler (16) eine Hauptwicklung (17) und eine Auslösewicklung (1d) besitzen, dai: die Hau pt wick lung en (17) des ,Vandlerpaares bzw. der Wandlerpaare abwechselnd an einer Kalbwelle des Stroms einer Speiseatromquelle is (10) und an einer gemeinsamen Last liegen," daß die Auslösewicklung (18) eines 7/andlers (16) des Wandlerpaärs bzw. der Wandlerpaare gleichzeitig mit der Hauptwicklung (17) des anderen Wandlers (ΐυ) des Wandler]aars bzw. der Wandlerpaare an der Speisestromquelle (10) liegt und daß die Wandler (16) eine Haupt-R'ickkopplungswicklung (22) besitzen, die £'0 geschaltet ist, dab die magnetische Induktion, welche von einem in dieser Wicklung, fließenden, vom Laststrom abhängigen Strom erzeugt wird, in den ',yandlerkernen (60) gleichsinnig, verläuft.

2. Schaltungsanordniyig nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Gleichrichter (24) im Kreis der Hauptwicklungen (17), wobei ein Gleichstromsignal auf die Haupt-Rückko^plungswicklungen (22) zurückgeführt ist.

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J5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch eine Strombegrenzung in den Kreisen der Auslösewicklungen (18) und durch eine gleichsinnige Schaltung der Haupt-Rückkopplungswicklungen (22) und der Auslösewicklungen (18).

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandler (16) Auslöse-Rückkopplungswicklungen (21) "besitzen, welche von einen den Strömen durch die Auslösewicklungen (18) entsprechenden Strom durchflossen sind und so angeordnet sind, daß die durch sie erzeugte magnetische Induktion in allen 7/andlerkernen (6O₁^_-) gleichsinnig verläuft.

5. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Gleichrichter (25) im &reis der Auslös ewicklung en (18) und der Auslöse-Rückkopplungswicklungen (21).

6. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Haupt-Rückkopplungswiek&ungen (22) und die Auslösewicklungen (18) gegensinnig und die Auslöse-WRückkopplungswiCivlungen (21) und die Au ε Io Bewicklungen (18) gleichsinnig geschaltet sind.

#. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Anspüohe, dadurch gekennzeichnet, daß die Haupt-Rückkopplungswicklun-

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BAD

'■•tpt

gen (22) und die Auslösewicklungen (13) gleichsinnig und die Auslöse-Rckkopplungswicklungen (21) und-uie AuGlösewicklungen (18) gegensinnig geschaltem/sind.

8. 3σ1ΐ3ΐΐμ^38ΛθΜηΐΐ^ nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen gleichlaufenden mehrpoligen Schälter (31) zur G-leieh- oder gegensinnigen Schaltung der Hauptrückkopplungswicklungen (22) und eier AuslüBewicklungen (18) zur gleich- oder gegensinnigen Schaltung der Auslösewicklungen (18) und der Hauptwicklungen (17) sowie zur Abschaltung der Auslöse-Hückkopplungswicklungen (21) bei gleichzeitiger gleichsinniger Schaltung der Haupt-Rückkopplungswicklungen (22) und der Auslösewicklungen (18) über einen strombegrenzenden Widerstand (28).

9. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein veränderbares Element (27) zur Änderung des Stroms durch die Auslösewicklungen (18).

10. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als veränderbares Element (27) ein einstellbarer Widerstand Verwendung findet.

11. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, <aß die Hauptwiiiklungen (17) gegenphasig gespeist sind und an beide Lastklemmen angeschaltet

* - sind»

Q^D ηκι«»¹"·""· w u g 8 1 3 / O A 7 8

12. Sch al tu ng s an or dn UTi₀- nach einem der vorher geh end en Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptwi cklungen (.17) gegenphasig gespeist sind und zur Erzielung eines aucgangs-Wechselstroms an die gleiche Lastklenuiie an_öe schalt et sind.

13. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Drossel (32) im -uaststromkreis zur Glättung des Ausgangsstroms.

14. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mehrere Wandlerpaare, wobei je ein V/andlerpaar an eine Phase einer mehrphasigen Speisequelle angeschlossen ist,

15. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch weitere alle Kerne (60) "er Wandler (1b) koppelnde V/i cklungen (20) und durch einen, den Kreis der Wicklungen (20) schließenden ve rand erlraren Widerstand (30), wobei eine variable Ansprechverzögerung der Wandler gebildet wird.

16. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch von einem Grleiehstroj$. durchflossene Vormagnetisierungswicklungen (19) auf jeuem Kern (60) der Wandler (16) zur Vermagnetisierung der Kerne.

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