DE1563204C3 - Schweißtransformator - Google Patents

Description

a) zur Verwendung des Transformators als Einphasen-Schweißtransformator für Zweifachpunktschweißungen speisen die beiden der Primärwicklung (P1 + P2 + P3) zugeordneten Sekundärwicklungen (Sl, 52) je eine Punktschweißstelle und sind durch ein fließendes Kühlmittel gekühlt;

b) der innere Primärwicklungsteil ist als nur eine Scheibenspule (P 2) ausgebildet und zwischen den beiden Sekundärwicklungen angeordnet;

c) die Anzapfungen sind seitlich durch End-Isolierzwischenlagen (A, C) in Richtung der Wicklungsachse herausgeführt.

Durch die österreichische Patentschrift 19 558 ist bereits ein Transformator mit mehreren, an einer Wechselstromquelle liegenden Scheibenspulen einer Primärwicklung bekannt, deren zwei außenliegende Endspulen über Anzapfungen parallel zueinander und in Reihe mit inneren, anzapfungsfreien Wicklungsteilen liegend mit der Wechselstromquelle verbunden sind. Zwei scheibenförmige Sekundärwicklungen liegen dort symmetrisch zwischen den Primärspulen und sind daher gleichen Leckreaktanzen ausgesetzt und führen gleiche Ströme. Zwischen den dicht nebeneinanderliegenden Wicklungsteilen und zu den Kernteilen hin sind Isolierzwischenlagen vorgesehen.

Bei dieser Konstruktion liegen aber die beiden Sekundärwicklungen als parallel auf nur einen Ver-. braucher geschaltete Wicklungen unmittelbar nebeneinander, und die inneren Primärwicklungsteile bestehen aus zwei Teilspulen, die je zwischen einer äußeren Primärspule und den Sekundärwicklungen liegen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, von dieser Anordnung ausgehend einen Schweißtransformator zu schaffen, der zugleich die gleichzeitige Speisung von zwei Punktschweißstellen, einen hohen Wirkungsgrad und eine gute Ausnutzung des aktiven Materials gestattet.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen:

a) Zur Verwendung des Transformators als Schweißtransformator für Zweipunktschweißungen speisen die beiden der Primärwicklung zugeordneten Sekundärwicklungen je eine Punktschweißstelle und sind durch ein fließendes Kühlmittel gekühlt; π

b) der innere Primärwicklungsteil ist als nur eine Scheibenspule ausgebildet und zwischen den beiden Sekundärwicklungen angeordnet;
c) die Anzapfungen sind seitlich durch End-Isolierzwischenlagen in Richtung der Wicklungsachse ίο herausgeführt.

Bei der Anordnung nach der Erfindung hat jede Sekundärwicklung immer zwei Kopplungsflächen zu den ihr zugeordneten Primärspulen, deshalb wird im Vergleich zu der Anordnung nach der österreichischen Patentschrift eine geringere Leckreaktanz, d. h. eine entsprechende Erhöhung der Leistung des sekundärseitigen Ausganges erzielt.

Durch die Kühlung der Sekundärwicklungen wird weiterhin ein optimaler Wärmeübergang von den Primärspulen zu den Sekundärwicklungen und damit eine erheblich verbesserte Ausnutzung des aktiven Materials erreicht; Die gleichzeitige Speisung von zwei Punktschweißstellen erlaubt schließlich eine erhebliche Herabsetzung des Aufwandes für den Transformator, ohne die gleichmäßige Speisung beider Schweißstellen zu beeinträchtigen.

Durch die deutsche Auslegeschrift 1 057 219 ist es schon bekannt, ungekühlte Primär- und gekühlte Sekundärspulen scheibenförmig abwechselnd nebeneinander anzuordnen. Dort haben jedoch die äußeren Primärspulen eine festliegende, halb so-große Windungszahl wie die inneren. Das Problem, wie bei Verwendung von Anzapfungen gleiche Leckreaktanzen für die Sekundärwicklungsteile sichergestellt werden könnten, ist dort nicht erwähnt, außerdem sind dort die Sekundärwicklungsteile parallel geschaltet und für nur einen Verbraucher vorgesehen.

Die konstruktiven Merkmale der Erfindung werden nachfolgend an Hand eines Ausführungsbeispiels beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 den Aufbau eines Transformators nach der Erfindung, der bis zu einer Leistung von 200 kVA einphasig ausführbar ist und

F i g. 2 das Schaltschema der Primärspulen des Transformators nach Fig. 1.

. Der Transformator nach F i g. 1 enthält Primärwicklungsteile oder -spulen Pl, P 2, P 3 und Sekundärwicklungen Sl, S 2. Die Spulen bzw. Wicklungen sind innerhalb eines sie umschließenden Kerns K angeordnet. Die Spulen PI₅P 2, P 3 sind scheibenförmig ausgebildet, und die Sekundärwicklungen Sl, S 2 bestehen aus jeweils einer Windung. Die Primärspulen und die Sekundärwicklungen sind abwechselnd angeordnet, wobei Pl und P 3 die Endwicklungen der Anordnung bilden. Zwischen den Spulen und die Anordnung umgebend sind Isolierzwischenlagen A, B, C, D, E, F, G und H angeordnet.

Die Primärspulen sind vorzugsweise aus Kupferband von fast der gleichen Breite wie die jeweilige Spule gewickelt, wobei die Windungen übereinander angeordnet und durch ein biegsames isolierendes Band, z. B. aus Baumwollgewebe oder Glasfaser, gegeneinander isoliert sind.

Die primärseitigen Anzapfungen werden durch weitere Kupferbänder gebildet, die unter einem rechten Winkel an das Kupferband der Spulen Pl, P 3 weich oder hart angelötet oder angeschweißt und an

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den Seiten der Spule herausgeführt sind. Die Sekun- des Abstandes zwischen den Wicklungsteilen zu erdärwicklungen mit einer Windung können aus gut halten, ist die Leitung von der Stromquelle zu der leitendem Kupfer gegossen sein. In diesem Falle wird Primärspule P 2 unter der Wicklung 51 und der ein Kupferrohr glatt abschließend in die Seite des Spule Pl hindurchgeführt und tritt im Verbindungs-Gußstückes eingeschweißt oder hart oder weich ein- 5 punkt der Isolierzwischenlagen A und B aus (Fig. 1). gelötet, um ein Kühlmittel zu führen. Eine andere Eine typische Widerstandsschweißungs-Last ist inMöglichkeit besteht darin, jede Sekundärwicklung duktiv, und die üblichen Werte des Leistungsfaktors aus gezogenem hochleitendem Kupferrohr herzustel- liegen zwischen 0,4 und 0,8. Somit erzeugt jede Verlen, an dessen Enden spezielle Kühlmittelanschlüsse minderung der Leckreaktanz eines Widerstandsangeschweißt oder hart oder weich angelötet sind. io Schweißtransformators einen entsprechend größeren In diesem Falle strömt die Kühlflüssigkeit innen Anstieg der Leistung als bei einer Ohmschen Last,
durch die Sekundärwicklungen. Die Sekundärwicklungen können auch durch eine

Gemäß F i g. 2 sind die Endprimärspulen P1 und darum herum- und innen hindurchgeleitete Flüssig-P 3 parallel geschaltet und liegen in Reihe mit der keit gekühlt werden. Dementsprechend ist der Wir-Primärspule P 2 am Wechselspannungsnetz. Dazu 15 kungsgrad des Kühlsystems des Transformators besind die Primäranzapfungen durch die Endisolier- sonders groß, weil der Wärmeübergang zwischen den stücke A und C herausgeführt. Das bedeutet, daß die Primärspulen zu den Sekundärwicklungen besonders Abstände zwischen den Spulen P 2 und 51 einerseits günstig ist. Da die elektrische Isolation einen schlechsowie S 2 andererseits gleich sind und nur geringe ten Wärmeleitwert hat, verbessert die Verminderung Werte aufweisen. Die Isolierstücke F und G 20 der insgesamt zwischen den Primärspulen und den (s. Fig. 1) können in ihrer Dicke für einen entspre- Sekundärwicklungen zwischengeschalteten Isolation chend geringen Wert bemessen werden. Weiterhin den Wärmeübergang und führt damit zu einem gehat jede Sekundärwicklung bei jeder Schaltstellung ringeren Temperaturanstieg des Transformators unter zwei Kopplungsflächen zu der Primärseite. Das führt Last als bei der eingangs genannten Anordnung, falls zu einer geringen Leckreaktanz und entsprechend 25 dort eine Kühlung der Sekundärwicklungen vorhohem sekundärseitigem Ausgangsstrom, außerdem gesehen wird.

zu einer guten Kühlung der benachbarten Primär- Die mit einem Transformator nach der Erfindung

spulen, insbesondere der mittleren. Die mittlere Pri- erzielten günstigen, Arbeitsergebnisse sind nach-

märspule ist nämlich nicht angezapft und daher stets folgend wiedergegeben,

voll belastet, weshalb ihre Abkühlung besonders gut 30

sein muß. Wenn der Schalter sich in der dargestell- Konstruktion und Schaltung nach F i g. 1 und 2

ten Lage befindet, enthält der Stromkreis z. B. alle Wirkungsgrad 46%

Windungen der Primärspule P 2 und nur einen Teil Ausgangsstrom 23 900 Amp.

der Windungen der parallelgeschalteten Spulen Pl Temperaturanstieg 95° C

und P 3. 35 Abgleich zwischen den Ausgängen

Unabhängig von der jeweiligen Anschaltung der (unter ungünstigen Bedingungen) 0,4%
Anzapfung ergeben sich stets untereinander gleiche

Leckreaktanzen für die beiden Sekundärwicklungen. Es ist einleuchtend, daß die Erfindung im Rahmen

Durch die gleichmäßige Kleinhaltung der Dicke des Anspruchs abwandelbar, also nicht auf die nur der Isolierzwischenlagen E, F, G und H (eine an sich 40 als Beispiel beschriebenen speziellen Konstruktionseinfachere Anzapfung der mittleren Primärspule P 2 merkmale beschränkt ist. Insbesondere kann die Erist vermieden) wird die Gesamtinduktanz des Trans- findung sinngemäß für mehrphasige Transformatoren formators kleingehalten. Um die Gleichförmigkeit angewandt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Transformator mit mehreren an einer Wechselstromquelle liegenden Scheibenspulen einer Primärwicklung, deren zwei außenliegende Endspulen über Anzapfungen parallel zueinander und in Reihe mit inneren, anzapfungsfreien Wicklungsteilen liegend mit der Wechselstromquelle verbunden sind, und mit zwei scheibenförmigen Sekundärwicklungen, die symmetrisch zwischen den Primärspulen liegen, gleichen Leckreaktanzen ausgesetzt sind und gleiche Ströme führen, und mit . Isolierzwischenlagen zwischen den dicht nebeneinanderliegenden Wicklungsteilen und zu den Kernteilen hin, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: ~ , .