DE202009012960U1

DE202009012960U1 - Stromquelle für ein Widerstandsschweißgerät

Info

Publication number: DE202009012960U1
Application number: DE200920012960
Authority: DE
Original assignee: NIMAK GmbH
Current assignee: NIMAK GmbH
Priority date: 2009-09-25
Filing date: 2009-09-25
Publication date: 2009-12-03
Anticipated expiration: 2019-09-26

Abstract

Transformator mit sekundärseitig niedriger Spannung und hoher Stromstärke und sekundärseitiger Gleichrichtung für ein Widerstandsschweißgerät, dadurch gekennzeichnet, dass die Primär- und Sekundärwicklungen im Wechsel und jeweils zur Hälfte auf der linken und rechten Seite aufgeteilt und parallel geschaltet an einem Schnittbandkern in C-Bauform angeordnet sind.

Description

1. Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Transformator mit niedriger Sekundärspannung und hohem Sekundärstrom für ein Widerstandsschweißgerät, bestehend aus einem Transformatorkern mit mehreren Primärwicklungen und mehreren Sekundärwicklungen und einem Sekundärgleichrichter mit Dioden.
Derartige Transformatoren bzw. Stromquellen sind bekannt und werden für die Widerstandsschweißtechnik zur Umwandlung mittel- und hochfrequenter Primärspannungen eingesetzt.
Marktübliche Transformatoren sind derart aufgebaut, dass mehrere Primärwicklungen mit niedriger Windungszahl in einer Reihen- und/oder Parallelschaltung miteinander verbunden sind. Die eingebrachte Energie wird durch Schnittbandkerne, üblicherweise in E/I und C-Anordnung, auf Sekundärwicklungen übertragen.
Der Transformator besitzt auf der Sekundärseite eine Mittelanzapfung. Durch die Mittelpunktschaltung benötigt der Transformator nur zwei Gleichrichter in Form von Dioden. Die bei der Transformierung entstehende Wärme wird über Wasserkühlsysteme beispielsweise der Sekundärwicklungen abgeführt.
2. Erfindung
Die vorliegende Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen leistungsstarken Transformator mit Sekundärgleichrichtung, niedriger Sekundärspannung und hohem Sekundärstrom für eine Schweißanlage zu schaffen.
Die Primär- und Sekundärwicklungen sind im Wechsel an einem Schnittbandkern in C-Bauform angeordnet. Die Primärwicklungen sind parallelgeschaltet. Zur Reduzierung der Wärme sind die Sekundärwicklungen in zwei Hälften aufgeteilt und jeweils parallelgeschaltet. Durch die Aufteilung der Sekundärwicklungen und der indirekten Wasserkühlung wird eine geringere Wärmeentwicklung erzielt, was insgesamt zu einem höheren Wirkungsgrad des Transformators führt.
Die Energieübertragung im Transformator zwischen den Primär- und Sekundärwicklungen erfolgt über einen aus zwei Hälften bestehenden Schnittbandkern in C-Bauform. Die Schnittfläche ist für die besonders hohen Ansprüche geläppt, mit feinst bearbeiteten Trennflächen.
Der Stromverlauf wird sekundärseitig über Leistungshalbleiter (Dioden) in Mittelpunktschaltung gleichgerichtet. Die Anordnung der Dioden erfolgt waagrecht zum Transformator. Die Verschaltung der Dioden erfolgt über wassergekühlte Kupferplatten. Durch die kompakte Anordnung und Bauform des Gleichrichters, sowie die kurzen Wege und wenigen Übergänge wird eine bessere Kühlung und somit ein höherer Wirkungsgrad des Transformators erzielt.
3. Erläuterung der Zeichnungen
Hinweis: In den verschiedenen Abbildungen der Zeichnungen sind gleiche Teile stets mit den selben Bezugszeichen versehen.
3.1. 5-1
Die Abbildung zeigt eine erfindungsgemäße Ausführungsform eines Transformators mit Sekundärgleichrichter in perspektivischer Darstellung.
Der Transformator besteht aus mehreren im Wechsel angeordneten Sekundärwicklungen (1), aus mehreren Primärwicklungen (2) und aus einem Schnittbandkern (3).
Die Anschlüsse der Wicklungen sind je zur Hälfte an der linken und rechten Seite angeordnet. Weiterhin besteht der Transformator aus einem Sekundärgleichrichter mit Dioden.
3.2. 5-2
Die Abbildung zeigt die Prinzipdarstellung des Transformators im Längsschnitt.
Hier wird der wechselseitig Anschluss der Sekundärwicklungen (1) verdeutlicht. Die wechselseitige Verschaltung sowie die Aufteilung der Sekundäre an die wassergekühlten Stromschienen (9) verbessert die Energieübertragung und die Kühlung der Wicklung.
Durch die einfache Anordnung der Kühlkanäle, die parallel ausgeführt sind, erreicht der Transformator eine bessere Kühlleistung und somit eine größere Leistung.
3.3. 5-3
Die Abbildung zeigt die Darstellung von der Stirnseite die Primär (2) – und Sekundärwicklung (1) mit Schnittbandkern (3).
Hier wird die wechselseitige Anordnung der Primär (2)- und Sekundärwicklungen (1) auf dem Schnittbandkern (3) verdeutlicht (siehe „3.2.”).
3.4. 5-4
Die Abbildung zeigt die Darstellung des Sekundärgleichrichter (4) und die Anbindung an die Sekundärwicklung.
Der Gleichrichter besteht im wesentlichen aus drei wassergekühlten Kupferplatten (6) und Dioden (5) zur Gleichrichtung, sowie einer Spanneinheit (7). Der kompakte Gleichrichter ist über die seitlichen wassergekühlten Platten (9) an die Sekundärwicklungen angebunden. Zwischen den Platten (6) sitzen die Dioden (5) zur Gleichrichtung, die in einer Mittelpunktschaltung verschaltet sind.
Durch die waagerechte Anordnung kann der Gleichrichter sehr kompakt aufgebaut werden. Über die Kühlkanäle (10) im Gleichrichter und der parallelen Aufteilung der Kühlung (8) über die seitlichen Platten (9) in den Transformator erhält man einen verbesserten Kühlwasserdurchfluss und somit eine verbesserte Kühlleistung.
3.5. 5-5
Die Abbildung zeigt den gesamten Transformator als Elektroschaltbild.
Zu sehen ist das elektrische Schaltbild mit den Primär (2) – und Sekundärwicklungen (1) sowie der sekundärseitigen Gleichrichtung (5). Am Eingang (11) des Transformators wird eine getakteter Rechteckspannung mit einer Taktfrequenz von ca. 1000 Hz angelegt. Am Ausgang (12) entsteht durch die Gleichrichtung (5) ein gepulster Gleichstrom – niedrige Sekundärspannung; hoher Sekundärstrom.

Claims

Transformator mit sekundärseitig niedriger Spannung und hoher Stromstärke und sekundärseitiger Gleichrichtung für ein Widerstandsschweißgerät, dadurch gekennzeichnet, dass die Primär- und Sekundärwicklungen im Wechsel und jeweils zur Hälfte auf der linken und rechten Seite aufgeteilt und parallel geschaltet an einem Schnittbandkern in C-Bauform angeordnet sind.
Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das der Schnittbandkern aus zwei C-förmigen Kernhälften gebildet ist und die Schnittfläche geläppt, mit feinst bearbeiteten Trennflächen ausgebildet ist.
Transformator nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, das die Sekundärwicklungen auf vier Stränge aufgeteilt und parallel geschaltet sind und jeweils links und rechts am Transformator liegen.
Transformator nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, das der Sekundärgleichrichter über vier Sekundärschienen an der Stromquelle angebunden ist, wobei am Gleichrichter je zwei Sekundärschienen an der linken und rechten Seite des Transformators verbunden sind.
Transformator nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, das der Gleichrichter aus drei wassergekühlten Kupferplatten besteht, die waagerecht zur Stromquelle angeordnet sind, wo zwischen den Kupferplatten eine bzw. zwei Dioden eingebaut sind.
Transformator nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlsystem im gesamten Transformator im Durchfluss so aufgebaut ist, das die linke und rechte Seite des Transformators parallel durchflossen und gekühlt sind.