DE2219734C3 - Transformator für Lichtbogenschweißung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Transformator für Lichtbogenschweißung mit auf demselben magnetischen Ständer sich befindender Primäispule, Sekundärspule und zwei Spulen in Antiparallelschaltung die einen Reaktor bilden.

Dieser Transformator kann sowohl für das Schwei-Ben direkt mit Wechselstrom oder für die Speisung von Schweißgleichrichtern verwendet werden.

In der gegenwärtigen Technik sind die Schweißtransformatoren durch die Art der Schweißstromregelung gekennzeichnet. So sind verschiedene Systeme bekannt:

Das eine System arbeitet mit Regelung durch Änderung des Abstands zwischen den Wicklungen oder durch Verschiebung eines magnetischen Nebenschlusses. Dieses System ist vom mechanischen Standpunkt aus kompliziert.

Ein anderes System verwendet einen magnetischen Nebenschluß, der durch regelbaren Gleichstrom magnetisiert wird. Dieses System ist relativ kompliziert und führt zu größeren Verlusten.

Ein weiteres System benutzt einen Reaktor (Reaktanzspule), der aus zwei gegeneinandergeschalteten Spulen besteht die sich auf den seitlichen Säulen des einphasigen Mantelmagnetkerns des Transformators befinden. Diese führen im Betrieb zur Erhöhung der Induktion in einer der seitlichen Säulen und führen zur Erhöhung des Magnetisierungsstroms und der Verluste. Die Lösung kann nur bei Einphasentransformatoren angewandt werden.

Schließlich gibt es ein System mit zwei Primärwicklungen und einer Sekundärwicklung, oder mit zwei Sekundärwicklungen und einer Primärwicklung, mit einer stufenmäßigen Stromregelung durch Umschalten einiger Strecken der Wicklungen. Hier sind relativ komplizierte Umschaltungen erforderlich, weil bei jeder Stufenänderung zwei Verbindungen zu wechseln sind, sie sind zudem nur im Einphasenstrom bei Zweisäulenkernen vorteilhaft.

Ein Transformator der zu dem zuletzt genannten System gehört, ist beispielsweise im deutschen Gebrauchsmuster 18 69071 beschrieben; dieser Transformator hat zwei Primärwicklungsn, von denen die eine

s ,,örker und die andere schwächer mit dem Sekundärkreb verbunden ist Die relativ komplizierten Umschaltuneen bes'ehen hier darin, daß durch stufenweise Einführung des zweiten primären Stromkreises das Übersetzungsverhältnis vergrößert und die Kopplung zwi-

sehen dem primären Stromkreis und dem sekundären Stromkreis verkleinert wird, was zu einem Stromabfall im sekundären Stromkreis führt

Weiter ist ein Transformator der eingangs genannten Art aus dem deutschen Gebrauchsmuster 17 93 405 be-

K kannt Bei diesem Transformator erfolgt zur Erweiterung des Einstellbereichs die Änderung der Wicklungsrichtung bei der mit dsm sekundären Stromkreis verbundenen Hilfsspule und gleichzeitig eine Verr.ngerung der Windungszahl der mit dem primären Stromkreis

verbundenen Spule. Das führt zur Notwendigkeit zweier Einstellknöpfe, von denen einer in der einen Richtung und der andere in der Gegenrichtung dazu

betrieben wird. .

Aufgabe der Erfindung ist es. einen Transformator 2s der letzteren Art so auszubilden, daß er einen größeren Änderungsbereich der Induktanz aufweist und die Änderung de· Induktanz gleichzeitig einfacher einstellbar

^IStDas wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß alle ίο Spulen auf dem Ständer aufeinanderfolgend angeordnet sind wobei eine Spule des Reaktors an einem Ende ist die zweite Spule des Reaktors am anderen Ende und dazwischen die Primärspule und Sekundärspule nebeneinander.

Vorteilhaft kann dieser Transformator so weitergebildet werden, daß der Reaktor aus Gruppen von je zwei Spulen in Antiparallelschaltung besieht, wobei diese Gruppen miteinander in Reihenschaltung verbunden sind und beim Wechseln einer Stufe des Reaktors eine solche Gruppe in den Stromkreis eingeschaltet oder ausgeschaltet wird.

Zur Erzielung von zwei Einstellbereichen kann die Ausbildung des Transformators so vorgenommen sein, daß der Reaktor in den Stromkreis in eine die andere Anschlußrichtung eingeschaltet ist.

Die Wirkungsweise der Erfindung sei nachstehend etwas näher dargelegt: Die magnetische Kopplung hat eine besondere Bedeutung für die Entwicklung eines wirksamen Reaktors. Als Folge der Kombination des Streuflusses der Transformatorwicklungen und der Spulen des Reaktors ist die Induktanz des Reaktors bedeutend größer als diejenige, die man erhalten würde, wenn die beiden Spulen sich allein auf dem Magnetkern befinden würden, oder wenn sie mit der Primär- und Sekundärwicklung gleich magnetisch gekoppelt sein würden. Ferner ist auch der Sinn der Verbindung zwischen Reaktor und Primär- oder Sekundärwicklung von Bedeutung, wenn die Verbindung so ausgeführt wird, daß in der Spule, die fest mit der Primärwicklung gekoppelt ist, die Streukraftlinien denselben Sinn wie die Streukraftlinien der Primärwicklung haben, und daß in der Spule, die fest mit der Sekundärwicklung gekoppelt ist, die Streukraftlinien denselben Sinn wie die Streukraftlinien der Sekundärwicklung haben, hat der Reaktor eine Reaktanz, die zur Verminderung des Schweißstroms führt. Wenn die Verbindung im umgekehrten Sinn ausgeführt wird, so daß die erwähnten Kraftlinien im umgekehrten Sinn verlaufen, hat der

Reaktor eine »negative« Reaktanz dadurch, daß seine Einschaltung in Reihe mit der Primär- oder Sekundärwicklung zur Erhöhung des Kurzschlußstroms und des Schweißstroms führen kann.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand einiger in den F i g. 1 und 2 der Zeichnung im Prinzip veranschaulichter Ausführungsbeispiele näh?r erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine magnetische Säule eines Schweißtransformators und

F i g. 2 einen Dreiphasen-Schweißtrcnsforruator.

Nach F i g. 1 liegt auf einer magnetischen Säule 1 einer Pnase die Primärwicklung 2 und die Sekundärwicklung 3 in Längsrichtung (aufeinanderfolgend), wobei sich an einem Ende der Säule und neben der Primärwicklung eine Spule 4 des Reaktors befindet und am anderen Ende der Säule und neben der Sekundärwicklung die andere Wicklung 5 des Reaktors angeordnet ist.

Der Transformator sowie der Reaktor kann einphasig oder mehrphasig sein. Der Reaktor kann singular (einzeln) oder geteilt (abgeteilt) sein. So kann z. B. der Reaktor aus Gruppen von zwei in Opposition geschalteten Spulen gebildet sein, die miteinander und mit der Primär- oder Sekundärwicklung in Reihe geschaltet sind.

In F i g. 2 wird die Primärwicklung 2 und die Sekundärwicklung 3 auf eine magnetische Säule 1 angeordnet, während der Reaktor aus den Spulengruppen 4 und 5 und 6 und 7 gebildet ist F i g. 2 entspricht einem Dreiphasentransformator mit der in Sternschaltung befindlichen Primärwicklung, die von einer Steckdose 8 gespeist wird. Die Wicklungen 3 der Sekundärwicklung werden untereinander im Dreieck oder Stern geschaltet und können einen Dreiphasenlichtbogen oder eine Gruppe von Zellengleichrichtern für das Gleichstromschweißen speisen. Die Änderung der Stromstufen wird durch den Umschalter^ der sich auf dem Sternpunkt befindet, durchgeführt

Wie man sieht weist der Transformator nach F i g. 2 für jede Phase eine Säule nach F i g. 1 auf, so daß also bei jeder Fhase jeweils das Prinzip der F i g. 1 verwirklicht ist

Falls der Sinn der Verbindungen so ist daß man einen Reaktor erhält, der den Schweißstrom vermindert, erhält man den Scheitelstrom, wenn sich der Umschalter 9 in der in F i g. 2 gezeigten Stellung befindet. Durch Verschiebung auf die nebenliegende Stellung erhält man einen kleineren Strom und durch Verschiebung auf die letzte Stellung den kleinsten Strom. Die Anzahl der Regelstufen kann nach Bedarf gewählt werden. Es können auch Schaltungen mit zwei Umschaltern verwendet werden, von denen einer zur groben Regelung und der andere zur feinen Regelung dient.

Für die Erweiterung des Regelungsbereichs können beide Verbindungsarten verwendet werden, also auch die »negative« Reaktanz. Die Leerlaufsekundärspannung auf verschiedenen Regelstufen ist praktisch konstant. Der Strom verändert sich von Stufe zu Stufe. Die beiden Spulen, die eine Gruppe in Opposition bilden, haben gewöhnlich dieselbe Windungszahl. Falls es als notwendig erachtet wird, daß die Leerlaufsekundärspannung sich von einer Stufe zur anderen verändert, können diese Wicklungen eine verschiedene Windungszahl haben.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß man die Regelung durch einen Reaktor ausführt, der aus Spulen besteht, die sich gerade auf dem Magnetkern des Transformators befinden, was zur Verminderung der Konstruktion, des Gewichtes und des Selbstkostenpreises führt. Die Anwendung ist bei Dreiphasentransformatoren besonders vorteilhaft.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Transformator für Lichtbogenschweißung mit auf demselben magnetischen Ständer sich befindender Primärspule, Sekundärspule und zwei Spulen in Antiparallelschaltung die einen Reaktor bilden, d a durch gekennzeichnet, daß alle Spulen (2, 3 4 5) auf dem Ständer (1) aufeinanderfolgend angeordnet sind, wobei eine Spule (4) des Reaktors an einem Ende ist, die zweite Spule (5) des Reaktors am anderen Ende und dazwischen die Pnmarspu.e (2) und Sekundärspule (3) nebeneinander.

2 Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktor aus Gruppen von je zwei Spulen (4, 5; 6, 7) in Antiparallelschaltung besteht, wobei diese Gruppen miteinander in Reihenschaltung verbunden sind und beim Wechseln einer Stufe des Reaktors eine solche Gruppe in den Stromkreis eingeschaltet oder ausgeschaltet wird.

3. Transformator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktor in den Stromkreis in eine oder die andere Anschlußrichtung eingeschaltet ist