DE2851670C2 - Transformator mit negativer Strom-Spannungskennlinie zur Stromversorgung eines Schweißlichtbogens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Transformator gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein ähnliche: aus Schnittbandkernen bestehender Transformator mit magnetischem Nebenschluß ist durch die AT-PS 2 47 964 bekannt. Bei diesem Transformator wird die gerichtete innere Struktur von Transformatorblechen für die Bildung des Magnetflusses ausgenutzt, um einen gewünschten magnetischen Widerstand für den Hauptfluß in Verbindung mit dem Nebenschluß zu erreichen.

Ein Problem besteht darin, daß an den Stoßstellen zwischen Kern und Nebenschluß bei Verwendung von kaltgewalzten Transformatorblechen mit Vorzugsrichtung bzw. bei kernorientierten Blechen ungewöhnlich hohe Zusatzverluste auftreten.

Generell werden bei Schweißtransformatoren die Magnetflußführungen aus Formstücken gebildet, die aus einem meist kaltgewalzten Transformatorblech ausgestanzt und zusammengefügt sind. Die Herstellung der Magnetflußführungen in Form von Formstücken ist arbeitsintensiv; es können auch beim Zusammensetzen der Formstücke Ungcnauigkeiten auftreten, die zu hohen Magnetisierungsströmen führen. Beim Einsatz von kaltgewalzten Blechen werden deren Vorteile nicht vollständig ausgenutzt, da der Induktionsfluß an der Verbindungsstelle der Formstücke und eines Magnetjoches der Magnetflußführung quer zur Vorzugsrichtung fließt, was einen erhöhten magnetischen Widerstand erzeugt, zu einer Erhöhung des Magnetisierungsstromes und zu Energieverlusten bzw. zu einem höheren Verbrauch von Transformatorblech führt. Darüber hinaus ist das Zusammenfügen der Formstücke zur Bildung des Magnetflußweges nicht voll automatisierbar, was zu hohen Fertigungskosten führt.

Es sind außerdem Schweißtransformatoren bekannt, bei welchen die Magnetflußführungen aus kaltgewalztem Transformatorblech aufgewickelt und mit Induktionsfluß-Nebenschlüssen versehen sind, jedoch haben derartige Schweißtransformatoren sehr geringe Leistung (»Nowe przenoSne spawarki transformatorowe«, mgr. Ing. Edwar Dobaj, Ing. Wiktor Koloczek, Prace Instytutu Spawalnictwa nur 1/77, S, 24 bis 27, »Tragbare Schweißtransformatoren neuer Bauart«, mgr. Ing. Edward Dobaj, Ing, Wiktor Koloczek, ZIS-Mitteilungen nr 12,1977).

Am Obergang zwischen dem durch die Formstücke gebildeten Transformatorkern und dem Nebenschluß schneidet der Induktionsschluß die Formstüc':-Ebenen und induziert in diesen Ebenen Wirbelströme, wodurch

ίο eine hohe Erwärmung des Kerns in der Nähe des Induktionsfluß-Nebenschlusses hervorgerufen wird. Infolgedessen ist der Einsatz von Wicklungsführungen, d.h. von Kernen, bei Schweißtransformatoren mit mittlerer und hoher Leistung nicht möglich. Bei Schweißtransformatoren mit niedriger Leistung ist dagegen infolge der Wicklungsführungen eine Temperaturerhöhung zulässig, es tritt jedoch ein zusätzlicher Leistungverlust auf, was zu einem reduzierten Wirkungsgrad führt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Transformator der eingangs genannten Art mit negativer Strom-Spannungs-Kennlinie dahingehend zu verbessern, daß die Zusatzverluste an der Stoßstelle zwischen Kern und Nebenschluß verringert werden.

Außerdem soll er mit niedrigen Kosten hergestellt werden können, iünen geringen Materialverbrauch sowie sehr gute Schweißeigenschaften und bessere energetische Eigenschaften aufweisen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneteii Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Infolge der besseren Ausnutzung der Eigenschaften von kaltgewalzten Transformatorblechen ergibt sich ein geringerer Materialverbrauch. Der Transformator weist bei Einsatz zur Erzeugung eines Schweißlichtbogens gute Schweißeigenschaften und energetische Eigenschaften auf. Der Transformator-Kern besteht aus kaltgewalzten aufgewickelten Traiisformatorblechen, wobei ein Induktions-Nebenschluß vorgesehen ist. Die negative Strom-Spannungs-Kennlinie ergibt sich entsprechend U = ((]). Der Schweißtransformator besteht aus einem durchgeschnittenen, gewickelten Schnittbandkern (Transformatorkern) aus vorzugsweise kaltgewalztem Transformatorblech mit »gerichteter« Magnetstruktur. Die Primär- und Sekundärwicklung sind getrennt auf dem Kern angeordnet. In dem durch den Kern gebildeten Fsnster zwischen der Sekundär- und Primärwicklung befindet sich ein beweglicher Induktionsnebenschluß. An der Stelle, an welcher der Induktionsfluß aus der durch den Kern gebildeten Magnetflußführung in den Induktions-Nebenschluß fließt, befinden sich Zwischenstücke, die aus Transformatorblech hergestellt oder aus einem magnetischen Pulvermaterial in Form von Preßstücken ausgeführt sein können. Sind diese Zwischenstücke aus Transformatorblech, so haben sie gegenüber dem Schnittbandkern um 90" verdrehte Bleche, damit der Fluß nicht die Ebene dieser Bleche schneidet, sondern an den Blechen entlang zu dem Induktions-Nebenschluß fließt.

Der Transformator-Kern kann auch zwei Fenster aufweisen, sowie getrennte, auf der mittleren Reihe des Kerns angeordnete Primär- und Sekundärwicklungen und zwei in die beiden Fenster zwischen den Wicklungen einzuschiebende Induktions-Nebenschlüsse (shunts). Die Zwischenstücke aus Transformatorblech mit veränderter Verlegungsrichtung der Bleche gegenüber dem Schnittbandkern, befinden sich an der Stelle

der Anordnung des Induktions-Nebenschlusses in jedem aus mehreren Formstücken gebildeten Kern-Teil, Die Erfindung ermöglicht den Bau von Schweißtransformatoren mit minimalen Leistungsverlusten beim Einsatz von aus kaltgewalztem Transformatorblech aufgewikkelten Formstücken als Kern-Lamellen.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen des Schweißtransformators anhand der Zeichnung zur Erläuterung weiterer Merkmale beschrieben. Es zeigen

F i g. 1 und 2 Ansichten einer ersten Ausführungsform des Schweißtransformators und

Fig.3 und 4 Ansichten einer zweiten Ausführungsform des Schweißtransformators.

Der in den Figuren dargestellte Schweißtransformator besteht aus einem den Magnetfluß führenden Schnittbandkern 1, einer Primärwicklung 4, einer Sekundärwicklung 5 sowie einem Induktions-Nebenschluß (Fig. 1, 2) oder aus zwei Induktions-Nebenschlüssen 2 (Fig.3) sowie Zwischenstücken 3. Der Schnittbandkern 1 wird vorzugsweise aus 'caltgev/alztem Transformatorblech mit gerichteter Magnetstruktur aufgewickelt Auf dem Kern befindet sich die Primärwicklung 4 und die Sekundärwicklung 5, wobei diese Wicklungen voneinander getrennt sind. In dem Fenster des Kerns 1 zwischen der Primärwicklung 4 und der Sekundärwicklung 5 befindet sich der bewegliche Induktions-Nebenschluß Z Wenn der Schnittbandkern 1 zwei Fenster aufweist, werden zwei Induktions-Nebenschlüsse 2 verwendet (F i g. 3), An der Stelle, an welcher der Induktionsfluß aus dem Schnittbandkern 1 in den Induktions-Nebenschluß 2 übergeht, befindet sich ein aus Transformatorblech oder gepreßtem pulverförmigen magnetischen Material hergestelltes Zwischenstück 3, dessen Fläche vorzugsweise um 90° gegenüber dem Schnittbandkern 1 verdreht verlegt ist

Die negative Strom-Spannungs-Kennlinie des Transformators wird durch den magnetischen Übergang zwischen der Primärwicklung 4 und der Sekundärwicklung 5 erreicht Die Einstellung des Schweißstromes erfolgt durch Einschieben des Nebenschlusses 2 in das Fenster des Schnittbandkerns 1 zwischen der Primärwicklung 4 und der Sekundärwicklung 5. Der Nebenschluß 2 führt einen Teil des Induktionsflusses, wodurch die Kopplung zwischen den Primär- und Sekundärwicklungen 4, 5 verringert wird. Wenn der Induktionsfluß infolge der Zwischenstücke 3 mit gedrehter Blechverlegungsrichtung umgelenkt wird, flieut er durch den Blechquerschnitt und induziert nur geringe Wirbelströme, so daß die Temperatur des Schnittbandkern* 1 in der Nähe des Nebenschlusses 2 nicht die in den übrigen Teilen des Schnittbandkerns 1 vorliegende Temperatur überschreitet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Transformator mit negativer Strom-Spannungs-Kennlinie zur Stromversorgung eines Schweißlichtbogens, bestehend aus einem aus Transformatorblech mit Vorzugsrichtung gewickelten Schnittbandkern mit einer darauf angebrachten Primär- und Sekundärwicklung und mit einem in ein Kernfenster zwischen Primär- und Sekundärwicklung einschiebbaren magnetischen Nebenschluß aus Transformatorblech mit Vorzugsrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Anordnung des magnetischen Nebenschlusses (2) im Magnetflußweg des Schnittbandkerns (1) Zwischenstücke (3) aus magnetischem Material angeordnet sind.

2. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenstücke (3) aus Transformatorblech hergestellt sind und daß deren Fläche um 90° gegenüber dem Schnittbandkern (1) verdreht and.

3. Transformator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenstücke (3) als Preßstücke aus magnetischem Pulvermaterial hergestellt sind.