DE588714C

DE588714C - Transformator mit einstellbarer Streureaktanz, insbesondere fuer Lichtbogenschweissung

Info

Publication number: DE588714C
Application number: DEM116072D
Authority: DE
Original assignee: Werkzeugmaschinenfabrik Oerlikon Buhrle AG
Current assignee: Rheinmetall Air Defence AG
Priority date: 1931-06-25
Filing date: 1931-07-08
Publication date: 1933-11-24
Also published as: BE412976A; GB384914A; FR737902A

Description

Es sind verschiedene Transformatoren mit einstellbarer Streureaktanz bekanntgeworden, bei welchen ein möglichst enger Zusammenbau des Transformators mit einer einstellbaren Drosselspule erstrebt werden soll. Es ist beispielsweise bekannt, eine mit der Sekundärwicklung in Reihe geschaltete Drosselspule mit dem Transformator auf einem dreischenkligen Eisenkern zu montieren, wobei, wie bei

ίο einem Zweiphasentransformator, die Transformatorwicklungen und die Wicklung der Drosselspule je auf einem Kern untergebracht sind, während der dritte, wicklungslose Kern als gemeinsamer magnetischer Rückschluß dient. Ein Nachteil dieser Anordnung besteht darin, daß die Drosselspule mit einstellbarer Reaktanz vom großen Sekundärstrom durchflossen wird, was große Schalter bzw. große Regulierstecker bedingt.

Es ist naheliegend, zur Behebung dieses Nachteiles die Drosselspule primärseitig in Reihe zu schalten; dafür muß man aber den durch den Leerlaufstrom in der Drosselspule erzeugten Spannungsabfall in Kauf nehmen, der um so größer ist, je größer die Reaktanz der Drosselspule eingestellt worden ist.

Gegenstand der Erfindung ist ein Transformator mit einstellbarer Streureaktanz, insbesondere für Lichtbogenschweißung, dessen Eisenkörper aus drei durch Joche verbundenen Schenkeln besteht. Erfindungsgemäß trägt der erste Schenkel eine Erregerwicklung, der •zweite Schenkel die Primär- und die Sekundärwicklung, während der dritte Schenkel wenigstens einen Luftspalt besitzt und eine mit Anzapfungen versehene Wicklung trägt, die mit der Primärwicklung des zweiten Schenkels in Reihe geschaltet ist. Dabei sind die in Reihe geschalteten Wicklungen 8 und 10 zur Erregerwicklung 7 parallel geschaltet.

Die Erfindung wird an Hand zweier Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes näher beschrieben.

Der Eisenkörper des Ausführungsbeispiels (Fig. 1) gleicht demjenigen eines normalen Drehstromtransformators. Der mit 3 bezeichnete Schenkel besitzt mehrere längs des Schenkels verteilte Luftspalte 5. Der Schenkel ι trägt die mit dem Wechselstromnetz 6 verbundene Erregerwicklung 7. Es fließt bei Leerlauf in der Sekundärwicklung 9 des Schenkels 2 kein Belastungsstrom. Im Leerlauf treibt die Erregerwicklung 7 einen der Netzspannung entsprechenden magnetischen Fluß über die Joche 4 durch den Schenkel 2. Er induziert in der Primärwicklung 8, welche eine nahezu gleiche Windungszahl hat wie die Erregerwicklung 7, eine Leerlaufspannung, die gleich der Netzspannung ist; ebenso induziert er in der Sekundärwicklung 9 eine dem Übersetzungsverhältnis entsprechende Leerlaufspannung. Der mittlere Schenkel 3 trägt

die Wicklung ίο, deren Windungszahl mit Hilfe der Anzapfungen a, b, c, d, e verschieden eingestellt werden kann zwecks Regulierung des Belastungsstromes. Im Leerlauf ist die Spannung der Wicklung io praktisch null, weil der magnetische Widerstand des Kernes 3 infolge des Luftspaltes sehr viel größer ist als der magnetische Widerstand des Kernes 2.

Die Wicklung 10 und die Primärwicklung 8 sind in Reihe geschaltet und ebenfalls mit dem Netz verbunden, und zwar ist die Reihenschaltung so ausgeführt, daß beide Wicklungen entgegengesetzt magnetisieren.

Die Erregerwicklung 7 führt den zur Erregung des magnetischen Flusses notwendigen Magnetisierungsstrom, während die Wicklungen 8 und 10 stromlos sind, weshalb die Spannungen der Wicklungen 8 und 9 konstant bleiben, auch wenn die Windungszahl der Wicklung 10 in weiten Grenzen geändert wird.

Bei Belastung wird die Sekundärwicklung 9 beispielsweise über den Lichtbogen 12 einer Schweißelektrode geschlossen, dessen Spanas nung ungefähr ^χ/₃ der Leerlaufspannung beträgt, d. h. der magnetische Fluß des Schenkels 2 muß so weit sinken, daß gerade die Lichtbogenspannung in der Sekundärwicklung 9 induziert wird.

DieAmperewindungen des Sekundärstromes der Wicklung 9 werden durch die Summe der Amperewindungen des Belastungsstromes der Primärwicklung 8 und der Erregerwicklung 7 kompensiert.

Bei großer Belastung ergeben sich folgende Verhältnisse: Der durch die Erregerwicklung dem Netz entnommene primäre Belastungsstrom ist gegenüber dem Belastungsstrom der Primärwicklung 8 sehr klein, weil zwischen der Erregerwicklung und der Sekundärwicklung, welche auf zwei verschiedenen Kernen angeordnet sind, eine große Streuung besteht. Der primäre Belastungsstrom der Wicklung 8 kompensiert fast vollständig die sekundären Amperewindungen der Wicklung 9. Der Primärstrom fließt durch die Windungen der Wicklung 10. Die Amperewindungen der Wicklung 10 treiben durch die Luftspalte 5 einen magnetischen Fluß, von welchem ein kleiner Teil in die Luft streut und der größte Teil über die Joche in den Schenkel 2 tritt und sich dem Leerlauffluß überlagert. Der Belastungsstrom stellt sich nun so ein, daß der resultierende Fluß im Schenkel 2 auf den der kleinen Sekundärspannung (Lichtbogenspannung) entsprechenden kleinen Wert sinkt. Die Netzspannung setzt sich zusammen aus der in der Wicklung 10 induzierten Spannung, aus der kleinen, durch die konzentrischen Wicklungen 8 und 9 gebildeten Streuspannung des eigentlichen Transformators und aus der auf die Primärseite 8 reduzierten Sekundärspannung. Die Wicklung 10 arbeitet wie eine Drosselspule.

Je größer die Windungszahl der Wicklung 10 gewählt wird, um so größer ist ihre Reaktanz, und um so kleiner stellen sich _#der sekundäre und der primäre Belastungsstrom ein. Sobald jedoch die Größe der Reaktanz der Spule 10 gegenüber der Streureaktanz zwischen Erregerspule und Sekundärspule in Betracht fällt, nimmt die Erregerspule einen wesentlichen Teil der primären Amperewindungen auf. Im extremen Fall, wenn die Reaktanz der Wicklung 10 unendlich wird, was einem Abschalten der Wicklungen 8 und 10 vom Netz gleichkommt, stellt sich der kleinste Belastungsstrom ein, dessen Größe durch die Streureaktanz zwischen der Erregerwicklung und der Sekundärwicklung bestimmt ist. Die Leistungsübertragung erfolgt allein von der Erregerwicklung zur Sekundärwicklung.

Im zweiten Ausführungsbeispiel (Fig. 2) ist die Erregerwicklung als Autotransformator ausgebildet. Die in Reihe geschalteten Wicklungen 8 und 10 liegen wie im Beispiel Fig. ι parallel zur Erregerwicklung 7; die Speisung erfolgt jedoch mit einer dem Übersetzungsverhältnis des Autotransformators entsprechenden höheren üblichen Netzspannung von 380 oder 500 V. Gleichzeitig ist der Autotransformator durch den Kondensator 13 zum Zwecke der Kompensierung des ganzen oder nur eines Teils der induktiven Blindleistung des Transformators kapazitiv belastet. Durch Einstecken des Kontaktbügels 11 in eines der Kontakthülsenpaare aa', b V, c c' usw. können verschiedene Belastungsströme eingestellt werden. In Fig. 2 ist der Kontaktbügel 11 in das Kontakthülsenpaar e-e' gesteckt; die Spule 10 hat ihre kleinste Windungszahl; es stellt sich der größte Belastungsstrom ein.

Die Anzapfung 14 der Sekundärwicklung gestattet, die Leerlaufspannung für die kleinen Schweißströme zu erhöhen.

Claims

Patentansprüche:

i. Transformator mit einstellbarer Streureaktanz, insbesondere für Lichtbogenschweißung, dessen Eisenkörper aus drei durch Joche verbundenen Schenkeln besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schenkel (1) eine Erregerwicklung (7), der zweite Schenkel (2) die Primär-(8) und die Sekundärwicklung (9.) trägt, während der dritte Schenkel (3) wenigstens einen Luftspalt (5) besitzt und eine mit Anzapfungen versehene Wicklung (10) trägt, die mit der Primärwicklung (8) des zweiten Schenkels in Reihe geschaltet ist, -

wobei die in Reihe geschalteten Wicklungen (8 und io) zur Erregerwicklung (7) parallel geschaltet sind.
2. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerwicklung (7) des ersten Kernes als Autotransformator ausgebildet ist und mit Hilfe von Anzapfungen den Anschluß des Schweißtransformators an verschiedene Netzspannungen ermöglicht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen