DE650420C

DE650420C - Transformer, especially for electric arc welding, with a movable and a fixed coil

Info

Publication number: DE650420C
Application number: DEN37880D
Authority: DE
Original assignee: Nobili & Co A
Current assignee: Nobili & Co A
Priority date: 1934-03-13
Filing date: 1935-03-12
Publication date: 1937-09-22
Also published as: FR787062A

Description

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und einer festen Spuleand a fixed spool

Die bekannten Transformatoren für elektrische Lichtbogenschweißung mit einer beweglichen und einer festen Spule, bei denen durch Veränderung der Streuung ein Abfall von der Leerlauf- oder Zündspannung auf eine bei verschiedenen Schweißstromstärken gleiche Spannung (Lichtbogenspannung) erreicht wird, weisen einen sehr beschränkten Regelbereich auf, wenn man nicht ihre Abmessungen über praktisch zulässige Grenzen hinaus vergrößert oder die Zahl der Windungen von Sekundär- und Primärwicklung verändert. Bei Anwendung von Lamellenkernen zwischen den Spulen zur Verstärkung der Streuung verschiebt sich der Regelbereich im ganzen nach niedrigen Stromstärken zu, wird aber nicht erweitert. Gegenstand der Erfindung ist ein Transformator der genannten Art, mit welchem die Streuung und infolgedessen der Schweißstrom durch eine verhältnismäßig kleine Verschiebung der beiden Spulen gegeneinander innerhalb sehr weiter Grenzen verändert werden kann. So ist es möglich, ohne weitere Handgriffe vom höchsten bis zum tiefsten Schweißstrom überzugehen. The well-known transformers for electric arc welding with a moving one and a fixed coil, in which a drop from the no-load or ignition voltage to one by changing the scatter the same voltage (arc voltage) is achieved at different welding currents, have a very limited control range if you do not overlook their dimensions practically permissible limits increased or the number of turns of secondary and primary winding changed. When using lamellar cores between the coils To increase the spread, the control range is shifted to a lower level as a whole Currents increase, but is not expanded. The invention relates to a transformer of the type mentioned, with which the dispersion and, consequently, the welding current by a relatively small displacement of the two coils against each other can be changed within very wide limits. So is it is possible to go from the highest to the lowest welding current without further manipulation.

Bei dem Transformator nach der Erfindung sind die feste und die bewegliche Spule ineinanderschiebbar und vollkommen auseinanderziehbar. Vor je einer Stirnseite der beiden Spulen sind Leitstücke derart angeordnet, daß sie bei auseinandergezogenen Spulen mit einem geringen Spalt bündig nebeneinanderliegen und dadurch eine magnetische Brücke zwischen dem inneren Kern und den beiden Außensäulen des spaltlos geschlossenen, beide Spulen umschließenden Eisenmantels bilden. Wenn die Spulen vom Strom durchflossen werden, bewirkt die Brücke einen starken Streufluß und somit einen großen Spannungsabfall; durch Verschieben der Spulen mit den Leitstücken gegeneinander ist es möglich, den Spannungsabfall auf eine für alle Sekundärstromwerte gleiche Spannung zu regehl.In the transformer according to the invention, the fixed and the movable coil can be pushed into one another and completely expandable. Conductor pieces are arranged in front of each end face of the two coils in such a way that they are flush with each other with a small gap when the coils are pulled apart and this creates a magnetic bridge between the inner core and the two outer columns of the Form a gapless closed iron jacket enclosing both coils. When the coils are traversed by the current, the bridge causes a strong leakage flux and thus a large voltage drop; by moving the coils with the guide pieces against each other it is possible to adjust the voltage drop to the same voltage for all secondary current values regehl.

Die Anordnung einer festen und einer beweglichen Spule, die ineinanderschiebbar und vollkommen auseinanderziehbar sind, ist bereits für spannungsregelnde Transformatoren vorgeschlagen worden. Diese sind aber für elektrische Lichtbogenschweißung ungeeignet, weil bei ihnen die Spulenverschiebung eine Veränderung des Umspannungsverhältnisses ergibt.The arrangement of a fixed and a movable coil that can be telescoped and are completely expandable, has already been proposed for voltage regulating transformers been. However, these are unsuitable for electric arc welding because they cause the coil displacement to change of the transformation ratio results.

Daher ist bei den bekannten Transformatoren auch die Leerlauf spannung für jede Spulenstellung verschieden. Bei elektrischer Lichtbogenschweißung muß aber die Leerlauf spannung für jede Spulenstellu'ng angenähert gleichbleibenTherefore, in the known transformers, the no-load voltage is also for each coil position different. In the case of electric arc welding, however, the no-load voltage must remain approximately the same for each coil position

und einen hohen Wert haben, damit die Zündung des Lichtbogens erfolgen kann·. Diesem Erfordernis trägt der Transformator nach der Erfindung Rechnung, da bei ihm ein spaltlos geschlossener Eisenmantel beide · Spulen ständig umschließt.and have a high value so that the arc can be ignited. This requirement the transformer according to the invention takes into account, since it is closed without any gaps Iron jacket permanently encloses both coils.

Nur in der Spulenstellung für niedrigen Schweißstrom üben die Leitstücke einen gewissen verminderten Einfluß auf die Zündspannung aus. Die Abweichung ist jedoch ganz unerheblich und kann gegebenenfalls durch eine entsprechend größere Windungszahl ausgeglichen werden.Only in the coil position for low welding current do the conductive pieces exert a certain degree reduced influence on the ignition voltage. The deviation, however, is whole insignificant and can possibly be compensated by a correspondingly larger number of turns will.

Die Zeichnung zeigt schematisch zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung.The drawing shows schematically two exemplary embodiments of the invention.

Fig. ι ist ein mittlerer Längsschnitt durch einen Transformator nach dem ersten Ausführungsbeispiel mit völlig ineinandergeschobenenSpulen. Fig. Ι is a central longitudinal section through a transformer according to the first embodiment with completely nested coils.

Fig. 2 und 3 sind mittlere Längsschnitte durch einen Transformator nach dem zweiten Ausführungsbeispiel mit völlig ineinandergeschobenen (Fig. 2) bzw. weitestmöglich auseinandergezogenen Spulen (Fig. 3).Figures 2 and 3 are central longitudinal sections through a transformer according to the second embodiment with completely nested (Fig. 2) or coils pulled apart as far as possible (Fig. 3).

Der magnetische Eisenmantel ist aus baulichen Gründen aus zwei Rahmen zusammengesetzt, so daß die beiden nebeneinander zu liegen kommenden Säulen 2 den inneren, geschlitzten Kern bilden und über die Joche ι, τ^α spaltlos in die Außensäulen 3, 3^a übergehen. Die beiden Rahmen können durch Verbindung der Joche ι, τ^α miteinander verfestigt sein. Die Primärwicklung wird von der inneren, beweglichen Spule 4 gebildet, welche mit einer Strebe 5 verbunden ist, die in dem Schlitz2^a! des inneren Kernes geführt ist. Die Spule 4 kann mittels einer im Schlitz 2^a liegenden, nicht dargestellten Schraubenspindel und einer an der Strebe 5 befestigten Schraubenmutter verschoben werden. An ihrer unteren Stirnseite , trägt die Spule 4 symmetrisch zur Längsmittelebene des Eisenmantels zwei Blechpakete 6, welche die Leitstücke bilden. Die außenliegende Sekundärwicklung 7 ist mit dem Mantel fest verbunden.The magnetic iron jacket is composed of two frames for structural reasons, so that the two pillars 2 coming next to one another form the inner, slotted core and merge into the outer pillars 3, 3 ^a without gaps via the yokes ι, τ ^α . The two frames can be solidified by connecting the yokes ι, τ ^{α to} one another. The primary winding is formed by the inner, movable coil 4, which is connected to a strut 5, which is in the slot2 ^a! the inner core is guided. The spool 4 can be moved by means of the slot 2 ^a lying, not shown screw and fixed to the strut 5 nut. On its lower end face, the coil 4 carries two sheet metal stacks 6, which form the conducting pieces, symmetrically to the longitudinal center plane of the iron jacket. The external secondary winding 7 is firmly connected to the jacket.

Gemäß Fig. 1 liegen symmetrisch zur Längsmittelebene des Eisenmantels vor der oberen Stirnseite der Spule 7 die Leitstücke 8. Sie sind aus Blechlagen gebildet und an den Außen-SP säulen 3 des Eisenmantels als nach innen ragende Vorsprünge angebracht.According to Fig. 1 are symmetrical to the longitudinal center plane of the iron jacket in front of the upper face of the coil 7, the conductive pieces 8. They are formed from sheet metal layers and attached to the outer SP pillars 3 of the iron shell attached as inwardly protruding projections.

Gemäß Fig. 2 und 3 sind die Säulen 3 desAccording to FIGS. 2 and 3, the pillars 3 of the

Mantels nicht geradlinig ausgebildet und zurMantle not straight and designed for

- Bildung der Leitstücke 8 mit Vorsprüngen versehen, sondern sie sind aus den Teilen 3, 3^a und 8^a stufenförmig zusammengesetzt. Der Teil 3^a legt sich eng um die bewegliche Spule 4, wenn diese ausgezogen ist. Die Teile 8^a bilden an Stelle der Vorsprünge 8 der Fig. 1 die der- Formation of the guide pieces 8 provided with projections, but they are composed of parts 3, 3 ^a and 8 ^{a in} stages. The part 3 ^a lies tightly around the movable coil 4 when it is pulled out. The parts 8 ^a form instead of the projections 8 of FIG. 1 that of the

. 60 festen Spule 7 zugeordneten Leitstücke für den magnetischen Fluß.. 60 fixed coil 7 associated conductive pieces for the magnetic flux.

In beiden Ausführungsbeispielen werden die Leitstücke 6 beim Einschieben der Spule 4 in die Spule 7 von den Leitstücken 8 bzw. 8^a entfernt, beim Auseinanderschieben ihnen aber genähert, bis sie mit einem Spalt bündig neben ihnen liegen (Fig. 3). In dieser Stellung bilden sie gewissermaßen eine magnetische Brücke zwischen dem inneren Kern 2 und den Außensäulen 3 bzw. 3^a und bewirken bei stromdurchflossenen Spulen die Bildung eines Streuflusses zwischen den beiden Wicklungen 4 und 7. Wenn' aber gemäß Fig. 2 die beiden Spulen ineinanderliegen, üben die Leitstücke 6 keinen nennenswerten Einfluß auf den magnetischen Kreisfluß aus. In Zwischenstellungen zwischen Fig. 1 und 2 und Fig. 3 ist der Streufluß entsprechend geringer als bei der Stellung nach Fig. 3.In both embodiments, the conducting pieces 6 during insertion of the spool 4 in the spool 7 of the conducting pieces 8 and 8 ^a are removed, but they approached when drifting apart until they flush with a gap alongside them are (Fig. 3). In this position they form as it were a magnetic bridge between the inner core 2 and the outer columns 3 and 3 ^a and effect in current-carrying coils, the formation of leakage flux between the two coils 4 and 7. If 'but in FIG. 2 lie inside one another, the two coils , the conductive pieces 6 exert no significant influence on the magnetic circuit flux. In intermediate positions between FIGS. 1 and 2 and FIG. 3, the leakage flux is correspondingly lower than in the position according to FIG. 3.

Das Herausziehen der Spule 4 vergrößert die Streuung und verkleinert den Sekundärstrom. Daher kann der Spannungsabfall bei verschiedenen Stromwerten gleichbleiben. Da die Leitstücke 6'an der beweglichen Spule, welche sich mit dem Herausziehen den Leitstücken 8 bzw. 8^a der festen Spule nähern, die Streuung erhöhen, wird der Arbeitsbereich des Transformators stark erweitert, ohne daß seine äußeren Abmessungen vergrößert zu werden brauchen. Denn bei voll herausgezogener Spule liefert der Transformator einen Schweißstrom, der infolge der erhöhten Streuung wesentlich niedriger ist als ein bei Nichtvorhandenseirr der Leitstücke 6, 8, 8^a erzeugter Sekundärstrom.Pulling out the coil 4 increases the leakage and reduces the secondary current. Therefore, the voltage drop can remain the same for different current values. Since the conducting pieces 6'an the movable coil which comprises ^a coil of the fixed approach with the pulling the conducting pieces 8 and 8, respectively, increase the scattering of the working area of the transformer is greatly extended without that its outer dimensions are enlarged to need. Because when the coil is fully withdrawn, the transformer supplies a welding current which, due to the increased scatter, is significantly lower than a ^{secondary current generated when the conductive pieces 6, 8, 8 a} are not present.

Die Konstanz der Zünd- oder Leerlaufspannung ist dadurch erreicht, daß beide Spulen auf ihrer ganzen Länge, in welcher Lage die bewegliche Spule auch sein mag, von einem magnetischen Fluß wirksam umflossen werden, der durch den spaltlosen Eisenkörper i^a, 2,1, 3, 3^Λ hindurchgeht. Dies gilt auch für die Stellung höchsten Spulenauszuges, in der die von den Leitstücken 6 gebildete Brücke bei Leerlaufstellung ohne Einfluß ist, weil sie durch einen Luftspalt von den Säulen 3 und dem Kern 2 getrennt ist, der magnetische Fluß also zum großen Teil über die Joche 1 und i^a geht. Daher ist das Umspannverhältnis lediglich eine Funktion der Gesamtwindungszahlen der Spulen, d.h. für einen und denselben Transformator konstant. ,110The constancy of the ignition or open circuit voltage is achieved by the fact that both coils are effectively surrounded by a magnetic flux over their entire length, regardless of the position of the movable coil, which flows through the gapless iron body i ^a , 2,1, 3 , 3 ^Λ passes through. This also applies to the position of the highest coil extension, in which the bridge formed by the guide pieces 6 has no influence in the idle position because it is separated from the columns 3 and the core 2 by an air gap, so the magnetic flux largely via the yokes 1 and i ^a goes. The transformation ratio is therefore only a function of the total number of turns of the coils, ie it is constant for one and the same transformer. , 110

Die Blechpakete und metallischen Teile sind zweckmäßig isoliert und derart unterteilt, daß Kurzschlüsse und übermäßige Verluste durch Wirbelströme ausgeschlossen sind. Der Transformatorwird in ein Blechgehäuse eingeschlossen, das außen Anschlußklemmen aufweist. Die Schraubenspindel im Schlitz 2^a wird nach außen hindurchgeführt und dort mit einem Handrad versehen. Mit diesem Handrad wird der Transformator vor Beginn des Schweißvorganges entsprechend den durch Werkstoff, Elektrodenstärke usw. gegebenen Arbeitsbedingungen aufThe laminated cores and metallic parts are expediently insulated and subdivided in such a way that short circuits and excessive losses due to eddy currents are excluded. The transformer is enclosed in a sheet metal housing which has terminals on the outside. The screw in the slot 2 ^a is passed to the outside and provided there with a hand wheel. With this handwheel the transformer is switched on before the start of the welding process according to the working conditions given by the material, electrode thickness, etc.

einen bestimmten Schweißstrom eingestellt, und dann braucht er während der ganzen Schweißung nicht mehr verstellt zu werden. Das Gehäuse mit dem Transformator wird zur Erleichterung der Fortbewegung zweckmäßig auf einen mit Rollen versehenen Rahmen aufgebaut.a certain welding current is set, and then it needs during the whole welding no longer to be adjusted. The housing with the transformer is used for relief the locomotion expediently built on a frame provided with rollers.

Die Ausführung nach Fig. 2 und 3 weist eine geringere Baulänge des magnetischen Joches i^a auf und ergibt bei einfacherer Bauweise eine bessere Ausnutzung des Werkstoffes als diejenige nach Fig. 1. In der Wirkungsweise sind beide Ausführungen gleich.The embodiment according to FIGS. 2 and 3 has a shorter overall length of the magnetic yoke i ^a and, with a simpler construction, results in better utilization of the material than that according to FIG. 1. In the mode of operation, both embodiments are the same.

Claims

Patent claims:

i. Transformer, in particular for electric arc welding, with a movable coil and a fixed coil which can be pushed into one another and completely pulled apart, characterized in that in front of each end face of the two coils (4, 7) conductive pieces (6, 8 or 8 ^a ) so are arranged so that when the coils are pulled apart they lie flush with one another with a small gap and thereby form a magnetic bridge between the inner core (2) and the two outer columns of the iron jacket, which is closed without gaps and encloses both coils, in such a way that the bridge causes a strong leakage flux, which can be regulated by moving the coils with the conducting pieces against each other to achieve a high voltage drop to a constant voltage for all secondary current values.

2. Transformer according to claim 1, characterized in that the outer columns (3. 3 ^a ) of the shell in front of the end face of the fixed coil (7) are stepped off in such a way that the column parts adjoining the step (3 *) closely around the Lay the extended movable coil (4) and the steps (8 ^a ) themselves form the conductive pieces for the magnetic flux assigned to the fixed coil.

Please refer to the sheet of drawings