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Lichtbogenschweißtransformator -Die vorliegende Erfindung behandelt
einen Lichtbogenschweißtransformator, der an sich in bekannter Weise aus zwei magnetischen
Kreisen besteht, die durch gemeinsame Primärwicklung magnetisch gekoppelt werden.
Die Schweißwicklung befindet sich dann nur auf einem der magnetischen Kreise. Es
war bisher bekannt, die Regelung solcher Schweißtransformatoren durch eine mit Gleichstrom
vormagnetisierte Wicklung, die auf dem zweiten magnetischen Kreis liegt, vorzunehmen.
Die Wicklung ist zweckmäßig so geschaltet, daß eine induktive Beeinflussung als
Wechselstromwicklung nicht eintreten kann. Es hat sich gezeigt, daß solche Regeleinrichtungen
auf die magnetischen Verhältnisse und auf die Stromkurvenform beim l.ichtbogenschweißen
sich ungünstig auswirken, da die einseitige Verlagerung der \#Iagnetisierungskurve
mit der Gleichstromvormagnetisierung identisch ist. Durch die Gleichstromvormagnetisierung
erhält nämlich dieser Kreis einen festen magnetischen Widerstand, so daß die Strom-
und Spannungsänderungen in der Schweißwicklung etwa durch die durch Tropfenübergänge
entstehenden Kurzschlüsse nicht durch den zweiten magnetischen Kreis ausgeglichen
werden können. Hierdurch brennt der Lichtbogen unruhig.
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Dieser Nachteil wird bei einem Lichtbogenschweißtransformator mit
zwei getrennten, nur durch die Primärwicklung gekoppelten :Magnetkreisen und einer
zweiten Sekundärwicklung (Regelwicklung) dadurch behoben, daß erfindungsgemäß die
Regelwicklung und die sekundäre Schweißwicklung in getrennten magnetischen Kreisen
angeordnet werden. Diese zweite Sekundärwicklung ist, da auf sie die aus der Schweißwicklung
übertragenen Stromänderungen über die gemeinsame koppelnde Primärwicklung übertragen
werden, in cler Lage, Stromänderungen augenblicklich
auszugleichen.
Dies wird an einem Beispiel erläutert. Sind die Ampcrewindungen sowohl der Schweißwicklung
als auch der zweiten Sekundärwicklung gleich, so ist auch der in den beiden magnetischen
Kreisen verteilte Fluß im Gleichgewicht. Würde in der Schweißwicklung, etwa durch
einen Tropfenübergang am Lichtbogen, der Strom steigen, so wird sich auch in der
zweiten Sekundärwicklung durch die koppelnde Primärwicklung ein um den Betrag erhöhter
Strom einstellen, um den der Kraftfluß durch den erhöhten Strom in der Schweißwicklung
in den zweiten magnetischen Kreis abgedrängt worden ist. Wird die Regelwicklung
ganz geöffnet, so würde der Kraftfluß durch die Amperewindungen der Schweißwicklung
vollkommen in den Kreis der Regelwicklung hineingedrückt werden, da hier keine Gegenamperewindungen
auftreten können. Diese Möglichkeit des stetigen Gleichgewichtszustandes in den
beiden magnetischen Kreisen kann daher nur eine zweite, durch die gleiche Primärwicklung
gekoppelte und induzierte Sekundärwicklung übernehmen.
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Bekanntlich erfordern Lichtbogenschweißtransformatoren eine mit der
Belastung abfallende Stromspannungskennlinie. Es wird dies erreicht durch die lose
Kopplung zwischen der Primär- und der Schweißwicklung. Zu dem Zweck wird bei der
Erfindung die Schweißwicklung mit der Primärwicklung fest gekoppelt, dagegen wird
die Regelwicklung nur auf einem Schenkel des die Regelwicklung tragenden magnetischen
Kreises aufgebracht, während der zweite Schenkel des gleichen Kreises unbewickelt
bleibt. Dadurch wird auf dem nichtbewickelten Schenkel zwischen der Primär- und
Sekundärwicklung eine sehr lose Kopplung erreicht. Die Begünstigung dieses magnetischen
Streuflusses erfolgt weiter durch Anordnung eines Teiles der Regelwicklung nicht
unmittelbar neben der Primärwicklung, sondern möglichst weit entfernt von ihr auf
dem Joch des gleichen magnetischen Kreises. Durch eine Anzahl Anzapfungen an diesem
Teil der Regelwicklung wird gleichzeitig eine bestimmte Einstellung der Schweißstromstärke
vorgenommen.
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Zweckmäßig wird die Regelwicklung beim Zünden und Unterbrechen des
Lichtbogens selbsttätig geschlossen bzw. geöffnet, so daß bei Unterbrechung des
Schweißstromes an den Wicklungsenden der Schweißwicklung keine Spannung über 4o
Volt auftreten kann, wodurch ein wirksamer Spannungsschutz für den Schweißer gegeben
ist.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt. Sie wird
wie folgt erklärt. i und 2 sind zwei magnetische Kreise. Beide Kreise sind durch
die Primärwicklung miteinander magnetisch verkettet. Auf dem Kreise 2 befindet sich
die Sekundärwicklung .1, «-elche mit der Primärwicklung 3 eng magnetisch gekoppelt
ist. Auf dem Kreis i ist die Regelwicklung 5 aufgebracht, und zwar derart, daß ein
Teil mit der Primärwicklung 3 ebenfalls eng gekoppelt und ein Teil etwa auf dem
Joch lose gekoppelt ist. Ferner kann der Stromkreis der Regelwicklung durch eine
Vorrichtung 6 geschlossen und unterbrochen werden. In der Zeichnung besteht diese
Vorrichtung aus dem Selbstschalter, welcher durch den Schweißstrom beeinflußt wird.
Die Vorrichtung kann erfindungsgemäß auch aus einer Stromrichterröhre bestehen,
welche das Schließen oder Unterbrechen des Stromkreises der Regelwicklung trägheitslos
gewährleistet.
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Die Vorgänge in dem Transformator sind folgende. Die Primärwicklung
3 magnetisiert beide magnetischen Kreise i und 2, und der gesamte Kraftfluß verteilt
sich auf die beiden Kreise, die derart aufeinander abgestimmt sind, daß der Kraftfluß
in dem Kreis 2, auf welchem sich die Sekundärwicklung 4, befindet, eine Spannung,
etwa 40 Volt, induziert. Hierbei ist der Stromkreis der Regelwicklung bei 6 unterbrochen.
Die Regelwicklung 5 auf dem Kreis i wird ebenfalls von der Primärwicklung induziert
und führt an den offenen Enden ihres Stromkreises eine Spannung. Wird der Unterbrecher
6 etwa durch das Fließen des Stromes in der Sekundärwicklung 4 geschlossen (Zündung
des Lichtbogens), so wirken die Amperewindungen der Regelwicklung 5 den Amperewindungen
der Sekundärwicklung 4 entgegen, so daß sich der gewünschte Belastungszustand an
den Elektroden des Schweißstromkreises der Sekundärwicklung 4. einstellen kann.
Würde der Schweißstromkreis durch den Zündvorgang an den Elektroden geschlossen
werden und bleibt der Regelstromkreis bei 6 unterbrochen, so fließt nur ein sehr
kleiner Strom im Schweißstromkreis auf Grund des im Kreis 2 verbleibenden Restkraftflusses,
da im Kreis i keine Gegenamperewindungen durch die Regelwicklung 5 auftreten können.
Die Einstellung einer beliebigen Stromstärke im Schweißstromkreis geschieht mit
Hilfe von Anzapfungen an der Regelwicklung 5. Zur Erzielung einer besonders steil
abfallenden Stromspannungskennlinie ist weiterhin der mit der Primärwicklung eng
magnetisch gekoppelte Teil der Regelwicklung 5 nur auf einen Schenkel des die Primärwicklung
tragenden Transformatoreisens aufgebracht. während der zweite Schenkel unbewickelt
ist. Der ina;netische Kreis 2 kann zweckmäßig auch so ausgebildet sein, daß er nicht,
wie auf der schematischen Zeichnung dargestellt, sich an
einer Seite
des Kreises 2 befindet, sondern zu beiden Seiten angeordnet ist. Die eng gekoppelte
Erregerwicklung 5 wird dann so aufgebracht, daß auf diesen Kreisen j e ein Schenkel
kreuzweise unbewickelt bleibt.