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Einrichtung zur Entnahme von Schweißstrom aus einem Mehrphasennetz,
die für die Lieferung von Gleich- oder Wechselstrom umschaltbar ist Es sind schon
Schweißtransformatoren bekannt, die mit einer Umschaltvorrichtung zum Zwecke einer
Spannungsregelung durch Reihen- oder Parallelschaltung von Teilen der Primär- bzw.
der Sekundärwicklung des Transformators versehen sind; es sind bei diesen bekannten
Einrichtungen jedoch keine Gleichrichter vorhanden. Auch wird der Umschalter nicht
zum Zwecke der Lieferung. von Gleichstrom aus mehreren Netzphasen und von Wechselstrom
aus -einer Netzphase beim Schweißen verwendet.
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Es sind auch schon Transformatoren bekannt, bei .denen zum Schweißen
der Wechselstrom dem Transformator direkt entnommen wird.
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Andererseits ist es schon bekannt, Transformatoren mit Gleichrichtern
zur Lieferung von Gleichstrom beim Schweißen anzuwenden.
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Demgegenüber bezieht sich die Erfindung auf eine Einrichtung zur Entnahme
von Schweißstrom aus einem Mehrphasennetz, die für die Lieferung von Gleich- oder
Wechselstrom umschaltbar ist, und aus einem aus mehreren einphasigen Teilen zusammengesetzten
Transformator und aus einem oder mehreren Gleichrichtern besteht, und zwar ist gemäß
der Erfindung eine Umschaltvorrichtung vorgesehen, welche die Teiltransformatoren.
oder Teile derselben bei Gleichstrombetrieb an mehrere Netzphasen, bei Wechselstrombetrieb
dagegen parallel an eine Netzphase schattet. ' ° Falls erforderlich, sind auf einem
oder mehreren Kernen, auf denen die Primärwicklungen liegen, zusätzliche Wicklungen
angeordnet, die nach oder. zu gleicher Zeit mit der Umschaltung auf Wechselstromschweißbetrieb
in Reihe mit den Sekundärwicklungen geschaltet werden.
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Die erfindungsgemäße '"Einrichtung weist gegenüber den bekannten Einrichtungen
den Vorteil auf, daß die beiden in der Praxis
vielfach abwechselnd
vorkommenden Fälle, nämlich das Schweißen mittels Gleichstrom oder mittels Wechselstrom,
mit ein und demselben Gerät durchgeführt werden können. Sie weist den weiteren Vorteil
ati, daß ein sehr wirtschaftlicher Betrieb dadurch möglich ist, daß beim Schweißen
von kleinen Werkstücken, z. B. verhältnismäßig dünnen Platten, Gleichstrom angewendet
werden kann, w=as in solchen Fällen große Vorteile bieten kann, während beim Schweißen
von größeren Werkstücken, wo verhältnismäßig hohe Ströme erforderlich sind, die
N ichtiiberlastbarkeit der Gleichrichterröhren kein Nachteil ist, weil durch einfache
Umschaltung Wechselstrom geliefert werden kann, dessen Stärke durch die hohe Überlastbarkeit
des Transformators, insbesondere bei intermittierendem Betrieb, erheblich gesteigert
werden kann. Hierdurch wird ein Universalgerät erzielt, das für mehrere Stromstärken
anwendbar ist und bei geringer Stromstärke eine wirtschaftliche Ausnutzung der Gleichrichterröhren
und bei größerer Stromstärke durch Umschaltung eine wirtschaftliche Ausnutzung des
Transformators gestattet. Da die Gleichrichterröhren in letzterem Falle außer Betrieb
sind, wird ihre Lebensdauer nicht beeinträchtigt.
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Die bereits obenerwähnte Maßnahme, erforderlichenfalls auf einem oder
mehreren Kernen, auf denen die Primärwicklungen angeordnet sind, zusätzliche Wicklungen
anzuordnen, die nach oder gleichzeitig mit der Umschaltung auf Wechselstromschweißbetrieb
in Reihe mit den Sekundärwicklungen geschaltet werden, ist vorteilhaft in den Fällen
anzuwenden, wenn der Spannungsverlust .des Transformators beim Schweißen mit Wechselstrom
zu groß ist, weil dadurch dessen Spannungsverlust kompensiert werden kann:" Eine
sehr einfache und im Interesse der Werkstoffersparnis wirtschaftliche Schaltung
wird erhalten, wenn der Transformator aus zwei einphasigen Teilen zusammengesetzt
wird und die Wicklungen derart geschaltet werden, daß bei Gleichstromschweißung
Dreiphasenstrom @ in symmetrischen -Vierpliasenstrom verwandelt wird (Scott-Sclialtung).
Auch in diesem Falle ist es vorteilhaft, eine öder mehrere zusätzliche Wicklungen
vorzusehen, die bei Umschaltung in Reihe mit einer der anderen Transformatorwicklungen
geschaltet werden.
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Die Erfindung ist an Hand der Zeichnungen - näher erläutert, in denen
einige Ausführungsbeispiele dargestellt- sind.
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In Fig: i - bezeichnen- i und 2 Zweiweggleichrichterröhren, deren
Anoden über Schalter--an einen Transformator 3 angeschlossen werden können, durch
welchen die Dreipliasenspannung des Netzes in eine Vierphasenspannung umgewandelt-
werden kann. Das Netz wird an den Klemmen U, l' und W angeschlossen. Der
Transformator besteht aus zwei Einphasentransformatoren, die ein gemeinsames Joch
aufweisen und deren Primär- und Sekundärwicklungen zur Vergrößerung der Ableitung
auf verschiedenen Teilen der magnetischen Kreise angeordnet sind. Es können zu dem
gleichen Zweck zwischen den Primär- und Sekundärwicklungen noch in der Figur nicht
dargestellte eiserne Brückenstücke vorgesehen sein, die zweckmäßig verstellbar gemacht
werden. Die Primärwicklungen S, S, und S2 sind gemäß Scott geschaltet.
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Bei der dargestellten Stellung der mit mehreren Schaltarmen versehenen
Schalter q. und 5 ist das Gerät zum Schweißen mit Gleichstrom geschaltet. Die Schweißelektrode
7 wird mit den Mittelanzapfungen der Sekundärwicklungen S, und S, und das
Werkstück S mit Mittelanzapfungen der Sekundärwicklungen des Speisetransformators
für die Kathoden verbunden, oder umgekehrt. Die letztgenannten Wicklungen können
auch auf dem Transformator 3 angeordnet werden.
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Wünscht man mit Wechselstrom zu schweißen, so werden die Schalter
umgelegt. Es ist aus der Zeichnung ersichtlich, daß in diesem Falle die Wicklungen
S1 und S@ parallel zu der Reihenschaltung der Wicklung S und einer Wicklung S3 an
das -Netz angeschlossen werden. Letztere Wicklung hat so viele Windungen, daß in
den zwei parallelen Zweigen gleiche Spannungen induziert werden. Die Sekundärwicklungen
werden parallel geschaltet.
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Wie oben erwähnt, wurde gefunden, daß der Spannungsverlust des Transformator
beim Schweißen mit Wechselstrom zu verschiedenen Zwecken zu groß sein kann. Bei
der in Fig. i dargestellten Schaltung ist dieser eventuelle lr'belstand dadurch
beseitigt, daß in Reihe in:t den Sekundärwicklungen Spulen S$-und S9 geschaltet
sind, die auf dem Kern der Primärwicklungen angeordnet sind und daher fest mit diesen
gekoppelt sind. Ferner sind lediglich .die zwei rechten Hälften der Sekundärwicklungen
beim Schweißen mit Wechselstrom in Betrieb. Die Schalter d. und 5 werden zweckmäßig
miteinander und mit dem Heizstromschalter mechanisch gekuppelt. Dies ist deutlichkeitshalber
in der Zeichnung nicht dargestellt.
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Bei der in Fig. a dargestellten Vorrichtung wird ein Transformator
verwendet, bei dem die Erfindung besonders vorteilhaft angewandt ist. Der Transformator,
der sich zum Anschluß an ein Drehstromnetz eignet,
besteht wie in
Fig. r aus zwei Einphasentransformatoren, die gemäß Scött geschaltet werden können
und bei denen auf .der Sekundärseite eine .Vierphasenspannung erhalten wird. Die
Primärwicklung ist in fünf Spulen S1, S2, Ss, S4 und S5 unterteilt, wodurch erreicht
wird, daß sich der Transformator für zwei verschiedene Netzspannungen eignet.
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Die Spulen S, und S2 bilden die zwei Primärwicklungen des ersten und
die Spulen S3, S4 und S5 die drei Primärwicklungen des zweiten Einphasentransformators.
Auf der Sekundärseite entspricht die Schaltung im wesentlichen der in Fig. z .dargestellten:
Beim Schweißen mit Gleichstrom nehmen die Schalter 4 und 5 die dargestellte Stellung
ein. Der Transformator ist in diesem Falle zum Anschluß an ein Drehstromnetz geschaltet.
Die Schaltkontakte des Schalters 4 sind an das Klemmenbrett 6 mit. Klemmen
U, Tue, W, X, Y und Z geführt. Das Drehstromnetz wird an die Klemmen
U, V, W angeschlossen. Der Transformator eignet sich für zwei verschiedene
Netzspannungen. Bei der höheren Netzspannung sind die Wicklungen im Stern geschaltet,
bei der niedrigeren Netzspannung wird eine Dreieckschaltung angewendet. Die gegenseitige
Verbindung zwischen den Klemmen U, Tl, W einerseits und den Klemmen
X, Y, Z andererseits ist von der verfügbaren Netzspannung abhängig.
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Beim Umschalten werden, wie aus der Figur ersichtlich ist, die drei
Spulen S1, S3 und S4 in- Reihe geschaltet, ebenso die zwei Spulen S2 und S5. Die
Windungszahlen der Spulen S1, _S2, SS, S4 und S5 verbalten.
sich wie [/ 3: j/3 a, derart, daß die Scottsche Schaltung angewendet werden kann.
Diese beiden Kombinationen werden parallel geschaltet und an eine der Phasen der
Netzspannung angeschlossen, wobei der Transformator also als ein Einphasentransformator
wirkt. Die Spannungen in den Spulen So und S7, die im ersten Fall um go ° zueinander
in der Phase verschoben waren, sind unter diesen Umständen in Phase. Da, wie aus
der Figur ersichtlich ist, die beiden Teile des Transformators auf der Primärseite
eine gleiche Anzahl von Windungen besitzen, sind auch die Spannungen in den Spulen
S6 und S7 gleich, so daß sie parallel geschaltet werden können. Dies wird mit Hilfe
des Schalters 5 bewirkt. Die zu schweißenden Werkstücke bzw. ein Werkstück und eine
Schweißelektrode werden dabei an die Enden der zwei parallel geschalteten Sekundärwicklungen
angeschlossen. Die beschriebene Schaltung hat den Vorzug, daß beim Schweißen mit
Wechselstrom das Kupfer des Transformators möglichst wirtschaftlieh benutzt wird,
da alle Spulen gebraucht werden. Da jedoch die Sekundärwechselspamiung derjenigen
im ersten Teil nicht vollkommen gleich ist, werden die Spulen zweckmäßig mit Anzapfungen
versehen, wie ir- den Fig. 3 und 4 dargestellt ist. Die zu den Wicklungen gesetzten
Ziffern geben die in diesen Wicklungen induzierten Spannungen an. Beim Schweißen
mit Wechselstrom sind daher nur Teile der. Spulen S3 und S5 in Betrieb.
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In den Fig. 3, 4, 5 und 6, -in denen verschiedene Schaltungen für
die Primärwicklungen dargestellt sind, sind noch Wicklungen Slo und S11 dargestellt,
die den Zweck haben, die Vorrichtung für zwei verschiedene Netzspannungen geeignet
zu machen, auch wenn mit Wechselstrom geschweißt wird.
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In Fig. 3 ist die Schaltung für die höhere-Netzspannung, z. B.
300 Volt, in Fig. 4 die für die niedrigere Netzspannung von 22o Volt dargestellt,
beide für den Fall, daß mit Gleichstrom geschweißt wird. In den Fig. 5 und 6 ist
die Einrichtung der Schaltungen nach der Umschaltung angegeben. Die Spulen Slo und
S11 sind in diesem Fall in die Schaltung aufgenommen.
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Es ist einleuchtend, daß die Schalter 4 und 5 durch andere Umschaltorgane,
z. B. durch Stecker oder Klemmen, ersetzt werden können.