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Schaltung zur Stabilisierung eines Wechselstromlichtbogens und zur
Verbesserung der Leerlaufspannung-Belastungsstrom-Charakteristik beim Lichtbogenschweißen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung einer Lichtbogenspeisevorrichtung
mit Kompensationskondensator und Streu- oder Abfalltransfortnator bzw. Transformator
nebst regulierbarer Drossel.
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Für die verschiedenen elektrischen Belastungen von Verbrauchern mit
abfallender Widerstandscharakteristik werden sogenannte Abfalltransformatoren verwendet.
Dieses sind Transformatoren, bei denen die sekundäre Spannung bei steigender Belastung
stark abfällt. Derartige Transformatoren werden u. a. verwendet für die Speisung
von Wechselstrombogenlampen, Neon- und Natriumr#)'hren und für den Lichtbogen bei
der elekirischen Schweißung. Die zuletzt genannte Anwendung ist augenblicklich eine
der bedeutendsten, weshalb die Erfindung speziell für die Anwendung bei Schweißtransformatoren
beschrieben wird.
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Abfalltransformatoren sind in verschiedener Bauart und in verschiedenen
Schaltungsweisen bekannt. Die abfallende Charakteristik wird dadurch erzielt, daß
man z. B. in den Sekundärkreis eines normal gebauten Transformators eine Drosselspule
einschaltet, oder dadurch, daß der .Transformator große Streuung besitzt. Der Strom
kann sprungweise reguliert werden durch das Anbringen von Anzapfungen an der Drosselspule
oder an der Wicklung des Steuerungstransformators, oder die
Regulierung
kann stattfinden durch stete Änderungen der Drosselspule oder des Steuerungstransformators.
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Gegen die Verwendung solcher Schweißtransformatoren bestehen Bedenken,
und man hat in letzter Zeit durch Spezialkonstruktionen versucht, die Mängel zu
beheben.
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Erstens ist der Leistungsfaktor derartiger Transformatoren niedrig,
so daß verschiedene Elektrizitätsbetriebe vorschreiben, daß der induktive Blindstrom,
wenigstens teilweise, durch Anbringung eines Kondensators kompensiert wird. Hierbei
ist zu bemerken, daß der Leistungsfaktor eines Schweißtransformators annähernd der
Bogenspannung gleichgestellt werden kann, dividiert durch die Leerlaufspannung.
Hieraus folgt, daß der Leistungsfaktor besser wird, wenn die Leerlaufspannung erniedrigt
wird. Man ist aber an bestimmte Werte für .die Leerlaufspannung gebunden, will man
verhindern, daß der Schweißbogen instabil wird.
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Zweitens hat man auch verschiedene Konstruktionen und Schaltungen
gesucht, um den Schweißbogen zu stabilisieren, wodurch außer einer niedrigeren Leerlaufspannung
auch ein ruhiger Lichtbogen erzielt werden kann. Für diese Stabilisierung werden
hauptsächlich zwei Methoden angewendet, nämlich die Einschaltung eines Kondensators
in den Schweißkreis oder das Führen eines Stromes hoher Frequenz durch den Schweißbogen.
Im letzten Fall muß eine Vorrichtung angewendet werden, welche den Hochfrequenzstrom
erzeugt, wodurch eine Komplikation und Kosten entstehen. Die Verwendung eines Kondensators
wird u. a. in der holländischen Patentschrift io4 i i i beschrieben, worin ein in
Reihe geschalteter Kondensator und eine Drosselspule mittels eines regulierbaren
Transformators in den Schweißkreis geschaltet sind.
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Drittens wird bemerkt, daß die benötigte Leer-Laufspannung zur Erzielung
eines stabilen Lichtbogens nicht für alle Schweißströme dieselbe ist. Bei allen
Elektrodenarten ist bei einem niedrigen Schweißstrom (dünne Elektrode) eine höhere
Leerlaufspannung nötig als bei einem hohen Schweißstrom (dicke Elektrode). Bei Verwendung
eines normalen Transformators mit getrennter Drosselspule ist die Leerlaufspannung
für alle Schweißströme dieselbe; bei Verwendung eines Transformators mit Streuung
ist im allgemeinen die Leerlaufspannung bei Einstellung auf geringeren Schweißstrom
gering, wodurch die Leerlaufspannung-Schweißstrom-Charakteristik gerade verkehrt
verläuft. Dies hat den Nachteil, daß die Leerlaufspannung hoch genug gewählt werden
muß, um bei kleinen Schweißströmen einen stabilen Bogen zu liefern, während bei
dem höchsten Schweißstrom die Leerlaufspannung dieselbe bleibt oder eventuell noch
höher wird, während die Leerlaufspannung bei diesen hohen Strömen gerade kleiner
sein könnte. Hierdurch werden die Leistung bei dem höchsten Strom und damit der
Anschlußwert und bei Kompensation die Kondensatorleistung unnötig hoch. Es sind
bereits Methoden ausgearbeitet, um die Form der Leerlaufspannung-Schweißstrom-Charakteristik
zu verbessern: Man kann den Schweißstrombereich in zwei oder mehr Stufen unterteilen,
wobei beim Übergang der einen Stufe auf die andere Wicklungsteile umgeschaltet werden.
Diese Umschaltung kann man derart ausführen, daß, außer daß man `hierbei eine Änderung
der Streuung bekommt, auch die Leerlaufspannung für den niedrigen Strombereich erhöht
wird.
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Die einfachste Bedienung des Schweißtransformators wird jedoch erreicht,
wenn der ganze Schweißbereich ohne Umschaltung, nur durch eine stete Selbstregulierung
der Streuung, erzielt wird; eine Umschaltung bedeutete stets eine Komplikation.
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In der britischen Patentschrift 454950 und in der deutschen Patentschrift
353 853 wird die Erhöhung der Leerlaufspannung bei niedrigen Schweißströmen dadurch
erreicht, daß parallel zum Veränderlichen Luftspalt im Drosselspulteil des magnetischen
Systems gesättigte Eisenblechteile geschaltet werden.
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Aus obigem geht hervor, daß in letzter Zeit versucht wird, die Eigenschaft
des Schweißtransformators zu verbessern. Die gewünschten Verbesserungen können wie
folgt zusammengefaßt werden: i. Verbesserung des Leistungsfaktors; dieses geschieht
im allgemeinen durch _Xnwendung eines Kondensators. 2. Stabilisierung des Schweißbogens,
wodurch mit niedriger Leerlaufspannung gearbeitet werden kann; hierzu verwendet
man im allgemeinen einen Kondensator, oder über den Schweißstrom wird ein Strom
hoher Frequenz superponiert. 3. Verbesserung der Leerlaufspannung-Schweißstrom-Charakteristik,
und zwar derart, daß die Leerlaufspannung bei niedrigen Schweißströmen höher ist
als bei hohen; dieses geschieht durch Unterteilung des gesamten Regelbereiches in
Teilregelbereiche und durch eine Spezialkonstruktion des magnetischen Systems, u.
a. durch Anwendung eines aus Eisenblech bestehenden Nebenschlusses im regulierbaren
Luftspalt.
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Die Versuche, diese Verbesserungen zu erzielen, haben zu getrennten
Lösungen der drei genannten Fälle geführt.
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Gemäß der Erfindung werden alle drei genannten Verbesserungen dadurch
zusammen erreicht, daß an den Lichtbogenklemmen nicht nur die sekundäre Seite der
Speisevorrichtung angeschlossen ist, sondern auch direkt oder induktiv ein Kreis,
in den ein Kondensator mit fester oder einstellbarer Kapazität aufgenommen ist.
Dieser Kreis wird durch die primäre Spannung der Speisevorrichtung oder durch eine
durch Transformierung von dieser abgeleitete Spannung gespeist, wobei die Kreise
derart geschaltet sind, daß die Ströme, die diese Kreise im Lichtbogen erzeugen,
in Phase oder nahezu in Phase sind.
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Gemäß der Erfindung wird der Kondensator zwischen den primären Klemmen
des Schweißtransformators
angeschlossen, jedoch wird im elektrischen
Kreise, in welchem der Kondensator liegt, ebenfalls der Lichtbogen aufgenommen.
Hierzu wird eine der primären Klemmen des Transformators an das Werkstück gelegt
und die andere primäre Klemme unter Zwischenschaltung des Kondensators an den Elektrodenhalter.
Betrachtet man einen Schweißtransformator, bestehend aus einem gewöhnlichen Transformator
mit Drosselspule, so entsteht, falls der Lichtbogen nicht brennt, der folgende elektrische
Kreis: die eine primäre Klemme, Kondensator, Klemme Elektrodenhalter, Schweißdrosselspule,
sekundäre Wicklung Transformator, Klemme Werkstück, die andere primäre Klemme.
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Die Anschlüsse müssen derart angebracht werden, daß in diesem elektrischen
Kreis die sekundäre und primäre Spannung addiert werden. Brennt der Lichtbogen nicht
(Leerlaufzustand), dann wird durch die obengenannte Summe der Spannungen ein Strom
durch den obengenannten Kreis, bestehend aus der Reihenschaltung der Schweißdrosselspule
und des Kondensators, geschickt, welcher gegenüber den Spannungen voreilend ist
und eine Spannung in der Schweißdrosselspule verursacht, welche sich zur sekundären
Spannung des Transformators an den Elektroden addiert. Diese Spannungserhöhung an
den Elektroden wird um so größer sein, je größer die Selbstinduktion der Schweißdrosselspule
ist. Diese Selbstinduktion ist einstellbar zur Erreichung der verschiedenen Schweißströme,
und zwar gehört zu einer größeren Selbstinduktion ein kleinerer Strom. Gemäß dieser
Schaltung wird deshalb automatisch eine höhere Leerlaufspannung bei kleineren Schweißströmen
erzielt.
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Brennt der Bogen, so wird außerhalb des eigentlichen Schweißkreises
noch ein Kreis gebildet, nämlich: die eine primäre Klemme, Kondensator, Schweißbogen,
die andere primäre Klemme.
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Der Schweißbogen bildet hier die Schließung dieses Kreises, und der
Kondensator kompensiert jetzt, im allgemeinen teilweise, den reaktiven Strom des
Transformators. Außerdem wird in diesem Belastungszustand eine stabilisierende Wirkung
durch den Kondensatorkreis erzielt, da im Moment, wo der Lichtbogen unterbrechen
möchte (Stromdurchgang durch Null), die Kondensatorladung gerade ihren Maximalwert
besitzt, die wiederkehrende Spannung ebenfalls maximal ist und der Kondensator praktisch
ohne Zeitverzögerung imstande ist, seine Energie an den Lichtbogen abzugeben.
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Es wurde die Wirkungsweise eines Schweißtransformators beschrieben
mit getrennter Drosselspule. Wird ein Transformator mit großer Streuung aber ohne
Drossel verwendet, so treten dieselben Erscheinungen auf.
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Bei der hier beschriebenen, prinzipiellen Schaltung ist eine der primären
Klemmen an das Arbeitsstück gelegt, das geerdet werden muß. In verschiedenen Fällen
kann deshalb diese prinzipielle Schaltung nicht verwendet werden. Gemäß einem Kennzeichen
der Erfindung kann dieser Mangel durch die Verwendung eines Isoliertransformators
behoben werden. Dieses ist ein Transformator normaler Konstruktion, dessen primäre
Wicklung an das Netz angeschlossen ist und an dessen sekundäre Klemmen der Kondensatorkreis
geschaltet ist. Für den Isoliertransformator kann auch der Schweißtransformator
verwendet werden, auf dessen Kern eine extra sekundäre Wicklung angebracht ist,
die mit der primären Wicklung gekuppelt ist und an deren Klemmen der Kondensatorkreis
angeschlossen ist. In beiden Ausführungen wird weiter erreicht, daß man in der Wahl
der Höhe der Spannung für den Kondensatorkreis frei ist.
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Gemäß einem weiteren Kennzeichen der Erfindung kann man den eigentlichen
Schweißkreis elektrisch vom Kondensatorkreis trennen durch Umwandlung der elektrischen
Kontaktkupplung in eine induktive, z. B. mittels besonderen Transformators. Hierbei
kann der Kondensatorkreis ohne Bedenken durch die Netzspannung gespeist werden.
Für den Fall, daß man für diese Speisung eine andere Spannung als die Netzspannung
wünscht, kann diese durch Transformation, entweder durch einen besonderen Transformator
oder durch eine extra sekundäre Wicklung auf dem Schweißtransformator, erhalten
werden, wobei jedoch in diesem Falle ohne Bedenken eine Sparschaltung verwendet
werden kann.
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Der obengenannte Transformator, der die beiden Kreise kuppelt, kann
folgendermaßen noch vereinfacht werden: Der Lichtbogen ist wie üblich direkt angeschlossen
an die Klemmen der sekundären Wicklung des Schweißtransformators; aber der Schweißtransformator
wird gleichzeitig als Kupplungstransformator verwendet, indem eine Kupplungswicklung
auf demselben Teil des magnetischen Systems des Schweißtransformators angebracht
wird wie die sekundäre Wicklung des Schweißtransformators oder auf einen anderen
Teil dieses magnetischen Systems.
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Es ist ein Kennzeichen der Erfindung, daß die höchste Leerlaufspannung,
welche zwischen Elektrode und Arbeitsstück auftritt, begrenzt wird durch geeignete
Wahl der magnetischen Teile des eigentlichen Schweißkreises und eventuell der Hilfstransformatoren.
Hierdurch kann auch erreicht werden, daß die Leerlaufspannung-Schweißstrom-Charakteristik
ein Maximum bei einem bestimmten Schweißstrom hat.
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Weiter kann der Kondensator eine feste oder variable Kapazität besitzen.
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Zur Erläuterung der Erfindung dienen die Fig. i bis 17.
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Fig. i zeigt die Leerlauf spannung-Schweißstrom-Charakterisierung
für die Fälle, daß die Schaltung gemäß der Erfindung angewendet (Kurven
b, c) oder nicht angewendet (Kurve a) wird; Fig. a bis 4 zeigen verschiedene
Schaltungen mit einem Schweißtransformator, bestehend aus einem normal gebauten
Transformator und einer getrennten Drosselspule;
Fig. 5 bis 8 zeigen
verschiedene Schaltungen mit einem Streuungstransformator, dessen primäre Wicklung
auf einem der Kerne angebracht ist und die sekundäre Wicklung auf dem anderen Kern,
während weiter ein dritter, einstellbarer Streuungskern vorhanden ist; Fig. 9 bis
i i zeigen verschiedene prinzipielle Schaltungen; Fig. 12 1_>1s 17 zeigen die Anwendung
der Erfindung bei einem Streuungstransforniatcfr, wolui die Wicklutwen auch den
Streuungskern mit unnfassen.
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In Fig. 1 sind drei Leerlaufspannung-Schweißstrom-Cliarakteristiken
gezeichnet. Die Charakteristik a gibt den Verlauf für den Fall, claß Streiiungstransformatoren
verwendet werden, wie 1i. a. in Fig. 12 abgebildet, ohne daß besondere Maßnalinien
gemiiß der Erfindung vorgenommen sind. llierhei treten bei niedrigen Schweißstrainen
niedrigere Leerlaufspannungen auf. Die Charakteristiken b und c bekommt man durch
Anwendung der Erfindung. Hierbei tritt die Charakteristik b auf in den Fällen, in
denen das magnetische System des Transformators bzw. der Transformatoren weniger
stark gesättigt ist, während die Form gemäß der Charakteristik c erzielt werden
kann, indem die Teile des magnetischen Systems stark gesättigt sind. Bei der Charakteristik
b nimmt die Leerlaufspannung bei Abnahme des Schweißstromes zti; bei der Charakteristik
c wird bei einem bestimmten Schweißstrom ein Maximum erreicht. Es wird noch bemerkt,
daß bei Verwendung eines normal gebauten Transformators mit getrennter Drosselspule
geryäß Fig. 2 bis 4, aber ohne die besonderen Maßnahmen gemäß der Erfindung, die
Nullastspannung bei allen Schweißströmen dieselbe ist. Werden diese Maßnahmen aller
getroffen, dann werden auch bei dieser Konstruktion Charakteristiken gemäß b und
c erzielt.
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In Fig. 2 ist die i die primäre und 2 die sekundäre Wicklung eines
normal gebauten Transformators und 3 eine Drosselspule mit regelbarer Reaktanz.
Die Drosselspule 3 liegt in Reihen mit der sekundären Wicklung 2, und diese Kombination
ist einerseits angeschlossen an den Elektrodenlialter 6 und andererseits an das
Werkstück 7. Die primäre Wicklung ist mit den Klemmen 4 und 5 an das Netz angeschlossen.
Gemäß der Erfindung ist zwischen die Klemmen 4 und 6 ein Kondensator 8 geschaltet
und sind weiter die Klemmen 5 und 7 miteinander verbunden. Bisher wurde der Kondensator
zur Verbesserung des Leistungsfaktors im allgemeinen zwischen die primären Klemmen
4 und 5 des Transformators geschaltet.
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Das Hauptkennzeichen der Erfindung besteht darin, daß der Lichtbogen,
welcher zwischen den Klemmen 6 und 7 auftritt, einen Teil des Kondensatorkreises
bildet. Wenn der Lichtbogen brennt, ist die Spannung zwischen den Klemmen 6 und
7 gering ; diese kann auf etwa 30 Volt angenommen werden, während bei einer
Netzspannung von 380 Volt zwischen den Klemmen 4 und 500 Volt auftritt.
Der Kondensatorkreis wird durch den Schweißbogen nahezu kurzgeschlossen, und der
Kondensator erfüllt seine Aufgabe, mit anderen Worten kompensiert den reaktiven
Strom, den der Transformator aufnimmt.
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Bei brennendem Bogen stabilisiert der Kondensator den Bogen, da in
(lern @\'l@>ment, in welchem der Bogen unterbrechen machte, mit anderen Worten bei
einem Stroindurchg:ui- dui-cli \till, die Kondensatorladung gerade ihre» maximalen
Wert besitzt, die wiederkellreilde Spannung ebenfalls maximal ist und der Kondensator
imstande ist, seine 1?nergie praktisch ofne Zcitverzagerting an den Dogen @illztlgel>eii.
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Brennt der Bogen »iclit, so l)c,stcl"t der folgende Kreis: Klemme
4. K<fnclensator 8, Kleinnie 6, I?rosselsl>ule 3, sekund:ire \Vicl;ltllig 2,
Klemme 5, primäre Wicklung i, I<leirinie 4. In diesem Kreise wirken die EMK
der l@rimsire» \\'icklung i und der sekundären \\'icl<lttng 2; diese Wicklungen
müssen derart geschaltet werden, daß die beiden EMK gleiclfgericlftct sind (s. Pfeile
bei den Wicklungen r und 2). In diesem Kreis fließt ein Strom, der voreilend ist
gegenüber den genannten F.NIK. Dieser Strom erzeugt an den Elektrodenkleininen gegenüber
der Spannung der sekundären Wicklung 2 eine Spannungserhöhung durch die l)rosselsptile
3. und zwar ist diese SpannungserIiölfulig tini so liölic r, je größer die Reaktion
der Drosselspule 3 ist, d. 1i. je niedriger der Schweißstrom ist. Diese Spannungserhöhung
kann begrenzt werden durch eine geeignete Sättigung der l)rcfsselsl>ule; Hierdurch
kann eine Charakteristik c gemäß der Fig. i erzielt werden. Der Kondensator braucht
nicht direkt an die Netzkletninen 4 und angeschlossen zu werden. Er kann auch an
eine verlängerte prini<ire \Vichlung i oder an eine :\nzapfung dieser Wicklung
angeschlossen werden zwecks Änderung der Spannung des Kondensatorkreises.
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Bei der Ausfülii-ung gemäß Fig.2 liegt die primäre Klemme ; "in dein
Werkstück 7; dieses Werkstück muß aus betriebstechnischen Gründen geerdet werden,
so daß auch die primäre Klemme 5 an Erde zu liegen kommt. Dieses ist nur zulässig,
wenn ein spezielles Netz für die Speisung der Schweißtransformatoren verwendet wird,
und dieses Netz muß dann vom allgemeinen Speisenetz z. B. durch Zwiscliensclialtung
eines Transformators elektrisch isoliert sein.
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In Fig.3 ist die Isolierung des Kondensatorkreises erzielt durch die
:\liNvendtuig eines separaten Transformators mit der primären Wicklung 9 und der
sekundären Wicklung io. Die primäre Wicklung 9 ist finit den Klemmen i i und 12
an das Netz angeschlossen, woran auch der Schweißtransformator mit den Klemmen 4
1111c1 5 angeschlossen ist. Die Ziffern i und 8 Haben dieselbe Bedeutung wie in
Fig. 2.
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In Fig.4 ist die Isolierung des holidensators erreicht durch Verlegung
der sekundären Wicklung io von Abb. 3 auf den Schweißtransformator. Der Schweißtransformator
liat dann zwei sekundäre
Wicklungen io und 2 bzw. für den Kondensatorkreis
und für den eigentlichen Schweißkreis.
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In den Fig. 5 bis 7 ist die Anwendung der Erfindung veranschaulicht
bei einer Form des Streutransformators, einer Type, die öfters verwendet wird. In
diesen Abbildungen besteht das magnetische System aus den Kernen 13 und 14, welche
oben und unten durch Joche verbunden sind. Der Kern 13 trägt die primäre Wicklung
i, der Kern 14 die sekundäre Wicklung 2. Zwischen den Jochen ist noch ein dritter
Kern 15 angeordnet, der so bewegbar ist, daß der Luftspalt zwischen diesem Kern
und den Jochen in Größe veränderlich ist, wodurch die Streuung und deshalb der Schweißstrom
einstellbar sind.
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Die Fig. 5 zeigt, was die Erfindung anbelangt, dieselbe Ausführungsform
wie Fig.4. Der Kondensatorkreiswird gespeist durch die Wicklung io, \@@elche eine
andere sekundäre Wicklung bildet bezüglich der primären Wicklung i. Die Ziffern
i bis io haben die gleiche Bedeutung wie in Fig.4.
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In Fig. 6 ist gemäß einem Kennzeichen der Erfindung die elektrische
Kontaktverbindung zwischen dein Kondensatorkreis und dem eigentlichen Schweißkreis
an die Klemmen 6 und 7 unterbrochen und ersetzt durch eine induktive Kopplung mittels
des Transformators mit den Wicklungen 16 und 17.
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In Fig.6 wird der Kondensatorkreis, wie in Fig. 5, durch die Wicklung
io auf dem primären Kern des Transformators gespeist. Da durch den Transformator
mit den Wicklungen 16 und 17 der Kondensatorkreis und der eigentliche Schweißkreis
nicht mehr elektrisch miteinander verbunden sind, kann inan ohne Bedenken den Kondensatorkreis
an die primären Klemmen des Transformators anschließen. Dieser Fall ist in Fig.7
gezeichnet, jedoch mit der Änderung, daß eine höhere Spannung als die Netzspannung
an den Kondensatorkreis angelegt ist, wozu die Netzspannung zwischen den Klemmen
4 und,5 der Wicklung i mittels einer Verlängerung i9 der primären Wicklung in Sparschaltung
auf die Spannung zwischen den Klemmen 5 und 18 erhöht ist. Man kann jedoch den Kondensatorkreis
auch speisen mit der Netzspannung oder mittels einer Anzapfung an die Wicklung i
mit einer Spannung, die niedriger ist als die Netzspannung.
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In den Fig. 6 und 7 sind die Wicklungen 2 und 16 beide an die Klemmen
6 und 7 des Lichtbogens angeschlossen. Wie aus Fig.8 hervorgeht, kann man die Wicklung
16 fortlassen und die Wicklung 17 induktiv koppeln mit der sekundären Wicklung 2
des Schweißtransformators durch Anordnung der Wicklung auf dem magnetischen System
des Schweißtransformators. In Fig.8 ist die Wicklung 17 auf denselben Kern wie die
Wicklung 2 gezeichnet. In einzelnen Fällen ist es vorteilhaft, die Kopplung dieser
Wicklung nicht zu stark auszuführen, und deshalb kann die Wicklung 17 auch auf dem
Streukern 15 angebracht werden.
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In den Fig. 12 bis 17 ist die Anwendung der Erfindung angegeben bei
einer besonderen Form eines Streuungstransformators. Dieser besteht gemäß Fig. 12
a aus drei Kernen, und zwar 13, 14 und 15, wobei der Kern 15 einen Luftspalt besitzt,
der in Größe einstellbar ist, wodurch der Schweißstrom geregelt werden kann. Die
Einstellbarkeit des Luftspaltes ist nicht näher in der Figur angegeben. Diese Type
Transformator ist gekennzeichnet durch die Tatsache, daß eine oder mehrere Wicklungen
den Kern, worin der regulierbare, magnetische Widerstand sich befindet, umfassen.
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In Fig. 12b ist ein Querschnitt durch die Kerne gezeic'linet und weiter
ist angegeben, wie die verschiedenen Windungen um diese Kerne angeordnet sind. In
den Fig. 12b bis 17 ist ausschließlich der Querschnitt mit den Wicklungen angegeben.
Um anzugeben, um welche Wicklungen es sich handelt, sind in den Fig. 9 bis i i die
Prinzipschemen gezeichnet.
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In Fig. 9 sind der Kondensatorkreis und der eigentliche Schweißkreis
durch elektrischen Kontakt gekuppelt. Die primäre Wicklung i ist mittels der Klemmen
4 und 5 an das Netz angeschlossen, die sekundäre Wicklung ist mit 2 angegeben und
einerseits angeschlossen an den Elektrodenhalter 6, andererseits an das Werkstück
7.
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Die Speisespannung des Kondensatorkreises wird durch die primäre Wicklung
durch Transformierung in der Wicklung io erzeugt.
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In den Fig. io und ii sind der Kondensatorkreis und der eigentliche
Schweißkreis induktiv gekoppelt, und zwar durch die Wicklung 17 im Kondensatorkreis
und durch die Wicklung 2 des eigentlichen Schweißkreises. In Fig. io wird der Kondensatorkreis
durch die Netzspannung (Klemme 4 und 5) gespeist; in Fig. i i ist die primäre Wicklung
i mit einem Stück i9 verlängert, und der Kondensatorkreis wird an die erhöhte Netzspannung
zwischen den Klemmen 5 und 18 angeschlossen.
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Die Ausführung gemäß Fig. 12 bezieht sich auf das Schaltschema 9.
Die primäre Wicklung i und die Speisewicklung des Kondensatorkreises io liegen beide
um den Kern 13, die sekundäre Wicklung 2 um den Kern 13 und 15 bzw. nach Fig. 13
die Speisewicklung io des Kondensatorkreises um den Kern 14. Die Wicklungen i und
io sind bei dieser Ausführung nach Fig. 13 schwächer gekuppelt als bei der Ausführung
gemäß Fig. i2b.
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Die Ausführung gemäß Fig. 14 bezieht sich auf das Schaltschema i i.
Die primäre Wicklung i liegt mit ihrer Verlängerung i9 um den Kern 13; die sekundäre
Wicklung 2 liegt mit der Kupplungswicklung um die Kerne 13 und 15. Die Ausführung
gemäß Fig. io bekommt man durch das Weglassen des Wicklungsteils i9.
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Die Ausführung gemäß Fig. 15 bezieht sich ebenfalls auf das Schaltschema
Fig. 11. Die primäre Wicklung i liegt mit ihrer Verlängerung i9 um den Kern 13,
die sekundäre Wicklung 2 liegt um die Kerne 13 und 15 und die Kupplungswicklung
17 um den Kern 15. In dieser Ausführung sind die Wicklungen 2 und 17 schwächer gekuppelt
als bei
der Ausführung gemäß Fig. 14. Die Ausführung gemäß Fig.
io bekommt man durch Weglassen des Wicklungsteils i9.
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Die Ausführung gemäß Fig. 17 bezieht sich ebenfalls auf das Schaltschema
Fig. i i. Die primäre Wicklung liegt mit ihrer Verlängerung i9 um die Kerne 13 und
15, die sekundäre Wicklung 2 um den Kern 13 und die Kupplungswicklung 17 um den
Kern 15. In dieser Ausführung sind die Wicklungen 2 und 17 schwächer gekuppelt als
bei der Ausführung gemäß Fig. 16. Die Ausführung gemäß dem Schema io bekommt man
durch Weglassen des Wicklungsteils i9.
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In den beschriebenen Ausführungsformen sind eine oder mehrere Wicklungen
vorhanden, welche zwei Kerne des magnetischen Kreises umfassen. Es ist klar, daß
man eine derartige Wicklung in zwei Wicklungen unterteilen kann, welche jede einen
Kern umfassen. Falls gewünscht, kann man diesen beiden Wicklungen eine verschiedene
Anzahl Windungen geben.
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Im allgemeinen erzielt man mit einer kombinierten Wicklung, die beide
Kerne umfaßt, eine Materialersparnis, jedoch ist dann notwendigerweise die Windungszahl
auf beiden Kernen gleich. Man kann aber mit einer derartig kombinierten Wicklung
eine Anzahl Windungen, welche nur einen der Kerne umfaßt, in Reihe schalten, wodurch
dasselbe Resultat erreicht werden kann wie mit zwei ganz getrennten Wicklungen,
welche jede einen Kern umfaßt und deren Windungszahlen ungleich sind.
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Die Erfindung ist beschrieben für verschiedene Ausführungsformen von
Schweißtransformatoren; sie kann jedoch auch bei anderen Konstruktionen von Schweißtransformatoren
verwendet werden und im allgemeinen bei allen Transformationssystemen, wo die Verbrauchsvollast
einen großen Spannungsabfall hervorruft.