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Frequenzumformerschaltung, insbesondere für Widerstandsschweißmaschinen
i)ie hrtindung betrifft elektrische Entladungsapparate und bezieht sich besonders
auf Widerstandsschweißvorrichtungen.
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Fs wurden bereits Schweißvorrichtungen vorgeschlagen, bei denen die
Leistung aus einer üblichen Wechselstromleitung entnommen und dem Verbraucher, beispielsweise
einem Schweißtransforniator, mit wesentlich geringerer Frequenz als der des Netzes
zugeführt wird. Das Stromnetz kann ein- oder mehrphasig sein. Die Umwandlung von
der Normalfrequenz in die Niederfrequenz wird mit Hilfe von elektrischen Entladungsröhren,
im allgemeinen Ziindentla<hingsgefäßen (bekannt unter <lein geschützten Warenzeichen
Ignitron), vollzogen, die zwischen die "Zuleitungen und die I'riniärwicklting des
Schweißtransformators eingeschaltet sind. Vorzugsweise sind die Ignitrone in Paare
eingeteilt, wobei jedes Paar antiparallel an einen "feil des Schweißtransformators
und jeder Teil und <las zu ihm gehörende Paar an ein Zuleitungspaar angeschaltet
sind. Die einzelnen Ignitrone der Paare sind so gesteuert, daß zuerst Strom einer
Polarität im Schweißtransformator entsteht und abklingen 'kann und unmittelbar darauf
Strom der entgegengesetzten Polarität entsteht und abklingt. Die Ignitrone jeden
Paares, die jeweils Strom gleicher Polarität führen, werden als Gruppe bezeichnet.
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Vorrichtungen dieser Art arbeiten im ganzen gesehen zufriedenstellend.
Unter gewissen Bedingungen haben bestimmte Ignitrone indessen eine verhältnismäßig
kurze Lebensdauer. In diesen Fällen werden die Ignitrone, nachdem die Vorrichtung
nur für 'kurze Geit in Betrieb genommen wurde, heftig beschädigt; manchmal ist die
Beschädigung so schwer, daß die Ignitrone ersetzt
werden müssen.
Dazu kommt noch, daß auch der Verbraucher beschädigt werden kann. Insbesondere treten
solche Schwierigkeiten auf, wenn die Vorrichtung mit einem Verbraucher betrieben
wird, der einen geringen Leistungsfaktor aufweist, wie es beispielsweise der Fall
ist, wenn die Schweißelektroden für Prüfzwecke kurzgeschlossen werden und wenn die
Vorrichtung die Kraftleitung, von der sie gespeist wird, stak beansprucht.
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Im Betrieb der vorgeschlagenen Anordnung ist ein Ignitron jeden Paares
der antiparallel geschalteten Ignitrone, d. h. jeder Gruppe, stromführend, wenn
die Leitung, an die seine Anode angeschaltet ist, positiv gegenüber den anderen
Leitungen wird, und bleibt es in seiner Reihenfolge während einer Niederfrequenzhalbperiade,
'bis der Strom im Verbraucher die gewünschte Niederfrequenzamplitude hat. Das letzte
Ignitron der Gruppe, das zur Stromführung kommt, führt den maximalen Strom. Wenn
dieser Strom erreicht ist, wird das erste Ignitron der Gruppe nicht wieder gezündet.
Während der Strom im Verbraucher abfällt, bleibt das letzte Ignitron der Gruppe
stromführend. Der Strom während der Niederfrequenzhal'bperiade entgegengesetzter
Polarität wird nun durch die anderen Ignitrone jeder Gruppe geführt. Jede der letzteren
wird in ihrer Reihenfolge stromführend, wenn die Leitung, an die ihre Anode angeschaltet
ist, positiver als die anderen Zuleitungen wird. Es hat sich herausgestellt, daß
die Beschädigung der Ignitrone davon kommt, daß das erste den Strom umgekehrter
Polarität führende Ignitron bereits Strom führt, wenn das letzte Ignitron, das den
Strom der ursprünglichen Polarität führte, noch stromführend ist. Der vom ersten
Ignitron der folgenden Gruppe geführte umgekehrte Strom im gemeinsamen Transformator
bzw. Verbraucher iniduziert in der vom letzten der vorangehenden Gruppe, den Strom
ursprünglicher Polarität führenden Ignitron gespeisten Windung ein Potential in
dem Sinne, daß das Abklingen der Leitfähigkeit dieses Ignitrons unterbrochen wird.
Das letztere Ignitron bleibt infolgedessen für eine übertrieben lange Zeitspanne
stromführend. Daraus folgt dann, daß der Strom, der seiner entsprechenden Wicklung
durch (las erste Ignitron der neuen Gruppe zugeführt wird, durch das letzte Ignitron
der alten Gruppe zu der Zuleitung zurückgeführt wird. So entsteht praktisch Kurzschluß.
Da das letzte Ignitron der alten Gruppe für eine übertrieben lange Zeit unter Kurzschlußbedingungen
steht, wird es bald heiß, hört auf zu deionisieren und führt ständig Strom beider
Polaritäten. Derselbe Zustand tritt eine N iederfrequenzhalbperiode später auf,
wenn das letzte Ignitron, das den umgekehrten Strom führt, stromführend bleibt,
nachdem das erste Ignitron, um den Strom ursprünglicher Polarität zu führen, bereits
wieder stromführend ist. Diese Erscheinung tritt allgemeiner bei niedrigen als bei
hohen Leistungsfaktoren auf und ist besonders bezeichnend, wenn die Vorrichtung
mit für Prüfzwecke kurzgeschlossenen Schweißelektroden betrieben wird. Es wurden.
bereits verschiedene Lösungen dieses Problems vorgeschlagen. So wurde beispielsweise
eine Relaisanordnung für die Blockierung der Niederfrequenz durch Blockierung des
Impulszeitge'hers durch den Verbraucherstromkreis vorgeschlagen, so daß eine Niederfrequenzhal'bwelle
so lange nicht beginnen kann, bis der Verbraucherstrom in der unmittelbar vorhergehenden
Niederfrequenzhalbperiode auf Null abgesunken ist. Während dieser Vorschlag die
Schäden beseitigt, die an den Entladegefäßen durch die obenerwähnte I?rscheinung
entstehen, hat er den Nachteil, daß er im Betrieb nicht sicher ist. Dies ist besonders
hei Schweißvorrichtungen der Fall, w-o die Entladegefäße in Reihe mit den I'rimiirwicklungen
des Schweißtransformators angeordnet sind. Der Verbraucherstrom kann nach Belieben
auf Null al)-fallen, wodurch es unsicher wird, welches Entladungsgefäß in der nächsten
N iederfrequenzperiode zuerst zündet und wann es in seiner Hall)-Periode zündet.
Diese Unsicherheit hat einen verschieden großen Verbraucherstrom in der nächsten
i'iederfrequenzlialbperiode zur Folge. Infolgedessen überschreitet der Gesamtstrom,
der durch die Transformatorwicklungen als Niederfrequenzhalbperioden der einen Polarität
hindurchnegaiigen ist, den Gesamtstrom, der als N iederfrequenzhall)-Perioden der
entgegengesetzten Polarität durch die Transformatorwicklungen hindurchging. Dieser
Zustand führt zu einer Sättigung des Schw-eißtransformators. 13ei diesen Vorrichtungen
hat es sich eingebürgert, (las Problem der Sättigung durch einen großen Schweißtransformator
zii umgehen. der schwer, sperrig und kostspielig ist.
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In der oben beschriebenen Vorrichtung bleibt die letzte Röhre jeder
Gruppe so lange stromführend, wie die rücktreibende elektromotorische Kraft, die
durch den Verbraucher, das ist Transformator, erzeugt wird, ausreicht, um sie stromführend
bleiben zu lassen. Die rücktreibende elektromotorische Kraft geht zurück, während
diese Stromführung anhält, sie nimmt aber nicht vollständig ab. Die letzte Röhre
jeder Gruppe ist infolgedessen während eines wesentlich längeren Zeitraumes stromführenid
als die anderen Röhren. Diese übermäßige Stromführung kann die Lebensdauer der letzten
Röhren jeder Gruppe stark verkürzen.
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Es wurde auch eine Vorrichtung vorgeschlagen, die Mittel enthält,
um ein zu langsames Abfallen des Verbraucherstromes zu verhindern, so daß die Zeit
des Albfalls des Stromes auf einen hinreichend kleinen Wert herabgesetzt wird. Bei
dieser Anordnung wird der Verbraucherstrom gewöhnlich in jeder Niederfrequenzhalbperiode
zur rechten Zeit zu Null. Infolgedessen entstehen gewöhnlich durch die obenerwähnten
Erscheinungen keine Beschädigungen der Entladegefäße, und der gleiche Gesamtstrom
fließt für entgegengesetzte Niederfrequenzhalbperioden durch die Wicklungen des
Schweißtransformators. Deshalb 'kann auch ein verhältnismäßig kleiner und wenig
kostspieliger Transformator bei geringer Sättigungsgefahr Verwendung
finden.
Es hat sich herausgestellt, daß eine solche .\nordnung zii den zufriedenstellendsten
gehört. Obwohl sie eine wichtige Verbesserung gegenüber den früheren darstellt,
ist ihre Wirkungsweise nicht vollkommen genug.
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Demgemäß sollen nach der Erfindung in einer Schweißvorrichtung, bei
der der Verbraucherstrom durch elektrische Entladungsgefäße geführt wird, sichere
Mittel Verwendung finden, um eine schwerwiegende Beschädigung der elektrischen Entladungsgefäße
zu verhindern.
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Nach der Erfindung ist eine elektronische Regelanordnung in der Vorrichtung
vorgesehen, um einer Wechselstromquelle Leistung zu entnehmen und sie auf eine im
wesentlichen niedrigere Frequenz als die der Wechselstromquelle umzuformen, wobei
sie elektronische Mittel enthält, um die Niederfrequenzhalbperiode einer Polarität
mit der Niederfrequenzhalbperiode der entgegengesetzten Polarität gegenseitig zu
blockieren.
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(Gemäß der Erfindung wird das erste elektrische Entladungsgefäß einer
Gruppe, die nach und nach zündet, um während einer Niederfrequenzhalbperio<le
Strom einer Polarität zu führen, in seiner entsprechenden Netzhalbperiode noch einmal
spät gezündet, wobei diese Zündung unmittelbar auf die Zündung des letzten elektrischen.
Entladungsgefäßes der Gruppe folgt. Der Strom in diesem ersten Entladungsgefäß hat
dann eine Polarität, die ein starkes Abfallen des Verbraucherstromes verursacht.
Dann kann das Entladungsgefäß, das entgegengesetzt parallel mit dem ersten Entladungsgefäß
geschaltet ist, folgerichtig zu einer bestimmten Zeit in der, Halbperiode der Phase
gezündet werden, die unmittelbar auf die folgt, in der das erste Entladungsgefäß
gezündet wurde.
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Das erste Entladungsgefäß der ersten Gruppe leitet den Strom durch
den Verbraucher in einem Sinne, <laß er das letzte Entladungsgefäß der ersten
Gruppe löscht und so lange weiterfließt, als sich die gegenelel<tromotorische
Kraft durch den Verbraucherstromabfall ausbildet. Da das erste Entladurigsgefäß
der zweiten Gruppe unmittelbar antiparallel zu dem ersten Entladungsgefäß der zweiten
(Gruppe geschaltet ist, kann dieses nicht zünden, während das erste Entladungsgefäß
der ersten Gruppe noch stromführend ist. So entsteht eine unmittelbare, vollständige,
elektronische Blockierung zwischen den Niederfrequenzhalbperioden entgegengesetzter
Polarität, so daß keine Halbperiode beginnen kann, ohne daß nicht die vorhergehende
vollständig beendet ist. In Schweißvorrichtungen erlaubt ferner der kräftige Abfall
des Verbraucherstromes die Zündung der Gruppen elektrischer 1?ntladegefäße so, daß
der gesamte Verbraucherstrom einer Polarität, der durch die Primärwicklung des Schweißtransformators
fließt, dem gesamten Verbraucherstrom der anderen Polarität gleich ist und somit
keine Neigung des Schweißtransformators, sich zu sättigen, besteht.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel nach der Erfindung ist in den
Zeichnungen dargestellt, und zwar zeigen l,'ig. i und i A ein Schaltbild einer Widerstandsschweißvorrichtun.g
nach der Erfindung, Fig. 2 eine graphische Darstellung der Wirkungsweise einer früher
verwendeten Anordnung, Fig. 3 und .4 graphische Darstellungen der Wirkungsweise
der Vorrichtung nach Fig. i und i A, Fig. 5 ein Oszillogramm des Stromverlaufes
einer früher verwendeten Anordnung und Fig.6 ein Oszillogramm des Stromverlaufes
einer Anordnung nach der Erfindung.
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Zum richtigen Verständnis der Erfindung ist es wünschenswert, die
Wirkungsweise der früher vorneschlagenen Vorrichtungen kennenzulernen. Um die Lrklärung
der Erfindung zu erläutern, soll kurz geschildert werden, wie eine Vorrichtung der
Art, wie sie in Fig. i und i A dargestellt ist, beim Fehlen der Verbesserungen,
die den Hauptbestandteil der Erfindung bilden, arbeiten würde.
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Die gezeichnete Vorrichtung weist einen Schweißtransformator auf,
der drei Primärwicklungen i i, f2 und 13 besitzt. Die Primärwicklungen werden von
den Leitungen L i, L 2, L 3 einer Dreiphasenstromquelle über drei
Paare von Ignitronen i TU,
2 T U# 3 TU, 4 T U
und 5 TU, 6 TU, die jeweils antiparallel geschaltet sind, gespeist.
Die Leitungen I_ i, 1. 2 und L 3 sind gewöhnlich Leitungen einer Wechselstromquelle,
die in den USA. eine Frequenz von 6o Hertz, in anderen Staaten eine davon abweichende
Frequenz, beispielsweise 50 Hertz, aufweisen. Die Leistung wird den Primärwicklungen
aufeinanderfolgend, und zwar zuerst während einer Niederfrequenzhatbperiode, durch
die Ignitrone i TU, 3 T f' und 5 TU, die zusammen eine Gruppe
bilden, in der einen Richtung und dann während der darauffolgen.den Halbperiode
durch die Ignitrone 2 TU, :4 T U und 6 TU, die
die andere Gruppe bilden, in entgegengesetzter Richtung zugeführt. Wenn die Ignitrone
i TU, 3 T U und 5 T U
stromführend sind, fließt der Strom
durch jede der Wicklungen i i, 12 und 13 von rechts nach links; wenn die Ignitrone
2 TU, .4 T U und 6 T U den Strom leiten, fließt er von
links nach rechts. Jedes der Ignitrone erhält Stromdurchgang, wenn die Leitung,
an die ihre Anode angeschlossen ist, positiv bezüglich der anderen Leitungen ist
und das geeignete Regelpotential zugeführt wird, um ihre gittergesteuerten Lichtbogenentladungsröhren
(bekannt unter dem geschützten Warenzeichen Thyratron) zu zünden. Der Augenblick,
in dem ein Ignitron stromführend wird, ist daher auch von der Stellung der Abzweigungen
44 auf dem Widerstand 36 abhängig. Die Ignitrone i TU, 3 T U
und 5 T U beziehungsweise 2 TU, 4 T U und 6 T U führen
während einer bestimmten Anzahl von aufeinanderfolgenden Perioden der Zuleitung,
die von der erwünschten Niederfrequenz abhängig ist, Strom. Nimmt man beispielsweise
an, daß jedes Ignitron zweimal während jeder Niederfrequenzhalbperiode stromführend
ist, so ergibt sich eine Niederfrequenz von 12 Perioden je Sekunde.
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Die eben beschriebene Vorrichtung arbeitet im ganzen gesehen zufriedenstellend;
bei niedrigen Leistungsfaktoren jedoch . bleiben die Ignitrone
5
T U und 6 T U auch ohne Zündung durch ihr Thyratron leitend. Diese Arbeitsweise
ist in Fig.2 dargestellt. In dieser Zeichnung ist der im Schweißtransformator T
auftretende Strom als Funktion der Zeit aufgetragen. Der Strom ist in waagerechter
Richtung und die Zeit auf der senkrechten eingezeichnet. Um das Verständnis zu erleichtern,
sind gleiche Abszissenabstände, die den Augenblicken entsprechend, in denen die
Ignitrone nacheinander Strom führen, in Abschnitten von Zwölfteln der Zuleitungsperiode
aufgetragen. Jede Schleife stellt einen Zeitabschnitt dar, währenddessen ein Ignitron
einer Gruppe stromführend ist, und ist entsprechend bezeichnet.
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Während der ersten Niederfrequenzhalbperiode ist jedes Ignitron i
TU, 3 T U und 5 T U zweimal stromführend. Während 4/i2
einer Netzperiode leitet das Ignitron den Strom von rechts nach links durch die
Wicklung i i. Während dieses Zeitabschnittes ist die Leitung L i positiv gegenüber
den anderen Leitungen. Am Ende dieses Zeitraumes wird die Leitung L 2 positiv gegenüber
I_ i, aber das Ignitron i T U bleibt weiterhin wegen des Rückflußpotentials
in der Wicklung i i stromführend. Während nun das Ignitron i T U noch stromleitend
ist, wird das Ignitron 3 T U stromführend, und der Strom fließt von rechts
nach links durch die Windurig 12. Dieser Stromfluß induziert eine Spannung in der
Wicklung i i, die so gepolt ist, daß die rechte Klemme positiv gegen die linke Klemme
wird. Demzufolge wird das Ignitron i T U gelöscht. In der gleichen Weise,
wie durch ihre entsprechenden Schleifen gekennzeichnet, werden die Ignitrone
5 TU, i TU, 3 T U und 5 T U in dieser
Reihenfolge leitend und löschen dabei das vorher stromführende Ignitron. Wenn das
Ignitron 5 T U
zum zweiten Male leitend wird, wird das Ignitron i
T U nicht wieder durch das Zündthyratron gezündet und stromführend. Der Strom
durch das Ignitron 5 TU und seine dazugehörende Wicklung 13 fällt dann ab,
wie es bei der sechsten Schleife 5 T U in der linken Hälfte der Kurve gezeichnet
ist. In diesem Augenblick ist das Potential der Anode des Ignitrons 5 T U
das gleiche wie das der Leitung L 3, und das Potential ihrer Kathode ist gleich
dem Potential der Leitung L i weniger dem entgegenwirikenden, von der Wicklung
13 erzeugten Potential. Das Ignitron 5 TU wird daher noch stromführend
erhalten _durch die rückwirkende elektromotorische Kraft, ,die durch den Abfall
des Flusses im Transformator T erzeugt wird und die als ein Potential an der Wicklung
33 in dem Sinne auftritt, daß die linke Klemme dieser Primärwicklung positiv und
die rechte Klemme negativ ist. Der Strom durch das Ignitron 5 T U würde weiter
abnehmen und das positive Potential an der Primärwicklung 13 schließlich 'kleiner
als das negative Potential zwischen den Leitungen L i und L 3 werden und das Ignitron
5 T U erlöschen.
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Indessen wird io/12 Perioden später, nachdem das Ignitron
5 T U leitend wurde, das Ignitron 2 T L' stromführend, wie aus der
ersten Schleife 2 TU 41er rechten Halbwelle zu ersehen ist. Wie man aus dem überlappenden
Teil der kurve ersieht, wird (las Ignitron 2 TU,' manchmal bereits
stromführend, wenn das Ignitron 5 T t' noch nicht unterbrochen ist. Dieser
Zustand tritt insbesondere dann auf, wenn der Leistungsfaktor des Verbrauchers klein
ist, etwa 20%, auf der Basis der 6o-Hertz-Zuführung gerechnet. Das Ignitron
2 TU' leitet den Strom von links nach rechts durch die Primär-Nvicklung i
i und induziert ein Potential in der Primärwicklung 13, das das positive Potential
ihrer linken Klemme bezüglich ihrer rechten Klemme anwachsen läßt. Dieses Potential
addiert sich zu dem Potential, das vom Abklingen des Stromes in 5 T U
herrührt
und erhält das Ignitron 5 T U stromführend, wie es durch das ansteigende
Ende R in der positiven Kurvenhälfte dargestellt ist. Die der Zuleitung durch das
Ignitron 2 T U7 zwischen positiver Leitung L 2 und negativer Leitung L 3
entnommene Leistung kehrt in die Zuleitung über das Ignitron 5 T U zwischen
der negativen Leitung L 3 und der positiven Leitung I_ i zurück. Dadurch
ist die Zuführung praktisch kurzgeschlossen. Das von der Wicklung i i induzierte
Potential steigt, wie es durch die erste negative Schleife angedeutet ist, an, bis
das Ignitron 4 TU stromführend wird, wenn der Strom von rechts nach links durch
die Primärwicklung 12 fließt, \vie es in der zweiten negativen Schleife gezeichnet
ist. Wieder wird ein Potential induziert, das das Ignitron 5 T U stromführend
erhalten will, und das letztere bleibt, wenn es noch stromführend ist, weiterhin
stromleitend. Schließlich bekommt das Ignitron 6 TU, wie es durch die dritte negative
Schleife angedeutet ist, Stromdurchgang, und das )gnitroii s TU. wenn es
immer noch stromführend ist, erlischt, weil infolge beginnender Flußverminderung
im Verbraucher bzw. Transformator die bis dahin in 13 induzierte Anodenspannung
von 5 FT verschwindet. Infolgedessen hat das Ignitron 5 T(' für eine übermäßig
lange Zeit unter Kurzschlußhedingungen gearbeitet und wird schließlich so heiß,
daß es ununterbrochen stromleitend bleibt, wo4ci sich der ol>enbeschriebene Vorgang
während der nachfolgenden Perioden wiederholt. Der Kurzschlußbetrieli zerstört ebenfalls
den Transformator T. Die beschriebene Wirkung tritt auch auf, wenn das Ignitron
6 T U nicht sperrt, bevor das Ignitron i T( stromführend wird.
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Nach der Erfindung werden diese Schwierigkeiten in einer Weise überwunden,
die im folgenden Zusammenhang finit einer ins einzelne gehenden Beschreibung der
Schaltung erklärt wird.
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In der Vorrichtung nach Fig. i und i A bezeichnen die Bezugsnuminerii
I_ 1, I_ 2 und L 3 die Leitungen einer Dreiphasenkraftstroniquelle,
deren einzelne Phasen die 1giiitrone i T L' und 2 TU,
3 T U
und 4 TU', 5 T U tind 6 T(', die paarweise gegeneinander gesclialt;t
sind, versorgen, wobei je ein Paar über jede Phase der Otielle geschaltet ist und
jedes Paar eine eigene f'riiiiärw icklung 11, 12 bzw. 13 eines Transformators T
versorgt. dessen einzige Sekundärwicklung 14 einen Schweißverbraucher L mit Leistung
versorgt.
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-Jedes Ignitroii i T 1 ' 1)i; einschließlich 6 T t','
wird
durch eine Thyratronzündröhre, die durch die Bezugszahlen t FT bis
6 FT bezeichnet sind, gesteuert, wobei jede Zündröhre in Reihe zwischen der
Anode und der Zündelektrode des dazugehörenden Ignitrons geschaltet ist, so daß
die Zündung eines Thyratrons die Zündung des dazugehörenden lgnitrons zur Folge
hat.
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Die 1Zegelelektroden 15 der Zündröhren i FT bis 61#T bleiben
gewöhnlich auf einer Vorspannung, die Tiber dein kritischen Potential liegt, bei
dem die Tlivratrone zünden würden, und zwar wird diese Spannung von einer Gleichstromquelle,
die für jede Zündröhre vorhanden ist, an einem Kondensator 16 abgenommen. An dem
Kondensator 16 entsteht die Gleichspannung durch Gleichrichtung einer Spannung,
die von den Leitungen L i und L 3 abgenommen und über die Leitungen 6 den PrimärwickIungen
17 der Transforinat;>ren 18 -zugeführt wird; diese Transformatoren weisen Sekundär--%vicklungen
i9 auf, die Tiber einen Gleichrichter 20 in Reibe mit den Kondensatoren 16 geschaltet
sind. Die Ziindiinpulse werden den Zündröhren i FT,
3 FT und 5 FT über
die Leitungen 21, 22 und 23 wid dett Zündröhren 2 FT, 4 FT und
6 FT über die Leitullgeil24, 25 bzw. 26 zugeführt; die Zündröhren sind, wenn
kein Zündimpuls über eine der Leitungen 21 bis 26 zugeführt wird, abgeschaltet,
schalten dabei auch die dazugehörigen Ignitrone i T(,' bis 6 TU ab und verhindern
so einen Stromfluß durch den Schweißverbraucher L.
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Es ist klar, daß eines der Thyratrone i FT bis 61#T und somit
auch eines der Ignitrone i TU bis einschließlich 6 T U durch den Durchgang
eines angemessenen Zündimpulses geeigneter Polarität und Stärke durch eine der entsprechenden
Leitungen 21 bis einschließlich 26 zur Zündung veranlaßt wird, wend währenddessen
die Anode dieses Ignitrons positiv ist. Die Zündung eines Ignitrons I TU,
3
TU oder 5 T(' läßt durch den Verbraucher Strom einer Polarität fließen, die
zur bequemen Erklärung der Erfindung als positiv bezeichnet werden soll; ein Stromfluß
durch ein Ignitron 2 TU, 4 T U oder 6 T U läßt dementsprechend
einen der positiven Richtung entgegengesetzten Strom durch ,den Verbraucher L fließen,
der nun als negativ bezeichnet werden muß.
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Das Wechselanodenpotential der Regelröhren i CT bis 6 CT wird
über die Dreiphasenleitungen 1. 1, L 2 und L 3 über einen Transformator
T 2 zu-
geführt, der eine Primärwicklung 3o, die zwischen die Leitungen L
i und L 2 geschaltet ist, eine zweite Primärwicklung 31 zwischen den Leitungen L
2 und L 3 und eine dritte Primärwicklung 32 zwischen den Leitungen L i und L 3 aufweist.
Die Primärwicklungen des Transformators T 2 sind demnach im Dreieck mit den drei
Phasenleitungen L i, L 2 . und L 3 geschaltet. Die Sekundärwicklungen des Transformators
T 2, entsprechend mit den Bezugszahlen 33, 34 und 35 und in der gleichen Reihenfolge
wie die Primärwicklungen 30, 31, 32 bezeichnet, sind in ähnlicher Weise im Dreieck
geschaltet. An die Sekundärwicklungen 33, 34 und 35 ist ein Phasenschieber, allgemein
mit 36 bezeichnet, angeschaltet, der aus einem mechanisch bedienten Potentiometersatz
37, 38 und 39 besteht, dessen Einzelpotentiometer bezüglich der Sekundärwicklungen
33, 34 und 35 des Transformators T 2 im Dreieck geschaltet sind. An die Potentiometer
37, 38 und 39 sind drei Widerstände 40, 41 und 42 angeschlossen, die im Stern geschaltet
sind und dabei einen Neutralpunkt für das Dreiphasensystem bilden. Die Phase des
Potentials an den Widerständen 40, 41 und 42 bezüglich des Neutralpunktes 43 kann
durch eine Verstellung der beweglichen Abzweigungen 44 der Potentiometer 37, 38
und 39 verschoben werden, da die Verbindungspunkte zwischen den Potentiometern 37,
38 und 39 mit den Mittelanzapfungen 45 der Sekundärwicklungen 33,-34 und 35 des
Transformators T 2 verbunden sind.
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Von den veränderlichen Abzweigungen 44 der Potentiometer 37, 38 und
39 gehen Leitungen 46, 47 und 48 aus. Die Spannungen an den Leitungen 46, 47 und
48 sind gegenseitig um einen Winkel Volt 120° verschoben, -da diese Spannungen von
den Dreiphasenleitungen L i, L 2 und L 3 herrühren, und die Spannungen
an den Leitungen 46, 47 und 48 nehmen ihre positiven Maxima in der lzeihenfolge
an, in der sie bezeichnet sind. Die Phasen der Spannungen der Leitungen 46, 47 und
48 können bezüglich der Spannungen in den Kraftleitungen L i, L 2 und
L 3 durch ein Verstellen der Abzweigungen 44 verschoben werden; diese Kontakte
sind mechanisch miteinander verbunden, um sicherzustellen, daß eine Änderung der
Phase, die in einer der Leitungen 46, 47 oder 48 vorgenommen wird, gleicherweise
auch in den übrigen Leitungen auftritt.
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Die Leitung 46 bringt über die Primärwicklung 5o eines Transformators
i T, der zwei Sekundärwicklungen 5o und 51 aufweist, ein Anodenpotential auf die
Regelröhre 1 CT. Die Leitung 47 führt ähnlich über eine Primärwicklung
53 eines Regeltransformators 3 T mit zwei Sekundärwicklungen 54 und 55 zur Anode
der Regelröhre 3 CT. Die Leitung 48 bringt über die Primärwicklung
56
eines zwei Sekundärwicklungen 57 und 115 aufweisenden Transformators 5
T ein Anodenpotential auf die Regelröhre 5 CT. Während die Röhren i CT,
3 CT und 5 CT fortlaufend mit Anodenpotential in Phasen versorgt sind,
die um 12o° in der jeweils darauffolgenden Röhre nacheilen, sind die Röhren normalerweise
abgeschaltet und durch ein Vorspannungspotential am Zünden gehindert, das ihren
Regelelektroden durch eine Gleichrichterschaltung RX zugeführt wird; dieser wird
Wechselstrom von den Leitungen L i und L 3 über eine Primärwicklung
6o eines mit einer Selkundärwicklung 62 versehenen Transformators 61 zugeführt.
Die Sekundärwicklung 62 des Transformators 61 ist an zwei gegenüberliegende Endklemmen
der Gleichrichterschaltung RX angeschlossen und auf ein Paar in Reihe geschalteter
Widerstände 63 und 64 gelegt, zu denen ein Glättungskondensator 65 parallel geschaltet
ist. Die Mittelanzapfung der Widerstände 63 und 64 ist mit den Regelelektroden der
Regelröhren i CT, 3 CT und 5 CT in Reihe ver-
Bunden, während
das andere Ende des Widerstandes 63 parallel an die Kathoden der Regelröhren i CT,
2 CT und 3 CT gelegt ist. Der Spannungsabfall am Widerstand 63 dient
zur Erzeugung einer negativen Spannung an den Regelgittern der Röhren i CT,
3 CT und 5 CT, die in bekannter Weise die Röhren am Zünden hindern,
ohne Rücksicht auf das Potential, das gerade an den Anoden der Röhren liegt.
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Das Zündpotential wird den Röhren I CT, 3 CT und
5 CT in einer Art zugeführt, die im folgenden beschrieben werden soll. Betrachtet
man zuerst die Röhre i CT, so wird dieser Röhre das Zündpotential in Form von Impulsen
über ein Paar Leitungen 66 zugeführt. Diese Impulse werden von einem Zeitfolgeschalter
und Frequenzbestimmungskreis 58 abgenommen, der nur schematisch angedeutet ist.
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Das Auftreten der Zündimpulse in der Leitung 66 leitet eine Wirkungsperiode
der Regelröhren 1 CT, 3 CT und 5 CT und demzufolge, wie später
noch beschrieben wird, auch der Ignitrone i TU,
3 T U und
5 T U ein. Demgemäß zeigt das Erscheinen des Zündimpulses in der Leitung
66 den Beginn einer Schweißperiode an. Der Impuls in der Leitung 66 wird auf die
Primärwicklung.67 eines Transformators i F gegeben, der eine Sekundärwicklung 68
aufweist, die mit der Regelelektrode der Regelröhre i CT über einen Gleichrichter
69 verbunden ist, wobei zur Sekundärwicklung 68 und dem dazu in Reihe liegenden
Gleichrichter 69 eine Widerstands-Kondensator-Parallelkombination parallel geschaltet
ist. Der Gleichrichter 69 richtet den Impuls, der vom Transformator i F kommt, gleich
und lädt den Kondensator 70 so auf, daß die Regelelektrode der Regelröhre
i CT so weit positiv werden kann, daß eine Ionisation in der Röhre 1 CT auftritt
und sie demnach, wenn ihre Anode positiv wird, zünden kann. Die Zeitkonstante der
Kombination aus Kondensator 7o und Widerstand 71 ist genügend klein, um einen raschen
Ladungsabfall des Kondensators 7o nach dem Beginn der Zündung der Röhre i CT zu
erlauben. Der Zeitpunkt des Zündimpulses auf der Regelelektrode der Röhre
1 CT ist bezüglich des Anodenpotentials synchronisiert, da der Regelimpuls
auf die Röhre i CT von derselben Phase der Leitungen L i, L 2 und L 3 stammt, wie
.das Anodenpotential für die Röhre i CT. Die entsprechende Phase des Zündimpulses
auf die Regelelektrode der Regelröhre i CT ist bezüglich des Anodenpotentials der
Röhre i CT natürlich veränderlich, da der Zündimpuls an einem festen Zeitpunkt bezüglich
der Spannungen an den Leitungen L i, L 2 und L 3 auftritt, während das Anodenpotential
der Röhre i CT auf diese über das Phasenschie'bernetz 36 aufgebracht wird, wobei
letzteres eine variable Zeit bezüglich des Zeitpunktes des Zündimpulses voreilt.
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Die Zündung der Röhre i CT läßt einen Stromimpuls in der Primärwicklung
5o des Transformators i T entstehen; dieser Impuls geht zuerst über die Sekundärwicklung
51 des Transformators i T auf den Gitterimpulskreis 72 der Regelröhre
3 CT, <lei- in alle» "feilen mit dein im Zusannnenllang mit der Röhre
i CUT beschriebenen Regelimpulskreis identisch ist. Der durch die Sekundärwicklung
#5i gehende Impuls wird gleichgerichtet und auf die Regelelektrode der Regelröhre
3 (T aufgebracht. wodurch letztere zünden kann, sobald ihr Anodenpotential positiv
wird. Das Anodenpotential für die Röhre 3 CT wird über die Leitung 47 und
die Primärwicklung des Transformators 3 T aufgebracht.
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Demzufolge wird die Regelröhre 3 CT zu einer Zeit stromleitend,
die auf das Zünden der Röhre i CT folgt, wobei diese Zeit durch die Zeit des Aufbringens
eines positiven Potentials auf die Anode der Regelröhre 3 CT bestimmt wird.
Das Zünden der Röhre 3 CT führt zu einem Stromimpuls in der Primärwicklung
53 des Transformators 3 T, der über die Sekundärwicklung 54 des Transformators 3
T auf den Impulskreis 73 der Regelelektrode der Regelröhre 5 CT aufgebracht
wird, wobei dieser Impulskreis wieder genau so wie der Impulskreis 72 ausgebildet
ist und eine Impulsspannung zum Aufbringen auf die Regelelektrode 5 der Regelröhre
5 CT erzeugt.
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Das Aufbringen eines positiven Regelimpulses auf die Regelelektrode
der Regelröhre 5 CT erzeugt in dieser einen Stromfluß, wenn ihr Anodenpotential
positiv wird, wobei das Anodenpotential der Regelröhre 5 CT über die Leitung
48 und die Primärwicklung 56 des Transformators 5 T geliefert wird. Der Stromimpuls
in der Primärwicklung 56 wird nicht auf die Zündkreise der Regelröhren zurückgeführt,
sondern der aufeinanderfolgende Betrieb der Regelröhren i CT, 3 CT und
5 CT ist jetzt beendet, außer wenn ein weiterer Regelimpuls auf die Primärwicklung
67 und damit auf den Transformator i F über die Leitung 66 aufgebracht wird. Wenn
ein solcher weiterer Regelimpuls erzeugt wird, entsteht eine weitere Zündfolge,
wobei die Zündfolge der Röhren i CT, 3 CT und 5 CT in einer weiteren
Betriebsperiode genau wie die oben beschriebene Betriebsfolge vor sich geht.
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Der Primärwicklung 5o des Transformators i T ist eine Sekundärwicklung
52 zugeordnet, die über die Leitung 21 mit der Regelelektrode und der Kathode der
Zündröhre i FT zusammengeschaltet ist, die den Zeitpunkt der Zündung des
Ignitrons i T U bestimmt, wobei die Sekundärwicklung ein Zündpotential auf
der Regelelektrode der Röhre i FT zu einer für die Zündung der Röhre geeigneten
Zeit, während deren die Anode der Röhre i FT
positiv ist, erzeugt. Die Zündung
der Röhre i FT
führt zu einem Stromstoß durch die Zündelektrode des Ignitrons
i TU, die die Zündung des Ignitrons bewirkt, wodurch der Durchgang
eines Stromstoßes durch den Schweißverbaucher L über die Primärwicklung i i und
die Sekundärwicklung 14 des Transformators ermöglicht wird.
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Wenn die Regelröhre 3 CT zündet, überträgt der Stromstoß in
der Primärwicklung 53 des Transformators 3 T eine Spannung auf die Sekundärwicklung
55 des Transformators 3 T, der Spannungsstoß wird über die Leitung22 auf die Regelelektrode
der
Zündröhre 3l#7 aufgebracht, tvelche darauf den Zündzeitpunkt für das Ignitron
3 T U festlegt und demnach einen positiven Stromstoß im Schweißverbraucher
I über die Primärwicklung 12 und die Sekundärw-icklting 1.4 des Transformators T
hervorrtift.
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1>ie Zündung der Regelröhre 5 CT ruft gleichfalls einen Stromimpuls
in der Primärwicklung 56 <les Transformators 5 T hervor, der in einen Spannungsstoß
in der Sekundärwicklung 57 verwandelt wird; dieser Spannungsimpuls wird über die
Leitung 23 auf die Regelelektrode der Zündröhre FT aufgebracht, die daraufhin zündet
und die Zündung des Ignitrons 5 T U ermöglicht. Letzteres führt daraufhin
dem Schweißverbraucher einen positiven Stromstoß über die Primärwicklung 13 und
die Sekundärwicklung 14 des Transformators T zu.
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Jede Mertragung eines Impulses auf die Leitung 6f> führt zum darauffolgenden
Betrieb der Regelröhre i CT, 3 CT oder 5 CT, wobei letztere in dieser
Reihenfolge einen Regelimpuls zur Zündung der Zündröhren i FT, 3 FT und
5 FT vorsehen, der die Zündung der Ignitrone i TU, 2 T U
und 3 TU mit einer Phasentrennung von 12o° zur Folge hat, um einen
positiven Impuls im Schweißverbraucher über einen Zeitraum von 36o° der Zuleitungsfrequenz
zu erzeugen. Die Vorrichtung erfordert und erzwingt die Zündung der Ignitrone i
TU, 3 T U und 5 T U in Dreiergruppen auf das :Aufbringen eines einzigen
Regelimpulses auf die Leitung 66 hin; die Zündfolge der Ignitrone i TU,
3
T C' und 5 T U kann nicht unterbrochen oder gestört werden, bis nicht alle
drei Ignitrone gezündet haben. Eine oder mehrere Betriebsfolgen können in ähnlicher
Art durch das Aufbringen aufeinanderfolgender Regelimpulse auf die Leitung 66 eingeleitet
werden, und die Unterbrechung des Schweißstromes kann zu einem bestimmten Zeitpunkt,
nachdem eine vollständige Zündfolge der Ignitrone i TU, 3 T %> und
5 T U vollendet ist, durch ein Aussetzenlassen der Regelimpulszuführung auf
die Leitung 66 erfolgen.
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Die Regelröhren 2 C7, 4 CT und 6 CT arbeiten
ili einer Art, die durchaus der oben beschriebenen Art ähnlich ist, wobei sie auf
die Regelröhren i CT, 3 CT und 5 CT wirken und die Einleitung der
Zündung der Röhre 2 CT auf das Aufbringen eines Regelimpulses auf die Leitung
8o hin erfolgt. Dieser Impuls kommt vom Zeitfolgeschalter 58 und führt zu einer
Zündregelspannung im Regelelektrodenkreis 81 der Regelröhre 2 CT, der gewöhnlich
eine negative Vorspannung führt, die vom Widerstand 82 abgenommen wird. Dieser Spannungsabfall
wird durch Gleichrichtung eines Wechselstromes durch den Gleichrichter 83 erzeugt,
wobei der Wechselstrom über die Leitung 84 von der Sekundärwicklung 85 eines Transformators
kommt, der eine Primärwicklung 87 aufweist. Die Transformatoren 88 und 89 finden
Verwendung für die Erzeugung eines Ausschaltvorspannungspotentials für die Regelelektroden
der Regelröhren 4 CT und ti (.'T, wobei die Regelröhre 4 CT in ihrem
Gitterkreis einen Widerstand 9o enthält, der in Reihe mit dem Gleichrichter 9i und
der Sekundärwicklung des Transformators 88 .geschaltet ist, und die Regelelektrode
der Regelröhre 6 CT in ihrem Kreis einen Widerstand 92 in Reihe mit dem Gleichrichter
93 und der Sekundärwicklung des Transformators 89 besitzt.
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In Reihe mit dem Kathodenkreis der Regelröhre 2 CT liegt die
Primärwicklung 94 eines Transformators 2 T, der eine Sekundärwicklung 95 aufweist,
die mit dem Regelelaktrodenkreis der Regelröhre 4 CT über einen Impulsgleichrichterkreis
96 verbunden ist. Dieser Impulsgleichrichterkreis ist der gleiche wie der Impulsgleichrichterkreis
der Regelröhre i CT und wie der Impulsgleichrichterkreis, der zum Regelkreis 81
der Röhre 2 CT gehört und der oben im einzelnen beschrieben wurde. Demzufolge
folgt auf die Zündung der Röhre 2 CT das Zünden der Röhre 4 CT, wenn
sie ein geeignetes positives Anodenpotential erhält. In den Kathodenkreis der Röhre
4 CT ist gleichfalls die Primärwicklung97 eines Transformators 47' eingeschaltet,
dessen Sekundärwicklung 98 auf den Eingangskreis 99 der Regelröhre 6 CT führt.
Dieser Kreis ist ganz ähnlich wie die zu den Regelröhren 4 CT und
2 CT gehörenden Regelkreise 96 und 81 zusammengestellt. Demgemäß ist das
Zünden der Röhre 4 CT vom Aufbringen eines Zündimpulses auf die Röhre
6 CT begleitet, die zündet, wenn ihr Anodenpotential einen geeigneten positiven
Wert bekommt.
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Die Zündung der Regelröhre 6 CT beendet die Zündperiode der
Röhren 2 CT, 4 CT und 6 CT, wenn nicht ein weiterer Regelimpuls über
die Leitung 8o auf den Eingangstransformator 2 F der Regelröhre 2 CT aufgebracht
wird.
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Zum Transformator 2 T gehört eine zweite Sekundärwicklung ioo, die
auf einen Stromstoß in der Primärwicklung 94 des Transformators 2 T, einen Spannungsstoß
über die Leitung 24 zu der zum Ignitron 2 T U gehörenden Zündröhre
2 FT
schickt, wobei für diese ein Zündzeitpunkt nach dem Zünden der Zündröhre
2 FT festgelegt wird.
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Zum Transformator 4 T, der im Kathodenkreis der Regelröhre .4 CT liegt,
gehört eine Sekundärwicklung loi, die einen Spannungsstoß über die Leitung 25 auf
den Kreis der Regelelektrode der Zündröhre 4 FT überträgt, die auf diesen
Spannungsstoß hin zündet und das Zünden des Ignitrons _1 T U veranlaßt. Ähnlich
ist eine Sekundärwicklung 105 magnetisch mit der Primärwicklung des Transformators
6 T gekoppelt, der in Reihe mit dem Kathodenkreis der Regelröhre 6 CT liegt,
so daß die Zündung der Regelröhre 6 CT eine Spannungsstoßübertragung über die Leitung
26 auf die Zündröhre 6 FT zur Folge hat, die auf einen in der Leitung 8o
erzeugten Regelimpuls hin überschlägt; die Regelröhren 2 CT, 4 CT
und 6 CT schlagen nacheinander über und übertragen einen Zündimpuls auf die
Zündröhren 2 FT, 4 FT und 6 FT,
welche nach ihrer Zündung das Zünden
der dazugehörenden Ignitrone 2 TU, 4 T U und 6 T U in der gleichen
Reihenfolge bewirken und so überlappende
negative Spannungsstöße
über die Primärwicklungen 11, 12 und 13 des Schweißtransformators dem V erbraucher
L zuführen. Die Ignitrone 2 T U,
T U und 6 T U zünden
demnach der Reihe nach in Dreiergruppe auf einen einzigen Regelimpuls von der Leitung
8o hin. Die aufeinanderfolgenden "Zündfolgen finden nur auf das aufeinanderfolgende
Aufbringen der Impulse auf die Leitung 8o statt, wobei die Zündung mit dem Zünden
der Röhre 6 TU aufhört, wenn nicht eine weitere Zündfolge eingeleitet wird.
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Die Kreise, in den Fig. i und i A, soweit sie hier beschrieben sind,
sind ähnlich, wie die früher vorgeschlagenen. Das Ergebnis der Wirkungsweise eines
solchen Kreises wurde bereits im vorhergehenden im Zusammenhang mit der Fig.2 beschrieben.
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Gemäß der Erfindung ist ein Paar von Hilfsregel'kreisen vorgesehen,
das allgemein mit 107 und 1o8 bezeichnet ist. Diese Kreise sind, mit Ausnahme ihrer
Außenanschlüsse, genau wie -die vorher beschriebenen Regelkreise, beispielsweise
die zu den Regelröhren 5 CT und 6 CT gehörenden, ausgebildet. Die
Hilfsregelröhren 7 CT und 8 CT sind so geschaltet, daß sie den Ignitronen
i T U
bzw. 2 T U zugeordnet sind. Jede Hilfsregelröhre hat einen Vorspannungsaussehaltkreis,
allgemein mit 1o9 und i io bezeichnet, der jeweils von den Leitungen 84 über die
Transformatoren i i i und i 12 gespeist wird, und einen Impulsgleichrichterkreis,
der allgemein mit 113 bzw. 11:I bezeichnet ist. Die Anodenspannung für die Röhren
7 CT und 8 CT wird von einer Mittelanzapfung auf der L 2-Seite der
Sekundärwicklung 34 des Anodenspannungstransformators T 2 abgenommen, dessen Primärwvicklung
zwischen L 2 und L 3 angeschaltet ist. Die von den Sekundärwicklungen 115 und i
16 der Transformatoren 5 T und 6 T kommenden Impuls werden den Impulsgleichrichterkreisen
113 und 114 zugeführt, um die Regelröhren im geeigneten Augenblick zu zünden. Die
Transformatoren 117 und 118 haben Primärwicklungen i i9 und 12o, die in den Anodenkreisen
der Hilfsregelröhren 7 CT und 8 CT liegen. Die Sekundärwicklungen
121 und 122 dieser Transformatoren sind in die Gitterkreise der Zündthyratrone i
FT und 2 FT gelegt, die das erste Ignitronpaar i T U und
2 T U steuern.
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Die Wirkungsweise soll in Verbindung mit den graphischen Darstellungen
in Fig. 3 und 4 erklärt werden. In Fig. 3 ist die Spannung gegen die Zeit und in
Fig. 4 der Strom gegen die Zeit aufgetragen, wobei in beiden Figuren die gleiche
Zeitskala Verw#eiidung findet. In Fig. 3 zeigen die Kurven i TU,
3
TU, 5 TU, 2 TU, 4 TU, 6 T U die Dreiphasennetzspannungen
(ihre Größe ist angenommen), die den entsprechenden Ignitronen zugeführt werden.
Die schraffierten Flächen bezeichnen den Zeitraum, in dem ein einzelnes Ignitron
gezündet ist. Beim Zeitpunkt Null beginnend, wird angenommen, daß die Kreiskonstanten
so sind, daß das erste Ignitron bei 30° oder nach 1/12 der Netzspannungsperiode
zündet. Die Kürve A -zeigt die Anodenspannung an den Regelröhren 1 CT trrrcl
2 CT, die zwischen dem Anschluß 44 auf dem 1'otentiometer 39 und dem Neutralpun'kt
43 des Phasenschiebers 36 abgenommen wird. Die Kurve ß zeigt die Anodenspannung
an den I-Tilfsregelröhren 7 CT und 8 CT, die von der Mittelanzapfung
auf der Sekundär-Wicklung 34 des Transformators T 2 kommt.
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Angenommen, es sind zwei aufeinanderfolgende Impulse vom Zeitfolgeschalter
und Frequen7bestimmungs'kreis 58 auf die Leitungen 66 gekommen, so daß die Ignitrone
in der Reihenfolge i TU, 3 TU,
5 TU, i T r', 3 TU',
5 T U zünden. Bei den früheren Anordnungen zündete 5 T U das letzte
Mal beim Zeitpunkt 21/i2, und der Schweißstrom fiel verhältnismäßig langsam ab,
so daß eine Stromüberlappung, wie sie bei R in Fig. 2 zu sehen ist, entstand.
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Indessen wird nach der Erfindung, wenn die Regelröhre 5 CT
Strom führt, so daß die Sekundärwicklung 57 des Transformators 5 T gespeist wird
und damit das Ignitron 5 T 1.' --um Zünden bringt, ebenfalls die Sekundärwicklung
115 des Transformators 5 T vorn Strom durchflossen und damit der Impulsgleichrichterkreis
der Regelröhre 7 CT gespeist. Die 1Zegeli-ölire 7 C T zündet, wenn ihre Anodenspannung
(annähernd in den Zeitpunkten r7/12 und 29/12 der Kurve 13 in Fig. 3) positiv zu
werden beginnt. Wenn dieses Zünden der Röhre 7 CT während eines Zeitraumes
vor sich geht, in dem das Ignitron 1 T U am Anfang einer Netzhalbperiode
stromführend ist (Zeitpunkt 17/12 in Fig. 3), hat es keinen Eiiifluß auf den Betrieb
der Vorrichtung. Wenn dagegen die Zündung der Röhre 7 CT in einem Zeitraum erfolgt,
in dem das Ignitron i T U nicht gezündet ist (s. den Zeitraum zwischen 25/12
und 29/12 der Fig.3), dann bewirkt es eine Spätzündung des Ignitrons i
TU in seiner positiven Halbperiode. Die Zündung der Regelröhre 7 CT versorgt
die Sekundärwicklungen 121 des Transformators 117 mit Strom, der darauf den Impulsgleichrichterkreis
der Zündröhre i FT
des Ignitrons i T U speist. Da vor dem Zeitpunkt
29/12 die Zündröhre i FT nicht stromführend war, weil sie von der Regelröhre
i CT keinen Impuls erhielt, wird sie nun als Folge des Impulses von der Hilfsregelröhre
7 CT stromführend. Infolgedessen wird, (s. auch Kurve ß der Fig. 3), das
Ignitron kurz vor dem Zeitpunkt 29/12 stromführend.
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Der vom Ignitron i T U geführte Strom fließt durch -die Schweißtransformatorprirnärwicklung
i i von rechts nach links und drückt wegen des Reststromes im Schweißtransformator
ein Potential auf die Wicklung 13 in einer Richtung auf, daß das Ignitron
5 T U gelöscht wird. Weil das Ignitron i TU fast am Ende der positiven
Halbperiode der Netzspannung gezündet wurde, wird dieses Potential schon bald nach
dem Zünden negativ und erzwingt vollkommen das Abklingen des Stromflusses im Schweißtransformator.
Wie aus Fig.4 zu sehen ist, steigt der Schweißstrom, nachdem i TU im Zeitpunkt
29/12 gezündet wurde, leicht an und fällt dann rasch auf Null ab, bevor noch der
Zeitpunkt 31/12 erreicht ist. Im Zeitpunkt
31/12 kann dann das
Ignitron 2 TU gezündet werden und damit die negative Halbperiode des Niederfrequenzstromes
beginnen.
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Der Zündkreis io8 der Regelröhre 8 CT wirkt in der gleichen Weise,
um 2 T U spät, ungefähr im Zeitpunkt 59/i2, in seiner entsprechenden Netzhall>periode
zu zünden, so daß der Schweißstrom auf Null abklingt, bevor i T U wieder
gezündet wird und die nächste positive Niederfrequenzhalbperiode beginnt.
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Die mit dem Betrieb einer Vorrichtung nach der Erfindung erzielten
Ergebnisse können leicht an Hand der Fig. 5 und 6 verglichen werden. Fig. 5 zeigt
das Stromdiagramm einer Vorrichtung, bei der die Ignitrone nacheinander gezündet
werden, so daß sich ein Niederfrequenzstrom ausbildet. Der Strom kann nach Belieben
abklingen, bevor das erste Ignitron in der Niederfrequenzperiode entgegengesetzter
Polarität gezündet wird. Es ist zu bemerken (s. Fig. 5), daß bei einem solchen Betrieb
das letzte Ignitron, um in der ersten Niederfrequenzhalbperiode zu zünden, vom Zeitpunkt
A bis zum Zeitpunkt C stromführend sein muß. Eine wiederholte Stromführung während
so übertrieben langer Zeiträume fügt dem Ignitron schwere Beschädigungen zu. Wenn
weiterhin die Niederfrequenzperiode entgegengesetzter Polarität vor dem Zeitpunkt
C einsetzt, entsteht in den Primär-Nvicklungen des Schweißtransformators ein Kurzschluß,
wie bereits vorher beschrieben wurde.
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Fig. 6 zeigt ein Oszillogramm einer Vorrichtung, die nach der Erfindung
arbeitet. Bei dieser Betriebsart wird das in der Niederfrequenzhalbperiode zuerst
zündende, erste Ignitron ebenfalls spät in seiner entsprechenden Netzhalbperiode
gezündet, die unmittelbar auf die Zündung (Zeitpunkt A in Fig. 6) des in der eigenen
Niederfrequenzhall>periode zuletzt zündenden, letzten Ignitrons folgt. Durch diesen
Betrieb wird der Schweißstrom zum Abfall auf Null im Zeitpunkt B gezwungen. Die
Niederfrequenzhalbperiode entgegengesetzter Polarität kann im oder unmittelbar nach
dem Zeitpunkt B beginnen, ohne Gefahr, daß ein Kurzschluß in den Primärwicklungen
des Schweißtransformators entsteht.
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Die Anordnung nach der Erfindung sieht einen wirkungsvollen Schutz
gegen Transformatorkurzschlüsse infolge Stromüberlappungen vor. Da die Ignitrone
t T U und 2 T U gegeneinander geschaltet sind, ist die Anode von
2 T U so lange negativ, wie i T U stromführend ist. Eines dieser beiden
Ignitrone ist immer das letzte, das in einer Niederfrequenzhalbperiode zündet, und
das andere ist das erste, das in der nächsten Halbperiode zum Zünden kommt; infolgedessen
kann niemals eine Stromüberlappung aufeinanderfolgender Niederfrequenzhalbperioden
entstehen. Es ist hervorzuheben, daß diese Blockierungsvorrichtung vollständig elektronisch
ist und infolgedessen die Möglichkeit eines Versagens infolge Haftens, Offenbleihens
oder fehlerhafter Relaiswirkung ausgeschaltet ist.
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Es ist auch augenscheinlich, daß bei der Vorrichtung nach der Erfindung
die Zeitintervalle zwischen dem Beginn entgegengesetzter Niederfrequenz:halbperioden
und allen Niederfrequenzhalbperioden im wesentlichen von gleicher Dauer sind. Infolgedessen
wird jede Neigung des Transformators, sich zu sättigen, auf ein Minimum lieral)gesetzt.
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In den Fällen, wo der Verbraucher das Netz übermäßig stark in Anspruch
nimmt, genügt eine Vorrichtung nach der im vorhergehenden besonders beschriebenen
Erfindung nicht, um vollständig die Wirkung des Flußabfalles im Verbraucher zu absorbieren.
In diesen Fällen ist es wünschenswert, die Ignitrone 3 T U und
4 T U spät in der Halbperiode, die auf das letzte Zünden der Ignitrone i
T U und 2 T U folgt, wieder zu zünden. Dies kann durch zusätzlich
vorgesehene Röhren, ähnlich wie die Röhren 7 T U und 8 TU,
geschehen, die mit einem Potential versehen werden, das einem Sperrpotential von
den Hilfssekundärwieklungen der Transformatoren i17 und i i8 entgegenwirkt. Eine
dieser zusätzlichen Röhren wird im Augenblick 33/12 gezündet, so daß das Ignitron
3 TU spät in seiner Halbperiode gezündet wird. Die andere Röhre wird in einem
entsprechenden Augenblick gezündet, um das Ignitron 5 T U spät in seiner
Halbperiode stromleitend zu machen. Auch eine Vorrichtung, die solche zusätzlichen
Hilfsröhren enthält, liegt im Bereich der Erfindung.
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In bestimmten Fällen kann der Verbraucher nur Stromstöße einer Polarität
aufnehmen. In solchen Vorrichtungen werden nur eine Gruppe von Ignitronen i
TU, 3 TU, 5 T U oder 2 TU, 4 TU, 6
T U
und die zu ihnen gehörenden Zündkreise zwischen das Netz L i,
L 2, L 3 und den Verbraucher eingeschaltet. Auch für solche Vorrichtungen
ist die Erfindung anwendbar. Eine solche Vorrichtung enthält dann den Kreis 58 und
nur die Regelröhren i CT, 3 CT, 5 CT und 7 CT. Wenn eine solche
Vorrichtung nach der Erfindung Anwendung findet, ergibt sich der Vorteil, daß das
dritte Ignitron 5 T U oder 6 T U vollständig und rasch gelöscht wird
und nicht während 'obermäßig langer Zeiträume stromführend bleibt.
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Die Erfindung kann auch auf Einp'hasenniederfrequenzvorrichtungen
Anwendung finden, wie sie bereits vorgeschlagen wurden. In einer solchen Einphasenvorrichtung
sind zwei zusätzliche Thyratrone im Regelkreis vorgesehen und so geschaltet, daß
sie am Ende der Netzhal'bperiode die Ignitrone zünden, die als erste in jeder Gruppe
gezündet werden. Diese zusätzlichen Thyratrone werden von Hilfssekundärwicklungen
von Transformatoren gezündet, die den Transformatoren 5 T und 6 T entsprechen.