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Speiseeinrichtung für einen Belastungskreis, ausgehend von einer Wechselstromquelle
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung von Steuerkreisen für einen Schweißapparat
der Art mit Dreiphasenwicklung und betrifft insbesondere einen Phasenverschiebungskreis;
der automatisch die Spannungsänderungen der Wechselstromquelle ausgleicht, um einen
Schweißstrom zu erhalten, der für jede Einstellung der Erhitzung konstant ist.
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Es ist bereits eine elektrische Einrichtung bekannt, die dazu dient,
die Energie einer mehrphasigen Wechselstromquelle umzuwandeln, um sie in einen Belastungskreis,
wie einen Schweißkreis, zu senden, bei der irgendeine der drei Kraftarten in den
Schweißkreis gesandt werden kann, wie ein einziger Stromimpuls, eine Serie solcher
Stromimpulse von gleicher Polarität oder eine Serie von Stromimpulsen, wobei jeder
Impuls eine entgegengesetzte Polarität wie diejenige des unmittelbar voraufgehenden
Impulses besitzt, wodurch eine Art einphasiger Wechselstrom entsteht. Die bekannte
Einrichtung mit Dreiphasenwicklung verwendet im besonderen eine Reaktanzanordnung,
die aus Primärwicklungen besteht, die in Induktionsverbindung mit einem sekundären
Belastungskreis angeordnet sind, und bei der jede Primärwicklung einzelne Kreisverbindungen
mit der entsprechenden Phase der mehrphasigen Speisequelle besitzt, wobei elektrische
Verteilungsröhren der Ignitronart vorgesehen sind, die dazu dienen, den zu den entsprechenden
Wicklungen gelieferten gleichgerichteten Strom zu steuern.
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Um die Zündung oder Einschaltung der Entladungsröhren, bekannt unter
dem Namen Ignitronröhren, bei der Einrichtung mit drei Wicklungen,
wie
sie beschrieben ist, sicherzustellen, verwendet man elektronische Steuerkreise.
Diese Steuerkreise wirken so, daß sie die Ignitronröhren in Gruppen und abwechselnd
leitend machen, um den Strom in die Primärwicklungen in vorher festgelegten Intervallen
mit regelbaren Sperrpeiioden zwischen jeder Erregung und der nachfolgenden durchtreten
zu lassen. In dem einen dieser Steuerkreise sind die verschiedenen Paare von Ignitronen
durch Induktion so gekoppelt, daß, wenn eine Ignitronröhre einer Gruppe leitend
oder nichtleitend gemacht ist; ihre Wirkung eine ähnliche Wirkung für die anderen
Ignitronen dieser Gruppe hervorruft. Eine mit dieser Anordnung vereinigte Phasenverschiebungseinrichtung
gestattet eine Phasenverschiebung der Zündspannung der Ignitronröhren gegenüber
der Spannung zu bewirken, die in der betreffenden Phase herrscht, mit der die Ignitronröhren
elektrisch verbunden sind.
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Der eine Zweck der Erfindung liegt darin, eine selbsttätige Phasenverschiebungseinrichtung
für dreiphasige Schweißapparate zu schaffen, wie sie beschrieben sind, wobei diese
Einrichtung es gestattet, die in der Netzspannung vorkommenden Änderungen auszugleichen,
um für jede spezielle Einstellung den Schweißstrom im wesentlichen konstant zu halten.
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Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, eine verbesserte Phasenverschiebungseinrichtungunter
Verwendung zweier Widerstände für jede Phase zu schaffen, die bestimmte Widerstandseigenschaften
besitzen, so daß sich das Verhältnis zwischen dem einen Widerstand und dem anderen
im Falle der Erhöhung oder Verringerung der Spannung der dreiphasigen Wechselstromquelle
ändert, wobei diese Änderung des Verhältnisses zwischen den Widerständen dazu ausgenutzt
wird, um sich das Phasenverhältnis zwischen den Zündspannungen der Ignitronröhren
gegenüber den Netzspannungen ändern zu lassen, was zum -Zweck hat, einen im wesentlichen
konstanten Schweißstrom selbsttätig aufrechtzuerhalten.
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Ein anderer Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Phasenverschiebungseinrichtung
zu schaffen, bei der zwei Widerstände für jede Phase der Wechselstromquelle benutzt
werden und in Dreieckschaltung angeordnet sind, wobei diese Widerstände so wirken,
däß sie die Zündung der Ignitronröhren in dem jeweiligen Wechsel vorverlegen oder
verzögern, um die Spannungsänderungen in dem Netz auszugleichen, und bei der die
Ausgleichsgeschwindigkeit der Spannung im voraus durch die Wahl von Widerständen
festgelegt werden kann, die entsprechende Eigenschaften besitzen.
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Ein anderer Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine selbsttätige
Phasenverschiebungseinrichtung zu schaffen, die im voraus eingestellt werden kann,
um die gewünschte Geschwindigkeit für den Ausgleich der Spannung durch die elektrische
Montage der Widerstände jedes Paares sicherzustellen, und zwar in der Weise, daß
der eine von ihnen eine große thermische Verzögerung besitzt, wenn man eine geringe
Ausgleichsgeschwindigkeit wünscht, und eine geringe thermische Verzögerung, wenn
man einen schnellen Ausgleich wünscht. In den Zeichnungen ist eine Ausführungsform
der Erfindung beispielsweise dargestellt.
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Abb. i ist ein Schema der Verbindungen des Primärkreises eines dreiphasigen
Schweißtransformators mit drei Wicklungen, das die Einrichtungen zeigt, bei denen
die vorliegende Erfindung Anwendung finden kann, wobei dieses Schema die elektronischen
Elemente und die Verbindungen von Kreisen aufzeigt, die die Zündung der Ignitronröhren
steuern.
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Abb. 2 ist ein Schema, das die Phasenverschiebungseinrichtung gemäß
der Erfindung veranschaulicht. Abb.3 ist ein Vektordiagramm, das durch Spannungsvektoren
das Phasenverhältnis aufzeigt, das zwischen den verschiedenen Phasen der Wechsel-Stromquelle
vorhanden ist.
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Abb: q. ist ein Schema, das die Wechselspannungen einer üblichen dreiphasigen
Stromquelle sowie die verzögerte Zündung aufzeigt, die mittels der Phasenverschiebungseinrichtung,
um die es sich hier handelt; erhalten wird.
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Wie es die Abb. x zeigt, besitzt der Primärkreis des dreiphasigen
Schweißtransformators drei Primärwicklungen, die mit io-ii, 12-r3 und 1q.-15 angegeben
sind, wobei jede Wicklung einzeln mit einer Phase der dreiphasigen Speisequelle
verbunden ist. Die Leitungen Li, L2 und L3 veranschaulichen die Leiter der dreiphasigen
Quelle, und es ist ersichtlich, daß die Primärwicklung io-ii mit den Leitern L,
und L., die Wicklung 12-13 mit den Leitern L2 und L3 und die Wicklung 1q-15 mit
den Leitern L3 und L, verbunden sind. Jede Primärwicklung kann aus einer bestimmten
Anzahl von in Serie angeordneten Wicklungen bestehen; zur Erläuterung sind zwei
dieser Wicklungen so dargestellt, daß es eine Wicklung auf jeder Seite von zwei
Ignitronen gibt, die reit Steuereinrichtungen ausgerüstet sind, welche elektrisch
mit diesen Ignitronen verbunden sind, um den Durchtritt des Stromes in die entsprechende
Primärwicklung zu steuern. Der Sekundärkreis oder Belastungskreis des Transformators
ist nicht dargestellt, jedoch ist es wohl einleuchtend, daß diese Sekundärwicklung
aus einem verhältnismäßig dicken Kupferdraht bestehen kann, der in mehreren Spiralen
aufgewickelt ist, die durch Induktion mit den Primärwicklungen verbunden sind.
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Die Steuervorrichtung der verschiedenen Wicklungen übt eine solche
Steuerwirkung aus, daß eine positive oder negative Halbperiode des Wechselstromes
in die Wicklungen durch aufeinanderfolgende Impulse nach dem Phasenverhältnis der
Spannungen des dreiphasigen Speisenetzes gesandt wird. Zum Beispiel wird die eine
der Ignitronen, die den Stromdurchtritt in die Primärwicklung io-ii steuert, leitend
gemacht, so daß eine Halbperiode des Stromes von der Phase L1 und L2 in diese Wicklung
geschickt wird. Bevor der durch den Durchtritt dieses Stromes in diese Wicklung
erzeugte Magnetisierungseffekt verschwindet, ist das Phasenverhältnis zwischen den
Spannungen des dreiphasigen Speisenetzes ein solches, daß eine Halbpericde des Stromes
von der Phase L2 L3 in die Primärwicklung 12-13 gesandt wird, nachdem die eine der
Ignitronen, die diese Wicklung steuert, zu diesem Zweck durch Impulse leitend gemacht
worden ist. Ebenso ist die eine der Ignitronen der Wicklung 1q.-15 leitend,
und
eine Stromlialbperiode von der Phase L, -L, geht in diese Wicklung. Die Arbeitsweise
der Steuervorrichtung kann sich auf diese Weise fortsetzen, derart, daß die 1-Iagnetisierungsstromimpulse
die Primärwicklungen in dein gleichen Sinn durchlaufen, bis-daß die in dem magnetischen
Fluß hervorgerufene Vergrößerung ein im voraus festgelegtes :Maximum erreicht; in
diesem Augenblick werden die drei Ignitronen der Gruppe nicht leitend gemacht. Die
Erhöhung des magnetischen Flusses hat zurWirkung, daß ein Strom in einem einzigen
Sinn in den Sekundär-oder Belastungskreis induziert wird, wobei dieser Strom ein
pulsierender Strom wachsender Amplitude ist. Damit sich der magnetische Fluß in
gleichmäßiger und regelmäßiger Weise vergrößert, ist es notwendig, daß der Stromdurchtritt
in den Wicklungen durch die Ignitronen gesteuert wird, die die Ströme der entsprechenden
Phasen so gleichrichten, daß diese Ströme in einem einzigen Sinn zirkulieren. So
wird jeder (Sp-is°-) llagnetisierungsstromimpuls seine Primärwicklung in einem solchen
Sinn durchlaufen, daß er den magnetischen Fluß vergrößert und ein Stromimpuls in
den Belastungskreis induziert wird, wobei dieser Impuls durch die kombinierte Leistung
der Phasen der mehrphasigen Speisung für diese betreffende Erregung hervorgerufen
wird.
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Die Abb. r veranschaulicht eine Art ,der Steuereinrichtung, die dazu
dient, die Zündung der verschiedenen Ignitronen zu regeln und diese während der
gewünschten Magnetisierungsperiode leitend zu halten.
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Es ist notwendig, daß die Steuereinrichtung abwechselnd Gruppen von
Ignitronen leitend macht, damit der Sinn des Stromes, der die Wicklungen durchläuft,
für jede Erregung umgekehrt werden kann, um einen Wechselstrom niedriger Frequenz
in dem Sekundär-oder Belastungskreis zu erzeugen.
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Ein Zeitregler, der elektrisch mit den Klemmen A, B und C verbunden
ist, steuert die Leitfähigkeit der Ignitronen 16 und 18 der Piimärwieklung 1o-11
auf eine vorher festgelegte Art. Durch Induktion gekoppelte Kreise werden für die
Ignitronen 20-22 der Primärwicklung 12-13 und für die Ignitronen 2q.-26 der Primärwicklung
1q.-15 verwandt, so daß die Arbeitsweise dieser Ignitronen derjenigen der Ignitronleitung
folgt, indem die erwähnten Ignitronen so nacheinander in der für die Phasenverschiebung
zwischen den Spannungen des Speisenetzes bestimmten Weise zünden. Die Ignitronen
jedes Paares sind miteinander antiparallel verbunden und mit ihrer jeweiligen Primärwicklung
in Serie geschaltet, wobei jede Ignitronröhre eine Anode, eine Quecksilberkathode
und eine Steuerelektrode in bekannter Weise besitzt. Eine Schaltröhre, die eine
Entladungsröhre, bekannt unter dem Namen Thyratronröhre, sein kann, ist für jede
Ignitronröhre vorgesehen und mit 27, 28, 29, 30, 31 und 32 bezeichnet. Die Thyratronröhren
27, 28 der entsprechenden Ignitronröhren 16-i8 sind mit den Steuerpunkten _-i, B
und C elektrisch verbunden. Der Punkt _q ist ein gemeinsamer Kathodenpunkt und ist
elektrisch mit den Kathoden der Thyratronröhren 27 und 28 verbunden. Der Punkt B
ist elektrisch mit dem Schirmgitter 33 der Thyratronröhre 27 und in ähnlicher Weise
der Punkt C mit dem Schirmgitter 34 der Thyratronröhre 28 verbunden. Das Steuergitter
35 der Thyratronröhre 27 ist mit der Sekundärwicklung 36
eines Transformators
37 verbunden, dessen Primärwicklung in der Phasen v erschiebungseinrichtung gemäß
der Erfindung angeordnet ist, welche in der Abb. 2 dargestellt ist und noch näher
beschrieben wird. In ähnlicher Weise ist das Gitter 38 der Thyl atronröhre 28 elektrisch
mit der Sekundärwicklung 39 des. Transformators 37 verbunden. Um die Ignitronröhren
16 und 18 nicht leitend zu halten, «erden die Klemmen B und C gegenüber der Klemme
A negativ gehalten. Die Wirkung der elektrischen Röhren besteht darin, daß der Strom
nur hindurchgeht, wenn die Anoden dieser Röhren positiv sind. Wenn man die Zündung
der Ignitronröhre 16 bewirken will, wird die KlemmeB durch die Wirkung des Zeitreglers
positiv gemacht und die Spannung der Klemme C negativ gehalten. Obgleich die Klemme
B und infolgedessen das Steuergitter 33 der Thyratronröhre 27 gegenüber der Kathode
dieser Thyratronröhre jetzt positiv sind, wird diese nur zünden, wenn ihr Steuergitter
35 ebenso positiv ist. Auf Grund der Sekundärwicklungen 36 und 39 des Transformators
37 wird eine Wechselspannung in dem Gitterkreis der Thyratronröhren herrschen. Was
das Gitter 35 angeht, so wird es gegenüber seiner Kathode in einem bestimmten Augenblick
des Wechsels in dieser betreffenden Phase positiv gemacht, welcher Augenblick durch
die . Phasenverschiebungseinrichtung bestimmt wird.
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So wird die Thyratronröhre 27 unter der vereinigten Wirkung der auf
das Schirmgitter 33 und das Steuergitter 35 wirkenden Spannungen zünden, wodurch
die Ignitronröhre 16 leitend gemacht wird, um eine Halbperiode des Stromes oder
einen Teil dieser Halbperiode hindurchtreten zu lassen, die von L.., nach L, unter
Durchlaufen der Primärwicklung 1o-11 gehen wird. Die Ignitronen 16, 2o und 24 bilden
eine Gruppe, die dazu bestimmt ist, Strom in einem Sinn in ihre entsprechenden Primärwicklungen
hindurchtreten zu lassen, während die Ignitronen 18, 22 und 26 die zweite Gruppe
bilden, die dazu dient, Strom in dem entgegengesetzten Sinn in ihre entsprechenden
Wicklungen hindurchtreten zu lassen.
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Der Strom, der in der Primärwicklung to-ii in der zuvor beschriebenen
`leise läuft, wird eine Gleichstromspannung, d. h. eine gleichförmige Stromspannung
an den Klemmen der Wicklung q0 entwickeln, die die Primärwicklung eines Transformators
41 bildet, wobei diese Primärwicklung parallel mit der Primärwicklung to des Schweißtransformators
geschaltet ist. Der Transformator 41 besitzt mehrere Sekundärwicklungen, die in
mit den Primärwicklungen 12-13 und 1q-15 vereinigten Steuerkreisen angeordnet sind,
wobei diese Steuerkreise in später noch beschriebener Weise erregt werden, um die
Zündung einer Ignitronröhre des Paares infolge des Durchtritts des Stromes in die
Ignitronröhren 16 oder 18 zu bewirken.
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Der Kreis des Schirmgitters der Thyratronröhre 29 enthält die Sekundärwicklung42
des Transformators41 und eine Gleichstromquelle wie eine Akkumulatorenbatterie 43.
Diese Batterie ist in der dargestellten Weise so angeschlossen, daß sich ihr positiver
Pol auf der Seite der Kathode der Thyratronröhre 29 befindet,
wohingegen
der negative Pol der Batterie mit dem Schirmgitter 44 elektrisch verbunden
ist. Der Kreis des Schirmgitters der Thyratronröhre 3o enthält in ähnlicher Weise
eine Sekundärwicklung 45 des Transformators 41 und eine Gleichstromquelle, die durch
eine Akkumulatorenbatterie 43 gebildet wird, deren positiver Pol mit der Kathode
der Ignitronröhre 3o verbunden ist, während der negative Pol mit dem Schirmgitter
47 elektrisch verbunden ist. Das Steuergitter 48 der Thyratronröhre 29 ist mit der
Sekundärwicklung 49 elektrisch verbunden, welche den Kreis für das Steuergitter
dieser Thyratronröhre bildet. In ähnlicher Weise ist das Steuergitter 51 der Thyratronröhre
3o elektrisch mit der Sekundärwicklung 52 verbunden, die den Kreis für das Steuergitter
dieser Thyratronröhre bildet. Die Sekundärwicklungen 49 und 52 haben eine gemeinsame
Primärwicklung, wobei das Ganze einen Transformator 50 in allen Punkten ähnlich
dem Transformator 37 bildet und in der Phasenverschiebungseinrichtung gemäß der
Erfindung angeordnet ist, wie es deutlich die Abb. 2 zeigt.
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Die Thyratronröhren 31 und 32 der Ignitronen 24 und 26 sind elektrisch
mit ähnlichen Schirmgitter- und Steuerkreisen verbunden, und es erscheint nicht
notwendig, auch diese Anordnung noch zu beschreiben, die eine Wiederholung des Vorhergehenden
darstellen würde. Es dürfte genügen, darauf hinzuweisen, daß die Sekundärwicklungen
53 und 56 des gemeinsamen Transformators 41 in dem Kreis des Schirmgitters der Thyratronröhre
liegen und daß die Sekundärwicklungen 61 und 64 des Transformators 62 in dem Kreis
des Steuergitters dieses Transformators liegen.
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Es wurde bereits ausgeführt; daß der Eintritt des Stromes in die Primärwicklung
1o-11 eine gleichförmige Spannung an den Klemmen der Primärwicklung 4o des Transformators
41 entwickeln wird. Eine gleichförmige Spannung wird auch an den Klemmen der Sekundärwicklungen
42, 45, 53 und 56 des Transformators 40 entwickelt. Wenn man den Sinn des Stromes
betrachtet, der in der Primärwicklung 1o-11 läuft, sieht man, daß die Spannung dieses
Stromes in den Sekundärwicklungen 42 und 53 eine derjenigen der Batterie 43 entgegengesetzte
Polarität haben wird. In jedem Falle ist in den Sekundärwicklungen 45 und 56 die
Polarität dieser Gleichstromspannung eine solche, daß sie sich zu der Batterie 43
hinzufügt, so daß die Steuergitter negativ gehalten werden. In den Sekundärwicklungen
42 und 53 ist die Gegenspannung eine solche, daß das Schirmgitter der Thyratronen
29 und 31 positiv gemacht wird; derart, daß .diese Thyratronen in dem durch die
Steuergitter 48 und 6o in dem Wechsel ihrer entsprechenden Phase bestimmten Augenblick
zünden.
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Diese Gitter werden durch die Phasenverschiebungseinrichtung gemäß
der Erfindung gesteuert. Die Phasenverschiebung zwischen den Spannungen des dreiphasigen
Netzes ist eine solche, daß eine Stromhalbperiode oder ein Teil dieser in die Primärwicklung
12-13 eintritt, wobei diese Halbperiode die gleiche Polarität wie diejenige des
Stromes besitzt, der in die Primärwicklung 1o-12 eintritt, jedoch um 12o° gegenüber
diesem letzteren Strom verschoben ist. Man kann jedoch den Eintritt dieser Halbperiode
in die Wicklung 12-r3 verzögern, indem man die Steuereinrichtung der Phasen entsprechend
einstellt, da dieThyratronröhre 29 unter diesen Bedingungen, vorausgesetzt, daß
die Spannungen ihres Schirmgitters und ihres Steuergitters positiv sind; zünden
wird. Wenn dies der Fall ist, wird die Thyratronröhre 2g leitend und schaltet die
Ignitronröhre 2o für den Durchtritt des Stromimpulses ein, der infolgedessen von
L3 nach L2 geht.
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Der folgende Stromwechsel oder ein Teil dieses Wechsels wird so gesteuert,
daß er in die Primärwicklung 14-z5 eintritt, wobei dieser Impuls durch die Ignitronröhre
24 geht, wenn die kombinierte Wirkung der auf das Schirmgitter 55 und das Steuergitter
6o der Thyratrönröhre 31 wirkenden Spannungen eine solche ist, daß sie die Zündung
dieser Thyratronröhre bewirkt. Aufeinanderfolgende Stromimpulse werden in die Wicklungen
nach den entsprechenden Phasen eintreten, so daß ein Strom von gleichem Sinn in
jeder Wicklung laufen wird und alle diese Ströme die gleiche Polarität haben werden.
Dieser Vorgang wird sich so lange fortsetzen, als der Zeitregler eine positive Spannung
am Punkt B aufrechterhält. Am Ende eines im voraus festgelegten Zeitintervalls wird
der Zeitregler den Punkt B negativ machen, womit die Erregung beendet ist.
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Der Steuerkreis bleibt in Ruhe, was die Unterbrechungszeit zwischen
den aufeinanderfolgenden Erregungen der Primärwicklungen des Schweißtransformators
bilden kann.
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Für die folgende Erregung der Primärwicklungen wird die Spannung am
Punkt C positiv gemacht, wobei B negativ gehalten wird. Die Ignitronröhre 18 wird
jetzt die Leitignitrone, da sie von einem Stromimpuls durchlaufen wird, der von
L1 nach L2 in der gewollten Phasenordnung geht, wenn das Schirmgitter 34 und das
Steuergitter 38 alle beide positiv gemacht sind. Der Strom tritt in die Primärwicklung
1o-11 im entgegengesetzten Sinn zu demjenigen der voraufgehenden Erregung, und infolgedessen
ist die an den Klemmen der Primärwicklung 40 und der Sekundärwicklungen desTränsformators
41 entwickelte Gleichstromspannung eine solche, daß sie die Ignitronen 22 und 26
in äufeinanderfolgenden Intervallen leitend macht, wobei die Ignitronen 2o und 24
nicht leitend bleiben. Mit anderen Worten wird die an den Klemmen der Sekundärwicklungen
45 und 56 entwickelte gleichförmige Stromspannung entgegengesetzt zu der Polarisationsspannung
der Batterie 43 sein und die Schirmgitter 47 und 58 positiv machen. Die Thyratronen
3o und 32 werden zünden, wenn ihre Steuergitter ebenfalls positiv werden, und zwar
in dem Augenblick, der in ihrem Wechsel durch die Einstellung der Phasenverschiebungseinrichtung
bestimmt ist.
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Die Schirmgitterkreise der Schaltröhren 29, 30, 31 und 32 besitzen
einen Widerstand 65 und einen Kondensator 66, die mit der Sekundärwicklung des betreffenden
Kreises parallel geschaltet sind. Dieser Kondensator und dieser Widerstand sind
notwendig, um die an den Klemmen der Sekundärwicklungen entwickelte gleichförmige
Spannung aufrechtzuererhalten, wenn ein Stromimpuls in die Wicklung 1o-21 tritt.
Es gibt Augenblicke; wo die Phasenverschiebungseinrichtung
die
Zündung der Ignitronen verzögert, und während dieser Verzögerung wird die gleichförmige
Spannung aufrechterhalten, da sich, wenn er geladen ist, der Kondensator 66 über
den Widerstand 65 entlädt, wobei die Dauer der Entladung so gewählt wird, daß der
größten in der Zündung durch die Phasenverschiebungseinrichtung verursachten Verzögerung
Rechnung getragen wird.
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Mittels der Steuergitter der Thyratronen ist es möglich, den Augenblick
der Zündung gegenüber der Sinuswelle der Speisespannung einzustellen und sich so
die Amplitude des Sekundärstromes und seinen Heizeffekt ändern zu lassen. Die vorliegende
Erfindung hat eine Phasenverschiebungseinrichtung zum Gegenstand, die von Hand geregelt
werden kann und auch selbsttätig den Zündpunkt der verschiedenen Ignitronen verschiebt,
um die in der Netzspannung vorkommenden Änderungen auszugleichen, so daß der Schweißstrom
für jede besondere Heizeinstellung, die durch die Handregelung im voraus festgelegt
ist, nahezu konstant gehalten wird.
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Aus der Abb. 2 ist ersichtlich, daß der Transformator 37, der die
Sekundärwicklungen 36 und 39 besitzt, mit einer Primärwicklung 7o ausgerüstet ist.
Der Transformator 5o, der die Sekundärwicklungen 49 und 52 besitzt, ist ebenfalls
mit einer Primärwicklung 71 und in ähnlicher Weise der Transformator 62, der die
Sekundärwicklungen 61 und 6.4 besitzt, mit der Primärwicklung 72 ausgerüstet. Diese
Primärwicklungen sind mit dem Phasenverschiebungsnetz mittels der Potentiometer
73, 74 und 75 und fester, mit R3 bezeichneter Widerstände verbunden. Jedes Potentiometer
ist mit einem Schieber ausgerüstet, der mit 76, 77 und 78 bezeichnet ist.
Drei Gruppen von Widerständen, gebildet von einem Widerstand R und einem Widerstand
R2,, die in Reihe geschaltet sind, sind in Dreieckschaltung an das dreiphasige Netz
angeschlossen, wie es die Abb. 2 zeigt. Das Schema der Abb.3 veranschaulicht mittels
Spannungsvektoren die Phasenverschiebung, die zwischen den verschiedenen Teilen
des Phasenverschiebungsnetzes herrscht. Der Vektor D-E veranschaulicht die Spannung,
die an den Klemmen der Primärwicklung 7o des Transformators 37 herrscht, wenn die
Schieber, der drei Potentiometer entsprechend, die Lagen D, E und F einnehmen. Die
drei Schieber sind auf einer gemeinsamen Welle befestigt und in der dargestellten
Weise mit den Potentiometern 73, 74. und 75 und mit den Primärwicklungen der Transformatoren
37, 5o und 62 verbunden.
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Wenn sich die gemeinsame Welle dreht, bewegen sich alle Schieber im
Uhrzeigersinn bis auf gleiche Abstände von den Punkten D, E, F.
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Die Widerstände R. sind aus einem Material hergestellt, dessen Widerstand
sich nur in vernachlässigbarer Weise in Abhängigkeit von Spannungsänderungen ändert.
Die Widerstände R sind jedoch aus einem Material hergestellt, das gegenüber den
Spannungsänderungen eine negative Widerstandseigenschaft besitzt. Mit anderen Worten,
wenn sich die Temperatur des Widerstandes R erhöht, verringert sich sein Widerstand
in Ohm nach einem mathematischen Gesetz, das bestimmt werden kann. Wenn sich die
Spannung des Netzes erhöht, vergrößert sich der Strom, der jedes Widerstandspaar
R und R2 durchläuft, gleichfalls, was zur Folge hat, daß sich die Temperatur der
Widerstände erhöht, um eine Verringerung des Widerstandes zur Folge zu haben. Die
Spannungsvektoren A-B, B-C und C-A veranschaulichen die Phasenverschiebungen gegenüber
dem Netz zwischen den Punkten A, B und C, wenn die Widerstände R und R2 denselben
Wert für die normale Arbeitsspannung besitzen.
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Wenn sich die Spannung des Speisenetzes in dreiphasigem Wechselstrom
erhöht, verringert sich das Verhältnis zwischen R und R2, und das Phasenverhältnis
zwischen den Punkten A-B, B-C und C-A ändert sich und wird ein solches, wie es durch
die gestrichelten Linien angedeutet ist, die die Punkte A', B' und C verbinden.
Die Spannung an den Klemmen der Primärwicklungen der Transformatoren 37, 50 und
62, die durch die Vektoren D-E, E-F und F-D gekennzeichnet ist, wenn die Spannung
normal ist, rückt bis zu den Lagen D'-E', E'-F' und F'-D' vor. Die Phase der Spannung
an den Klemmen der Sekundärwicklungen jedes Transformators 37, 5o und 62 ist infolgedessen
gegenüber der früheren Lage verschoben, um die Zündung der durch ihre entsprechenden
Sekundärwicklungen gesteuerten Thyratronen zu verzögern.
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Die durch diese Thyratronen gesteuerten Ignitronen schalten sich infolgedessen
in einem späteren Moment in dem Wechsel ihrer entsprechenden Phase ein, und der
Schweißstrom wird infolgedessen konstant gehalten, anstatt sich zu erhöhen, wie
dies infolge der Erhöhung der Netzspannung normal der Fall sein würde.
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Die Abb. 3 zeigt die Phasenverschiebung zwischen den drei Leitungsspannungen
und die Phasenverschiebung an den Klemmen der Primärwicklung und der Sekundärwicklungen
des Transformators 37 unter Bedingungen, die für die normale Spannung und für eine
erhöhte Leitungsspannung gegeben sind. Bei einer normalen Spannung, wie sie durch
den Vektor D-E gekennzeichnet ist, ergibt sich, daß diese Spannung in Phase mit
ihrer Leitungsspannung L,-L2 liegt. Infolge der Erhöhung der Leitungsspannung und
der Änderung, die sich daraus in dem Verhältnis zwischen R und R2 ergibt, vollzieht
sich diese automatische Verschiebung der Spannung D-E in der Weise, daß diese Spannung,
wie es durch die gestrichelte Linie D'-E' angedeutet ist, verzögert wird. Die Geschwindigkeit,
mit der der Spannungsausgleich geschieht, kann im voraus durch die Wahl von Widerständen
R mit den erwünschten Eigenschaften bestimmt werden. Wenn man einen langsamen Ausgleich
wünscht, verwendet man Widerstände R mit einer großen thermischen Verzögerung. Wenn
man einen schnellen Ausgleich wünscht, verwendet man Widerstände R, die eine geringe
thermische Trägheit besitzen. Die Widerstandstemperatureigenschaften oder die Widerstandsspannungseigenheiten
der Widerstände können so gewählt werden, daß jeder erwünschte Ausgleichsgrad innerhalb
der praktischen Grenzen erreicht wird.
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Der Phasenverschiebungskreis gemäß der Erfindung kann neben der selbsttätigen
Phasenverschiebung von
Hand eingestellt werden, was die Spannungsänderungen
der Wechselstromspeisequelle auszugleichen gestattet. Dadurch, daß man die Schieber
76, 77 und 78 im Uhrzeigersinn bewegt, kann man die Zündung der Thyratronen verzögern,
und man kann so erreichen, däß diese Röhren in einem im voraus bestimmbaren Zeitpunkt
in dem Wechsel entsprechend der Einstellung der Lage der Schieber bis zu einer maximalen
Verzögerung von zao° zünden. Wenn die Schieber in die in der Abb. 2 gezeigten Lage
gebracht sind, kann man annehmen, daß die Thyratronen der Phase Lr-L2 im Augenblick
T2 zünden werden, oder mit anderen Worten, im Augenblick, wo die Phasenverschiebungsspannung
D'-E' positiv oder negativ wird.
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Wenn die Schieber in der in der Abb. 2 angedeuteten Weise eingestellt
sind, tritt der selbsttätige Ausgleich in Wirkung, wie dies vorher beschrieben worden
ist, um eine konstante Spannung für den Schweißstrom und einen annähernd konstanten
Heizeffekt zu erhalten. Wenn beispielsweise die Leitungsspannung steigt, wird die
Spannung D'-E' so verschoben, daß die Zündung der Ignitronröhren noch mehr verzögert
wird. Auf der anderen Seite, wenn sich die Leitungsspannung verringert, vergrößert
sich der Widerstandswert der Widerstände R. Hierdurch läßt sich das Widerstandsverhältnis
j edes Paares von Widerständen R und R2: ändern, und die selbsttätige Verschiebung
der Spannung D'-E' beispielsweise wird bewirkt, derart; daß sie besser mit ihrer
Leitungsspannung L,-L2 in Phase liegt, was zur Folge hat, daß die Ignitronen eher
in dem Wechsel zünden: Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die Konstruktionseinzelheiten
der dargestellten Ausführungsform, da auch ohne weiteres andere Ausführungsmöglichkeiten
einer solchen Einrichtung im Rahmen des Erfindungsgedankens gegeben sind.