DE880620C - Speiseeinrichtung fuer einen Belastungskreis, ausgehend von einer Wechselstromquelle - Google Patents

Speiseeinrichtung fuer einen Belastungskreis, ausgehend von einer Wechselstromquelle

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DE880620C
DE880620C DES19153A DES0019153A DE880620C DE 880620 C DE880620 C DE 880620C DE S19153 A DES19153 A DE S19153A DE S0019153 A DES0019153 A DE S0019153A DE 880620 C DE880620 C DE 880620C
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DES19153A
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Julius L Solomon
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K11/00Resistance welding; Severing by resistance heating
    • B23K11/24Electric supply or control circuits therefor
    • B23K11/248Electric supplies using discharge tubes

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Description

  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Der Steuerkreis bleibt in Ruhe, was die Unterbrechungszeit zwischen den aufeinanderfolgenden Erregungen der Primärwicklungen des Schweißtransformators bilden kann.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Wenn sich die gemeinsame Welle dreht, bewegen sich alle Schieber im Uhrzeigersinn bis auf gleiche Abstände von den Punkten D, E, F.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.

Claims (7)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. An Wechselstrom angeschlossene Speiseeinrichtung für einen Belastungskreis, welche durch Phasenverschiebung der Halbwellen von Entladungsröhren eine praktisch konstante Speisespannung bei variierender Netzspannung erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenverschiebung durch das Spannungs- bzw. wärmeabhängige Verhältnis von an der Wechselstromspannung liegenden Widerständen erzielt wird.
  2. 2. Speiseeinrichtung nach dem Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehrphasigem Wechselstrom der Phasenverschiebungskreis je Phase ein Widerstandspaar besitzt.
  3. 3. Speiseeinrichtung nach dem Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Phasenverschiebungskreis von Hand eingestellt werden kann, um eine bestimmte Spannung an die Klemmen des Belastungskreises anzulegen, wobei diese Spannung zwischen den Grenzen des Phasenverschiebungskreises gelegen ist. q..
  4. Speiseeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der einstellbare Phasenverschiebungskreis ein Widerstandspaar für jede Phase besitzt, wobei diese Paare in Dreieckschaltung mit der dreiphasigen Wechselstromquelle angeordnet sind und der eine Widerstand jedes Paares negative Widerstandseigenschaften in Abhängigkeit von der Spannung an den Klemmen des betreffenden Widerstands besitzt.
  5. 5. Schweißapparat der Dreiphasenbauart mit drei Wicklungen nach dem Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß der Phasenverschiebungskreis ein Widerstandspaar für jede Phase besitzt, wobei diese Paare im Verhältnis zur dreiphasigen Wechselstromspeisequelle in Dreieckschaltung angeordnet sind und die Widerstände jedes Paares ungleiche Eigenschaften besitzen, indem der eine Widerstand jedes Paares negative Widerstandseigenschaften gegenüber den in der Spannung an den Klemmen dieses Widerstandes vorkommenden Änderungen besitzt, so daß der Phasenverschiebungskreis selbsttätig in Funktion tritt, um in denn Belastungskreis für jede besondere Einstellung der Spannung trotz der Spannungsänderungen der Wechselstromspeisequelle eine im wesentlichen konstante Spannung zu halten.
  6. 6. Schweißapparat nach dem Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Widerstandselement jedes Paares einen Widerstandswert besitzt, der sich im Falle von Änderungen der Spannung an den Klemmen dieses Elements in vernachlässigbarer Weise ändert, während das andere Widerstandselement jedes Paares einen Wert besitzt, der sich verringert, sobald sich die Spannung an den Klemmen dieses Elementes erhöht, und vergrößert, sobald diese Spannung fällt.
  7. 7. Speiseeinrichtung für einen Belastungskreis, ausgehend von einer mehrphasigen Wechselstromquelle mit einer Induktionsanordnung, welche eine Sekundärwicklung und entsprechend der Anzahl der Phasen der Wechselstromquelle Primärwicklungen besitzt, wobei jede Primärwicklung mit ihrer entsprechenden Phase der Stromquelle verbunden ist und zumindest für jede Primärwicklung eine elektrische Entladungsröhre vorgesehen ist, um den Durchtritt des Stromes in die Wicklung zu steuern, welche Entladungsröhren jede eine Zündröhre mit Steuergitter besitzen, um ihre Entladungsröhre leitend zu machen, wenn die Zündröhre leitend ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Phasenverschiebungskreis besitzt und sich eine Induktionsanordnung in den Steuergitterkreisen aller Zündröhren befindet, die durch Induktion mit dem Phasenverschiebungskreis gekoppelt sind, um die an die Steuergitter angelegte Spannung gegenüber der Speisespannung im Falle der Einstellung des Phasenverschiebungskreises von Hand zu verschieben, wobei dieser Phasenverschiebungskreis Widerstandselemente aufweist, die negative Widerstandseigenschaften besitzen, so daß die an die Steuergitter angelegte Spannung im Falle von Änderungen der Speisespannung selbsttätig verschoben wird, um in dem Sekundärkreis für jede besondere Einstellung der Spannung eine im wesentlichen konstante Spannung zu halten. S. Speiseeinrichtung für einen Belastungskreis, ausgehend von einer mehrphasigen Wechselstromquelle mit einer Sekundärwicklung und drei Primärwicklungen, die im Veihältnis zur dreiphasigen Wechselstromquelle in Dreieckschaltung angeordnet sind, einem Paar von Entladungsröhren, die in Gegenschaltung für jede Primärwicklung vorgesehen sind, wobei diese Röhren in Reihe mit ihrer Wicklung geschaltet sind, einer Zündröhre für jede Entladungsröhre, um die Entladungsröhre leitend zu machen, wenn die Zündröhre selbst leitend ist, wobei jede Zündröhre ein Schirmgitter und ein Steuergitter besitzt, Mitteln, die Steuerspannungen an die Schirmgitter anlegen sowie mit Zündröhren, um die Leitfähigkeit dieser Röhren zu steuern, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Phasenverschiebungskreis besitzt, der von Hand eingestellt werden kann und Widerstandselemente verwandt werden, die in dem Kreis angeordnet sind und negative Widerstandseigenschaften besitzen, sowie Induktionsanordnungen in den Steuergitterkreisen aller Zündröhren vorgesehen sind, die durch Induktion mit dem Phasenverschiebungskreis gekoppelt sind, um die an die Steuergitter angelegte Spannung gegenüber der Spannung der Speisequelle im Augenblick der Einstellung des Phasenverschiebungskreises in der Phase zu verschieben, wobei dieser Kreis auf Grund dieser Widerstandselemente mit negativen Widerstandseigenschaften selbsttätig in Funktion tritt, daß die Spannung im Falle von Änderungen in der Speisespannung in der Phase verschoben wird, um bei jeder besonderen Einstellung der Spannung in dem Sekundärkreis eine im wesentlichen konstante Spannung zu halten.
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