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Umrichter Es ist bekannt, für die Umrichtung von beispielsweise Dreiphasenstrom
gegebener Frequenz in Einphasenstrom niedrigerer Frequenz zwei Gruppen parallel
arbeitender Entladungsstrecken: mit mindestens drei symmetrisch zu jeder Speisephase
liegenden Entladungsstrecken je Gruppe vorzusehen und abwechselnd die Spannungsteilstücke
der höheren Frequenz verschiedener Phasen zu einer Einphasenspannung von trapezförmiger
oder angenähert sinusförmiger Gestalt zusammenzusetzen. Es ist weiterhin bekannt,
die Gefäße mit einem Eingangs- und einem Ausgangstransformator, auch Vorder- und
Hintertransformator genannt, zu versehen. Es ist weiterhin bekannt, Schweißmaschinen,
die bekanntlich einphasig arbeiten, einen solchen Umrichter vorzuschalten, um das
Netz weitgehend gleichmäßig zu belasten. Es ist vorgeschlagen worden, den Umrichter
gleichzeitig als Schaltschütz für den primärseitigenSchweißstrom zu verwenden.
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Gemäß .der Erfindung wird nun eine Umrichterschaltung vorgeschlagen,
die besonders für Schweißmaschinen mit Vorteil anzuwenden ist. Die Schaltung zeichnet
sich -durch große Einfachheit aus und erfordert nur sehr geringen Aufwand.
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Danach sollen zwei Phasen eines Dreiphasennetzes durch eine Reihenschaltung
zweier Gruppen gegensinnig parallel geschalteter Entladungsgefäße verbunden sein.
Weiterhin führt ein Abgriff zwischer
den beiden Gruppen über die
Primärwicklung des Ausgangstransformators zur dritten Phase.
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Die Zeichnung zeigt beispielsweise die Erfindung. In Fig. i sind beispielsweise
die Phasen R und S durch eine Reihenschaltung zweier -Gruppen i und 2 gegensinnig
parallel geschalteter Entladungsstrekken 11, 12 und 21, 22 miteinander verbunden.
Das bedeutet nicht, daß ein Stromfluß zwischen beiden Phasen möglich ist. Die Gefäße
sind hier solche mit Zündstiftsteuerung. An dem Abgriff 3 zwischen den beiden Gruppen
i und 2 liegt die Primärwicklung .4 des Transformators einer Schweißmaschine 5.
Die andere Seite der Wicklung 4 führt zur Phase T.
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Fig. 2 zeigt die Strom- und Spannungsverläufe an und in der Wicklung
q.. Die Ströme und Spannungen sind auf die Phase T bezogen. Die Steuerung der Gefäße
11, 12,:21, 22 ist derart bemessen, daß die Steuerimpulse zuerst das Gefäß i i und
dann in einem Abstand von etwa i2o° e1. das Gefäß 2i freigeben. Für eine Frequenzherabsetzung
auf ein Drittel der Netzfrequenz erfolgt zwischen den niederfrequenten Spannungshalbwellen
- bei rein ohmscher Belastung auch Stromhalbwellen - entgegengesetzter Polarität
300° Pause, bezogen auf die Netzfrequenz. Die strichpunktierte Kurve zeigt den Strom
bei ohmscher Belastung. Bei Schweißungen ist aber immer eine induktive Komponente
vorhanden, so daß der Strom beispielsweise den Verlauf der gestrichelten Kurve zeigt.
Der Strom wird etwa vom Zeitpunkt t2 an von einem der Gefäße der Gruppe 2 übernommen,
also beispielsweise vom Gefäß 2i. Er muß aber abgeklungen bzw. zu Null gemacht sein,
bevor sich die Spannung der Phase u wieder umkehrt, t', und zwar so
lange vorher, daß das zuletzt stromführende Gefäß, hier 21, genügend Zeit hat, sich
zu entionisieren (Frelwerdezeit tF). Um das sicherzustellen, ist erfindungsgemäß
noch ein ohmscher Grundlastwiderstand vorgesehen, der gegebenenfalls einstellbar
ist, und der einen entsprechenden Stromnulldurchgang sicherstellt. Er muß derart
bemessen sein, daß cos 9p >o,i wird (primärseitig, bezogen auf die Netzfrequenz).
Infolge des cos (p < i bei einer Schweißung wirkt die Induktivität des Schweißtransformators
als Energiespeicher, der ohne weitere Hilfsmittel seine Energie in das Netz zurückliefern
würde. Um diese jedoch auszunutzen; insbesondere um einen lückenlosen Strom zu erzeugen,
liegt in Fig. 3 nach einer Weiterbildung der Erfindung noch eine Gruppe gegensinnig
parallel geschalteter Entladungsgefäße 6 und 7 parallel zur Primärwicklung q. des
Schweißtransformators. Fig. q. zeigt die Wirkungsweise der Anordnung mit diesen
Entladungsgefäßen (auch Nullanoden genannt). Führt beispielsweise das Gefäß 21 den
Strom, so wird zum Zeitpunkt t3, also, nach dem Spannungsnulldurchgang der Phase
u die Nullanode 7 freigegeben, und es erfolgt ein Abklingen des Stromes etwa nach
einer e-Funktion durch' die Nullanode. Man erhält auf diese Weise ein relativ langes
Abklingen des Stromes (theoretisch unendlich lange), was noch mit dem verstellbaren
Widerstand 8 gesteuert werden kann. Diese Möglichkeit, den Strom noch lange aufrechtzuerhalten,
ist für Schweißzwecke auch darum wichtig, da auf diese Weise ohne weiteren Aufwand
ein Nachwärmevorgang erreicht werden kann. Etwa zum Zeitpunkt t4 wird nochmal das
Gefäß der Gruppe i, an dessen Anode positive Spannung liegt, also i i, gezündet.
Der Strom in der Schweißmaschine steigt gemäß der punktierten Kurve etwas an und
sinkt nach dem Spannungsnulldurchgang der Phase v auf Null ab, etwa beim Zeitpunkt
t s. Inzwischen ist der Strom nach Art einer Wechselrichterkommutierung in der Nullanode
7 zu Null gemacht worden, und es ist eine notwendige Frei@werdezeit für das Gefäß
7 verstrichen. Danach und nach dem Zeitpunkt t5 kann das Gefäß 12 gezündet werden,
um den Strom entgegengesetzter Polarität zu führen. Wird das Gefäß 12 nicht gezündet,
so folgt eine Strompause. Die Reihenfolge der Stromführung der Gefäße während dieser
ganzen Stromhalbwelle ist also i i, 21, 7, 11.
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Für den Strom entgegengesetzter Polarität wird ganz entsprechend immer
das Gefäß der gleichen Gruppe (i, 2 und Nullanoden) mit entgegengesetzter Durchlaßrichtung
beaufschlagt, um entsprechend den gleichen Erfolg, wie oben beschrieben, zu erreichen.
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Schaltet man beispielsweise die Gefäße i i und 21 zweimal hintereinander
ein während zweier aufeinanderfolgender positiver Spannungshalbwellen und läßt dann
erst spannungsmäßig für die Phasen eine volle Periode Pause, so erhält man eine
fünffache Periode, also beim Anschluß an das übliche Netz io Hz, und bei n-maliger
Beaufschlagung eine
-fache Frequenz der Netzfrequenz.