DE952466C

DE952466C - Arc welding rectifier

Info

Publication number: DE952466C
Application number: DES28108A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Erich Bergmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1952-04-13
Filing date: 1952-04-13
Publication date: 1956-11-15

Description

Lichtbogenschweißgleichrichter Die Erfindung bezieht -sich auf einen,Schweißgleichrichter, worunter in ider Schweißtechnik bekanntermaßen eine aus einem .Schweißtransformator und einem .Gleichrichter, vorzugsweise einem Trockengleichrichter; bestehende Einheit verstanden wird. Im Vergleich zum Lichtbogenschweißtransfoxmator hat der Lichtbogenschweißgleichrichter den Vorzug einer symmetrischen Verteilung der Last auf das Drehstromnetz .und eines höheren Leistungsfaktors. Im Vergleich, zum Lichtbogenschweißumformer hat er den Vorzug eines geräuschlosen, keinem Verschleiß umlaufender Teile ausgesetzten Betriebes.Arc welding rectifier The invention relates to a welding rectifier including one from a welding transformer, as is known in ider welding technology and a rectifier, preferably a dry rectifier; existing unit is understood. Compared to the arc welding transformer, the arc welding rectifier has the advantage of a symmetrical distribution of the load on the three-phase network .and one higher power factor. Compared to the arc welding converter, it has the Advantage of a noiseless operation that is not exposed to any wear and tear on rotating parts.

Von einem Schweißgleichrichter wird gefordert,. daß er zur Anpassung an die verschiednen Betriebsbedingungen in einem Bereich von etwa i : q. bis 1:5 regelbar ist. Durch mechanische Verstellung eines die Streuung beeinflussenden Magnetkernes ist nur ein Regelbereich bis annähernd i :3 erreichbar, so daß zur Vergrößerung des Regelbereiches eine zusätzliche Umschaltung von Teilen der Transformatorwicklung erforderlich wird. Obwohl -der magnetische Fluß in den Streukern infolge :der Drehstromaus.führung des Transformators nur pulsiert, ohne gänzlich auf Null abzusinken,. sind jedoch die verbleibenden magnetischen Kräfte so groß, da,B auch bei schwerer Ausführung des Regelmechanismus noch ein unerwünschtes magnefisches Rüttelgeräusch auftritt. Außerdem ist neben der Vorrichtung zur Einstellung des Streuflusses auch noch ein besonderer Regelschalter für die Wicklungsanzapfungen des Transformators zu bedienen.A welding rectifier is required. that it can be used to adapt to the various operating conditions in a range of approximately i: q. adjustable up to 1: 5. By mechanical adjustment of a magnetic core influencing the scattering, only a control range of approximately i: 3 can be achieved, so that an additional switchover of parts of the transformer winding is required to enlarge the control range. Although -the magnetic flux in the scatterer core as a result of: the three-phase current version of the transformer only pulsates without dropping completely to zero. However, the remaining magnetic forces are so great that, B, an undesirable magnetic shaking noise occurs even with a heavier design of the control mechanism. In addition to the device for setting the leakage flux, a special control switch for the winding taps of the transformer must also be operated.

Ein anderes Regelverfahren bedient sich der gleichstromvormagnetisierten Drossel. Diese ausschließlich elektrische Art der Regelung ist zwar geräuschlos und relativ einfach in der Bedienung; sie benötigt aber außer dem Drehstromtrans.-formator für jede der drei Phasen noch je eine Regeldrossel, die annähernd ebenso schwer ist wie der eigentliche Drehstromtransformator.Another control method uses the DC bias Throttle. This exclusively electrical type of control is noiseless and relatively easy to use; However, it also requires the three-phase transformer a control throttle for each of the three phases, which is almost as difficult is like the actual three-phase transformer.

Bei dem LichtbogenschweiBgleichrichter nach der Erfindung wird auch eine Streufeldregelung angewendet; es wird aber die mechanische Verstellung eines Magnetkernes oder die Anwendung von drei vormagnetisierten Regeldrosseln vermieden und durch einfache Mittel eine Regelung des Schweißstromes innerhalb weiter Grenzen durch einen einfachen Handgriff ermöglicht. Bei dem neuen Schweißgleichrichter erfolgt die Umspannung in bei Transformatoren an sich bekannter Weise durch eine der Phasenzahl des Speisenetzes entsprechende Anzahl von Einphasentransformatoren. Die. Erfindung besteht darin, daß die Primär- und Sekundärwicklungen der Einzeltransformatoren auf je einem Kernschenkel des einzelnen Transformators untergebracht sind und daß jeder Schenkel noch eine Zusatzwicklung zu der auf dem anderen Schenkel untergebrachten Wicklung trägt, wobei eine der Zuisatzwicklungen entgegengeschaltet ist und beide Zusatzwicklusngen mit Anzapfungen versehen sind, die derart an die Kontakte eines einzigen Regelschalters angeschlossen sind, daß beim Regeln die sekundäre Leerlaufspannung erhalten bleibt und nur der Sekundärstrom die gewünschte Änderung erfährt. .In the arc welding rectifier according to the invention a stray field control applied; but it is the mechanical adjustment of a Magnetic core or the use of three pre-magnetized control chokes avoided and by simple means a regulation of the welding current within wide limits made possible by a simple movement. The new welding rectifier takes place the transformation in a manner known per se for transformers by one of the number of phases number of single-phase transformers corresponding to the supply network. The. invention is that the primary and secondary windings of the individual transformers are housed on each core leg of the individual transformer and that each leg has an additional winding to that placed on the other leg Carrying winding, one of the additional windings is connected in the opposite direction and both Additional windings are provided with taps, which are connected to the contacts of a single control switch are connected, that when regulating the secondary open circuit voltage is retained and only the secondary current experiences the desired change. .

Durch die Erfindung wird es möglich, denn Se-. kundärstrom so zu rege-In, d@aß die Leerluufspiamnung bei allen Regelstufen praktisch konstant bleibt. Durch Ändern der Windungszahl wird bekanntlich der magnetische Kraftfluß bzw. die Spannung geändert; durch Verteilung der Spulen wird die Steuerung beeiflußt. Steigert man die primäre Windungszahl, dann sinkt die Sättigung im Eisenkern und auch der Leerlaufstrom des Transformators. Durch zusätzliche Sekunidärwicklungen wird die Sekundärspannung konstant gehalten. Der untere Regelbereich kann durch einen an die Sekundärwicklung anschaltbaren Widerstand (R- in Fig. 2) in vorteilhafter Weise ohne eine unwillkommene Vergrößerung des Leerlaufstromes erweitert werden.The invention makes it possible because Se-. secondary current so excited, d @ ate the Leerluufspiamnung remains practically constant in all control levels. By Changing the number of turns is known to be the magnetic flux or the voltage changed; the control is influenced by distributing the coils. One increases the primary number of turns, then the saturation in the iron core and the no-load current also decrease of the transformer. The secondary voltage is increased by additional secondary windings kept constant. The lower control range can be connected to the secondary winding connectable resistor (R- in Fig. 2) in an advantageous manner without an unwelcome one Enlargement of the no-load current can be expanded.

Statt einzelner Einphasentransformatoren könnte an sich auch ein Mehrphasentransformator al-Schweißtransformator verwendet werden, es würde aber damit die Kühlung der gewöhnlich in Trockenbauart verwendeten Schweißtransformatoren, die durch die zusätzlichen Windungen ohnehin schon beeinträchtigt ist, wesentlich verschlechtert. Es müßten besondere Lwftungskanäle in den Spulen angeordnet werden, womit zwangläufig auch das Eigengewicht des Transformators heraufgesetzt würde. Daher bietet im vorliegenden Fall eine Auflösung des Mehrphasentransformators in Einphasentransformatoren den sparsamsten Aufbau. Die Wicklung ist dann auf mehrere Spulen mit kleiner mittlerer Windungslänge verteilt und besser belüftet als bei Anwendung von Lüftungskanälen.Instead of individual single-phase transformers, a multi-phase transformer could also be used al-welding transformer can be used, but it would allow the cooling of the usual Welding transformers used in drywall construction, which are due to the additional Turns is already impaired anyway, significantly worsened. It should special ventilation ducts are arranged in the coils, which inevitably also means the dead weight of the transformer would be increased. Therefore offers in the present In the case of a dissolution of the polyphase transformer in single-phase transformers most economical construction. The winding is then on several coils with small medium Winding length distributed and better ventilated than when using ventilation ducts.

An Hand eines. in der Zeichnung dargestellten Ausführungebeispieles wird nachstehend die Erfindung noch näher beschrieben. In Fig. i ist einer der vorerwähnten Einphasentransformatoren im Schnitt dargestellt, der auf den Schenkeln ca und b je eine Primär- und Sekundärwicklung trägt. Die Schaltung dieser Wicklungen ergibt sich aus Fig. 2. Die Primärwicklung P auf dem Schenkel a ist durch eine auf dem zweiten Schenkel b angeordnete, mit - drei Anzapfungen 2, 3, q. ausgerüstete, gegengeschaltete Wicklung p erweitert. Die Sekundärwicklung S des Schenkels b ist durch eine auf dem anderen Schenkel d angeordnete, mit einer Anzapfung 2' ausgerüstete zusätzliche entgegengeschaltete Wicklung s erweitert. Es sind damit primär fünf Regelstufen i bis. 5 und sekundär drei Regelstufen i', 2', 3.' vorhanden- Von den auf diese Weise geschaffenen fünfzehn- Regelstufen werden nur diejenigen benötigt, welche den Schweißstrom in seinem- Regelbereich um einen prozentual annähernd gleichbleibenden Betrag ändern. Dies ergibt -ein Kerinlinienbild nach Fig. 3 und einen Regelschalter mit nur fünf Primär- und drei Sekundärkontakten je Phase: Nach unten läßt sich der Regelbereich durch Anordnung eines Widerstandes R leicht erweitern, über den der Schweißstrom von einem Teil der Sekundärwicklung bei q.' abgenommen. wird. Die kleine Kontaktzahl ist für den Aufbau des Regelschalters von Vorteil, so daß dieser mit einsfachen Mitteln dreiphasig ausgeführt werden kann, z. B. in Form eines nach Art der Sternpunktanlasser arbeitenden Stufenschalters, und deshalb zu seiner Verstellung nur eines einzigen Handgriffes bedarf.On the basis of one. Exemplary embodiment shown in the drawing the invention is described in more detail below. In Fig. I is one of the aforementioned Single-phase transformers shown in section, on the legs ca and b one primary and one secondary winding each. The connection of these windings results from Fig. 2. The primary winding P on the leg a is through one on the second leg b arranged with - three taps 2, 3, q. equipped, counter-connected Winding p expanded. The secondary winding S of the leg b is through a the other leg d arranged with a tap 2 'equipped additional Opposite winding s expanded. There are thus primarily five control levels i to. 5 and secondary three control levels i ', 2', 3. ' present- of those on this Wisely created fifteen control stages, only those are required which the welding current in its control range by an approximately constant percentage Change amount. This results in a Kerin line image according to FIG. 3 and a control switch with only five primary and three secondary contacts per phase: the Slightly expand the control range by arranging a resistor R over which the Welding current from part of the secondary winding at q. ' removed. will. The little one Number of contacts is of advantage for the construction of the control switch, so that this with simple means can be carried out in three phases, e.g. B. in the form of an according to Art the star point starter working on-load tap-changer, and therefore to its adjustment only requires a single movement.

IDrie Kennlinien in Fng. 3, der eine nach vorstehendem ausgebildete Anordnung zugrunde gelegt ist, gehen von derselben Leerlaufspannung aus und weisen den für das Schweißen erforderlichen gekrümmten Verlauf mit ausreichender Steilheit im Schnitt mit der Eichgeraden E auf. Die gewünschte Steilheit ist also gegeben. Auch die notwendige dynamische Steilheit ist vorhanden. Mit den angegebenen Mitteln läßt sich leicht erreichen, daß die Spannung bei 5o Hz in etwa o,o5 Sekunden v on 'N Null bis zum Höchstwert steigt, d. h. in etwa der gleichen Zeit, die von guten Schweißstromgeneratoren zur Spannungswiederkehr nach einem Kurzschiuß benötigt wird.IDrie characteristics in Fng. 3, the one formed according to the above Arrangement is based, assume the same open circuit voltage and have the curved course required for welding with sufficient steepness in section with the calibration line E. The desired slope is therefore given. The necessary dynamic steepness is also present. With the specified means can easily be achieved that the voltage at 50 Hz is about 0.05 seconds from 'N zero increases to the maximum value, i.e. H. at about the same time that of good Welding current generators are required for voltage recovery after a short circuit.

Der Vorteil, den die beschriebene Regeleinrichtung bietet, wird besonders deutlich, wenn man die Zahl der bewickelten Magnetkerne zählt. Die angewendeten drei Einphasentransformatoren haben zusammen sechs Magnetkerne. Dieselbe Zahl von Magnetkernen ist auch bei dem durch. mechanische Verstellung eines Streukernes geregelten Schweißgleichrichter erforderlich. Die schwere und. Rüttelgeräusche verursachende.Streukernführung iis:t jedoch entfallen. Bei dem durch vormagnetisierte Drosseln geregelten Schweißgleichrichter sind-drei bewickelte Magnetkerne für den Tranformator und neun bewickelte Magnetkerne für die Drossel erforderlich. Die Regeleinrichtung bietet also bei vorzüglichen Betriebseigenschaften einen besonders einfachen Aufbau und beträchtliche Materialersparnis.The advantage offered by the control device described becomes particular clearly if you count the number of wound magnetic cores. The applied three single-phase transformers have a total of six magnetic cores. Same number of Magnetic cores is also through with that. mechanical adjustment of a spreader core controlled Welding rectifier required. The heavy and. Spreader core guide causing shaking noises iis: t however omitted. In the case of premagnetized chokes Controlled welding rectifiers are three wound magnetic cores for the transformer and nine wound magnetic cores required for the choke. The control device thus offers a particularly simple structure with excellent operating properties and considerable material savings.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Arc welding rectifier in which the voltage change in a manner known per se by one corresponding to the number of phases of the feed network Number of single-phase transformers takes place, characterized in that the primary and secondary windings of the individual transformers on each core leg of the individual Transformer are housed and that each leg has an additional winding to the winding accommodated on the other leg, with one of the additional windings is connected in the opposite direction and both additional windings are provided with taps; which are connected to the contacts of a single control switch in such a way that when regulating, the secondary no-load voltage is retained and only the secondary current experiences the desired change. z. Device according to claim i, characterized in that that to expand the control range down to the secondary winding a resistor is turned on. Considered publications: Book by Schenkel: "Elektrotechnik", igio, Weber, Leipzig, p.343