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Schweisstransformator Schweisstransformatoren müssen bekanntlich eine stark fallende statische Charakteristik haben, damit der Kurzschlussstrom beim Zünden des Lichtbogens nicht zu gross wird und eine stark phasenverschobene Spannung (induktive Komponente), um ein Abreissen des Lichtbogens beim StromnuUdurchgang zu verhindern. Ausserdem soll der Schweissstrom weitgehend regelbar sein. Die genannten Bedingungen lassen sich durch stetiges oder stufenweises Beeinflussen des magnetischen Streuflusses oder durch Vorschalten einer Drossel erfüllen, da sie in erster Linie von der Induktivität oder der Streuspannung des Transformators abhängen und es werden die Schweisseigenschaften aber auch der Preis eines Schweisstransformators weitgehend davon bestimmt, wie man das Streuungsproblem löst.
Bekannt ist die Schweissstromregelung über eine sekundärseitig Drosselspule mit regelbarer Reaktanz, durch Anzapfung der Sekundärwicklung des Schweisstransformators oder durch Veränderung der Streuungsverhältnisse des Schweisstransformators, über eine Relativbewegung zwischen Primär-und Sekundärwick- lung durch die Veränderung eines Luftspaltes, über sogenannte Streupakete (Streujoche) oder über einen zusätzlichen dritten Schenkel des Magnetkernes, auf dem eine im Sekundärstromkreis liegende Zusatzwicklung aufgebracht ist, über deren Anzapfungen der Sättigungsgrad dieses zusätzlichen Schenkels und damit die magnetische Kopplung der beiden Hauptwicklungen veränderbar ist.
Schliesslich ist auch schon vorgeschlagen worden (Schweizer Patentschrift Nr. 272388), zur Schweissstromregelung den Kopplungsgrad zwischen den beiden Hauptwicklungen eines Schweisstransformators dadurch zu verändern, dass mittels eines Stufenschalter. die Verteilung der sich über zwei Transformatorschenkel erstreckenden Primärwicklung gegenüber der nur auf einem Schenkel angeordneten Sekundärwicklung verändert und die magnetische Kopplung des weiteren auch noch über einen schon erwähnten magnetischen Nebenschluss beeinflusst wird.
Die Erfindung weist einen neuen Weg zur Grob- und Feinregelung des Schweissstromes, indem man eine an sich bekannte Grobregelung durch die Streuverhältnisse des Schweisstransformators beeinflussende Wicklungsumschaltungen, über die stark unterschiedliche Kopplung zwischen den beiden Wicklungen erreicht wird, mit einer Schweissstromfeinregelung über einen Stufenschalter zum gleichzeitigen Abschalten von Primärwindungen und Zuschalten von Sekundärwindungen kombiniert.
Die Erfindung betrifft einen einphasigen Schweisstransformator der Kern-oder Mantelbauart mit Grob- und Feinregelung. wobei erfindungsgemäss die Grobregelung über einen Umschalter (US) bewerkstelligt wird, der in an sich bekannter Weise durch primärseitige Wicklungsmgruppierung den Kopplungsgrad zwischen Primär- und Sekundärwicklung verändert, so, dass also je nach Stellung dieses Umschalters
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sich stark unterschiedliche Streuung zur Sekundärwicklung ergibt, und die Feinregelung über einen den durch Wicklungsumgruppierung erzielten Grobregelbereichen gemeinsamen Doppelstufenschalter (St) bewerkstelligt wird, der über Anzapfungen der Primärseite (U, U..... U ) und Zusatzwindungen auf der Sekundärseite (Anzapfungen u, n..... ! ) die Sekundarspannung in Abhängigkeit vom Sekundärstrom regelt.
An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden.
Die Fig. 1 und 2 zeigen zwei Möglichkeiten für die Wicklungsausbildung im Prinzip, die Fig. 3 und 5 zeigen genauere Schaltschemata, in die auch die Schaltgeräte aufgenommen sind und die Fig. 4 zeigt die
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3Auch in Fig. 3 sind die entsprechenden Wicklungsteile gleich positioniert wie in den vorhergehenden Figuren. Darüber hinaus bedeutet in dieser Figur US den Umschalter für die beiden Strombereiche und St den der Feinregelung (Wicklungsanzapfungen Ul..... Ug bzw. u1.'... uG) innerhalb der Strombereiche dienenden Stufenschalter. Die Transformatorklemmen sind in Übereinstimmung mit den Fig. 1 und
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chen Schaltarm gemeinsam den primären und sekundären Regelwicklungsteil (Doppelstufenschalter).
Die Arbeitsweise der erfindungsgemässen Schaltung für die Primär-und Sekundärwicklungsteile eines Schweisstransformators ist folgende. Schliesst man das Speisenetz an die Klemmen U, V (in der Fig. a entspricht dies der Schalterstellung I), das Werksstück und die Elektrode an die Klemmen u, v, so liegt die Primärwicklung zur Gänze auf dem linken Schenkel und die Sekundärwicklung gleichfalls zur Gänze auf dem rechten. Schenkel. Die Streuung zwischen den beiden Wicklungen ist dementsprechend sehr gross. Es ergibt sich bei diesen Klemmenanschlüssen daher der Kleinstrombereich.
Schliesst man anderseits das Speisenetz an die Klemmen U, V' (in Fig. 3 entspricht dies der Schalterstellung tri), das Werksstück und die Elektrode an die Klemmen u, v', so ist die Primär- und die Sekundärwicklung jeweils auf beide Schenkel verteilt und die Streuung zwischen den beiden Wicklungen ist geringer. Für die Schweissstromregelung ergibt sich so der Grossstrombereich. Beide Bereiche werden über dieAnzapfungen U....U6 bzw.
.... 6 feineregelt. Die Regelung der Stromstärke innerhalb der beiden Bereiche erfolgt also durch Feldschwächung über Anzapfungen auf der Primärseite und durch Zusatzwindungen auf der Sekundärseite, über die die durch die Feldschwächung verursachte sekundärspannungsverminderung kompensiert oder darüber hinaus im Bedarfsfall, etwa. bei kleinen Stromstärken, die Sekundärspannung sogar erhöht wird.
Die Windungszahlveränderung wird über einen Doppelstufenschalter St bewerkstelligt, wie dies auch in
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net.
Die Fig. 4 zeigt die in erfindungsgemässer Weise erzielbaren statischen Kennlinien. Die Kennlinie I gehört dem Grossstrombereich(Hochstromkennlinie) an, die Kennlinien II und Ilg begrenzen den Kleinstrombereich. Wie aus dem Diagramm ersichtlich ist, nehmen die Leerlaufspannungen und die Steilheit der statischen Kennlinien mit kleiner werdenden Strömen zu, so dass auch bei kleinen Schweissströmen sehr gute Schweisseigenschaften und bei grösseren Strömen ein guter Leistungsfaktor gewährleistet ist.
In erfindungsgemässer Weise wird ein Schweisstransformator durch reine Schaltungsmassne. hmen für zwei stark unterschiedliche Strombereiche geschaffen, ohne dass dieser bedeutende Vorteil ein solches Ge- rät wesentlich verteuern würde, da ein zweipoliger Netzschalter ohnehin vorgesehen werden muss und der
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kein Umklemmen der Schweisskabel auf der Sekundärseite bedingt. Von dieser Möglichkeit ist Im Schalt- bild Fig. 5 Gebrauch gemacht worden.
In dieser Figur sind die gleichen Positionen verwendet, wie in den Fig. l, 2 und 3 und ist überdies die Art der Blindstromkompensation über einen Kondensator K angedeutet, . me. für den Fall, dass der Schweisstransformator für zwei Primärspannungen (etwa 220V und 380V) über Klemmbügel Kl umschaltbar ist. Einphasige Kleinschweisstransformatoren, die in der Regel an die Lichtleitung von 220V oder an die 380V Kraftleitung angeschlossen werden, benötigen nämlich eine starke Blindleistungskompensation, um die Anschlussbedingungen der Elektrizitätswerke zu erfüllen.
Starke
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Kompensation bedingt aber hohe Kondensatorleistungen und der Kondensatorpreis, der an sich hoch ist, ändert sich bekanntlich umgekehrt proportional mit der Spannung. Will man also bei einem 220-V-Gerät einen leichten und billigen, weil für eine höhere Spannung bemessenen Kondensator verwenden, dann Ist dazu eine eigene Zusatzwicklung am Transformator, die das Gerät natürlich auch verteuert, notwendig.
Starke Kompensation kann aber bei kleinen Sekundärbelastungen zu Schwingungen im Netz fuhren, weil ein grösserer konstanter kapazitiver Kondensatorstrom bei kleineren Belastungen grösser oder kleiner oder ebenso gross werden tumn, wie der induktive Belastungsstrom.
Es ist daher anzustreben, dass die Konden-
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staltung des Erfindungsvorschlages dadurch gentlgen, dass als Zusatzwicklung für den Kondensator keine eigene Wicklung, sondern die vorhandene primäre Regelwicklung verwendet wird und die Schaltung dabei so erfolgt, dass die Regelwicklung bei der niedrigen Spannung (etwa 200V) als Zusatzwicklung wirkt und bei der hohen Spannung (etwa 380 V) als Spannungsteiler, wobei bei beiden Netzspannungen auch die Kondensatorleistung im aufgezeigten Sinne durch die Spannungsverminderung am Kondensator beim Abwärtsregeln des Stromes verkleinert wird.
Die Fig. 5 zeigt das Schema dazu, wobei die Spannungsumschaltung mittels des Klemmbrettes Kl durch Umlegen der Schaltbügel von oben nach unten erfolgt.
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Effektdie Umschaltung der Spulen wieder, wie beim Kerntransformator, mittels Umschalter erfolgt.
Mit der erfindungsgemässen Kombination wird es möglich, einen ergiebigen Regelbereich ohne Verwendung eines an sich unerwünschten, weil leistungsvermindemden magnetischen Nebenschlusses zu erzielen und die Leerlaufspannung in die gewünschte Abhängigkeit von der Schweissstromstärke zu bringen, da es in einfacher Weise möglich wird, die durch die Feldschwächung verursachte Sekundärspannungsverminderung durch Zusatzwindungen auf der Sekundärseite nicht nur zu kompensieren, sondern darüber hinaus die Leerlaufspannung mit abnehmender Stromstärke zu vergrössern, wie dies erwünscht ist, da kleine Schweissströme bekanntlich aus schweisstechnischen Gründen eine relativ hohe Leerlaufspannung bedingen, die mit zunehmender Schweissstromstärke kleiner werden kann,
und die Leer1aufspmnung bei grossen Strömen auch deshalb niedrig sein soll, weil sonst der zur teilweisen Kompensation der Blindleistung erforderliche Kondensator zu gross würde.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einphasiger Schweisstransformator der Kern- oder Mantelbauart mit Grob- und Feinregelung, dadurch gekennzeichnet, dass die Grobregelung aber einen Umschalter (US) bewerkstelligt wird, der in an sich bekannter Weise durch primärseitige Wicklungsumgruppierung den Kopplungsgrad zwischen Primär-und Sekundärwicklung verändert, so dass also je nach Stellung dieses Umschalters primärseitige Wicklungsteile P , R,, P,) so zur resultierenden Primärwicklung vereinigt werden, dass sich stark unterschiedliche Streuung
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