DE826478C

DE826478C - Drehtransformator fuer Lichtbogenschweissung

Info

Publication number: DE826478C
Application number: DEP22905A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hugo Neyer
Original assignee: HUGO NEYER DIPL ING
Current assignee: HUGO NEYER DIPL ING
Priority date: 1948-11-28
Filing date: 1948-11-28
Publication date: 1952-01-03

Description

Drehtransformator für Lichtbogenschweißung Der Erfindungsgegenstand ist ein Schweißtransformator in Bauart eines Einphasendrehtransforrnators, also ein Transformator mit Verstellbarkeit der sekundären Wicklungsachse gegenüber der primären Wicklungsachse und mit einem quer zu diesen Wicklungsachsen liegenden Luftspalt zwischen Primär- und Sekundärwicklung.
Während jedoch beim gewöhnlichen Einphasendrehtransformator dieser Luftspalt zwecks Vermeidung von Blindstromverbrauch und Spannungsverlust möglichst klein gehalten ist, wird er beim erfindungsgemäßen Schweißtransformator absichtlich wesentlich größer gemacht.
Durch diese größere Bemessung des Luftspaltes, die im Verhältnis zu den übrigen den magnetischen Kraftftuß bestimmenden Maschinenabmessungen ausgelegt ist, wurden auf einfache Art die für den Schweißbetrieb erforderlichen Voraussetzungen geschaffen, nämlich: t. eine brauchbare Spannungsstromkennlinie (Schweißcharakteristik), 2. eine weitgehende Regulierfähigkeit.
Aus den Fig. i und 2 geht die Überlegung, die dabei zur Anwendung gebracht wurde, hervor.
Fig. i zeigt die Spannungsstromkennlinien eines Einphasendrehtransformators mit normalem (kleinem) Luftspalt bei vier verschiedenen Ankerstellungen im Schweißbetrieb (Sekundärspannung über Sekundärstrom aufgetragen).
Fig.2 zeigt eine analoge Kurvenschar eines gleich großen Einphasendrehtransformators, jedoch mit großem Luftspalt, also eines Schweißtransformators der erfindungsgemäßen Ausführungsart. Zum Vergleich sind in beiden Fällen die vier Kurven herausgegriffen, welche den angenommenen vier Stufen des Sekundärstromes 5o, 10o, 200, 3oo Amp. entsprechen, bei einer Schweißspannung (Betriebsspannung) von rund 2o Volt.
`'Während bei den Kurven in Fig. i wegen ihres flachest und fast parallelen Verlaufes, d. 1i. mangels genügender Steilheit, die den kleinen Stromstärken entsprechende Zündspannung zu klein ausfällt und ein Schweißbetrieb und ein Zünden des Lichtbogens praktisch unmöglich ist, wird in Fig. 2 zufolge des größeren Luftspaltes des Transformators bzw. zufolge der größeren magnetischen Streuung in diesem größeren Luftspalt eine größere Steilheit der Charakteristik im Betriebspunkt erreicht und es tritt zufolge des stark divergierenden Verlaufes der Kurven ein nur geringes Absinken der Zündspannung beim Herabregulieren des Schweißstromes auf, so daß auch bei der untersten Stromstufe noch eine gute Zündspannung vorhanden und eine weitgehende Regulierfähigkeit gewährleistet ist, ohne daß hierbei die Zündspannung nach oben über die zulässige Berührungsspannung ansteigt oder nach unten unter die für eine gute Zündung nötige Grenze fällt.
F ig. 3 zeigt schematisch den mechanischen Auf-)tau und die Schaltung des Drehtransformators nach der Erfindung. Der Ständer ist wie bei einer gewfihnlichen Drehstrommaschine dreisträngig gewickelt. Zwei Stränge U-X und W-Z werden je nach dem Verhältnis der Netzspannung zur Maschinenspannung in Serie oder parallel vom Netz gespeist, während der dritte Strang je nach gewünschter Härte der Charakteristik offen, über Widerstände geschlossen oder kurz geschlossen wird. Der Anker ist entgegen dem bei Schweißbetrieb auftretenden Drehmoment festgehalten, jedoch durch einen Verstellmechanismus b, c, d, e in der Drehrichtung lageveränderlich einstellbar. Der Schweißstrom wird durch magnetische Induktion in der Sekundärwicklung, also im Anker, erzeugt. Zwei Enden dieser Ankerwicklung, welche an sich eine ein- oder mehrsträngige Wicklung sein kann, sind über Schleifringe oder eine sonstige Stromabnahmevorrichtung zu den sekundären Anschlußklemmen K geführt. Über diese Klemmen wird der Schweißstrom abgenommen und der Schweißstelle S zugeführt. Durch Verstellen des Ankers wird die Zündspannung und damit die Stärke des Schweißstromes nach Bedarf geregelt. , Der Verstellmechanismus ist gegen die feste Unterlage starr abgestützt. Er kann aber auch elastisch altgestützt sein, wie z. B. in Fig. 3a gezeigt. Diese federnde Abstützung f wirkt sich dahin aus, daß sich beim Auftreten des Schweißstromes, also nach erfolgter Zündung, zufolge des sich entwickelnden Drehmomentes der Anker etwas verdreht, also in eine andere Stellung kommt, als er im t\ugenblick der Zündung noch inne hatte, nämlich in eine solche Stellung. bei welcher (las Ankerdrehmoment und die Federreaktion sich das Gleichgewicht halten. Der neuen Stellung, also der Betriebsstellung des Ankers, entspricht aber eine andere Charakteristik als der Anfangsstellring, nämlich eine Charakteristik mit geringerer Zündspannung.

In Fig. 4 ist zum Ausdruck gebracht, wie sich diese Erscheinung auf den Schweißbetriel) auswirkt:

Die mit i bezeichnete. atis Fig.2 übernommene

weiche Betriel>skennliuie für 3oo .Nullt. gelte für

Betrieb mit starr altgestütztem Verstellarin und

offenem dritten Strang der 1'rimärwichlung. Die

mit 2 bezeichnete harte Kennlinie gelte für Betrieb

mit starr abgestütztetit Verstellarin und kurz ge-

schlossenetn dritten Strang der I'riniärwicklung bei

gleicher Nullstellung wie i. Die mit 3 bezeichnete

Kennlinie sei jene harte [#eiinliiiie. welche der ge-

federten:\1>stiitzuti`r und dein Kurzsclilul.i des dritten

Stranges der 1'riniürwicklung und wie bei i dem

Schweißstro in 3oo _\inl>. entspricht. Dieser so er-

mittelten @etr iehskurve 3 entspricht nun eine be-

deutend geringere .\nfangsspannung, »:inilich K~.3

gegenüber Kzt bei kurve i, w()111 aber die gleiche

lietriel>sstrtitnstärke. Durch dir gcringere Anker-

spannung hat die Betrieltskurvt: 3 gegenüber der

Betriebskurve 2 -zwar den \ aclitei1 eitler schlechteren

Zündspannung hz, andererseits alter Test Vorteil

eines besseren Leistungsfaktors (cos rE ), cla der

Leistungsfaktor ini umgekehrten Verhältnis zu KZ

steht. Dadurch, daß nun der Verstellarm nicht starr,

sondern elastisch gegen die feste Unterlage ab-

gestützt ist, und der dritte 1'rini:irstrang kurz-

geschlossen wird, arbeitet der Transformator im

Anlauf nach Kennlinie _>, also mit guter 7iin(iurig

und springt dann sofort nach erfolgter Zündung

zufolge der Federwirkung auf die htirve 3 über, wo

der Transformator trotz. der harten Charakteristik

nur 300 Aml). abgibt und während des lietri(@ltes mit

verbessertem Leistungsfaktor arbeitet; bei :\tis-

setzen des Schweißstromes kehrt jedoch die Anker-

spannung selbsttätig wieder auf den hohen :\iifaiigs-

wert der Charakteristik 2 zurück, st> (laß für den

folgenden Betriebsbeginn immer eitle gute Zünd-

Spannung bereitsteht. Diese federnde M)stiitzung

des Verstellhebels gegeit die feste Unterlage ist

daher in diesem Zusaninie^nhang als eine neue Maß-

nahme zur Verbesserung iles Leistungsfaktors an-

zusehen.

Claims

PATENT A\SPYCCHE: i. Transformator für l.ichtltogettschweißunr. dadurch gekennzeichnet, daß er ein Drehtransforrnator titit vergrößertem Luftspalt ist.
2. Drehtransformator für LiclitltOgenschvveißung nach :\tispruch t. dadurch gekennzeichnet, (laß außer den für die ausgelegte Betriebsspannung bei einphasigem Betrieb erforderlichen primären Wicklungssträngen noch weitere \1'icklungssträngc vorhanden sind, durch welche die magnetische Streuung itn Luftspalt zti beeinflussen ist.
3. I)relitransform:itot- für Lichtbogenschweißung nach :\tispruch i und 2. dadurch gekennzeichnet, daß der .\nker sticht starr gegen Umlauf arretiert ist. sondern bei auftretendem Sekundärstrom sich selbsttätig elastisch in der Drehrichtung et`vas verstellen kann.