DE1615406A1 - Schweisstransformator - Google Patents

Description

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ISI5406

i>LA 67/1593

Schweißtransformator - :

Die Erfindung betrifft einen-Schw.eißtransformatör flir 'Schweißmaschinen _r insbes'ondere für mit PreQuenzmitersetzung arbeitende Mehrphasen-Widerstandsschweißmaschinen.

Bei der elektrisehen Widerstandsschweißung werden in der Regel einphasige Wechselströmekleiner Spannung und großer Stromstärke verwendet. Die "Stehweißzeiten" sind kurz, ede liegen in

Gh/An

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der Größenordnung einiger Perioden der Netzfrequenz. Die Sekundärkreise der Maschinen haben häufig erhebliche Abmessungen, die sich ungünstig auf den Leistungsfaktor auswirken. Dies hat zu Bestrebungen geführt, die Einphasenlast zu s.ymmetrieren und den Leistungsfaktor -zu Verbessern.

Eine Möglichkeit hierzu bietet die Herabsetzung der SekundäriVequenz durch Einsatz von gesteuerten Gleichrichtern, z.B. Thyristoren. Diese Herabsetzung der Sekundärfrequenz bringt - falls es'möglich ist, die Schweißung mit einer Halbwelle durchzuführen - bei manchen Werkstoffen,. z.B. Leichtmetallen, darüber hinaus erhebliche technologische Vorteile»

Während einer Halbwelle der Sekundärfrequenz werden entweder die positiven oder die negativen Halbwellen der drei Uetzspannungen auf den Transformator geschaltet und magnetisieren ihn in einer Richtung, im Extremfall,bis eine Leistungsübertragung wegen der Sättigung des Kerns nicht mehr möglich ist. Dann muß die eine Gleichrichtergruppe abgeschaltet und die umgekehrt gepolte zugeschaltet werden.

Der nutsbare Flußhub im 'Transformator wird dabei wesentlich davon beeinflußt, welchen Magnetisierungszustand der Kern zu Beginn einer Halbwelle der Niederfrequenz hatte« Er hängt also in erheblichem Maße von der Polarität und dem Anschnittwinkel der vorangegangenen Halbwelle ab«

BAD ORDINAL Qh/Än

Srfindungsgemäß wird eine verbesserte Ausnutzung des Kernbleches dadurch erreicht, daß der magnetische Kern des Transformators vor jeder Aufmagnetisierung zur Erzeugung eines sekundären Schweißstromimpulses mit einer besonderen Gleichstromerregung beaufschlagt wird, die den Kern in die zur;Aufmagnetisierung entgegengesetzten Hiehtung vörmagnetisiert. Wird dabei die Gleichstromerregung derart gewählt, daß der Iransformator bis zur magnetischen Sättigung vormagnetisiert wird, so kann in jedem Falle der volle zulässige Flußhub ausgenützt werden; d.h. das Kernblech ist in einem derartigen /Fall.vollständig ausgenutzt. Hieraus r'esultiert dann für eine bestimmte impulsdauer, daß bei gleicher Leistung entweder der Transformator kleiner gemacht werden oder bei gleichbleibender Transformatorgröße ' die überträgbare Leistung größer gewählt werden kann.

Bei Untersuchungen hat sich gezeigt, daß bei maximaler Vormagnetisierung in Gegenrichtung zum Nutzfluß mit dem doppelten Fluß vom Ursprung bis zur Sättigung gerechnet werden kann. Solange der Sättigungswert in Gegenrichtung nicht erreicht ist, verlängert eine höhere Vormagnetisierung die maximale Übertragungsdauer (die Halbwelle der Sekundärfrequens), wogegen eine Erhöhung des ohmschen Widerstandes im Sekundärkreis die Übertragungsdauer verkürzt.

Wenn der Sekundärkreis dauernd geschlossen bleibt, ist eine relativ große Gleichstromerregung erforderlich, um In der Größenordnung von Sekunden eine ausreichende Vormagnetisierunga-Wirkung zn erzielen. Kann der Sekundärkreis bei jeäem

takt auch nur kurzzeitig unterbrochen werden, so kann der ' Gleichstrom je nach der gewünschten Übertragungsdauer um ein

bis zwei Zehnerpotenzen verringert werden, und braucht dann nur wesentlich kürzere Zeit zugeschaltet zu werden*

Anhand der Zeichnung sei die Erfindung näher erläutertS

Dargestellt ist in der vorliegenden Zeichnung eine mit Frequenzuntersetzung arbeitende Dreiphasen-Widerstandaschweißmasehine. An die Phasenleitungen RST eines 50 Hz-Drehstromne'tzes sind über Sehutzdrosseln 7 je Phase antiparallel geschaltete, steuerbare Ventile 6, in diesem Fall Thyristoren, angeschlossen. Der Ausgang einer jeden Antiparallelschsltung ist jeweils über einen Teil der Primärwicklung 2 des Schweiß-

* -."- ■ transforma'tors 1 mit dem Eingang der nächsten Antiparallelschaltung verbunden. Die Sekundärwicklung 3 des Schweißtran8-formators 1 ist mit dem Schweißstroiöverbraucher 5 zueammenge* sehaltet, .

Sind z.B. die der positiven Halbwolleäe& SchweISstromes zugeordneten Ventile 6 gezündet, so fließt der Strom in Richtung des Pfeiles 9 durch die Primärwicklung 2 des Schweißtransformators 1; sind die der negativen Halbwelle zugeordneten Ventile

gezündet, so fließt der Strom entgegen der Richtung des

Pfeiles 9. ' -.V-.-- - - ·

Schweißen arbeiten nun die der positiven Halbwelle zugeordneten Ventile 6 je nach Programm eine bestimmte Zahl von

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Perioden im Gleichriehterbetrieb. Am. Ende dee' Gleichriehterbetriebes kann zumindest ein Teil der im Schweißtransformator gespeicherten magnetischen Energie im Wechselriöhterbetrieb abgebaut werden. Daran anschließend werden dann die der negativen Halbwelle zugeordneten Ventile 6 gezündet» Durch diese geschilderte Art der Steuerung der Ventile 6 ergibt sich eine beträchtliche Frequenzuntersetzungdes vorliegenden 50 Hz-Drehstromes, ' .

.Als Zeitbasis der Steuerung der Ventile und der sonstigen Steuerung der bei der Widerstandsschweißmaschine auftretenden Zeiten werden in bekannter Weise aus dem Dreiphasennetz abge-

leitete Zählimpulse benutzt. Dies ist nicht "weiter, weil bekannt, dargestellt. " ■'■"...

Brfindungsgemäß ist nun beim Schweißtransformator' 1 eine zusätzliche Wicklung 4 vorgesehen, die aus einer Gleichspannungsquelle 8 gespeist wird. Mit Hilfe dieser zusätzlichen Wicklung kann der Kern des Schweißtransformators 1 nach dem Ende der letzten Halbwelle und^vor dem Beginn des nächsten Schweißs'tromimpulses in Gegenrichtung zu der demnächst folgenden den Schweißstromimpuls erzeugenden Magnetisierung vormagnetisiert werden. Die Vormagnetisierung sollte hierbei zumindest so weit getrieben werden, daß der mit dem Schweißstrom verbundene Hub des magnetischen .Flusses symmetrisch zur Nulliiäe liegt. Maximale Halbwellendauer erreicht man dann, wenn man die Vormagnetisierung bis in den Sättigungsbereich des Trahsformator-

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kerns treibt. Wie nicht näher dargestellt, muß natürlich die jeweilige Polarität der an, der zusätzlichen Wicklung 4· anliegenden Gleichspannung mit der Steuerung der Ventile 6 synchronisiert sein.

Die zusätzliche Wicklung 4 wurde nur aus Gründen der vereinfachten Darstellung gewählt; es war* genauso gut möglich, in jede der Primärwicklungen oder in die Sekundärwicklung oder sowohl an die Sekundär- als auch an die Primärwicklungen die Gleichspannung zur Vormagnetisierung anzuschließen.

2 Patentansprüche
1 Fig.

- 6 - Ch/An

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Claims (1)

1611401

1. SohwelÄtransformatοτ für Sehwei @majiehine,ii, irtajbeioiiaere fur mit frecLuensuntersetgung arbeit ende MehrBhaseriT-Wiiäerataiids-8chwßißniaschinen_t dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Kern des 3chweiSti?an3f©i*i?iatQFS (1) yar jed^r Äwfmagnetisierung zur Erzeugung einesι setendären. Sehweißstromiinpulgeg mit einer besonderen GleiohstromerreiPWig |8»4) beaufSGiilftgfea.r ist, die den Kern in der. gu.r Aurmag|ietiaierung entgegengeäetztein dichtung

2, Schwelßtranafermat>br; nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sieichstromerregung (4*8) derart gewählt ist, daß der Schweißtranaformator (1)^^ bis -zur magnetischen

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S L e e r s e i t e