DE1638332C

DE1638332C - Welding power source

Info

Publication number: DE1638332C
Authority: DE
Inventors: Frede DipL-Ing.; Henningsen Christian J.; Larsson Bernt A. R.; Knipström Karl-Erik; Skarpengland Björn F. Dipl.-Ing.; Laxa Christiansen (Schweden)
Original assignee: Kjellberg-Esab Gmbh, 5650 Solingen
Publication date: 1971-10-28

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schweißstrom- Kernen, die je mit einer an einem Schenkel angeordi|uellc, bestehend aus drei einzelnen, untereinander neten Primärwicklung versehen sind, während die gleichen, einphasigen, je mit einem rechteckigen, zwei anderen Schenkel von einer sämtlichen Kernen gebewickelte Schenkel und zwei nicht bewickelte Joche meinsamen Sekundärwicklung umgeben sind und unaufweisenden Kern versehenen Transformatoren, 5 mittelbar aneinanderliegen, so daß die drei Kerne welche eine beträchtliche Streureaktanz aufweisen' eine T-Anordnung bilden. Der in der USA.-Patent- und an ein Drehstromnetz symmetrisch anschließbar schrift 2 640 960 beschriebene Transformator ergibt sind, und einer von den einzelnen Sekundärwicklun- zwangläufig eine Schiefbelastung des Drehstromgen der Transformatoren gespeisten Drehstrom- netzes, und die in dieser Patentschrift beschriebenen Gleichrichterbrücke. Die Streureaktanz der Transfor- jo Maßnahmen haben auch keine Anwendung auf matoren kann einstellbar sein. Schweißstromquellen gefunden mit drei einzelnen,The invention relates to a welding current cores, each with an on one leg angeordi | uellc, consisting of three individual primary windings, one below the other, while the same, single-phase, each with a rectangular, two other legs of one of all cores wound Legs and two non-wound yokes with a common secondary winding are surrounded and non-exhibiting Transformers equipped with a core, 5 are indirectly adjacent to one another, so that the three cores which have considerable leakage reactance 'form a T-arrangement. The US patent and symmetrically connectable to a three-phase network results in the transformer described in writing 2,640,960 are, and one of the individual secondary windings inevitably an unbalanced load on the three-phase gene of the transformers fed three-phase network, and those described in this patent Rectifier bridge. The leakage reactance of the transform jo measures also have no application to mators can be adjustable. Welding power sources found with three individual,

Es ist aus mehreren Gründen erwünscht, daß die gemeinsam eine Drehstrom-Gleichrichterbrückc spei-It is desirable for several reasons that the common three-phase rectifier bridge spei-

Schweißstromquelle eine symmetrische Belastung des senden Transformatoren.Welding power source sends a symmetrical load on the transformers.

Drehstromnetzes ergibt. Die Streuflüsse der Trans- Praktisch kann man z. B. von einem gegebenen formatoren neigen aber dazu, den symmetrischen 15 Abstand derjenigen Kerne, deren Symmetrieebenen Zustand zu stören, indem ein Teil des aus jedem parallel sind, ausgehen und den Abstand des dritten Transformaujr hinausgehenden Streuflusses durch die Kerns von den beiden anderen Kernen an Hand von Windungen der anderen Transformatoren verlaufen Versuchen so abpassen, daß eine symmetrische Bewird. Es können sich dadurch unregelmäßige und lastung erhalten wird. Man wird meistens finden, daß verwickelte Belastungsverhältnisse ergeben. Anderer- 20 dieser Abstand nur unbeträchtlich (um weniger als seits ist es aus offenbaren praktischen Gründen er- 20%) von dem Abstand der beiden anderen Kerne wünscht, daß die drei Transformatoren räumlich abweicht. Es ist deshalb meistens möglich, die beimöglichst gedrängt angeordnet sind. Es hat sich bis- den Abstände ohne weiteres gleich zu wählen und her als schwierig erwiesen, diese Wünsche mitein- dennoch einen ausreichenden Grad von Symmetrie ander zu vereinigen. 25 der Belastung zu bekommen.Three-phase network results. The stray fluxes of the trans- Practically one can z. B. from a given formators, however, tend to the symmetrical 15 spacing of those cores whose planes of symmetry State of disturbance by part of the parallel from each one, starting out and the distance of the third Transformaujr outgoing leakage flux through the core of the other two cores on hand of The turns of the other transformers run tests so that they are symmetrical. This can result in irregular and stress. Most of the time you will find that entangled stress conditions result. Other- 20 this distance is only negligible (by less than On the other hand, for obvious practical reasons, it is 20%) of the distance between the other two nuclei wishes the three transformers to be spatially different. It is therefore mostly possible, as far as possible are crowded. It has to be chosen the same up to now and without further ado It has proven difficult to combine these desires with one another - yet have a sufficient degree of symmetry to unite other. 25 to get the burden.

Durch die Erfindung ist es jedoch gelungen, eine Die Erfindung ist nicht auf irgendeine besondere Schweißstrorr. juelle der oben angegebenen Art zu Bauart der einzelnen Streutransformatoren beschaffen, welche bei gedrängtem Aufbau eine sym- schränkt, welche z. B. mit einem mittels einer Gleichmetrische oder annähernd symmetrische Belastung stromvormagnetisierung oder mittels eines mechades Drehstromneizes ergibt. Hie erfindungsgeniäße 30 nisch beweglichen Gliedes regelbaren magnetischen Schweißstromquelle zeichnet sich dadurch aus, daß die Nebenschluß versehen sein können. Vorzugsweise drei Transformatorenkerne nebeneinander zwischen wird aber gemäß der Erfindung eine an sich bezwei parallelen Ebenen angeordnet sind, welche sich kannte zweischenkelige Transformatorenbauart versenkrecht auf die Richtung der Kernschenkel er- wendet, bei welcher der eine Schenkel die Seknndärstrecken und einen durch die Höhe des Kerns in der 35 wicklung und einen Tei! der Primärwicklung trägt, Richtung der Kernschenkel gegebenen gegenseitigen während der andere Schenkel den Rest der Primär-Abstand aufweisen, wobei die durch die Achsen der wicklung trägt, wobei die Primärwicklung mit An-Kcrnschcnkel verlaufende Symmetrieebene tines zapfungen versehen ist, durch welche das Verhältnis ersten Kerns mit der Symmetrieebene eines zweiten der Anzahl der eingeschalteten Windungen des einen Kerns parallel ist und auf der Symmetrieebene des 40 Wicklungsteils zu der Anzahl der eingeschalteten dritten Kerns senkrecht steht und der erste und der Windungen des anderen Wicklungsteils eingestellt zweite Kern im wesentlichen denselben Abstand zum werden kann. Es kann durch diese Anordnung die dritten Kern aufweisen, welcher Abstand dem gegen- Streuung bzw. die Streureaktanz in weiten Grenzen seitigen Abstand des ersten und des zweiten Kerns ohne Störung der Symmetrie der Belastung eingestellt gleich oder annähernd gleich ist, wobei sämtliche 45 werden.However, the invention has succeeded in producing a The invention is not limited to any particular one Welding current procure items of the type specified above for the design of the individual scatter transformers, which, when the structure is compact, has a sym- B. with a means of an equi-metric or approximately symmetrical load current premagnetization or by means of a mechade Three-phase current stimuli results. Here, according to the invention, a nisch movable member with adjustable magnetic The welding power source is characterized by the fact that the shunt can be provided. Preferably three transformer cores next to each other between but according to the invention one per se is two parallel planes are arranged, which known two-legged transformer design sunk vertically applied to the direction of the core limbs, in which one limb the secondary branches and one by the height of the core in the 35 winding and one part! the primary winding carries, Direction of the core legs given mutual while the other leg the remainder of the primary distance have, the winding through the axes, the primary winding with angled legs running plane of symmetry tines taps is provided, through which the relationship first core with the plane of symmetry of a second one of the number of turns on Core is parallel and on the symmetry plane of the 40 winding part to the number of turned on third core is perpendicular and set the first and the turns of the other winding part second core can be essentially the same distance to the. It can through this arrangement the have third core, which distance to the counter-scattering or the scattering reactance within wide limits lateral distance of the first and the second core set without disturbing the symmetry of the load equals or approximately equals, all of which become 45.

Abstände zwischen den Kernen höchstens die Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäiienDistances between the cores are at most the In one embodiment of the invention

O.75fache Jochlänge betragen. Vorzugsweise sollten Vorrichtung sind die drei Transformatoren T-förmig75 times the yoke length. Preferably the device should be the three transformers T-shaped

die genannten Abstände höchstens die Hälfte der angeordnet, wobei zwei aneinandergereihte Trans-the specified distances are at most half of the arranged, with two trans-

Jochlänge betragen. formatoren den Querarm des T bilden und der dritteYoke length. formators form the transverse arm of the T and the third

Hs ist eine Schweißstromquelle bekannt (USA.- 50 Transformator den Stiel des T darstellt. In einer Patentschrift 3 237 051), welche mit drei einzelnen, Schweißgleichrichteranlage, welche mit einer Transuntercinander gleichen einphasigen Transformatoren formatoreneinheit dieser Art versehen ist. sind die versehen isl, welche an ein Drehstromnet^ symme- Gleithrichtervcntile und ihre Kühlglieder, gegebenenirisch angeschlossen sind und eine Drehstrom- falls auch andere erforderliche Glieder der Gleich-Cileichrichierbrüeke speisen. Die mit Anzapfungen 55 richteranlage, wie Schalter, vorzugsweise in beiderztir Einstellung der Lcerlaufspannung versehenen seits des den Stiel der !"'Anordnung darstellenden Sekundärwicklungen der Transformatoren sind je Transformators vorhandenen, nach außen von einem mit einer Kiscndrnsselspule in Reihe geschaltet, deren die Transformatoreneinheit umschließenden recht-Reaklanz durch eine Gleichstrotn-Vormagnetisierung eckigen Gehäuse begrenzten, rechteckigen Räumen einstellbar ist. Die Transformatoren, deren räumliche 60 untergebracht. Vorzugsweise ist bei der beschriebe-Artordnung nicht gezeigt wird, weisen keine oder nen T-Anordnung die Sekundärwicklung jedes einzelnur eine unbeträchlliehe Streureaktanz auf. tis ist nen Transformators auf demjenigen Kcrnschenkel weiter ein Schweißlransformalor bekannt (USA.-Pa- angeordnet, welcher den anderen Transformatoren am lenlschrifl 2r>40%0), welcher den Drehstrom eines nächsten liegt. Diese Anordnung ist aus Symmetrie-Drehsiromnetzes in einen einphasigen Schweißstrom 65 gründen vorteilhaft und ergibt auch kurze Sekundärin solcher Weise umwandeln soll, daß sich die He- verbindungen innerhalb der Einheit,
lasiung auf die drei Netzphasen gleichförmig verteilt. Bei einer anderen Ausfiilmingsform der Erfindung j>er Transformator besieht aus drei rechteckigen sind die drei Transformatoren U-förmig angeordnet,Hs a welding power source is known (USA.- 50 transformer represents the stem of the T. In a patent specification 3 237 051), which is provided with three individual, welding rectifier system, which is provided with a single-phase transformer unit of this type that are identical to one another. are those provided which are connected to a three-phase network, symmetrical sliding rectifier valves and their cooling elements, and a three-phase current, if necessary, also feed other necessary elements of the DC-linear rectifying bridge. The secondary windings of the transformers, which are provided with taps, such as switches, preferably in both setting of the running voltage, on the part of the stem of the arrangement, are present for each transformer, connected to the outside in series with a Kiscndrnsselspule, which surrounds the transformer unit The transformers, the spatial 60 of which is housed, is preferably not shown in the described type order, the secondary winding each individually only has an insignificant leakage reactance A welding transformer is also known from a transformer on that leg leg (USA.-Pa-, which is arranged to the other transformers at lenlschrifl 2r> 40% 0), which is the three-phase current of the next one A single-phase welding current 65 is advantageous and also results in short secondary converting in such a way that the He-connections within the unit,
lasiing evenly distributed over the three network phases. In another embodiment of the invention, the transformer consists of three rectangular ones, the three transformers are arranged in a U-shape,

indem zwei Transformatoren parallel nebeneinander angeordnet sind und der dritte Transformator vor dem einen Ende der beiden ersteren Transformatoren angeordnet ist, Diese Ausführung, ergibt eine sehr gedrängte Anordnung der Trunsformatorengruppe.by arranging two transformers in parallel next to each other and the third transformer in front of each other one end of the first two transformers is arranged, this version results in a very compact Arrangement of the flow formator group.

Mehrere Ausführungsbeispide des Gegenstandes der Erfindung werden nachstehend an Hand einer Zeichnung näher beschrieben; in der Zeichnung zeigenSeveral examples of implementation of the object the invention are described in more detail below with reference to a drawing; in the drawing show

Fig. I und 2 eine fahrbare Schvveißstromquelle gemäß der Erfindung in Seitenansicht bzw. Draufsicht, FIGS. I and 2 show a mobile welding current source according to the invention in side view and top view, respectively.

Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf eine zweite Ausführung der erfindungsgemäüen Schweißst romquelle,Fig. 3 is a schematic plan view of a second embodiment of the welding current source according to the invention,

F i g. 4 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführung der in der erfindungsgemäßen Sdiweißstromquelle verwendeten einphasigen Streuiransformatoren. F i g. 4 shows a schematic representation of a preferred embodiment of the in accordance with the invention Sdiweißstromquelle used single-phase leakage transformers.

In Fig. 1 und 2 sind der Klarheit halber verschiedene für das Verständnis der Erfindung unwesentliche Einzelheiten weggelassen, wie Schweißsiromemsteller, Polumschalter, Kühlgebläse und Gehäuse. Die Gleichrichtereinheit hat ein Fahrgestell 3, welches mit zwei Rädern 1 und zwei Absctzstüizen 2 versehen ist und die durch Rahmenglieder 4 verbundene Transformatorenkerne 5, 6, 7 trägt. Die Kerne sind derart angeordnet, daß sie ein T bilden, dessen (Juerarm von den Kernen 5 und 6 und dessen Stiel \om Kern 7 dargestellt wird. Die Kerne sind untereinander gleich und sind mit zwei Schenkeln ausgeführt. Der dem Kreuzungspunkt des T zugewandte Schenkel jedes einzelnen Transformators trägt die Sekundärwicklung und einen Teil der Primärwicklung. Der andere Schenkel trägt den Rest der Primärwicklung. Der Abstand b der Kerne 5 und 6 ist dem Abstand α zwischen dem Kern 7 und jedem der Kerne 5 und 6 gleich. Die sechs Gleichrichterventile 8 und ihre Kühlglieder 9 sind in den rechteckigen Räumen verlegt, deren Innenwände von den Transformatoren 5, 7 bzw. 6, 7 dargestellt werden, während die Außenwände von dem die gesamte Einheit einschließenden, in der Zeichnung nicht gezeigten, rechteckigen Gehäuse gebildet werden. Die Gleichrichtcrventile sind in bekannter Weise durch nicht dargestellte Verbindungsglieder miteinander und mit den Sekundärwicklungen der Transformatoren so verbunden, daß sie eine Sechspulsgleichrichterbrücke bilden.1 and 2, for the sake of clarity, various details that are not essential to understanding the invention have been omitted, such as welding siromemeters, pole-changing switches, cooling fans and housing. The rectifier unit has a chassis 3 which is provided with two wheels 1 and two support legs 2 and which carries the transformer cores 5, 6, 7 connected by frame members 4. The cores are arranged in such a way that they form a T whose (Juerarm is represented by the cores 5 and 6 and the stem \ om core 7. The cores are identical to one another and are designed with two legs. The leg facing the point of intersection of the T each individual transformer carries the secondary winding and part of the primary winding. The other leg carries the remainder of the primary winding. The distance b between the cores 5 and 6 is equal to the distance α between the core 7 and each of the cores 5 and 6. The six rectifier valves 8 and their cooling members 9 are laid in the rectangular rooms, the inner walls of which are represented by the transformers 5, 7 and 6, 7, respectively, while the outer walls are formed by the rectangular housing which encloses the entire unit and is not shown in the drawing are in a known manner connected to each other and to the secondary windings of the transformers by connecting links (not shown) n that they form a six-pulse rectifier bridge.

Bei der in Fig. 3 schematisch dargestellten Auführungsform der Erfindung sind die drei Transformatorenkerne 10, 11, 12 U-förmig angeordnet, indem zwei Kerne 10, 11 parallel nebeneinander angeordnet sind, während der dritte Kern 12 senkrecht auf den beiden anderen Kernen steht. Der Abstände der beiden parallelen Kerne 10, 11 ist dabei erfindungsgemäß dem Abstand d zwischen dem dritten Kern 12 und den beiden übrigen Kernen annähernd gleich. Die Transformatoren sind in der gleichen Weise wie die Transformatoren der Fig. 1, 2 mit zwei Schenkeln ausgeführt, deren einer einen Primärwicklungsteil PlO. Pll, P12 tragt, während der andere die Sekundärwicklung ΛΊ0. SIl. .V12 und den Rest der Primärwicklung trägt. Die Wicklungen sind dabei derart angeordnet, daß bei jedem der beiden Zwischenräume, welche den quer angeordneten Kern von den beiden parallelen Kernen trennen, einer von den beiden Schenkeln, welche den Zwischenraum begrenzen, die Sekundärwicklung des betrelTenden Transformators trägt. Die Anordnung isl also derart, daß beim Fortschreiten vom freien Ende des einen U-Schenkels über das Joch bis zum freien Ende des anderen Schenkels jeder zweite Trnnsiformatorenschenkel eine Sekundärwicklung trägt.In the embodiment of the invention shown schematically in Fig. 3, the three transformer cores 10, 11, 12 are arranged in a U-shape, in that two cores 10, 11 are arranged parallel to one another, while the third core 12 is perpendicular to the other two cores. The spacing between the two parallel cores 10, 11 is, according to the invention, approximately the same as the spacing d between the third core 12 and the two other cores. The transformers are designed in the same way as the transformers of FIGS. 1, 2 with two legs, one of which is a primary winding part P10. Pll, P12 carries, while the other carries the secondary winding ΛΊ0. SIl. .V12 and the rest of the primary winding. The windings are arranged in such a way that in each of the two interspaces which separate the transversely arranged core from the two parallel cores, one of the two legs which delimit the interspace carries the secondary winding of the transformer in question. The arrangement is thus such that when proceeding from the free end of one U-leg over the yoke to the free end of the other leg, every second transformer leg carries a secondary winding.

Die bei der erliiukingsgemälten Schweil.istromquelle bevorzugte Vorrichtung zur Regelung der Streureaktanz der einzelnen Transformatoren ist schematisch in F i g. 4 gezeigt. Der eine Schenkel desThe source of the current of the river painted by the erliiukings is the preferred device for regulating the leakage reactance of the individual transformers schematically in FIG. 4 shown. One leg of the

ίο Transformalorenkerns 13 trügt die Sekundärwicklung 14 und einen Teil 15 der Primärwicklung. Der andere Schenkel des Translormatorenkerns trägt den Rest 16.der Primärwicklung. Die beiden Wicklungsteile 15 und 16 sind durch einen Stufenschalter 17 reihengeschaltet, welcher mit Anzapfungen 18, 19 der beiden Wicklungsteile in der Weise zusammenwirkt, daß das Verhältnis der eingeschalteten Windungszahl des Wicklungsic-ls 15 zur eingeschalteten Windungszahl des Wicklungsteils 16 und somit auch die Kupplung zwischen der Primärwicklung !5, 16 und der Sekundärwicklung 14 geändert werden kann, während die Gesamtzahl der eingeschalteten Windungen der Primärwicklung konstant bleibt.ίο transformer core 13 deceives the secondary winding 14 and part 15 of the primary winding. The other leg of the translator core carries the Remaining 16th of the primary winding. The two winding parts 15 and 16 are controlled by a step switch 17 connected in series, which interacts with taps 18, 19 of the two winding parts in such a way that that the ratio of the turned-on number of turns of the winding IC 15 to the turned-on Number of turns of the winding part 16 and thus also the coupling between the primary winding! 5, 16 and the secondary winding 14 can be changed while the total number of turns on the primary winding remains constant.

Claims

Patent claims:

L Welding power source, consisting of three individual, single-phase, each with a rectangular, two wound legs and two unwound yokes having Core-equipped transformers, which have a considerable leakage reactance and are connected to a Three-phase network can be connected symmetrically, and one of the individual secondary windings the transformer fed three-phase rectifier bridge, characterized in that that the three transformer cores are arranged side by side between two parallel planes are, which extend perpendicular to the direction of the core legs and one mutual distance given by the height of the core in the direction of the core legs have, the plane of symmetry running through the axes of the core legs of a first Core is parallel with the symmetrical plane of a second core and on the synimetric plane of the third core is perpendicular and the first and the / wide core are essentially the same Distance to the third core, which distance is the mutual distance of the first and the second core is the same or approximately the same, with all distances at most the (), 75 times the yoke length.

2. Welding power source according to Avpiuch 1. thereby characterized in that the individual transformer cores in a known manner two Have legs, one of which is the secondary winding and part of the primary winding carries, while the other leg carries the rest of the primary winding, the primary winding is provided with taps. through which that Ratio of the number of activated SS indings of the first primary winding part / ti the number of turns on at the moment Primary winding part is adjustable.

3. Welding current source according to claim 1 or 2.

characterized in that the three transformers are arranged in a T-shape (Fig. 1, 2).
· '. Welding current according to claim 1 or 2,

characterized in that the three transformers Are arranged in a U-shape (Fig. 3).

5. SclnveißMromqiiellc according to claim 3, characterized marked that the judges \ entiles and their cooling links in the trans that represent the stem of the T arrangement on both sides of the S formators existing, to the outside of a right enclosing the Triinsformatorencinhcit angular housing limited, rectangular rough men are housed.

1 sheet of drawings