DE1615406A1

DE1615406A1 - Welding transformer

Info

Publication number: DE1615406A1
Application number: DE19671615406
Authority: DE
Inventors: Dr Rer Nat Heinz Neumann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1967-08-08
Filing date: 1967-08-08
Publication date: 1970-06-25
Also published as: CH472931A; FR1601320A; GB1207696A

Description

SIEMENS AKT ._r_..ngen, -SIEMENS ACT. _r _ .. ngen, -

■""."■"■' Werner-von-Siemens-Str.50■ "". "■" ■ 'Werner-von-Siemens-Str. 50

ISI5406ISI5406

i>LA 67/1593i> LA 67/1593

Schweißtransformator - :Welding transformer -:

Die Erfindung betrifft einen-Schw.eißtransformatör flir 'Schweißmaschinen _r insbes'ondere für mit PreQuenzmitersetzung arbeitende Mehrphasen-Widerstandsschweißmaschinen.The invention relates to a-Schw.eißtransformatör FLIR 'welding machines _r insbes'ondere for operating with multi-phase PreQuenzmitersetzung resistance welding machines.

Bei der elektrisehen Widerstandsschweißung werden in der Regel einphasige Wechselströmekleiner Spannung und großer Stromstärke verwendet. Die "Stehweißzeiten" sind kurz, ede liegen in In the case of electrical resistance welding, as a rule single-phase alternating currents of low voltage and high amperage are used. The "standing white times" are short, ede are in

Gh/AnGh / An

PLA 67/1395 16154$8 PLA 67/1395 16154 $ 8

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.the order of magnitude of a few periods of the network frequency. the Secondary circuits of the machines often have considerable dimensions, which have an unfavorable effect on the power factor. This has led to efforts to balance the single-phase load and to improve the power factor.

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»One way of doing this is to reduce the secondary sequence by using controlled rectifiers, e.g. Thyristors. This lowering of the secondary frequency brings - if it is possible, the welding with a half-wave to be carried out - for some materials. e.g. light metals, in addition, considerable technological advantages »

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.During a half cycle of the secondary frequency are either the positive or the negative half-waves of the three Uetzvoltage switched to the transformer and magnetize it in one direction, in extreme cases, until a power transmission is no longer possible because of the saturation of the core. Then one rectifier group must be switched off and the reversed polarity can be switched on.

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«The nutable flux stroke in the 'transformer becomes essential influenced by what state of magnetization the core to The beginning of a half-wave of the low frequency had «He hangs thus to a considerable extent on the polarity and the angle of cut the previous half-wave from "

BAD ORDINAL Qh/ÄnBAD 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.According to the invention, an improved utilization of the core sheet is achieved achieved in that the magnetic core of the transformer before each magnetization to generate a secondary Welding current pulse with a special DC excitation applied to the core in the for; magnetization opposite direction pre-magnetized. Is doing the DC excitation chosen so that the Iransformator up to is premagnetized to magnetic saturation, then in in each case the full permissible flow range can be used; i.e. the core sheet is completely used in such a case. This then results for a certain pulse duration, that with the same power either the transformer is smaller can be made or if the transformer size remains the same, the power that can be transmitted can be selected to be greater.

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.Investigations have shown that at maximum premagnetization in the opposite direction to the useful flow, double the flow from the origin to the saturation can be expected. As long as the saturation value is not reached in the opposite direction, a higher pre-magnetization lengthens the maximum transmission time (the half-wave of the secondary frequency), whereas one Increase in the ohmic resistance in the secondary circuit Transfer time shortened.

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 jeäemIf the secondary circuit remains permanently closed, a relatively large DC excitation is required in order to achieve a sufficient pre-magnetization effect in the order of seconds. Can the secondary circuit with each

takt auch nur kurzzeitig unterbrochen werden, so kann der ' Gleichstrom je nach der gewünschten Übertragungsdauer um eincycle can only be interrupted for a short time, the ' DC current by one, depending on the desired transmission time

bis zwei Zehnerpotenzen verringert werden, und braucht dann nur wesentlich kürzere Zeit zugeschaltet zu werden*reduced by two powers of ten, and then only needs to be switched on in a much shorter time *

Anhand der Zeichnung sei die Erfindung näher erläutertSThe invention will be explained in more detail with the aid of the drawing

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-The drawing at hand shows one with frequency reduction working three phase resistance welding machine. To the phase lines RST of a 50 Hz three-phase power supply are connected anti-parallel via protective chokes 7 per phase, controllable valves 6, in this case thyristors, connected. The output of any anti-parallel circuit is over part of the primary winding 2 of the welding

* -."- ■ transforma'tors 1 mit dem Eingang der nächsten Antiparallelschaltung verbunden. Die Sekundärwicklung 3 des Schweißtran8-formators 1 ist mit dem Schweißstroiöverbraucher 5 zueammenge* sehaltet, .* -. "- ■ transformer 1 connected to the input of the next anti-parallel circuit. The secondary winding 3 of the welding transformer 1 is connected to the welding power consumer 5,.

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 VentileIf, for example, the valves 6 assigned to the positive half- wool & welding current are ignited, the current flows in the direction of the arrow 9 through the primary winding 2 of the welding transformer 1; are the valves assigned to the negative half-wave

gezündet, so fließt der Strom entgegen der Richtung designited, the current flows in the opposite direction to the

Pfeiles 9. ' -.V-.-- - - ·Arrow 9.' -.V -.-- - - ·

Schweißen arbeiten nun die der positiven Halbwelle zugeordneten Ventile 6 je nach Programm eine bestimmte Zahl vonWelding now works those assigned to the positive half-wave Valves 6 depending on the program a certain number of

009826/1711009826/1711

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, ' .Periods in the same direction. At the. End of the same line of business can at least part of the magnetic energy stored in the welding transformer in alternating mode be dismantled. Subsequently, the valves 6 assigned to the negative half-wave are then ignited described type of control of the valves 6 results in a considerable frequency reduction of the existing 50 Hz three-phase current, '.

.Als Zeitbasis der Steuerung der Ventile und der sonstigen Steuerung der bei der Widerstandsschweißmaschine auftretenden Zeiten werden in bekannter Weise aus dem Dreiphasennetz abge-.As a time base for controlling the valves and others Control of those occurring in the resistance welding machine Times are taken from the three-phase network in a known manner.

leitete Zählimpulse benutzt. Dies ist nicht "weiter, weil bekannt, dargestellt. " ■'■"...conducted counts used. This is not "further, because known shown. "■ '■" ...

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-According to the invention, there is now an additional one in the welding transformer 1 Winding 4 is provided, which is fed from a DC voltage source 8. With the help of this additional winding can the core of the welding transformer 1 after the end of the last half-wave and ^ before the start of the next welding current pulse premagnetized in the opposite direction to the magnetization that will soon follow and generate the welding current pulse will. The bias should be at least so far be driven that the associated with the welding current The stroke of the magnetic flux is symmetrical to the zero. The maximum half-wave duration is achieved if the premagnetization is used up to the saturation range of the Trahsformator-

; — 5 -; - 5 -

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.core drives. As not shown, of course, the respective polarity of the one applied to the additional winding 4 DC voltage to be synchronized with the control of the valves 6.

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.The additional winding 4 has only been simplified for the sake of simplicity Representation chosen; it was * just as possible to be in each of the primary windings or in the secondary winding or in both the secondary and primary windings Connect DC voltage for premagnetization.

2 Patentansprüche
1 Fig.2 claims
1 fig.

- 6 - Ch/An- 6 - Ch / An

009gaß/1711 * ^1; 009gaß / 1711 * ^1;

Claims

1611401

1. SohwelÄtransformat οτ majiehine for Sehwei @ ii, for irtajbeioiiaere with frecLuensuntersetgung working _{MehrBhaseriT-Wiiäerataiids-t} 8chwßißniaschinen characterized in that the magnetic core of the 3chweiSti? An3f © i * i? IatQFS (1) yar Jed ^ r Äwfmagnetisierung for generating one of the setendaries. Sehweißstromiinpulgeg with a special GleiohstromreiPWig | 8 »4) is onSGiilftgfea.r, which is the core in the. gu.r Aurmag | ietiaierung gegengeetztein seal

2, Schwelßtranafermat> br; according to claim 1, characterized in that that the Sieich current excitation (4 * 8) is chosen such that the Welding transformer (1) ^^ to -to magnetic

009826/1711 ^009826/1711 ^

S L e e r s e i t e S left side