Schweißtransformatoren _ Welding Transformers_DE_EN

Schweißtransformatoren │ Welding Transformer
Widerstandsschweißtransformatoren – Netzfrequenz
Transformers for resistance welding – mains frequency
Übersicht Typen und Optionen
overview types and options
EXPERT Transformatorenbau GmbH
Hochstromtechnik │ Widerstandsschweißen │ Heizstromquellen
Transformatoren für die Widerstandsschweißtechnik
und andere Verfahren
Transformers for resistance welding and other processes
EXPERT-Transformatoren werden speziell für die Widerstandsschweißtechnik entwickelt und gefertigt.
EXPERT transformers are custom designed and manufactured for resistance welding.
Die Anwendung erfolgt überwiegend in der Automobilund blechverarbeitenden Industrie.
Their main applications are in the automotive and sheet
metal industries.
Transformatoren ähnlicher Bauart werden aber auch für
Anwendungen in der Galvanotechnik und Heiztechnik
gebaut.
Transformer-like designs are also used for galvanization
and heating techniques.
In addition, the products are used in the ceramics and
glass industries.
Des Weiteren finden die Produkte auch in der Keramikund Glasindustrie Verwendung.
The water cooling system allows for the transformers to
be installed directly at the supplying load, even in high
surrounding temperatures.
Die Wasserkühlung lässt eine Installation der Transformatoren unmittelbar am Verbraucher zu, auch bei hohen
Umgebungstemperaturen.
In addition to this, the cast construction makes the transformers resistant to dirt and electro-dynamic forces in
pulsed operation.
Die vergossene Bauweise macht die Transformatoren
darüber hinaus unempfindlich gegen Verschmutzung und
dynamische Stromkräfte im Pulsbetrieb.
Design of transformers
Aufbau der Transformatoren
EXPERT-
The water-cooling system is a characteristic feature of
EXPERT transformers.
Die Sekundärwicklung wird von Kühlwasser durchflossen,
ist also direkt wassergekühlt.
Cooling water flows through the secondary winding, directly water-cooling it.
Diese sehr effektive Kühlmethode ist nur bei relativ niedrigen Sekundärspannungen anwendbar.
This very effective cooling method can only be used with
relatively low secondary voltages.
Primärwicklung und Eisenkern werden indirekt mitgekühlt.
The primary winding as well as the iron core are cooled
indirectly along with the secondary winding.
Charakteristisches
Merkmal
von
Transformatoren ist die Wasserkühlung.
Basis für die Auslegung und den konstruktiven Aufbau
sind die Vorgaben gemäß ISO 5826.
The guidelines in accordance with ISO 5826 provide the
foundation for the laying and construction.
Transformatoren mit höherer Sekundärspannung werden
mit einer potenzialfreien indirekten Wasserkühlung ausgestattet.
Transformers with higher secondary voltages are
equipped with potential-free indirect water-cooling systems.
Charakteristisch ist darüber hinaus die Verwendung von
Schnittbandkernen, bestehend aus sehr hochwertigem
kornorientierten Elektroblech.
The use of C-cores made of high quality grain-oriented
electrical sheet is also characteristic.
Dieses Material ist besonders verlustarm und höher
magnetisierbar als allgemein übliche TrafoblechQualitäten.
These especially low-loss sheets can be magnetized to a
higher degree than conventional transformer sheet qualities.
Die Primärwicklung kann mit Anzapfungen versehen
werden. Durch Zu- oder Abschalten einzelner Wicklungsteile ist die Höhe der Sekundärspannung in mehreren
Stufen einstellbar.
The primary winding can be designed with taps. By
switching individual winding parts on or off, the rate of
secondary voltage can be set to various levels.
The complete adjusting range is approx. 1:1.4 and can be
increased to 1:2 in special cases.
Der Gesamtstellbereich beträgt ca. 1:1,4 und kann in
besonderen Fällen auf 1:2 erweitert werden.
The voltage level can be set using different methods
depending on the model:
Die Einstellung der Spannungsstufen kann je nach Bauart
auf unterschiedliche Weise erfolgen:
-
mittels integrierter Laschen- oder Serien - Parallel –
Umschaltung; hierbei werden die Anschlussleitungen
fest mit U und V verbunden, die Stufenauswahl erfolgt
mittels veränderbarer Kontaktbrücken.
-
-
-
durch Umklemmen der Anschlussleitungen an den
entsprechenden Anschlussbolzen
durch einen angebauten handbetätigten Umsteller
(leistungsloses Umstellen).
by reconnecting the connection cables to the relevant
connector bolts
by means of integrated plate or series-parallel connection; in this case, the connection cables are permanently connected with U and V, and the level selection occurs by means of changeable contact bridges.
-
-
using a built-in hand-operated tap switch (current–free
switching)
Das Gehäuse des Transformators besteht in der Regel
aus einem Blechmantel.
The casing of the transformer is normally constructed out
of a sheet metal jacket.
Wicklungen und Kerne sind in Gießharz eingebettet.
The windings and the core are embedded in casting resin.
Erst durch die Technik des Vergießens der Transformatoren wurde es möglich, die Wicklungen gegen die dynamischen Stromkräfte wirksam zu schützen und eine lange
Lebensdauer der Transformatorisolation zu erreichen.
Darüber hinaus wird damit auch ein sehr guter Schutz
gegenüber äußeren Einflüssen wie Schweißspritzer,
Schmutz und Feuchtigkeit erreicht.
Für Zangentransformatoren nach ISO10656 wurde ein
spezielles Leichtmetallgehäuse entwickelt. Dadurch
konnte die Maßgenauigkeit für den mechanischen Einbau
in Schweißzangen wesentlich erhöht werden. Ein Umstand welcher bei hochpräzisen Roboterschweißsystemen von großer Bedeutung ist.
The technique of casting the transformers has made it
possible to effectively protect the windings against electro-dynamic forces and to achieve a long life cycle of the
transformer's insulation.
Moreover, this also makes it possible to achieve an excellent level of protection against external influences such as
welding spatters, dirt and moisture.
A special light metal casing was developed for gun transformers in accordance with ISO 10656, which allows the
accuracy grade for mechanical installation in welding
guns to be significantly increased. This factor is very
important for high-precision robotic welding systems.
3
Widerstandsschweißverfahren
Resistance welding processes
Definition
Definition
Das Verfahren des Widerstandsschweißens ist dadurch
gekennzeichnet, dass zwei Werkstücke unter der Einwirkung von Druck und Joulescher-Wärme zusammengefügt
werden.
The resistance welding technique is characterized in that
two components are connected by means of pressure
and Joule heating.
Die Schweißwärme entsteht durch direkten Stromfluss
durch die zu verschweißenden Werkstücke. Aufgrund des
relativ hohen Kontaktwiderstandes zwischen den Werkstücken wird dabei der überwiegende Teil der Verlustwärme direkt an der Berührungsstelle erzeugt.
A direct current through the parts to be welded generates
the welding heat. Because of the relatively high contact
resistance between the parts, the majority of the lost heat
is produced directly at the contact point.
This process is also referred to as pressure welding.
Man bezeichnet diese Verfahren auch als Pressschweißverfahren.
Voraussetzungen
Requirements
Der zu verschweißende Werkstoff muss elektrisch leitend
und im knetbaren Zustand schweißbar sein.
The material to be welded must conduct electricity and be
weldable in a ductile state.
Anwendung
Application
Das Verfahren ist besonders zur Herstellung von Massengütern geeignet.
This process is especially well suited for manufacturing
bulk materials.
Entsprechend der Form des Schweißwerkzeuges bzw.
der Technik des Verschweißens wird unterschieden zwischen:
Welding processes are differentiated according to the
form of the welding tool and the welding technique applied and can be grouped as follows:
Punktschweißung
Spot welding
Die Konzentration des Stromes in den Schweißpunkt wird
durch die Form der Elektroden bestimmt.
The form of the electrodes determines the concentration
of electric current flow at the welding spot.
Nahtschweißung
Seam welding
Die Konzentration des Stromes in die Schweißnaht wird
durch die Nahtrollenform (Spurbreite und Rollendurchmesser) bestimmt.
The concentration of electric current flow at the welding
seam is determined by the track width and roller diameter
of the seam rollers.
Man unterscheidet Befestigungs- und Dichtnähte.
A distinction is drawn between fixing and seal seams.
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Buckelschweißung
Projection welding
Die Konzentration des Stromes in den Schweißpunkt
erfolgt durch die Form des Buckels.
The form of the projection produces the concentration of
electric current flow at the welding spot.
Diese speziell ausgeformten Buckel oder Noppen werden
durch Werkzeuge in die zu verschweißenden Bauteile
eingebracht.
These specially formed projections or burlings are inserted by tools into the work pieces to be welded.
Darüber hinaus werden auch speziell geformte Normteile
verwendet wie z. B. Schweißmuttern oder Bolzen.
Furthermore, specially formed standard parts are also
used, such as welding nuts or studs.
Stumpfschweißung
Butt welding
Die Stromdichte soll über die gesamte Berührungsfläche
der Werkstücke (Stoßstelle) möglichst gleichmäßig verteilt sein.
The electric current density should be distributed as evenly as possible over the entire contact surface of the work
pieces (abutment section).
Die zum Widerstandsschweißen benötigten Stromstärken
liegen zwischen 2kA (Feinpunktschweißen) und 150 kA
(Ringbuckel-schweißen, Stumpfschweißen).
Resistance welding requires an electric current between
2 kA (fine spot welding) and 150 kA (ring projection welding, butt welding).
Die Sekundärspannungen sind relativ gering und betragen je nach Anwendung ca. 2 ... 25V.
The secondary voltages are relatively low, amounting to
approx. 2 to 25 V, depending on the application.
Da das Netz entsprechende Spannungen und Ströme
nicht direkt bereitstellen kann, wird zur Umformung der
elektrischen Energie ein entsprechender Schweißtransformator erforderlich.
Since the public mains supply cannot directly supply the
required voltages and currents, a welding transformer is
necessary to convert the electrical energy.
Die zum Schweißen notwendigen hohen Stromstärken
verursachen im Sekundärkreis auch entsprechend hohe
Verluste in den für die Stromübertragung verwendeten
Kabeln und Stromschienen.
Die sekundärseitigen Zuleitungen sind daher möglichst
kurz auszuführen, die vom Stromkreis umschlossene
The high electric currents required for welding also cause
proportionally high losses in the secondary circuit in the
cables and rails used for power transmission.
The secondary side feed cables should therefore be as
short as possible. Similarly, the enclosed surface between cables and bus bars should be kept as small as
possible to prevent additional inductive loss.
5
räumliche Fläche („Fensterfläche“) ist zur Vermeidung
zusätzlicher induktiver Verluste möglichst klein zu halten.
This basic rule should have top priority for the structural
design of welding plants
Bei der konstruktiven Gestaltung von Schweißanlagen
sollte dieser Grundsatz immer beachtet werden.
Compact welding systems ensure that a large part of the
expended energy "does work" at the welding point instead
of generating losses in cables and rails, which would then
need to be conducted away by means of an additional
cooling system.
Kompakt aufgebaute Schweißanlagen stellen sicher,
dass ein großer Teil der aufgewendeten Energie in der
Schweißstelle „Arbeit verrichtet“ und nicht nur überwiegend Wärme in Kabeln und Stromschienen erzeugt. Diese müssen zusätzlich ebenso aufwändig über Kühlsysteme abgeführt werden.
Eine ungünstige Leitungsführung im Sekundärkreis kann
dazu führen, dass im Verhältnis zu einer optimalen Ausführung ein Vielfaches an Energie für die gleiche
Schweißaufgabe aufgewendet werden muss.
An unfavourable cable arrangement in the secondary
circuit can lead to the need for much more energy than in
an optimal execution to be used for the same welding
task.
This not only causes higher expenses when installing the
plant itself, but rather also increases the operating costs
significantly. In extreme cases, the existing mains supply
must be upgraded.
Ein Umstand der nicht nur höhere Kosten bei der Installation der Anlage selbst verursacht, sondern sich auch in
wesentlich höheren Betriebskosten niederschlägt. Im
Extremfall kann eine Erweiterung des vorhandenen Versorgungsnetzes erforderlich werden.
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Kondensatorentladungsschweißen (KE-Schweißen)
Capacitor discharge welding (CD Welding)
Bei hohen Schweißströmen ist die Entnahme der Energie
aus dem Stromnetz über einphasige Transformatoren
hinsichtlich der entstehenden Schieflast im Versorgungsnetz problematisch.
When working with high welding currents, withdrawing
energy from the public mains supply via single-phase
transformers is problematic. This is due to the resulting
imbalance in the mains supply.
Abhilfe kann hierbei die Verwendung eines geeigneten
Energiespeichers schaffen, welcher in den Pausen zwischen zwei Schweißungen mittels einer Ladeeinrichtung
gefüllt wird.
Using an appropriate energy buffer that can be filled by a
charging device in the breaks between two weldings
using a loading system can remedy the situation.
Bei diesem Schweißverfahren wird die elektrische Energie auf Kondensatorbatterien gespeichert, welche dann
stoßartig über einen speziellen Transformator entladen
wird.
At this welding method the electric energy is then saved
in capacitor batteries, which can be discharged in impulses
using
a
special
transformer.
Es wird dabei ein Stromimpuls erzeugt, welcher den
Schweißvorgang bewirkt.
In doing so, a current pulse is generated, which brings
about the welding process.
Charakteristisch sind hohe Stromimpulse von relativ kurzer Dauer.
High,
Das Verfahren wird meist als Buckelschweißverfahren
verwendet.
The process is usually performed as a projection welding
process.
Als Vorteile gelten:
Advantages to this process are:
•
•
•
•
•
•
Äußerst geringe Netzbelastung
Schweißen von schlecht schweißbaren Materialpaarungen ist oftmals möglich
Sehr kurze Prozesszeiten
Hohe Elektrodenstandzeiten
Sehr geringe Wärmeeinflusszonen
Betrieb meist ohne Wasserkühlung
•
•
•
•
•
•
relatively
short
current
pulses
are
typical.
Low power consumption
Welding material combinations with pur weldability are possible
Very short process times
Low electrode consumption
Very small heat impact areas
Operation mainly without cooling water
Für dieses Verfahren sind spezielle Pulstransformatoren
erforderlich.
Special pulse transformers are necessary for this process.
Der Transformator übernimmt dabei nicht nur eine Übertragungsfunktion sondern er bildet zusammen mit dem
Ladekondensator einen Schwingkreis.
The transformer not only plays a transferring role, but
also establishes an oscillating circuit with the charging
capacitor.
Die Elemente dieses Schwingkreises bestimmen die Art
der Schwingung und die Höhe und Form des entstehenden Stromimpulses und sind somit die entscheidenden
Prozessparameter.
The elements of this oscillating circuit are important process parameters, in that they determine the type of oscillation and the level and form of the current impulse produced.
Die EXPERT Transformatorenbau GmbH entwickelt und
fertigt seit vielen Jahren u. a. auch diese Spezialtransformatoren.
EXPERT Transformatorenbau GmbH has been designing
and producing these specialty transformers for many
years.
Mit Hilfe von eigenen Simulationsprogrammen können wir
derartige Transformatoren optimal berechnen und auslegen.
With the help of simulation programmes we developed
ourselves; we can optimize the calculation and design of
these transformers.
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Mittelfrequenzschweißen
Mid frequency welding
Es handelt sich hierbei um kein eigenständiges Verfahren.
This is not a separate process.
Es beschreibt lediglich die Erzeugung des Schweißstroms mit einer Mittelfrequenz- (MF) Schweißstromquelle.
Charakteristisch für diese Stromquellen ist die Nutzung
spezieller Invertersysteme, welche eine höhere Betriebsfrequenz als die übliche Netzfrequenz von 50 bzw. 60 Hz
bereitstellen.
Gegenwärtig verwendet die Automobilindustrie überwiegend Schweißsysteme mit Frequenzen von 1000 Hz.
Die hohe Betriebsfrequenz erlaubt die drastische Reduzierung der Baugröße der Transformatorkerne. Dieser
Umstand ermöglicht den Aufbau kompakter und leichter
Transformatoren.
Der eigentliche Schweißstrom ist ein gepulster Gleichstrom (DC).
Der zusätzlich erforderliche Hochstromgleichrichter ist
integrierter Bestandteil dieser sehr kompakten, raumsparenden und im Verhältnis zu einem 50Hz-Transformator
um ein Vielfaches leichteren Einheiten.
Spezielle MF-Schweißsteuerungen können sehr präzise
im Millisekundenbereich den für einen optimalen
Schweißverlauf erforderlichen Energieeintrag steuern.
Mit Hilfe von adaptiven Regelsystemen kann sogar eine
Online-Überwachung des Schweißprozesses realisiert
werden.
Aufgrund dieser Eigenschaften sind diese Schweißsysteme in der Automobilindustrie bestimmend im Punktschweißbereich.
It simply refers to generating the welding current with a
mid-frequency (MF) welding power source.
It is characteristic for these power sources to operate on
special inverter systems, which supply a higher operating
frequency than the common mains frequency of 50 or 60
Hz.
At present, the automotive industry predominantly uses
welding systems with frequencies of 1000 Hz.
The high operating frequency allows for a drastic decrease in the overall size of the transformer core. This is
turn makes it possible to build compact and lightweight
transformers.
The actual welding current is a pulsed co-current flow
(DC).
The additionally required high current rectifier is an integrated component of these very compact, space-saving
units, which, in comparison to 50 Hz transformers, weigh
considerably less.
Special MF welding controls can control the energy input
required for an optimal welding process very precisely
within milliseconds.
With help of adaptive control systems, it is even possible
to implement an online monitoring system of the welding
processes.
As a result of these properties, these welding systems
dominate the spot welding branch of the automotive industry.
There are a wide variety of different standards and specifications.
Es existieren sehr unterschiedliche Standards und Spezifikationen.
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Weitere Anwendungsgebiete
Other areas of application
Galvanotechnik
Galvanization
In der Galvanotechnik werden für Elektrolyseprozesse
ebenfalls hohe Ströme bei niedrigen Spannungen benötigt.
High currents coupled with low voltages are necessary for
the electrolysis processes in galvanization.
Dazu können Transformatoren aus der Schweißtechnik
modifiziert und mit entsprechenden Hochstromgleichrichtern kombiniert werden.
Eine Kombination von drei Einphasentransformatoren zu
einem Dreiphasensystem ist ohne weiteres möglich.
In addition, welding transformers can be modified and
combined with relevant high current rectifiers.
A combination of three single-phase transformers to
make one three phase system is easily realisable.
The bridge circuit or double star circuit is usually preferred and used.
Vorzugsweise wird die Brücken- oder Doppelsternschaltung verwendet.
Heiztechnik / Prozesstransformatoren
Heating technique/ process transformers
Anwendung
Application
•
•
•
Elektrisch beheizte Industrieöfen
Konduktive Erwärmung von Metallteilen
Schmelzanlagen in der Halbleiter-, Keramik oder
Glasindustrie
•
•
Electrically heated industrial furnaces
Conductive heating of metal parts
Melting furnaces in the semi-conductor, ceramics or glass industries
Advantages
Vorteile
•
•
•
•
•
•
Geringes Gewicht
Direkte Montage in Prozessnähe
Kurze impedanzarme Leitungsführung, dadurch
drastische Reduzierung der Zuleitungsverluste
möglich
Hohe Umgebungstemperaturen zulässig
Bewährte Transformatortechnologie
•
•
•
•
•
Low weight
Assembly directly on furnace
Short, low-impedance cable arrangement, which
drastically reduces output loss
High surrounding temperatures permissible
Established and proven transformer technology
Eigenschaften
Properties
Aufgrund der Wasserkühlung können sehr kompakte, voll
vergossene, wartungsarme Transformatoren in Schutzart
IP54 realisiert werden.
As a result of the water-cooling system, very compact,
fully cast, low maintenance transformers of the protection
class IP54 are possible.
Die Wasserkühlung kann direkt oder
indirekt, d.h. galvanisch getrennt, erfolgen.
The water-cooling system can function directly or indirectly, i.e. galvanically separated.
Das Leistungsspektrum umfasst Leistungen ca. 5 bis 1000 kVA
The output range is approx. 5 to 1000 kVA.
Die Primärspannungen sind im Niederspannungsbereich bis 1000 V beliebig
auslegbar.
The primary voltage can be set at any value
from a low voltage range to 1000 V. Typical
secondary voltages are between approx. 2
and 100 V.
Typische Sekundärspannungen liegen
bei ca. 2 bis 100 V
Multi tap models and special voltages are
available.
Mehrstufige Ausführungen und Sonderspannungen sind
möglich.
Three phase applications are made possible by interconnecting 3 single-phase transformers.
Dreiphasenanwendungen können durch Verschaltung
von 3 Einzeltransformatoren realisiert werden.
Operation using thyristor controllers or inverter systems
(three phase mains connection) is possible.
Der Betrieb über Thyristorsteller oder über Inverter (dreiphasiger Netzanschluss) ist möglich
With the help of downstream water-cooled high current
rectifier components, these transformers can optionally
be expanded to be a source of direct current, similar to a
modular system.
Mit nach geschalteten wassergekühlten Hochstromgleichrichterbaugruppen können diese Transformatoren,
ebenfalls ähnlich einem Baukastensystem optional auch
zu Gleichstromquellen erweitert werden.
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Dimensionierung von Transformatoren
Dimensioning transformers
Transformatoren für Widerstandsschweißanwendungen
müssen in der Lage sein, sehr hohe Schweißstromimpulse zu erzeugen.
Transformers for resistance welding applications must be
able to generate very high welding current pulses.
Über eine geeignete Steuerung werden derartige Transformatoren jeweils nur für ca. 0,1 bis 0,8 Sekunden eingeschaltet.
Zwischen zwei Einschaltphasen liegt meist eine Pausenzeit von einigen Sekunden.
Dieser Aussetzbetrieb ermöglicht es, den Transformator
kurzzeitig zu überlasten.
Die Schweißströme können also höher als die im Datenblatt vermerkten maximalen Dauerströme sein ohne dass
ein solcher Transformator thermisch überlastet wird.
Man spricht in diesem Zusammenhang auch von der
thermischen Auslegung des Transformators.
Es geht im Wesentlichen darum, zu überprüfen, wie viele
Schweißpunkte ein Transformator bei vorgegebener
Schweißzeit und vorgegebenem Schweißstrom realisieren kann ohne Schaden zu nehmen bzw. den Transformator entsprechend auszuwählen.
Als zweites Kriterium muss überprüft werden, ob der mit
dem Lastkreis verbundene Transformator aufgrund der
auftretenden Verluste überhaupt in der Lage ist, den
gewünschten Strom zu erreichen.
Es geht also um die Auswahl der erforderlichen Sekundärspannung und die Betrachtung der Eigenverluste des
Transformators.
Capable transformers are switched on by means of an
appropriate control for only approx. 0.1 to 0.8 seconds
each.
There is usually a break of several seconds between two
power-on phases.
This intermittent operation makes it possible to overcharge the transformer for short periods of time.
The welding currents can therefore be higher than the
maximum continuous current values indicated in the data
sheet without thermally straining the transformer.
In this context, this is also referred to as the thermal design of transformers.
This basically refers to checking how many welding points
a transformer can put into effect in a given welding time
and at a given welding current, without becoming damaged or choosing a specific transformer for the task.
As a second criterion, it is important to check whether the
transformer, which is connected to the load circuit, is able
to reach the desired current regardless of the arising
losses.
It therefore concerns choosing the necessary secondary
voltage and observing the internal losses of the transformer.
Practitioners also refer to determining the short circuit
values of the existing welding plants.
Praktiker sprechen auch von der Ermittlung der Kurzschlusswerte der vorhandenen Schweißanlage.
Thermische Dimensionierung
Thermal dimensioning
Die in den Datenblättern angegebene Leistung ist ein
Maß für die elektrische Arbeit, die ein Trafo pro Zeiteinheit aufnehmen kann, ohne dass zulässige Grenztemperaturwerte überschritten werden.
The rating indicated in the data sheets is a measure for
the electrical work that a transformer can take on per time
unit without exceeding permissible temperature value
limits.
In den meisten Normen für die Widerstandsschweißtechnik wird die Leistung der Transformatoren
bei einer Einschaltdauer X = 50% angegeben, was etwa
dem 1,41-fachen der Dauerleistung entspricht.
In most standards for resistance welding, the output rating of the transformer is indicated for a power-on time of
X = 50%, which equals approximately 1.414 times the
continuous output rating.
Eine Einschaltdauer von 50% bedeutet z. B., dass die
Einschalt- und Pausenzeiten gleich lang sind.
A power-on time of 50% means, for example, that the
power-on and break times are the same length.
Erst in neueren Normen ( z.B. ISO 7284 ) wird die Dauerleistung als Nennleistung angegeben.
Only in newer standards (e.g. ISO 7284) is the continuous output indicated as rated output.
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EXPERT Transformatoren werden meist als Stromquelle
eingesetzt, weshalb die Dimensionierung am zweckmäßigsten über die Sekundärströme erfolgt.
Generally speaking, EXPERT transformers are used as a
current source, which is why dimensioning by means of
the secondary currents is highly advisable.
Bei Dauerbetrieb können die entsprechenden im Datenblatt angegebenen Werte für den Dauerstrom direkt als
Maximalwerte übernommen werden.
In the case of continuous operation, the relevant values
indicated in the dimension sheet for continuous current
can be taken as maximum values.
Bei Aussetzbetrieb gelten die in ISO 5826 aufgeführten
Zusammenhänge. Es lässt sich sowohl von den Dauerströmen als auch von den Stromwerten bei X = 50% auf
jeden beliebigen max. Belastungsstrom bei einer bestimmten Einschaltdauer schließen.
The specifications stated in ISO 5826 apply for intermittent operation.
Die maximale kurzzeitige Überlastbarkeit liegt bei Trafos
bis 100 kVA etwa beim 9-fachen Wert des Dauerstromes.
Bei größeren Trafos reduziert sich dieser Wert, da die
mechanische Festigkeit infolge der enormen Stromkräfte
begrenzt ist.
Bei Zangentransformatoren sollte der Wert das 5-fache
des Dauerstromes nicht überschreiten.
Nach ISO 5826 gelten folgende Zusammenhänge:
I2X = I2 p
1− e
1− e
Both the continuous currents and the electrical current
values at X = 50% can be used to deduce any max. load
current at a given power-on time.
The maximum temporary overload capability for transformers up to 100 kVA is around 9 times higher than the
value for continuous current. This value is reduced for
larger transformers, since the mechanical strength is
limited due to the huge current forces.
In the case of gun transformers, the value should not
exceed 5 times the value for continuous current.
The following applies in accordance with ISO 5826:
−T
τ
− XT
100τ
bzw. / or
I 2 X = I 50
1− e
1− e
−T
2τ
− XT
100τ
mit folgenden Definitionen:
in regard of the following definitions:
X - Einschaltdauer / % (Summe aller Stromflusszeiten
bezogen auf die Taktzeit T)
X - duty factor / % (Sum of all current flow times with
reference to the cycle time T)
l2X - Sekundärstrom bei einer Einschaltdauer X
l2X - secondary current at a duty factor X
l2p - Sekundärdauerstrom des Trafos
l2p - secondary current of the transformer
I50 - Sekundärstrom bei 50% Einschaltdauer
I50 - secondary current at duty factor 50%
T - Taktzeit (Spielzeit)
T - cycle time
τ
τ
- Thermische Zeitkonstante des Transformators
Nachdem o.g. formale Zusammenhänge nicht praktikabel
für den Anwender sind und in der Praxis das Verhältnis
τ / T in der Regel größer als 5 ist, kann vereinfacht angenommen werden:
I2X = I2 p
100
X
bzw. / or
- thermal time constant of the transformer
Since the above mentioned formal relations are not practical for the user and since the ratio τ / T is usually larger
than 5 in practice, a simplified version can be accepted:
I 2 X = I 50
50
X
11
Beispiel:
Example:
Während einer Taktzeit T von 30s sind insgesamt n = 10
Schweißpunkte
mit
unterschiedlichen
Schweißparametern zu schweißen.
At a cycle time T of 30 seconds a total of n = 10 welding
spots are to be welded with 10kA welding current and 300
ms welding time.
Im Einzelnen sind 5 Punkte mit 15kA, 240 ms, 3 Punkte
mit 8kA, 100 ms und 2 Punkte mit 10kA, 200 ms zu
schweißen.
Specifically, 5 spots are to be welded with 15 kA, 240 ms,
3 spots are to be welded with 8 kA, 100 ms, and 2 spots
are to be welded with 10 kA, 200 ms.
Wie groß muss der erforderliche Sekundärdauerstrom l2p
des Trafos sein?
How large must the transformer's secondary continuous
current l2p be?
Lösung:
Solution:
Die Ermittlung des äquivalenten Sekundärdauer-stromes
l2p , erfolgt in Anlehnung an die Definition des Effektivwertes.
Determine the equivalent secondary continuous current
l2p technically correctly using the geometric mean value.
I2 p =
I2p =
(
1 2
2
I S1 ⋅ t S1 + I S22 ⋅ t S 2 + I S23 ⋅ t S 3 + ... + I Sn
⋅ t Sn
T
(
)
1
5 ⋅ 15kA2 ⋅ 240ms + 3 ⋅ 8kA2 ⋅ 100ms + 2 ⋅ 10kA2 ⋅ 200ms
30s
)
I 2 p = 3,3 ⋅ kA
Der Sekundärdauerstrom des eingesetzten Trafos muss
also mindestens 3,3 kA betragen.
The secondary continuous current of the transformer
used must be at least 3,3 kA.
12
Kurzschluss-Dimensionierung
Short circuit dimensioning
Während einerseits bei der thermischen Auslegung darauf zu achten ist, dass der eingesetzte Trafo für den
Einsatzfall so dimensioniert ist, dass die zulässige Erwärmung nicht überschritten wird, bestimmt im Aussetzbetrieb mit kurzzeitiger Überlastung das Kurzschlussverhalten des Trafos den max. erreichbaren Schweißstrom
der Maschine.
On one hand, when thermally designing the transformer,
it is important to ensure that the transformer used is dimensioned for the application in such a way that the permissible heating value is not exceeded. However, in intermittent operation with temporary overload, the short
circuit operation of the transformer determines the max.
obtainable welding current of the machine.
Man unterscheidet:
A distinction is drawn between:
Trafokurzschlussstrom:
Transformer short circuit current:
Der KS-Strom wird lediglich begrenzt durch die Eigenverluste des Trafos und ist der Strom, welchen der Transformator bei Nennprimärspannung maximal abgeben
kann.
The short circuit current is only limited by the internal loss
of the transformer and is the maximum current that the
transformer can give off when operating with the rated
primary current.
Der KS-Strom fließt, wenn bei Primärnennspannung die
Sekundäranschlüsse ideal kurzgeschlossen sind d.h. der
äußere Widerstand gegen Null geht.
The short circuit current flows when the secondary connections are ideally short-circuited at the primary rated
voltage, i.e. the outer resistance approaches zero.
Dieser Wert ist bei Hochstromtransformatoren rein theoretischer Natur und kann in der Praxis aufgrund der begrenzten Leistungsfähigkeit der Versorgungsnetze kaum
realisiert werden.
For high current transformers, this value is purely hypothetical and can hardly be realised in practice due to the
limited capability of the public mains supply.
Der KS-Wert kann den Datenblättern entnommen werden.
The short circuit value can be found in the data sheets.
It is a measure of the internal loss of the transformer and
is required to calculate welding circuits.
Er ist ein Maß für die Eigenverluste des Transformators
und wird bei der Berechnung von Schweißkreisen benötigt.
Maschinenkurzschlussstrom:
Machine short circuit current:
Verbindet man die Sekundäranschlüsse des Trafos mit
einer elektrischen Last (Schweißkreis), so begrenzt deren
Impedanz den maximal möglichen Strom. Abhängig von
der Größe der zu verschweißenden Teile muss die Ausladung und der Armabstand der Sekundäranordnung
(Zange, Vielpunktwerkzeug etc.) ausgeführt werden.
Connecting the secondary connections of the transformer
with an electrical load (welding circuit) limits the maximum
current possible due to their impedance. The unloading
and the horn spacing of the secondary arrangement (gun,
multi welding tool, etc.) must be carried out, regardless of
the size of the parts being welded.
Bei kurzgeschlossenen Elektroden und bei Nennspannung fließt der von der Impedanz der Anordnung abhängige Maximalstrom, der Maschinenkurzschlussstrom (bei
Zangen auch Zangenkurzschlussstrom genannt).
In the case of short-circuited electrodes and rated voltage, the maximum flowing current depends on the impedance of the arrangement and is called machine short
circuit current (for guns, it is also referred to as gun short
circuit current).
Wenn sich zwischen den Elektroden die zu schweißenden Bleche befinden, erhöht sich die Impedanz des Lastkreises zusätzlich. Der dann noch erreichbare max.
Schweißstrom liegt im Allgemeinen ca. 10 bis 20% unter
dem Maschinenkurzschlussstrom.
Die Impedanz des Sekundärkreises setzt sich vektoriell
aus dem ohmschen und dem induktiven Widerstand zusammen.
Während der ohmsche Widerstand noch annähernd über
die geometrischen Verhältnisse und die Leitfähigkeit des
verwendeten Materials berechnet werden kann, ist die
Bestimmung des induktiven Anteils nicht so ohne weiteres möglich.
Besser ist die messtechnische Ermittlung der Sekundärkreisimpedanz.
Bei vorhandenen Anlagen lässt sich die Impedanz relativ
einfach und mit hinreichender Genauigkeit durch Messung des maximal möglichen Schweißstromes und anschließender Berechnung ermitteln.
If the sheets to be welded are between the electrodes,
the impedance of the load circuit increases additionally. In
this case, the max. obtainable welding current is generally
approx. 10 to 20 % less than the machine short circuit
current.
The impedance of the secondary circuit consists vectorially of the ohmic and the inductive resistance.
Although the ohmic resistance can be calculated roughly
on the basis of the geometric proportions and the conductivity of the materials used, it is not easily possible to
determine the inductive percentage.
It is better to determine the secondary circuit impedance
by means of measurements.
The impedance of existing systems can be determined
relatively easily and with satisfactory precision by measuring the maximum possible welding current and using
further calculations.
13
Es gilt näherungsweise:
U 20 ≈ I S max ⋅ ( ZT + Z L )
U20 ...
Trafoleerlaufspannung (s. Datenblatt)
l2cc ...
Trafokurzschlussstrom (s. Datenblatt)
The following approximation applies:
ZL ≈
U 20 U 20
−
I S max I 2cc
lSmax ... Gemessener, bei vorhandener Last maximal
erreichbarer Schweißstrom
ZL ...
Impedanz des Schweißkreises (Lastimpedanz)
ZT ...
Impedanz des Schweißtransformators
Bei Transformatoren mit 2 Sekundärkreisen ist zu beachten, dass die Transformatorkurzschlussströme für die
unterschiedlichen Beschaltungsvarianten (Parallel-, Einzel-, Reihenschaltung) unterschiedlich sind.
ZT ≈
U 20
I 2cc
U20 ...
open circuit voltage of transformer (see data
sheet)
l2cc ...
short circuit current of transformer (see data
sheet)
lSmax ... max. obtainable welding current measured with
load
ZL ...
impedance of welding circuit (load impedance)
ZT ...
impedance of welding transformer
In the case of transformers with 2 secondary circuits,
please ensure that the transformer short circuit current is
different for the various wiring variants (parallel, single,
series connection).
14
Optionale Ausstattung / Überwachungsfunktionen
Optional fittings / Monitoring functions
EXPERT Transformatoren können mit zusätzlichen
Überwachungs- bzw. Messfunktionen versehen werden.
EXPERT transformers can be customised to include
additional monitoring or measuring functions.
Temperaturüberwachung
Monitoring the temperature
Als Temperaturwächter finden Bimetall-Schalter mit magnetischer Abschirmung Verwendung.
Bi-metal switches with magnetic screen are used as temperature monitors.
Die Kontakte sind als Öffner ausgebildet und können
Spannungen bis 250V 50-60Hz schalten.
The contacts are trained as openers and can switch voltages as high as 250 V 50-60 Hz.
Wenn nicht anders vereinbart, werden pro Transformator
2 Temperaturschalter mit 140°C Ansprechtemperatur an
der Primärwicklung befestigt und mit eingegossen.
Unless otherwise agreed, 2 temperature switches with a
response temperature of 140°C will be fixed to the primary winding of each transformer and cast with it.
Die Kontakte sind in Reihe geschaltet, der Ausgang ist
potentialfrei.
The contacts are connected in series, the outlet is potential-free.
Auf Wunsch werden auch Kaltleitertemperaturfühler,
Temperaturmesswiderstände oder Thermoelemente zur
Überwachung der Wicklungstemperaturen eingebaut.
By request, PTC thermistor temperature sensors, temperature measuring resistors or thermal elements for
monitoring the winding temperature can be incorporated.
Wegen der relativ großen Masse eines Transformators
sind betriebsbedingte Temperaturänderungen mit entsprechend großen Zeitkonstanten behaftet, d.h. der Temperaturausgleich geht relativ langsam vor sich. Eingebaute Temperaturwächter signalisieren daher ausschließlich
Überlastung der Transformatoren oder eine unzureichende Kühlung, nicht hingegen kurzzeitige Überbeanspruchung (Überstrom, Stoßlast und der-gleichen).
Due to the relatively large mass of a transformer, operational temperature changes are associated with similarly
large time constants, i.e. the temperature equalises relatively slowly. Therefore, built-in temperature monitors only
signal overload or insufficient cooling of the transformer,
and not temporary overstraining (over-current, impact
load and the like).
Schweißstromüberwachung
Monitoring welding current
Optional werden EXPERT-Transformatoren mit eingebauten Toroidmessspulen (eisenlose Rogowski-Spulen)
geliefert.
As an option, EXPERT transformers can be delivered
with built-in toroid measuring coils (iron-free Rogowski
coils).
In diesen konzentrisch um den Sekundärleiter angeordneten Ringspulen wird eine dem Wechselfeld Schweißstroms proportionale Messspannung induziert.
A measurement voltage proportional to the welding current's alternating field is induced into these ring coils,
which are arranged concentrically around the secondary
conductor.
Es ist gemäß ISO-Standard ein Eichwert von 150 mV / kA
± 3% definiert.
Diese Signale werden in speziellen Schweißsteuerungen
zur Regelung und Überwachung des Schweißstroms
verwendet.
Der Anschluss der Messspule erfolgt einfach durch
Steck- oder Klemmverbindungen auf der Primärseite des
Trafos.
Bei Transformatoren mit 2 Sekundärkreisen besitzt jeder
Stromkreis eine gesonderte Messspule.
Bei Heizanwendungen mit ungepulsten Lastströmen
(Dauerbetrieb) in Verbindung mit Phasenanschnittsteuerungen muss der Toroidmessspule ein Integratorbaustein nachgeschaltet werden.
Diese Zusatzbaugruppe kann optional angeboten werden
und realisiert eine Echteffektivwertmessung des Laststromes in unterschiedlichen Messbereichen von 100A
bis 50.000A bezogen auf den Skalenendwert.
In accordance with ISO standards, a calibration value of
150 mV / kA ± 3% has been defined.
These signals are used in special welding controls to
regulate and monitor the welding current.
The measuring coil is connected by socket or clamp connections on the primary side of the transformer.
In transformers with 2 secondary circuits, each current
circuit has its own measuring coil.
In heating applications with non-pulsing load currents
(continuous operation) in connection with phase angle
controls, the built-in coil requires a downstream integrator
component.
This additional package is offered as an option and puts
into effect a true RMS measurement of the load current in
various measurement ranges from 100 A to 20,000 A in
reference to the full-scale value.
15
Sekundärkreisüberwachung
Monitoring the secondary circuit
Die Verbindung der Sekundärwicklung von Widerstandsschweißtransformatoren mit dem Schutzleiter (Erdung
gem. VDE0545Teil 1 EN 62135-1) führt in Anlagen mit
mehreren Transformatoren bei gleichzeitiger Schweißung
oftmals zu unerwünschten Ausgleichsströmen über die
Schutzleiter-verbindungen.
In plants with more than one transformer and simultaneous welding, connecting the secondary winding of resistance welding transformers with the earthing conductor
(earthing in accordance with VDE0545 Part 1 EN 621351) often leads to undesired equalising currents through
the earthing conductor connections.
Die Ausgleichsströme können sehr hohe Werte annehmen und im Extremfall zur Unterbrechung des Schutzleiters führen.
The equalising currents can take on very high values and
in extreme cases can lead to interruption of the earthing
conductor.
Als alternative Schutzmaßnahme kommt in derartigen
Anlagen oftmals die Sekundärkreisüberwachung, eine Art
Fehlerspannungsschutzschaltung, in Verbindung mit
Schnellabschaltsystemen zur Anwendung.
As an alternative safety precaution in such plants, the
secondary circuit monitoring system, a type of residual
voltage protective device, is often used in connection with
an emergency shutdown system.
EXPERT-Transformatoren können optional für den Anschluss derartiger Systeme vorbereitet werden.
EXPERT transformers can optionally be prepared for a
connection to such systems.
Der Anschluss erfolgt über eine Klemme oder Steckverbindung im Primäranschlussbereich des Transformators.
The connection is made by means of a clamp or socket
connection in the primary connection area of the transformer.
16
Konstruktive Ausführung / Standards
Structural design / Standards
Transformatoren für die Widerstandsschweißtechnik
müssen mechanisch und elektrisch auf den jeweiligen
Verwendungszweck abgestimmt sein.
Transformers for resistance welding techniques must be
mechanically and electrically adjusted to fulfil the particular purpose intended.
Zeitgemäße
Konstruktionen
von
Widerstandsschweißanlagen erfordern aufgrund ihres modularen
Aufbaus Transformatoren als einfach zu integrierende
Komponenten.
The design of contemporary resistance welding plants
requires, due to their modular assembly, transformers to
be easy-to-use components.
EXPERT-Transformatoren werden dieser Forderung
gerecht, da sie sich strikt an die geforderten Normen
halten.
EXPERT transformers meet this requirement by strictly
adhering to the required standards.
Diese Normen wurden in den letzten Jahrzehnten in Zusammenarbeit mit den namhaftesten Anwendern u. a. der
Automobilindustrie, den Herstellern von Komponenten für
die Widerstandsschweißtechnik sowie den internationalen Normenausschüssen ständig den sich ändernden
Anforderungen angepasst.
Over the last several decades and in cooperation with the
most well-known users of, among others, the automotive
industry, the manufacturers of components for resistance
welding technique, and international standards committees, these standards have been continually adjusted to
meet the changing requirements.
EXPERT fertigt u. a. nach folgenden Normen:
EXPERT manufactures in accordance with the following
standards (among others):
•
•
•
•
•
•
•
•
DIN 44766
NFA 82040-042
ISO 5826, ISO 10656,
ISO 7284 u. a.
CNOMO 34.16.01
CNOMO E34. 73. 460N
nach den Normen und Spezifikationen der Automobilhersteller, wie: Audi, VW, BMW, Daimler,
Opel, Ford, Volvo, Fiat/GM
nach Spezifikationen namhafter Maschinenhersteller.
Für die unterschiedlichsten Anwendungen wurden optimierte Trafobaureihen entwickelt.
•
•
•
•
•
•
•
•
DIN 44766
NFA 82040-042
ISO 5826, ISO 10656,
ISO 7284 among others
CNOMO 34.16.01
CNOMO E34. 73. 460N
in accordance with the standards and specifications of automobile manufacturers, such as: Audi, VW, BMW, Daimler, Opel, Ford, Volvo, Fiat/GM
in accordance with specifications set by wellknown machine manufacturers.
Optimised transformer types were developed for a wide
variety of applications.
17
Einbau von Transformatoren
Installation of transformers
Die zum Schweißen erforderlichen enormen Stromstärken im kA-Bereich bewirken physikalisch bedingt die
Ausbildung starker Magnetfelder während der pulsförmigen Stromflussdauer.
Physically speaking, the extremely high kA electric currents required for welding cause strong magnetic fields to
form during the impulse current flow time.
Diese Magnetfelder wiederum erzeugen stoßartige Kraftwirkungen zwischen Hin- und Rückleiter im Sekundärkreis.
Zur Vermeidung von mechanischen Beschädigungen aufgrund möglicher Hebelwirkungen sind die Stromführungen gemäß den Richtlinien der Gestaltung und Verlegung von Hochstromleitern auszuführen.
Es wird empfohlen, bei festen Stromschienen am Transformatoranschluss flexible Zwischenstücke (lamelliertes
Stromband oder Kabel) einzusetzen. Stromschienen und
Kabel sind zusätzlich mechanisch zu befestigen, Hebelwirkungen sind zu vermeiden
Die Anschlussflächen der Sekundärstromleiter müssen
eben und kontaktblank sein, um möglichst geringe Kontaktwiderstände zu gewährleisten.
Bei der Montage der Sekundäranschlüsse mittels
Schraubverbindungen sind geeignete Unterlegscheiben
zu verwenden, um die Flächenpressung am Kupferleiter
in zulässigen Grenzen zu halten.
In turn, these magnetic fields generate impulsive force
actions between the forward and return conductors in the
secondary circuit.
To prevent mechanical damage due to possible leverage,
the current feeds must comply with the guidelines for the
design and laying of high current conductors.
In the case of solid rails, it is recommended to insert flexible spacer pieces (lamellar current band or cable) at the
transformer connection.
Rails and cables should be fastened mechanically as
well. Leverage should be avoided.
The connection surfaces of the secondary conductors
must be level and clean in order to keep contact resistance to a minimum.
Appropriate washers should be used when assembling
the secondary connections with screws, in order to keep
the seating stress on the copper cable within an acceptable limit.
Netzanschluss
Mains supply
Die Anschlussleistung von Widerstandsschweißanlagen
ist in DIN ISO 669 definiert. Diese Leistungsangabe dient
der Auslegung von Zuleitungen und deren Absicherung.
The connection power of resistance welding plants is
defined in DIN ISO 669.
Die Anschlussleistung beträgt erfahrungsgemäß das 0,6fache der Höchstkurzschlussleistung bzw. das 0,75-fache
der Höchstschweißleistung.
Zur Ermittlung der Höchstschweißleistung multipliziert
man den zu erwartenden Höchstschweißstrom mit der
benötigten Sekundär-Leerlaufspannung.
Die solchermaßen ermittelten Ergebnisse sind jedoch
Richtwerte. Je nach Art und Betriebsbedingungen einer
Widerstandsschweißanlage wird die Berechnung von
Anschlussquerschnitten und Schaltgeräten entweder
bezogen sein auf den maximal zulässigen Spannungsverlust in der Zuleitung, oder auf die maximal zulässige Erwärmung derselben (VDE 0100). Im ersten Falle kommt
die Höchstschweißleistung (kurzzeitige Spitzenleistung
Spitzenleistung) zur Anwendung, im zweiten Falle die aus
dem zu erwartenden Schweißbetrieb äquivalente Dauerleistung.
Dem größeren der beiden ermittelten Werte sind Querschnitt und Schaltgeräte zuzuordnen.
Der Anschluss einer Widerstandsschweißmaschine an
das Drehstromnetz erfolgt in der Regel einphasig.
Ein symmetrischer Anschluss wird bei Verwendung moderner Inverter-Steuerungen erreicht.
Als 3-phasige Versorgungstransformatoren im Mittelspannungsnetz eignen sich für den Betrieb von Widerstandsschweißanlagen Transformatoren der Schaltgruppe Dy5 (Dreieck-Sternschaltung) oder Yz5 (SternZickzackschaltung). Bei der Planung von Widerstandsschweißanlagen sollte in jedem Falle das zuständige
EVU mit hinzugezogen werden.
This power specification is intended as a reference for
laying and safeguarding cables.
According to experience, the connection power is usually
0.6 times the maximum short circuit output or 0.75 times
the maximum welding output.
To determine the maximum welding power, multiply the
maximum welding current expected with the necessary
secondary open circuit voltage.
The results determined in this way are only guidelines.
Depending on the type and operational conditions of a
resistance welding plant, the calculation of connection
cross-sections and switching devices refers either to the
max. permissible voltage loss in the feed cable, or to the
max. permissible heating of the feed cable (VDE 0100). In
the first case, the maximum welding output (temporary
peak output) is used, in the second case, the equivalent
continuous output from the welding operation expected.
Cross-section and switching devices should be allocated
to the larger of the two values calculated.
A resistance welding machine's connection to the threephase mains supply is usually single-phase.
A symmetrical connection is achieved when using modern inverter systems.
Transformers of the vector group Dy5 (delta star connection) or Yz5 (star zigzag connection) are suitable to be
used as 3 phase supply transformers for operating resistance welding plants.
When planning resistance welding plants, the responsible
energy supply company should always be consulted.
18
Schutzmaßnahmen
Safety precautions
Wassergekühlte EXPERT Transformatoren entsprechen
der Schutzklasse I.
Water-cooled EXPERT transformers comply with the
protection class I.
Es sind Schutzmaßnahmen gegen unzulässig hohe Berührungsspannungen im Fehlerfall vorzusehen.
Safety precautions should be taken against inadmissibly
high contact voltages in case of an error.
Beim Einbau von Transformatoren in Widerstandsschweißeinrichtungen ist eine geeignete Schutzmaßnahme nach DIN VDE 0545 Teil 1
During the installation of transformers in resistance welding plants, appropriate safety precautions should be taken
in accordance with DIN VDE 0545 Part 1 or EN 62135-1.
bzw. EN 62135-1 vorzusehen.
One possibility is to connect every secondary winding to
the earthing conductor on one spot.
Eine Möglichkeit besteht darin, jede Sekundärwicklung an
einer Stelle mit dem Schutzleiter zu verbinden.
An example for the earthing conductor connection of a
multi spot welding plant.
Beispiel für den Schutzleiteranschluss einer Vielpunktschweißeinrichtung.
L1
L
PE
U
U
V
U
V
V
In den EXPERT- Hänge- und Zangentransformatoren ist
die lösbare galvanische Verbindung zwischen der elektrischen Mitte der Sekundärwicklung und dem primärseitigen Schutzleiteranschluss intern bereits hergestellt.
In the EXPERT suspended and gun transformers, the
detachable galvanic connection between the electric
centre of the secondary winding and the primary side
earthing conductor is already internally established.
L
L
P
U
V
U
V
Wird die Mittelpunkterdung gelöst, muss alternativ eine
andere Schutzmaßnahme nach EN 62135-1 installiert
werden.
If the central earthing is released, an alternative safety
measure in accordance with EN 62135-1 must be installed.
19
Kühlwasser
Cooling water
Die Durchlaufrichtung des Kühlwassers durch den Transformator ist beliebig.
The flow direction of the cooling water in the transformer
is arbitrary.
Die Eintrittstemperatur des Kühlwassers sollte zwischen
min. + 15°C und max. +30 °C liegen.
In accordance with VDE 0545-1 EN 62135-1, the input
temperature of the cooling water should be between min.
+ 15°C and max. +30°C.
Bei Nennlast der Transformatoren beträgt die SollDurchflussmenge des Kühlwassers je nach Baugröße
meist zwischen 4 - 8l/min.
Auf dem jeweiligen Typenschild ist die Nennkühlwassermenge angegeben.
Je nach Belastung des Transformators erhöht sich die
Rücklauftemperatur des Kühlwassers gegenüber der
Vorlauftemperatur um ca. 8 -15 K.
Der Einsatz einer geschlossenen Umlaufkühlung, in der
aufbereitetes Wasser rückgekühlt werden kann, ist in
jedem Fall vorteilhaft.
Bei Verwendung von Leitungs- bzw. Brauchwasser ist auf
die Härte und eventuelle Beimengungen zu achten.
Nähere Hinweise dazu finden Sie in unseren Betriebsanleitungen.
Ablagerungen im Kühlkreis können durch Spülen mit
handelsüblichen Entkalkungsmitteln entfernt werden.
In the case of rated load of the transformers, the ideal
rate of flow of the cooling water is usually between 4 - 8
l/min, depending on the size.
The rated cooling water volume is indicated on each type
plate.
Depending on the load of the transformer, the return
temperature of the cooling water may rise by approx. 8 15 K from the input temperature.
The use of an enclosed circulation cooling system, in
which purified water can be re cooled, is beneficial in all
cases.
When using mains water or process water, please mind
the hardness and possible additives.
More detailed information can be found in our instruction
manuals.
Deposits in the cooling circuit can be removed by rinsing
with a standard decalcifier.
20
Standardbaureihen
Standard types
Einbautransformatoren
Ficture type transformers
Einbautransformatoren werden vorwiegend in Vielpunktwerkzeugen verwendet.
Multiwelding transformers are used predominantly in multi
spot welding tools.
Die preisgünstige Ausführung sowie die kompakte Bauweise ermöglichen weitere Anwendungen z.B. in Verbindung mit Robotern oder als Hängetransformatoren mit in
Reihe geschalteten Sekundärkreisen.
The low-priced model as well as the compact design
make possible further applications, for example in connection with robots or as suspended transformers with
secondary circuits connected in series.
Die spezielle Form der Sekundäranschlüsse eignet sich
besonders gut zum Anschluss flexibler Kabel.
The special form of the secondary connections is especially well suited for connecting flexible cables.
Trafos mit 2 Sekundärkreisen können durch feste Kupferbrücken in Parallel- oder Reihenbetrieb verschaltet werden.
Transformers with 2 secondary circuits can be connected
in parallel or series operation using solid copper bridges.
Anschlussanordnung A
Connection arrangement A
•
•
•
•
•
•
•
•
Leistungen 25-125 kVA
2 Sekundärkreise
Sekundärspannungen (jeweils höchste Stufe)
von 3,6 - 10,5 V,
ein- und mehrstufig,
mit oder ohne Umsteller
höhere Leistungen als Sonderausführung lieferbar.
Normen:
DIN 44766, ISO 5826, ISO 7284, VW, Daimler
u.a.
•
•
•
•
•
•
•
•
Rating 25 - 125 kVA
2 secondary circuits
Secondary voltages (each highest level) from
3.6 - 10.5 V,
single or multi tap,
with or without tap switch
higher ratings available as specially designed
model.
Standards:
DIN 44766, ISO 5826, ISO 7284, VW, Daimler,
among others
21
Anschlussanordnung B
•
•
•
•
•
•
•
•
Leistungen 25-180 kVA
2 Sekundärkreise
Sekundärspannungen 3,6 - 15V mehrstufig,
mit oder ohne Umsteller.
Sonderausführungen lieferbar.
Normen:
DIN 44766, NFA 82041, ISO 5826
ISO 7284, Ford UWT 001, VOLVO u.a.
Anschlussanordnung B/2
•
•
•
•
Leistungen 25-63 kVA
Sekundärspannungen 7,1 - 10 V, ein- und mehrstufig.
Die Breite 92 mm entspricht der Hälfte der Trafos mit Anschlussanordnung A und B.
Die Befestigungsmaße und die Spannungsreihen entsprechen den Typen nach DIN 44 766
mit 184 mm Breite.
Connection arrangement B
•
•
•
•
•
•
•
•
Rating 25 - 180 kVA
2 secondary circuits
Secondary voltages 3.6 - 15 V multi tap
with or without tap switch.
Specially designed models available.
Standards:
DIN 44766, NFA 82041, ISO 5826
ISO 7284, Ford UWT 001, VOLVO, among others
Connection arrangement B/2
•
•
•
•
Rating 25 - 63 kVA
Secondary voltages 7.1 - 10 V, single or multi
tap
The width of 92 mm is equivalent to half the
transformers with connection arrangement A and
B.
The fixing dimensions and the electrochemical
series are in accordance with DIN 44 766 types
with a width of 184 mm.
22
Hängetransformatoren
Suspended transformers
Hängetransformatoren werden in Handpunkt- und Hängekompaktanlagen verwendet, sowie in der Schwerpunktachse des Roboters montiert, eingesetzt.
Suspended transformers are used in hand-held spot and
suspended compact systems as well as assembled in the
neutral axis of robots.
Die langen Sekundärwege dieser Anordnungen erfordern
hohe Sekundärspannungen. Die Sekundärspulen sind
aus diesem Grund intern in Reihe geschaltet, um die
Sekundärspannung zu verdoppeln.
The long secondary paths of these arrangements require
high secondary voltages. For this reason, the secondary
coils must be switched internally in series, in order to
double the secondary voltage.
Neben den Anschlussanordnungen C und D gibt es eine
Reihe weiterer Anschlussanordnungen, die entsprechend
unterschiedlicher Kundenanforderungen gestaltet sind.
Beside the connection arrangements C and D, there are
a series of further connection arrangements that are designed in accordance with various customer requests.
Anschlussanordnung C
Connection arrangement C
Leistungen 80-160kVA
Rating 80 - 160 kVA
Sekundärspannungen 14 - 25V
Secondary voltages 14 - 25 V
ein- und mehrstufig
single or multi tap
Normen: DIN 44766
Standards: DIN 44766
EXPERT STANDARD
EXPERT STANDARD
Daimler, Opel K 146
Daimler, Opel K 146
und andere
among others
besonders geeignet zum Anschluss zweier Koaxialkabel
especially well-suited for connecting two coaxial cables
Anschlussanordnung D
Connection arrangement D
Leistungen 80-150 kVA
Rating 80 - 150 kVA
Sekundärspannungen 15-22V
Secondary voltages 15 - 22 V
Normen: DIN 44766
Standards: DIN 44766
Ford UWT 002
Ford UWT 002
und andere
among others
Besonders geeignet zum Anschluss eines Koaxialkabels
especially well-suited for connecting a coaxial cable
Adapter zum Anschluss von 2 Kabeln lieferbar.
Adapter for connecting 2 cables is available.
23
Transformatoren mit Flanschanschluss
Transformers with flange connection
Transformatoren mit Flanschanschluss werden in Standardmaschinen zum Punkt- und Buckelschweißen sowie
zum Rollennahtschweißen eingesetzt.
Transformers with flange connection are put to use in
standard machines for spot and projection welding as well
as for roll seam welding.
Die Flanschausführung ermöglicht den Anschluss von
Lamellenbändern oder festen Verschienungen. Die Ausführungen E und 9 entsprechen in ihren elektrischen
Werten den Einbautransformatoren Typenreihe A und B.
The flange design makes it possible to connect lamellar
bands or solid rails. The electrical values of types E and 9
comply with the fixed transformers A and B.
Für größere Leistungen gibt es die Ausführungen 10, 11,
F und G.
Darüber hinaus existieren eine Reihe von Sonderausführungen, so z.B. mit verminderter magnetischer Induktion
zum Rollennahtschweißen, Abbrennstumpfschweißen
oder zum Einsatz in Heiz- oder Galvaniksystemen für
Dauerbetrieb.
Types 10, 11, F and G are available for higher output
ratings.
Furthermore, there is a series of specially designed models, for example with reduced magnetic induction for roll
seam welding, flash butt welding or for use as heating or
galvanic transformers in continuous operation.
Anschlussanordnung E
Connection arrangement E
Leistungen 25-125 kVA
Rating 25 - 125 kVA
•
•
•
Sekundärspannungen 3,6 -10,5 V mehrstufig
mit oder ohne Umsteller
Norm: DIN 44766
•
•
•
Secondary voltages 3.6 - 10.5 V multi tap
with or without tap switch
Standard: DIN 44766
Anschlussanordnung F
Connection arrangement F
Leistungen 80-315 kVA
Rating 80 - 315 kVA
•
•
•
Sekundärspannungen 8 - 20V mehrstufig
mit Laschenumschaltung
Norm: DIN 44766
•
•
•
Secondary voltages 8 - 20 V multi tap
with plate switch
Standard: DIN 44766
24
Anschlussanordnung G
Connection arrangement G
Leistungen 125-530kVA
Rating 125 - 530 kVA
•
•
•
•
Sekundärspannungen 8 - 16V mehrstufig
in Serien-Parallelschaltung
Normen: DIN 44766
VW-39-V-571
•
•
•
•
Secondary voltages 8 - 16 V multi tap
switched series-parallel
Standards: DIN 44766
VW-39-V-571
Anschlussanordnung 9
Connection arrangement 9
Leistungen 25-150 kVA
Ratings 25 - 150 kVA
•
•
•
•
Sekundärspannungen 3,6 - 11,5V
mehrstufig
mit oder ohne Umsteller
Norm: EXPERT STANDARD
•
•
•
•
Secondary voltages 3.6 - 11.5 V
multi tap
with or without tap switch
Standard: EXPERT STANDARD
Anschlussanordnung 10
Connection arrangement 10
Leistungen 160-315 kVA
Rating 160 - 315 kVA
Sekundärspannungen 9,3 - 13,1 V mehrstufig
mit Laschenumschaltung
Norm: EXPERT STANDARD
•
•
Secondary voltages 9.3 - 13.1 V multi tap
with plate switch
Standard: EXPERT STANDARD
25
Anschlussanordnung 11
Connection arrangement 11
Leistungen 400-600 kVA
Rating 400 - 600 kVA
•
•
•
Sekundärspannungen 13,6 - 15,8V mehrstufig
mit Serien-Parallelschaltung
Norm: EXPERT STANDARD
•
•
•
Secondary voltages 13.6 - 15.8 V multi tap
switched series-parallel
Standard: EXPERT STANDARD
26
Typenschlüssel für Transformatoren
Type code for transformers
Nach DIN 44766, ISO 7284, NFA 82041
In accordance with DIN 44766, ISO 7284, NFA 82041
27
Nach EXPERT Standard
In accordance with EXPERT Standard
Special
Die Anschlussklemmenanordnung der Sekundärseite der
Transformatoren wird in den firmenunabhängigen Normen DIN 44766, ISO 7284 und NFA 82-040 bis 43 als
Kriterium für die Definition von Baureihen von Transformatoren für das Widerstandsschweißen zu Grunde gelegt.
Nach diesen Normen definieren Großbuchstaben die
sekundärseitige Anschlussklemmenordnung und meist
auch die Außenabmessungen der Trafobaureihe.
The terminal clamp arrangement of the secondary side of
transformers is based on the company-independent
standards DIN 44766, ISO 7284 and NFA 82-040 to 43
as criteria for defining resistance welding transformer
types.
In accordance with these standards, the upper case letters define the secondary side terminal clamp arrangement and usually also the outer dimensions of the transformer type.
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Sonderbauarten / kundenspezifische Ausführungen
Neben dem Katalogprogramm gibt es für besondere
Anwendungen die Möglichkeit, Transformatoren in Sonderbauart für spezielle Einsatzzwecke zu liefern, z. B.
Schweißanwendungen, wie Drahtgitterschweißanlagen,
Kettenschweißmaschinen, Nahtschweißmaschinen, Abbrennstumpfschweißmaschinen o.a.
Specially designed models / customer-specific models
Aside from the selection in the catalogue, special transformers are available for specialised applications, such as
welding applications, wire mesh welding systems, chain
welding machines, seam welding machines, flash butt
welding machines, and others.
Zu diesem Zweck können Transformatoren aus dem
Standardlieferprogramm durch Modifizierung entsprechend angepasst werden. Darüber hinaus werden auch
spezielle Sonderkonstruktionen nach Kundenwünschen
entwickelt und gefertigt.
Transformers from the standard product range can be
modified for these purposes. Furthermore, special custom
constructions can also be developed and manufactured
according to customer request.
Das Leistungsspektrum liegt zwischen 10 und 1000 kVA.
The rating spectrum is between 10 and 1000 kVA.
Bau- und Prüfvorschriften
Manufacturing and inspection requirements
EXPERT Transformatoren werden unter gewissenhafter
Beachtung der entsprechenden Bau- und Prüfvorschriften
hergestellt.
EXPERT transformers are manufactured under careful
consideration of the relevant manufacturing and inspection requirements.
Gleichbleibende Qualität der verwendeten Werkstoffe
sowie die Verarbeitung derselben werden durch Kontrollen und Prüfungen gewährleistet.
These checks and inspections also guarantee consistent
quality and processing of the materials used.
Die Qualität der Isolierstoffe und der verwendeten Isolationssysteme entspricht mindestens der Wärmeklasse B
(130°C) meist der Wärmeklasse F (155°C).
The quality of the insulation materials and of the insulation systems used complies with at least the thermal class
B (130°C), but more commonly with the thermal class F
(155°C).
Die Prüfungen (Typ- und Routineprüfung) erfolgen gemäß ISO 5826.
The tests (type and routine tests) take place in accordance with ISO 5826.
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EXPERT Transformatorenbau GmbH
Hochstromanwendungen / High Current Application
Widerstandsschweißen / Resistance Welding
Stromquellen für Prozess- und Heiztechnik / Heating Current Sources
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