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Gleichstrom-Lichtbogenschweissgellerator.
Bei der Gleichstrom-Lichtbogenschweissung wird an die hiezu verwendeten Generatoren die Bedingung gestellt, dass deren Kurzschlussstrom begrenzt, feinstufig regelbar und im ganzen Regelbereich der Maschine stabil ist. Für eine ruhige und leichte Lichtbogenhaltung ist erforderlich, dass der Strom bei den für die Lichtbogenschweissung verwendeten Spannungen von 0-20 Volt annähernd konstant ist und der Spannungsaufbau in kürzester Zeit erfolgt.
Bei den bisher verwendeten Gleichstrom-Lichtbogenschweissmaschinen mit Selbsterregung und verschiedenartigen Kompoundierungen (Aufkompound, Gegenkompound oder eine Kombination beider Arten) waren bisher zwei Regelvorrichtungen erforderlich, u. zw. musste die Spannung und der Kurzschlussstrom getrennt voneinander reguliert werden, wobei mittels der Spannungsregelung die erforderliche Kurvenform eingestellt werden musste. Der Nachteil hiebei war, dass die Spannungsregelung die Grösse des Schweissstromes beeinflusste und hiedurch die Einstellung von Kurvenformen, welche für das Schweissen ungünstig sind, möglich war. Fig. 1 zeigt die verschiedenen Stromspannungskurven derartiger Maschinen, welche bei einer Stromeinstellung durch Veränderung der Erregung erreichbar waren.
Günstig ist für die Lichtbogenhaltung nur die Kurve,. b", während die Kurven a"und c" unbrauchbar sind.
Es sind bereits Schweissmaschinen bekannt, bei welchen die Felderregung einer zwischen den Hauptbürsten angeordneten Hilfsbürste und einer Hauptbürste entnommen wird und welche zur Erreichung einer bestimmten Kurzsehlussstromstärke eine Serienwicklung, welche von Ankerstrom durchflossen wird, besitzen. Durch die zwischen der Haupt-und Hilfsbürste entnommene praktisch konstante Erregung werden Stromspannungskurven erreicht, welche vom Leerlaufpunkt zum Kurzschlusspunkt annähernd gerade verlaufen. Es muss also bei diesen Maschinen, um für eine leichte Lichtbogenhaltung günstige und im Arbeitsbereich steil verlaufende Kurven zu erreichen, die Leerlaufspannung sehr hoch gewählt werden.
Es bedeutet nun einerseits die erforderliche hohe Leerlaufspannung eine gewisse Gefährdung für den Schweisser, anderseits ist es möglich, den Lichtbogen über das für eine gute Schweissung zulässige Mass zu vergrössern.
Erfindungsgemäss wird nun dieser Nachteil dadurch vermieden, dass ausser der von einer Hauptund einer Hilfsbürste gespeisten konstanten Erregung noch eine von der variablen Klemmenspannung
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aufspannung klein gehalten werden kann und die Kurve im Arbeitsbereich beliebig steil verläuft. Hiedureh wird nun einerseits das Gefahrmoment für den Schweisser durch die hohe Leerlaufspannung vermieden, anderseits eine Ausdehnung des Lichtbogens über das für eine gute Schweissung zulässige Mass unmöglich gemacht.
Die Regelung der Kurzschluss-bzw. Schweissstromstärke erfolgt vollkommen verlustlos durch Bürstenverschiebung. Diese Ausführung hat gegenüber den andern Regelmethoden den Vorteil des Entfalles jeglicher Kontakte und deren Wartung, bedeutet somit in bezug auf Einfachheit und Betriebssicherheit einen wesentlichen Fortschritt. Die Hilfsbürste wird ebenfalls am verdrehbaren Bürstenstern angebracht. Um mit Rücksicht auf gute Kommutierung eine mittlere Bürstenstellung in der Nähe der neutralen Zone zu bekommen, wird eine entsprechende Kompoundwicldung 111 angpbracht.
Das Schaltbild einer derartigen Maschine zeigt Fig. 2. Hierin stellt S die Schweissstelle. J und B die Hauptbürsten und C die Hilfsbürste dar. Infolge der Feldverzerrung bei Belastung ergibt sich zwischen
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den Bürsten l und C eine bei allen Belastungen annähernd konstante Spannung, wodurch die Feldspule 1 eine praktisch konstante Erregung erhält und ein stabiler Kurzschlussstrom erreicht wird, während sich durch die mit der jeweiligen Ankerspannung veränderliche Erregung der Spule Il die erforderliche Kurvenform ergibt. Der Vorteil gegenüber Maschinen, welche nur eine konstante Erregung besitzen, beruht darin, dass bei der Maschine mit kombinierter Konstant-und.
Eigenerregung die Spannung bei zunehmender Belastung vom Leerlauf ausgehend vorerst nur langsam abnimmt, während sie im späteren Verlauf gegen den Kurzschlusspunkt steil abfällt, wodurch sich ein annähernd gleicher Schweiss- und Kurzschlussstrom ergibt, während bei den Maschinen, welche nur Konstanterregung besitzen, der Spannungsverlauf zwischen Leerlauf- und Kurzschlusspunkt annähernd eine Gerade darstellt. Die Form der statischen Charakteristik einer Maschine mit kombinierter Konstant-und Eigenerregung gibt Fig. 3.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Selbsterregter Gleichstromgenerator für Lichtbogenschweissung mit normaler Polanordnung, dadurch gekennzeichnet, dass seine Erregung zum Teil durch die veränderliche Spannung zwischen den beiden Hauptbürsten, zum Teil durch die annähernd konstante Spannung zwischen einer Haupt-und einer Hilfsbürste erfolgt.