AT139750B - Gleichstrom-Generator mit Nebenschlußerregung für regelbare Kurzschlußstromstärke, insbesondere für Schweißzwecke. - Google Patents

Description

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  Gleichstrom-Generator   mit Nebenschlusserregung fiir   regelbare   Kurzschlussstromstärke,   insbesondere für   Schweisszwecke.   



   An einen Schweissgenerator werden folgende Anforderungen gestellt : a) Einstellmöglichkeit verschiedener   Schweissströme (verschiedener statischer Charakteristiken)   ohne Verwendung eines Widerstandes im Hauptstromkreis. b) Erzielung der beim normalen Schweissbetrieb notwendigen Charakteristik (dynamische Charakteristik).   c)   Vermeidung zu grosser   Anfangskurzschlussströme   beim Zünden, insbesondere bei Einstellung kleiner   Schweissströme.   



   Mit der nachfolgend beschriebenen Maschine können diese drei Bedingungen in einfacher und wirtschaftlicher Weise erfüllt werden. 



   Der Aufbau und die Wirkungsweise der Maschine soll an Hand der Fig. 1 an einer zweipoligen Maschine beschrieben werden. Sinngemäss kann die Erfindung ohne weiteres auf eine mehrpolige Maschine übertragen werden. 



   Die Maschine besitzt ein Hauptbürstenpaar   1B   von dem in normaler Art der Hauptstrom der Maschine abgenommen wird und ferner ein   Hilfsbürstenpaar a, welehes   drehbar angeordnet sein muss. 



  Die Hauptpole PH des Stators besitzen je drei Wicklungen : Eine an die Hauptbürsten angeschlossene 
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 eine vom Hauptstrom   durchfltssene     Gegencompoundwieklung   III, deren Kupplung mit den beiden erstgenannten durch Streupfade gelöst ist. Die Wendepole PH'sind in normaler Weise erregt. 



   Die Wirkungsweise ist wie folgt : An den Hilfsbürsten ab kann, je nach deren Lage jede beliebige Spannung innerhalb der Grenzen von   + E   abgenommen werden, wo E die Klemmenspannung der Maschine ist. Bei Stellung in der Längsachse ist bei Leerlauf die Spannung an den Hilfsbürsten Null, bei Verdrehung im Uhrzeigersinn (eingezeichnete Stellung) wird, unter Annahme der eingezeichneten Polarität der Hauptbürsten und der Drehrichtung, die Bürste a gegenüber b positiv und wird negativ bei Verdrehung gegen den Uhrzeigersinn. Wird nun die Maschine belastet, so wird durch das jetzt entstehende Querfeld in den zwischen a und b liegenden Rotorspulen zusätzlich eine Spannung induziert mit der Wirkung, dass die Bürste a gegenüber der Bürste b mit steigendem Strom stetig negativer wird. 



  Die Spannung an den Hilfsbürsten kann bei einer bestimmten Stellung zwischen Null und Vollast somit ihre Polarität ändern. Bei Anschluss dieser Spannung an die Feldwicklung 11 wirken also deren Amperewindungen zwischen Leerlauf und Belastung ähnlich wie bei einer vom Hauptstrom durchflossenen   Serienwicklung.   Mit der durch geeignete Wahl der Lage der Hilfsbürsten erreichbaren Änderung ihrer Polarität kann nun erreicht werden, dass im Leerlauf eine gegencompoundierende, d. h. spannungsverkleinernde Wirkung zustande kommt, die mit   zunehmender   Belastung verschwindet, weil die Hilfsbürstenspannung jetzt feldverstärkend wirkt.

   Damit ist also ein Mittel gegeben, die Leerlaufspannung der Maschine klein zu halten und, weil die Höhe derselben massgebend ist für die Grösse des Anfangs-   kurzschlussstromes   diesen zu verkleinern. Bei geeigneter Wahl der Sättigung wird bei langsamer Belastung (statische Charakteristik) die Leerlaufspannung. zunächst steigen, so dass ein Kurvenverlauf nach Fig. 2 erhalten wird. Zündspannung und Dauerkurzsehlussstrom erleiden im Normalbetrieb durch die Herabsetzung der Leerspannung daher keine Einbusse. 

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   Die Einstellung verschiedener   schweissströme   geschieht von der   eingezeichneten Bürstenstellung (t b   aus durch Verdrehen der   Hufsbursteti   in der Drehrichtung. Zur Erreichung kleinerer Ströme müssen diese entsprechend mehr in diesem Sinne verdreht werden ; dadurch wird die   Gegencompoundierung   im Leerlauf für kleinere Ströme stetig grösser, d. h. der momentane Kurzschlussstrom kleiner, was ja erwünscht ist. 



   Statt durch Verdrehen der   Hilfsbürsten,   kann auch mit einem regulierbaren Vorschaltwiderstand r, Fig. 3, bei feststehender Bürstenstellung reguliert werden. Die Regelung des Hilfsstromkreises durch einen Widerstand zur Beeinflussung der.   Schweissstromstärke   ist bei andern   Schweissmaschinen   bereits angewendet worden. Die bisherigen Maschinen besitzen jedoch ganz andere   Feldwicklungsanordnungen   als der Generator, der den Gegenstand vorliegender Erfindung bildet, so dass die Wirkung auch anders ist.

   Um nun erfindungsgemäss auch hier mit abnehmenden   Schweissstromen   eine Verkleinerung der Leerlaufspannung und damit der Stosskurzschlussströme zu erreichen, ist es dabei nötig, als-feste Hilfsbürstenstellung eine von der Polmitte aus gegen die Drehrichtung verschobene Bürstenachse g zu wählen. 



  Bei dieser   Hilfsbürstenstellung   wird im Leerlauf die Wirkung der   Nebenschlusswicklung   durch die Hilfswicklung unterstützt, diese   Unterstützung wird   nun aber um so kleiner, je mehr Widerstand dieser Hilfswicklung vorgeschaltet wird, was für kleine Ströme nötig wird. Die Folge ist dann wieder eine Abnahme der Leerspannung für abnehmende   Schweissströme.   



   Die erwünschte dynamische Charakteristik wird   dadurch erreicht, dass die   beiden Wicklungen 1 
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 compoundwieklung 111 nötig wird, die, ebenfalls auf dem   Polkern sitzend, möglichst   nahe an den Anker gebracht wird und wobei ausserdem   Polstücke   c aus Eisen so angebracht sind, wie dies aus der Fig. 1 zu ersehen ist. Diese Polstücke bilden einen magnetischen Shunt zum Zwecke, das durch   die Wicklung II1   erzeugte Gegenfeld möglichst   dämpfllngslos   weiter zu leiten.

   Denn ohne Anwesenheit dieses magnetischen Shuntweges würde bei raschen   Stromänderungen   das Gegenfeld gezwungen sein, den Weg durch die in sich geschlossenen Wicklungen 1 und 11 zu nehmen, wobei durch die starre magnetische Kupplung transformatorisch in diesen ströme induziert würden, die einer raschen Änderung des Gegenfeldes entgegenwirken, d. h. seine Ausbildung verlangsamen würden. Mit Hilfe des magnetischen Shunts wird 
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 zu gestalten, ist es ratsam, das Joch zu lamellieren oder wenigstens teilweise, indem z. B. zwischen den Punkten d und e Bleche befestigt werden, wie dies in der Zeichnung angedeutet ist. 



   Die   Löslmg   der Kupplung zwischen den Erregerwicklungen kann auch in anderer Weise erfolgen, so z. B. kann das Gegenfeld auch in einem vollständig getrennten magnetischen Kreis erzeugt werden. 



  Hiefür wird ein in axialer Richtung daneben angeordneter Eisenteil verwendet, der nur mit Gegencompoundamperewindungen versehen ist ; die Regulierung der verschiedenen   Schweissströme   geschieht nun dadurch, dass dieser Eisenteil im Gehäuse verdreht wird, wobei jeder Stellung ein anderer Compoundierungsgrad und damit eine andere statische Charakteristik entspricht. 



   Die Polschuhe des drehbar angeordneten Eisenteiles müssen so breit sein, dass sie in den beiden extremen, für die Regulierung'bedingten Endlagen die   Kommutierungszone   immer noch ganz überdecken. Sie liefern in dieser Art dann in jeder Lage einen bestimmten Anteil des nötigen Kommutierungsfeldes, um den die Wendepole, welche nur im feststehenden   Eigenteil   angebracht sind, vermindert werden können. Diese Anordnung ist ohne weiteres möglich, weil der drehbare Eisenteil von einer Seriewicklung erregt wird, so dass die Proportionalität des Wendefeldes mit dem Strom gewahrt bleibt. 



   Werden zwei getrennte Eisenkörper verwendet, dann kann auch die von den Hilfsbürsten erregte Hauptstromwieklung unter Fortfall der Hilfsbürsten durch eine unmittelbar vom Hauptstrom erregte feldverstärkende Kompoundwicklung auf dem ersten   Eisenteil ersetzt werden und   dafür der andere Eisenteil, welcher die   feldschwächende   Hauptstromwicklung tragt, zur Einstellung'verschiedener Kurz-   schlussströme   im Gehäuse drehbar angeordnet sein. 



   Eine andere Art, die Kupplung zwischen den Erregerwicklungen zu lösen, wäre folgende : Zur Ausbildung und Führung des Gegenfeldes können, wie aus Fig. 4 ersichtlich, auch die   Wendepolwieklung   und die Wendepolkerne benutzt werden. Zu diesem Zwecke ist es nur nötig, den normalen Wendepol- 
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 sehen. Die Bedeutung der Bezeichnungen ist im übrigen die gleiche wie in Fig. 1. Bei dieser Anordnung ergibt sich ein Vorteil aus dem Umstand, dass sich das Gegenfeld direkt über das Ankereisen schliesst, so dass durch die Felderregung im   Wendepolkern keine Vormagnetisierung entsteht. Auch   hier ist auf dem Hauptpol nur noch die Nebenschluss-und die in den   Hilfsbürsten   gespeiste Compoundwicklung erforderlich.

   Der Stator wird dadurch leichter und einfacher und sein Gewicht entspricht dem einer entsprechenden normalen Maschine. 

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Claims (1)

1. PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Gleichstrom-Generator mit Neben'schlusserregung für regelbare Kurzsehlussstromstärke, ins. besondere für Schweisszwecke, dadurch gekennzeichnet, dass der Generator ausser der Nebenschluss, <Desc/Clms Page number 3> wicklung eine bei zunehmendem Hauptstrom feldverstärkende Hilfswicklung trägt, die beide zusammen magnetisch starr gekuppelt sind bzw.

   im gleichen magnetischen Kreise direkt nebeneinanderliegen, und dass ferner eine vom Hauptstrom durchflossene feldschwächende Wicklung vorhanden ist, deren magne- tische Kupplung mit den beiden erstgenannten Wicklungen gelöst ist, zum Zwecke, dass das mit der Hilfswicklung verkettete Feld bei plötzlichen Stromänderungen langsam (gedämpft) und das mit der Hauptstromwicklung verkettete Feld möglichst rasch (ungedämpft) sich ändert.

   2. Gleichstrom-Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetische Ent- kupplung der Polwicklungen in an sich bekannter Weise durch Eisenstücke erreicht wird, welche sich zwischen der feldschwächenden Wicklung einerseits und der Nebenschluss-und Hilfswicklung anderseits befinden.

   3. Gleichstrom-Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfswicklung von drehbar angeordneten Hilfsbürsten gespeist ist.

   4. Verfahren zum Betrieb eines Gleichstrom-Generators nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung verschiedener Schweissströme durch Verdrehung der Hilfsbürsten, u. zw. zur Erreichung von mit abnehmenden Schweissstromen kleineren Stosskurzschlussströmen durch Verdrehen in der Drehrichtung, geschieht.

   5. Gleichstrom-Generator nach Anspruch 1, bei dem zum Zweck der magnetischen Entkupplung der Polwicklungen das Statoreisen in axialer Richtung in zwei Teile aufgeteilt ist, dadurch gekenn- zeichnet, dass der eine die Nebenschluss-und die feldverstärkende Wicklung trägt, während der andere nur mit der vom Hauptstrom durchflossenen Gegenfeldwicklung versehen ist : 6. Gleichstrom-Generator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfswicklung eine unmittelbar vom Hauptstrom durchflossene, feldverstärkende Compoundwicklung ist.

   7. Gleichstrom-Generator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwecks Regelung auf verschiedene Schweissströme der die Hauptstrom-Gegenfeldwicklung tragende Eisenteil im Gehäuse drehbar angeordnet ist.

   8. Gleichstrom-Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich auf dem Haupt- polkern nur die Nebenschluss-und die feldverstärkende Hilfswicklung befinden, während die feld- schwächende Hauptstromwicklung durch die Wendepolwicklung gebildet ist, wobei an jedem Wende- polkern ein zusätzlicher, zwischen dem normalen Wendepolschuh und dem Hauptpolschuh möglichst nahe an dem Ankereisen liegender Hilfsschuh angebracht ist, der so liegt, dass das Hauptfeld bei Be- lastung geschwächt wird. EMI3.1