<Desc/Clms Page number 1>
Speisung von Wechselstromschweissmasehinen über gittergesteuerte Entladungsgefässe.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Speisung von Wechselstromschweissmaschinen über gittergesteuerte Entladungsgefässe mit Gas-oder Dampffüllung und Lichtbogen- oder lichtbogenartiger Entladung.
Es ist bekannt, bei derartigen Einrichtungen den Gittern der Entladungsgefässe durch eine rotierende Kontaktwalze abwechselnd in vorgegebenem Rhythmus eine positive und eine negative Spannung mitzuteilen und auf diese Weise die Gefässe abwechselnd für den Stromdurchgang zu öffnen und zu sperren.
Die dadurch von den Gefässen gelieferten Schweissstromimpulse erzeugen punktförmige Schweissstellen, die aneinandergereiht eine Schweissnaht ergeben.
Rotierende Kontaktwalzen bieten nun als Steuerorgane in vielen Fällen gewisse Nachteile, da einmal die Genauigkeit der Schaltung nicht sehr gross ist und dann aber auch die Kontaktabnutzung sehr bald in störendem Masse in Erscheinung tritt.
Diese Nachteile werden gemäss der Erfindung dadurch vermieden, dass als Steuerspannung für die Entladungsgefässe eine Wechselspannung dient, deren Frequenz kleiner ist als die Frequenz des Speise- weehselstromes.
Es ist bereits bekannt, bei Umrichteranordnungen mit Entladungsgefässen den Gittern dieser Gefässe eine Wechselspannung von einer Frequenz mitzuteilen, welche kleiner ist als die Frequenz der Speisewechselspannung. Es kommt bei diesen Umrichtern dabei darauf an, einen dauernd fliessenden Wechselstrom von der Frequenz der Steuerwechselspannung zu erzeugen. Im Gegensatz dazu handelt es sich bei der Erfindung um die Erzeugung einzelner, durch Pausen bestimmter Zeitdauer voneinander getrennter Schweissstromimpulse vorzugsweise veränderlicher Dauer. Ein dauernd fliessender Wechselstrom soll hier gerade vermieden werden.
Bei der Anordnung gemäss der Erfindung werden als Entladungsgefässe vorzugsweise gittergesteuerte Quecksilberdampfgleichrichter (mit Quecksilberkathode) oder aber bei geringeren Leistungen Röhren mit Glühkathode und Gas-oder Dampffüllung verwendet. Die Entladungsgefässe werden stromdurchlässig, wenn die Steuerspannung (auch kurzzeitig) einen Betrag besitzt, der hinreichend wenig negativ bzw. hinreichend positiv gegenüber der Kathode ist, und sie bleiben so lange stromführend, bis die Steuerspannung wieder zu negativen Werten durch den Wert Null hindurchgeht bzw. so niedrige Werte annimmt, dass das Einsetzen der Entladung in der folgenden Halbwelle der Speisewechselspannung verhindert ist.
Bei der erfindungsgemäss ausgebildeten Einrichtung wird die Frequenz der Steuerspannung (Steuerfrequenz) im Verhältnis zur Frequenz der Speisewechselspannung (Speisefrequenz) so gewählt, dass das Entladungsgefäss eine vorgeschriebene Anzahl von positiven Halbwellen der Speisefrequenz stromführend ist. Während eines entsprechenden Zeitintervalls, nämlich im wesentlichen während der negativen Halbwelle der Steuerfrequenz, ist darauf die Entladung in den Gefässen unterbunden.
Es kann aber auch erreicht werden, dass das Entladungsgefäss nur während eines vorgeschriebenen Teiles der positiven Halbwelle stromführend wird, indem als Steuerspannung ausser der Steuerfrequenz eine Gleichspannung geeigneter Richtung (Polarität) verwendet wird, der Steuerfrequenz also eine passende Gittergleichspannung überlagert ist.
<Desc/Clms Page number 2>
Der Erfindungsgegenstand ist besonders vorteilhaft bei elektrischen Schweissmaschinen anwend- bar, wenn es darauf ankommt, den Schweisselektroden Stromstösse vorgeschriebener Zeitdauer zuzu- führen (Punkt-bzw. Punktnahtschweissung, Strichschweissung).
Die Steuerfrequenz kann von einem beliebigen Generator geliefert werden. Dieser ist zweck- mässig so eingerichtet, dass die von ihm zu liefernde Frequenz einstellbar ist, u. zw. am besten in einem
Bereich zwischen dem Wert Null und dem Wert der Speisefrequenz.
An Hand der Zeichnung sei ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert, u. zw. für den Fall der Steuerung einer Schweissmaschine.
In Fig. 1 ist die Schaltanordnung im Prinzip'gezeigt und in Fig. 2 die Steuerfrequenz im Verhältnis zur Frequenz des Wechselstromnetzes (Speisefrequenz) dargestellt. Kurve a zeigt die Netzfrequenz (Speisefrequenz), Kurve b zeigt eine eingestellte Frequenz der Steuereinrichtung. Während des negativen
Teils der Kurve b fliesst kein Strom durch das Entladungsgefäss, also vom Punkt c bis zum Punkt d. Der
Strom fliesst jedoch von d bis e, also während die Steuerfrequenz positiv ist. Kurve f zeigt das gleiche
Bild, jedoch mit einer kleineren Steuerfrequenz, also mit einer geringeren Schalthäufigkeit.
In Fig. 1 ist g der Schweisstransformator, der primärseits ein-und ausgeschaltet werden soll durch die Gefässe h, i, mit Steuergittern k, die ihre Spannung über einen Transformator m mit zwei Wicklungen n, perhalten.
Die Wicklung m wiederum wird gespeist von dem Frequenzwandlergenerator q. Dieser besteht aus einem
Motor r, dessen Drehzahl durch den Widerstand s eingestellt werden kann. Der Motor treibt den Anker t, der sich in dem Feld u der Dynamo q bewegt. Die Wicklung v des Ankers erhält durch Schleifringe w eine
Gleichspannung, die in einem kleinen Gleichrichter, z. B. einem Trockengleichrichter x, erzeugt wird.
Je nach der Drehzahl des Motors r ist die Frequenz in den Feldwicklungen u hoch oder niedrig, so dass der gewünschte Wert für die Steuerfrequenz'eingestellt werden kann.
Die hier gezeigte Frequenzumformung ist nur ein Beispiel. Es lassen sich beliebig andere umlaufende Frequenzerzeuger verwenden, z. B. gewöhnliche Drehtransformatoren, die durch einen Motor beliebiger Konstruktion angetrieben werden. Bei diesen ist z. B. die Frequenz am höchsten, wenn der Drehregler still steht, und am niedrigsten, wenn er sich in seiner Drehzahl dem Synchronismus nähert.
Der Steuerfrequenz kann eine Gleichspannung unter-oder überlagert sein, um verschiedene Sperrund Öffnungszeiten (für das Entladungsgefäss-gesperrt/stromdurchlässig) zu erhalten, so dass z. B. bei einer Punktschweissung die Schweisszeit kürzer ist als die Ruhepause. In Fig. 2 ist eine solche überlagerte Gittergleichspannung durch die Graden 10, 11 dargestellt. Im gezeichneten Falle ist die Zeit der Stromdurchlässigkeit des Entladungsgefässes (vom Punkt 12 bis zum 13) kürzer als die Sperrzeit (vom Punkt 12 bis Punkt 14).
Auch die Gittergleiehspannung ist vorteilhaft einstellbar eingerichtet.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Speisung von Wechselstromschweissmaschinen über gittergesteuerte Entladungsgefässe mit Lichtbogen-oder lichtbogenartiger Entladung, die in vorgeschriebenen Zeitintervallen geöffnet und gesperrt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz einer als Steuerspannung dienenden Wechselspannung kleiner ist als die Frequenz des Speisewechselstromes.