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Gleichstrom-Lichtbogenschweissgenerator.
Die Erfindung bezieht sich auf kurzschlusssichere Stromerzeuger für Lichtbogenschweissung und ähnliche Zwecke und erstrebt, bei solchen Maschinen unter gleichzeitiger Anwendung von Dauermagnetenhoher Koerzitivkraftzur Erregung dietransformatorische Rückwirkung zwischen den einzelnen
Stromkreisen auszuschalten, die sich bei den betriebsmässig auftretenden plötzlichen und starken
Strom-und Spannungsschwankungen ergibt und das Verhalten der Maschine ungünstig beeinflusst.
Für Schweissstromerzeuger mit nebenschlusserregten Polen sind bereits Anordnungen bekannt, bei denen eine solche transformatorische Rückwirkung zwischen den Erregerwicklungen vermieden ist und eine wesentliche Feldänderung in den nebenschlusserregten Polen nicht stattfindet. Diese Anordnungen sind jedoch bei Verwendung von Dauermagnetpolen im allgemeinen nicht ohne weiteres anwendbar, weil dort eine sichere Gewähr, dass der Dauermagnet im Laufe des Betriebes nicht geschwächt wird, nicht gegeben ist. Bei Fahrzeuglichtmaschinen mit Dauermagnetpolen ist es bekannt, die Anordnung so zu treffen, dass Feldänderungen in den Dauermagnetpolen und eine Schwächung derselben vermieden werden. Diese bekannte Anordnung ist aber ebenfalls zur Lösung der vorliegenden Aufgabe nicht geeignet.
Durch die Erfindung wird die Anwendung von Dauermagneten bei Schweissstromerzeugern in vorteilhafter Weise dadurch ermöglicht, dass ein oder mehrere Dauermagnete hoher Koerzitivkraft über Pfade mit betriebsmässig einstellbarem, während der Arbeitsspiele unverändert bleibenden im Verhältnis zum Widerstand des Maschinenluftspaltes grösserem magnetischen Widerstand mit einem oder mehreren belastungsabhängig erregten Polen derart in Verbindung stehen, dal5 der Dauermagnet- fluss je nach der Belastung der Maschine umgelenkt wird und seine Verkettung mit der induzierten
Wicklung ändert ohne selbst geschwächt zu werden.
Durch die erfindungsgemäss vorgesehenen einstell- baren grösseren magnetischen Widerstände ist nicht nur eine Änderung der Ankerinduktion in Abhängig- keit von der Belastung ohne Schwächung der Dauermagnete möglich, sondern es lassen sich auch diese veränderlichen Widerstände zugleich zur Regelung der Maschine, also zur Einstellung verschiedener
Schweissstromstärken verwenden, wobei sie zweckmässig als Regelluftspalte ausgeführt sind. Weitere Mittel zur Regelung der Schweissstromstärke sind in an sich bekannter Weise die Änderung der belastungs- abhängigen Amperewindungen, die Bürstenverschiebung usw.
In Fig. 1 der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung ein zweipoliger Lichtbogen- schweissgenerator dargestellt. Der eine Pol besteht aus den beiden Polhälften n, n1, der andere Pol s
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der Maschine verbunden sind. Der Pol s besteht zweckmässig aus Baustoff geringer Remanenz. a ist der Läufer der Maschine, b, b'sind die Kommutatorbürsten, m die Hauptstromwicklung. Zwischen den
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das durch einen grösseren Luftabstand von den Polhälften n, n1 getrennt ist. Durch das Handrad h ist dieser Luftspalt einstellbar, um die statische Charakteristik der Maschine verändern zu können.
Im Leerlauf der Maschine schliesst sich der Remanenzkraftfluss der Dauermagnete, wie strichpunktiert gezeigt, über den Anker a und Pol s, ohne durch den im Verhältnis zum Maschinenluftspalt grossen Luftspalt zwischen n, Mi und x hindurchzutreten. Erst mit zunehmendem Belastungsstrom saugt die Hauptstromspule m einen Teil des Remanenzfeldes über das verstellbare Polstück x ab, wie in der Figur strichliert angedeutet ist. Mit der Ankerwicklung bleibt dann nur ein je nach der
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Belastung verschieden grosser Teil des Remanenzfeldes verkettet, so dass die Spannung im Anker herabgesetzt wird.
Das Remanenzfeld selbst bleibt hiebei aber in voller Stärke bestehen, eine Entmagnetisierung der Dauermagnete tritt nicht ein, im Gegenteil wirkt die Wicklung en feldverstärkend auf die Dauermagnete.
Bei Verwendung von Wendepolen werden diese im Sinne der Erfindung vorteilhaft so angeordnet, dass sich ihre Kraftflüsse entweder ausserhalb des Dauermagnetes schliessen oder diesen nur im Sinn des Remanenzfeldes durchfliessen. Fig. l zeigt eine vorzugsweise Ausführungsform mit nur einem Wendepol w, dessen Polarität, wie der eingezeichnete Kraftfluss zeigt, der des benachbarten Dauermagnetpoles entgegengesetzt ist, also dessen Kraftfluss unterstützt. Die Magnetisierung der Dauer-
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vorhandenen Erregerwicklung tn oder allenfalls der Wendepolwicklung durchführen.
Das dynamische Verhalten der Maschine kann dadurch verbessert werden, dass das Remanenzfeld der Dauermagnetpole mit vom Arbeitsstromkreis unabhängigen Kurzschlusswindungen verkettet wird. Umgibt man die Dauermagnete, wie in Fig. 1 gezeigt, mit Kurzschlusswicklungen k, so haben diese das Bestreben, bei Abreissen des Hauptstromes das Feld im ersten Augenblick aufrechtzuerhalten. Daher wird solange der Kurzschlussstrom in der Kurzschlusswicklung fliesst das Maschinenfeld unmittelbar nach Unterbrechung des Hauptstromes den Anker durchfluten und eine Spannung induzieren, die grösser als die Leerlaufspannung ist. Dies wirkt sich besonders bei kleinen Schweissströme günstig aus.
Die Anwendung der Erfindung ist naturgemäss auch bei andern Bauformen der Maschine möglich.
Fig. 2 zeigt einen sogenannten dreipoligen Gleichstrom-Lichtbogenschweissgenerator mit um 120 elek-
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Ausführung. pi und P3 sind die hauptstromerregten Pole, P2 ist der belastungsunabhängig erregte Pol, der statt wie bisher als nebenschlusserregter Pol als Dauermagnetpol ausgeführt ist, so dass die Neben- schlusswieklung entfällt.
Im Leerlauf schliesst sich das vom Pol P2 allein erzeugte Masehinenfeld teils über Pol pi, teils über Pol P3 ; im Kurzschlussfall wird das Remanenzfeld FN, wie Fig. 2 zeigt, in den Pol P3abgelenkt, das hauptstromerregte Feldes arbeitet der von FN im Anker ausgeübten induzierenden Wirkung entgegen. Bei gleichem magnetischen Widerstand der Kreise der Pole und P3 würden sich ihre Wirkungen auf den Pol P2 aufheben. Wird jedoch, wie Fig. 2 zeigt, ein Regelpolluftspalt Z auf Pol pi vorgesehen, so wirkt überwiegend das Hauptfeld von P3 auf P2 ein und unterstützt die Koerzitivkraft des Dauermagneten.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 wird das Remanenzfeld zum Unterschied von Fig. 1 durch die induzierte Wicklung im Anker hindurch abgelenkt. Die dreipolige Anordnung lässt ohne wesentliche Änderung der Polausbildung die Anwendung der Erfindung zu.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Gleichstrom-Lichtbogenschweissgenerator, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Teilerregung
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mässig einstellbarem, während der Arbeitsspiele unverändert bleibenden grösseren magnetischen Widerstand mit einem oder mehreren belastungsabhängig erregten Polen derart in Verbindung stehen, dass der Dauermagnetfluss je nach der Belastung der Maschine umgelenkt wird und seine Verkettung mit der induzierten Wicklung ändert ohne selbst geschwächt zu werden.