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Kurzschlusssicherer Stromerzeuger, insbesondere für Lichtbogenschweissung.
Das dynamische Verhalten (das Verhalten bei raschen Belastungsänderungen) von Stromerzeugern für Lichtbogenschweissung und ähnlichen kurzschlusssicheren Stromerzeugern ist besonders günstig, wenn sie ausser dem spannungsaufbauenden Hauptfeld ein den Anker selbständig (d. i. in gesondertem Feldpfad) induzierendes Reihenschlussfeld enthalten, das mit steigendem Arbeitsstrom das Abfallen der Klemmenspannung herbeiführt. Die Spannung passt sich dann ohne wesentliche Verzögerung der jeweiligen Belastung an.
Die Erfindung ergibt eine weitere Verbesserung des dynamischen Verhaltens durch künstliche Verstärkung der Änderungen dieses Reihenschlussfeldes derart, dass bei plötzlicher Stromzunahme die Durchflutung der induzierten Arbeitswicklung durch das Reihen- schlussfeld grösser ist als im Dauerzustand. Die Maschine zeigt also bei plötzlichen Belastungsänderungen ein verstärktes Gegenverbundverhalten. Sie spricht auf plötzliche Belastung wie eine Maschine mit kleinerem Kurzschlussstrom, auf plötzliche Entlastung wie eine solche mit höherer Leerlaufspannung an. Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, dass ein oder mehrere Streupfade des Reihenschlussfeldes mit einer rasche Feldänderungen verhindernden Dämpfung ausgestattet werden.
In Fig. 1 der Zeichnung ist ein bekannter magnetisch mehraehsiger Schweissstromerzeuger nach österr. Patent Nr. 138684 dargestellt, bei dem das in Pol 2 erregte Nebenschlussfeld die Leerlaufspannung, das in Pol 7 erregte Reihenschlussfeld den Spannungsabfall bei Belastung hervorbringt.
Die eingezeichneten Kraftlinien deuten (unter Vernachlässigung von für das Verhalten der Maschine unwesentlichen Streu-und Nebenfeldern) eine bei Belastung mögliche Feldverteilung an. Der Kurzschlussstrom kann durch Änderung des magnetischen Widerstandes im Reihenschlussfeld, vorzugsweise durch Änderung eines regelbaren Luftspaltes s im Pol 7 auf verschiedene Grösse eingestellt werden.
Die statische Charakteristik dieses Stromerzeugers hat bei einer bestimmten Breite des Luftspaltes s etwa den Verlauf 1 in Fig. 2. Das dynamische Verhalten wird nach der Erfindung z. B. in folgender Weise verbessert :
Die Streuung des Reihenschlussfeldes in bezug auf die Arbeitswicklung der Maschine wird künstlich erhöht, vorzugsweise derart, dass sich ein Teil des Feldes im Nebenschluss zum Anker durch einen besonderen Streuweg im Ständer schliesst. Hiezu ist nach Fig. 3 zwischen dem Reihensehlusspol 1 und einem ungleichnamigen Haupt- oder Hi1fspol (Wendepol), hier dem Hauptpol 3, eine magnetisch gut leitende Brücke m angeordnet. Der so geschaffene Streupfad ist mit einer rasche Feldänderungen verhindernden Dämpfung ausgestattet.
Die Dämpfung kann entweder durch die natürlichen dämpfenden Eigenschaften des Streupfadbaustoffes, besonders bei massiver Ausführung des Streupfades, oder durch eine besondere Dämpferwicklung d hervorgerufen werden. Der Streufluss durch den Pfad m belastet zusätzlich die Polschenkel 1 und 3, erhöht also den magnetischen Spannungsabfall in ihnen und verringert dadurch den nutzbaren Anteil des Reihenschlussfeldes. Die statische Charakteristik der Maschine entspricht deshalb schwächerer Gegenverbundwirkung und verläuft etwa nach der Kurve 11 in Fig. 2. Bei raschen Belastungsänderungen bleibt dagegen das Feld im Streupfad m infolge der Dämpfung zunächst gleich.
Die Feldänderungen im Nutzfeld erfolgen dann so, als ob der Streupfad m nicht vorhanden, die Gegenverbundwirkung also ungeschwächt wäre und der Kurve 1 entspräche. Der Zustand der Maschine folgt bei plötzlicher Belastung vom Leerlaufpunkt L aus der Kurve 1, bei plötzlicher Entlastung von Kurzschlusspunkt K aus der Kurve 1'. Der dynamische Wert des Belastungsstromes ist also wesentlich kleiner, der dynamische Wert der Entlastungsspannung wesentlich grösser als der statische Wert.
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Der Streupfad beeinflusst das Verhalten der Maschine um so stärker, je geringer sein magnetischer Widerstand im Verhältnis zu jenem im Reihenschlussnutzfeld ist. Es wird daher zweckmässig der magnetische Widerstand des Nutzfeldpfades grösser als der des Streupfades gemacht. Letzterer soll bei den betriebsmässigen Stromstärken magnetisch ungesättigt sein, damit er nicht im Bereich höherer Betriebsströme unwirksam wird. Es werden zweckmässig in den Streupfad m Hilfsluftspalte eingeschaltet, die aber zusammen kleiner als der Maschinenluftspalt unter den Reihenschlusspolen sein sollen. Man kann auch das Reihenschlussnutzfeld und sein Streufeld über einen gemeinsamen Luftspalt führen, der im Verlauf ihres gemeinsamen magnetischen Pfades, z.
B. in der Polwurzel eines oder mehrerer Reihenschlusspole, angebracht wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Kurzschlusssicherer Stromerzeuger, insbesondere für Lichtbogenschweissung, der ausser dem spannungsaufbauenden Hauptfeld ein den Anker selbständig (d. i. in gesondertem Feldpfad) induzierendes Reihenschlussfeld enthält, das mit steigendem Arbeitsstrom den Spannungsabfall herbeiführt, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verbesserung des dynamischen Verhaltens ein oder mehrere Streupfade des Reihenschlussfeldes mit einer rasche Feldänderungen verhindernden Dämpfung ausgestattet sind, so dass die Durchflutung der induzierten Arbeitswicklung durch das Reihenschlussfeld bei plötzlicher Stromzunahme grösser ist als im Dauerzustand.