CH176091A - Gleichstrom-Generator mit Nebenschlusserregung, für regelbare Kurzschlussstromstärke, insbesondere für Schweisszwecke. - Google Patents

Description

  Gleichstrom-Generator finit Nebenschlusserregung, für regelbare Kurzschlussstromstärke,  insbesondere für Schweisszwecke.    An einen Schweissgenerator werden fol  gende Anforderungen gestellt:     -          a)    Einstellmöglichkeit verschiedener  Schweissströme (verschiedener statischer Cha  rakteristiken) ohne     Verwendung    eines Wi  derstandes im     Hauptstromkreis.     



  b) Erzielung der beim normalen Schweiss  betrieb notwendigen Charakteristik (dyna  mische Charakteristik, siehe Z. d. V. d. J.  1931, S. 263).  



  c) Vermeidung zu grosser Anfangskurz  sGhlussströme zum Zünden, insbesondere bei       Einstellung    kleiner Schweissströme.  



       Gegenstand    der Erfindung ist ein Gleich  stromgenerator mit Nebenschlusserregung für  regelbare Kurzschlussstromstärke, insbeson  dere für Schweisszwecke,     wobei    der Generator  ausser der Nebenschlusswicklung eine bei zu  nehmendem Hauptstrom auf eine Zunahme  des Feldes hinwirkende Hilfswicklung     trägt,     die beide zusammen.

   magnetisch starr gekup  pelt sind, das heisst im gleichen     magnetischen       Kreis direkt nebeneinander liegen, und wobei  ferner eine vom Hauptstrom durchflossene  feldschwächende Wicklung vorhanden ist,  deren magnetische Kupplung mit den beiden  erstgenannten Wicklungen gelöst ist, zum  Zwecke, dass das mit -der Hilfswicklung ver  kettete     Feld    bei plötzlichen Stromänderungen  langsam (gedämpft)     und,das    mit der Haupt  stromwicklung     verkettete    Feld möglichst  rasch (ungedämpft) sich ändert.  



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



  Der Aufbau und die Wirkungsweise der  Maschine sollen anhand von zweipoligen Ma  schinen beschrieben werden. Sinngemäss kann  die Erfindung ohne     weiteres    auf eine mehr  polige Maschine übertragen werden.  



  Die Maschine nach Fig. 1 besitzt ein       Hauptbürstenpaar    A B, von dem in normaler  Art der Hauptstrom der     Maschine    abge-      nommen wird, und ferner ein Hilfsbürsten  paar<I>a b,</I> welches drehbar angeordnet ist.     Die     Hauptpole PH des Stators besitzen je drei  Wicklungen: Eine an die     Hauptbürsten    an  geschlossene Nebenschlusswicklung I, eine  Compoundwicklung II, die von den Hilfs  bürsten a, b gespeist wird, und eine vom  Hauptstrom durchflossene     Gegenkompound-          wicklung    III, deren Kupplung mit den bei  den erstgenannten durch     Streupfade    gelöst  ist. Die Wendepole Pw sind in normaler  Weise erregt.  



  Die Wirkungsweise ist     wie    folgt: An  den Hilfsbürsten<I>a, b</I> 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 Längsase ist bei Leer  lauf die Spannung an den Hilfsbürsten =       Null,    bei Verdrehung im     Uhrzeigersinn        (ein-          gezeichnete    Stellung) wird, unter Annahme  .der     eingezeichneten    Polarität der Hauptbür  sten, die Bürste<I>a</I> gegenüber<I>b</I>     positiv    und  wird negativ bei Verdrehung gegen den     Uhr-          zeigersinn.    Wird nun die     Maschine    belastet,

    so wird durch das jetzt     entstehende    Quer  feld in den zwischen a und b liegenden Rotor  spulen zusätzlich eine Spannung induziert  mit der Wirkung, dass bei in der Längsachse  liegenden Bürsten a, b, die Bürste a gegen  über der Bürste b mit     steigendem    Strom  stetig negativer wird.

   Die Spannung an den       Hilfsbürsten    kann     somit        bei    einer     bestimmten     Stellung der letzteren ihre Polarität zwischen  Null und Vollast ändern.     Somit    kann durch  geeignete Wahl der Lage .der Hilfsbürsten  erreicht werden, dass im Leerlauf eine  spannungsverkleinernde Wirkung     zustande     kommt, die mit zunehmender     Belastung    ver  schwindet, das heisst in eine spannungsver  grössernde Wirkung übergeht, weil die Hilfs  bürstenspannung jetzt feldverstärkend wirkt.

    Durch Verdrehen der Hilfsbürstenachse aus  der Polachse in der     Drehrichtung    ist     also    ein  Mittel gegeben, die Leerla ufspannung der       Maschine    klein zu halten und, weil die Höhe  derselben     massgebend    ist für die Grösse des  Anfangskurzschlussstromes, diesen zu ver-    kleinern. Bei geeigneter Wahl der Sättigung  wird bei     langsamer        Belastung    die Spannung  zunächst steigen, so dass ein Kurvenverlauf  nach Abb. 2 erhalten wird.  



  Die     Einstellung    verschiedener Schweiss  ströme kann von der eingezeichneten Bürsten  stellung f aus durch Verdrehen der Hilfs  bürsten geschehen. Zur     Erreichung    kleinerer  Ströme müssen diese     entsprechend    mehr im  Sinne der Drehrichtung     verdreht    werden;  dadurch wird bei     Einstellung    auf immer  kleiner werdende     Schweissströme    die     Gegen-          kompoundierung    im Leerlauf     stetig    grösser,  .das heisst die Leerlaufspannung und damit  .der momentane Kurzschlussstrom kleiner, was  ja erwünscht ist.  



       Statt    durch Verdrehen der Hilfsbürsten,  kann auch mit     einem        regulierbaren    Vor  schaltwiderstand r, Abb. 3, bei fester Bür  stenstellung reguliert werden. Die Hilfswick  lung II ist dabei bezüglich Anschluss an die  Hilfsbürsten und bezüglich Wicklungssinn in  genau gleicher Weise zu verbinden,     wie    dies  in Abb. 1 angegeben ist, nur mit dem Unter  schied, dass an irgend einer Stelle des Strom  kreises ein Widerstand r eingeschaltet ist.

    Um mit     abnehmenden    Schweissströmen einen  immer kleiner werdenden Stosskurzschluss  strom zu erhalten, ist es hier allerdings not  wendig, als     feste    Bürstenstellung eine von  ,der     Polmitte        aus    gegen die Drehrichtung ver  schobene Hilfsbürstenachse g zu wählen.  



       Die    erwünschte dynamische Charakteri  stik kann     dadurch    erreicht     werden,    dass die  beiden -Wicklungen I und II auf dem vom  Anker entfernten Teil des Polkernes ange  bracht werden, wobei die     Gegenkompoundie-          rung    III 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     Abb.    1  zu ersehen ist.

   Diese Polstücke bilden einen  magnetischen     Shunt    zum Zwecke, das durch  die Wicklung     III    erzeugte Gegenfeld     mög-          lichst.dämpfungslos    weiter zu leiten. Denn  ohne Anwesenheit dieses magnetischen     Shunt-          weges    würde bei     raschen        .Stromänderungen          .das    Gegenfeld     gezwungen        sein.,    den Weg      durch die in sich     geschlossenen    Wicklungen  I und II zu nehmen, wobei durch die starre  magnetische Kupplung transformatorisch in  diesen Ströme induziert würden,

   die einer  raschen Änderung des Gegenfeldes entgegen  wirken,     das    heisst seine Ausbildung verlang  samen würden. Mit Hilfe des magnetischen  Shunts wird diese magnetische Kupplung  lose, so dass die Änderung des mit III ver  ketteten Fluges ungedämpft und damit die  Änderung der Ankerspannung mit. dem Strom  rasch erfolgt. Um dies noch wirksamer zu  gestalten, ist es ratsam, das Joch zu lamme  lieren, oder     wenigstens    teilweise, indem zum  Beispiel zwischen den Punkten d und     e     Bleche befestigt werden, wie dies in der Ab  bildung angedeutet ist.  



  Die Lösung der Kupplung zwischen den  Erregerwicklungen kann auch in anderer  Weise erfolgen, so zum Beispiel kann das  Gegenfeld auch in einem vollständig getrenn  ten magnetischen Kreis erzeugt werden.  Hierfür wird beispielsweise ein in axialer  Richtung     daneben    angeordneter     Eisenteil     verwendet, der nur mit     Gegenkompound-          ampèrewindungen    versehen ist; die Regulie  rung der verschiedenen     Schweissströme    ge  schieht nun beispielsweise dadurch, dass die  ser Eisenteil im Gehäuse verdreht wird, wobei  jeder Stellung ein anderer     Kompoundierungs-          grad    und damit eine andere statische Charak  teristik entspricht.  



  Werden zwei getrennte Eisenkörper ver  wendet, dann kann auch die Wicklung II  unter Fortfall der Hilfsbürsten eine unmittel  bar vom     Hauptstrom        erregte    feldverstär  kende Kompoundwicklung auf dem ersten  Eisenteil sein, und der andere Eisenteil, wel  cher die feldschwächende Hauptstromwick  lung trägt, wie eben beschrieben, zur Ein  stellung verschiedener Kurzschlussströme im  Gehäuse drehbar angeordnet sein.  



  Eine andere Art, die Kupplung zwischen  den Erregerwicklungen zu lösen, wäre fol  gende: Zur Ausbildung und Führung des  Gegenfeldes können, wie aus Abb. 4 ersicht  lich, auch die Wendepolwicklung und die  Wendepolkerne benutzt werden. Zu diesem    Zwecke ist es nur nötig, den normalen  Wendepolschuh S mit einem zusätzlichen  Schuh     S",    der möglichst nahe an das Anker  eisen gebracht wird, zu versehen. Die Be  deutung der Bezeichnung ist im     übrigen    die  gleiche wie in Abb. 1. Bei dieser Anord  nung wird durch die Wendepolwicklung  nicht nur das normale Kommutierungsfeld,  sondern mit Hilfe der erwähnten Polschuhe       S'    zugleich auch das für eine günstige dyna  mische Charakteristik     notwendige    Gegenfeld  erzeugt.

   Dadurch ergibt sich einerseits der       Vorteil,    dass die Hauptpole nur noch die  Nebenschlusswicklung und die Hilfswicklung  tragen und anderseits, dass die magnetmoto  rischen Kräfte dieser beiden Wicklungen  nicht ein zusätzliches Streufeld erregen kön  nen, wodurch die aktiven Statoreisenteile  kleiner gehalten werden     können.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Gleichstromgenerator mit Nebenschluss erregung, fürs regelbare Kurzschlussströme, insbesondere für Schweisszwecke, -dadurch gekennzeichnet, dass der Generator ausser einer Nebenschlusswicklung eine kompoundie- rende, das heisst bei zunehmendem Haupt strom auf eine Zunahme des Feldes hinwir kende Hilfswicklung trägt, die beide zusam men magnetisch starr gekuppelt sind, das heisst im gleichen magnetischen Kreis direkt nebeneinander liegen, und dass ferner eine vom Hauptstrom durchflossene feldschwä chende Wicklung vorhanden ist, deren mag netische Kupplung mit .den beiden erstge nannten Wicklungen gelöst ist, zum Zwecke,

   .dass das mit der Hilfswicklung verkettete Feld bei plötzlichen Stromänderungen lang sam (gedämpft) und das mit der Haupt verkettete Feld möglichst rasch (ungedämpft) sich ändert. UNTERANSPRüCHE 1. Gleichstromgenerator nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetische Entkupplung der Polwick lungen durch Eisenstücke erreicht wird, welche sich zwischen der feldschwächen- ,den Wicklung einerseits und der Neben schluss- und Hilfswicklung anderseits be finden. 2.

   Gleichstromgenerator nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfswicklung derart von drehbar an geordneten Hilfsbürsten gespeist wird, dass bei Belastung eine kompoundierende Wirkung erzeugt wird. 3. Gleichstromgenerator nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass für .die Regelung auf verschiedene Schweiss ströme die Hilfsbürsten verschiebbar an geordnet sind. 4.

   Gleichstromgenerator nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass für die Regelung auf verschiedene Schweiss ströme bei fester Hilfsbürstenstellung ein regelbarer, vor die Hilfswicklung ge schalteter Widerstand vorhanden ist, wobei, zur Erreichung von mit abneh menden Schweissstromstärken kleineren Stosskurzschlussströmen, die feste Bür stenstellung gegenüber der Polachse gegen die Drehrichtung verschoben liegt. 5.

   Gleichstromgenerator nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass zum Zweck der magnetischen Entkupp- lung der Polwicklungen das Statoreisen in axialer Richtung in zwei Teile aufge teilt ist, wovon der eine die Nebenschluss- und eine feldverstärkende Hilfswicklung trägt, während der andere nur mit der vom Hauptstrom durchflossenen Gegen feldwicklung versehen ist. 6. Gleichstromgenerator nach Unteran spruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfswicklung eine unmittelbar vom Hauptstrom durchflossene, feldverstär kende Kompoundwicklung ist. 7.

   Gleichstromgenerator nach Unteran spruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwecks Regelung auf verschiedene Schweissströme der die Hauptstrom Gegenfeldwicklung tragende Eisenteil im Gehäuse drehbar angeordnet ist. B. Gleichstromgenerator nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass sich auf dem Hauptpolkern nur die Neben schluss- und die Hilfswicklung befinden, während die feldschwächende Haupt stromwicklung durch die Wendepolwick lung gebildet ist, wobei an jedem Wende polkern ein zusätzlicher, zwischen dem normalen Wendepolschuh und dem Hauptpolschuh möglichst nahe an dem Ankereisen liegender Hilfsschuh ange bracht ist, der so liegt, dass das Haupt feld bei Belastung geschwächt wird.