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.