CH376991A - DC welding generator - Google Patents

DC welding generator

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CH376991A
CH376991A CH8130459A CH8130459A CH376991A CH 376991 A CH376991 A CH 376991A CH 8130459 A CH8130459 A CH 8130459A CH 8130459 A CH8130459 A CH 8130459A CH 376991 A CH376991 A CH 376991A
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CH
Switzerland
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pole
winding
reversing
main
armature
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CH8130459A
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German (de)
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Schwab Erich Dr Dipl-Ing
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Siemens Ag
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc Machiner (AREA)

Description

  

      Gleichstrom-Schweissgenerator       Es ist bekannt, die dynamischen Eigenschaften  von     Gleichstrom-Schweissgeneratoren    durch Anord  nung von Streuzacken zwischen den Haupt- und  Wendepolen zu verbessern. Es ist auch bekannt, den  Generator mit verschiebbaren Bürsten auszustatten,  um eine einfache,     praktisch    stufenlose Einstellung der  verschiedenen Schweissströme zu ermöglichen, Bei  Verschiebung der Bürsten ändert sich die Lage der  durch die Bürsten kurzgeschlossenen Spulen. Es ist  daher, um eine gute     Kommutierung    zu erhalten, er  forderlich, die Wendepole so auszuführen, dass sie  über den ganzen Bereich, über den die Bürsten ver  schoben werden können, ein brauchbares Wendefeld  erzeugen.

   Man hat auch schon einen     Gleichstrom-          Schweissgenerator    mit     Grunderregung    durch eine im       Nebenschluss    liegende oder fremderregte Wicklung mit  einer vom Schweissstrom durchflossenen Gegenwick  lung ausgerüstet, um eine abfallende     Stromspannungs-          Charakteristik    hervorzurufen und     ferner    die Gegen  wicklung auf den     Polschuhen,    der Wendepole unter  Umschlingung je eines zwischen zwei Wendepolen  liegenden     Hauptpoles    angeordnet,

   um eine zu feste       transformatorische    Kopplung zwischen den vom  Hauptstrom durchflossenen Gegenwindungen und der  Grunderregung zu     vermeiden.    Von den genannten  Massnahmen wurde bei den bekannten Schweissgene  ratoren jeweils nur eine oder zwei     zusammen    ange  wendet.  



  Die Erfindung besteht dagegen in der kombinier  ten Anwendung folgender an sich bekannter Merk  male<I>a</I> und<I>b</I> mit dem neuen Merkmal c bei einem       Gleichstrom-Schweissgenerator:     a) einseitig zwischen Wendepol und Hauptpol ange  ordnete Streuzacken,  b) verschiebbare Bürsten,    c) vom Ankerstrom durchflossene Gegenreihen  schlusswicklung, die den Hauptpol und den in der  Drehrichtung folgenden Wendepol gemeinsam um  schlingt.  



  Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den       Fig.    1 und 2 dargestellt. Sie zeigt schematisch einen  Teil der Pole und des Ankers eines     Gleichstrom-          Schweissgenerators    in     geradegestreckter    Darstellung,  und zwar     Fig.    1 bei Bürstenstellung für den grössten  Schweissstrom und     Fig.    2 bei Bürstenstellung für den  kleinsten     Schweissstrom.     



  1 ist jeweils der Anker eines     Gleichstrom-Schweiss-          generators,    der die Ankerwicklung 2 trägt. 3 ist das  Joch der Maschine, an dem die Hauptpole 4 und die  Wendepole 5 befestigt sind. Auf den Hauptpolen 4  sitzt die Erregerwicklung 6, die selbst- oder fremd  erregt sein kann. Eine     Gegenreihenschlusswicklung    7,  die so vom Ankerstrom     durchflossen    wird, dass sie der       Durchflutung    der Erregerwicklung 6 entgegenwirkt,  umschlingt sowohl den Hauptpol 4 als auch den in der  Drehrichtung folgenden Wendepol 5.

   Für die einge  zeichnete Stromrichtung der     Erregerwicklung    6, dar  gestellt durch O und     (--"1,    wird durch diese der eine  Hauptpol zu einem Nordpol N und der andere zu       einem    Südpol S. Der in den Anker eingetretene Nutz  fluss der Hauptpole ist in der     Fig.    1 mit     09.    und in       Fig.2    mit     Ok    bezeichnet. Die auf den Wendepolen  sitzende     Wendepolwicklung    8 erregt im Zusammen  wirken mit der Ankerwicklung die Wendepole so, dass  die eingetragenen     .Polaritäten   <I>s</I> und<I>n</I> entstehen.  



  Zwischen jeweils einem Hauptpol 4 und einem in  der Drehrichtung nachfolgenden Wendepol 5 ist ein  Streuzacken 9 angeordnet, der durch den Streuluft  spalt     d,    vom Wendepol getrennt ist. Für die Wirkungs  weise der Maschine ist es     grundsätzlich    gleichgültig,  ob der Streuzacken am Hauptpol oder am Wendepol  angeordnet ist. Wird der     Ankerwicklung    ein Strom      entnommen, dann gelten für die     Ankerwicklung    2,  die     Wendepolwicklung    8 und die     Gegenreihenschluss-          wicklung    7 die eingetragenen Stromrichtungen.

   Der  Ankerwicklung 2 wird der Strom über den     Kommu-          tator    und über die     Kommutatorbürsten    entnommen,  deren fiktive Stellung am Ankerumfang durch die  Bürsten 10 und 11 angedeutet ist, und zwar in     Fig.    1  in der Stellung für den grössten Schweissstrom und in  der     Fig.    2 in der Stellung für den kleinsten Schweiss  strom.

   Die durch die Art der     Ankerwicklung    und die  Bürstenbreite bedingte Wendezone ist durch die  Grenzlagen der einzelnen beim     Kommutierungsvor-          gang    kurzgeschlossenen Spulen für die Stellung ent  sprechend dem grössten Schweissstrom in     Fig.    1 mit 12,  in     Fig.    2 für die Stellung entsprechend dem kleinsten  Schweissstrom mit 13 bezeichnet. Um eine praktisch       funkenfrei    kommutierende Maschine zu erhalten, ist  es erforderlich, dass der Einfluss der Hauptpole auch  in den äussersten Grenzstellungen der kommutieren  den Spulen in zulässigen Grenzen bleibt.

   Man wird  die rechte Grenzlage der Wendezone für die Stellung  beim grössten Schweissstrom entsprechend     Fig.l          zweckmässigerweise    so festlegen, dass sie noch unter  dem rechten Teil des     Wendepolschuhes    liegt, während  die linke Grenzlage der Wendezone sich entsprechend       Fig.    2 innerhalb der     streuzackenfreien    Pollücke zwi  schen Wende- und den Hauptpolen befindet.

   Dies ist  zulässig, da mit Rücksicht auf die wesentlich kleinere       Reaktanzspannung    bei kleineren Schweissströmen und  das     Kommutierungsvermögen    der Kohlebürsten das  mittlere Wendefeld kleiner gewählt werden kann, um  eine     funkenfreie        Kommutierung    bei kleineren Schweiss  strömen zu erhalten. Es wird so eine gute Ausnützung  der Ankeroberfläche erreicht, wodurch wiederum die  Verwendung einer kleineren Maschine bei gleicher       Leistung    möglich ist.  



  Die     Gegenreihenschlusswicklung    7 hat die Auf  gabe, bei Stellung der Bürsten für grossen Schweiss  strom (siehe     Fig.    1) die     aufkompoundierende    Wirkung  der Ankerwicklung     aufzuheben.    Es ergibt sich darüber  hinaus eine resultierende     Durchflutungs-Gegenkom-          ponente,    die den von den Wendepolen erzeugten, mit  dem Hauptpol nicht verketteten     aufkompoundieren-          den        Wendeflussanteil    mehr als     aufhebt,    so dass der  gewünschte starke Abfall der Klemmenspannung mit  dem Belastungsstrom entsteht.

   Für die Stellung für  kleinere Schweissströme (siehe     Fig.    2) wird die     gegen-          kompoundierende    Wirkung der     Ankerwicklung    durch  die     Gegenreihenschlusswicklung    7 in bezug auf die  Erregerwicklung 6 verstärkt. Diese Wirkung auf das  Hauptfeld und der bei dieser Stellung     gegen-          kompoundierende        Flussanteil    der Wendepole hat zur  Folge, dass der Schweissstrom, wie beabsichtigt, klei  ner wird und so auf einfache Weise durch Bürstenver  schiebung der für einen Schweissgenerator gewünschte       Schweissstrombereich    eingestellt werden kann.  



  Für die Ausbildung des nutzbaren Wendelpol  flusses, der in den Anker eintritt, ist die Summe der       Windungszahlen    der     Wendepolwicklung    8 und der       Gegenreihenschlusswicklung    7 massgebend. Bei glei-         chem        Wendepol-Luftspalt    -und gleicher Ankerwick  lung kann die     Windungszahl    der die Wendepole allein  umschlingenden     Wendepolwicklung    8 um die     Win-          dungszahl    der     Gegenreihenschlusswicklung    verklei  nert werden.

   Die     Gegenreihenschlusswicklung    7 liegt  mit einer Seite in der     streuzackenfreien    Lücke zwi  schen Haupt- und Wendepol und ist in einer     nut-          artigen    Aussparung 14 des     Hauptpolschuhes    unter  gebracht, während die andere Seite der Gegenreihen  schlusswicklung in der anderen     streuzackenfreien    Pol  lücke liegt und     gewissermassen    eine Verlängerung der       Wendepolspule    8 in Richtung zum Anker darstellt.

    Dadurch, dass die     Gegenreihenschlusswicklung    7 sehr  nahe an die Ankerwicklung     herangeschoben    ist, ist  eine zu feste     transformatorische    Kopplung mit der       Haupterregerwicklung    6 vermieden. Wenn die Gegen  reihenschlusswicklung so nahe wie möglich an die  Ankerwicklung herangebracht wird, so wird etwa das  selbe erreicht wie bei Anordnung der Gegenreihen  schlusswicklung an der Ankeroberfläche. Die gleiche  Wirkung könnte auch erzielt werden, wenn ohne       Gegenreihenschlusswicklung    im Ständer die Bürsten  um ein äquivalentes Stück in Drehrichtung verschoben  werden.

   Eine solche Bürstenverschiebung wäre aber  sehr unzweckmässig,     weil    dadurch eine Verkürzung  der rechten     Hauptpolschuhenden    und eine Verlänge  rung der linken     Wendepolschuhe        erforderlich    wäre,  wenn nicht die     Kommutierung    einerseits durch das       Hauptpolfeld    empfindlich gestört werden soll und  wenn anderseits das erforderliche Wendefeld vor  handen sein soll. Es würde sich also eine schlecht  ausgenützte Maschine mit kleinem     Hauptpolbogen     ergeben.  



  Für die Ausbildung des Streuflusses über den  Streuzacken und den     Streuluftspalt        8,    ist die Summe  der     Durchflutungen    der Erregerwicklung 6 und der  allein die Wendepole umschlingenden     Wendepolwick-          lung    8 massgebend. Gegenüber einer Ausführung, bei  der die     Gegenreihenschlusswicklung    nur den Haupt  pol umschlingt, ist wohl dieser     Summenwert    der  gleiche, aber der Kupferaufwand für die Wendepole  und die     Gegenreihenschlusswicklung    geringer.

   Mit  Rücksicht auf die wesentlich bessere Entkopplung der       Gegenreihenschlusswicklung    7 und der Hauptpol  Erregerwicklung 6 kann der über den Streuzacken sich  ausbildende     Streufluss,    bei gleichem dynamischen Ver  halten des Schweissgenerators, kleiner gewählt werden.  Der Streuzacken kann also in radialer Richtung nie  driger bemessen werden. Dadurch, dass die Gegen  reihenschlusswicklung 7 im wesentlichen in den Pol  lücken angeordnet ist, ist eine Verringerung der Höhe  der Erregerspulen auf dem Hauptpol und auf dem  Wendepol erzielt. Beide Wirkungen verringern den       Jochinnendurchmesser    bei gleichem Ankerdurch  messer und damit die äusseren Abmessungen des  Schweissgenerators.



      Direct current welding generator It is known that the dynamic properties of direct current welding generators can be improved by arranging scatter spikes between the main and turning poles. It is also known to equip the generator with displaceable brushes in order to enable a simple, practically stepless adjustment of the various welding currents. When the brushes are displaced, the position of the coils short-circuited by the brushes changes. In order to obtain good commutation, it is therefore necessary to design the reversing poles in such a way that they generate a useful reversing field over the entire area over which the brushes can be moved.

   A direct current welding generator has also been equipped with basic excitation by a shunted or separately excited winding with a counter-winding through which the welding current flows, in order to produce a falling current-voltage characteristic and also the counter-winding on the pole pieces, one between the reversing poles two reversing poles arranged lying main poles,

   in order to avoid too tight a transformer coupling between the counter windings through which the main current flows and the basic excitation. Of the measures mentioned, only one or two of the known welding generators were used together.



  The invention, on the other hand, consists in the combined application of the following known features <I> a </I> and <I> b </I> with the new feature c in a direct current welding generator: a) on one side between the reversing pole and the main pole arranged scattering prongs, b) movable brushes, c) counter-series winding through which the armature current flows, which loops around the main pole and the reversing pole following in the direction of rotation.



  An embodiment of the invention is shown in FIGS. It shows schematically part of the poles and the armature of a direct current welding generator in a straight representation, namely FIG. 1 in the brush position for the largest welding current and FIG. 2 in the brush position for the smallest welding current.



  1 is the armature of a direct current welding generator that carries the armature winding 2. 3 is the yoke of the machine to which the main poles 4 and the reversing poles 5 are attached. The excitation winding 6, which can be self-excited or externally excited, sits on the main poles 4. An opposing series winding 7 through which the armature current flows in such a way that it counteracts the flow through the excitation winding 6 wraps around both the main pole 4 and the reversing pole 5 following in the direction of rotation.

   For the current direction drawn in the field winding 6, represented by O and (- "1, through this one main pole becomes a north pole N and the other a south pole S. The useful flow of the main poles entered into the armature is in the Fig. 1 is denoted by 09. and in Fig. 2. The reversing pole winding 8 seated on the reversing poles excites the reversing poles in cooperation with the armature winding so that the entered polarities <I> s </I> and <I> n </I> arise.



  Between each main pole 4 and a reversing pole 5 following in the direction of rotation, a scattering prong 9 is arranged, which is separated from the reversing pole by the scattered air gap d. For the way in which the machine works, it does not matter whether the spike is located on the main pole or on the reversing pole. If a current is drawn from the armature winding, then the current directions entered apply to the armature winding 2, the reversing pole winding 8 and the back-to-back winding 7.

   The armature winding 2 receives the current via the commutator and the commutator brushes, the fictitious position of which is indicated on the armature circumference by the brushes 10 and 11, namely in FIG. 1 in the position for the greatest welding current and in FIG in the position for the smallest welding current.

   The turning zone determined by the type of armature winding and the brush width is due to the limit positions of the individual coils short-circuited during the commutation process for the position corresponding to the largest welding current in FIG. 1 with 12, in FIG. 2 for the position corresponding to the smallest welding current 13 designated. In order to obtain a practically spark-free commutating machine, it is necessary that the influence of the main poles remains within permissible limits even in the extreme limit positions of the commutating coils.

   The right limit position of the turning zone for the position with the greatest welding current according to Fig. 1 is expediently set so that it is still under the right part of the reversible pole shoe, while the left limit position of the turning zone is located between the turning point, as shown in FIG - and the main pole is located.

   This is permissible because, taking into account the significantly lower reactance voltage with smaller welding currents and the commutation capacity of the carbon brushes, the mean turning field can be selected to be smaller in order to obtain spark-free commutation with smaller welding currents. In this way, good utilization of the armature surface is achieved, which in turn enables the use of a smaller machine with the same output.



  The reverse series winding 7 has the task of canceling the compounding effect of the armature winding when the brushes are in position for large welding current (see FIG. 1). In addition, there is a resultant counter-flow component which more than cancels the compounding reversal flux component generated by the reversing poles and not linked to the main pole, so that the desired sharp drop in terminal voltage with the load current occurs.

   For the position for smaller welding currents (see FIG. 2), the counter-compounding effect of the armature winding is increased by the counter-series winding 7 with respect to the excitation winding 6. This effect on the main field and the counter-compounding flux component of the reversing poles in this position has the consequence that the welding current becomes smaller, as intended, and the welding current range desired for a welding generator can be set in a simple manner by shifting the brushes.



  For the formation of the usable helical pole flux that enters the armature, the sum of the number of turns of the reversible pole winding 8 and the opposing series winding 7 is decisive. With the same reversible pole air gap and the same armature winding, the number of turns of the reversible pole winding 8 that wraps around the reversible poles alone can be reduced by the number of turns of the opposing series winding.

   The back-to-back series winding 7 lies with one side in the gap between the main and reversing poles and is placed in a groove-like recess 14 of the main pole shoe, while the other side of the back-to-back series winding is in the other gap-free pole gap and to some extent an extension of the Represents reversing pole coil 8 in the direction of the armature.

    Because the opposing series winding 7 is pushed very close to the armature winding, an excessively tight transformer coupling with the main excitation winding 6 is avoided. If the back-to-back series winding is brought as close as possible to the armature winding, roughly the same is achieved as when the back-to-back series winding is arranged on the armature surface. The same effect could also be achieved if the brushes are shifted by an equivalent amount in the direction of rotation without an opposing series winding in the stator.

   Such a brush shift would be very inexpedient because it would require a shortening of the right main pole shoe ends and an extension of the left reversible pole shoes if the commutation is not to be disturbed by the main pole field on the one hand and if the required reversing field is to be available on the other. This would result in a poorly used machine with a small main pole arc.



  For the formation of the leakage flux via the scatter spikes and the scattered air gap 8, the sum of the flows through the excitation winding 6 and the reversing pole winding 8 which only wraps around the reversing poles is decisive. Compared to a version in which the counter-series winding only wraps around the main pole, this total value is probably the same, but the copper expenditure for the reversing poles and the counter-series winding is lower.

   In view of the much better decoupling of the opposing series winding 7 and the main pole of the excitation winding 6, the leakage flux that forms over the spikes can be selected to be smaller with the same dynamic behavior of the welding generator. The spike can therefore never be dimensioned driger in the radial direction. Because the back-to-back series winding 7 is arranged essentially in the pole gaps, a reduction in the height of the excitation coils on the main pole and on the reversing pole is achieved. Both effects reduce the yoke inside diameter with the same armature diameter and thus the external dimensions of the welding generator.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Gleichstrom - Schweissgenerator, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale: a) einseitig zwischen Wendepol und Hauptpol ange ordnete Streuzacken, b) verschiebbare Bürsten, c) vom Ankerstrom durchflossene Gegenreihen schlusswicklung, die den Hauptpol und den in Drehrichtung folgenden Wendepol gemeinsam um schlingt. UNTERANSPRÜCHE 1. Schweissgenerator nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Gegenreihenschluss- wicklung an den streuzackenfreien Lücken zugekehrten Längsflächen des Haupt- und Wendepols anliegt. 2. PATENT CLAIM Direct current welding generator, characterized by the combination of the following features: a) stray prongs arranged on one side between the reversing pole and the main pole, b) displaceable brushes, c) counter-series winding through which the armature current flows and which wraps around the main pole and the reversing pole following in the direction of rotation. SUBClaims 1. Welding generator according to patent claim, characterized in that the opposing series winding rests on the longitudinal surfaces of the main and turning poles facing the gaps free of scattering prongs. 2. Schweissgenerator nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptpolschuh an der streuzackenfreien Längsseite eine Nut zur Aufnahme der Gegenreihenschlusswick- lung hat. Welding generator according to patent claim and dependent claim 1, characterized in that the main pole piece has a groove on the longitudinal side which is free of scattering prongs for receiving the counter-series winding.
CH8130459A 1958-12-09 1959-12-01 DC welding generator CH376991A (en)

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DES60885A DE1120569B (en) 1958-12-09 1958-12-09 DC welding generator

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CH376991A true CH376991A (en) 1964-04-30

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CH8130459A CH376991A (en) 1958-12-09 1959-12-01 DC welding generator

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DE (1) DE1120569B (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH253058A (en) * 1946-10-12 1948-02-15 Bbc Brown Boveri & Cie DC generator, in particular for welding purposes.

Also Published As

Publication number Publication date
DE1120569B (en) 1961-12-28

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