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Anordnung zum Lichtbogenschweißen In der Lichtbogenschweißtechnik
ist man bisher unter anderem zwei verschiedene Wege gegangen. So hat man beispielsweise
Mittel- und Hochfrequenzmaschinen für die Lichtbogenschweißung verwendet. Der Grund
hierfür liegt im wesentlichen darin, daß die Lichtbogenhaltung bei höheren Frequenzen
leichter als bei einer technischen Frequenz von etwa 50 Hz ist. Nachteilig ist bei
diesen Anordnungen ein äußerst unangenehmes Lichtbogengeräusch, das sogenannte Heulen
des Lichtbogens.
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Weiterhin ist es bekannt, zum Lichtbogenschweißen Wechselströme technischer
Frequenzen, also beispielsweise von 50 oder 60 Hz, zu verwenden, die den Schweißelektroden
über Trockengleichrichter zugeführt werden. Diese Wechselströme technischer Frequenz
werden zumeist einem Drehstromtransformator entnommen, der über eine Regeldrosselspule
die Trockengleichrichter in Graetzschaltung speist. Zur Kühlung des Gleichrichters
ist im allgemeinen noch ein Ventilatormotor vorgesehen, der einen Lüfter antreibt.
Ein derart ausgebildetes Schweißgerät hat ähnliche dynamische Eigenschaften wie
ein Gleichstromlichtbogenschweißumformer. Es belastet das speisende Netz symmetrisch,
arbeitet jedoch mit schlechterem Leistungsfaktor als ein Gleichstromlichtbogenschweißumformer.
Gegenüber einem Gleichstromlichtbogenschweißuniformer hat das erwähnte Schweißgerät
noch den Nachteil, daß es nur dann verwendet werden kann, wenn ein Drehstromnetz
zur Verfügung steht, während ein Schweißumformer auch durch einen Diesel- oder Benzinmotor
angetrieben werden kann und somit unabhängig davon ist, ob ein speisendes Netz verfügbar
ist. Dafür hat ein Lichtbogenschweißgerät mit aus einem Drehstromnetz gespeisten
Trockengleichrichtern den Vorteil, daß in seinem primären und in seinem sekundären
Stromkreis keine Schleifkontakte, wie beispielsweise Kollektoren oder Schleifringe,
vorhanden sind. Allerdings erfordert die Regeldrosselspule bei einem solchen Gleichrichterschweißgerät
einen ziemlichen Gewichtsaufwand. Außerdem ist sie mit einem regelbaren Luftspalt
versehen, was ebenfalls mit einer gewissen Steigerung des Gewichtsaufwandes verbunden
ist. Die Regeldrosselspule wird daher nicht viel kleiner als der Transformator ausfallen.
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Durch die Erfindung werden die erwähnten Nachteile vermieden. Gemäß
der Erfindung werden die Schweißelektroden von einem vorzugsweise in Gleichpolbauart
ausgebildeten, ein- oder mehrphasigen Mittelfrequenzgenerator über Trockengleichrichter
gespeist. Zur Regelung der Schweißstromstärke kann dabei in üblicher Weise zwischen
den Mittelfrequenzgenerator und den Trockengleichrichter eine Regeldrosselspule
eingeschaltet werden. Während man also bisher zur Lichtbogenschweißung entweder
Wechselströme im Mittelfrequenzgebiet, etwa ab 800 Hz und höher, oder aber aus Wechselströmen
technischer Frequenzen von 50 oder 60 Hz gleichgerichtete Gleichströme verwendet
hat, sieht die Erfindung für die Lichtbogenschweißung eine Gleichrichtung der sonst
unmittelbar zum Schweißen verwendeten Ströme des Mittelfrequenzgebietes vor. Dadurch,
daß gemäß der Erfindung auch bei mittelfrequenten Wechselströmen eine Gleichrichtung
vorgenommen wird, wird das äußerst unangenehme Heulen des Lichtbogens unterdrückt;
gleichzeitig werden die bekannten Vorteile der Verwendung von Mittelfrequenzgeneratoren,
die beispielsweise in einem geringen Baustoffaufwand sowohl für den Generator als
auch gegebenenfalls für die Regeldrosselspule liegen, nutzbar gemacht. Außerdem
ergibt sich, wenn der Generator nach der Gleichpolbauart ausgeführt ist, der Vorteil,
daß Schleifkontakte am rotierenden Teil des Generators entfallen.
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Ein weiterer Vorteil der Anordnung nach der Erfindung liegt darin,
daß bei Anschluß an ein Drehstromnetz eine einseitige Belastung des Netzes vermieden
wird. Außerdem ist die Anordnung gemäß der Erfindung von fremden Stromquellen unabhängig,
da im Bedarfsfalle der Mittelfrequenzgenerator auch durch einen Benzin- oder Dieselmotor
angetrieben werden kann.
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Wird der Mittelfrequenzgenerator in Gleichpolbauart ausgeführt, so
ergibt sich eine weitere Verbesserung des Leistungsfaktors der Anordnung. Zweckmäßig
wird die Gleichstromerregerwicklung des NIittelfrequenzgenerators dann von einem
weiteren Trockengleichrichter gespeist.
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Als Trockengleichrichter können beispielsweise Germanium-Gleichrichter
verwendet werden. Ein' solcher
Germanium-Flächengleichrichter mit
einer Spannung bis 500 Volt kann beispielsweise bis 0,5 Ampere mit Gleichstrom belastet
werden. Er ist nur etwa 18 mm lang und hat einen Durchmesser von etwa 6 mm. Der
Raumbedarf für die Erzeugung der Erregerstromleistung ist mithin minimal.
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In Weiterbildung des Erfindungsgedankens kann der zum Antrieb des
Mittelfrequenzgenerators erforderliche Drehstrommotor eingespart werden, indem der
Ständer des in Gleichpolbauart ausgeführten Mittelfrequenzgenerators mit einer zweiten
Wicklung versehen wird, die von einem selbständigen Netz gespeist ist, d. h., Antriebsmotor
und Mittelfrequenzgenerator werden zu einer einzigen Maschine vereinigt. Die 3.löglichkeit
des reinen Generatorbetriebes durch Antrieb mit Hilfe eines gesonderten Motors bleibt
dennoch erhalten.
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Vorteilhafterweise wird hierbei der Läufer des in Gleichpolbauart
ausgeführten Mittelfrequenzgenerators in seinen der Frequenz des speisenden Drehstroinnetzes
entsprechenden Pollamellen mit Lücken versehen, die der Mittelfrequenz entsprechen.
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I:s empfiehlt sich, den Läufer des in Gleichpolbauartausgeführten
Mittelfrequenzgenerators mit einer Käfigwicklung zum Zwecke des Selbstanlaufes auszurüsten.
Der Mittelfrequenzgenerator läuft dann, sofern ein Drehstromnetz vorhanden ist,
wie ein Kurzschlußläufermotor an.
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Werden die für die Gleichstromerregung des in Gleichpolhauart ausgeführten
Mittelfrequenzgenerators vorgesehenen Trockengleichrichter auf Selbsterregung eingestellt,
so ist es möglich, die Mittelfrequenzmaschine auch als selbständigen Mittelfrequenzgenerator
zu verwenden.
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Zur Erläuterung sind in den Fig. 1 und 2 Ausführungsbeispiele der
Erfindung wiedergegeben.
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Bei der Schaltungsanordnung der Fig. 1 wird der urbewickelte Läufer
L des Mittelfrequenzgenerators durch den Asynchronmotor AM angetrieben, der
aus dem Drehstromnetz R.@T gespeist ist. Die Ständerwicklung D2 des Mittelfrequenzgenerators,
der durch die Gleichstromerregerwicklung E erregt wird, speist über die Regeldrosselspule
D den Trockengleichrichter G, an dessen Gleichstromseite die Schweißelektroden
01 und 02 angeschlossen sind.
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Das Ausführungsbeispiel der Fig. 2 weicht insofern vom Ausführungsbeispiel
der Fig. 1 ab, als hierbei dei-Antriebsmotor mit dem Mittelfrequenzgenerator nu
einer einzigen Maschine vereinigt ist. Zu diesem Zweck trägt der Ständer des Mittelfrequenzgenerators
die Drehstromwicklung Dl, die vom Drehstromnetz RST gespeist wird, sowie die Mittelfrequenzwicklung
D2, die über die Regeldrosselspule D und den Gleichrichter G die Schweißelektroden
01 und 02 speist.
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Für den Anlauf des Mittelfrequenzgenerators ist der an sich wicklungslose
Läufer L mit der Käfigwicklung K versehen. Im Bedarfsfall kann der Läufer K über
die Kuppelscheibe S durch einen gesonderten Motor angetrieben werden.