DE1148672B

DE1148672B - Vorrichtung zur Stromerzeugung fuer das elektrische Bogenschweissen

Info

Publication number: DE1148672B
Application number: DES81976A
Authority: DE
Inventors: Albi Rudaz
Original assignee: Ateliers de Secheron SA
Current assignee: BBC Secheron SA
Priority date: 1961-12-01
Filing date: 1962-10-10
Publication date: 1963-05-16
Also published as: CH372771A; US3219881A; GB1011396A; BE625543A; FR1335812A

Description

Beim Lichtbogenschweißen hängen die Qualität und das Aussehen der Schweißnaht, abgesehen von den verwendeten Elektroden, von der elektrischen Stabilität des Bogens ab. Diese Bogenstabilität ist eng mit der Form der statischen Charakteristik des Schweißapparates sowie mit der Form des von ihm abgegebenen Stromes verbunden.

Bei bekannten Schweißapparaten mit fallender Spannungs-Strom-Charakteristik, welche zum Handschweißen dienen, bewirken die vom Schweißer herrührenden Veränderungen der Bogenlänge Spannungsänderungen im Bogen, welche je nach der Form der statischen Charakteristik mehr oder weniger starke Veränderungen des Stromes hervorrufen. Diese Stromänderungen wirken sofort auf das Aussehen der Schweißnaht. Je größer diese Veränderungen sind, um so mehr Unregelmäßigkeiten weist die Schweißnaht auf, denn die Abschmelzgeschwindigkeit der Elektrode ist proportional dem Schweißstrom. Die vorliegende Erfindung bezweckt, diesen Nachteilen abzuhelfen, indem der Schweißstrom soviel wie möglich unabhängig von den Bewegungen des Schweißers gemacht wird.

Die Stabilität eines Gleichstrombogens ist leicht zu erreichen; beim Wechselstrombogen bildet jedoch der Durchgang des Stromes durch den Nullpunkt eine Schwierigkeit für das Stabilisieren. Bei jedem Durchgang durch den Nullpunkt löscht der Bogen aus; anschließend wird er wieder dank einer momentanen Überspannung und einer gewissen thermischen Trägheit gezündet. Daraus ergibt sich, daß die Stabilität des Bogens davon abhängt, wie schnell der Strom durch den Nullpunkt geht. Erfindungsgemäß soll diese Geschwindigkeit erhöht werden, ohne daß man hierzu Frequenzen benötigt, welche höher als die üblichen in der Industrie gebrauchten Frequenzen sind, jedoch indem man dem Schweißstrom im Nullpunkt eine größere Neigung als diejenige der Sinuswelle in diesem Punkt erteilt.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Stromerzeugung für das elektrische Bogenschweißen, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß sie zwei identische elektrische Einheiten aufweist, welche voneinander magnetisch unabhängig sind und deren jede drei Magnetkerne enthält, wovon einer einem Transformator zum Senken der Spannung, ein weiterer einer Induktanz mit sättigbarem Kern und der dritte einer Sperrinduktanz zugehört, wobei die Primärwicklungen aus beiden Transformatoren hintereinandergeschaltet sind, daß ferner in jeder der beiden Einheiten der Transformator mit der Induktanz mit sättigbarem Kern derart kombiniert ist, daß Vorrichtung zur Stromerzeugung
für das elektrische Bogenschweißen

Anmelder:

Societe anonyme des Ateliers de Secheron,
Genf (Schweiz)

ίο Vertreter: Dipl.-Ing. R. Magenbauer, Patentanwalt,
Eßlingen/Neckar, Hölderlinweg 58

Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 1. Dezember 1961 (Nr. 14 009)
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Albi Rudaz, Chatelaine, Genf (Schweiz),
ist als Erfinder genannt worden

die Sekundärwicklung des Transformators gleichzeitig als Arbeitswicklung der Induktanz dient, daß ferner in jeder dieser Einheiten die beiden genannten Induktanzen miteinander derart kombiniert sind, daß die Vormagnetisierungswicklung der Induktanz mit sättigbarem Kern gleichzeitig als Wicklung der zweiten Induktanz dient und somit auch als Element zur mindestens teilweisen Sperrung der 1. Harmonischen des Arbeitsstromes wirkt, daß die beiden Induktanzen einer jeden Einheit zusammen einen magnetischen Verstärker bilden und daß eine der genannten drei Wicklungen einer Einheit mit der analogen Wicklung der anderen Einheit in Opposition steht, um zu verhindern, daß irgendeine Spannung der Grundfrequenz in den Vormagnetisierungskreis induziert wird und daß die Vormagnetisierung jeder Einheit nur auf die eine Hälfte der Wechselspannung wirkt.

Die Zeichnung zeigt beispielsweise eine Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 1 zeigt ein elektrisches Schaltschema;
Fig. 2 zeigt den Abfall der Spannungs-Strom-Charakteristik (eine sehr kleine Stromänderung AI bewirkt eine sehr große Spannungsänderung AV);

Fig. 3 zeigt den mit der in Fig. 1 schematisch dargestellten Vorrichtung erhaltenen Wechselstrom.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung besteht aus zwei Einheiten I und II, welche identisch und magnetisch voneinander unabhängig sind. Jede Einheit besitzt drei Magnetkerne 1, 2 und 3 (I) bzw. la, 2a und 3 a (II). Die drei Magnetkerne jeder Einheit ge-

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hören zu einem Transformator zum Senken der Spannung, von welchem die Primärwicklungen 4 bzw. 4 a dargestellt sind, die je von einer Hälfte der totalen Netzspannung gespeist werden, bzw. zu einer Induktanz mit sättigbarem Kern bzw. zu einer Sperrinduktanz.

Der Transformator ist mit der Induktanz mit sättigbarem Kern 2 (bzw. 2 a) derart kombiniert, daß die Sekundärwicklung 5 (bzw. 5 a) auf die beiden Kerne 1 und 2 (bzw. la und 2 a) gewickelt ist. Diese Sekundärwicklung bildet somit auch die Arbeitswicklung der Induktanz mit sättigbarem Kern.

Die beiden Induktanzen sind ebenfalls miteinander kombiniert, und zwar so, daß die Vormagnetisierungswicklung 6 (bzw. 6 a) der Induktanz mit sättigbarem Kern auf die beiden Kerne 2 und 3 (bzw. 2 a und 3 a) gewickelt ist und somit auch die Wicklung einer Induktanz mit nicht sättigbarem Kern 3 (bzw. 3 a) bildet. Der Kern 3 (3 a) ist wegen des Luftspalts 7 (7 a) nicht sättigbar.

Die Vormagnetisierungswicklung 6 (6 a) der Induktanz mit sättigbarem Kern 2 (2 a) wird über eine Gleichrichterbrücke 8 mit Gleichstrom gespeist. Die Gleichrichterbrücke 8 wird von einem einstellbaren Autotransformator 9 gespeist, und die beiden Wicklungen 6 und 6a stehen zueinander in Opposition.

Aus dem Gesagten ist ersichtlich, daß die Sekundärwicklung einer Einheit zwei Magnetkerne 1 und 2 (la und 2a) umfaßt und daß der Kern 1 (la) den Magnetkreis eines einfachen Transformators bildet, welcher dazu dient, die Hälfte der Netzspannung auf die Hälfte der Sekundärspannung zum Schweißen herabzusetzen, wobei die gesamte Schweißspannung nur so hoch sein soll, daß sie ungefährlich ist.

Der Magnetkreis 2 (2 a) dient zur Vormagnetisierung. Dank dem Stromkreis 6 (6 a) zum Vormagnetisieren mit Gleichstrom kann man die Impedanz des Sekundärkreises 5 (5 a) verändern und damit den Schweißstrom auf den gewünschten Wert begrenzen.

Der Kern 3 (3 a) hat die Aufgabe, die Impedanz des Gesamtkreises 6 (6 a) zu erhöhen und darin mindestens teilweise den Durchgang der 1. Harmonischen (100 Hz) des Arbeitsstromes, welcher durch den Kreis 5 (Sa) fließt, zu sperren. Durch diesen Kunstgriff erteilt man dem Schweißstrom eine Form, welche eine gute Stabilität des Bogens gewährleistet. Die zwei Vormagnetisierungswicklungen sind in Serie, jedoch in Opposition geschaltet, so daß keine Spannung, welche der Grundfrequenz der Speisespannung entspricht, in diesen Kreis induziert wird und die Kerne 2 und 2 a entgegengesetzt vormagnetisiert werden. Dies erklärt, warum zwei identische Einheiten I und II vorhanden sein müssen. Die Vormagnetisierung jeder Einheit betrifft nur eine Richtung einer Wechselspannung.

Bei abgeänderten Ausführungsformen können zwei andere analoge Wicklungen in Opposition geschaltet sein, um den gleichen Zweck zu erreichen.

Man sieht, daß die zwei Induktanzen mit sättigbarem Kern 2 (2 a) und mit nicht sättigbarem Kern 3 (3 a) jeder Einheit zusammen einen magnetischen Verstärker bilden. #f

Bei der beschriebenen Ausführungsform sind die Magnetkerne 1 (la) des Transformators und der Induktanz mit sättigbarem Kern 2 (2 a) vorzugsweise identisch ausgebildet.

Durch Einstellen des Abgriffs am Transformator 9 kann man den Schweißstrom von Null bis zu seinem Maximalwert, für welchen die Vorrichtung vorgesehen ist, verändern.

Der Luftspalt 7 (7 a) der Sperrinduktanz ist vorzugsweise einstellbar ausgebildet, damit man die Steigung der Stromkurve beim Durchgang durch den Nullpunkt (Fig. 3) verändern kann.

Das beschriebene Beispiel bezieht sich auf das Schweißen mit Wechselstrom. Man kann die erfindungsgemäße Vorrichtung aber mit den gleichen Vorteilen auch für das Schweißen mit Gleichstrom verwenden; in diesem Fall muß man nur den von der Vorrichtung abgegebenen Strom mit Hilfe bekannter Mittel gleichrichten.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Vorrichtung zur Stromerzeugung für das elektrische Bogenschweißen, dadurch gekenn zeichnet, daß sie zwei identische elektrische Einheiten aufweist, welche voneinander magnetisch unabhängig sind und deren jede drei Magnetkerne enthält, wovon einer einem Transformator zum Senken der Spannung, ein weiterer einer Induktanz mit sättigbarem Kern und der dritte einer Sperrinduktanz zugehört, wobei die Primärwicklungen aus beiden Transformatoren hintereinandergeschaltet sind, daß ferner in jeder der beiden Einheiten der Transformator mit der Induktanz mit sättigbarem Kern derart kombiniert ist, daß die Sekundärwicklung des Transformators gleichzeitig als Arbeitswicklung der Induktanz dient, daß ferner in jeder dieser Einheiten die beiden genannten Induktanzen miteinander derart kombiniert sind, daß die Vormagnetisierungswicklung der Induktanz mit sättigbarem Kern gleichzeitig als Wicklung der zweiten Induktanz dient und somit auch als Element zur mindestens teilweisen Sperrung der 1. Harmonischen des Arbeitsstromes wirkt, daß die beiden Induktanzen einer jeden Einheit zusammen einen magnetischen Verstärker bilden und daß eine der genannten drei Wicklungen einer Einheit mit der analogen Wicklung der anderen Einheit in Opposition steht, um zu verhindern, daß irgendeine Spannung der Grundfrequenz in den Vormagnetisierungskreis induziert wird und daß die Vormagnetisierung jeder Einheit nur auf die eine Hälfte der Wechselspannung wirkt.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetkerne des Transformators und der Induktanz mit sättigbarem Kern identisch ausgebildet sind und daß der Vormagnetisierungskreis dieser Induktanz durch einen Autotransformator gespeist wird, damit der Schweißstrom von Null bis zum Maximalwert verändert werden kann.

3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Einheit eine nicht sättigbare Induktanz mit einem Magnetkreis mit einem einstellbaren Luftspalt aufweist, wobei die genannte Vormagnetisierungswicklung beiden Induktanzen einer Einheit gemeinsam ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen