DE1690608B1

DE1690608B1 - Schaltungsanordnung fuer Lichtbogenschweissung

Info

Publication number: DE1690608B1
Application number: DE19671690608
Authority: DE
Inventors: Stefan Grosu
Original assignee: MINI IND CONSTRUCTILLOR
Current assignee: MINI IND CONSTRUCTILLOR
Priority date: 1967-07-07
Filing date: 1967-07-07
Publication date: 1971-07-08

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung für Lichtbogenschweißungen mit einem Wechselstromgenerator erhöhter Frequenz, der mehrere Schweißstellen speist.
Diese Schweißstellen sollen bei elektrischer Lichtbogenschweißung mit Gleichstrom oder Wechselstrom unabhängig voneinander arbeiten, so daß eine Kostenermäßigung hinsichtlich der Ausstattung, der Unterhaltung und des Energieverbrauchs wie auch eine Verbesserung des Wirkungsgrades und des Leistungsfaktors erreicht wird.
Anlagen, die als Kraftquelle einen die Spannung herabsetzenden Transformator (Abwärtstransformator) aufweisen, der mehrere Schweißstellen mittels Reaktanzspulen speist, oder Anlagen, die mit einem Konverter versehen sind, welcher mehrere Posten mit Gleichstrom speist, oder mit einem Konverter, der mehrere Posten mit Wechselstrom mit erhöhter Frequenz speist, sind an sich bekannt (unter anderem deutsche Patentschrift 1218 085).
Alle diese Anlagen haben den Nachteil, daß sie entweder nur für Wechselstrom oder nur für Gleichstrom brauchbar sind. Außerdem können bei diesen Anlagen die Schweißstellen nicht weit von der Speisequelle entfernt sein, da diese eine praktisch der Leerlaufspannung beim Schweißen gleiche Spannung besitzt. Infolgedessen sind diese Anlagen nur dort rentabel, wo die Schweißstellen eng aneinander liegen.
Weiterhin sind Lichtbogen-Schweißgeneratoren mit erhöhter Frequenz für Mehrstellenschweißung und mit Kondensator zur Verbesserung des Leistungsfaktors bekannt (französische Patentschrift 1091135), und es ist auch vorgesehen, Hilfsgeräte höherer Spannung an den Schweißstellen anschließen zu können. Diese Anlagen arbeiten jedoch mit separaten Schweißkreisen sowohl für die einzelnen Schweißposten wie für die Hilfsgeräte.
Die eingangs genannte Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß jede Schweißstelle einen die Spannung des Wechselstromgenerators, welcher höher als die an der Schweißelektrode benötigte Spannung ist, herabsetzenden Transformator (Abwärtstransformator) für das Schweißen mit Wechselstrom oder für das Schweißen mit Gleichstrom außer dem Abwärtstransformator noch einen Gleichrichter aufweist.
Die Frequenz der von dem Wechselstromgenerator abgegebenen Spannung liegt oberhalb der üblichen Netzfrequenz von 50 bzw. 60 Hz, und zwar beispielsweise bei 300 Hz. Die erhöhte Spannung der Wechselstromquelle beträgt z. B. 380 Volt.
Der Wechselstromgenerator kann sowohl Schweißstellen mit Wechselstrom mittels Abwärtstransformatoren beliefern als auch Schweißstellen mit Gleichstrom, mittels Apparaten, die einen Abwärtstransformator und einen Gleichrichter aufweisen.
Der Wechselstromgenerator kann verschiedener Art sein. So kann er ein umlaufender Synchron- oder Asynchrongenerator mit von einer Mehrphasenwicklung erzeugtem Erregungsdrehfeld, mit Wechselstrom gespeist, sein.
Der Generator kann von einem elektrischen Motor oder einer Wärmekraftmaschine angetrieben sein, er kann einphasig oder mehrphasig sein.
Die Schweißstellen können direkt vom Generator oder mittels eines mit Steckdosen versehenen Verteilungsnetzes gespeist werden. In den F i g. 1 und 2 wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung gezeigt.
In F i g. 1 ist die Energiequelle der vom Motor 1 angetriebene sich drehende Generator 2. Der Motor 1 wird aus dem Dreiphasennetz gespeist. Der Generator speist das mit Steckdosen versehene Mehrphasennetzwerk 11, 12. An diesen Steckdosen können die Schweißstellen-Ausrüstungen 3 mit Abwärtstransformatoren 5 für das Schweißen mit Wechselstrom angeschaltet werden oder die spannungsmindernden Apparate mit Stromgleichrichter für das Schweißen mit Gleichstrom. Die Stromregelung geschieht mit an sich bekannten Vorrichtungen; z. B. durch magnetische Nebenschlüsse. Die Schweißelektroden sind mit 4 bezeichnet.
In F i g. 2 ist ein Ausführungsbeispiel einer Schweißstellen-Ausrüstung 3 dargestellt. Der darin vorgesehene Abwärtstransformator 5 besitzt einen magnetischen Kern, die Primärwicklung und die parallelen Sekundärwicklungen 6. Die Stromregelung wird über den beweglichen magnetischen Teil erreicht. Parallel zum Transformator wird während der Belastung der Kondensator 7 mittels des Relais oder Schützes 8 geschaltet. Für die Entladung des Kondensators ist der Widerstand 9 vorgesehen. Das Anpassen des Kondensators an verschiedene Lasten erfolgt durch die Benutzung der Anzapfungen der primären Spulen, die am Schaltbrett bzw. am Umschalter 10 umgeschaltet werden.
Der Transformator gemäß F i g. 2 mit seitlichen Nebenschlüssen und zwei sekundären Spulen, die sich auf zwei Schenkeln des magnetischen Kerns befinden, senkrecht zu dem Schenkel, auf dem die primäre Wicklung aufliegt, ist einfach und wirtschaftlich.
Der Kondensator hat eine besonders wichtige Rolle, da er die Spannungsabfälle im Generator und im Netzwerk verkleinert und somit den unabhängigen Betrieb der einzelnen Schweißstellen ermöglicht.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung besteht unter anderem darin, daß sie zu einer bedeutenden Verkleinerung der angewandten Transformatoren, Regelungssysteme und Kondensatoren führt. Diese werden leichter und billiger.
Beim Schweißen mit Wechselstrom ist - wegen der erhöhten Frequenz - die Schweißnaht von höherer Qualität; das Schweißen hat einen besseren Wirkungsgrad, und die Leerlaufspannung wird vermindert.
Die Schweißstellen können weit entfernt vom Generator liegen. Es ist möglich, mit einem einzigen Generator Schweißstellen zu speisen, die auf einem großen Raum verteilt sind; z. B. einem Wirkungskreis von mehr als 100 m, beispielsweise auf einer Fläche von 50 000 m=. Die Anzahl der Schweißstellen kann sehr groß sein.
Von besonderem Interesse ist die Ausführungsform, bei welcher der Generator drehbar ist, und von einer Gasturbine angetrieben wird. Da der Generator eine erhöhte Frequenz hat, kann er direkt an eine Turbine hoher Drehzahl angekuppelt werden.
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung kann eventuell nur für die Speisung von Schweißstellen mit Gleichstrom oder nur für Schweißstellen mit Wechselstrom erhöhter Frequenz angewandt werden.

Claims

Patentansprüche: 1. Schaltungsanordnung für Lichtbogenschweißungen mit einem Wechselstromgenerator erhöhter Frequenz, der mehrere Schweißstellen speist, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schweißstelle einen die Spannung des Wechselstromgenerators, welcher höher als die an der Schweißelektrode benötigte Spannung ist, herabsetzenden Transformator (Abwärtstransformator) . (5) für das Schweißen mit Wechselstrom oder für das Schweißen mit Gleichstrom außer dem Abwärtstransformator noch einen Gleichrichter aufweist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselstrom-Qenerator (2) ein mit Steckdosen versehenes Stromnetz speist, an welche die Abwärtstransformatoren (5) der Schweißstellen anschließbar bzw. angeschlossen sind.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Spannungsvariationen an den Klemmen des Wechselstromgenerators (2) oder des Stromnetzes, die von den Lastvariationen hervorgerufen wurden, durch das Ein- und Ausschalten von Kondensatoren (7) vermieden werden.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kondensator (7) durch ein Relais (8) selbsttätig an die Primärwicklungsklemmen jedes Abwärtstransformators (5) geschaltet wird.
5. Transformator für die Anwendung in der Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen magnetischen Kern mit seitlichen Nebenschlüssen sowie eine aus zwei Spulen (6) bestehende Sekundärwicklung, wobei sich die Spulen (6) auf zwei Schenkeln des magnetischen Kerns befinden, und zwar senkrecht zu demjenigen Schenkel, welcher die Primärwicklung trägt.