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G1 ei chstrom-Schwei ßgenerator Gegenstand der Erfindung ist ein
fremderregter Gleichstrom-S-chweißgenerator mit GegenreihenschluRwicklung für Handschweißbetrieb
mit nicht verschiebbaren Bürsten. Generatoren für Handschweißung müssen bekanntlich
eine stark fallende statische Strom-Spannungskennlinie mit gutem dynamischen Verhalten
aufweisen. Diese Forderung erfüllt ein üblicher fremderregter Gleichstrom-Generator
mit Gegenkompoundwicklung infolge seiner magnetisch engen Kopplung der Erregerwicklung
mit der Gegenkompoundwicklung nicht, sodass er für Schweißzwecke nicht brauchbar
ist. Man hat daher auf verschiedene Arten versucht, eine magnetische Entkopplung
beider Wicklungen zu erreichen. Die größte Bedeutung erlangte hierzu das Streupol-
und das Spaltpolsystem.
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Aus der deutschen Patentschrift 844 760 isteinGleichstromgenerator
für Schweißzwecke bekannt, dessen Haupt- und Wendepoleje einen Streuzacken aufweisen,
wobei zur Vermeidung einer sonst notwendigen, entkoppelten Gegenkompoundwicklung
der Luftspalt unter den nach beiden Seiten stark verbreiterten Wendepol schuhen
gegen die ablaufende Wendepol kante hin zunimmt.
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Ferner ist ein fremderregter Gleichstromgenerator für Lichtbogenschweißung
mit Gegenreihenschl ußwick-lung aus der deutschen Patentschrift 1 108 311 bekannt,
bei dem jeder der vier Hauptpole eine Fremderregerwicklung, eine Gegenreihenschlusswicklung
und eine Entkopplungswicklung aufweist, wobei die beiden letztgenannten Wicklungen
mit Anzapfungen für verschiedene Schweißstrombereiche versehen sind.
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Schliesslich betrifft die deutsche Patentschrift 1 206 517 einen vierpoligen
Schweißgenerator mit verschiebbaren KoliektorbUrsten, verbreiterten Wendepolschuhen,
an den Hauptpolen angebrachten Streuzacken und mit je einer Fremd- oder Eigenerregerwicklung
auf drei Hauptp'olen, wogegen der vierte Hauptpol lediglich eine Hauptstrom-Gegenkompoundwicklung
aufweist, die bei Belastung einen Gegenfluss über zwei Streuzacken erzeugt.
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Bei Polen mit Streuzacken wird allgemein als Nachteil empfunden der
höhere Materialaufwand, der grössere Stanzabfall wie auch die unsymmetrische Form
des Schnittes, ferner der bereits im Leerlauf auftretende Spannungsveriust. Sind
auf einem Pol mehr als zwei verschiedene Wicklungen aufzubringen, so fehlt es hierzu
oft an Platz, da die Wicklungen nicht an beliebiger Stelle oder in beliebiger Reihenfolge
angeordnet werden dürfen ohne den Kopplungsgrad zu beeinflussen. Auch bedingen verschiebbare
Bürsten einen Mehraufwand an Einzelteilen oder Bedienungsgriffen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung war, einen Schweißgenerator mit
geringem Aufwand aus mechanischen Teilen und elektrischen Spulen zu schaffen, dessen
Gegenreihenschlusswicklung eine möglichst weitgehende Entkopplung gegenüber der
Erregerwicklung aufweist.
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Da ein Höchstmass an Entkopplung zweifellos dann zu erreichen ist,
wenn Erregerwicklung und Gegenreihenschlusswicklung überhaupt auf getrennten Polen
sitzen, wird zur Lösung:der Aufgabe bei einem fremderregten Qleichstrom-Schweißgenerator
mit Gegenreihenschluss--< wicklung für Han'dschweißbetrieb, mit nicht verschiebbaren
Bürstetn.-erfindungsgemäss vorgeschlagen, dass'die fremderregte Wicklung aufr der
einen Hälfte der Pole und zwar auf den gleichnamigen Hauptpolen einer Polarität,
die Gegenreihenschlusswicklung auf den anderen~dazwischenliegenden Hauptpolen entgegengesetzter
Polarität aufgebracht ist. Weiterhin wird vorgeschlagen, dass jeweils der in der
Drehrichtung den Hauptpolen mit der Gegenreihenschlusswicklung nachfolgende Wendepol
nicht eingebaut ist.
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Zur Einstellung verschiedener Schweiss-Strombereiche sind an der Gegenkompoundwicklung
Anzapfungen vorgesehen, sodass je nach Bereich eine kleinere oder größere Gegenkompoundierung
stattfindet.
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Innerhalb der Schweißstrombereiche wird der Schweißstrom durch Verändern
des Erregerstromes in der fremderregten Erregerwicklung eingestellt. Dies kann mit
heute üblichen Mitteln, z.B. über ein Potentiometer geschehen. An Hand der Zeichnungen
ist in der nachfolgenden Beschreibung die Erfindung näher erläutert. Der einfacheren
Darstellung halber wurde hierzu als Beispiel eine zweipolige Ausführung gewählt.
Selbstverständlich kann der Generator auch mit höherer Polzahl hergestellt werden.
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Es zeigen Fig 1 den Flussverlauf in einem normalen 2-poligen Gleichstromgenerator
bei Belastung.
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Fig 2 den Flussverlauf in einem erfindungsgemäß ausgebildeten Schweißgenerator
bei Leerlauf.
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Fig 3 den Flussverlauf bei einer Maschine gemäß Fig 2 bei Belastung.
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Fig 4 den Flußverlauf bei Belastung mit nur 1 Wendepol je Hauptpolpaar.
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In allen Figuren ist mit 1 das Joch, mit 2 und 3 die Hauptpole und
mit 4 und 5 die Wendepole, mit 6 der Anker und mit 7 und 8 die Bürsten bezeichnet,
9 gibt die Drehrichtung des Ankers an. Die Polarität ist mit N, S für die Haupt-,
mit n, s für die Wendepole angegeben.
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In der Fig 1 ist der Flussverlauf durch'Pfeile angedeutet, wobei der
Hauptfluss in Richtung der Pfeile lo, 11, der Wendepolfluss in Richtung der Pfeile
12, 13 fliesst.
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In Fig 2 ist die fremderregte Spule auf dem Hauptpol 2 mit 14 bezeichnet.
Sie erzeugt bei Leerlauf des Generators den Hauptfluss 5, dessen Richtung durch
die Pfeile angegeben ist. Die Wicklungen auf den Wendepolen 4, 5 sind mit 16, 17
bezeichnet, die Gegenreihenschlusswicklung 18 ist auf dem Hauptpol 3 angeordnet.
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Die Fig 3 lässt erkennen, dass sich die Flussverteilung bei belasteter
Maschine völlig anders ausbildet. Neben dem Hauptfluss 15 des fremderregten Poles
bildet sich der Wendepolfluss 19 sowie der Fluss 20, herrührend von der GegenreihenschluSswicklung
auf dem Hauptpol 3.
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Dieser Fluss 20 kann nur über den Wendepol 4 zum Pol 3 zurückfliessen,
da ja der Fluss des Hauptpols 2 diesen Fluss 20 abwehrt. Der Fluss 20 fliesst also
im gleichen Sinn wie der Wendepolfluss 19 und verstärkt diesen. Weiterhin lässt
die Fig 3 auch eindeutig erkennen, dass bei einem erfindungsgemäss ausgebildeten
Generator eine völlige Entkopplung zwischen der, Erregerwicklung 14 und der Gegenreihenschlusswicklung
1& erfolgt ist.
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Bei Betrachtung des Flussverlaufs bei belasteter Maschine nach Fig
3 ist zu erwarten, und die Praxis bestätigt es, dass bei geeigneter Dimensionierung
der Gegenreihenschlusswicklung der daraus herrührende Fluss den Wendepolfluss in
so hohem Masse verstärken kann, dass der Wendepol 5, der in der Drehrichtung des
Ankers gesehen dem Pol 3 mit der Gegenreihenschlusswicklung 18 folgt, ganz in Wegfall
kommen kann, wie in Fig 4 dargestellt ist.