DE2213265A1 - WELDING POWER SOURCE WITH A SYNCHRONOUS GENERATOR AS POWER GENERATOR - Google Patents
WELDING POWER SOURCE WITH A SYNCHRONOUS GENERATOR AS POWER GENERATORInfo
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Description
Schweißstromquelle mit einem Synchrongenerator als Stramerzeuger Die Erfinduz>g bezieht sich auf eine Schweißstromquelle mit in weitem Verstellbereich einstellbarer Stromstärke, bestelaend aus einem von einem Antriebsmotor angetriebenen, fremderregten, kompoundiert en Synchrongenerat or mit nachgeschalteten Gleichrichter als Schweißstromerzeuger, einer Vorrichtung zur Erzeugung eines der Erregerwicklung des Synchrongeflerators zugefülwten Erregergleichstroms mit einer Vorrichtung zur Erzeugung eines in Abhängigkeit vom Ausgangs strom des Synchrongenerators steuerbaren, einer zweiten Erregerwicklung des Synchrongenerators zugeführten Kompoundierungsstroms, bei der die Einstellung des Schweißstroms durch Verstellung der Stromstärke und/oder -richtung des ompoundierungsstroms erfolgt. Welding power source with a synchronous generator as a power generator The invention relates to a welding power source with a wide range of adjustment adjustable amperage, ordered from one driven by a drive motor, separately excited, compounded synchronous generator with downstream rectifier as a welding current generator, a device for generating one of the excitation windings of the synchronous generator supplied excitation direct current with a device for Generation of a controllable depending on the output current of the synchronous generator, compounding current fed to a second excitation winding of the synchronous generator, in which the setting of the welding current by adjusting the current strength and / or -direction of the compounding flow takes place.
Zum Zwecke des Handschweißens sind Gleichstromquellen mit einem Drehstrom-Synchrongenerator, der beispielsweise von einem Verbrennungsmotor angetrieben wird, mit nachgeschaltetem Gleichrichter in Drehstrom-ßrückenschaltung bekannt, deren Generator als Mittelfrequenzgenerator ausgebildet ist und eine Kompoundierungswicklung aufweist, die über Gleichrichter mit einem aus ihrem Ständerstrom abgeleiteten Gleichstrom - z.fl. über Stromwandler - in Gegenkopplung oder Mltkopplung gespeist ist. Der Kompoundierungsgrad und damit der Ständer strom des Generators ist an solchen Stromquellen stufenweise, z.fl. durch Einschalten von verschiedenen Anzapfungen des Stromwandlers, durch Veränderung des der zweiten Erregerwicklung zugeführten Gleichstroms vom Bereich der Gegenkopplung bis in den Bereich der Mitkopplung einstellbar.For the purpose of manual welding, direct current sources with a three-phase synchronous generator, for example from is driven by an internal combustion engine, with a downstream rectifier in three-phase ßrückenschaltung known whose Generator is designed as a medium frequency generator and a compounding winding has, which via rectifier with a direct current derived from its stator current - z.fl. is fed via current transformer - in negative or multi-coupling. Of the The degree of compounding and thus the stator current of the generator is at such power sources gradually, z.fl. by switching on different taps of the current transformer, by changing the direct current supplied to the second excitation winding from the area the negative feedback adjustable up to the range of positive feedback.
Schweißstromquellen dieser Art lassen in bekannten Ausführunen eine Einstellung des Schweißstroms etwa im Bereich 1 : 5 zu, wodurch sich sache Stromquellen beispielsweise zum Schweißen mit Strömen zwischen 50 ... 250 A eignen. Eine Erweiterung dqs Einstellbereichs verlangt eine Steigerung des Kompoundierungsgrades an Synchrongensrator, wodurch die dynamischen Eigenschaften der Schweißstromquelle insgesamt so beeinflußt werden, daß bei kleinen Gleichströmen in dem erweiterten Einstellbereich eine einwandfreie Schweißung nicht mehr möglich ist. Insbesondere, so zeigt sich, sinkt beim Schweißen mit erhöhtem Gegenkopplungsgrad die sogenannte wiederlceiirende Spannung, die nach dem Auftreten von JCurzschltissen im SehweiD-lichtbogen bei Behebung des Kunzschlusses schnell zirerneuten Zündung des Lichtbogens zur Verfügung stehen muß, unter eine Grenze ab, die ein zufriedenstellendes Schweißen nicht mehr ermöglicht. Welding power sources of this type are known in a Setting of the welding current approximately in the range 1: 5, which causes power sources For example, suitable for welding with currents between 50 ... 250 A. An extension dqs setting range requires an increase in the degree of compounding on the synchronous generator, thereby affecting the dynamic properties of the welding power source as a whole be that with small direct currents in the extended setting range a perfect Welding is no longer possible. In particular, it can be seen that it sinks during welding with an increased degree of negative feedback, the so-called recirculating voltage, which after the occurrence of short circuits in the visual arc when eliminating the short circuit Rapidly re-ignition of the arc must be available under a border that no longer enables satisfactory welding.
An diesen Verhältnissen wird auch nichts geändert, wenn zur Einstellung des Schweißstroms eine Veränderung der Leörlaufspannung des Synchrongenerators durch Veränderung seiner Fremderregung mit herangezogen wird. Im übrigen ist dieser maßnahme eine obere Grenze durch die einschlägigen Vorschriften über die maximale Höhe der Leerlaufspannung gesetzt, die beispielsweise 65 V nicht überschreiten darf, Die Erfindung befaßt sich mit der Aufgabe, Schweißstromquellen der eingangs näher bezeichneten Bauart als Universalschweißstromquellen mit in weitem Verstellbereich einstellbarer Stromstärke unter Beibehaltung einer auch bei kleinen Schweißströmen ausreichend großen wiederkehrenden Spannung auszubilden.Nothing is changed in these circumstances when the position is taken of the welding current causes a change in the no-load voltage of the synchronous generator Change of his external excitation is also used. Incidentally, this is a measure an upper limit by the relevant regulations on the maximum amount of Open circuit voltage is set which, for example, must not exceed 65 V, The The invention is concerned with the task of welding power sources of the type specified in the introduction Design as universal welding power sources with adjustable over a wide range Amperage while maintaining a sufficient even with small welding currents to train great recurring tension.
Die Erfindung geht dabei von der Verlegung aus, daß der Einstellbereich des Schweißstroms an Quellen der vorliegenden Art in befriedigender Weise nur bei gleichzeitiger Reduktion des Kompoundierungsgrades am Synchrongenerator möglich ist.The invention is based on the laying that the adjustment range of the welding current at sources of the present type in a satisfactory manner only simultaneous reduction of the degree of compounding at the synchronous generator possible is.
Erfindungsgemäß wird dazu vorgeschlagen, die Anordnung derart zu treffen, daß der Antriebsmotor des Synchrongenerators eine Vorrichtung zur Einstellung seiner Drehzahl bzw. zur ankerung der auf den Generator übertragenen Drehzahl und der Synchron generator eine Vorrichtung zur Einstellung der effektiven Windungszahl seiner Ständ@rwicklung aufweist und d@durch, daß der Synchrongenerater bei unterschiedlichen Antriebsdrehzahlen durch Um@chaltung der Windungssahl der Ständerwicklung mit dem wasentlichen unveränderter Generatorl@@rlaufspannung betreibbar ist.According to the invention it is proposed to make the arrangement in such a way that that the drive motor of the synchronous generator has a device for adjusting its Speed or to anchor the speed transmitted to the generator and the synchronous generator a device for setting the effective Number of turns has its stator winding and d @ by that the synchronous generator at different Drive speeds by switching the number of turns of the stator winding with the What is essentially unchanged generator running voltage can be operated.
Beachtet man, daß bei konstanter Leerlaufspannung und konstanter Luftspaltinduktion die Hauptreaktans einer Synchronmaschine umgek@hri prop@rtional zur Frequenz des induzierten Wechselstro@@ verän@trlich ist, so folgt daraus eine frequenzproporti@nale Veränderung ihres Ständerstr@ms. Es kann deshalb z.B. durch Halbierung der Generatordrehzahl die Motorreaktan@ verdopp@@t und der Ständerstrom des Generators damit balbiert werden.Note that with constant open circuit voltage and constant air gap induction the main reactant of a synchronous machine is reversed prop @ rtional to the frequency of the induced alternating current is variable, it follows a frequency proportional Change of your Ständerstr @ ms. It can therefore e.g. by halving the generator speed the motor reactan @ doubles @@ t and the stator current of the generator balbles with it will.
Paßt man desbalb durch entspr@chende Wahl der effektiven Windungssahl der Ständer@@chlung des Synchrongenerators die @eerlauf@pannung im Sinne ihrer Konstanthaltung an die veränderte Antrieb@drahz@hl @n, kann @@ Schweißgleichstromquellen nach der Erfindung durch @aschaltung der Drehzahl und der Windungszahl be@ unveränderter Ganeratorl@erlaufspannung der in den versch@@@@en Dr@h@@hlbereichen zur Einstellung des Gen@ratorstrome erforder@iche Kompoundierungsgrad wesentlich reduziert werden.If you fit by choosing the effective number of windings accordingly the stator of the synchronous generator regulates the voltage in the sense of keeping it constant to the changed drive @ drahz @ hl @n, can @@ welding DC power sources according to the Invention by switching the speed and the number of turns unchanged Ganeratorl @@ erlauf tension in the different Dr @ h @@ hl areas for setting The degree of compounding required for the generator currents can be significantly reduced.
Die wiederkehrende Spannung kann de@halb in einer zum Schweißen ausreichenden Höhe geäalten werden.The recurring voltage can de @ half in a sufficient amount for welding Altitude.
Die anliegende Zeichnung erläutert ein bevor@ugten Ausführungsbeispiel der Erfindung.The attached drawing explains a preferred exemplary embodiment the invention.
Fig. 1 erläutert schematisch den Aufban der Schweißgleichstromquelle nach der Erfindung.Fig. 1 schematically explains the structure of the welding DC power source according to the invention.
Fig. 2 erläutert ein@ vorteilhafte Einselhoit an einem in der Stromquelle vorgesehenen Synchrangemerater.Fig. 2 explains an advantageous Einselhoit on one in the power source provided synchro-mater.
In Fig. 1 bezeichnet 1 einen Drch@tr@@@synchron@otor mit Käfigläufer. Er ist polumschaltbar, w@zu seine Ständerwicklung 2 zwei Wicklung@gruppen je Strang mit @@chs @nschlußklemmen aufwei@t. Die @eiden Wieklungsgruppen sind in der bekannten D@blaudersch@ltung pelunscheltbar. Die Anschlußklemmen sind dazu mit den K@@t@kten eines Paketschalters @ verbunden, der es g@@tattet die @tänderwicklung entweder in drei oder in zwei Gruppen parallel in Etern zu schalten.In Fig. 1, 1 designates a Drch @ tr @@@ synchron @ otor with squirrel cage. It is pole-changing, w @ its stator winding 2 two winding groups per strand with @@ chs @ connecting terminals. The @eiden weighing groups are in the well-known D @ blaudersch @ ltung can be punched as a punch. The connection terminals are marked with the K @@ t @ kten a package switch @ connected, which g @@ does the @ stator winding either to be switched in parallel in three or in two groups in Etern.
In der dargestellten Anordnung ist die Polzahl des Motors durch Betätigung des Paketschalters @ im Verhältnis 1 : 2 veränderbar, wodurch die Drehzahl des an ein Drehstrometz 4 angeschlossenen Asynchronmotors ebenfallsim Verhältnis 1 : 2 umgeschaltet werden kann. In the arrangement shown, the number of poles of the motor is by actuation of the package switch @ can be changed in a ratio of 1: 2, whereby the speed of the on a three-phase network 4 connected asynchronous motor also in a ratio of 1: 2 can be switched.
Mit 5 ist ein 300 Hz-Synchrongenerator mit ausgeprägten Polen bezeichnet, der über die Welle 6A mit dem Motor 1 mechanisch gekuppelt und von diesem angetrieben ist. A 300 Hz synchronous generator with pronounced poles is denoted by 5, which is mechanically coupled to the motor 1 via the shaft 6A and driven by it is.
Die P@ilücken des @@@@@@@generator@ 6 sind als Nuten in das Läuferblech g@@@@@@ @@@ eine erste Erregerwicklung 7 und eine zweite Erregerwicklung 8 zur Kompoundierung untergebra@@@t sind.The p @ il gaps of the @@@@@@@ generator @ 6 are grooves in the rotor plate g @@@@@@ @@@ a first excitation winding 7 and a second excitation winding 8 for compounding untergebra @@@ t are.
Der Ständer 6 des @@@@@@@@ weist eine in Stern geschaltete Ständerwicklung mit zw@@ Gruppen Je Strang auf. Die zur Umschaltung der Wicklung @@@@derliche Anzahl von Anschlußkle@@@ - z.B. @@@@ - @@@@@@ in den Paketschalter 9 geführt, der @@ schlußseit@@@ @@@@@@von der Synchrongenerator gespeisten Netz 10 verbund@@@@.The stator 6 of the @@@@@@@@ has a stator winding connected in a star with two @@ groups per strand. The number required to switch the winding @@@@ from Anschlusskle @@@ - e.g. @@@@ - @@@@@@ led to the parcel counter 9, the @@ final side @@@ @@@@@@ network 10 fed by the synchronous generator verbund @@@@.
Die effektive Windw@@@@@@ der Ständerwicklung 6 ist durch Betätigung des Pak@@schalter@ 9 im Verhältnis 1 : 2 umschaltbar, @@bei in der einen Schaltstellung des Paketschalters 9 die Wicklungsgruppen in Reine geschaltet und in der anderen Stellung des Paketschalters parallelgeschaltet sind.The effective Windw @@@@@@ of the stator winding 6 is by actuation of the Pak @@ switch @ 9 can be switched in a ratio of 1: 2, @@ in one switch position of the packet switch 9, the winding groups are switched in line and in the other Position of the package switch are connected in parallel.
Die Erregerwicklung 7 ist aus dem Drehstromnetz 4 über eine Gleichrichtervorrichtung 11 it eines an den Widerstand 12 eingtellbaren Gleichstrom gespeist. Die Speisung der Kompoundierungswicklung 8 erfolgt mit einem Gleichstrom, der über Stromwandler 13 und eine Gleichrichtervorrichtung 16 aus dem Drchstromnetz 10 des Sychrongenerators erzeugt ist.The excitation winding 7 is from the three-phase network 4 via a rectifier device 11 it is fed with a direct current that can be set at the resistor 12. The feeding the compounding winding 8 takes place with a direct current, which is supplied via current transformers 13 and a rectifier device 16 from the DC system 10 of the synchronous generator is generated.
Der Stromwandier 13 enthält mehrere Ansapfungen 14, die alle in einen Paketschalter 13 geführt sind. Durch Betätigung diesem Schalters kann das Übersetzungsverhältnis des Stromwanlers und damit der dem Gleichrichter zugeführte Str@@ verändert werden, wodurch auch der der Erregerwicklung 8 zugeführte Kompoundierungsstrom geündert wird.The Stromwandier 13 contains several saps 14, all in one Package switch 13 are performed. By pressing this switch, the gear ratio of the current converter and thus the Str @@ fed to the rectifier can be changed, as a result of which the compounding current supplied to the excitation winding 8 is also changed is fired.
Mit 17 ist schließlich eine weitere Gleichrichtervorrichtung bezeichnet, die das Drchstromnetz 10 angeschlossen ist und den gleidigerichteten Strom dieses Notzes den Ausgangsklemmen 18 der Schweißgleichstromquelle 0 o Zur gleichzeitigen Einstellung der Drehzahl des Asynchronmotors 1 und der effektiven Windung@zahl der Ständerwicklung 6 am Synchrongenerator 5 ist der Paketschalter 3 mit dem Paketschalter 9 über die Welle 19 mechanisch gekuppelt, sodaß beide Schalter über den Einstellknopf 20 des Paketschalters 9 gemeinsam und synchron betätigt werden können.Finally, a further rectifier device is denoted by 17, which is connected to the Drchstromnetz 10 and the smooth current of this Notzes the output terminals 18 of the welding DC power source 0 o for simultaneous Setting the speed of asynchronous motor 1 and the effective number of turns @ The stator winding 6 on the synchronous generator 5 is the package switch 3 with the package switch 9 mechanically coupled via the shaft 19, so that both switches via the setting button 20 of the package switch 9 can be operated jointly and synchronously.
Die beschriebene Anordnung arbeitet wie folgt: In der einen Stellung der Schaltvorrichtung 3,9,19,20, in der der Meter 1 mit seiner niedrigeren Drchzahl läuft, erzeugt der Synchrongenerator einen Drehstrom, der an den Ansgangsklemmen 18 einen Gleichstrom zur Folge hat, der durch Einstellung des Kompoundierungsgrades mittels des Paketschalters 15 z.B.The arrangement described works as follows: In one position the switching device 3,9,19,20, in which the meter 1 with its lower Drchzahl is running, the synchronous generator generates a three-phase current that is applied to the output terminals 18 results in a direct current, which by setting the degree of compounding by means of the packet switch 15 e.g.
im Dereich 50 ... 200 A veriiert werdem kann.can be varied in the range of 50 ... 200 A.
Durch Umschalten der Polzahl des Asynchronmotors 1 und damit durch Erhöhung der Motordrehzahl wird auch der Ausgangsstrom des Generators um den entsprechenden trag erhöht, ohne daß wegen der Umschaltung der effektiven Windungszalil des Synchrongenerators eine Änderung der Leerlaufspannung auftritt.By switching the number of poles of the asynchronous motor 1 and thus through Increasing the engine speed will also increase the output current of the generator by the corresponding amount wear increased without that because of the changeover of the effective Windungszalil of the synchronous generator a change in the open circuit voltage occurs.
Der an den Klemmen 18 abgreifbare Gleichstrom wird deshalb ebenfalls um den entsprechenden Betrag erhöht und kann durch Verstellen des Paketschalters 15 z.D im Bereich 150 500 A variiert werden.The direct current that can be tapped at terminals 18 is therefore also increased by the corresponding amount and can be adjusted by moving the package switch 15 e.g. in the range 150 500 A.
Wegen des dynamischen Verhaltens des Synchrongenerators ist es zweckmäßig, den Generator derart zu dimensionieren, daß die Ständer- und Läuferwicklungen eine hohe Streuung aufweisen. Die Anordnung ist deshalb zweckmäßig derart getroffen, daß sowohl die Nuten des Ständers als auch die Nuten des iüufers eine Tiefe aufweisen, die wesentlich höher als ihre Breite ist. Vorzugsweise ist das Verhältnis Nutentiefe 1 Nuten breite größer als 5 s 1 gewählt.Because of the dynamic behavior of the synchronous generator, it is advisable to to dimension the generator so that the stator and rotor windings a have high scatter. The arrangement is therefore expediently made in such a way that that both the grooves of the stator and the grooves of the bank have a depth, which is much higher than its width. The ratio is preferably the groove depth 1 groove width greater than 5 s 1 selected.
Um Rückwirkungen zwischen den beiden Erregerwicklungen 7 und 8 im Läufer des Synchrongenerators zu mindern, wird die gegenseifige Streuung beider Wicklungen zweckmäßig ebenfalls vergrößer. Dieses erfolgt er£i idungsgemäß dadurch, daß - wie Fig.2 zeigt - in Jede Läufernut 30 Jeweils nur eine Spulenseite 31 der Erregerwicklung 7 und eine Spul@n@@te 32 der Kompoundierungswicklung 8 angeordnet sind. Beide Wicklungen sind dabei derart geschaltet, daß die Pole 33 und 34 ab wechselnd von der Erregerwicklung 7 und von der Kompoundierungswicklung 8 erregt werden.To avoid repercussions between the two excitation windings 7 and 8 in the To reduce the rotor of the synchronous generator, the mutual scattering of both The windings are also expediently enlarged. This is done according to the following: that - as Figure 2 shows - in each runner slot 30 only one coil side 31 of the Excitation winding 7 and a Spul @ n @@ te 32 of the compounding winding 8 are arranged are. Both windings are connected in such a way that the poles 33 and 34 alternate from the excitation winding 7 and from the compounding winding 8th get excited.
Wegen der gegenseitigen Kopplung der beiden Erregerwicklungen des Synchrongenerators ist die Erregerwicklung zweckmäßig mit einem Gleichstrom gespeist, der oberwellenfrei oder doch oberwellenarm ist. Es wird dadurchder Induktion einer störenden Wechselspannung in die Kompoundierungswicklung entgegengewirkt, die über die vorgesehene Gleichrichtervorrichtung im Krois der Kompoundierungswicklung Anlaß zu einer störenden Be@influssung der Leerlaufspannung des Synchrongenerators wäre.Because of the mutual coupling of the two excitation windings of the Synchronous generator, the excitation winding is appropriately fed with a direct current, which is harmonic-free or at least low in harmonic waves. It thereby becomes the induction of a interfering alternating voltage in the compounding winding counteracted the over the intended rectifier device in the compounding winding cause would interfere with the open circuit voltage of the synchronous generator.
Preisgünstige Generatorau@führungen ergeben sich bei Antrieb@drehzahlen von 300 U/min bzw. 1.500 U/min und Frequenzen zwischen 100 ... 400 Hz der Ausgang@spannung des Drehstromgenerators.Inexpensive generator designs result from drive speeds output voltage of 300 rpm or 1,500 rpm and frequencies between 100 ... 400 Hz of the alternator.
Die Erfindung ist nicht an das beschriebene Ausführungsbeispiel gebunden. Es iut im Rahmender Erfindung möglich, den im Ausführungsbeispiel vorgesehenen Asynchronmotor zum Antrieb des Synchrongenerators durch ein Verbrennungsmotor oder einen anderweitig ausgebildeten Elektromotor zu ersetzen.The invention is not bound to the exemplary embodiment described. It is possible within the scope of the invention to use the asynchronous motor provided in the exemplary embodiment to drive the synchronous generator by an internal combustion engine or otherwise to replace trained electric motor.
Inibesondere kann auch die Drehzahl über eine Drehzahl verändernde Kupplung zwischen dem Motor und dem Synchrongenerator einstellbar sein.In particular, the speed can also be changed via a speed change Coupling between the motor and the synchronous generator can be adjusted.
Ansprüche Expectations
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19722213265 DE2213265A1 (en) | 1972-03-18 | 1972-03-18 | WELDING POWER SOURCE WITH A SYNCHRONOUS GENERATOR AS POWER GENERATOR |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19722213265 DE2213265A1 (en) | 1972-03-18 | 1972-03-18 | WELDING POWER SOURCE WITH A SYNCHRONOUS GENERATOR AS POWER GENERATOR |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2213265A1 true DE2213265A1 (en) | 1973-09-20 |
Family
ID=5839373
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19722213265 Pending DE2213265A1 (en) | 1972-03-18 | 1972-03-18 | WELDING POWER SOURCE WITH A SYNCHRONOUS GENERATOR AS POWER GENERATOR |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE2213265A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0879665A1 (en) * | 1997-05-19 | 1998-11-25 | Illinois Tool Works Inc. | Welding power supply |
| DE102017209805A1 (en) * | 2017-06-09 | 2018-12-13 | Kw-Generator Gmbh & Co. Kg | Construction machine, in particular road construction machine, such as road paver |
-
1972
- 1972-03-18 DE DE19722213265 patent/DE2213265A1/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0879665A1 (en) * | 1997-05-19 | 1998-11-25 | Illinois Tool Works Inc. | Welding power supply |
| DE102017209805A1 (en) * | 2017-06-09 | 2018-12-13 | Kw-Generator Gmbh & Co. Kg | Construction machine, in particular road construction machine, such as road paver |
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