DE2628385B2

DE2628385B2 - Einrichtung zum Lichtbogen- bzw. Plasmaschweißen und/oder -schneiden, insbesondere zum Unterpulverschweißen mit parallel geschalteten Einzelstromquellen

Info

Publication number: DE2628385B2
Application number: DE19762628385
Authority: DE
Inventors: Hans Joachim 6239 Eppstein Albert; Guenter 6055 Hausen Hahn; Bernhard 6051 Ober Roden Maechtel; Ernst Dipl.-Ing. 8132 Tutzing Roehm
Original assignee: Messer Griesheim GmbH
Current assignee: Messer Griesheim GmbH
Priority date: 1976-06-24
Filing date: 1976-06-24
Publication date: 1980-03-13
Also published as: DE2628385A1; DE2628385C3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine: Einrichtung zum Lichtbogen- bzw. Plasmaschweißen und/oder -schneiden, insbesondere zum Unterpulverschweißen, mit parallelgeschalteten Einzelstromquellen, deren Ausgänge mit einem Werkstück bzw. einem Schweiß- und/oder Schneidbrenner verbunden sind.

Bei den vorzugsweise für die MIG/MAG- und die Unterpulver-Schweißverfahren verwendeten Schweißstromquellen mit Konstantspannungskennlinie ist der Abfall der Klemmenspannung — Spannung zwischen Werkstück und abschmelzender Elektrode — mit steigendem Schweißstrom relativ gering und beträgt üblicherweise etwa 1 —6 V je 100 A.

Zur Erzielung von höheren Schweißströmen (beispielsweise mehrere 1000 A), die auch je nach Bedarf und Schweißaufgabe vom Schweißplatz aus eingestellt und verändert werden müssen, ist es wünschenswert, zwei oder mehr Einzelstromquellen gleichen Typs parallel zu schalten.

Da nun einerseits für jede Stromquelle gemäß ihrer Strom-Spannungskennlinie ein fester Zusammenhang zwischen Klemmenspannung und Schweißstroin besteht, andererseits für alle parallelgeschalteten Stromquellen gleicher Bauart nur eine gemeinsame Klemmenspannung maßgebend ist, bestimmt diese gemeinsame Klemmenspannung die Stromabgabe jeder Einzelstromquelle gemäß ihrer Kennlinie. Dabei wirkt sich die relativ geringe Kennlinienneigung insofern nachteilig aus, daß schon eine kleine Veränderung der Einstellung der Einzelstromquellen eine große Änderung der Stromverteilung auf die parallelgeschalteten Einzelstromquellen und damit die Gefahr der Überlastung bewirkt, insbesondere, wenn aus schweißtechnischen Gründen eine kleine Kennlinienneigung von z. B. 1 V je 100 A gewählt wird. Die Einstellung der erforderlichen Schweißparameter unter Beachtung der gleichmäßigen und zulässigen Stromverteilung auf die Einzelstromqueilen wird dadurch so erschwert, daß die Parallelschaltung bisher nur in ganz wenigen Fällen durchgeführt werden konnte, und zwar nur durch einen Fachmann und unter Beachtung besonderer Vorsichtsmaßnahmen.

Besonders erschwerend für die Erzielung einer hochwertigen Schweißung sind Netzspannungsschwankungen und unbeabsichtigte Änderungen der äußeren Schweißparameter, die zu Abweichungen von der der Schweißaufgabe angepaßten Schweißspannung und damit zu Qualitätsminderungen führen.

Aus der DE-OS 19 25 688 ist es bereits bekannt, bei parallel geschalteten Einzelstromquellen, von denen jede eine Spannungs- bzw. Stromverstelleinrichtung aufweist, die mit dem Ausgang eines zugeordneten Soilwert-Istwert-Reglers verbunden ist, einen Istwert einer Einzelstromquelle bei den übrigen Einzelstromquellen als Sollwert zu verwenden, um damit eine gleichmäßige Strombelastung der Einzelsiromquellen zu erzielen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine

ω Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher stets eine gleichmäßige Strombelastung der Einzelstromquellen und eine konstante Schweißspannung bei sich ändernden Betriebsbedingungen erreichbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jede Einzelstromquelle eine Spannungs- bzw. Stromverstellvorrichtung aufweist, die jeweils mit dem Ausgang eines ihr zugeordneten Sollwert-Istwert-Reglers verbunden ist und die Verstellung eines Istwertpotentiometers bewirkt, das Istwertpotentiometer der ersten Einzelstromquelle mit den Sollwerteingängen der Regler der weiteren Einzelstromquellen verbunden ist, während die Istwertpotentiometer der weiteren Einzelstromquellen mit dem Istwerteingang der entsprechenden Regler in diesen Einzelstromquellen in Verbindung stehen und der Istwerteingang des Reglers der ersten Einzelstromquelle von einem der Klemmspannung entsprechenden Wert beaufschlagbar ist, während der dazugehörige Regler-Sollwerteingang mit einem Sollwertgeber in Verbindung steht. Damit wird vorteilhaft eine gleiche Einstellung und gleiche Belastung aller parallelgeschalteten Stromquellen erreicht.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

In der nachfolgenden Beschreibung ist ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung beschrieben.

Die Einrichtung weist drei parallelgeschaltete, mit einem Werkstück und einem Schweißbrenner verbundene und als Konstantspannungsstromquellen ausgebildete Einzelstromquellen 10, 11, 12 auf, denen je eine Spannungsverstellvorrichtung 13 bzw. 14 bzw. 15 zugeordnet ist. Jede Spannungsverstellvorrichtung 13 bzw. 14 bzw. 15 enthält einen Sollwert-/Istwertregler 16 bzw. 17 bzw. 18. Bei der ersten Einzelstromquelle 10

b^r) (Führungsstromquelle) steht der Sollwerteingang 20 beim Regler 16 mit einem Sollwertgeber, z. B. einem Potentiometer 21, in Verbindung.
Jede Spannungsverstellvorrichtung 13, 14, 15 ist mit

korrisiert, wodurch eine Nachlaufregelung geschaffen ist.

Die Konstantspannungsstromquellen 10, 11, 12 können entsprechend der deutschen Patentanmeldung P 25 34 8963-34 aufgebaut sein und weisen dann einen nicht näher dargestellten Haupt- und Zusatztransformator auf, dem als Spannungsversttiivorrichtung ein Stelltransformator mit Plus-Minus-Verstellung zugeordnet ist Die beiden Abgriffe, über die die jeweils abgegriffene Differenzspannung dem Zusatztransrormator zuführbar ist, werden mittels der Motoren 29 bzw. 30 bzw. 31 in Abhängigkeit der Reglersignale verstellt. Mit den Motoren 29, 30, 31 ist ferner der Abgriff 31, 33, 34 der genannten Istwertpotentiometer mechanisch verbunden. π

Jede der parallelgeschalteten Schweißstromquellen besitzt somit einen Stelltransformator mit Motorantrieb, außerdem eine selbsttätige Regeleinrichtung, die die Strom-Spannungs-Kennlinie der zugehörigen Stromquelle auf einen vorgegebenen Wert einregelt.

einem Istwertgeber (Istwertgeberpotentiometer) 26,27, 28 für die Stellung der Spannungsverstelleinrichtung verbunden. Die Regler 17,18 der Folgestromquellen 11, 12 werden von einem aus der Stellung des Istwertpotentiometers 26 abgeleiteten Sollwert beaufschlagt, so daß das Potentiometer 26 mit den Sollwerteingängen 24,25 der Regler 17, 18 verbunden ist Als Istwert für die Regler 17,18 dient der Wert der Istweripotentiometer 27 bzw. 28.

An der Führungsmaschine 10 wird von Hand der Schweißspannungs-Sollwert (Potentiometer 21) im Leerlauf vorgewählt Während des Schweißens stellt sich an den Schweißstromklemmen + und — eine Klemmen-Istspannung Uk ein. Stimmt diese Klemmenspannung Uk nicht mit der Sollspannung überein, wird an der Führungsmaschine der Motor 29 der Verstellvorrichtung 13 korrigierend verstellt- Dabei liefert das gleichzeitig von 29 angetriebene Potentiometer 26 die Sollspannung für alle Folgestromquellen 11 und 12, von denen sich jede über Istwert-Potentiometer 27,28 selbst

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Lichtbogen- bzw. Plasmaschweißen und/oder -schneiden, insbesondere zum Unterpulverschweißen, mit parallelgeschalteten Einzelstromquellen, deren Ausgänge mit einem Werkstück bzw. einem Schweiß- und/oder Schneidbrenner verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede Einzelstromquelle (10, 11, 12) eine Spannungs- bzw. Stromverstellvorrichtung (13, 14, 15) aufweist, die jeweils mit dem Ausgang eines ihr zugeordneten Soilwert-Istwert-Reglers (16, 17, 18) verbunden ist und die Verstellung eines Istwertpotentiometers (26, 27, 28) bewirkt, das Istwertpotentiometer (26) der ersten Einzelstromquelle (10) mit den Sollwerteingängen (24, 25) der Regler (17, 18) der weiteren Einzelstromquellen (11,12) verbunden ist, während die Istwertpotentiometer (27, 28) der weiteren Einzelstromquellen (11, 12) mit dem Istwerteingang (22, 23) der entsprechenden Regler (17, 18) in diesen Einzelstromquellen (II, 12) in Verbindung stehen und der Istwerteingang (19) des Reglers (16) der ersten Einzelstromquelle (10) von einem der Klemmspannung (Uk) entsprechenden Wert beaufschlagbar ist, während der dazugehörige Regler-Sollwerteingang mit einem Sollwertgeber (21) in Verbindung steht.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellvorrichtung (13, 14, 15) einen Verstellmotor (29, 30, 31) aufweist, welcher vom Reglerausgangssignal erregbar ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Verstellmotor (29, 30, 31) jeweils der Abgriff (32, 33, 34) der Istwertpotentiometer (26,27,28) mechanisch verbunden ist.