DE2722199C3 - Bürstenloser Schweißgenerator - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen bürstenlosen Schweißgenerator mit einer den Schweißstrom liefernden Gleichpolmaschine mit Axialerregung mittels einer im Ständer angeordneten Erregerwicklung und einem wicklungsfreien Läufer, der mehrere Polkränze aufweist, die jeweils Ober ihren Umfang mit dem Ständer einen unterschiedlich großen Luftspalt bilden, wobei die Erregerwicklung in zwei axial versetzte Teilwicklungen aufgeteilt ist, die zwei axial entgegengerichtete Magnetfelder erzeugen, nach Patent 26 24 904.

Bürstenlose Schweißgeneratoren, bestehend aus w einer den Schweißstrom liefernden Gleichpolmaschine mit Axialerregung mittels einer im Ständer angeordneten Erregerwicklung und einem wicklungsfreien Läufer, der mehrere Polkränze aufweist, die jeweils über ihren Umfang mit dem Ständer einen unterschiedlich großen Luftspalt bilden, sind bekannt (DE-PS 6 86 274, DE-AS 35 819).

Bei diesen Schweißgeneratoren besteht die Gleichpolmaschine nur aus einem elektromagnetischen Teil. Bei einem der bekannten Schweißgeneratoren erfolgt &° die Steuerung des Schweißstromes in der Art, daß sich in Abhängigkeit von der Generatorbelastung die beiden Polkränze gegen die Kraft einer Feder gegeneinander selbsttätig verstellen, während bei dem anderen Schweißgenerator Drosselspulen vorgesehen sind.

Für schwierige Schweißungen, z. B. für Fallnahtschweißen, wird eine fallende Stromspannungskennlinie für den Generator gefordert.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist beim Gegenstand der Hauptanmeldung die Aufgabe, einen bürstenlosen Schweißgenerator mit fallender Kennlinie zu schaffen, dadurch gelöst worden, daß die Erregerwicklung in zwei axial versetzte Teilwicklungen aufgeteilt ist, die zwei axial entgegengerichtete Magnetfelder erzeugen, und eine weitere, vom gleichgerichteten Schweißstrom gespeiste Erregerwicklung vorgesehen ist, die neben einer der beiden Teilwicklungen angeordnet ist und ein dem magnetischen Feld dieser Teilwicklung axial entgegengerichtetes Magnetfeld erzeugt

Aufgabe der Erfindung ist es, die nach dem Hauptpatent erforderliche zusätzliche Wicklung zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Steuerung des Schweißstromes der einen Erregerwicklung eine Regeleinrichtung zugeordnet ist, der als Istwert ein von dem Schweißstrom abgeleitetes Signa! zugeführt wird.

Auf diese Weise wird erreicht, daß im Strom/Spannungs-Kennlinienfeld der eingestellte Schweißpunkt auf der abfallenden Kennlinie selbsttätig eingehalten wird.

Vorzugsweise ist im Speisestromkreis für den gleichzurichtenden Erregerstrom ein Triac angeordnet, das vom Regler über ein Zeitverzögerungsglied eingeschaltet wird. Das Zeitverzögerungsglied kann aus einem Transistor, einer Gleichrichterbrücke und einem Kondensator bestehen. Durch unterschiedliche Ansteuerung des Transistors kann auf diese Weise von dem Regler selbsttätig die Ladezeit des Kondensators beeinflußt werden. Zur Einstellung des Verhältnisses zwischen SchweiBstrom und Erregerstrom kann ein Potentiometer vorgesehen seia Das Potentiometer kann am Eingang der Reglereinrichtung angeordnet sein.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellende* Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Schweißgenerator nach Gleichpolbauart im Axialschnitt in schematischer Darstellung,

Fig.2 den Läufer des Schweißgenerators gemäß F i g. 1 in Stirnansicht

Fig.3 das Schaltbild des Schweißgenerators gemäß F i g. t mit Regeleinrichtung und

F i g. 4 ein Strom-Spannungskennlinienfeld für den Schweißgenerator.

In einem Ständergehäuse 1 des Schweißgenerators sind nebeneinander zwei Wicklungsteile 2, 3 einer Erregerwicklung angeordnet Zwischen diesen beiden Teilen befindet sich ein gemeinsamer, ringförmiger Pol 5, während auf den Außenseiten eines jeden Wicklungsteiles 2, 3 sich ein weiterer ringförmiger Pol 6, 7 befindet. In Nuten der ringförmigen Pole 5, 6, 7 sind über die gesamte Länge der Maschine durchgehende Leiter 4 einer dreiphasigen Wicklung angeordnet die den Schweißstrom liefert

Innerhalb eines jeden ringförmigen Pols 5, 6, 7 befindet sich jeweils ein scheibenförmiger, auf einer Welle 8 drehfest angeordneter Pol 9,10, U. Jeder Pol 9, 10, 11 hat zur Bildung von drei Flügeln 12, 13, 14 symmetrisch verteilt angeordnete Aussparungen.

Die Teile 2, 5, 7, 10, 11 stellen den einen elektromagnetischen Teil und die Teile 3,5,6,9,10 den anderen elektromagnetischen Teil der Gleichpolmaschine dar. Wie in Fig.2 angedeutet und auch aus F i g. 3 ersichtlich, werden die beiden Wicklungsteile 2,3 der Erregerwicklung vom Erregerstrom in entgegenge-

setzter Richtung durchflossen, so daß sie entgegengerichtete axiale Magnetfelder erzeugen, bei denen der zwischen ihnen angeordnete ringförmige Pol S den Südpol und die beiden äußeren ringförmigen Pole 6,7 die Nordpole bilden. Die beiden Magnetkreise werden also von dem ringförmigen Pol S, dem Standergehäuse 1, den ringförmigen Polen 6, 7, den Polen 9, 11, der Uuferwelle P and dem mittleren Pol 10 geschlossen. Aufgrund dieser Anordnung der beiden elektromagnetischen Teile und ihrer Erregung ist der Magnetfluß im gemeinsamen ringförmigen Pol 5 und gemeinsamen mittleren Pol 10 gleichgerichtet Der magnetische Fluß Ober die Luftspalte zwischen den Polen S, 10 sowie 6,9 und 7,11 konzentriert sich hierbei auf den Bereich der Flügel 12,13,14. Aus diesem Grunde wird bei Rotation des Läufers 8,9,10, H am Umfang der Pole S, 6,7 ein schwankendes Feld erzeugt das in den Leitern 4 eine Wechselspannung induziert Die Leiter 4 bilden die erwähnte dreiphasige Wechselstromwicklung, wie F i g. 3 zeigt Der von ihnen gelieferte Strom wird aber einen Vollweggleichrichter 15 gleichgerichtii und steht als Schweißstrom zur Verfügung.

Zur Verbesserung der Schweißeigenschaften des Schweißgenerators (fallende Strom-Spannungskennlinie für den Schweißstrom) kann der Schweißstrom durch Steuerung des Erregerstromes beeinflußt werden. Dazu dient die in F i g. 3 dargestellte Schaltung.

Zur Erfassung des Schweißstroms ist an einer Phase der Wechselstromwicklung 4 als Stromfühler ein Stromwandler 20 vorgesehen, der über ein Potentiometer 21 an eine Regeleinrichtung 22 als Istwert ein dem Schweißstrom proportionales Signal liefert Die Regeleinrichtung 22 steuert einen Leistungstransistor 23, in dessen Kollektor-Emitter-Kreis eine Gleichrichtschaltung in Form einer Diodenbrücke 24 angeordnet ist Der eine Wechelstromeingang dieser Diodenbrücke 24 ist fiber einen als Zeitverzögerungsglied wirkenden Kondensator 25 an einem Pol 26 einer Wechselstromquelle angeschlossen, während der andere Wechselstromcingang der Diodenbrücke 24 über eine weitere als Diodenbracke 27 ausgebildete und die Erregerteilwicklung 2 mit Gleichstrom versorgende Gleichrichterschaltung an dem anderen Pol 28 der Wechselstromquelle angeschlossen ist Zur Steuerung des Erregerstroms in der Erregerteilwicklung 2 ist in Reihe zu der Diodenbrücke 27 und parallel zu der Diodenbrücke 24 und dem Kondensator 25 ein steuerbares Halbleiterelement in Form eines Triacs 29 angeordnet Der Steuereingang des Triacs 29 ist mit dem Wechselstromeingang der Diodenbrücke 24 verbunden, an dem der Kondensator 25 angeschlossen ist

Die Schaltung steuert den Schweißstrom auf folgende Weise:

Um mit einer für optimale Schweißergebnisse optimalen Spannung zu arbeiten, ist es für den Schweißer zunächst notwendig, zu dem zu schweißenden Material und der zu verwende .den Elektrode die passende Kennlinie am Potentiometer 2! einzustellen. In Fig.4 ist ein solches Kennlinienfeld mit der genormten Arbeitsspannung dargestellt Das Kennlinienfeld wird von den Eigenschaften des Schweißgenerators bestimmt Ist für das zu schweißende Material und die gewählte Elektrode der Arbeitspunkt A optimal, dann wird am Potentiometer 21 die Kennlinie K 2 eingestellt Die erfindungsgemäße Schaltung sorgt nun dafür, daß während des Schweißvorganges dieser Punkt A erhalten bleibt Fällt der Schweißstrom, dann liegt der Istwert am Eingang des Reglers 22 unter dem Sollwert Der Regler 22 steuert den Leistungstransistor 23 weiter auf, so daß durch die Diodenbrücke 24 mehr Strom fließen kann. Das bedeutet daß der Kondensator 25 früher aufgeladen wird und das Triac 29 früher aufgesteuert wird. Folglich kann mehr Erregerstrom zu der Erregerwicklung 2 fließen. Die erhöhte Erregung bewirkt eine Vergrößerung des induzierten Stromes und damit auch des Schweißstromes.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Bürstenloser Schweißgenerator, bestehend aus einer den Schweißstrom liefernden Gleichpolmaschine mit Axialerregung mittels einer im Ständer angeordneten Erregerwicklung und einem wicklungsfreien Läufer, der mehrere Polkränze aufweist, die jeweils über ihren Umfang mit dem Ständer einen unterschiedlich großen Luftspalt bilden, wobei die Erregerwicklung in zwei axial versetzte Teilwicklungen aufgeteilt ist, die zwei axial entgegengerichtete Magnetfelder erzeugen, nach Patent 2624904, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung des Schweißstromes der einen Erregerwicklung (2) eine Regeleinrichtung zugeordnet < ist, der als Istwert ein vom Schweißstrom abgeleitetes Signal zugeführt wird.

2. Schweißgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeicr.net, daß im Speisestromkreis des gleichzurichtenden Erregerstromes ein Triac (29) angeordnet ist, das vom Regler (22) Ober ein Zeit-Verzögerungsglied (23, 24, 25) eingeschaltet wird.

3. Schweißgenerator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitverzögerungsglied aus einem Transistor (23), einer Gleichrichterbrücke (24) und einem Kondensator (15) besteht

4. Schweißgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung des Vernal'lisses zwischen Schweißstrom und Erregerstrom ein Potentiometer (21) vorgesehen ist

5. Schweißgenerator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Potentiometer (21) am Eingang der Regeleinrichtung (*J) angeordnet ist

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