DE2722200A1

DE2722200A1 - Buerstenloser schweissgenerator

Info

Publication number: DE2722200A1
Application number: DE19772722200
Authority: DE
Inventors: Aurel Dipl Ing Dr Ing Dobranis
Original assignee: Mueller J & W
Current assignee: Mueller J & W
Priority date: 1977-05-17
Filing date: 1977-05-17
Publication date: 1978-11-23

Description

Bürsichloser Schweißgenerator
Die Erfindung betrifft einen bürstenlosen Schweißgenerator mit einer den Schweißstrom liefernden Gleichpolmaschine, deren Läufer mehrere Polkränze aufweist, die jeweils über ihren Umfang mit dem Ständer einen unterschiedlich großen Luftspalt bilden.
Bürstenlose Schweißgeneratoren nach Gleichpolbauart sind seit langem bekannt. Bei einem bekannten Schweißgenerator dieser Art (DT-OS 686 274) ist die Erregerwicklung zwischen zwei axial nebeneinanderliegenden ringförmigen Polen im Ständer angeordnet. Jedem der beiden ringförmigen Pole ist ein Polkranz zugeordnet. Die Polkränze sind auf dem wicklungsfreien Läufer angeordnet und gegen eine sie miteinander kuppelnden Feder gegeneinander verdrehbar. Dadurch soll erreicht werden, daß die Generatorspannung bei Leerlauf selbständig auf eine gewünschte ungefährliche niedere Spannung und beim Zünden oder Brennen des Bogens auf die erforderliche hohe Spannung gehalten wird. Eine Regelung oder Steuerung zur Erzeugung einer fallenden Stromspannungskennlinie für den Schweißstrom ist nicht vorgesehen. Als weiterer Nachteil wird bei einem solchen Schweißgenerator angesehen, daß die Erregerwicklung wegen der Anordnung zwischen den ringförmigell Polen im Ständer wenig reparaturfreundlich ist und wegen ihres großen Durchmessers viel Wickluiigsmaterial erfordert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen bürstenlosen Schweißgenerator der eingangs genannten Art zu schaffen, der neben Heparaturfreundlichkeit und geringem Materialverbrauch für die Wickel g eine fallende Stromspannungskennlinie aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Erregerwicklung der Gleichpolmaschine auf dem Läufer zwischen zwei Polkränzen angeordnet ist und der Läufer ferner die die Erregerwicklung über eine Gleichrichtereinrichtung speisende Wechsel- bzw. Drehstromwicklung eines Wechsel- oder Drehstromgenerators trägt.
Der erfindungsgemäße Schweißgenerator ist reparaturfreundlich, weil die eirizelnen Wicklungen unabhängig voneinander zugänglich sind und repariert werden können. Durch Steuerung des wrregerstroms des Wechsel- oder Drehstromgenerators läßt sich der Schweißstrom derart beeinflussen, daß immer im optimalen Arbeitspunkt der fallenden Stromspannungskennlinie gearbeitet wird.
ür die Steuerung des Schweißstroms kann eine der Erregerwicklung des Wechsel- oder Drehstromgenerators zugeordnete Regeleinrichtung vorgesehen sei, der als Istwert ein vom Schweißstrom abgeleitetes Signal zugeführt wird. Hierbei wird vorzugsweise 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 Koncensator 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 Schweißstrom und Erregerstroii kann ein Poren tiometer vorgesehen sein, das insbesondere am Eingang der Regeleinrichtung angeordnet ist.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen Fig. 1 einen Schweißgenerator im Axialschnitt, Fig. 2 ein Polrad der Gleichpolmaschine des Sehweißgenerators nach Fig. 1 in Ansicht, Fig. 3 das Schaltbild des Scklweißgenerators gemäß Fig. 1 mit Regeleinrichtung und Fig. Il ein Strom-Spannungskenniinienfeld des Schweißgenerators.
In einem Gehäuse 1 sind nebeneinander zwei kranzförmige Blechpakete 2, 3 angeordnet, die eine gemeinsame, den Schweißstrom liefernde Wicklung 7 tragen. Jedem Blechpaket 2, 3 ist ein nach Art eines Flügelrades ausgebildetes Polrad 4, 5 zugeordnet. Die beiden Polräder 4, 5 sitzen drehfest und gegeneinander versetzt auf einer in Lagerschilden 22, 23 des Gehäuses 1 gelagerten Welle 6.
Zwischen den Polrädern 4, 5 ist eine Erregerwicklung 19 auf dem Läufer angeordnet. Diese Erregerwicklung 19 wird über eine auf dem Läufer angeordnete Gleichrichtereinrichtung 8 gespeist. Der Gleichrichtereinrichtung 8 wird tier Strom eines Wechsel- bzw.Drehstromgenerators zugeführt. Dieser Drehstromgenerator besteht aus einem auf der Welle 6 des Läufers der Gleichpolmaschine angeordneten Rotor 11, mit einer am Eingang der Gleichrichtereinrichtung angeschlossenen induzierten Wicklurg 12. ImStänder ist die zugehörige Erregerwicklung 10 auf Polen 9 angeordnet.
Wird bei erregtem Wechselstromgenerator 9, 10, 11, 12 der Läufer in Rotation versetzt, dann wird in der Wechselstromwicklung 12 ein Strom induziert, der über die Gleichrichtereinrichtung 8 gleichgerichtet der Erregerwicklung 19 zugeführt wird. Der Strom in der Erregerwicklung 19 erzeugt einen magnetischen Fluß über die Welle 6, das Polrad 4, den Blechkranz 2, das Gehäuse 1, den Blechkranz 3 und das Polrad 5. Wegen des in Umfangsrichtung der Polräder II, 5 unterschidlich großen Luftspaltes entsteht im Luftspalt bei rotierendem Läufer ein schwankendes magnetisches Feld, das in der Wicklung 7 eine Spannung induziert. Die Wicklung 7 liefert über eine Gleichrichtereinrichtung denSchweißstrom.
Zur Steuerung des Schweißstromes dient die in Fig. 2 dargestellte Schaltung. An einer Phase der dreiphasigen Wicklung 7, die über einen Gleichrichtersatz 13 den Schweißstrom abgibt, ist als otromfühler ein Stromwandler 14 vorgesehen, der über ein Potentiometer '0 an eine Regeleinrichtung 15 als Istwert ein dem Schweißstrom proportionales Signal liefert. Die Regeleinrichtung 15 steuert einen Leistungstransistor 16, in dessen Kollektor-Emitter-Kreis eine Gleichrichterscha1ung in Form einer Diodenbrücke 17 angeordnet ist. Der eine Wechselstromeingang dieser Diodenbrücke 17 ist über einen als Zeitverzögerungsglied wirkenden Kondensator 25 an einem Pol 26 einer Wechselstromquelle angeschlossen, deren zweiter Pol 28 über eine Diodenbrücke 27 mit dem anderen Wechselstromeingang der Diodenbrücke 17 verbundeii ist. über die Diodenbrücke 27 wird die Erregerwicklung 10 des Wechselstromgenerators 9, 10, 11, 12 mit Gleichstrom versorgt.
Zur Steuerung des Erregerstromes in der Erregerwicklung 10 ist in Reihe zu der Diodenbrücke 27 und parallel zu der Diodenbrücke 17 und dem Kondensator 25 ein steuerbares Haibleiteielenient in Foini eines Triacs 29 angeordnet. Der Steuereingang des Triacs 29 ist mit demWechselstromeingang der Diodenbrücke 27 verbunden, an dem der Kondensator 25 angeschlossen ist.
Die erfindungsgemäße Schaltung steuert den Schweißstrom auf folgende Weise: Ilin mit einen für optimale Schweißergebnisse optimalen Spannung zu aj'beiten, ist es für den Schweißer zunächst notwendig, zu dem zu schweißenden Material und der zu verwendenden Elektrode die passende Kennlinie am Potentiometer 20 einzustellen. In fig. lX ist ein solches Kennlinienfeld mit der genormten Arbeitsspaniiung 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 20 die Kennlinie K2 eingestellt. Die erfindungsgemäße Schaltung sorgt nun dafür, daß während des Schweißvorganges dieser Punkt A erhalten bleibt.
Fällt der Schweißstrom, daiin liegt der Istwert am Eingang des Reglers 22 unter dem Sollwert der Kennlinie K2. Der Regler 15 bt nert den Leistungstransistor in dann weiter auf, so dalb durch die Diodenbrücke 17 mehr Strom fließen kamin. Das bedeutet, diiß der Kondensator 25 früher aufgeladen wird uiid das Triac 29 früher aufgesteuert wird. Folglich kann mehr Errgerstrom zu der Erregerwicklung 10 fließen. Die erhöhte Erregung bewirkt eine Vergrößerung des induzierten Stromes in der Wicklung 7 und damit auch des Schweißstromes.

Claims

Ansprüche: 1. Bürstenloser Schweißgenerator mit einer den Schweißstrom liefernden Gleichpolsmaschine, deren Läufer mehrere Polkränze aufweist, die jeweils über ihren Umfang mit dem Ständer einen unteischiedlich großen Luftspalt bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerwicklung (19) der Gleichpolmaschine auf dem Läufer zwischen zwei Polkränzen (4, 5) angeordnet ist und der Läufer ferner die die Erregerwicklung (19) über eine Gleichrichtereinrichtung (8) speisende Wechsel- bzw. Drehstromwicklung (12) eines Wechsel- oder Drehstromgenerators (9, 10, 11, 12) trägt.
2.Schweißgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Steuerung des Schweißstromes eine der Erregerwicklung (10) des Wechsel- oder Drehstromgenerators (9, 10, 11, 12) zugeordnete Regeleinrichtung (15) vorgesehen ist, der als Istwert ein vom Schweißgenerator abgeleitetes Signal zugeführt wird.
3. Schweißgenerator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Speisestromkreis für den gleichzurichtenden Erregerstrom ein Triac (29) angeordnet ist, das vom Regler (15) über ein Zeitverzögerungsglied (16, 17, 25) eingeschaltet wird.
4. Schweißgenerator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitverzögerungsglied (16,17,18) aus einem Transistor (16), einer Gleichrichterbrücke (17) und einem Kondensator (25) besteht.
5. Schweißgenerator nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung der Verhältnisses zwischen Schweißstrom und Erregerstrom ein Potentiometer (20) vorgesehen ist, das insbesondere am Eingang der Regeleinrichtung (15) angeordnet ist;.