DE520205C - Stromerzeuger fuer Lichtbogenbetrieb, insbesondere Lichtbogenschweissung - Google Patents
Stromerzeuger fuer Lichtbogenbetrieb, insbesondere LichtbogenschweissungInfo
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- DE520205C DE520205C DEE34182D DEE0034182D DE520205C DE 520205 C DE520205 C DE 520205C DE E34182 D DEE34182 D DE E34182D DE E0034182 D DEE0034182 D DE E0034182D DE 520205 C DE520205 C DE 520205C
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K23/00—DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors
- H02K23/40—DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors characterised by the arrangement of the magnet circuits
- H02K23/44—DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors characterised by the arrangement of the magnet circuits having movable, e.g. turnable, iron parts
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- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
Description
AUSGEGEBEN AM
9. MÄRZ 1931
REIC HS PATE NTAMT
PATENTSCHRIFT
520205 KLASSE 21di GRUPPE
„Elin" Akt-Ges. für elektrische Industrie in Wien*)
Bei elektrischen Stromerzeugern für Lichtbogenbetrieb,
insbesondere für Lichtbogenschweißung, ist eine veränderliche Einstellung der Stromstärke nach Art der vorzunehmenden
Arbeit erwünscht, dabei aber soll unter allen Umständen die für das Schweißen erwünschte
Charakteristik beibehalten werden, die im normalen Bereich der Lichtbogenspannung
bei Abnahme der Stromstärke eine Zunahme der Spannung ergibt. Die höchst erreichbare Spannung soll bei den verschiedenen
Einstellungen nicht sehr stark verschieden sein, wenn auch die bei Kurzschluß des äußeren Stromkreises erreichten Ströme
auf verschiedene Werte eingestellt sind.
Der Schweißvorgang besteht bekanntlich darin, daß die mit einem Pol des Stromerzeugers
verbundene Schweißelektrode aus Kohle oder Metall mit dem an den zweiten Pol an-
ao geschlossenen Werkstück zur Berührung gebracht
und unmittelbar darauf abgezogen wird, so daß ein Lichtbogen entsteht, der das Metall zum Schmelzen bringt. Bei jeder direkten
Berührung von Werkstück und Schweißelektrode entsteht ein Kurzschluß.
Bisher wurde die Reglung des Schweiß-Stromes meist durch Verwendung veränderlicher,
energieverzehrender elektrischer Widerstände im Hauptstromkreis oder im Stromkreis
von Erregerwicklungen vorgenommen.
Gemäß der Erfindung wird ein Stromerzeuger mit einem Primärfeld und einem
das Primärfeld schwächenden Gegenfeld angewendet und der Eisenquerschnitt in einem
Teil des Feldmagnetkreises oder des Feldmagnetstreufrusses veränderlich gemacht, wie
dies bei normalen Motoren und Stromerzeugern für andere Zwecke bereits vorgeschlagen
wurde, mit dem neuen Ergebnis, daß hauptstromerregte Stromerzeuger für Lichtbogenbetrieb
ohne Regelwiderstände verwendet werden können, eine bisher nicht erreichte Regelfähigkeit und Stabilität mit denkbar
einfachster Bedienung vereint und große Ersparnisse erzielt werden, und zwar in der An-Schaffung
durch den Wegfall von Regelwiderständen und durch den Aufbau der Maschine selbst und im Betrieb infolge des besseren
Wirkungsgrades der Einrichtung.
Verschiedene Formen von Maschinen mit einem Hauptfeld und einem dasselbe schwächenden
Gegenfeld sind im Aufsatz von E. Rosenberg in ETZ 1905 S. 393 angegeben.
Für Schweißzwecke insbesondere wurde (siehe ETZ 1906 S. 1036 fr.) die als
Rosenbergdynamo bezeichnete Form der
*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:
Dr. Emanuel Rosenberg in Wei\} Österreich,
Querfeldmaschine angewendet, eine Maschine mit zwei Bürstensätzen, deren einer an normaler
Stelle befindlicher kurzgeschlossen ist und dazu dient, durch die Ankerrückwirkung
des ihn durchfließenden Hilfsstromes den
Anker quer zu magnetisieren, während der zweite Bürstensatz um eine halbe Polteilung
verschoben ist und den ISTutzstrom führt, der eine dem ursprünglichen Feld entgegenwirken
de Gegenmagnetisierung des Ankers hervorruft.
Das Wesen der Erfindung ist die örtliche Änderung des magnetischen Querschnittes.
In Abb. ι ist dies nur für einen, den oberen Pol dargestellt, der als Regelpol dient. Der
untere Pol ι der zweipoligen Maschine mit Polschuh 2 ist normal, der Regelpol 3 hat eine
Öffnung, in der das Einsatzstück 4 durch Verschraubung gegen den Anker zu- oder von
ihm wegbewegt werden kann. 5 stellt das Gehäuse der Maschine dar, 6 sind zwei Hilfsbürsten,
die an der gewohnten Stelle befindlich, aber kurzgeschlossen sind, 7 die dagegen
um eine halbe Polteilung versetzten Nutzbürsten, von denen die obere mit der Magnetwicklung
8, die untere mit dem durch einen Stern 9 dargestellten äußeren Stromkreis, einem Lichtbogen, verbunden ist, während
das zweite Ende des äußeren Stromkreises zum zweiten Ende der Hauptstromwicklung 8
führt.
Ist der äußere Stromkreis nicht geschlossen, so wird infolge des remanenten Magnetismus
zwischen den Hilfsbürsten 6 ein Strom fließen, der den Anker quer magnetisiert und
zwischen den Nutzbürsten 7 eine merkliche Spannung schafft. Schaltet man im Nutzstromkreis
9 einen hohen Widerstand ein und verringert ihn allmählich, so wird vorerst die
,Stärke des Feldes zunehmen, dadurch auch der Hilfsstrom und die Spannung zwischen
den Nutzbürsten. Wenn aber die Verringerung des äußeren Widerstandes und die Größe
des Nutzstromes ein gewisses Maß erreicht haben, so wird das primäre Feld sich der
Sättigung nähern, während das Rückwirkungsfeld des Ankerstromes, wenn geeignete
Streupfade geboten sind, immer weiter steigt, so daß von da an eine Schwächung des Hilfsstromes
und eine Verringerung der Nutzspannung eintritt. Bei Kurzschluß des äußeren Stromkreises erreicht der Nutzstrom
einen bestimmten Grenzwert.
In Abb. 2 ist die bekannte Kurzschlußcharakteristik 11 einer solchen Maschine gezeichnet,
nämlich die Beziehung zwischen Erregerstrom als Abszisse o* und Nutzstrom
als Ordinate oy, wenn der äußere Stromkreis kurzgeschlossen ist, unter der Annahme, daß
man den Erregerstrom unabhängig vom Nutzstrom verändert und daß die Maschine vor Aufnahme der Charakteristik entmagnetisiert
worden ist. Sind Anker und Magnetwicklung in Reihe geschaltet, so zeigt für ein
bestimmtes Verhältnis der Windungszahlen ein vom Koordinatenurspruingspunkt ο ausgehender
Strahl 12, welcher Feldstrom als Abszisse dem Ankernutzstrom als Ordinate
zugehört, und der Schnittpunkt 112 zeigt den Strom, den. die Maschine bei Reihenschlußerregung
im Kurzschluß geben wird. Um diesen Strom auf einen geringeren Wert zu
begrenzen, ist es bekanntlich möglich, einen Parallelwiderstand zur Reihenschlußwicklung
anzuwenden. Dann zeigt der Strahl 13 die Beziehung zwischen Feld- und Ankerstrom,
und die Ordinate des Schnittpunktes 113 zeigt den Grenzstrom bei Kurzschluß. Für einen
Strahl 14, der mit dem geradlinigen Teil der Kurzschlußcharakteristik zusammenfällt, ergibt
sich keinerlei bestimmter Schnittpunkt mit der Kurzschlußcharakteristik. Der Strom,
der bei Anwendung eines solchen Parallelwiderstandes entsteht, kann durch geringe
Zufälligkeiten, z. B. durch eine kleine Änderung in der Größe des remanenten Magnetismus,
sich in weiten Grenzen ändern.
Durch die Anwendung des Einsatzstückes 4 gemäß der Erfindung läßt sich nun die Kurzschlußcharakteristik
nach Belieben ändern. In Abb. 3 ist eine Schar von Kurzschlußcharakteristiken
herausgezeichnet. Die Kurve 21 gilt, wenn das Einsatzstück sich in der
tiefsten Stellung (zunächst dem Anker) befindet und ist identisch mit der Kurve 11 von
Abb. 2. Schiebt man das Einsatzstück her- · aus, so kann eine der Charakteristiken 22 bis
25 eingestellt werden. In diesem Falle ist es zur Reglung unnötig, einen Parallelwiderstand
zur Magnetwicklung anzuwenden. Der Strahl 26 in Abb. 3, der dem Strahl 13 von
Abb. 2 entspricht, schneidet jede Kurve der Schar unter einem günstigen Winkel. Die
erreichten Kurzschlußströme sind durch die Koordinaten der Punkte 121, 122.. .125 dargestellt.
Durch geeignete Bemessung des Einsatzstückes im Verhältnis zum Polquerschnitt
läßt sich beispielsweise eine stabile ,. Reglung des Grenzstromes bis auf ein Zehntel
des maximalen erzielen. Dies ist bei der elektrischen Lichtbogenschweißung sehr wertvoll.
Es ist möglich, mit derselben Maschine ohne fremde Widerstände ganz große und anz kleine Schweißarbeiten auszuführen, wobei
der Strom von 500 bis 50 Amp. verändert wird.
Ein großer Vorteil ist es, daß dabei auf
Parallelwiderstände zur Reihenschlußwicklung verzichtet werden kann, denn solche Widerstände
haben nicht nur eine begrenzte Stufenzahl und unbestimmten Kontaktwiderstand, sondern haben auch den ferneren Nach-
teil, daß der induktionslose Parallelwiderstand zu der mit Induktivität behafteten Magnetspule
bei plötzlichen Stromänderungen ein ganz anderes Verhältnis des Magnetstromes
zum Ankerstrom ergibt als während des stationären Betriebszustandes, so daß die Gefahr
der Umpolung besteht.
Die Erfindung erlaubt auch eine Ersparnis an Baustoffen. Da Feld- und Ankerwicklung
»° stets vom gleichen Strom durchflossen wird, so kann die Windungszahl der Feldspulen
weitaus kleiner gewählt werden als bei einer Aiaschine, wo für die Reglung ein Parallelwiderstand
zur Feldwicklung verwendet wird. Die Anwendung der Regelpole auf eine andere bekannte, für Lichtbogenschweißung
vorgeschlagene Maschine zeigt Abb. 4. Sie ist nach Art der alten Manchestermaschine gebaut.
Sie hat äußere Magnetsäulen 31, Joche 32 und daran befestigte Polschuhe 33. Auf
den äußeren Säulen sind hauptstromerregte Spulen 35, auf den Polschuhen entgegenwirkende
Spulen 36 angebracht, die infolge großer Streuung von einem bestimmten Sättigungszustand
an das Feld bei steigendem Strom mehr schwächen als die Haupterregung 35 es verstärken kann. Durch Verschiebung
der Einsatzstücke 4 in den Magnetsäulen kann dieser Sättigungszustand nach Belieben höher oder tiefer gewählt werden.
Anstatt des einfachen Einsatzstückes nach Abb. ι und 4 kann auch gemäß Abb. 5 ein
Einsatzstück gewählt werden, das aus mehreren teleskopartig verschiebbaren Stücken
41, 42, 43 besteht.
Es können entweder alle Pole der Maschine oder ein Teil derselben als Regelpole
ausgebildet werden. Bei Verwendung einer geeigneten Ankerwicklung kann auch bei einer
mehrpoligen Maschine unter Umständen ein einziger Regelpol verwendet werden.
Verwendet man mehrere Regelpole an der gleichen Maschine, so kann in bekannter
Weise eine gleichzeitige Betätigung aller Pole oder der Hälfte aller Pole vorgenommen werden.
Bei der Ausführungsform nach Abb. 6 ist dies durch einen Verdrehring 51 erreicht,
in dessen schräge Nuten 52 Führungsstifte 53 der glatten prismatischen oder zylindrisehen
Poleinsatzstücke 54 eingreifen.
Anstatt die Einsatzstücke in den Polen anzubringen, können sie auch nach Abb. 7 am
Joch angebracht werden. Die dort gezeichneten Platten 64 können herausgezogen oder
verdreht werden, um den örtlichen Querschnitt des Joches 65 zu verringern. Steht das Einsatzstück
64 parallel mit der Kraftlinienrichtung, wie in Abb. 7 gezeichnet, so bietet es einen geringen magnetischen Widerstand.
Wird es um 900 verdreht, so ist der magnetische Widerstand fast ebenso groß als bei
Entfernung des Einsatzstückes.
Derselbe Erfolg, der durch Änderung des wirksamen Pol- oder Jochquerschnittes erzielt
werden kann, wird durch eine Änderung des Streuweges der Maschine erreicht. Polschuhe
mit verdrehbaren Teilen, die es erlauben, die Spitzen der Nachbarpol schuhe gegeneinander
zu bewegen, sind bekannt. In Abb. 8 ist eine vierpolige Maschine gezeichnet, bei der zwischen den Polen 70 Streuplatten 71 angewendet werden, die mittels geeigneter,
hier nicht gezeichneter Vorrichtungen parallel zur Achse der Maschine verschoben
werden können. Einen je größeren Eisenquerschnitt die Streuplatten dem Wege von einem Pol zum anderen bieten, desto geringere
Teile des primären Kraftflusses werden in den Anker eindringen und desto größer wird der von den Ankeramperewindungen hervorgebrachte
gegenwirkende Streufluß sein.
Claims (3)
1. Stromerzeuger für Lichtbogenbetrieb, insbesondere Lichtbogenschweißung,-mit
einem primären Feld und einem dasselbe schwächenden Gegenfeld mit großer gegenseitiger Streuung, dadurch gekennzeichnet,
daß der Eisenquerschnitt in einem Teil des primären Feldes oder des Gegenfeldes veränderbar und so der bei
Kurzschluß des äußeren Stromkreises oder bei hochgetriebener Drehzahl erreichte Strom auf verschiedene Größen
einstellbar ist.
2. Ausführungsform nach Anspruch 1 bei hauptstromerregten Gleichstrommaschinen
mit zwei Bürstensätzen, deren einer kurzgeschlossen ist und eine Quermagnetisierung
ergibt, während der zweite, um eine halbe Polteilung versetzt, den Nutzstrom führt und eine Gegenwirkung
der Ankeramperewindungen gegen die Primärerregung herbeiführt, dadurch gekennzeichnet,
daß Einsatzstücke im Körper eines oder mehrerer Pole des Magnetgestelles in an sich bekannter Weise mechanisch
verschiebbar angeordnet sind.
3. Ausführungsform nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch teleskopartige
Anordnung von verstellbaren Einsatzstücken in einem oder mehreren Polen des Magnetgestelles.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
AT520205X | 1925-06-22 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE520205C true DE520205C (de) | 1931-03-09 |
Family
ID=3675859
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEE34182D Expired DE520205C (de) | 1925-06-22 | 1926-06-10 | Stromerzeuger fuer Lichtbogenbetrieb, insbesondere Lichtbogenschweissung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE520205C (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE907078C (de) * | 1949-09-01 | 1955-08-29 | Emil Rona Dipl Ing | Regeleinrichtung bei Wechselstromgeneratoren mit ankerkompoundierter Erregermaschine |
-
1926
- 1926-06-10 DE DEE34182D patent/DE520205C/de not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE907078C (de) * | 1949-09-01 | 1955-08-29 | Emil Rona Dipl Ing | Regeleinrichtung bei Wechselstromgeneratoren mit ankerkompoundierter Erregermaschine |
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