DE648898C

DE648898C - Schaltanordnung fuer Widerstandsabbrennschweissmaschinen

Info

Publication number: DE648898C
Application number: DEA76037D
Authority: DE
Inventors: Eberhard Rietsch; Dr Raoul Willheim
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1935-05-17
Filing date: 1935-05-17
Publication date: 1937-08-10

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltanordnung für Widerstandsabbrennschweißmaschinen, insbesondere für solche mit hoher Leistung und großer Ausladung.
Es sind bereits ■ Schaltanordnungen für Schweißmaschinen bekanntgeworden, bei denen eine Kapazität auf der Hochvoltseite des Schweißtransformators angeordnet ist. Bei einer bekannten Anordnung liegt beispielsweise die Kapazität unmittelbar parallel zur Hochvoltwicklung des Schweißtransformators, während bei einer anderen wieder ein Zwischentransformator für die Parallelschaltung der Kapazität verwendet wird. Durch diese primärseitige Schaltweise der Kapazität wird lediglich eine Verbesserung des Leistungsfaktors des speisenden Netzes bezweckt und auch nur erreicht.

Die Verschweißung von verhältnismäßig großen Werkstücken ist auf einer normalen Schweißmaschine schwierig, auch wenn" die Hochvoltwicklung des Schweißtransformators kapazitiv belastet wird. Es ist bekannt, daß .der Transformator einer Stumpfschweißmaschine eine starke induktive Belastung aufweist, und zwar, infolge der durch die große Ausladung der Schweißstromleitungen gebildeten induktiven Schleife und der durch diese Schleife fließenden großen Schweißströme.

Beim Zusammenstoßen der miteinander stumpf zu schweißenden Werkstücke zum Zwecke der Vorwärmung ist der Ohmsche Spannungsabfall nur ein Bruchteil der Gesamtspannung der Niedervoltwicklung des Schweißtransformators. DieübrigeTransformatorspannung wird lediglich zur Deckung des induktiven Spannungsabfalls in der Schleife benutzt. Beim Abbrennvorgang wird nun der Widerstand zwischen den Werkstücken vergrößert. Infolgedessen erhält der Ohmsche Spannungsabfall nunmehr den größeren Anteil an der gesamten für die Schweißung zur Verfügung stehenden Spannung. Bedingt nun zu Anfang mit Rücksicht auf die notwendigen hohen Vorwärmströme die Induktivität des Schweiß-Stromkreises eine zu hohe Gesamtspannung an der Niedervoltwicklung des Schweißtransfqrmators, so kann beim Auseinanderziehen der Werkstücke für den Abbrennvorgang leicht der Fall eintreten, daß zwischen den Werkstücken ein Lichtbogen gezogen wird, da dann u. U. der Ohmsche Spannungsabfall in der Stoßstelle größer als die Lichtbogenmindestspannung werden kann. Dies muß aber unter allen Umständen vermieden \verden. Infolgedessen, war bisher die Größe der zu schweißenden Werkstücke begrenzt, da man mit der für das Schweißen erforder-

*) Von dem Patentsucher sind als die Erfinder angegeben worden:

Eberhard Rietsch in Hennigsdorf, Osthavelland, und Dr. Raoul Willheim in Berlin-Oberschöneweide.

Claims

lichen Gesamtspannung beim Abbrennvorgang unterhalb der Lichtbogen spannung bleiben mußte.

Durch die Erfindung wird es ermöglicht, Werkstücke mit bedeutend größerem Querschnitt als bisher der Bearbeitung zugänglich zu machen. Dies erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß bei einer Widerstandsabbrennschweißmaschine mit der Niedervoltwicklung >° des Schweißtransformators die Niedervoltwicklung eines zweiten Transformators in Reihe geschaltet ist, dessen Hochvoltwicklung kapazitiv belastet ist. Durch diese Schaltanordnung wird im Gegensatz zu den >5 bekannten Schaltanordnungen eine Kompensation im Schweißstromkreis selbst vorgenommen, also auf der Sekundärseite des Transformators. Hierdurch wird die schweißtechnische Forderung erfüllt, das für den Verlauf der Schweißung großer Werkstücke maßgebende Verhältnis von Vorwärmeleistung zu Abschmelzleistung zu beeinflussen.

Diese Kompensation hat den Vorteil, daß die Gesamtschweißspannung für bedeutend größere Schweißströme und somit auch für größere Wertstückquerschnitte so weit heruntergesetzt werden kann, daß keine Gefahr besteht, beim Abbrennvorgang einen Lichtbogen zu ziehen. Darüber hinaus wird durch die Anwendung der erfindungsgemäßen Kompensation im Schweißstromkreise im Vergleich zu nicht derartig kompensierten Schweißmaschinen eine bedeutende Verkürzung der Gesamtschweißzeit erreicht. Wird ,die gleiche Abbrennspannung vorausgesetzt, so fließt nämlich im kompensierten Schweißstromkreise während des Vorwärmens ein größerer Strom als in dem Schweißstromkreise ohne Kompensation, so daß eine 4°- schnelle Erwärmung eintritt. Gleichzeitig wird nebenbei eine erhebliche Verbesserung des Leistungsfaktors der Schweißmaschine erzielt, wodurch wiederum eine geringere Beanspruchung der Schaltschütze des Netzes usw. als bisher erfolgt. Ein \veiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltanordnung ist, daß durch die Verringerung der vom Transformator aufzunehmenden Blindleistung sich der Anschlußwert der Schweißmaschine wesentlich erniedrigt, w*as für den Betrieb, in dem die Maschine aufgestellt werden soll, von größtem Interesse ist.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise wiedergegeben, und zwar stellt

Abb. ι die Schaltanordnung und

Abb. 2 das Vektordiagramm vor und nach .der sekundärseitigen Kompensation dar.

Die Hochvoltwicklung 1 des Schweißtransformators ist über die Sicherungen 9 und 9' 6o- und den Fußschalter 10 an das Wechselstromnetz 8 angeschlossen. Die Transformatorwicklung ι kann regelbar sein. Der Schweißstromkreis wird gebildet aus der Niedervoltwicklung 2 des Schweißtransformators, aus der in Reihe mit der Wicklung 2 geschalteten Wicklung 3 eines zweiten Transformators und den stumpf zu schweißenden Werkstücken zwischen den Schweißbacken 6 und 7. Die Hochvoltwicklung 4 des zweiten Transformators wird durch die Kapazität 5 belastet.

Bei einer nichtkompensierten Schaltanordnung setzt sich die an den Klemmen des Schweißtransformators liegende Spannung E'ges vektoriell aus dem induktiven Spannungsabfall J ω L, der durch die Induktivität der Schleife und der Transformatorwicklung hervorgerufen wird, und dem Ohmschen Spannungsabfall / · R des Schweißstromkreises zusammen. Nach der Kompensation durch den zweiten belasteten Transformator kommt zu den vorhergenannten Vektoren noch der induktive Spannungsabfall J · ω · L_Tr und der Ohmsche Spannungsabfall / · R_Tr des zweiten Transformators und die den Strom um X)O⁰ nacheilende, durch die kapazitive Belastung des Transformators bedingte Spannungsgröße / · —γτ hinzu. Der induktive Spannungsabfall im Schweißstromkreise vergrößert sich zwar etwas durch die Induktivität des zweiten Transformators, jedoch wird durch die dem Strom nacheilende Spannungskomponente/· ^r die Gesamtspannung E_ges

des Schweißtransformators im Vergleich zu E'_gcS der nichtkompensierten Schaltanordnung wesentlich herabgesetzt.

Patentanseruch: ^t0°

Schaltanordnung für Widerstandsabbrennschweißmaschinen, insbesondere für solche mit hoher Leistung und großer Ausladung, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Niedervoltwicklung des Schweißtransformators die Niedervoltwicklung eines zweiten Transformators in Reihe geschaltet ist, dessen Hochvoltwicklung kapazitiv belastet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen