DE691058C - Einrichtung zum elektrischen Lichtbogenschweissen mit Wechselstrom hoeherer Frequenzaus dem Drehstromnetz - Google Patents

Description

Es ist bekannt, den Einphasienwechselstroim üblidher Frequenz (50 Perioden) unter Zwischenschaltung von Widerständen, Drosselspulen o. dgl. zu Lichtbogenschweißzwecken zu verwenden. Eine solche Anlage belastet die üblichen Drehstromnetze einphasig sehr stark, und bei Verwendung von Widerständen ist der Wirkungsgrad sehr schlecht. Hinzu kommt, daß nach den vorliegenden Erfahrungen ein soperiodiger Wechselstrom aus verschiedenen Gründen z'ultn Lichtbogenschweißen nicht gut geeignet ist. Versuche habem ergeben, daß beispielsweise bei 50 Perioden, die Zündspannung des Lichtbogens höher gewählt werden muß als bei einer höheren Frequenz. Bei 50 Perioden springt der Lichtbogen außerdem hin und her, während er z.B. bei 150 Perioden schon ruhiger brennt, ähnlich wie ein. Gleichstromlich'tb'ogen.

Es ist bekannt, für Schweißzwecke einen aus einem Drehstromnetz entnommenen Strom höherer Frequenz zu benutzen, der vermittels ruhender Frequenzwandler erzeugt wird. Ein solcher Frequenzwandler besteht im wesentlichen aus drei Einphasentransformatoren oder auch einem Drehstromtransformator, wobei die Magnetkerne verhältnismäßig hoch gesättigt sind. Auf den Kernen befindet sich noch je eine Sekundärwick- lung, die im· offenen Dreieck zusammengeschaltet ist. Hierdurch hebt sich nach: außen hin die Spannung der Grundfrequenz hinaus, -und es kann der Anordnung im wesentlichen 'ein Strom dreifacher Frequenz, also im allgemeinen 150 Perioden pro Sekunde, entnommen werden. Die Umformung in den Strom höherer Frequenz hat den. Vorteil, daß der Lichtbogen nicht so wie bei der einfachen Netzfrequenz von 50 Perioden hin und her springt, sondern ruhiger brennt, ahnlieh wie ein Gleichstromlichtbogen.

Beim Arbeiten mit Schweißtransformatoren wird allgemein der Arbeitspunkt nahe dem Kurzschluß des Tranzformators gewählt. Dies geschieht aus dem Grunde, damit bei immittelbarer Verbindung der Schweißelektrode der Kurzschlußstrom nicht wesentlich über dem Betriebsstrom liegt, da sonst ein Verbrennen des Schweißgutes eintreten würde. Ferner ist wichtig, daß die Leerlauf Spannung 5« möglichst hoch liegt, weil dann nicht die Gefahr besteht, daß der Lichtbogen zu leicht abreißt. Bei den bisherigen Schweißtransformatoren war es für den Arbeiter recht schwierig, den Abstand der Schweißelektrode so genau einzuhalten, daß 'einerseits der Bogen nicht abriß und andererseits der Strom· nicht zu stark anstieg, so daß das Schweißgut verbrannte. Man hat nun früher daran gedacht, durch Verwendung von Streutransformatoren 'eine derartig steile Charakteristik mit geringem Kurzschluß strom herzustellen.

Diese Streutransformatoren, bedurften zur Erzielung einer hohen Leerlaufspannung einer entsprechend hohen Windungszahl und da-, durch recht großer Gesamtabmessungen, im.cf hatten auch einen schlechten- cos φ zur Folg:©.", Die Erfindung schlägt demgegenüber ein€if,. anderen Weg vor, nämlich den Sekundärkreis' eines Frequenzwandlers durch Resonanz abzustimmen und dabei den Kreis so auszubilden, daß er bei Stromlosigkeit der Schweißelektrode keine Unterbrechung aufweist. Hierbei bleibt die Kurzschlußleistung praktisch die gleiche oder wird sogar noch etwas heruntergesetzt; die Leerlauf spannung aber steigt auf einen hohen Wert. Die Anordnung erhält eine sehr steile Arbeitscharalcteristik. Ein Abreißen des Bogens ist nicht zu befürchten; und auch ein unmittelbares Berühren der Elektroden hat keine nachteiligen Folgen für das Schweißgut. Es wird hier also eine neue Wirkung der Resonanz ausgenutzt. Während bisher die Resonanz immer nur zur Erhöhung der Leistung eines Kreises benutzt wurde, dient sie hier lediglich dazu, ohne merklichen Einfluß auf die Leistung die Charakteristik steiler zu machen. Eine ungünstige Wirkung auf den cos φ des Netzes tritt dabei nicht auf; im Gegenteil wird noch eine Phasenverbesserung erzielt, die aller dings wegen der geringen Rückwirkung des. höher frequenten Kreises auf den Netzfrequenzkreis nur begrenzt ist. Auch die Regulierfähigkeit solcher Anlagen wird günstiger, da ein durch einen Kondensator sekundär abgestimmter Frequenz wandlerkreis die Eigenschaft hat, daß er bei relativ kleinen Änderungen der Primärspannung eine starke Änderung der Sekundärleistung aufweist. Es ist daher möglich, mit verhältnismäßig· ₄„ kleinen, auf der Primärseite vorgeschalteten Widerständen, Drosselspulen oder Kondensatoren oder auch kleinen Anzapfungen der Primärwicklung die Schweißstromstärke auf der Sekundärseite in weiten Grenzen zu regu-Heren, wie dies im· praktischen Betrieb notwendig ist. Es besteht zwar auf der anderen Seite ein gewisser Nachteil darin, daß natürlich auch gegen ungewollte Netzschwankungen eine gewisse Empfindlichkeit besteht; jedoch sind genügend Mittel bekannt, um Netzspannungsschwankungen zu vermeiden, so daß dieser Nachteil praktisch nicht ins Gewicht "fällt..

.....; Die Erfindung wird an Hand der beiliegen-Abbildung noch näher erläutert.

Abb. ι veranschaulicht ein Beispiel. F ist der Frequenzwandler, dessen Primärkreis am Netz liegt und an dessen Sekundärwicklung ein Kondensator in Reihenschaltung mit einem Transformator T liegt. Der Trans- 6c formator T ist notwendig, um die Hochfrequenzspannung auf einen für das Schweißen geeigneten Wert herabzusetzen, während an der Hochfrequenzwicklung des Frequenzwandlers eine höhere Spannung erforderlich S5 ist, um den Kondensator C in seinem Dielektrikum günstig auszunutzen.

Die Einrichtung kann auch in etwas anderer Weise geschaltet werden, indem nämlich der Kondensator parallel an die Sekundärklemmen des Frequenzwandlers gelegt wird. Diese Anordnung zeigt die Abb. 2.

Der besondere Zwischentransformator T läßt sich dadurch vermeiden, daß der Frequenzwandler mit drei Wicklungen ausgerüstet wird, von denen die erste die Primärwicklung bildet, während an die zweite der Kondensator und an die dritte Wicklung mit wenigen Windungen der Schweißkreis angeschlossen wird (Abb. 3).

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum elektrischen Lichtbogenschweißen mit Wechselstrom höherer Frequenz aus dem Drehstromnetz, gekennzeichnet durch einen ruhenden Frequenzwandler mit durch einen Kondensator abgestimmtem Sekundärkreis, welcher bei Stromlosigkeit der Schweißelektroden eine Unterbrechung nicht aufweist. _go

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzwandler mit drei Wicklungen versehen ist, von denen eine zum Anschluß des Kondensators und eine zum Anschluß des Schweißkreises dient.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen