DE701063C - Einrichtung zur Regelung des Ankerstromes von Gleichstromgeneratoren mit abfallender Charakteristik, - Google Patents

Description

M13103/

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Regelung des Ankerstromes von Gleichstromgeneratoren mit abfallender Charakteristik, insbesondere für Lichtbogenschweißung, bei welcher der im Anker induzierte, dem Belastungsstrom angenähert proportionale Spannungsabfall durch den magnetischen Fluß von mit dem Belastungsstrom erregten Hilfspolen (Spaltpolen) erzeugt wird. Solche Maschinen werden gewöhnlich als selbsterregte Maschinen ausgeführt. Die Hauptpole erhalten eine oder mehrere Wicklungen, welche durch Haupt- und Hilfsbürsten oder auch nur durch Hilfsbürsten vom Anker aus erregt werden. Wenn die Maschine mit einer bestimmten Spannung, z.B. mit der mittleren,'für den Lichtbogenschweißbetrieb günstigsten Spannung arbeitet, kann die Regelung des Belastungsstromes

λο durch zwei verschiedene, oft auch gleichzeitig verwendete Arten erfolgen: Entweder ändert man den Grad der Erregung der Hauptpole, etwa durch Verschieben der Hilfsbürsten oder durch Verändern von Widerständen in den

«5 Erregerstromkreisen, oder man ändert den Grad der Gegenkompoundierung durch die Hilfspole (Spaltpole), etwa durch Verschieben der Hauptbürsten, durch Verändern der Windungszahlen oder durch Shuntung der Hilfspolwicklungen oder durch Verändern des magnetischen Widerstandes der Hilfspole.

Die Erfindung betrifft eine von den bekannten Anordnungen abweichende, gegenüber dem Bekannten aber besonders einfache Einrichtung zur Regelung des Belastungsstromes, indem erfahrungsgemäß eine der auf den Hauptpolen angeordneten Wicklungen an eine Hilfsbürste und an den Läufer eines zwischen eine zweite Hilfsbürste und eine Hauptbürste geschalteten Potentiometers angeschlossen ist.

Es ist bekannt, bei einem Gleichstromerzeuger mit Querfelderregung und abfallender Charakteristik eine Potentiometerschaltung zu verwenden. Bei der bekannten Anordnung wird eine Hauptwicklung von der einen Hauptbürste und von dem Läufer des zwischen der anderen Hauptbürste und einer Hilfsbürste liegenden Potentiometers gespeist. In der einen extremen Lage des Potentiometerläufers liegt die Hauptpolwicklung zwischen den Hauptbürsten (normale Nebenschlußerregung), und in der anderen Lage liegt sie zwischen einer Haupt- und einer Hilfsbürste (reine Querfelderregung mit umgekehrter Polarität; Leerlauf spannung = Null). Im einen Fall wäre die Anordnung zur Speisung eines stabilen Lichtbogens unbrauchbar, weil

bei Kurzschluß die erregende Spannung verschwindet ; im anderen Fall könnte der Lichtbogen nicht gezündet werden. Zudem bezweckt die bekannte Anordnung, mit Hilfe des Potentiometers lediglich die Form deo·¹ Charakteristik zu beeinflussen. ·#■

symmetrische Anordnung der Haupt- und Hilfspole führt zu einer Verschiebung der Hauptbürsten aus der neutralen Zone. Die dadurch bedingten entmagnetisierenden Ankeramperewindungen können nun auf bekannte Weise ganz oder teilweise durch eine vom

Statt dessen dient die erfindungsgemäße Ankerstrom durchflossene Wicklung auf den

Potentiometeranordnung zur Regelung des Belastungsstromes, wobei der für eine stabile to Lichtbogenbelastung notwendige Grad der Trägheitslosigkeit für alle Potentiometereinstellungen erhalten bleibt.

Die Wirkungsweise der Erfindung wird mit Hilfe des in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels verständlich. Der Einfachheit halber ist ein zweipoliger Gleichstromgenerator angenommen. In Fig. ι ist ι der Anker, 2 der Stromwender, 3 das Joch, 4 und 4' sind die Hauptpole mit »ο den in Reihe geschalteten Feldwicklungen 6 und 6'. Die Hilfspole 5 und 5' sind ungefähr gleich breit wie die Hauptpole; sie tragen die vom Hauptstrom durchflossenen Wicklungen 7 und 7'. Die Hilfspole dienen zugleich 25- als Wendepole. 8 und 9 sind die Hauptbürsten. Die Hilfsbüi'sten 10 und 11 liegen beispielsweise in den Pollücken zwischen den Hauptpolen und den Hilfspolen. Ihr gegenseitiger Abstand ist gleich der Hauptpolteilung.

Die Hauptbürste 9 ist über den gesamten Widerstand a-c des Potentiometers 12 mit der Hilfsbürste 11 verbunden, und die Feldwicklungen 6, 6' der Hauptpole entnehmen die erregende Spannung der Hilfsbürste 10 und dem Läufer 13 des Potentiometers 12. Die Wirkungsweise der Anordnung ist leicht verständlich, wenn man die äußersten Stellungen α und c des Läufers 13 des Potentiometers betrachtet. Bei der Stellung« des Läufers 13 stellt sich der größte Belastungsstrom ein; an den Feldwicklungen 6, 6' liegt praktisch die Spannung zwischen den Hilfsbürsten 10 und 11. Diese Spannung wird durch die in bezug auf die Bürsten 10 und 11 gleichsinnig wirkenden Haupt- und Hilfspolflüsse erzeugt und ist daher relativ groß. Es stellt sich ein großer Hauptpolfluß ein, welchem ein großer Belastungsstrom zugeordnet ist. Der Stellung c des Läufers 13 entspricht der kleinste Belastungsstrom; die Feldwicklungen 6, 6' liegen praktisch an der Hauptbürste 9 und an der Hilfsbürste 10. Die zwischen diesen Bürsten auftretende Spannung wird im wesentlichen durch den Hauptpolfluß allein erzeugt und ist daher geringer als bei der Stellung α des Potentiometers. Es stellt sich daher ein relativ kleiner Hauptfiuß in den Polen 4, 4' ein, welchem ein kleiner Be-6d lastungsstrom zugeordnet ist. Die bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 gewählte Hauptpolen kompensiert werden.

In Fig. 2 sind die den äußersten Läufer- 7» Stellungen ο und c des Potentiometers und einer mittleren Stellung b entsprechenden Klemmenspanuung-Belastungsstrom - Charakteristiken 16, 17 bzw. 18 des Generators aufgezeichnet. Wenn, was im Beispiel nach Fig. ι zutrifft, die entmagnetisierenden Ankeramperewindungen nicht kompensiert sind, verhält sich der Generator bei der Läuferstellung c ungefähr wie ein gewöhnlicher selbsterregter Nebenschlußgenerator (Kurve 17); er entregt sich im Kurzschlußzustand, und seine Spannung steigt nach Aufhebung des Kurzschlusses nur langsam an, d. h. das Verhalten des Generators ist träge. Aus diesem Grund ist es erwünscht, eine kräftige, entmagnetisierende Wirkung, des Ankers in bezug auf die Hauptpole zu vermeiden. Der Generator verhält sich dann eher wie ein fremderregter Generator. Im Kurzschluß ist zwar die Klemmenspannung = Null, aber die Erregung des Hauptpolflusses bleibt erhalten. Abgesehen von Ohmschen Spannungsabfällen ist der Hauptpolfluß entgegengesetzt gleich dem Hilfspolfluß. Dies gilt für alle Stellungen des Potentiometers; d.h. das praktisch trägheitslose Verhalten des Generators bleibt in allen Regelstellungen bestehen. Liegt b ungefähr in der Mitte zwischen α und c, so steigt die Leerlaufspannung beim Verschieben des Läufers 13 von b nach α von einem kleinsten Wert U₀₂ der Leerlaufspannung auf den größten Wert U_n.

Wenn ein großer Regelbereich angestrebt wird, kann es wünschenswert sein, den Widerstand 14 (Fig. 1) regelbar auszuführen, wobei man ihn zweckmäßig mit dem Potentiometer 12 zusammen mittels eines gemeinsamen Läufers 13' gemäß Fig. 3 gleichzeitig verändert. Wird der Ohmwert des Widerstandsstückes a-c mindestens gleich dem Ohmwert des Potentiometerwiderstandes gemacht,. so steigt beim Verschieben des Läufers 13' von der Endlage c nach α die Leerlaufspannung des Generators von einem kleinsten Wert CJ₀₃ (Kurve 17', Fig. 2) zum größten. Wert U₀₁.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Einrichtung zur Regelung des Anker-? >»· stromes von Gleichstromgeneratoren mit abfallender Charakteristik, insbesondere^

   für Lichtbogenschweißung, bei welcher der dem Belastungsstrom angenähert proportionale, im Anker induzierte Spannungsabfall durch den magnetischen Fluß von mit dem Belastungsstrom erregten Hilfspolen erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wicklung (6) auf den Hauptpolen an eine Hilfsbürste (io) und an den Läufer (13) eines zwischen eine zweite Hilfsbürste (11) und eine Hauptbürste (9) geschalteten Potentiometers (12) angeschlossen ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen