Selbsterregte Mittel- oder Hochfrequenzmaschine mit mehreren Wicklungszweigen
Die Erfindung betrifft selbsterregte Mittel-oder Hochfrequenzmaschinen mit mehreren
zur Speisung voneinander unabhängiger Stromkreise dienenden Wicklungszweigen und
ist insbesondere für Schweißzwecke bestimmt. Eine wesentliche Vereinfachung wird
nach der Erfindung dadurch erreicht, daß die Maschine nur mit einem Nutenkranz und
einem Polkranz ausgeführt wird. Bei bekannten Mittei- und Hochfrequenzmaschinen
liegen mehrere magnetisch zusammenhängende Kränze axial nebeneinander, und die Erregung
wird durch eine zwischen den Polkränzen liegende Ringwicklung hervorgebracht. Durch
die Erfindung wird der Stoffaufwand für die magnetische Verbindung parallel liegender
Kränze vermieden und die axiale Ausladung der Maschine verringert. Die Selbsterregung
wird beispielsweise mittels Kondensatorkreise aller mit Hilfe der Remanenz eingeleitet,
die -durch Anwendung von Gußstahlteilen verhältnismäßig hoch gemacht werden kann.
Unter Umständen kann die Remanenz durch vorübergehende Gleichstromerregung eines
Wicklungsteiles verstärkt werden. Die Selbsterregung beruht hierbei im wesentlichen
auf denselben Erscheinungen wie bei den Reaktionsmaschinen.Self-excited medium or high frequency machine with several winding branches
The invention relates to self-excited medium or high frequency machines with several
winding branches and
is especially intended for welding purposes. A major simplification will be
achieved according to the invention in that the machine only has a ring of grooves and
a pole wreath is executed. With known medium and high frequency machines
are several magnetically connected rings axially next to each other, and the excitation
is produced by a ring winding between the pole rings. By
the invention, the cost of materials for the magnetic connection is parallel
Wreaths avoided and the axial overhang of the machine reduced. The self-excitement
is initiated for example by means of capacitor circuits all with the help of remanence,
which can be made relatively high by using cast steel parts.
Under certain circumstances, the remanence can be caused by temporary DC excitation of a
Winding part are reinforced. The self-excitation is essentially based on this
on the same phenomena as in the reaction machines.
Eine besonders eigentümliche Arbeitscharakteristik kann der Maschine
dadurch erteilt werden, daß einzelne Wicklungszweige oder -garuppen parallel geschalteter
Zweige untereinander in Reihe geschaltet werden und zwischen ihnen der Belastungskreis
angeschlossen wird.The machine can have a particularly peculiar working characteristic
are granted by the fact that individual winding branches or groups connected in parallel
Branches are connected in series with one another and the load circuit between them
is connected.
Ein Ausführungsbeispiel für eine einkränzige Maschine mit 5 Wicklungszweigen
ist in der Zeichnung dargestellt. In Fig: i ist die Wicklungsschaltung der Maschine,
in Fig. z deren Gesamtanordnung vereinfacht wiedergegeben. Nach Fig. i sind die
Zweige i, a und 3 zueinander parallel und mit den gleichfalls zueinander parallel
liegenden Zweigen und 5 in Reihe geschaltet, wobei zwischen diesen beiden Zweiggruppen
die Belastung 6 eingeschaltet ist. Wenn hierbei zunächst an der Belastung kurzgeschlossen
wird, so ist damit erreicht, daß in den Kreisen ,4, 5 und 6 ein Kurzschlußstrom
fließt. Bei einer Unterbrechung dieses Kurzschlusses kann infolge der magnetischen
Trägheit das Feld sich nur verhältnismäßig langsam ändern, so daß die Spannung auch
nach dein Abschalten des
Kurzschlusses noch kurze Zeit dem Kurzschlußstrom
äquivalent bleibt. Bei # Unterbrechung der Belastung ist ein Anstieg der Spannung
dadurch verhindert, daß die Wicklungsgruppen in Reihe geschaltet und damit stromdurchflossen
bleiben, so daß die Spannung durch den Spannungsabfall gering gehalten wird. Bei
Belastung wirken die Zweige q. und 5 wie kurzgeschlossene Zweige und verringern
dadurch die Streureaktanz für die parallel arbeitenden Zweige i bis 3, so daß die
Arbeitsspannung dadurch hochgehalten wird.An exemplary embodiment for a single-ring machine with 5 winding branches
is shown in the drawing. In Fig: i is the winding circuit of the machine,
in Fig. z their overall arrangement is shown in simplified form. According to Fig. I are the
Branches i, a and 3 parallel to each other and with the likewise parallel to each other
lying branches and 5 connected in series, with between these two branch groups
the load 6 is switched on. If this is initially short-circuited at the load
is, it is thus achieved that in the circles 4, 5 and 6 a short-circuit current
flows. If this short circuit is interrupted, the magnetic
Inertia the field change only relatively slowly, so the tension too
after switching off the
Short-circuit for a short time the short-circuit current
remains equivalent. If the load is interrupted, there is an increase in voltage
this prevents the winding groups from being connected in series and thus current flowing through them
remain so that the voltage is kept low by the voltage drop. at
The branches q act as load. and 5 like short-circuited branches and decrease
thereby the leakage reactance for the parallel working branches i to 3, so that the
Working voltage is thereby kept high.
Eine derartige Charakteristik macht die Maschine ganz besonders für
eine Lichtbogenschweißung geeignet, da einerseits anschließend an den Kurzschluß
mit der Elektrode, wie oben erläutert, infolge der magnetischen Trägheit die für
die Zündung des Wechselstromlichtbogens erforderliche, verhältnismäßig hohe Zündspannung
erzeugt wird, während bei einer Unterbrechung des Schweißvorganges zwischen den
Elektroden nur eine verhältnismäßig niedrige Spannung besteht. Es kann hierbei die
Unterteilung der einzelnen Zweige auch anders getroffen sein; so können beispielsweise
die vier parallel geschalteten i, 2, 3 und .l mit dem Zweig 5 in Reihe geschaltet
werden. Dabei kann zum Zwecke der Selbsterregung einer der Zweige über einen Kondensator
geschlossen «-erden, oder ein Kondensator wird in den Kreis der zur Kompensation
verwendeten Zweige, also beispielsweise der Zweige q. und 5 nach Fig. i, eingeschaltet.
Durch die Einschaltung von regelbaren Scheinwiderständen in den Belastungskreis
kann eine Feinregelung der Belastung erreicht werden. Auch in den Kompensationszweig
können Scheinwiderstände gelegt werden, um eine feinstufige Regelung zu ermöglichen.Such a characteristic makes the machine very special for
arc welding is suitable because on the one hand it is connected to the short circuit
with the electrode, as explained above, due to the magnetic inertia, the for
the ignition of the alternating current arc required, relatively high ignition voltage
is generated, while with an interruption of the welding process between the
Electrodes only have a relatively low voltage. The
Subdivision of the individual branches can also be made differently; so can for example
the four i, 2, 3 and .l connected in parallel are connected in series with branch 5
will. For the purpose of self-excitation, one of the branches can use a capacitor
closed «-earth, or a capacitor is included in the circuit for compensation
branches used, for example branches q. and 5 according to FIG. i, switched on.
By switching on adjustable apparent resistances in the load circuit
fine control of the load can be achieved. Also in the compensation branch
apparent resistances can be placed to enable fine-grained control.
Es können auch mehrere selbständige einkränzige Maschinen zu einer
baulichen Einheit verbunden «-erden, ohne daß der Erfindungsgedanke verlassen wird.
' Die Wicklungen jeder Maschine können für sich in der in Fig. i gezeichneten Schaltung
angeordnet und hierbei auch untereinander parallel geschaltet «-erden. Auf diese
Weise ist es möglich, auch eine größere Anzahl von Verbrauchern, also z. B. mehrere
Schweißstellen, von ein und derselben Maschineneinheit aus zu speisen. Bei 'Maschinen
mit einer größeren Zweigzahl entsteht bei der Verwendung eines Zweiges zur Selbsterregung
der Maschine eine unsymmetrische Erregung der einzelnen Zweige, derzufolge die Spannungen
an den Zweigen verschieden abgestimmt sind. Eine derartige abgestufte Spannung kann
in manchen Fällen mit großem Vorteil angewendet werden, so beispielsweise für die
Speisung von Induktionsöfen. bei denen den weiter unten gelagerten Spulen eine größere
Energie zugeführt «erden soll als den obenliegenden Spulen. Es werden also die unteren
Spulen an die Zweige der höchsten Spannungen, die obersten Spulen an die niedrigsten
Spannungen angeschlossen. Bei der Beinessung der Kondensatoren für die Selbsterregung
ist hierbei darauf Wert zu legen, daß die elektrische Eigenfrequenz des derart gebildeten
Schwingungskreises außerhalb jenes Frequenzbereiches liegt, der dem betriebsmäßig
durchlaufenen Drehzahlbereich entspricht, da bei Änderung der Drehzahl die Gefahr
besteht, daß bei einem Zusammenfallen der Frequenzen nur die Ohmschen Widerstände
wirksam werden und dadurch eine unzulässige Überlastung der Wicklungen eintritt.It is also possible to combine several independent single-ring machines into one
"connected to the structural unit" without abandoning the inventive idea.
The windings of each machine can be shown in the circuit shown in FIG
arranged and connected to one another in parallel «-earth. To this
Way, it is possible to use a larger number of consumers, so z. B. several
Welding points to be fed from one and the same machine unit. With 'machines
with a larger number of branches arises when using a branch for self-excitation
of the machine an asymmetrical excitation of the individual branches, as a result of which the voltages
are tuned differently on the branches. Such a graduated voltage can
can be used to great advantage in some cases, for example for the
Feeding induction furnaces. where the coils stored below have a larger one
Energy supplied «should be grounded than the overhead coils. So it will be the lower ones
Coils to the branches of the highest voltages, the top coils to the lowest
Voltages connected. When measuring the capacitors for self-excitation
it is important to ensure that the natural electrical frequency of the so formed
Oscillating circuit is outside the frequency range that is operationally
the speed range passed through, since there is a risk of changing the speed
is that when the frequencies coincide only the ohmic resistances
become effective and an impermissible overload of the windings occurs.
Die räumliche Anordnung der Zweige in einer derartigen Maschine ist
in Fig.2 dargestellt. Hierin ist mit 7 das Joch, mit S das Ständerblechpaket bezeichnet,
in dessen Nuten 9 die einzelnen Spulen Io untergebracht sind. 12 stellt den Läufer
reit ausgeprägten Polen 13 dar. Die einzelnen Zweige i bis 5 bestehen hierbei aus
zwei parallel oder hintereinandergeschalteten Spulenpaaren.The spatial arrangement of the branches in such a machine is
shown in Fig.2. Here, the yoke is designated with 7, the stator core with S,
in the grooves 9 of which the individual coils Io are housed. 12 represents the runner
already pronounced poles 13. The individual branches i to 5 consist of
two pairs of coils connected in parallel or in series.
In Fig. 2 sind noch Trennuten i i zwischen einzelnen Zweigen im magnetischen
Kreis angedeutet, die die einzelnen Abschnitte des Ständerblechpaketes magnetisch
voneinander trennen. Die Trennuten, die auch im Läufer angeordnet werden könnten,
unterbinden ein Übertreten des Streuflusses in die Eisenwege von Nachbarzweigen
und verhindern bei verschiedenartiger Belastung der einzelnen Arbeitszweige eine
gegenseitige Beeinflussung dieser Zweige, die unter Umständen die Arbeitsbedingungen
unerwünscht beeinträchtiten könnte. Zwischen einem belasteten und einem kurzgeschlossenen
Zweig dürfen aber keine Trennuten angeordnet werden, um (las Zusammenarbeiten dieser
Zweige nicht zu stören.In Fig. 2 there are still separating grooves i i between individual branches in the magnetic
Circle indicated that the individual sections of the stator core magnetically
separate from each other. The separating grooves, which could also be arranged in the runner,
prevent the leakage flux from crossing into the iron paths of neighboring branches
and prevent one in the event of different loads on the individual branches of work
mutual influence of these branches, which may affect the working conditions
could have an undesirable effect. Between a loaded and a short-circuited
Branch, however, no separators may be arranged in order to (read working together this
Branches not to disturb.