DE740042C

DE740042C - Arrangement for distributing large DC currents to several workplaces, especially for multi-point welding systems

Info

Publication number: DE740042C
Application number: DEB197640D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Siegfried Mayer
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1942-03-25
Filing date: 1942-03-25
Publication date: 1943-10-11

Description

Anordnung zur Verteilung großer Gleichströme auf mehrere Arbeitsplätze, insbesondere für Mehrstellen-Schweißanlagen . Es ist bekannt, längs einer oft mehrere hundert Meter langen Werftanlage zum gleichzeitigen Betrieb einer größeren Anzahl von Schweißstellen Sammelschienen mit einer entsprechenden Anzahl von ' Stromabnahmestellen anzulegen. Die Belieferung der Anlage mit_Arbeitsstrom erfolgt durch parallel geschaltete Hochstrom-Gleichstrom-Generatoren, die je- nach der Größe der Belastung zu-und abgeschaltet werden. Da es sich bei der hohen Empfindlichkeit der elektrischen Schweißung auch gegen verhältnismäßig kleine Spannungsschwankungen um die Erreichung von möglichst konstanten Spannungs- und Stromwerten handelt, sind hier besondere Vorkehrungen zu treffen, die solche Schwankungen auf ein möglichst geringes Maß beschränken.Arrangement for distributing large direct currents to several workplaces, especially for multi-point welding systems. It is known, often several, along one hundred meter long shipyard for the simultaneous operation of a larger number of welding points, busbars with a corresponding number of 'current take-off points to put on. The supply of the system with_working current takes place through parallel connected High-current direct current generators that are switched on and off depending on the size of the load will. As is the case with the high sensitivity of electric welding against relatively small voltage fluctuations in order to achieve as much as possible constant voltage and current values are involved, special precautions are required here to meet that limit such fluctuations to the lowest possible level.

Zunächst ist es bekannt, die Generatoren selbst auf konstante oder mit dem Belastungsstrom ansteigende Spannung zu regeln. Den Schwierigkeiten, die sich bei schwankender Belastung für eine einwandfreie Zusammenarbeit derart geregelter Generatoren ergeben, begegnet man mit verschiedenartigen Einrichtungen. Hierzu gehört der Einbau von Widerständen in die Leitung für die Summen- und für die Einzelströme zur Stabilisierung und Strombeeinflussung der Spannungsregler. Durch diese Strombeeinflussung kann bewirkt werden, daß die selbsttätigen Regler, die an' den Generatorklemmen angeschlossen sind, die Generatoren so regeln. daß der Spannungsabfall in den Zuleitungen von den Generatoren zur Sammelschiene bei gewissen Belastungen annähernd ausgeglichen wird,- so daß die Spannung an den Speisepunkten der Sammelschiene nahezu konstant bleibt. Dem gleichen Zweck dient die bei den meisten Generatoren, die für die Versorgung von derartigen Schweißanlagen bestimmt sind, vorgesehene Kompoundwicklung.First of all, it is known to keep the generators at constant or even to regulate the voltage increasing with the load current. The difficulties that In the event of fluctuating workloads, they are more regulated in order to ensure flawless cooperation Generators result, one encounters with various kinds of devices. Which also includes the installation of resistors in the line for the total and for the individual currents to stabilize and influence the current of the voltage regulator. By influencing the current can be effected that the automatic regulator, which is connected to 'the generator terminals are connected to regulate the generators. that the voltage drop in the supply lines from the generators to the busbar almost balanced under certain loads - so that the voltage at the feed points of the Busbar remains almost constant. The same purpose is used in most generators, intended for the supply of such welding systems Compound winding.

Abgesehen von der Spannungshaltung an den Speisepunkten der Sammelschiene sind auch die Spannungsabfälle in den Verteilungsschienen zwischen den Speisepunkten und den einzelnen Arbeitsplätzen zu beachten. Denn, wenn in den Sammelschienen erhebliche Spannungsabfälle entstehen, so beeinflußt die wechselnde Stromentnahme an einer Abnahmestelle die Spannung und die Stromentnahme an den anderen Stellen, so daß die Schweißer sich gegenseitig stören; dies um so mehr, als die Schweißströme der Anlage an vielen und verschieden gelegenen Stellen entnommen werden und vielfach an jeder Abnahmestelle mehrere Schweißer gleichzeitig arbeiten.Apart from the voltage maintenance at the feed points of the busbar are also the voltage drops in the distribution busbars between the feed points and the individual workstations. Because if in the busbars significant Voltage drops arise, so the changing current consumption affects one Take-off point the voltage and the current draw at the other points, so that the welders disturb each other; all the more so than the welding currents of the System can be removed at many and different locations and many times Several welders work at the same time at each acceptance point.

Die Spannungsgleichheit, unabhängig von der Belastung, die für eine einwandfreie Schweißarbeit notwendig ist, wird gemäß der Erfindung auf die nachstehend beschriebene Weise erreicht. In der Abbildung ist eine Schweißanlage dargestellt, die von drei Generatoren a1, a2, a3 gespeist wird. Diese Generatoren werden z. B. von Motoren bi, b2, b3 angetrieben. Sie haben Nebenschlußwicklungen cl, c2, c3 und Kompoundwicklungen dl, d2, d3. Jeder Generator ist durch eigene Speiseleitungen mit den Speisepunkten verbunden. So ist z. B. der Generator a1 mit den Leitungen e1 und f1 an die Speisepunkte A und B angeschlossen, der Generator a2 mit den Leitungen e., und f2, die von e1 und f1 elektrisch getrennt sind und mit ihnen erst an den Speisepunkten A und B zusammenkommen. Der Generator a3 ist über die Speiseleitungen e3 und f3 an die Speisepunkte B und C angeschlossen. Beim Zu-und Abschalten jeder Maschine wird also der ihr zugehörige Speiseleitungsquerschnitt zwangsläufig zu- und abgeschaltet. Hierdurch wird erreicht, daß die Kompensierung der Spannungsabfälle in den Speiseleitungen, die einmal an den Reglern der Maschinen bzw. ihren Kompoundwicklungen eingestellt ist, für alle Belastungsverhältnisse und alle Schaltungszustände richtig ist, so daß die Spannungshaltung an den Speisepunkten von der Zahl der eingeschalteten Maschinen und der :Stromverteilung zwischen ihnen unabhängig ist. Der Betrieb an den Schweißstellen wird daher bei der nach der Erfindung getroffenen Schaltung. durch das Ein- und Ausschalten der Generatoren in der Zentrale weder beeinflußt noch gestört.The equilibrium of voltages, regardless of the load, which is necessary for proper welding work, is achieved according to the invention in the manner described below. The figure shows a welding system that is fed by three generators a1, a2, a3. These generators are z. B. driven by motors bi, b2, b3. They have shunt windings cl, c2, c3 and compound windings dl, d2, d3. Each generator is connected to the feed points by its own feed lines. So is z. B. the generator a1 with the lines e1 and f1 connected to the feed points A and B, the generator a2 with the lines e., And f2, which are electrically separated from e1 and f1 and only come together with them at the feed points A and B. . The generator a3 is connected to the feed points B and C via the feed lines e3 and f3. When each machine is switched on and off, the feed line cross-section associated with it is inevitably switched on and off. This ensures that the compensation of the voltage drops in the feed lines, which is set once on the controllers of the machines or their compound windings, is correct for all load conditions and all circuit states, so that the voltage maintenance at the feed points depends on the number of machines and switched on the: power distribution between them is independent. The operation at the welding points is therefore made in the circuit made according to the invention. Neither influenced nor disturbed by switching the generators on and off in the control center.

Es ist zwar bereits bekannt, bei Hochstromgeneratoren ohne Kompoundwicklung zwecks Stabilisierung des Parallelbetriebes beide Hauptleiter getrennt 'bis zu der in der `Zähe der Arbeitsstellen angebrachten Sammelschiene zu führen, während bei Generatoren mit Kompoun@dwicklung bisher nur dieienigen Hauptleiter getrennt geführt werden, die nicht über die Kompoundwicklungen geben. Bei diesen bekannten Anordnungen ist aber eine ausreichende Kompensierung des Spannungsabfalles in den Speiseleitungen nicht möglich, da entweder die Kompoundwicklung überhaupt fehlt oder die Eindeutigkeit der Kompensierung durch die gemeinsame Führung eines Poles -der Speiseleitung gestört ist. Durch die Erfindung wird dagegen eine praktisch vollkommene Kompensierung des Spannungsabfalles in den Speiseleitungen bei allen Belastungen erzielt.It is already known for high-current generators without compound winding for the purpose of stabilizing the parallel operation both main conductors separated 'up to the in the `tough work places to lead busbar, while at Generators with component winding have so far only been routed separately from the main conductors that do not give over the compound windings. In these known arrangements however, there is sufficient compensation for the voltage drop in the feed lines not possible because either the compound winding is missing at all or the uniqueness the compensation through the common management of a pole -the feeder disturbed is. By contrast, the invention provides a practically complete compensation of the A voltage drop in the feed lines at all loads.

Uni auch den Spannungsabfall zwischen den Speisepunkten und den Abnahmestellen möglichst klein zu halten, werden an einer Sammelschiene zweckmäßig mehrere Speisepunkte geschaffen, so z. B. bei dem Ausführungsbeispiel außer den Punkten A, B; C die Punkte A', B', C'. Zu den Punkten A' und B' führen die Leitungene2'undf2'd@erMaschinea; und zu den Punkten B' und C' die Leitungen e3 und f3 der Maschine a3. Außerdem könnten auch entsprechende Leitungen der 3-laschine a1 zu den Speisepunkten A' und b" geführt werden,'die in der Abbildung der Übersichtlichkeit halber weggelassen sind.Uni to keep the voltage drop between the feed points and the tapping points as small as possible, several feed points are expediently created on a busbar, e.g. B. in the embodiment except for points A, B; C points A ', B', C '. The lines e2'andf2'd @ erMaschinea lead to points A ' and B'; and lines e3 and f3 of machine a3 to points B 'and C'. In addition, corresponding lines of the 3-machine a1 could also be routed to the feed points A 'and b ", which are omitted in the figure for the sake of clarity.

Eine zusätzliche Verkleinerung des Spannungsabfalles wird in weiterer Ausbildung der Erfindung durch die Unterteilung der Sammelschienen in mehrere Leiter, die Verteilung der Abnahmestellen auf diese und durch den Zusammenschluß dieser Teilleiter zu einem Maschennetz erzielt, wie dies in der Abbildung angedeutet ist. In der Abbildung ist jede Sammelschiened in fünf Unterschienenm aufgeteilt, und die Stromabnahmestellen n, o, p, q, r sind gleichmäßig auf diese Unterschienen verteilt. Am Ende der Sammelschiene sind die Unterschienen na leitend miteinander verbunden, so daß ein Uaschennetz entsteht. Durch rechnerische Untersuchungen läßt sich nachweisen, daß auf diesem Wege eine besonders geringe gegenseitige Beeinflussung der Stroma'bn.ahmestellen erzielt wird. An jeder Stromabnahmestelle können daher ohne Bedenken gleichzeitig mehrere Schweißer arbeiten, von denen jeder den Strom für seine Handelektrode mit Hilfe eines Schweißstromreglers t einstellt. Zweckmäßig werden ferner zwischen den Speisepunkten an den Verteilungsschienen je Längeneinheit mehr Abnahmestellen angeordnet als zwischen einem Speisepunkt und dem Endpunkt der Schiene.An additional reduction in the voltage drop is achieved in a further embodiment of the invention by dividing the busbars into several conductors, distributing the tapping points to these and combining these sub-conductors to form a mesh network, as indicated in the figure. In the figure, each busbar is divided into five sub-bars, and the current pick-up points n, o, p, q, r are evenly distributed over these sub-bars. At the end of the busbar, the lower bars are conductively connected to one another so that a Uasch network is created. It can be demonstrated by computational investigations that in this way a particularly low mutual influence of the Stroma'bn.ahmestellen is achieved. Several welders can therefore work at the same time without hesitation at each current take-off point, each of whom adjusts the current for his hand electrode with the aid of a welding current regulator t. Expediently, more pick-up points are arranged between the feed points on the distribution rails per unit of length than between a feed point and the end point of the rail.

Die einzelnen Teilleiter in der Verteilungsschiene werden zweckmäßig unter Zwischenlage von Isolationsteilen zu eineue Schienenpaket zusammengefaßt, wobei der Abstand zwischen (den einzelnen Leitern entsprechend dem geringen Spannungsunterschied nicht größer zu sein braucht, als dies mit Rücksicht auf die Wärmeableitung ohnehin erforderlich ist. Durch die der Erfindung entspre-* chende elektrische Trennung der Teilleiter wird der Raumbedarf .der Schiene also praktisch nicht vergrößert.The individual sub-conductors in the distribution rail will expediently combined to a new rail package with the interposition of insulation parts, where the distance between (the individual conductors corresponds to the small voltage difference does not need to be larger than this anyway with regard to heat dissipation is required. Due to the electrical separation corresponding to the invention the sub-conductor, the space required. the rail is practically not increased.

In dem Ausführungsbeispiel sind im ganzen drei Schienend angeordnet, von denen das obere Paar mit den Maschinen a1 und a2 verbunden ist, und zwar die obere Schiene mit ,dem Pluspol, die untere mit dem Minuspol. Die mittlere und die untere Schiene sind dagegen mit :der Maschine a3 verbunden, und zwar die mittlere mit dem Minus-, die untere mit dem Pluspol. Wenn nun die mittlere Schiene jeweils mit dem Werkstück, z. B. Schiffskörper, verbunden wird, an ,dem die Arbeiten auszuführen sind, so kann trotz des gemeinsamen Arbeitsstückes jeder Schweißer entsprechend der von ihm auszuführenden Arbeiten seine Handelektrode zum Plus- oder Minuspol machen, indem er sie an die andere Schiene ,anschließt.In the exemplary embodiment, a total of three rails are arranged, of which the upper pair is connected to the machines a1 and a2, namely the upper rail with the positive pole, the lower one with the negative pole. The middle and the lower rails, however, are connected to: the machine a3, namely the middle one with the minus pole, the lower one with the positive pole. If now the middle rail each with the workpiece, e.g. B. hull, is connected to who to carry out the work are, every welder can do the same despite the common work piece the work to be carried out by him his hand electrode to the plus or minus pole by connecting it to the other rail.

Durch die getrennte Führung der Speiseleitungen wird,die Aufgabe, unabhängig von der Belastung Spannungsgleichheit zu erzielen, gelöst. Hierbei ist die Art der Verteilung der Ströme nicht allein auf das Ausführungsbeispiel beschränkt. Für die Verteilung kann jedes beliebige Maschen-, Ring-oder Sternnetz in Form eines einzelnen Leiters verwendet werden.Due to the separate management of the feed lines, the task to achieve equal voltage regardless of the load, solved. Here is the type of distribution of the currents is not limited to the exemplary embodiment alone. Any mesh, ring or star network in the form of a can be used for the distribution single conductor.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Arrangement for the distribution of large direct currents using several workstations, especially for multi-point welding systems of high-current component generators connected in parallel, the voltage of which increases with increasing Load current increases and in which the coming from the individual power generators Feed cables are connected in feed points, - characterized by that of each generator both main lines separate from those of the parallel working Generators are routed to the feed points on the distribution rails.

2. Arrangement according to Claim i, characterized in that the distribution rails are broken up into several individual rails that are isolated from one another and that are only at the feed points and the. Ends of the distribution bars are electrically connected to each other, and over which the power take-off points are roughly evenly distributed.

3. Arrangement according to Claim z and 2, characterized in that between the feed points on the Distribution rail per unit length more power take-off points are arranged than between .a feed point and the end of the rail.