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Einrichtung zur Beeinflussung des magnetischen Kreises von Gleichstrom-LichtbogenschweiBgeneratoren
der Querfeldbauart Für die Herstellung der in der Größe und Stärke verschiedenen
chweißnähte sind bei Lichtbogenschweißung bekanntlich verschieden große Schweißstromstärken
erforderlich, wodurch naturgemäß am Schweißgenerator eine veränderliche Stromabgabe
bedingt wird. Bekannt ist die Regelung der Schweißstromstärke von Gleichstrom-Querfeld-Hauptstrom-Schweißgeneratoren
durch Eingriff in den Hilfslriirstenstromkreis zur Beeinflussung des Querfeldes.
Da hierbei zur Ilerabsetzung des Schweißstromes das Querfeld geschwächt wird, tritt
auch eine 17rniedrigung der Leerlaufspannung ein, so daß diese Regelart den Nachteil
hat, nur bis zu einer gewissen Grenze ausgenutzt werden zu können, wenn die Zündung
des Lichtbogens nicht verschlechtert werden soll.
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1?benso ist bekannt, zur Regelung der Schweißstromstärke von Gleichstrom-Querfeld-Hauptstrom-Schweißgeneratoren
magnetische Nebenschlüsse über die Polspitzen zu dem Kraftlinienpfad des Ankerfeldes
zu legen, um hierdurch den magnetischen Widerstand des Ankers und damit die Stärke
des Ankergegenfeldes zu ändern, so daß beispielsweise durch Verringerung des magnetischen
Widerstandes im Anker das Ankergegenfeld anwächst, was bei einem konstanten Hauptfeld
eine .Herabsetzung des Schweißstromes bedeutet. Da jedoch auch hierbei das Querfeld
beeinflußt wird, so findet auch hier eine Änderung der Leerlaufspannung statt.
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Weiterhin ist bekannt, zur Regelung der Schweißstromstärke von Querfeld-Hauptstrom-Schweißgeneratoren
das Primärfeld durch Einschaltung magnetischer Widerstände in seiner Einwirkung
auf den Anker zu schwächen, wodurch das Ankergegenfeld gegenüber dem Primärfeld
an Wirksamkeit gewinnt, was gleichfalls eine Verringerung des Schweißstromes zur
Folge hat.
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Die Schwächung des Einflusses des Primärfeldes
auf
den Anker soll nach dem Erfindungsgegenstand in der Weise erfolgen, daß man dem
Primärfeld die Möglichkeit gibt, über einen magnetischen Nebenschluß dem Anker auszuweichen.
Die Folge ist dieselbe, wie bei der schon erwähnten Einschaltung eines magnetischen
Widerstandes in dieses Feld; das Primärfeld verliert relativ zum Ankergegenfeld
an Einfluß, d. h. der Schweißstrom wird kleiner. Die magnetische Leitfähigkeit des
Nebenschlußpfades läßt sich dadurch verändern, daß man in diesen einen oder mehrere
veränderliche Luftspalte einbringt. Durch Verkleinern dieser Luftspalte vergrößert
man die Leitfähigkeit des magnetischen Nebenschlusses, was ein erhöhtes Abdrängen
der Primärfeldkraftlinien in diesen Pfad zur Folge hat, so daß der Schweißstrom
weiter geschwächt wird.
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Damit zur Erzielung einer konstanten Leerlaufspannung trotz veränderlicher
Stromstärke das Querfeld unbeeinflußt bleibt, wird erfindungsgemäß der Nebenschlußpfad
von dem die Polspitzen durchfließenden magnetischen Kraftlinien weit genug entfernt
gehalten.
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Weiter wird vorgeschlagen, die Saugwirkung des magnetischen Nebenschlusses
durch die Anordnung einer Saugwicklung auf dem Nebenschlußpfad, die vom Schweißstrom
durchflossen wird, zu erhöhen. Diese Anordnung kann beispielsweise auch für die
Ausbildung eines zweiten" Schweißstromregelbereichs, und zwar für kleine Stromstärken
angewendet werden.
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Durch diese Art der Regelung der Schweißstromstärke von Gleichstrom-Querfeld-Hauptstrominaschinen
wird außerdem der Vorteil erreicht, daß die Maschine drehrichtungsunabhängig betrieben
werden kann und daß bei Parallelschaltung der Maschine mit anderen Schweißgeneratoren
die Möglichkeit des Umpolens bei zu niedriger Spannung stark vermindert wird.
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In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstand-es
schematisch veranschaulicht.
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In Abb. i, welche einen Querschnitt durch eine solche Gleichstrom-Querfeld-Hauptstrommaschine
zeigt, stellt i den Anker, 2 die Pole, 3 die um die Bolzen .4 drehbaren magnetischen
Nebenschlußeisen dar, die durch eine mit Links- und Rechtsgewinde versehene, aus
unmagnetischem Material bestehende und im Maschinengehäuse 8 gelagerte Spindel 5
auseinanderbewegtwerden können. Der Kraftlinienverlauf des Primärfeldes (Längsfeld)
ist durch den Buchstaben a, der des Querfeldes durch b und derjenige
des Gegenfeldes (Tertiärfeldes) durch c angedeutet. Mit a' ist der vom Primärfeld
abgezweigte also unwirksam gewordene Kraftlinienteilfluß gekennzeichnet. Wird der
Luftspalt 6 des Nebenschlußpfades durch Drehen des Handrades 7 sehr groß gemacht
(s. Stellung 6'), so wird praktisch der ganze Primärfluß a auf den Anker wirksam
sein; es wird also eine große Stromstärke durch die Maschine fließen. Mit Verringerung
des Luftspajts werden immer mehr Kraftlinien des Primärfeldes in den magnetischen
Nebenschluß abgedrängt, während das Ankergegenfeld nach wie vor wirksam bleibt.
Die Folge davon ist, daß die Schweißstromstärke zurückgeht.
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Wesentlich ist w-eiterliin. (laß (las Eisen des Nebenschlußpfades
von den in der Pollücke durch den Luftraum gehenden magnetischen Kraftlinien b des
Querfeldes genügend weit entfernt ist, um eine Beeinflussung des Querfel(Ls tuid
damit auch der Leerlaufspannung zu vermeiden. Die Ausbildung und die Anordnung der
magnetischen Nebenschlußeisen 3 sind in einigen :lusführungslieispielen in Abb.
i bis :l ersichtlich.
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Aus dem Verlauf der eingezeicliuetenKraftlinien geht klar hervor,
(laß durch den einseitig angebrachten Nebenschluß, der bei Querfeldniaschinen übliche
Kraftlinienverlauf keineswegs verzerrt wird, sofern nur die ,'lnsatzpuiikte der
Streueisen nahe genug den Polschenkeln und weit genug von den Polspitzen angebracht
sind. Hier(ltii-cli ergibt sich eine mechanisch äußerst einfach auszubildende Regeleinrichtung,
ohne daß die :liiker(li-ehriclitung auf die Symmetrie der Kraftlinienverteilung
einen Einfluß ausübt, wie dies z. I3. durch einen in der Nähe der Polspitzen eingebrachten
einseitigen Nebenschluß der Fall wäre.
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Die Wirkung des magnetischen Nebenschlußpfades läßt sich noch ei-liölien
durch eine auf dem Eisenteil des Nebenschlusses angebrachte und vom Schweißstrom
in demjenigen Sinne durchflossene Wicklung 9, daß die Saug\\ irkung des Nebenschlußpfades
noch unterstützt wird. Auch hierbei bleibt die Wicklung unbeeinflußt von der Ankerdrehrichtung,
da der Schweißstrom in beiden Drehrichtungen des Ankers seine lZichtung beibehält.
Eine solche Anordnung bei der auf dein Nebenschlußpfad eine vom Schweißstrom durchflossene
Wicklung angeordnet ist, zeigt Abb. 2. Der Nebenschlußpfad ist hierbei mit zwei
veränderlichen Luftspalten 6 versehen. Eine weitere \usführungsform, bei der drei
veränderliche Luftspalte 6 vorhanden sind, ist in Abb. 3 schematisch dargestellt.
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Selbstverständlich können die in Abb. i bis 3 dargestellten Regelarten
auch mit Nebenschlußpfaden, die, wie beispielsweise in Abb.4 dargestellt, zu beiden
Seiten der Pole angeordnet sind, ausgeführt werden.
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In Abb.5 sind die Stromspannungs-Kennlinien (statische Charakteristik)
des Generators nach der Erfindung veranschaulicht, aus welchem ersichtlich ist,
daß die Leerlaufspannung für die verschiedenen mit dem Handrad eingestellten Stromstärken
konstant bleibt.
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Ebenso wie zur Regelung der Schweißstromstärke kann diese Einrichtung
auch zur Justierung bzw. zur Änderung der statischen Kennlinien des Querfeldgenerators
verwendet werden.