DE909382C

DE909382C - Anordnung zum Schweissen mit Wechselstrom

Info

Publication number: DE909382C
Application number: DEA11468D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Habil Werner Kraemer
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1943-04-16
Filing date: 1943-04-17
Publication date: 1954-05-13

Description

Um beim Schweißen mit Wechselstrom eine stark abfallende Stromspannungskennlinie zu erzielen, ist es bereits bekannt, gleichstromvormagnetisierte Drosselspulen als Vorwiderstände zu verwenden, da diese eine einfache Einstellbarkeit des Schweißstromes ermöglichen und gleichzeitig eine hohe Stromkonstanz bei veränderlichem Lichtbogenwiderstand gewährleisten.

Nun hat die gewöhnliche vormagnetisierte

ίο Drosselspule mit Doppelkern und zwei parallel oder in Reihe geschalteten Wechselstromwicklungen den Nachteil, dem Schweißstrom eine für den Schweißvorgang ungünstige Kurvenform zu geben, die durch langsames Ansteigen des Stromes nach dem Nulldurchgang und durch eine ausgesprochene Stromspitze im Maximum gekennzeichnet ist.

Diese Kurvenform entsteht dadurch, daß eine durch den Vormagnetisierungseffekt hervorgerufene zweite Spannungsharmonische bei der Parallelschaltung der Wechselstromwicklungen kurzgeschlossen wird, während bei der Reihenschaltung der Wicklungen dieser Kurzschluß durch den Gleichstromkreis erfolgt, wodurch sich dem Gleichstrom ein Oberwellenstrom von doppelter Netzfrequenz überlagert. Schließlich haben die Parallelschaltung allgemein und die Reihenschaltung bei geringem Widerstand im Gleichstromkreis den Nachteil, daß sich bei raschen Spannungsänderungen im Wechselstromkreis Ausgleichsströme der Gleichstromvormagnetisierung überlagern, die wiederum den Wechselstrom beeinflussen und damit den Vorteil der Stromkonstanz aufheben.

Zur Erzielung einer günstigen Kurvenform des Wechselstromes und Vermeidung vorstehend beschriebener Nachteile wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß eine zweite Spannungsharmonische in der an den Teilkernen der Drosselspule liegenden Wechselspannung ausgebildet wird. Die Wechselstromwicklungen der Teilkerne werden dabei in Reihe geschaltet und der im Gleichstromkreis fließende Wechselstrom doppelter Netzfrequenz

ίο durch bekannte Mittel, z. B. eine Zusatzinduktivität, unterdrückt.

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels noch näher beschrieben.

!5 Fig. ι zeigt die ungünstige Kurvenform des Schweißstromes, die entsteht, wenn sich dem Gleichstrom ein Oberwellenstrom von doppelter Netzfrequenz überlagert. Bei der in Fig. 2 dargestellten Kurvenform ist der Oberwellenstrom

ac unterdrückt, und es ergibt sich im Grenzfalle (Fig. 2a) fast eine rechteckige Kurvenform, ein Verlauf, der für den Sch weiß verlauf vorteilhaft ist oder ihn praktisch der Gleichstromschweißung gleichwertig macht. Außerdem wird hierbei die Stromkonstanz bei Spannungsschwankungen bedeutend erhöht. Durch Verwendung von hochpermeablem Kernmaterial kann die erwünschte Rechteckform der Stromkurve bei ausreichender Abdrosselung der zweiten Harmonischen im Gleichstromkreis praktisch vollkommen ausgebildet werden. Mit gewöhnlichem Siliziumeisen erhält man die in Fig. 2b dargestellte, immer noch sehr vorteilhafte Kurvenform.

Am einfachsten läßt sich dieser Zustand bei der in Fig. 3 angegebenen Schaltung erreichen. In Reihe zu der Schweißstelle 1 einer Wechselstromschweißstelle 2 liegen die in Reihe geschalteten Wechselstromwicklungen 3 einer aus zwei Teilkernen 4 bestehenden gleichstromvormagnetisierten Drosselspule. Die Gleichstromwicklung 5 der Drosselspule umfaßt beide Teilkerne 4 und wird durch eine Gleichstromquelle 6 erregt. Die Regelung des Gleichstromes erfolgt durch einen Regelwiderstand 7. Es genügt allerdings nicht, in den Gleichstromkreis entsprechend hohe ohmsche Vorwiderstände zu legen, da man dann auf untragbar hohe Gleichstromleistungen kommen würde. Man muß daher in den Gleichstromkreis eine zusätzliche Induktivität 8 schalten, die noch mittels Kondensatoren als Sperrkreis ausgebildet werden kann. Um diese Drossel bei möglichst geringem Materialaufwand möglichst groß zu machen, wird sie, wie in Fig. 4 dargestellt, als dritter Kern 9 mit in, die vormagnetisierte Drosselspule eingefügt, derart, daß dieser Kern nur von der gemeinsamen Gleichstromwicklung 5 umschlossen wird. Er erhält Luftspalte, deren Weite regelbar gemacht werden kann, um zu jeder Vormagnetisierung die maximale Induktivität einstellen zu können. Durch diese Maßnahmen erhält man nicht nur ein einheitliches Gerät mit geringsten Abmessungen, sondern spart auch das Drosselgewicht größtenteils ein. Außerdem tritt jetzt auch bei hohen Windungszahlen der Gleichstromwicklung die zweite Harmonische nicht mehr als Hochspannung an den Wicklungsklemmen in Erscheinung, was die Ausführung der Wicklung außerordentlich vereinfacht. Man kann den gleichen Effekt der Kurvenverformung auch durch Mehrphasenschaltungen erhalten, muß damit allerdings einen großen Aufwand an Material oder die gegenseitige Abhängigkeit paralleler Schweißstellen in Kauf nehmen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Anordnung zum Schweißen mit Wechselstrom, bei der regelbare gleichstromvormagnetisierte Drosselspulen als Vorwiderstände verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer günstigen Kurvenform des Wechselstromes, d. h. einer Kurvenform mit steiler Tangente im Nulldurchgang, eine zweite Spannungsharmonische in der an den Teilkernen liegenden Wechselspannung ausgebildet wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselstromwicklungen der Teilkerne in Reihe geschaltet werden und ein Wechselstrom doppelter Netzfrequenz im Gleichstromkreis durch bekannte Mittel unterdrückt wird.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern der Zusatzinduktivität konstruktiv mit der vormagnetisierten Drossel vereinigt wird.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerne der vormagnetisierten Drossel und der Hilfsdrossel von einer gemeinsamen Gleichstromwicklung umschlossen werden.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzkern mit regelbarem Luftspalt ausgeführt wird.

6. Anordnung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzkern eine Hilfswicklung erhält, die mit Kondensatoren belastet wird (Sperrkreis).

7. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vormagnetisierten Kerne aus einem Material hoher Permeabilität aufgebaut werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen