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Anordnung zum Schweißen mit Gleichstrom Zum Schweißen mit Gleichstrom
ist bereits vorgeschlagen worden, eine Gleichstrommaschine normaler Bauart zu verwenden,
die durch eine kleine Erregermaschine fremd erregt wird, die den Verlauf der statischen
Kennlinie des Schweißgenerators vorschreibt. Die Erregermaschine erhält eine Fremderregung
und eine dem Schweißstrom verhältnisgleiche und in ihrer Größe einstellbare Gegenerregung,
um die für den Schweißbetrieb gewünschten abfallenden Spannungsstromkennlinien herzustellen.
Damit auch die dynamischen Kennlinien sich diesen statischen Kennlinien annähern,
ist vorgeschlagen worden, einen Stoßumspanner vorzusehen, dessen Erstwicklung vom
Schweißstrom durchflossen wird und dessen Zweitwicklung in Reihe zur Erregerwicklung
des Schweißgenerators liegt und so geschaltet ist, daß die beiden Wicklungen das
Umspannereisen im stationären Betrieb im gleichen Sinne magnetisieren. Dieser Stoßumspanner
sorgt dafür, d@aß das Feld im Schweißgenerator dem Wechsel zwischen Leerlauf und
Schweißen genügend rasch folgt. Die Verwendung einer besonderen Erregermaschine
bedingt für die Schweißanordnung zwei umlaufende Maschinen. Außerdem bereitet die
Unterbringung der Erregermaschine Schwierigkeiten. Bei unmittelbarer Kupplung mit
dem Schweißgenerator wird dessen Baulänge vergrößert. Eine angeflanschte Erregermaschine
gibt leicht Anlaß zu Beschädigungen, und der Antrieb über Riemen kann Störungen
verursachen. Gegenstand der Erfindung ist eine Anordnung zum Schweißen mit Gleichstrom,
bei der man eine normale Gleichstrommaschine verwenden kann, ohne d.aß eine besondere
Erregermaschine für die Erzeugung der Erregung notwendig ist. Gemäß der Erfindung
liegt
die Erregerwicklung des Schweißgenerators über einen Gleichrichter,
vorzugsweise einen Trockengleichrichter, in Reihe mit der Wechsels:tromwicklung
einer von einer Wechselspannung gespeisten gleichstromvorerregten Drosselspule,
die zwei einander entgegenwirkende Gleichstromwicklungen besitzfit, von denen die
eine mit einem lastunabhängigen, die andere mit einem dem Schweißstrom verhältnisgleichen
Strom gespeist wird. Mit zunehmendem Schweißstrom nimmt demnach der Strom in der
Wechselstromwicklung der Drosselspule und damit auch im Erregerkreis, des Schweißgenerators
in: gewünschter Weise ab, so daß man mit diesem ruhenden Gerät die gleichen stationären
Kennlinien des Schweißgenerators erhält wie mit einer Erregermaschine.
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Es ist bereits eine Einrichtung zur Bestimmung und Aufrechterhaltung
der Polarität von Gleichstromquerfeldmaschinen für Lichtbogenschweißanlagen mit
einer .die Polarität der Generatorklemmen bestimmenden und über einen Gleichrichter
und eine Drossel aus einem Wechselstromnetz gespeisten Hilfserregung bekannt. Die
Drossel hat dabei :einen normalerweise ungesättigten Eisenkern, der außer der Wechselstromwicklung
zwei im Normalbetrieb einandrer entgegenwirkende Gleichstromwicklungen trägst, von
denen die eine an dne Generatorklemmen angeschlossen und die andere in die Gleichstromseite
der genannten Hilfsierregung eingeschaltet ist. Es handelt sich dabei um die Beseitigung
eines bestimmten Nachteils von Gleichstromquerfeldmaschinen, nämlich um die Vermeidung
eines Umpolens während des Schweißens. Demgegenüber bezieht sich die. Erfindung
auf einen Gleichstrromschweißgenerator, der ein normaler Gleichstromgenerator, also
keine Ouerfeld'maschine ist, und, der Zweck der beanspruchten Anordnung besteht
darin, an diesem Generator eine besondrere Erregermaschine zu vermeiden.
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In der Zeichnung ist in Fig. i schematiisch ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung dargestellt. Der Schweißgenerator ist als Gleichstrommaschine normaler
Bauart ausgebildet und trägt das Bezugszeichen i. Mit 2 ist seine Erregerwicklung,
mit 3 die Wen@depo:lwicklung bezeichnet. Er wird von einem Drehstrommotor q. angetrieben.
Mit 5 ist der Stoßumspanner bezeichnet, dessen Erstwicklung 6 vom Schweißstrom und
dessen Zweitwicklung 7 vom Erregerstrom der Erregerwicklung 2 durchflossen wird.
Die g.lei .hs.trromvorerregte Drosselspule ist mit 8 bezeichnet. Ihre Wechselstromwicklung
9 wird von dem gleichen Netz gespeist, das auch den Motor q. speist. Die Drosselspule
besitzt zwei einander entgegenwirkende Gleichstromwicklungen io und 1i. Die Wicklung
io wird über einen Gleichrichter 12, und einen Einstellwiderstand 13 vom Netz erregt.
Die Wicklung ii, welche der Wicklung io entgegenwirkt, liegt über den Einstellwiderstand
14 im Nebenschluß zu der Wendepolwicklung 3 und der Erstwicklung 6 des Stoßumspanners,
wird also von einer Spannurig erregt, die dem Schweißstrom verhältnisgleich ist.
Über den Gleichrichter 15 wird die Erregerwicklung a vom Strom der Drosselspule
8 gespeist. Damit dieser Gleichrichter und die Drosselspule nicht für die ganze
Erregerleistung bemessen werden müssen, liegt der Erregerkreis im Nebenschluß zu
:dien Klemmen des Schweißgenerators; als Gleichrichter wird man vorzugsweise Trockengleichrichter
verwenden.
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Die Anordnung wirkt 'folgendermaßen: Bei der gleichstromerregten Drosselspule
besteht annähernde Verhältnisgleichheit zwischen der wirksamen Gleichstrom- und:
der Wech.selstromdurchflutung. Fig. 2 zeigt z. B. solche Kennlinien. Als Abszissen
sind die Ströme ielö 2e11 der Erregerwicklungen io und ii aufgetragen, als Ordinate
der Strom T2 in der Wechselstromwicklung der Drosselspule. Für verschiedene gleichbleibende
Spannungen U an der Wechselstromwicklung erhält mann für die Abhängigkeit des Wechselstromes
I2 von der Differenz der Erregerströme eine Schar von, nahezu alis, Gerade verlaufenden
K ,ennlinien. Die Abhängigkeit von der Spannung ist hierbei nicht sehr erheblich.
Bei Leserlauf dies Schweißgenerators ist nur der Erregerstrom i"o wirksam, von dem
sich bei, Belastung der Strom iell abzieht. Demzufolge- nimmt auch der Strom T2
in der Wechsel.strömwicklung 9 bei Belastung ab, und da :dieser Strom gleichgerichtet
der Erregerwicklung 2 zugeführt wird, geht auch ,die Spannung des Generators mit
zunehmendem Strom zurück. Durch) den Regler 14 kann die Schweißstromstärke geregelt
werden, durch den Widerstand 13 ist eine Regelung des Leerlaufpunktes möglich. Der
Anschluß des Erregerkreises im Nebenschluß zu dien Generatorklemmen bringt eine
wesentliche Verkleinerung der Abmessungen von Gleichrichter 15 und Drosselspule
8 mit sich, ohne die Schweißeigenschaften des Generators zu beeinträchtigen.
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Wie bereits erwähnt; sind die beiden Wicklungen des Stoßumspanners
so geschaltet, daß sie das Eisen des Umspanners im stationären Betrieb im gleichen
Sinne magnetisieren. Der erzeugte Fluß wird durch reinen Luftspalt auf :den erforderlichen
Wert begrenzt. Durch diesen Luftspalt wird auch Verhältnisgleichheit zwischen Durchflutung
und Fluß erzielt. Der Stoßumspanner wirkt in der Weise, daß bei plötzlichen Sitromerhöhungen
in der Erstwicklung in der Zweitwicklung 7 eine Spannung auftritt, welche den Fluß
des Generators vermindert, während umgekehrt bei plötzlicher Abnahme des Stromes
in der Erstwicklung in der Zweitwicklung eine Spannung erzeugt wird, welche den
Fluß verstärkt.
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Die gleichstromvorerre:gte Drosselspule ist als dreischenklige Drosselspule
ausgeführt, deren Außenschenkel die Wechselstromwicklung trägt, während auf, dien:
-Mittelschenkeln die Erregerwicklungen aufgebracht sind. Die gleichstromvorerregte
Drosselspule stellt, wie bekannt, einen magnetischen Verstärker dar, bei welchem
die Wechselstromleistung ein Mehrfaches der für die Erregerwicklungen benötigten
Leistung ist. Dadurch erhält man auch kleine Abmessungen für
die
Regelwiderstände 13 und 1q.. Da es sich sowohl bei der Drosselspule als auch bei
den Gleichrichtern um ruhende Teile handelt, ist man mit der Unterbringung dieses
Zubehörs nicht wie bei der Erregermaschine gebunden. Man kann es vielmehr in der
zweckmäßigsten Weise im Schweißumformergehäuse unterbringen.