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Einrichtung zur selbsttätigen Herabregelung der Leerlaufspannung von
Lichtbogen-Schweißgeräten Es ist bekannt, der Sekundärwicklung eines Schweißtransformators
.eine Drosselspule parallel zu schalten, die sich sättigt, sobald die Sekundärspannung
nach Abreißen des Lichtbogens von der Schweißspannung auf den Leerlaufwert ansteigen
will, und einen Strom aufnimmt, der einen weiteren Anstieg -der Spannung unterdrückt.
Es wird zwar durch eine solche bekannte Paralleldrossel die Leerlaufspannung des
Lichtbogen-Schweißtransformators selbsttätig herabgeregelt; ein bisher nicht
be-
seitigter !erheblicher Nachteil dieser Einrichtung ist aber die ungünstige
Beeinflussung der Stromspannungskennlinie. Während in der Schweißtechnik von jeher
die Forderung nach einem möglichst steilen Verlauf der Stromspannungskennlinve im
Arbeitsbereijch erhoben worden ist, weil sich dadurch bei Schwankungen in der Schweißspannung
nur relativ kleine Änderungen des Schweißstromes ergeben, wird diese sogenannte
statns;che Steilheit, von der die Güte der Schweißnaht wesentlich abhängig ist,
unter dem Einfluß der bekannten Paralleldrosseln kleiner. Es sind also auch bei
Kurzschluß, der beim Lichtbogenschwaißen ein oft eintretender Betriebszustand ist,
die Stromspitzen beträchtlich höher als beim Schweißen. Der Lichtbogen brennt daher
unruhig, die Elektrode spritzt.
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Die Erfindung beruht nun auf der Erkenntnis, daß bei Verwendung von
Spezialblechen mit mindestens
annähernd rechtwinklig verlaufender
Magnetisierungskenulinie für eine Paralleldrossel zu einem Liichtbogen-Schweißtransformator
die Leerla.ufspannung selbsttätig auf einen zulässigen Wert herabgeregelt wird,
ohne daß eine Verringerung der Sichweißstromstärke und der statischen Steilheit
eintritt. Diese Erkenntnis führt zur Sschaffung einer einfachen und wirksamen Schutzeinrichtung
gegen zu hohe Leerlaufspannung, welche den Vorteil der ungeminderten Schweißstromstärke
und Stromspannungskennliniensteilheit aufweist. Die neue Einrichtung beseitigt somit
die bisher nachteiligen Wirkungen von Paralleldrosseln und löst das Problem auf
besonders einfache Weise; sie besteht in einer Einrichtung zur ,selbsttätigen Herabregelung
der Leerlaufspannung von Lichtbogen-Schweißgeräten, bestehend aus einer zu der Sekundärwicklung
des Schweißtransformators parallel geschalteten Drosselspule, die bei einem Anstieg
der Spannung über die Schweißspannung hoch gesättigt wird, wobei erfindungsgemäß
im Sinne der Erhaltung der Schweißstromstärke und der Steilheit der statischen Kennlinie
in Höhe der, Werte ohne Paralleldrossel der Drosselkern, insbesondere Schachtel-
oder Wickelkern, aus einem an sich bekannten Werkstoff mit mindestens annähernd
rechtwinklig verlaufender Magre itisierungskennlinie ausgeführt ist.
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In der Zeichnung ist mit i die gewöhnliche Stromspannungskennlinie
eines Schweißgerätes bezeichnet, mit 2 die entsprechende. Kennlinie bei Anwendung
einer parallel geschalteten Sättigungsdrossel aus gewöhnlichem Dynamoblech. Die-strichpunktierte,
mit 3 bezeichnete Gerade ist die Eichgerade, welche die mittleren Arbeitspunkte,
in denen geschweißt wird, miteinander verbindet. Die Tangente im Arbeitspunkt an
die Kennlinie ergibt die statische Steilheit a. Der von der hochgesättigten, Drossel
aus gewöhnlichem Dynamoblech aufgenommene Strom verläuft mit der Linie 4. Die stark
gezeichneten Linien 5 und 6 zeigen die den Linien 2 und 4 entsprechenden bei Anwendung
einer oberhalb der Schweißspannung hochgesättigten Drossel aus Spezialblech mit
möglichst rechtwinklig verlaufender Magnetisierungskenulinie.
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Spezialbleche mit scharf ausgeprägtem Magnetisierungsknick sind ,an
sich bereits bekannt. Man verwendet .sie beispielsweise als Kernmaterial für sogenannte
Schaltdrosseln, um im Spannungsnulldurrhgang eine stromschwache Pause zu erzeugen,
in der die Schalterbetätigung erfolgt. Bei Magnet-. verstärkern sind sie insbesondere
für die Phasen, anschnittsteuerung von Bedeutung. Es ist jedoch bisher noch keine
Drossel mit rechtwinklig magnetisiertem Kernmaterial hinsichtlich ihrer Wirkung
als Paralleldrossel für Lichtbogen-Schweißgeräte untersucht worden. Da bei den bekannten
Einrichtungen die Drosselspulen mit Spezialblechkernen direkt von den zu steuernden.
Strömen durchflossen werden und die oben beschriebenen Wirkungen angestrebt sind,
ist hierdurch in keiner Weise der Anreiz gegeben, sie als Paralleldrosseln für Schweißtransformatoren
zu verwenden, wobei. ihre bisher bekannte Wirkung nicht anwendbar wäre.
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Zur Vermeidung des nachteiligen Einflusses von Luftspalten. ist es
weiterhin an sich bekannt, für derartige Drosseln Wickelkerne-zu verwenden oder
Kerne mit besonderer Schachtelung, weiche eine Übersättigung der den Luftspalt überbrückenden
Lamellen nicht zulassen. Alle diese bei den bekannten Drosseln mit scharfem Magnetisierungsknick
des Kernmaterials geläufigen Kernbauformen lassen sich auch bei der Paralleldrossel
mit Vorteil anwenden.
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Durch Verwendung :eines derartigen Spezialbleches bei geschachteltem
bzw. gewickeltem Kern wird die hoch gesättigte Drosselspule ein vorteilhaftes Mittel
zur selbsttätigen Herabregelung der Leerlaufspannung des Schweißgerätes ohne nachteilige
Beeinflussung der statischen Steilheit. Das Gerät kann nun so ausgelegt werden,
daß seine Leerlaufspannung höher liegt, als sie im allgemeinen, beispielsweise bei
Handschweißgeräten, zulässig ist, damit es bei Einhaltung einer gewissen statischen
Steilheit zur Lieferung eines Schweißstromes von bestimmter Höhe in der Lage ist.
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Die parallel geschaltete Sättigungsdrossel mit scharfem Magnetisierungsknick
des Kernmaterials bewirkt dann ohne Verringerung der Schweißstromstärke und der
statischen Steilheit die Herabsetzung der Leerlaufspannung auf den zulässigen Wert.
Wird der Schweißstrom durch Trockengleichrichter, insbesondere durch die üblichen
Selengleichrichter, gleichgerichtet, so ergibt sich durch Anwendung der Erfindung
außerdem der Vorteil, daß die Gleichrichter für eine kleinere Sperrspannung bemessen,
d. h. die Anzahl -der Gleichrichterplatten entsprechend verringert werden können.