DEL0019326MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 9. Juli 1954 Bekanntgemacht am 15. März 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Für die Wechselstrom-Lichtbogenschweißung werden vielfach Schweißtransformatoren mit Schutzschaltungen verwendet mit dem Zweck, die nach dem Schweißprozeß auftretende verhältnismäßig hohe Leerlaufspannung auf eine für den Schweißer ungefährliche Spannung herabzusetzen. Fast alle bisher gebräuchlichen Schutzschaltungen haben jedoch den großen Nachteil, daß Schaltelemente mit beweglichen Teilen benutzt werden, die bekanntlich nicht verschleißfest sind und aus diesem Grunde eine einwandfreie Arbeitsweise solcher Schutzschaltungen unter Umständen in Frage stellen. Zur Behebung dieses Mangels wurde daher vorgeschlagen, eine weitere Schutzschaltung anzuordnen, die beim Versagen der Hauptschute-Schaltung die gesamte Anlage spannungslos setzt und somit den Schweißer vor gesundheitlichen Schäden infolge verhältnismäßig hoher Leerlaufspannung schützt. Auch bei dieser Schaltung werden Schaltelemente mit beweglichen Teilen verwendet.

Ferner sind Schutzeinrichtungen bekannt, ' bei denen unter Zuhilfenahme des Schweißstromes bei gleichrichtergespeisten Schweißstromquellen die Höhe der Klemmenspannung des Schweißgerätes beeinflußt wird. Diesen Geräten haftet jedoch der Nachteil an, daß die erzielte Leerlaufspannung stets höher als die Schweißspännung ist und nicht

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beliebig eingestellt werden kann. Des weiteren sind Einrichtungen bekannt, bei denen die Leerlaufspannung mit Hilfe von Drosseln im Schweißkreis auf einen für den Bedieriungsmann ungefährliehen Wert herabgesetzt wird. Hierzu werden mechanische Schaltelemente verwendet, die aber auf die Dauer eine absolute Sicherheit der Arbeitsweise der Geräte nicht gewährleisten.

Vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, eine Schutzschaltung für Wechselstrom-Lichtbogen-Schweißgeräte zu schaffen, bei der keinerlei Schaltelemente mit Kontakten und beweglichen Teilen verwendet werden, so daß die durch Verschluß verursachte Gefahr eines gelegentlichen Versagens der Schutzeinrichtung nicht mehr besteht. . '

Die Induktivität einer parallel zum Lichtbogen geschalteten Drosselspule wird erfindungsgemäß ohne Verwendung von Schaltelementen mit bewegao liehen Teilen bei Leerlauf des Gerätes durch GleichstiOmvormagnetisierung so stark verringert, daß der durch die Drossel fließende Strom eine Absenkung der Spannung des Lichtbogenschweißgerätes auf Schutzspannung bewirkt, wobei weiterhin im Gleichstrom-Vormagnetisierungskreis ein Gleichrichter, der nur im Leerlaufzustand des Schweißgerätes stromdurchlässig ist, und zwei Gleichspannungen in Reihe liegen, die in ihrer Polarität entgegengerichtet sind, und von denen die eine proportional der Schweißspannung und die andere über einen Stromwandler proportional dem Schweißstrom veränderlich ist. Diese Art der Spannungsabsehkung hat also zur Folge, daß auch in den Schweißpausen eine bestimmte, größtenteils. induktive Belastung des Schweißgerätes vorhanden ist. Da aber Wechselstrom-Lichtbogen-Schweißgeräte meistens mittels Kondensatoren kompensiert werden, wird die induktive Belastung des speisenden Netzes wesentlich herabgesetzt und dabei der Vorteil erzielt, daß auch in den Schweißpausen das Gerät nicht mehr im kapazitiven Bereich arbeitet, d. h. voreilenden Blindstrom aus dem Netz aufnimmt. Somit fallen alle unangenehmen Nebenerscheinungen, beispielsweise Störung anderer Stromabnehmer durch Spannungserhöhung oder -Schwankungen, die durch die kapazitive Belastung hervorgerufen werden, fort.

An Hand eines Ausführungsbeispiels ist die erfindungsgemäße Anordnung näher erläutert.
Mit ι ist die Primär- und mit 2 die Sekundärwicklung eines Lichtbogenschweißtransformators bezeichnet, dessen Mittel zur Erzielung einer vergrößerten Streuung und der bekannten abfallenden Stromspannungscharakteristik der Einfachheit halber nicht dargestellt sind. An den Sekundärklemmen 3 und 4 sind die Elektrode 5 und das Werkstück 6 angeschlossen. Parallel zur Sekundärwicklung 2 ist zweckmäßigerweise eine eisengeschlossene Drosselspule 7 geschaltet, deren Induktivität so groß ist, daß sie nur einen geringen Strom aufnimmt. Die Drosselspule 7 enthält außerdem eine Gleichstrom-Vormagnetisierungswicklung 8, mit deren Hilfe in bekannter Weise die Induktivität der Spule 7 beliebig verkleinert werden kann. In ihrem Stromkreis liegt ein Gleichrichter 9 und in Reihe dazu zwei Gleichrichter 10 und 11, von denen der Gleichrichter 10 von der Spannung an den Klemmen 3 und 4 gespeist wird, während der Gleichrichter 11 aus dem Stromwandler 12 seine Spannung erhält und die Bürde 13 speist. Die beiden Gleichspannungen sind in ihrer Polarität gegeneinander geschaltet, und zwar ist die Gleichspannung am Gleichrichter 10 so gerichtet, daß der von ihr erzeugte Strom in Durchlaßrichtung des Gleichrichters 9 fließt.

Die Wirkungsweise der erfindüngsgemäßen Anordnung ist folgende: Wenn der Schweißstrom unterbrochen wird, ist entsprechend der hohen Leerlaufspannung des Transformators ausgangsseitig des Gleichrichters 10 eine hohe Gleichspannung vorhanden, die einen Strom erzeugt, der durch den Gleichrichter 9 und die Vormagnetisierungsspule 8 fließt. Der induktive Widerstand der Spule 7 wird infolgedessen stark verringert. Es fließt daher ein Strom durch die Spule 7, und die Spannung an der Spule 7 sinkt entsprechend der Stromspannungscharakteristik des verwendeten. Lichtbogentransformators ab. Da aber damit gleichzeitig auch der Gleichstrom in der Vormagnetisierungsspule 8 sinkt, kann auf diese Weise ein scharfer Schnittpunkt der beiden Charakteristiken erzielt und eine genaue Spannung, beispielsweise die vorgeschriebene Schutzspannung von 42 V, an den Klemmen 3 und 4 und zwischen Elektrode 5 und Werkstück 6 erreicht werden.

Bei Berührung der Elektrode S mit dem Werkstück 6 bricht die Spannung an der Drossel 7 und ebenso die Spannung an dem Gleichrichter 10 zusammen, so daß der Strom in der Vormagnetisierungswicklung 8 unterbrochen wird und die Drossel 7 wieder einen großen induktiven Widerstand annimmt. Durch den Stromwandler 12 fließt nun der. eingestellte Kunzschlußstrom des Transformators und erzeugt am Widerstand 13 eine Spannung, die so eingerichtet ist, daß die Spule 8 stromlos bleibt. Beim Ziehen des Lichtbogens zwischen Elektrode 5 und Werkstück 6 steigt die Spannung an der Drossel 7 auf Lichtbogenspannung an, und damit entsteht auch wieder eine Spannung an dem Gleichrichter 10. Diese Spannung wird aber durch die ihr entgegengerichtete überwiegende Spannung am Widerstand 13 daran gelindert, einen Strom durch die Vormagnetisierungswicklung zu schicken. Daher bleibt die Drossel 7 praktisch stromlos und sämtliche Energie des Transformators wird in den zwischen Elektrode 5 und Werkstück 6 gezogenen Lichtbogen geleitet. Im Augenblick der Lichtbogenlöschung steigt die Spannung der Drossel 7 und des Gleichrichters 10 wieder an, und es fließt ein starker Strom durch die Vormagnetisierungswicklung 8, weil keine Spannung am Widerstand 13 mehr vorhanden ist. Dieser starke Strom erzeugt einen schnellen Aufbau des Gleichfeldes in der Vormagnetisierungswicklung 8, und der eingangs geschilderte Zustand bei Leerlauf stellt sich wieder ein.

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Der Wandler 12 wird zweckmäßig als Sättigungswandler ausgebildet, damit schon bei kleiner Stromstärke die richtige Spannung am Widerstand vorhanden ist, ohne daß diese sich bei den hohen Stromstärken noch nennenswert erhöht.

Claims (2)

1. PaTENTANSPR 0 CHE:

   i. Schutzschaltung für Wechselstrom-Lichtbogen-Schweißgeräte mit parallel zum Lichtbogen geschalteter Drosselspule, dadurch gekennzeichnet, daß ohne Verwendung von Schaltelementen mit beweglichen Teilen die Induktivität der Drosselspule (7) bei Leerlauf des Gerätes durch Gleichstrom-Vormagnetisierung so stark verringert wird, daß der durch die Drossel (7) fließende Strom eine Absenkung der.Spannung des Lichtbogenschweißgerätes auf Schutz^ spannung bewirkt und daß weiterhin im Gleichstrom-Vormagnetisierungskreis ein Gleichrichter (9), der nur im Leerlauf zustand des Schweißgerätes stromdurchlässig ist, und zwei Gleichspannungen in Reihe liegen, die in ihrer Polarität entgegengerichtet sind und von denen die eine proportional der Schweißspannung und die andere über einen Stromwandler (12) proportional dem Schweißstrom veränderlich ist.
2. 2. Schutzschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromwandler (12) als Sättigungsstromwandler ausgeführt ist.

   Angezogene Druckschriften:
   Britische Patentschrift Nr. 618630;
   USA.-Patentschrift Nr. 2 387

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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