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Wechselstrom-Lichtbogenschweissvorrichtung mit mehreren, vorzugsweise gleichzeitig betriebenen Schweisselektroden
Die Erfindung bezieht sich auf eine Wechselstrom-Lichtbogenschweissvorrichtung mit mehreren, vorzugsweise gleichzeitig betriebenen Schweisselektroden. Derartige Schweissvorrichtungen werden im allgemeinen in Werkstätten angeordnet, bei welchen die Arbeitsplätze nebeneinander angeordnet sind.
Wird eine solche Schweissvorrichtung direkt aus dem Wechselstromnetz gespeist, so ist in üblicher Weise ein Transformator vorgesehen, an dessen Sekundärklemmen in Serie mit den Elektroden Drosselspulen mit veränderlichem Blindwiderstand, u. zw. je eine Drosselspule für jede Elektrode, angeschlossen sind. Ist die Leistung der Stromquelle relativ hoch und die Kurzschlussspannung des Transformators genügend klein, dann ist es nicht nötig, den Spannungsabfall an den Transformatorklemmen durch das Einschalten der Schweisselektroden zu berücksichtigen, und es kann an den verschiedenen Arbeitsstellen unabhängig voneinander gearbeitet werden.
Es ist auch bekannt, den Schweissstrom in einem Wechselstrom- oder Drehstromgenerator zu erzeugen, welcher von einem eigenen Motor, z. B. einem Elektromotor oder einem Verbrennungsmotor, angetrieben wird. Eine derartige Anordnung wird bei Umformersätzen angewendet, welche Strom hoher Frequenz, üblicherweise 150-700 Hz, erzeugen. In diesem Falle ist es wesentlich, die Spannung an den Generatorklemmen konstant zu halten, wenn der vom Generator abgegebene Strom zufolge des Übergangs von Null auf Vollast schwankt.
Um in diesem Fall die Spannung konstant zu halten, kann man den Generator überdimensionieren.
Dies erfordert jedoch hohe Anschaffungskosten und macht den Betrieb der Anlage unwirtschaftlich. Es ist auch bekannt, die Erregung des Generators derart zu regeln, dass zugleich mit dem Laststrom auch die Erregung steigt. Diese Methode kann jedoch praktisch nur bei einphasigen Synchrongeneratoren angewendet werden, welche Elektromagnete als Feldpole haben. Bei Anwendung von natürlichen Magneten ist eine solche Einrichtung nicht möglich. Eine derartige Einrichtung ist auch konstruktiv nicht'einfach auszuführen, wenn ein Summenschnellregler verwendet wird, und falls man sich einer Hilfswicklung auf den Feldpolen bedient, muss man - um dieselbe zu speisen-den Strom umformen und gleichrichten.
Es ist auch bekannt, zwischen dem Geneiatorund den Drosselspulen Spannungsregler einzuschalten, um die Spannung konstant zu halten. Diese Lösung ist jedoch unökonomisch und verringer den Wirkungsgrad der Schweissvorrichtung.
Gemäss der Erfindung wird die Wechselstrom-Lichtbogenschweissung mittels eines einzigen Generators durchgeführt, an dessen Klemmen die Spannung dadurch im wesentlichen unverändert gegenüber den Spannungsschwankungen beim Schweissen gehalten wird, dass jedem aus dem Lichtbogen und einer Drosselspule bestehenden Schweissstromkreis ein Kondensator parallelgeschaltet ist. Durch die Anordnung der Kondensatoren wird die von der Drosselspule und dem Lichtbogen gebildete Blindkomponente der Last kompensiert. Demzufolge bildet die Gesamtheit der parallelen Stromkreise, Kondensator einerseits und Drosselspule mit Lichtbogen anderseits eine kapazitive Last. Der Leistungsfaktor der Vorrichtung liegt verhältnismässig nahe bei 1.
Auf diese Weise wird ermöglicht, die Spannung an den Generatorklemmen praktisch konstant zu halten, u. zw. unabhängig davon, wie gross der Schweissstrom in jedem Augenblick ist bzw. wieviele der
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Schweisselektroden in jedem Augenblick in Betrieb sind.
Bei einer aus einem Schweisstransformator und einer einzigen Schweisselektrode bestehenden Wech- selstrom-Lichtbogenschweissvorrichtung ist es bekannt, einen Kondensator zum Lichtbogen parallel zu schalten. Die Anordnung des Kondensators bei dieser Vorrichtung bezweckt, trotz Verwendung von niedrigen Lichtbogenspannungen eine grössere Stabilität des Lichtbogens zu erzielen. Eine Konstanthaltung der Schweissspannung ist hier nicht notwendig, da ja nur eine einzige Schweisselektrode vorhanden ist.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung besitzt den Vorteil, dass bei geringen Anschaffungskosten der erzielte Effekt gross ist. Die erfindungsgemässe Vorrichtung eignet sich in besonderer Weise bei Verwendung von höheren Frequenzen, da hiebei einerseits die technologischen Eigenschaften der Schweissnaht verbessert werden und anderseits dadurch, dass Abmessungen der Kondensatoren, Drosselspulen und Transformatoren verringert werden, die Vorrichtung verbilligt wird. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemässen Vorrichtung besteht darin, dass die erforderliche Leerlaufspannung verringert werden kann.
In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles schematisch dargestellt.
Fig. 1 zeigt das Prinzipschaltbild der erfindungsgemässen Vorrichtung, während Fig. 2 ein Detail darstellt. Der asynchrone Drehstromgenerator 1 wird im entgegengesetzten Sinne zum Drehfeld durch den Motor 2 angetrieben. An Stelle des Asynchrongenerators kann natürlich auch ein Synchrongenerator angewendet werden. Für jede Schweisselektrode ist je eine Drosselspule 3 vorgesehen. In der Regel sind drei oder ein Vielfaches von drei Elektroden vorgesehen. Parallel zu jedem aus Drosselspule 3 und Schweisselektrode 4 bestehenden Schweissstromkreis ist je ein Kondensator 6 angeordnet. Da die Spannung an den Ge- neratorklemmen gering ist und die Kondensatoren für diese Spannung unwirtschaftlich arbeiten, können Kondensatoren für höhere Spannung angewendet werden, die über einen Transformator 5 gespeist werden.
Wie in Fig. 2 dargestellt, wird zweckmässig der Kern der Drosselspule mit dem Kern des Transformators kombiniert. In Fig. 2 ist die Klemme des Generators mit 7 bezeichnet, ferner die Elektrode mit 4, der magnetische Kern mit 8, die Drosselspulenwicklung mit 9, die Primärwicklung des Transformators mit 10, die Sekundärwicklung des Transformators mit 11, und der Kondensator mit 12. Der Anschluss der Primärwicklung erfolgt automatisch, sobald der Schweissstrom einsetzt, wobei unter Schweissstrom auch der Kurzschlussstrom verstanden wird. Hiezu ist ein Schütz 13 vorgesehen, welches von der an den Drosselspulenklemmen auftretenden Spannung gespeist wird.
Die beim Ubergang von einem Schweissbetriebsverhältnis zum andern nötige Regelung der kapazitiven Wirkleistung erfolgt mittels Umschaltung der Klemmen der Sekundärwicklung des Transformators mittels des Umschalters 14.
Der nicht mit einer Wicklung versehene Schenkel hat einen geringeren Querschnitt, da der durchquerende Kraftfluss geringer ist.
PATENTANSPRÜCHE :
EMI2.1
nen Schweisselektroden, gekennzeichnet durch einen einzigen Generator, an dessen Klemmen die Spannung dadurch im wesentlichen unverändert gegenüber den Spannungsschwankungen beim Schweissen gehalten wird, dass jedem aus dem Lichtbogen und einer Drosselspule (3) bestehenden Schweissstromkreis ein Kondensator (6) parallelgeschaltet ist.