DE1148672B - Vorrichtung zur Stromerzeugung fuer das elektrische Bogenschweissen - Google Patents
Vorrichtung zur Stromerzeugung fuer das elektrische BogenschweissenInfo
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Description
Beim Lichtbogenschweißen hängen die Qualität und das Aussehen der Schweißnaht, abgesehen von
den verwendeten Elektroden, von der elektrischen Stabilität des Bogens ab. Diese Bogenstabilität ist
eng mit der Form der statischen Charakteristik des Schweißapparates sowie mit der Form des von ihm
abgegebenen Stromes verbunden.
Bei bekannten Schweißapparaten mit fallender Spannungs-Strom-Charakteristik, welche zum Handschweißen
dienen, bewirken die vom Schweißer herrührenden Veränderungen der Bogenlänge Spannungsänderungen im Bogen, welche je nach der Form der
statischen Charakteristik mehr oder weniger starke Veränderungen des Stromes hervorrufen. Diese Stromänderungen
wirken sofort auf das Aussehen der Schweißnaht. Je größer diese Veränderungen sind,
um so mehr Unregelmäßigkeiten weist die Schweißnaht auf, denn die Abschmelzgeschwindigkeit der
Elektrode ist proportional dem Schweißstrom. Die vorliegende Erfindung bezweckt, diesen Nachteilen
abzuhelfen, indem der Schweißstrom soviel wie möglich unabhängig von den Bewegungen des Schweißers
gemacht wird.
Die Stabilität eines Gleichstrombogens ist leicht zu
erreichen; beim Wechselstrombogen bildet jedoch der Durchgang des Stromes durch den Nullpunkt eine
Schwierigkeit für das Stabilisieren. Bei jedem Durchgang durch den Nullpunkt löscht der Bogen aus; anschließend
wird er wieder dank einer momentanen Überspannung und einer gewissen thermischen Trägheit
gezündet. Daraus ergibt sich, daß die Stabilität des Bogens davon abhängt, wie schnell der Strom
durch den Nullpunkt geht. Erfindungsgemäß soll diese Geschwindigkeit erhöht werden, ohne daß man
hierzu Frequenzen benötigt, welche höher als die üblichen in der Industrie gebrauchten Frequenzen
sind, jedoch indem man dem Schweißstrom im Nullpunkt eine größere Neigung als diejenige der Sinuswelle
in diesem Punkt erteilt.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Stromerzeugung für das elektrische Bogenschweißen,
welche dadurch gekennzeichnet ist, daß sie zwei identische elektrische Einheiten aufweist,
welche voneinander magnetisch unabhängig sind und deren jede drei Magnetkerne enthält, wovon einer
einem Transformator zum Senken der Spannung, ein weiterer einer Induktanz mit sättigbarem Kern und
der dritte einer Sperrinduktanz zugehört, wobei die Primärwicklungen aus beiden Transformatoren hintereinandergeschaltet
sind, daß ferner in jeder der beiden Einheiten der Transformator mit der Induktanz
mit sättigbarem Kern derart kombiniert ist, daß Vorrichtung zur Stromerzeugung
für das elektrische Bogenschweißen
für das elektrische Bogenschweißen
Anmelder:
Societe anonyme des Ateliers de Secheron,
Genf (Schweiz)
Genf (Schweiz)
ίο Vertreter: Dipl.-Ing. R. Magenbauer, Patentanwalt,
Eßlingen/Neckar, Hölderlinweg 58
Eßlingen/Neckar, Hölderlinweg 58
Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 1. Dezember 1961 (Nr. 14 009)
15
Schweiz vom 1. Dezember 1961 (Nr. 14 009)
15
Albi Rudaz, Chatelaine, Genf (Schweiz),
ist als Erfinder genannt worden
ist als Erfinder genannt worden
die Sekundärwicklung des Transformators gleichzeitig als Arbeitswicklung der Induktanz dient, daß
ferner in jeder dieser Einheiten die beiden genannten Induktanzen miteinander derart kombiniert sind, daß
die Vormagnetisierungswicklung der Induktanz mit sättigbarem Kern gleichzeitig als Wicklung der
zweiten Induktanz dient und somit auch als Element zur mindestens teilweisen Sperrung der 1. Harmonischen
des Arbeitsstromes wirkt, daß die beiden Induktanzen einer jeden Einheit zusammen einen
magnetischen Verstärker bilden und daß eine der genannten drei Wicklungen einer Einheit mit der analogen
Wicklung der anderen Einheit in Opposition steht, um zu verhindern, daß irgendeine Spannung
der Grundfrequenz in den Vormagnetisierungskreis induziert wird und daß die Vormagnetisierung jeder
Einheit nur auf die eine Hälfte der Wechselspannung wirkt.
Die Zeichnung zeigt beispielsweise eine Ausführungsform
der Erfindung.
Fig. 1 zeigt ein elektrisches Schaltschema;
Fig. 2 zeigt den Abfall der Spannungs-Strom-Charakteristik (eine sehr kleine Stromänderung AI bewirkt eine sehr große Spannungsänderung AV);
Fig. 1 zeigt ein elektrisches Schaltschema;
Fig. 2 zeigt den Abfall der Spannungs-Strom-Charakteristik (eine sehr kleine Stromänderung AI bewirkt eine sehr große Spannungsänderung AV);
Fig. 3 zeigt den mit der in Fig. 1 schematisch dargestellten Vorrichtung erhaltenen Wechselstrom.
Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung besteht aus zwei Einheiten I und II, welche identisch und magnetisch
voneinander unabhängig sind. Jede Einheit besitzt drei Magnetkerne 1, 2 und 3 (I) bzw. la, 2a
und 3 a (II). Die drei Magnetkerne jeder Einheit ge-
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hören zu einem Transformator zum Senken der Spannung, von welchem die Primärwicklungen 4 bzw. 4 a
dargestellt sind, die je von einer Hälfte der totalen Netzspannung gespeist werden, bzw. zu einer Induktanz
mit sättigbarem Kern bzw. zu einer Sperrinduktanz.
Der Transformator ist mit der Induktanz mit sättigbarem Kern 2 (bzw. 2 a) derart kombiniert, daß die
Sekundärwicklung 5 (bzw. 5 a) auf die beiden Kerne 1 und 2 (bzw. la und 2 a) gewickelt ist. Diese Sekundärwicklung
bildet somit auch die Arbeitswicklung der Induktanz mit sättigbarem Kern.
Die beiden Induktanzen sind ebenfalls miteinander kombiniert, und zwar so, daß die Vormagnetisierungswicklung
6 (bzw. 6 a) der Induktanz mit sättigbarem Kern auf die beiden Kerne 2 und 3 (bzw. 2 a und 3 a)
gewickelt ist und somit auch die Wicklung einer Induktanz mit nicht sättigbarem Kern 3 (bzw. 3 a)
bildet. Der Kern 3 (3 a) ist wegen des Luftspalts 7 (7 a) nicht sättigbar.
Die Vormagnetisierungswicklung 6 (6 a) der Induktanz mit sättigbarem Kern 2 (2 a) wird über eine
Gleichrichterbrücke 8 mit Gleichstrom gespeist. Die Gleichrichterbrücke 8 wird von einem einstellbaren
Autotransformator 9 gespeist, und die beiden Wicklungen 6 und 6a stehen zueinander in Opposition.
Aus dem Gesagten ist ersichtlich, daß die Sekundärwicklung einer Einheit zwei Magnetkerne 1 und 2
(la und 2a) umfaßt und daß der Kern 1 (la) den Magnetkreis eines einfachen Transformators bildet,
welcher dazu dient, die Hälfte der Netzspannung auf die Hälfte der Sekundärspannung zum Schweißen
herabzusetzen, wobei die gesamte Schweißspannung nur so hoch sein soll, daß sie ungefährlich ist.
Der Magnetkreis 2 (2 a) dient zur Vormagnetisierung. Dank dem Stromkreis 6 (6 a) zum Vormagnetisieren
mit Gleichstrom kann man die Impedanz des Sekundärkreises 5 (5 a) verändern und damit
den Schweißstrom auf den gewünschten Wert begrenzen.
Der Kern 3 (3 a) hat die Aufgabe, die Impedanz des Gesamtkreises 6 (6 a) zu erhöhen und darin mindestens
teilweise den Durchgang der 1. Harmonischen (100 Hz) des Arbeitsstromes, welcher durch den
Kreis 5 (Sa) fließt, zu sperren. Durch diesen Kunstgriff erteilt man dem Schweißstrom eine Form, welche
eine gute Stabilität des Bogens gewährleistet. Die zwei Vormagnetisierungswicklungen sind in Serie, jedoch
in Opposition geschaltet, so daß keine Spannung, welche der Grundfrequenz der Speisespannung
entspricht, in diesen Kreis induziert wird und die Kerne 2 und 2 a entgegengesetzt vormagnetisiert werden.
Dies erklärt, warum zwei identische Einheiten I und II vorhanden sein müssen. Die Vormagnetisierung
jeder Einheit betrifft nur eine Richtung einer Wechselspannung.
Bei abgeänderten Ausführungsformen können zwei andere analoge Wicklungen in Opposition geschaltet
sein, um den gleichen Zweck zu erreichen.
Man sieht, daß die zwei Induktanzen mit sättigbarem Kern 2 (2 a) und mit nicht sättigbarem Kern 3
(3 a) jeder Einheit zusammen einen magnetischen Verstärker bilden. #f
Bei der beschriebenen Ausführungsform sind die Magnetkerne 1 (la) des Transformators und der Induktanz
mit sättigbarem Kern 2 (2 a) vorzugsweise identisch ausgebildet.
Durch Einstellen des Abgriffs am Transformator 9 kann man den Schweißstrom von Null bis zu seinem
Maximalwert, für welchen die Vorrichtung vorgesehen ist, verändern.
Der Luftspalt 7 (7 a) der Sperrinduktanz ist vorzugsweise einstellbar ausgebildet, damit man die
Steigung der Stromkurve beim Durchgang durch den Nullpunkt (Fig. 3) verändern kann.
Das beschriebene Beispiel bezieht sich auf das Schweißen mit Wechselstrom. Man kann die erfindungsgemäße
Vorrichtung aber mit den gleichen Vorteilen auch für das Schweißen mit Gleichstrom
verwenden; in diesem Fall muß man nur den von der Vorrichtung abgegebenen Strom mit Hilfe bekannter
Mittel gleichrichten.
Claims (3)
1. Vorrichtung zur Stromerzeugung für das elektrische Bogenschweißen, dadurch gekenn
zeichnet, daß sie zwei identische elektrische Einheiten aufweist, welche voneinander magnetisch
unabhängig sind und deren jede drei Magnetkerne enthält, wovon einer einem Transformator
zum Senken der Spannung, ein weiterer einer Induktanz mit sättigbarem Kern und der dritte
einer Sperrinduktanz zugehört, wobei die Primärwicklungen aus beiden Transformatoren
hintereinandergeschaltet sind, daß ferner in jeder der beiden Einheiten der Transformator mit der
Induktanz mit sättigbarem Kern derart kombiniert ist, daß die Sekundärwicklung des Transformators
gleichzeitig als Arbeitswicklung der Induktanz dient, daß ferner in jeder dieser Einheiten
die beiden genannten Induktanzen miteinander derart kombiniert sind, daß die Vormagnetisierungswicklung
der Induktanz mit sättigbarem Kern gleichzeitig als Wicklung der zweiten Induktanz dient und somit auch als Element zur
mindestens teilweisen Sperrung der 1. Harmonischen des Arbeitsstromes wirkt, daß die
beiden Induktanzen einer jeden Einheit zusammen einen magnetischen Verstärker bilden und daß
eine der genannten drei Wicklungen einer Einheit mit der analogen Wicklung der anderen Einheit
in Opposition steht, um zu verhindern, daß irgendeine Spannung der Grundfrequenz in den
Vormagnetisierungskreis induziert wird und daß die Vormagnetisierung jeder Einheit nur auf die
eine Hälfte der Wechselspannung wirkt.
2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetkerne des Transformators
und der Induktanz mit sättigbarem Kern identisch ausgebildet sind und daß der Vormagnetisierungskreis
dieser Induktanz durch einen Autotransformator gespeist wird, damit der Schweißstrom von Null bis zum Maximalwert
verändert werden kann.
3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Einheit eine nicht sättigbare
Induktanz mit einem Magnetkreis mit einem einstellbaren Luftspalt aufweist, wobei die genannte
Vormagnetisierungswicklung beiden Induktanzen einer Einheit gemeinsam ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
© 309 580/305 5.
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