DE1094895B

DE1094895B - Schweissgleichrichter mit durch Gleichstrom vormagnetisierten Drosseln

Info

Publication number: DE1094895B
Application number: DEB36088A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Andreas Campe
Original assignee: Barth & Pohl K G
Current assignee: Barth & Pohl K G
Priority date: 1955-06-11
Filing date: 1955-06-11
Publication date: 1960-12-15

Description

Schweißgleichrichter mit durch Gleichstrom vormagnetisierten Drosseln Die Erfindung betrifft einen Schweißgleichrichter mit durch Gleichstrom vormagnetisierten Drosseln, wie sie zur Regelung des Schweißstromes dienen.
Es ist bekannt, einen solchen Schweißgleichrichter über einen Transformator (Trafo) aus einem Drehstromnetz zu speisen. Dabei ist an die Sekundärseite der Trafos eine dreiphasige Drossel in Brückenschaltung mit einem nachgeordneten Gleichrichter angeschlossen.
Zur Vormagnetisierung der Drosseln sind die Drosseln mit Gleichstromwicklungen ausgerüstet, die von einer Hilfswicklung des Trafos aus über einen Gleichrichter gespeist werden.
Ein Regler dient dabei zur Einstellung der Vormagnetisierung der Drosseln, die zum benötigten Schweißstrom in fester Abhängigkeit steht.
Der an den Ausgangsklemmen des Schweißgleichrichters erhaltene Gleichstrom und die zugehörige Gleichspannung sind nach ihren Kennlinien für Schweißzwecke gut geeignet. Insbesondere ist der stationäre Kurzschlußstrom zufolge des Kennlinienverlaufs praktisch gleich dem Arbeitsstrom und annähernd proportional dem zur Vormagnetisierung der Drosseln dienenden Gleichstrom.
Nachteilig macht sich aber in vielen Fällen der beim Zünden der Schweißelektrode auftretende Stoßkurzschlußstrom bemerkbar, der weit größer ist als der stationäre Kurzschlußstrom.
Dies ist die Folge davon, daß die Drosseln im wesentlichen einen durch die Vormagnetisierung regelbaren induktiven Widerstand darstellen. Das heißt, das Zünden stellt das plötzliche Einschalten eines Wechselstromes auf eine Induktivität dar, das bekanntlich einen Stoßkurzschlußstrom ergibt, der von seinem Maximalwert auf den durch die Vormagnetisierung der Drosseln gegebenen stationären Arbeitsstrom abfällt.
Um diesen Stoßkurzschlußstrom herabzusetzen ist es bekannt, die Vormagnetisierung der Drosseln selbsttätig durch den Schweißstrom derart zu steuern, daß die Drosseln beim Zünden den höchsten Widerstandswert aufweisen und dadurch den Kurzschlußstrom begrenzen.
Die Erfindung befaßt sich mit einer Anordnung zur Beeinflussung des Stoßkurzschlußstromes bei Schweißgleichrichtern, die mit gleichstromvormagnetisierter Steuerdrossel zur Schweißstromeinstellung in solcher Abhängigkeit vom Schweißstrom betrieben werden, daß im Leerlauf eine geringere Vormagnetisierung als im Betrieb erreicht wird. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß zur Anpassung an verschiedene Betriebsbedingungen der Zündstromstoß durch Beeinflussung der Vormagnetisierung wahlweise von seiner völligen Unterdrückung bis zu seiner vollen Ausnutzung voreinstellbar ist. Eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß für die wahlweise Voreinstellung des Vormagnetisierungsstromes in einem besonderen Gleichrichterkreis ein Umschalter vorgesehen ist zur Umschaltung auf eine konstante Spannungsquelle oder auf eine kombinierte Spannungsquelle, bestehend aus mindestens zwei in Reihe geschalteten, verschieden große Wechselspannungen liefernden Spannungsquellen, von denen die eine eine konstante Spannung und die andere eine dem Spannungsabfall des Arbeitsstroms proportionale Spannung liefert.
Die Regelung des Zündstromstoßes bis herab zur völligen Beseitigung und die wahlweise Möglichkeit, den vollen Zündstromstoß auzunutzen, hat den Vorteil, die Zündverhältnisse allen Betriebsbedingungen anpassen zu können. So ist es von Vorteil, bei Dünnblechen mit dünnen Elektroden ohne den Zündstromstoß zu arbeiten, da sonst die Gefahr von unerwünschten Verbrennungen entsteht. Bei dickerem Material kann der Zündstromstoß in angepaßter Stärke von Vorteil sein, da er eine rasche Erwärmung des noch kalten Materials und somit einen sofortigen tiefen Einbrand vom Augenblick der Zündung ab ermöglicht.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung ist die den Vormagnetisierungsstrom erzeugende kombinierte Spannung durch eine Zusatzwicklung auf dem Eingangstrafo in eine konstante und durch Zusatzwicklungen auf den Drosseln in eine zum Spannungsabfall des Arbeitsstromes an den Drosseln proportionale Spannung aufgeteilt, die beide zur Speisung des Hilfsgleichrichters dienen. der den Gleichstrom zur Vormagnetisierung erzeugt. Dadurch, daß die den Vormagnetisierungsstrom erzeugende Spannung sich aus zwei Teilspannungen zusammensetzt, von denen die eine Teilspannung (vom Trafo) konstant und die zweite Teilspannung (an den Drosseln) proportional abhängig vom Spannungsabfall des Arbeitsstromes an den Drosseln ist, wird die Vormagnetisierung während des Schweißbetriebes höher als bei Leerlauf, so daß bei richtig gewähltem Verhältnis der beiden Teilspannungen der Zündstromstoß vollkommen vermieden werden kann. Durch einen vor dem Hilfsgleichrichter für den Magnetisierungsstrom zwischengeschalteten Umschalter kann wahlweise die kombinierte Spannung mit der veränderlichen Teilspannung abgeschaltet und auf die eingangs beschriebene bekannte Schaltung mit konstanter Spannung umgeschaltet werden.
Bei einer besonderen Ausführungsart der Erfindung kann auch an Stelle der Zusatzwicklungen auf den Drosseln ein Relais vorgesehen sein, das nach Einsetzen des Schweißstromes die im Vormagnetisierungsstromkreis wirksame Spannung durch Aufschalten erhöht.
In der Zeichnung ist als Abb. 1 das Schaltbild eines Schweißgleichrichters als Ausführungsbeispiel dargestellt.
Abb. 2 stellt ein Vektor-Diagramm dar.
Abb.3 zeigt ein weiteres Schaltbild als Ausführungsbeispiel.
In diesem Schaltbild ist PT die Primärseite des Trafos mit den Phasenzuleitungen R, S und T. ST ist die Sekundärseite des Trafos mit den angeschlossenen Drosseln D. H ist die übliche Hilfswicklung für die Speisung des Hilfsgleichrichters G2, der zur Erzeugung des Gleichstromes für die Vormagnetisierung der Drosseln D dient. Dieser Gleichstrom fließt durch die Gleichstromwicklungen G der Drosseln D. Zur Regelung der Vormagnetisierung dient der Regler RE bzw. der Fernregler FR. Der Arbeitsstrom wird an r!en Klemmen KI des Gleichrichters G1, der an die Drosseln D angeschlossen ist, als Gleichstrom entnommen. Insoweit entspricht das Schaltbild den bekannten Schaltbildern.
Bei der Anordnung nach der Erfindung befindet sich nun auf dem Eingangstrafo eine Zusatzwicklung Z1, eine zweite Zusatzwicklung Z2 befindet sich auf' den Drosseln D.
Ein Umschalter Sch dient zur wahlweisen Benutzung zur Voreinstellung des Vormagnetisierungsstromes mit dieser neuen oder der bekannten Schaltungsart.
Bei der neuen Schaltungsweise erhält man für die Vormagnetisierung an Z1 eine konstante Teilspannung, die für den niedrigen Anfangswert der Vormagnetisierung bestimmend ist. An Z2 erhält man eine dem induktiven Spannungsabfall des Arbeitsstromes an den Drosseln proportionale veränderliche Spannung, mit deren Hilfe die Vormagnetisierung auf den dem erforderlichen Arbeitstrom entsprechenden Wert ansteigen kann.
Durch die Art der angegebenen Schaltung kann dabei eine Phasendrehung zwischen den beiden Teilspannungen UT am Transformator und UD an der Drossel erreicht werden, wie auf dem Vektor-Diagramm (Abb.2) dargestellt ist, wobei beide Spannungen im Kurzschlußfall einen Winkel von 90° einschließen. Der Zeiger für UD wandert bei unterschiedlicher Belastung auf einem Kreis, wobei sich bei abnehmender Belastung zeigt, daß sich die Summenspannung UT -I- UD vektoriell zunächst wenig ändert, was im Interesse günstiger Betriebsbedingungen wünschenswert ist.
Nach dem Schaltbild Abb. 3 sind statt einer Zusatz-Wicklung Z1 z. B. zwei Zusatzwicklungen Z1 und Z11 angeordnet, es können auch noch weitere angeordnet sein, die eine zueinander unterschiedliche konstante Spannung erzeugen. Sie liegen in Reihe mit verschiedenen Wicklungsteilen der Zusatzwicklungen Z., auf den Drosseln D und sind so mit von diesen erzeugten variablen Spannungen abgestimmt, daß beim Schweißen die Summenspannung jeweils etwa die gleiche Größe hat, während bei Leerlauf die Spannung zur Erzeugung der Vormagnetisierung je nach Wahl einstellbar ist.
Zum Einstellen der Vormagnetisierung dient ein mehrstufiger Umschalter Schi.
Es ist für den Erfindungsgegenstand gleichgültig, ob die Erzeugung der Hilfsspannungen für die Vormagnetisierung ein- oder mehrphasig erfolgt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Anordnung zur Beeinflussung des Stoßkurzschlußstromes bei Schweißgleichrichtern, die mit gleichstromvormagnetisierter Steuerdrossel zur Schweißstromeinstellung in solcher Abhängigkeit vom Schweißstrom betrieben werden, daß im Leerlauf eine geringere Vormagnetisierung als im Betrieb erreicht wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Anpassung an verschiedene Betriebsbedingungen der Zündstromstoß durch Beeinflussung der Vormagnetisierung «vahlweise von seiner völligen Unterdrückung bis zu seiner vollen Ausnutzung voreinstellbar ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die wahlweise Voreinstellung des Vormagnetisierungsstromes in einem besonderen Gleichrichterkreis ein Umschalter (.Sch) vorgesehen ist zur Umschaltung auf eine konstante Spannungsquelle (H) oder auf eine kombinierte Spannungsquelle, bestehend aus mindestens zwei in Reihe geschalteten, verschieden große Wechselspannungen liefernden Spannungsquellen (Z1, Z11, Z2), von denen die eine (Z1 oder Z1, Z") eine konstante Spannung und die andere (Wicklungen Z2) eine dem Spannungsabfall des Arbeitsstromes proportionale Spannung liefert.
3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Vormagnetisierungsstrom erzeugende kombinierte Spannung durch eine Zusatzwicklung (Z1) auf dem Eingangstrafo in eine konstante und durch Zusatzwicklungen (Z2) auf den Drosseln (D) in eine zum Spannungsabfall des Arbeitsstromes an den Drosseln (D) proportionale Spannung aufgeteilt ist.
4. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangstrafo (PT) zweite oder weitere Zusatzwicklungen (Z") hat.
5. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzwicklungen (Z1, Z") des Eingangstrafos (PT) mit den Zusatzwicklungen (Z2) der Drossel (D) in Reihe geschaltet sind.
6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle der Zusatzwicklungen (Z2) auf den Drosseln ein Relais vorgesehen ist, das nach Einsetzen des Schweißstromes die im Vormagnetisierungsstromkreis wirksame Spannung durch Aufschalten erhöht. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 718032.