DE1099104B

DE1099104B - Welding rectifier with direct current pre-magnetized chokes in self-draining circuit

Info

Publication number: DE1099104B
Application number: DEG25386A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Konrad Schydlo; Dr-Ing Walter Schneider
Original assignee: Garbe Lahmeyer and Co AG
Current assignee: Garbe Lahmeyer and Co AG
Priority date: 1958-09-26
Filing date: 1958-09-26
Publication date: 1961-02-09

Description

Schweißgleichrichter mit gleichstromvormagnetisierten Drosseln in Selbstsättigungsschaltung Die Erfindung bezieht sich auf die Verbesserung der Betriebseigenschaften von Schweißgleichrichtern in Selbstsättigungsschaltung der mit Gleichstrom vormagnetisierten Arbeitsdrosseln. Sie geht von der Aufgabenstellung aus, den Stoßkurzschlußstrom beim Schließen des Schweißkreises auf ein unschädliches Maß herabzusetzen und den Oberwellengehalt des Schweißstromes dem jeweiligen Schweißgut, der geforderten Schweißgüte und den räumlichen Verhältnissen beim Schweißen anzupassen. So gelingen ein zügiger und spritzfreier Schmelzfluß beim Schweißen von Leichtmetall und ein feinkörniges Schweißen von Eisen nur bei geringem Oberwellengehalt des Schweißstromes, während beim Schweißen in Ecken und an Kanten ein gewisser Oberwellengehalt erfahrungsgemäß die durch die bekannte Blaswirkung verursachte Unruhe des Lichtbogens zu unterdrücken vermag.Welding rectifier with direct current bias chokes in Self-saturation circuit The invention relates to improving the operating characteristics of welding rectifiers in self-saturation circuit of those pre-magnetized with direct current Working chokes. It is based on the task, the surge short-circuit current when closing the welding circuit to a harmless level and reduce the Harmonic content of the welding current for the respective weld metal, the required welding quality and adapt to the spatial conditions during welding. So a quick one succeed and spatter-free melt flow when welding light metal and a fine-grained Welding iron only when the harmonic content of the welding current is low, while Experience has shown that there is a certain harmonic content when welding in corners and on edges to suppress the unrest of the arc caused by the known blowing effect able.

Zur Begrenzung des Stoßkurzschlußstromes, dessen Wert das Vier- bis Sechsfache des des stationären Nennkurzschlußstromes erreicht und der im Schweißgut Einbrand oder sogar Durchbrand verursachen kann, ist bereits vorgeschlagen worden, durch besondere Schaltmittel den Steuerstrom erst nach dem Schließen des Schweißkreises einzuschalten. Diese Schaltmittel, beispielsweise Schütze oder Relais, haben Gleichstrom zu schalten und müssen daher von besonderer Bauart sein; sie erhöhen den apparativen Aufwand, bedürfen einer Wartung und geben leicht zu Störungen Anlaß.To limit the surge short-circuit current, the value of which is four to Six times the steady-state nominal short-circuit current achieved and that in the weld metal Can cause burn-in or even burn-through has already been suggested by special switching means the control current only after the welding circuit has been closed to turn on. These switching means, for example contactors or relays, have direct current to switch and must therefore be of special design; they increase the equipment Effort, require maintenance and easily give rise to malfunctions.

Für den gleichen Zweck ist auch die Verwendung lastabhängig magnetisierter Steuerdrosseln, deren Arbeitsstrorn die Arbeitsdrossel steuert, vorgeschlagen worden. Auch diese zusätzlichen Steuerdrosseln stellen einen erhöhten Aufwand dar. Durch die Hintereinanderschaltung der Steuerdrosseln summieren sich deren Zeitkonstanten auf, so daß die Anordnung nicht schnell genug regelt, um den Stoßkurzk' wirksam zu dämpfen.For the same purpose, the use is also load-dependent magnetized Control throttles, the working current of which controls the working throttle, have been proposed. These additional control throttles also represent an increased effort if the control chokes are connected in series, their time constants add up on, so that the arrangement does not regulate quickly enough to make the shock short 'effective to dampen.

Für die Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabenstellung bietet sich die Selbstsättigungsschaltung der Arbeitsdrosseln und der zugehörigen Gleichrichterelemente an, weil der Bedarf dieser Schaltung an Steuerdurchflutung für die Aufmagnetisierung sehr gering ist. Die bei Schweißgleichrichtern übliche Sättigungsschaltung beansprucht für die volle Aufmagnetisierung der Drosseln eine Steuerdurchflutung von der Größe der Arbeitsdurchflutung.For solving the problem on which the invention is based the self-saturation circuit of the working chokes and the associated ones are available Rectifier elements because of the need of this circuit for control flow for magnetization is very low. The usual for welding rectifiers Saturation circuit requires a full magnetization of the chokes Control flow on the size of the work flow.

Erfindungsgemäß wird zur Begrenzung des Stoßkurzschlußstromes beim Kurzschließen des Schweißkreises die Schweißstromdurchflutung der Steuerdurchflutung in den mit Gleichrichterpaaren eine Selbstsättigungsschaltung bildenden Arbeitsdrosseln gegengekoppelt. Zur Einführung der Gegenkopplung ist eine zusätzliche Wicklung der Arbeitsdrosseln zweckdienlich, die nur wenige Windungen aufweist und auf den Arbeitsdrosseln nur einen sehr geringen Anteil des Wicklungsquerschnittes in Anspruch nimmt.According to the invention to limit the surge short-circuit current at Short-circuit the welding circuit, the welding current flow of the control flow in the working chokes that form a self-saturation circuit with rectifier pairs fed back. To introduce the negative feedback, an additional winding is required Working chokes expedient, which has only a few turns and on the working chokes only takes up a very small proportion of the winding cross-section.

Zur Änderung des Oberwellengehaltes wird erfindungsgemäß die Steuerdurchflutung einiger der Arbeitsdrosseln einstellbar geschwächt, indem den Steuerwicklungen dieser Arbeitsdrosseln ein verstellbarer Widerstand parallel geschaltet ist.According to the invention, the control flow is used to change the harmonic content some of the working chokes are adjustable weakened by the control windings of these Working throttles an adjustable resistor is connected in parallel.

An Hand des in der Zeichnung wiedergegebenen Schaltungsprinzips sei die Erfindung erläutert: An die Netzphasen RST sind die drei Primärwicklungen 1 des Netztransformators angeschlossen. Die Sekundärwicklungen 2 führen an die Wechselstromanschlüsse des als Drehstrombrücke geschalteten Gleichrichters 7 und B. Nach der bekannten Selbstsättigungsschaltung sind drei mit 10 bezeichnete Drosseln einerseits mit den Gleichrichterelementen 7 verbunden und andererseits kurzgeschlossen. Der Kurzschlußpunkt 5 bildet den negativen Pol der Schaltung, der gewöhnlich geerdet ist. Die drei weiteren Drosseln 10 liegen an den Gleichrichterelementen 8 und sind abseitig als positiver Gleichrichterpol zusammengeschlossen. Die Steuerwicklungen 12, die zur Einstellung des Schweißstromes dienen, sind in Reihe geschaltet und werden von einer mit PN bezeichneten Gleichstromquelle über den Stellwiderstand 3 erregt. In diesen Steuerkreis kann mittels des Schalters 14 eine zusätzliche Steuerspannung eingeführt werden, die von den Anschlußpunkten 15, 16 abgeleitet wird und der Lichtbogenspannung proportional ist. Mit dieser Zusatzspannung läßt sich die fallende Lichtbogencharakteristik steiler gestalten. Ihr Einfluß ist durch den Widerstand 13 einstellbar. In der gezeichneten Lage des Schalters 14 ist diese Zusatzspannung unwirksam. Vom positiven Pol des Gleichrichters, im Punkt 17, durchfließt der Schweißstrom zunächst die Gegenkopplungswicklungen 11 und mündet an der Schweißelektrode 4. Der Steuerstrom und der gegengekoppelte Schweißstrom durchfließen die Wicklungen 12 und 11 gegensinnig.Based on the circuit principle shown in the drawing the invention explained: The three primary windings 1 are connected to the network phases RST of the mains transformer connected. The secondary windings 2 lead to the AC connections of the rectifier 7 and B connected as a three-phase bridge. According to the known Self-saturation circuit are three with 10 designated chokes on the one hand with the Rectifier elements 7 connected and on the other hand short-circuited. The short circuit point 5 forms the negative pole of the circuit, which is usually grounded. The other three Chokes 10 are located on the rectifier elements 8 and are remote than more positive Rectifier pole connected together. The control windings 12, which are used for setting of the welding current are connected in series and are connected to a PN designated direct current source excited via the variable resistor 3. In this steering committee an additional control voltage can be introduced by means of switch 14, which is derived from the connection points 15, 16 and the arc voltage proportional is. With this additional voltage, the falling arc characteristic can be made steeper design. Their influence can be adjusted by the resistor 13. In the drawn Position of the switch 14, this additional voltage is ineffective. From the positive pole of In the rectifier, at point 17, the welding current first flows through the negative feedback windings 11 and ends at welding electrode 4. The control current and the negative feedback Welding current flows through the windings 12 and 11 in opposite directions.

Der gezeichnete Zustand der Schaltung bedeutet Leerlauf des Schweißgleichrichters. Die Steuerwicklungen 12 seien für einen bestimmten Schweißstrom erregt; die Rückkopplungswicklungen 11 sind stromlos. Sobald mit der Elektrode 4 der Schweißstromkreis geschlossen wird, setzt der Stoßkurzschlußstrom ein. Da er in den Drosseln entgegengesetzt dem Steuerstrom fließt, löscht er dessen aufmagnetisierende Wirkung aus, begrenzt den Kurzschlußstromstoß und zwingt ihn zu raschem Abklingen auf den Wert, der der Differenz von Steuer- und Gegendurchflutung entspricht.The drawn state of the circuit means that the welding rectifier is idle. The control windings 12 are excited for a certain welding current; the feedback windings 11 are de-energized. As soon as the welding circuit is closed with electrode 4, the surge short-circuit current starts. Since it is opposite to the control current in the chokes flows, it extinguishes its magnetizing effect and limits the short-circuit current surge and forces it to quickly dwindle to the value that corresponds to the difference in tax and counterflow corresponds.

Durch Umlegen des Schalters 14 kommt im Steuerkreis der Wicklungen 12 auch die Lichtbogenspannung zur Wirkung, womit die Strom-Spannungscharakteristik steiler gestaltet werden kann. Der Einfluß der Lichtbogenspannung ist mit dem Widerstand 13 einstellbar. An Stelle des Widerstandes 13 ist auch eine Potentiometerschaltung anwendbar.By flipping the switch 14, the windings appear in the control circuit 12 also the arc voltage to the effect, with which the current-voltage characteristic can be made steeper. The influence of the arc voltage is with the resistance 13 adjustable. Instead of the resistor 13 there is also a potentiometer circuit applicable.

Mit gleicher Wirkung kann der Einfluß der Lichtbogenspannung in einer besonderen gestrichelt gezeichneten Steuerwicklung 19 in die Drosseln über einen ebenfalls gestrichelt gezeichneten Einstellwiderstand 20 eingeführt werden.With the same effect, the influence of the arc voltage can be introduced in a special control winding 19, shown in dashed lines, into the chokes via a setting resistor 20 , also shown in dashed lines.

Der geringe Oberwellengehalt der Selbstsättigungsschaltung der Drosseln wirkt sich beim Schweißen von Leichtmetall durch zügigen Schmelzfluß der Elektrode vorteilhaft auf die Schweißgüte aus.The low harmonic content of the self-saturation circuit of the chokes affects the welding of light metal by the rapid melt flow of the electrode beneficial to the welding quality.

Beim Schweißen mit Gleichstrom in Ecken und Kanten macht sich die sogenannte Blaswirkung in einer Unruhe des Lichtbogens bemerkbar. Die Erfahrung lehrt, daß ein gewisser Oberwellengehalt im Schweißstrom den Lichtbogen in seiner Lage zu stabilisieren vermag. Um beim Schweißen mit Gleichstromschweißgeräten, die mit gesättigten Drosseln arbeiten, die Lichtbogenstabilität zu erreichen, wird, wie die Erfindung weiter vorsieht, der Steuerwicklung einiger Drosseln ein einstellbarer Widerstand parallel geschaltet, was zur Folge hat, daß sich deren Stromamplituden verringern. In der Zeichnung ist den Steuerwicklungen 12 der unteren drei Drosseln 10 der verstellbare Widerstand 18 parallel geschaltet, so daß die in einer Periode auftretenden Sechstelwellen abwechselnd von kleinerem und größerem Betrage sind.When welding with direct current in corners and edges, the so-called blowing effect noticeable in a restlessness of the arc. The experience teaches that a certain harmonic content in the welding current, the arc in its Able to stabilize the situation. In order to weld with DC welding machines that working with saturated chokes to achieve arc stability will, as the invention further provides, the control winding of some chokes is adjustable Resistance connected in parallel, which has the consequence that their current amplitudes to decrease. In the drawing, the control windings 12 of the lower three chokes 10 the adjustable resistor 18 connected in parallel so that the in a period occurring sixth waves are alternately of smaller and larger amount.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Welding rectifier with direct current pre-magnetized chokes in self-saturation circuit, characterized in that the welding current flow (11) of the control flow (12) in the working chokes (10) which form a self-saturation circuit with the rectifier pairs (7, 8) to limit the surge short-circuit current when the welding circuit is short-circuited. is fed back.

2. Welding rectifier according to claim 1, characterized in that the working chokes (10) have special control windings (19) by means of which the arc voltage occurring at the welding electrodes is introduced into the control circuit as a controlled variable.

3. Welding current rectifier with welding current pre-magnetized Chokes in self-saturation circuit, characterized in that for setting the harmonic content of the welding current to the control windings (12) of some working chokes an adjustable resistor (18) is connected in parallel. Considered Publications: German Patent No. 718 032; German exposition no. 1013 372, 1039159; German patent application E 3243 VIII d / 21 h (published on January 22, 1953).