DE1039159B - Geregelter Lichtbogenschweissgleichrichter - Google Patents

Description

• Geregelter Lichtbogenschweißgleichrichter Die Verwendung von Gleichstrom beim Lichtbogenschweißen weist gegenüber der Wechselstromschweißung eine Reihe von Vorteilen auf, die dazu geführt haben, daß sich die Wechselstromschweißung trotz der erheblich niedrigeren Anschaffungskosten für einen Schweißtransformator gegenüber den für Gleichstromschweißu.ng erforderlichen Stromquellen nicht ausschließlich durchgesetzt hat. Abgesehen davon, daß mit Gleichstrom jede beliebige Art von Elektroden verschweißt werden kann, bieten die Gleichstromquellen auch die Möglichkeit einer gleichmäßigen Belastung der drei Phasen eines Drehstromnetzes.
• Gegenüber der früher allgemein üblichen Gleichstromquelle, nämlich dem Lichtbogenschweißformer bzw. -generator, hat der in neuerer Zeit bekanntgewordene Lichtbogenschweißgleichrichter den Vorzug, daß mechanisch bewegte Teile vermieden sind und ein wesentlich höherer Wirkungsgrad erzielt wird. Dagegen wirken sich beim Lichtbogenschweißgleichrich.ter Netzspannungsschwankungen, die vom Umformer praktisch unterdrückt werden, in einem durch das übersetzungsverhältnis des Schweißtransformators bedingten Maße auf den Schweißkreis aus.
• Ferner darf der Umstand nicht unberücksichtigt bleiben, daß infolge Widerstandserhöhung der einzelnen Bauelemente des Schweißgleichrichters beim übergang vom kalten in den warmen Betriebszustand ein nicht unerheblicher Leistungsabfall eintritt, der wohl durch entsprechende, Dimensionierung der Wicklungen in mäßigen Grenzen gehalten werden könnte, wobei jedoch ein erhöhter Aufwand an Kupfer erforderlich ist.
• Es ist daher bereits eine Regelung des Schweißstromes auf einen vorgegebenen Sollwert durchgeführt worden. Die Ergebnisse haben jedoch im allgemeinen nicht befriedigt, da die Regelung zu langsam arbeitete und die optimale Güte der Schweißung auch weiterhin nicht erreicht werden konnte.
• Man hat daher bei der neuesten Entwicklung von Lichtbogenschweißgleichrichtern für das Schutzgasschweißen, bei dem bekanntlich eine konstante Schweißspannung günstig ist, auf die Regelung verzichtet und sich damit begnügt, den Schweißtransformator mit möglichst geringer Streuung auszubilden, so daß sich flachfallende Kennlinien ergaben.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Regelung für den Schweißstrom oder die Speisespannung vorzunehmen, die flink genug ist, um alle Anforderungen des Schweißbetriebs zu befriedigen. Die Konstanthaltung des Schweißstromes besitzt beispielweise besondere Bedeutung beim Elin-Hafergut-Verfahren.
• Demgegenüber ist die Konstanthaltung der Schweißspannung zur Verbesserung der inneren Steuerung wesentlich beim halb- oder vollautomatischen Schutzgas- und Un.terpulverschweißen, wo auch ein hoher Kurzschlußstrom für ganz kurze Zeit im Interesse einer guten Zündung der Elektrode erwünscht ist.
• Die Erfindung hat sich daher weiter noch die Aufgabe gestellt, einen Lichtbogenschweißgleichrichter zu schaffen, der durch einfache Umschaltung für die üblichen Verfahren. verwendbar ist.
• Die Erfindung bezieht sich demgemäß auf einen geregelten Lich,tbogenschweißgleichrichter und ist gekennzeichnet durch einen Kontaktregler zur Regelung von Lichtbogenstrom oder Lichtbogenspannung durch periodische Ein- und Ausschaltung der Vormagnetisierung eines Transduktors, der mit den Gleichrichterventilen eine Selbstsättigun@gsschaltung bildet, wobei die Speisespannung des Vormagnetisierungskreises um ein Mehrfaches höher gewählt ist als bei stetiger Regelung.
• Die Verwendung des Kontaktreglers und der überbemessenen Speisespannung führt zu einer Regelgeschwindigkeit, die allen Anforderungen genügt. Die Ausbildung des Transduktors in Selbstsättigungsschaltung gestattet es, einen verhältnismäßig niedrigen Vormagnetisierungsstrom zu verwenden und damit den Kontaktregler für kleine Schaltleistungen zu bemessen.
• Gemäß der weiteren Aufgabenstellung der Erfindung ist der Kontaktregler wahlweise an einen Stromwandler im Sekundärkreis des Netztransformators oder an die Ausgangsklemmen des Gleichrichters schaltbar. Damit ist eine Strom- bzw. Spannungsregelung erzielbar.
• Obwohl die Verwendung eines Kontaktreglers in Verbindung mit einem Transduktor ohne Zweifel ungewöhnlich ist, dä man im allgemeinen mechanische Kontakte bei Transduktorregelungen vermeidet, ergibt sich im vorliegenden Fall durch den einfachen und robusten Aufbau eine besonders gute Anpassung an den rauhen Schweißbetrieb, da die Schaltung leicht zu überblicken und in Betriebsbereitschaft zu halten ist.
• Um den Arbeitsbereich des Kontaktreglers günstig einstellen zu können, ist es unter Umständen vorteilhaft, die Regelkontakte durch einen Stehwiderstand zu überbrücken, über den der Transduktor eine einstellbare Grundvormagnetisierung erhält.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll im folgenden an Hand der schematischen Zeichnung näher beschrieben werden.
• In der Figur ist mit 1 der Netztransformator bezeichnet, der an das Drehstromnetz mit den Klemmen R. .S', T angeschlossen ist. An der Sekundärseite des Transformators liegt ein Gleichrichtersatz in Drehstrombrückenschaltung, der mit vorgeschalteten Drosseln einen Transduktor 2 in Selbstsättigungsschaltung bildet. Die Vormagnetisierung des Transduktors erfolgt aus denn Netz 5, 6 über einen Gleichrichter 4, der den Steuerkreis 3 speist. Die Vormagnetisierung ist höher gewählt als bei einer stetigen Aussteuerung erforderlich wäre. Sie wird periodisch durch die Kontakte 9 des Reglers 8 unterbrochen, der mit Hilfe eines Schalters 13 entweder an die Ausgangsklemlnen oder über einen Hilfsgleichrichtersatz 12 an einen Stromwandler 11 in einer Phase des Sekundärkreises des Transformators angeschlossen werden kann. Widerstände 7 bzw. 14 dienen zur Einstellung der gewünschten Schweißspannung bzw. des Schweißstromes. Der Stellwiderstand für die Grundvormagnetisierung ist gestrichelt dargestellt und mit 10 bezeichnet. Während des Betriebes ist der mittlere Wert des Vormagnetisierungsstromes vom Lichtbogenstrom bzw. der Lichtbogenspannung nach Maßgabe der Einstellung der Widerstände 14 bzw. 7 derart abhängig, daß Strom bzw. Spannung konstantgehalten werden.
• Zur weiteren Verbesserung der Regelung kann man den Kontaktregler mit einer Vibrationsspule versehen, wodurch die Empfindlichkeit gesteigert wird.
• Die Regeleinrichtung nach der Erfindung ist mit Vorteil und in einfachster Weise für Fernsteuerung einzurichten. Zu diesem Zweck brauchen nur die Widerstände 7 bzw. 14 am Schweißgerät montiert zu werden.

Claims (3)

1. PATE\TA\SP1;C CIIE: 1. Geregelter Lichtbogenschweißgleichrichter, gekennzeichnet durch einen Kontaktregler zur Regelung von Lichtbogenstrom oder Lichtbogenspannung durch periodische Ein- und Ausschaltung der Vormagnetisierung eines Transduktors, der mit dem Gleichrichterventil eine Selbstsättigungsschaltung bildet, wobei die Speisespannung des Vormagnetisierungskreises um ein Mehrfaches höher gewählt ist als bei stetiger Regelung.
2. 2. Schweißgleichrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktregler wahlweise an einen Stromwandler oder die Ausgangsklemmen des Gleichrichters schaltbar ist.
3. 3. Schweißgleichrichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte des Reglers durch einen Stellwiderstand überbrückt sind, über den der Transduktor eine einstellbare Grundvormagnetisierung erhält.