DE2051648B2

DE2051648B2 - Einrichtung zur Zundstrombegrenzung von Schweiß- und Schneidstromquellen mit gleichstromvormagnetisierten Stelldrosseln

Info

Publication number: DE2051648B2
Application number: DE19702051648
Authority: DE
Inventors: Heinrich 5248 Wissen Bracht; Heinrich 5241 Brachbach Schlossmacher
Original assignee: Dalex-Werke Niepenberg & Co 5248 Wissen GmbH
Current assignee: Dalex-Werke Niepenberg & Co 5248 Wissen GmbH
Priority date: 1970-10-21
Filing date: 1970-10-21
Publication date: 1980-06-12
Also published as: DE2051648C3; DE2051648A1

Description

Die Erfindung betrifft Einrichtungen zur Begrenzung des Schweiß- oder Schneidstromes während der ersten Sekunde nach Zündbeginn und ist bei Schweiß- oder Schneidgleichrichtern sowie Scbweißtransformatoren mit gleichsiromvormagnetisierten Stelldrosseln anwendbar.

Das Einstellen der Strom-Spannungs-Kennlinien und die Strombegrenzung erfolgt bei den genannten Stromquellen duiwh gleichstromvormagnetisierte Stelldrosseln im Wechselstromkreis. Von der Impedanz dieser Drosseln sind die Stromstärken im Schweiß- und Schneidstromkreis weitgehend abhfigig. Im allgemeinen sind die Impedanzen der Drosseln während der Lichtbogenzündung so gering, daß die Stromstärken stoßartig das Mehrfache der durch die Einstellung der Stelldrosseln vorgewählten Werte erreichen und erst innerhalb einer Zeit von etwa 1 s auf den gewünschten Wert zurückgehen.

Solche Zündströme sind unerwünscht, weil sie beim Berührungszünden das Festkleben der Elektrode am Werkstück und starkes Spritzen verursachen. Sie sind aber auch nachteilig beim Schutzgasschweißen sowie beim Plasmaschweißen und -schneiden, wo sie häufig zur Beschädigung der spezifisch hochbelasteten Brennerteile führen.

Es sind Einrichtungen bekannt, die während des Zündvorgangs den Strom durch Vermindern oder völliges Abschalten des Gleichstromes im Vormagnetisierungsstromkreis der Stclldrossel herabsetzen. Nach dem Zündvorgang wird bei diesen Einrichtungen der Gleichstrom dann selbsttätig auf einen Wert heraufgesetzt, der zur gewünschten Schweiß- oder Schneidstromstärke führt. Solche Einrichtungen sind in der DE-PS 10 13 372 und in der DE-AS 10 94 895 beschrieben.

Die bekannten Einrichtungen sind in ihrer Wirkung ausreichend, wenn die Eisenkerne der Stelldrosseln auj magnetisch weichen Werkstoffen mit geringer Neigung zu remancntem Magnetismus bestehen. Sie versagen aber häufig bei Eisenkernen aus magnetisch hartrn Werkstoffen, weil diese einen starken rcmaneruen Magnetismus haben, dessen Wen von der magnetischen Durchflutung beim vorhergehenden Betrieb, von der seitdem vergangenen Zeit sowie den Werkstoffeigenschaften bestimmt wird, Durch den remanenten Magnetismus ist der Eisenkern teilweise vormagnetisiert und die Impedanz der Drossel während des Zündbeginnes soweit herabgesetzt, daß ein unerwünscht hoher Strom auftritt.

Versuche, den remanenten Magnetismus mit einem ökonomisch tragbaren Aufwand durch Entmagnetisieren mit Wechselstrom zu beseitigen, zeigten wenig Erfolg. Zur wirksamen Entmagnetisierung über die

ίο Drossel-Wechselstromspulen wären große Stromstärken und dafür bemessene Sdhaltmitte' erforderlich. Zur Entmagnetisierung über die Drossel-Vormagnetisierungsspuleri würde man untragbar hohe Spannungen benötigen, weil die großen Induktivitäten dieser Spulen

π mit ihren vielen Windungen um große Eisenquerschnitte dem Wechselstrom einen hohen Widerstand entgegensetzen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, die auch bei Stelldrosseln mit magnetisch harten Eisenkernen den beim Zünden des Lichtbogens auftretenden hohen Strom auf brauchbare Werte begrenzt

Die erfindungsgemäße Einrichtung löst diese Aufgabe mit Schaltmitteln, die bei Leerlauf des Gleichrichters durch die Vormagnetisierungswicklung der Stelldrossel während einer vorbestimmten kurzen Zeit einen Gleichstrom mit einer zur Stromrichtung bei Last umgekehrten Richtung fließen läßt. Dieser Gleichstrom verursacht eine Gegenmagnetisierung und senkt den remanenten Magnetismus. Er erhöht dadurch die beim Zündvorgang wirksame impedanz der Stelldrossel und begrenzt zwangsläufig auch den Strom bei Zündbeginn.

Nach dem Zündvorgang wird in bekannter Weise die

Stelldrossel so stark mit Gleichstrom vormagnetisiert,

» daß der Strom im Schweiß- oder Schneidstromkreis die gewünschten Werte erreicht. Als Schaltmittel dienen sowohl Schaltschütze oder Relais als auch kortaktlos schaltende Thyristoren oder Transistoren. Gesteuert werden diese Schaltmittel dabei entweder von Stromrelais, die in den Schweißstromkreisen angeordnet sind, oder von Spannungsrelais die auf die Unterschiede der Ausgangsspannung der Stromquelle zwischen Leerlauf und Last ansprechen. Zeitrelais sorgen dafür, daß der Gleichstrom nur kurzzeitig fließt.

·*'' Die Erfindung soll an Hand des in F i g. 1 dargestellten schematischen Ausführungsbeispiels eines Schweißoder Schneidgleichrichters näher erläutert werden.

In F i g. 1 speist der mit seinen Eingangswicklungen 11 an ein Drehstromnetz angeschlossene Haupttrans-

■>" formator _! aus seinen Ausgangswicklungen 12 über die Wechselstromwicklungen 2t, 22 und 23 der Stelldrossel den Gleichrichtersatz 3. Dieser Gleichrichtcrsatz versorgt den Schweiß- oder Schneidstromkreis über die Abschlüsse 71 und 72.

^v' An der Wechselstromspule 23 wird die Versorgungsspannung für den Vormagnetisierungsgleichrichter 41 abgenommen. Der Gleichrichter 41 speist über den Einsteller 42 die Vormagnetisierungswicklung 24 der Stelldrossel 2, solange über den Kontakt des Stromrelais

^h" 62 oder des Spannungsrelais 63 das Umschaltschütz 61 erregt ist.

Da an der Drosselwicklung 23 nur sine Spannung abgegriffen werden kann, wenn der Gleichrichter belastet ist, fließt wahrend der Leerlaufzeit kein

^hl Vormagnctisierungsstrom. Das Umschaltschiit/. 61 ist während der Leerlauf/eil nicht erregt; es fließt deshalb ein Gcgcnmagnetisierungsstroiii von dem aus dem Stcuerlransformator 51 gespeisten hilfsgleichrichter 52

über den Einsteller S3 und den Kontakt des abfallverzögerten Zeitrelais 54 durch die Vormagnetisierungsspulc! 24 der Stelldrossel, bis das Zeitrelais den Stromkreis unterbricht

Durch den Stromsteller 53 und das Zeitrelais 54 läßt sich die Gegenmagnetisierungsstromstärke und die Zeit so einstellen, daß der vom vorhergehenden Betrieb verursachte remanente Magnetismus im Eisenkern der Stelldrossel weitgehend abgebaut wird.

In Fig.2 ist ein Schweiß- und Schneidgleidhrichter mit einer erfinuungsgemäßen Einrichtung schematisch dargestellt, bei der abweichend von der Einrichtung nach F i g. 1 die Gegenmagnetisierung des Eisenkernes der Stelldrossel 2 nicht aus einem Hilfsgieichrichter, sondern aus dem Kondensator 56 erfolgt.

Während der Lastzeit der Stromquelle wird der Kondensator über den Spannungsteiler 55 auf eine Spannungshöhe aufgeladen, die proportional der an der Vormagnetisierungsspule 24 der Stelldrossel 2 anliegenden Spannung ist Bei Leerlauf schaltet das vom Stromrelais 62 oder vom Spannungsrelais 63 gesteuerte Umschaltschütz 61 die Ladung des Kondensators auf die

Vormagnetisierungsspule 23. Der dabei kurzzeitig durch die Spule fließende Strom bringt die gewünschte Gegenmagnetisierung des Eisenkernes der Drossel 2. Bei höheren Strömen im Schweiß- und Schneidstromkreis ist auch die Vormagnetisierungsstromstärke und -spannung höher als bei niedrigeren Strömen. Der Kondensator wird deshalb auf eine höhere Spannung aufgeladen, was zwangsläufig durch die größere Kondensatorladung auch zu der erforderlichen stärkeren Gegenmagnetisierung des Eisenkernes führt Die Einrichtung nach Fig.2 arbeitet ohne zusätzliche Begrenzung der Gegenmagnetisierungszeit und paßt sich selbsttätig den Erfordernissen bei unterschiedlichen Vormagnetisierungen des Eisenkernes an.

In den Fig. 1 und 2 sind nur schematische Beispiele für erfindungsgemäße Strombegrenzungen bei Schweiß- und Schneidgleichrichtern angegeben. Durch Abwandlungen unter Beibehaltung des Erfindungsgedankens, z. B. den Ersatz von Relais und Schaltschütze durch elektronische Bauteile, lassen sich gleichfalls wirksame Strombegrenzungen erzielen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Zündstrombegrenzung von Schweiß- und Schneidstromquellen mit gleichstromvormagnetisierten Stelldrosseln zur Schweißstromeinstellung, gekennzeichnet durch Schaltmittel (61, 62, 63, 54), die bei Leerlauf der Stromquelle durch die Vormagnetisierungswicklung (24) der Stelldrossel (2) kurzzeitig einen Gleichstrom mit einer zur Stromrichtung bei Last umgekehrten Richtung fließen lassen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Schaltmittel (6t, 62, 63), die einen Kondensator (56) während der Lastzeit der Stromquelle auf eine von der Gleichstromstärke in der Vormagnetisierungswicklung (24) abhängige Gleichspannung aufladen und bei Beginn der Leerlaufzeit den Kondensator (56) über die Vormagnetisierungswicklung (24) der Stelldrossel (2) entladen.