DE940928C

DE940928C - Device for the automatic lowering of the no-load voltage when arc welding with alternating current by connecting a ferrous choke coil

Info

Publication number: DE940928C
Application number: DEA17499A
Authority: DE
Inventors: Hermann Kocher
Original assignee: BBC BROWN BOVERI and CIE; Brown AG
Current assignee: BBC BROWN BOVERI and CIE; Brown AG
Priority date: 1953-02-14
Filing date: 1953-02-22
Publication date: 1956-03-29

Description

Einrichtung für die selbsttätige Senkung der Leerläufspannung beim Lichtbogenschweißen mit Wechselstrom durch Vorschaltung einer eisenhaltigen Drosselspule Bei der Verwendung der heute vorwiegend kalkbasischen Elektroden für die Lichtbogenschweißung mit Wechselstrom soll aus schweißtechnischen Gründen die..Zündspannung möglichst hoch sein, um das Zünden des Lichtbogens zu begünstigen. Anderseits soll aus SicherheitsgründenlJür die Schweißer die Leerlaufspannung nach oben auf einen urigefährlichen Wert begrenzt sein. Zu diesem Zweck sind verschiedene Maßnahmen vorgeschlagen worden,, wobei es sich meistens um zusätzliche Wicklungen auf dem Transformator oder um Drosselspulen handelt, die auf der Primärseite mit Spannungsrelais und Schützen ein- und ausgeschaltet werden. Es hat sich aber gezeigt, daß die technische Wirkung solcher Einrichtungen nicht einwandfrei ist, und zwar vor allem der erforderlichen Schaltmittel wegen. Um diesen Nachteil zu beheben, ist bereits--vorgeschlagen worden, die Impedanz der Drossel durch eine Vormagnetisierung mit Gleichstrom zu verändern, wobei die gleichgerichtete Spannung für die Gleichstrom-Magnetisierung verwendet wird. Diese Einrichtung wird aber ziemlich kompliziert und dementsprechend kostspielig.Device for the automatic lowering of the open circuit voltage at Arc welding with alternating current through the upstream connection of a ferrous choke coil When using the predominantly lime-based electrodes for arc welding today With alternating current, the .. ignition voltage should, for welding reasons, if possible high to favor the ignition of the arc. On the other hand, for security reasons, the welder limited the open circuit voltage up to a really dangerous value be. To this end, various measures have been proposed, being there mostly about additional windings on the transformer or about reactors acts that are switched on and off on the primary side with voltage relays and contactors will. But it has been shown that the technical effect of such facilities is not flawless, especially because of the necessary switching means. In order to remedy this disadvantage, it has already been proposed to reduce the impedance of the Choke can be changed by a bias with direct current, the rectified Voltage is used for direct current magnetization. This facility will but quite complicated and accordingly expensive.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung für die selbsttätige Senkung der Leerlauf- bzw. Berührungsspannung beim Wechselstrom=Lichtbogenschweißen durch Vorschaltung einer eisenhältigen Drosselspule, deren Induktivität bei Leerlauf groß und bei Belastung sehr klein (praktisch gleich Null) ist. Um die gewünschte Veränderung der Induktiv ität auf möglichst einfache Weise; und zwar ohne irgendwelche Schaltmittel zu 'erreichen, besitzt gemäß der Erfindung die Drosselspule -zwei magnetisch starr gekoppelte Wicklungen, wovon die eine vom Primärstrom und die andere vom Sekundärstrom (Schweißstrom) so durchflossen werden, daß ihre Erregungen einander entgegenwirken und sich annähernd oder ganz aufheben.The invention relates to a device for the automatic Reduction of the no-load or contact voltage with alternating current = arc welding by connecting a ferrous Choke coil, its inductance is large when idling and very small (practically zero) when under load. To the desired change in inductivity in the simplest possible way; in fact without reaching any switching means, has the choke coil according to the invention - two magnetically rigidly coupled windings, one of which is from the primary current and the other are traversed by the secondary current (welding current) in such a way that their excitations counteract each other and approximately or completely cancel each other out.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Es bedeutet i den Schweißtransformator mit .der Primärwicklung 3 und der Sekundärwicklung q.. a ist eine eisenhaltige Drosselspule mit den beiden Wiciclungen 5 und 6, die magnetisch sehr starr gekoppelt, d. h. eng ineinander gewickelt sind und deren Größe und Wicklungssinn so gewählt ist, daß sich ihre Erregungen bei Belastung des Transformators aufheben. Die Primärwicklung 5 der Drosselspule wird vom Primärstrom des Schweißtransformators durchflossen, die Sekundärwicklung 6 der Drossel dagegen vom .Sekundärsfrom-des Transformators.An exemplary embodiment of the invention is shown schematically in the drawing shown. It means i the welding transformer with .der primary winding 3 and the secondary winding q .. a is a ferrous choke coil with the two windings 5 and 6, which are magnetically very rigidly coupled, i.e. H. are tightly wrapped in one another and their size and direction of winding is chosen so that their excitations under load of the transformer. The primary winding 5 of the choke coil is from the primary current of the welding transformer flowed through, the secondary winding 6 of the choke on the other hand vom .Sekundärsfrom-the transformer.

Die Wirkungsweise ist wie folgt: Im Leerlauf wirkt die Spule 5. wie eine gewöhnliche Vorschaltdrosselspule. Wenn ihre Induktivität gleich groß ist wie die Leerlaufinduktivität des Transformators, so sinkt die sekundäre Leerlaufspannung. auf die Hälfte ihres Normalwertes. Sobald gezündet bzw. der Transformator belastet wird, so bricht die Leerlaufinduktivität der Drossel -auf den Wert 'der Sfreuinduktivität zusammen - bei sehr starrer Kopplung also praktisch auf Null -; und der Transformator erhält augenblicklich eine so hohe Zündspannung, wie wenn keine Drosselspule vorhanden wäre. Diese Spannung bleibt dann auch während des Schweißbetriebes erhalten, d. h. die Stabilität des Lichtbogens bleibt gewährleistet. Sobald jedoch die Schweißung beendet ist, sinkt die Spannung an der Schweißzange. sofort wieder auf den halben Wert bzw. auf einen Wert, der auf Grund der Dimensionierung der Drosselspule; als für den Schweißer gefahrlos, gewählt werden kann.The mode of operation is as follows: When idling, the coil 5. acts as an ordinary ballast reactor. When their inductance is the same as the no-load inductance of the transformer, the secondary no-load voltage drops. to half of their normal value. As soon as ignited or the transformer is loaded then the no-load inductance of the choke breaks down to the value of the S-freeductivity together - with a very rigid coupling practically to zero -; and the transformer instantly receives as high an ignition voltage as if there was no choke coil were. This voltage is then also maintained during the welding operation, i. H. the stability of the arc is guaranteed. However, once the weld is finished, the voltage on the welding gun drops. immediately back to half Value or to a value based on the dimensioning of the choke coil; as safe for the welder.

Der Vorteil der beschriebenen Einrichtung liegt darin, -daß sie,--weii..an.keine mechanischen Schaltmittel gebunden, verzögerungslos funktioniert und auch sehr betriebssicher ist.The advantage of the device described is that -that it, - weii..an.keine mechanical switching means, works without delay and also very reliable is.

Bei Transformatoren mit zwei oder mehreren Strombereichen, wobei im Bereich der kleinen Ströme die Leerlaufspannung aus schweißtechnischen Gründen meist erhöht werden muß, kann die Anpassung der Drossel durch Wicklungsanzapfungen erfolgen. Bedingung ist nur, daß innerhalb eines Strombereiches das Verhältnis vom Primär- zum Sekundärstrom konstant bleibt, und dies ist praktisch der Fall. Es ist aber auch möglich; die Sekundärspannung des Schweißstromes entweder zu erhöhen oder zu verkleinern, je nachdem, ob die sekundäre Windungszahl der erfindungsgemäßen Drossel gegenüber dem Wert, der einer völligen Kompensation entspricht, ein wenig vergrößert oder verkleinert wird. Auf diese Weise ist es möglich, die Umschaltung eines Transformators,-welcher z. B. zwei Strombereiche hat, nicht mehr am Transformator, sondern an der Drossel vorzunehmen. Der Transformator könnte dann konstruktiv .und in seiner Bewicklung vereinfacht werden.For transformers with two or more current ranges, where im In the area of small currents, the open-circuit voltage is mostly due to welding reasons must be increased, the adjustment of the throttle can be done by winding taps. The only condition is that within a current range the ratio of the primary to the secondary current remains constant, and this is practically the case. But it is also possible; to either increase or to increase the secondary voltage of the welding current decrease, depending on whether the secondary number of turns of the choke according to the invention slightly larger than the value that corresponds to full compensation or is reduced in size. In this way it is possible to switch one transformer, -which z. B. has two current ranges, no longer on the transformer, but on the choke to undertake. The transformer could then be constructive and in its winding be simplified.

Die Bemessung der Drosselspule hängt zu einem wesentlichen Teil von der Größe des Leerlaufstromes des Schweißtransformators, d: h. von seiner Leerlaufinduktivität, ab.- Je kleiner diese wird, um so kleiner werden auch die beiden Windungszahlen der Drossel. Es ist aber leicht, den Leerlaufstrom des Transformators zu . vergrößern, sei es; daß man in seinem magnetischen Kreis einen kleinen Luftspalt einfügt, oder daß man seine Leerlaufimpedanz durch eine zusätzliche Belastung, sei es primär oder sekundär, ändert. Dies ist kein ins Gewicht fallender Nachteil, denn der resultierende Leerlaufstrom wird durch ,die Vor§schaltdrossel ja ohnehin wieder verkleinert.The dimensioning of the reactor depends to a large extent on the size of the no-load current of the welding transformer, i.e. from its no-load inductance, - The smaller this becomes, the smaller the two numbers of turns also become the throttle. But it is easy to control the no-load current of the transformer. enlarge, be it; that you insert a small air gap in your magnetic circuit, or that you can reduce your no-load impedance by an additional load, be it primary or secondary, changes. This is not a major disadvantage, as the resulting one No-load current is reduced by the series reactor anyway.

Claims

PATENT CLAIMS: - i. Device for the automatic lowering of the open circuit voltage or contact voltage during arc welding with alternating current by connecting a ferrous choke coil, the inductance of which is automatically high when idling and very small when under load, characterized in that the choke coil has two magnetically rigidly coupled windings, one of which is from Primary current and the other are traversed by the secondary current in such a way that their excitations counteract each other and approximately or completely cancel each other out.

2. Device according to claim i, characterized in that for transformers with The drdssel coil is provided with taps at least two current ranges.

3. Device according to Claim 2, characterized in that the secondary ampere turns the choke coil are chosen so that in the range of small currents under load the resulting secondary voltage is greater than in the area of the large currents. q .. Device according to claim 2, characterized in that to keep the small Choke coil the magnetizing current of the welding transformer is increased.