DE637329C

DE637329C - Anordnung zum Steuern von wechselstromgespeisten Verbrauchern, insbesondere Widerstandsschweissmaschinen, unter Verwendung gegensinnig parallel geschalteter Entladungsstrecken

Info

Publication number: DE637329C
Application number: DEA75692D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Bernhard Kalkner
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1935-03-31
Filing date: 1935-03-31
Publication date: 1936-10-26

Description

Es ist bekannt, zur Steuerung von mit Wechselstrom gespeisten Verbraucherstromkreisen gittergesteuerte Gas- oder Dampfentladungsstrecken mit Füllung im wesentlichen lichtbogenartiger Entladung in gegensinniger Parallelschaltung zu verwenden. Besondere Vorteile bieten derartige Steueranordnungen bei elektrischen Einrichtungen, wie Punktschweißmaschinen, bei denen große Wechsel-

to Stromleistungen periodisch mit einer Häufigkeit geschaltet werden müssen, die größenordnungmäßig mit der Frequenz der Speisewechselspannung übereinstimmt.

In der Stromführung der beiden Entladungsstrecken treten nun unter Umständen Ungleichmäßigkeiten auf, die ihren Grund einmal in einem Versagen der Gittersteuerung haben können. Es kann beispielsweise vorkommen, daß das Gitter der zweiten Ent-

ao ladungsstrecke nicht genau eine Halbperiode vor dem Gitter der ersten Entladungsstrecke positiv wird. Die ausgefahrene, also zur Leistungsübertragung herangezogene Spannungskurve des gesteuerten Stromkreises hat dann beispielsweise die Form, wie sie in Abb. 1 der Zeichnung dargestellt ist. Der positiven Halbwelle der Wechselspannung ist hier ein größerer Strommittelwert zugeordnet als der negativen Halbwelle, da der Zündpunkt der die negative Halbwelle führenden Entladungs- 3" strecke zu weit nach dem Ende der Periode verschoben ist.

Aber nicht nur Fehlsteuerungen der Entladungsstrecken, sondern auch die Eigentümlichkeiten der durch die Entladungsstrecken an- oder abgeschalteten Stromkreise können Ungleichmäßigkeiten in der Stromführung der Entladungsstrecken hervorrufen. Soll beispielsweise bei einer mit gittergesteuerten Entladungsstrecken ausgerüsteten Punktnaht- bzw. Nahtschweißmaschine der Schweißtransformator immer während drei Vollwellen ein- und während drei Vollwellen ausgeschaltet sein und dabei der aus den beiden gegensinnig parallel geschalteten Entladungsstrecken bestehende Wechselstromschalter jedesmal im Augenblick des Nulldurchganges der Anodenspannung freigegeben werden, so schwingt bekanntlich bei vernachlässigter Dämpfung der Transformatorfluß mit der doppelten

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Or.-Ing. Bernhard Kalkner in Berlin-Nikolassee.

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Normalamplitude, und^ zwar bezüglich der Nullinie d&r'Spännung- völlig einseitig verlagert. Dadurch entstehen, wie in Abb. 2 der Zeichnung dargestellt, erhebliche, ebenfalls,^ nur einseitige Stromspitzen, die um so größ©fj% werden, je höher die Normalsättigung C Transformators ist. Diese Erscheinung wiräi;! noch durch die beim eisengeschlossenen Transformator stets vorhandene Remanenz verstärkt. Die Transformatorflußschwankungen vom doppelten Betrage der Normalamplitude überlagern sich diesem Remanenznuß. Wird der Stromkreis nun durch den Wechselstromschalter wieder abgeschaltet, bevor diese Ausgleichsströme abgeklungen sind, was auch bei einem drei Vollwellen umfassenden Stromimpuls noch leicht möglich ist, so wird der Remanenzeffekt den Strom einseitig, unter Umständen zu einer beträchtliehen Größe hochschaukeln.

Unmittelbar bemerkbar machen sich derartige Ungleichmäßigkeiten in der Stromführung der Entladungsstrecken nicht. Sie führen aber außer zu fehlerhaftem Arbeiten der gesteuerten Anordnung, beispielsweise der Schweißmaschine, vor allem zu einer dauernden Überlastung einer der beiden gegensinnig parallel geschalteten Entladungsstrecken, da immer nur eine und dieselbe Entladungsstrecke die einseitigen Stromverlagerungen zu bewältigen hat.

Gemäß der Erfindung läßt sich das Arbeiten von gittergesteuerten, gegensinnig parallel geschalteten Entladungsstrecken nun dadurch überwachen, daß in die gemeinsame Stromzuführung der. Entladungsstrecken ein gleichstromempfindliches Organ (Meßinstrument, Relais) eingeschaltet wird.· Der in der gemeinsamen Zuleitung fließende, einseitig verlagerte Wechselstrom kann nämlich als symmetrischer Wechselstrom mit überlagerter Gleichstromkomponente aufgefaßt werden. Diese Gleichstromkomponente und mit ihr die Unsymmetrie des Wechselstromes wird nun von dem gleichstromempfindlichen Instrument unmittelbar angezeigt.

In vielen Fällen wird es zweckmäßig sein, dieses Instrument als Gleichstromrelais derart auszubilden, daß es bei Auftreten einer Unregelmäßigkeit in der Stromführung den Stromkreis beispielsweise durch Anlegen einer Sperrspannung an die Gitter der Entladungsstrecken abschaltet. Von Vorteil kann es ferner sein, durch das Relais eine Signaleinrichtung betätigen zu lassen, durch welche der Wärter aufmerksam gemacht wird.

In der Abb. 3 der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Anwendung auf eine Schweißmaschine dargestellt. Die gegensinnig parallel geschalteten Gas- oder Dampfentladungsstrecken 3, 4 mit Glühkathode oder aber Quecksilberkathode liegen im Primärkreis des Schweißtransformators 2. Bei ι wird die Einrichtung an das Wechsel- £;Sj^annungsnetz angeschlossen. Im Gitterkreis

P, Entladungsstrecken 3, 4 liegen die Vor-J^iiiiungsbatterien 9 bzw. 10, die Gitter- ^iderstände 5 bzw. 6 und die Gittersteuereinrichtungen 7 bzw. 8. Mit Hilfe dieser Steuereinrichtungen läßt sich die Länge und die Aufeinanderfolge der Stromimpulse im Schweißstromkreis bestimmen. Sie können beispielsweise als rotierende Kontaktgeber ausgebildet sein, die an die Gitter der Gefäße eine negative oder eine positive Spannung legen und dadurch die Entladungsstrecken für den Stromdurchgang sperren bzw. öffnen.

In dem einen Leiter der gemeinsamen Zuleitung zu den Gefäßen ist nun ein Widerstand 11 angeordnet, parallel zu dem das Gleichstromrelais 12 gelegt ist. Das Relais ist vorzugsweise als Weicheisenrelais mit Kurzschlußwicklung ausgebildet. Tritt in der Stromführung der Entladungsstrecken irgendeine Unsymmetrie auf, ist also der Spannungsabfall am Widerstand 11 in der einen Richtung größer als in der anderen, so spricht das Gleichstromrelais 12 an und schließt die Kontakte 13. Dadurch werden an die Gitter go der Entladungsstrecken 3, 4 Sperrspannungen gelegt, welche die Gefäße selbst für den Stromdurchgang sperren. Es wird also durch die sehr einfache Anordnung des Gleichstromrelais gemäß der Erfindung ein unbedingt sicherer Schutz der Anlage gegen beispielsweise vom Transformator 2 herrührende einseitige Stromverlagerungen gewährleistet.

Das gleichstromempfindliche Organ kann im übrigen auch gleichzeitig den Schutz der Anlage gegen Störungen anderer Art übernehmen. Versagt beispielsweise bei Entladungsstrecken mit Quecksilberkathode bei der Inbetriebnahme die Zündung oder die Erregung des einen Kolbens, so spricht das Relais an und alarmiert den Wärter bzw. schaltet die ganze Anlage selbsttätig ab.

Claims

Patentansprüche:

i. Anordnung zum Steuern, vorzugsweise zum kurzzeitigen Ein- und Ausschalten von wechselstromgespeisten Verbrauchern, insbesondere Widerstandsschweißmaschmen, unter Verwendung gegensinnig parallel^geschalteter Gas- oder Dampfentladungsstrecken mit im wesentlichen lichtbogenartiger= „Entladung, dadurch gekennzeichnet, daß in die gemeinsame Zuleitung der Entladungsstrecken ein gleichstromempfindliches Organ (Meßinstrument, Relais) eingeschaltet ist, mit

zu

welchem Unregelmäßigkeiten in der Stromführung der beiden Entladungsstrecken nachgewiesen werden können.
2. Anordnung nach Anspruch i,, dadurch gekennzeichnet, daß das gleichstromempfindliche Organ

einem in der gemeinsamen
streckenzuleitung liegenden
angeordnet ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an das gleichstromempfindliche Organ eine Signaleinrichtung (Glühlampe, Alarmglocke) angeschlossen ist, welche bei Auftreten einer

parallel
EntladungsWiderstand Unregelmäßigkeit in der Stromführung betätigt wird.
4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das gleichstromempfindliche Organ als Relais ausgebildet ist, welches bei Ansprechen an die Gitter der Entladungsstrecken eine den Betrieb der Anlage unterbrechende Sperrspannung legt.
5. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das gleichstromempfindliche Organ als Weicheisenrelais mit Kurzschlußwicklung ausgebildet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen