DE935078C

DE935078C - Circuit arrangement for arc welding with plate rectifiers

Info

Publication number: DE935078C
Application number: DEM21621A
Authority: DE
Inventors: Ernst Dr Witting
Original assignee: Adolf Messer GmbH
Current assignee: Adolf Messer GmbH
Priority date: 1954-01-26
Filing date: 1954-01-26
Publication date: 1955-11-10

Description

Schaltungsanordnung für die Lichtbogenschweißung mit Plattengleichrichtern Plattengleichrichter zur Umformung von WechseIstrom in Gleichstrom für die Lichtbogenschwei-1 Dung sind bekannt, haben jedoch den Nachteil eines schlechten Betriebswirkungsgrades aus folgenden Gründen: Bei Schweißstromerzeugern ist im allgemeinen eine fallende Strom-Spannungs-Charakteristik erwünscht, d. h. eine Leerlaufspannung von etwa 70 Volt und eine Lichtbogenspannung von etwa 25 bis 3o Volt. Ein Schweißgleichrichter muß die volle Leerlaufspannung abgeben und daher mit einer dieser Spannung entsprechenden Zahl hintereinandergeschalteter Gleichrichterplattenpaare ausgestattet sein, also bei der üblichen Drehstrom-Brückenschaltung mit drei Plattengruppen normaler Bauart je Phase, wobei die Anzahl der Plattenpaare entsprechend einer Drehstromspannun/ von 6o Volt verkettet und einer Gleichstromspannung von ; -a Volt ausgelegt ist. Der Wirkungsgrad der Gleichrichterplatten beträgt hierbei etwa 89%, die Verluste demnach i i % der zugeführten Leistung. Die absolute Höhe dieser Verluste ist bei einer gegebenen Gleichrichterplattenzahl ausschließlich stromabhängig und ändert sich nicht, wenn der Gleichrichter mit niedrigerer Spannung bei derselben Stromstärke betrieben wird. Sinkt während des Schweißens die Spannung also auf etwa 25 Volt, so betragen die relativen Verluste bereits etwa 2d.0/9 der zugeführten Leistung. Bei überlasteten, künstlich gekühlten Gleichrichterplatten wird das Verhältnis noch ungünstiger.Circuit arrangements for arc welding with plate rectifiers Plate rectifiers for converting alternating current into direct current for arc welding are known, but have the disadvantage of poor operating efficiency for the following reasons: In welding generators, a falling current-voltage characteristic is generally desired, i.e. an open circuit voltage of about 70 volts and an arc voltage of about 25 to 30 volts. A welding rectifier must emit the full open circuit voltage and therefore be equipped with a number of rectifier plate pairs connected in series corresponding to this voltage, i.e. with the usual three-phase bridge circuit with three plate groups of normal design per phase, the number of plate pairs corresponding to a three-phase voltage / of 6o volts concatenated and one DC voltage from; -a volt is designed. The efficiency of the rectifier plates is about 89%, the losses accordingly ii% of the power supplied. For a given number of rectifier plates, the absolute level of these losses is solely dependent on the current and does not change if the rectifier is operated with a lower voltage and the same amperage. If the voltage drops to around 25 volts during welding, the relative losses are already around 2d.0 / 9 of the power supplied. With overloaded, artificially cooled rectifier plates, the ratio becomes even more unfavorable.

Um den relativen Betriebs-Wirkungsgrad während des eigentlichen Schweißvorgangs zu verbessern, schlägt die Erfindung vor, für die Dauer des Schweißens einen Teil jeder Gleichrichterplattengruppe (beispielsweise ein Drittel) kurzzuschließen, um dadurch die Verluste im Gleichrichter entsprechend (beispielsgemäß auf zwei Drittel der ursprünglichen) herabzusetzen, während zur Erzeugung der Leerlaufspannung die Gesamtzahl der Gleichrichterplatten wirksam wird.About the relative operational efficiency during the actual welding process to improve, the invention proposes for the duration of the welding short-circuit part of each group of rectifier plates (e.g. one third), in order to reduce the losses in the rectifier accordingly (according to the example to two thirds the original), while to generate the open circuit voltage the Total number of rectifier plates takes effect.

Hierzu ist eine selbsttätig wirkende Schalteinrichtung erforderlich, welche zweckmäßig von der am Gleichrichter liegenden Wechselspannung gespeist wird.An automatically operating switching device is required for this, which is expediently fed by the alternating voltage applied to the rectifier.

Diese Schalteinrichtung (z. B. ein mehrpoliges Schütz) schließt einen Teil der Gleichrichterplatten jeder" Phase kurz, sobald die Spannung sich der Schweißspannung nähert; sie hebt den Kurzschluß auf, sobald sich die Spannung wieder der Leerlaufspannung nähert.This switching device (e.g. a multi-pole contactor) closes one Part of the rectifier plates each 'phase briefly as soon as the voltage equals the welding voltage approaching; it cancels the short circuit as soon as the voltage returns to the open circuit voltage approaching.

Die Steuerung der Schalteinrichtung erfolgt zweckmäßig durch ein Spannungsrelais, welches bei Leerlaufspannung anzieht, bei Schweißspannung dagegen abfällt. In die Erregerspule dieses Relais kann in an sich bekannter Weise ein Zusatzwiderstand eingeschaltet werden, der bei abgefallenem Relais durch einen am Relais angebrachten Kontakt kurzgeschlossen ist und welcher dazu dient, die Abfall- und die Ansprechspannung des Relais weitgehend einander anzunähern.The control of the switching device is expediently carried out by a voltage relay, which picks up with open circuit voltage, but drops with welding voltage. In the The excitation coil of this relay can be an additional resistor in a manner known per se be switched on, which is when the relay has dropped out by an attached to the relay Contact is short-circuited and which serves to set the drop-out and response voltage of the relay largely approach each other.

Dieses Relais besitzt einen Ruhekontakt, über den das erwähnte Kurzschlußschütz gesteuert wird; ist die Spannung hoch, so zieht das Relais an, das Kurzschlußschütz ist abgefallen und sämtliche Gleichrichterplatten sind in Funktion. Ist die Spannung niedrig, so fällt das Relais ab, das Schütz zieht an und ein Teil der Gleichrichterplatten wird kurzgeschlossen.This relay has a normally closed contact via which the short-circuit contactor mentioned is controlled; if the voltage is high, the relay, the short-circuit contactor, picks up has fallen off and all rectifier plates are in function. Is the tension low, the relay drops out, the contactor picks up and part of the rectifier plates is short-circuited.

An Stelle des Spannungsrelais kann sinngemäß auch ein Stromrelais verwendet werden, welches im Leerlauf abfällt, bei fließendem Schweißstrom dagegen anzieht.Instead of the voltage relay, a current relay can also be used can be used, which drops when idling, but when the welding current is flowing attracts.

Da die im Betrieb kurzgeschlossenen Gleichrichterplatten immer nur Bruchteile von Sekunden unter Strom stehen, nämlich nur zwischen dem Augenblick des Zündens und der Beendigung des Schaltvorgangs, können sie wesentlich kleiner ausgeführt werden als die übrigen Platten; sind meh, rere Plattensäulen parallel geschaltet, was bei Gleichrichtern höherer Leistung häufig vorkommt, so genügt es, wenn nur ein Teil dieser Säulen zusätzlich mit kurzzuschließenden Platten für die Erzeugung der Leerlaufspannungen ausgerüstet ist.Since the rectifier plates short-circuited during operation always only Being electrified for fractions of a second, namely only between the moment the ignition and the termination of the switching process, they can be much smaller are carried out as the rest of the panels; several pillar columns are parallel switched, which often happens with rectifiers of higher power, it is sufficient to if only a part of these pillars additionally with short-circuited plates for the Generation of open circuit voltages is equipped.

Der Erfindungsgedanke läßt sich sowohl bei Einphasen- als auch bei Mehrphasengleichrichtern verwirklichen. Die Zeichnung zeigt das Schema eines Einphasengleichrichters mit Magnetschützensteuerung. Hierbei bedeutet i den Schweißtransformator, 2 eine einstellbare Drossel, 3 das Spannungsrelais, 4. den Zusatzwiderstand des Spannungsrelais, 5 das mehrpolige Kurzschlußschütz, 6 den Gleichrichter in Einphasen-Brückenschaltung, 7 die kurzzuschließenden Platten des Gleichrichters, 8 die Verbindungsleitungen zwischen den kurzzuschließenden Platten und dem Kurzschlußschütz, 9 die Schweißzange und io das Werkstück.The idea of the invention can be applied to both single-phase and Realize polyphase rectifiers. The drawing shows the scheme of a single-phase rectifier with magnetic contactor control. Here i means the welding transformer, 2 means one adjustable choke, 3 the voltage relay, 4. the additional resistor of the voltage relay, 5 the multi-pole short-circuit contactor, 6 the rectifier in a single-phase bridge circuit, 7 the rectifier plates to be short-circuited, 8 the connecting lines between the plates to be short-circuited and the short-circuit contactor, 9 the welding tongs and io the workpiece.

Die angegebene Vorrichtung ist nicht nur bei Schweißgleichrichtern, sondern auch bei Gleichrichtern für andere Zwecke anwendbar, falls die Gebrauchsspannung wesentlich unter der Leerlaufspannung liegt.The specified device is not only applicable to welding rectifiers, but also applicable to rectifiers for other purposes if the service voltage is significantly below the no-load voltage.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Circuit arrangement for arc welding with plate rectifiers, in which the welding voltage is significantly below the Open circuit voltage, characterized in that some of the rectifier plates is automatically short-circuited for the duration of the welding voltage.

2. Circuit arrangement according to claim i, characterized in that the short-circuiting of the rectifier plates by magnetic contactors or by switching tubes, which are carried out by a voltage relay be operated, which is either before the rectifier on the AC voltage or connected to the DC voltage behind the rectifier and which at high voltage (open circuit voltage) attracts, at low voltage (welding voltage) falls off.

3. Circuit arrangement according to claim 2, characterized in that the Actuation of the magnetic contactors or switching tubes instead of a voltage relay a current relay takes place, which drops out when idling and thereby the magnetic contactors or interrupters opens, but picks up during operation and the magnetic contactors or interrupters closes.

Circuit arrangement according to Claims i to 3, characterized in that that the two-part short-circuited plates are made smaller than the rest plates through which the welding current flows continuously.

5. Circuit arrangement according to claim i to q. with several parallel-connected panel columns, characterized in that, that only some of the plate columns are equipped with known means, which partially automatically short-circuit these plate columns during welding operation.