AT376387B - Steuereinrichtung fuer ein geregeltes schweissschaltnetzger[t - Google Patents

Description

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   Es ist bereits eine Steuereinrichtung für eingeregeltes Schweiss-Schaltnetzgerät mit ausgangsseitigen, einem gleichgerichteten Grundgleichstrom überlagerten Impulsen bekannt, wobei als Stellglied für den Schweissstrom und/oder die Schweissspannung das geregelte Schaltnetzgerät vorgesehen ist, welches mit einem Netzgleichrichter, einer von einem Analogregler gesteuerten Halbleiter-Schaltstufe, einem Wechselrichtertransformator und einem Sekundärgleichrichter ausgebildet ist. Durch den Einsatz spannungsfester Leistungsschalttransistoren können Schweissgeräte, bei einer primären Spannung von 380 V-Drehstrom, von 13 bis 50 kVA Nennleistung hergestellt werden. 



   In der GB-PS   Nr. l, 200, 574   wird eine spannungsgeregelte Gleichstromquelle beschrieben, bei welcher Impulse aus einem Spannungs/Frequenzumsetzer den gleichgeregelten Drehstromspannungen auf der Sekundärseite eines Zwischentransformators überlagert werden. Anschliessend ist jedoch ein Tiefpassfilter vorgesehen, so dass am Ausgang ein geglätteter Gleichstrom auftritt. 



   Bisher wurde das Impuls-Lichtbogen-Schweissverfahren in der Weise realisiert, dass einem gleichgerichteten Grundstrom von einem Drehstromtransformator Stromimpulse eines Zweiphasen- - Transformators höherer Spannung überlagert wurden, d. h., es waren zwei voluminöse Stromquellen notwendig. 



   Durch Einschalten einer der beiden Halbwellen des Überlagerungstransformators konnte dabei nur eine Überlagerungsfrequenz von 50 oder 100 Hz erzeugt werden. 



   Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Steuereinrichtung für ein geregeltes Schweiss-   - Schaltnetzgerät   zur Impuls-Lichtbogen-Schweissung, welches nur eine Stromquelle aufweist und einen grossen Überlagerungsfrequenzbereich der Schweissstromimpulse ermöglicht. 



   Dies wird bei der Steuereinrichtung für ein geregeltes Schweiss-Schaltnetzgerät der eingangs genannten Art erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass als Überlagerungs-Steuergenerator ein Kurvenformgenerator mit einstellbarer Kurvenform, Frequenz, Amplitude und Tastverhältnis vorgesehen ist, dessen Ausgang mit einem ersten Eingang eines Verstärkers verbunden ist, wobei an den zweiten Eingang des Verstärkers eine einstellbare Gleichspannung angelegt ist und dass der Ausgang des Verstärkers, an dem das Überlagerungssignal aus der Gleichspannung und dem überlagerten Ausgangssignal des Kurvenformgenerators auftritt, mit einem Steuereingang des Analogreglers des Schaltnetzgerätes verbunden ist. 



   Durch die erfindungsgemässe Steuereinrichtung für das geregelte Schweiss-Schaltnetzgerät ist es möglich, dass die Überlagerungsfrequenz wesentlich erhöht werden kann, wodurch sich beim Schweissen Vorteile ergeben, insbesondere beim WIG-Schweissen. 



   In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass am Ausgang des Verstärkers ein Spannungs-Frequenzumsetzer angeschlossen ist, dessen Ausgang über eine Fernsteuerleitung mit dem Eingang eines Frequenz-Spannungsumsetzers verbunden ist, wobei der Ausgang des Frequenz-Spannungsumsetzers an den Steuereingang des Analogreglers angeschlossen ist. Bei herkömmlichen Schweissgeräten erfolgt die Übertragung von Fernsteuersignalen in Form von analogen Spannungswerten. Durch die beim Schweissvorgang auftretenden hohen Störspannungseinstreuungen treten Fehleinstellungen auf. Durch die erfindungsgemässe Umsetzung einer analogen Steuergrösse in ein rechteckförmiges Signal entsprechender Frequenz und Stromstärke kann dieses Problem beseitigt werden. 



   Des weiteren ist in vorteilhafter Weise vorgesehen, dass zwischen dem Eingang des Frequenz-Spannungsumsetzers und der Fernsteuerleitung ein Optokoppler vorgesehen ist. Durch diese galvanische Trennung wird das Schweissgerät gegen eventuelle Beschädigung bzw. Masseschlüsse des Stromkabels geschützt. 



   Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend an Hand eines Ausführungsbeispiels in den Zeichnungen beschrieben. Es zeigen Fig. l ein Blockschaltbild des erfindungsgemässen Pulsed-Arc-Zusatzgerätes für das elektronische Schweissgerät und Fig. 2 ein Strom-Zeitdiagramm zur Erläuterung der Erfindung. 



   In   Fig. l bezeichnet-l-den   Netzanschluss und --2-- den Netzgleichrichter des Schaltnetzgerätes, welches vorzugsweise primärseitig geregelt ist. An den Gleichrichter --2-- ist der Schaltteil --3-- des Schaltnetzgerätes angeschlossen, welcher mit dem Transformator --4-- verbunden ist. Am Ausgang des Transformators --4-- ist der   Sekundärgleichrichter --5-- ange-   

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 schlossen. Der   Schaltteil-3-wird z. B.   von einem Analogregler --6-- angesteuert, welchem die Istwerte des Schweissstromes und der Schweissspannung über die   Anschlüsse --7   und   8-- zuge-   führt werden. Die vom   Sekundärgleichrichter --5-- ausgehenden Anschlüsse --9   und 10-- dienen zum Anschluss des Schweisskabels. 



   Anschliessend wird die erfindungsgemässe Steuereinrichtung für das geregelte Schweiss-Schaltnetzgerät zur Impuls-Lichtbogen-Schweissung beschrieben. 
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 quenz, Amplitude und Tastverhältnis einstellbar ist. Diese Generatorsignale gelangen über einen Umschalter --12-- und gegebenenfalls über einen   Verstärker --13-- zu   einem weiteren Verstärker --14--, welcher beispielsweise als Operationsverstärker ausgebildet ist. 
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    --14-- wirdKurvenformgenerators --11-- überlagert   ist, wobei die Gleichspannung der Grundstrom-Einstellung, und das Kurvenformsignal den Schweissstromimpulsen entspricht. Der Ausgang des Verstärkers --13-- kann über einen Schalter --17-- gegen Masse kurzgeschlossen werden, so dass nur das Grundstromsignal zum   Verstärker --14-- gelangt.   



   Das vom weiteren   Verstärker --14-- abgegebene   Überlagerungssignal kann einem Steuerein-   gang --18-- des Analogreglers --6-- zugeführt   werden, wenn die   Bauteile --11   bis   17-- im   Gehäuse des elektronischen Schweissgerätes untergebracht sind. Zweckmässigerweise sind jedoch diese   Bauteile --11   bis 17-- in einem separaten Gehäuse untergebracht, welches in der Nähe der Schweissstelle verwendet werden kann, wodurch eine Fernsteuerung des elektronischen Schweissgerätes ermöglicht wird.

   Zu diesem Zweck ist am Ausgang des weiteren   Verstärkers --14-- ein     Spannungs-Frequenzumsetzer --19-- angeschlossen,   welcher das Überlagerungssignal in eine Impulsfolge variabler Frequenz umsetzt, die über eine Fernsteuerleitung --20-- zu einem im Gehäuse des elektronischen Schweissgerätes untergebrachten Optokoppler --21-- zur galvanischen Trennung der Stromkreise geleitet werden. Das Ausgangssignal des   Optokopplers --21-- wird   einem Fre-   quenz-Spannungswandler --22-- zugeführt,   welcher die Impulsfolge wieder in das ursprüngliche Überlagerungssignal umsetzt. Durch die Impulsfolgeübertragung über die Fernsteuerleitung wird eine weitgehende Störungsfreiheit erzielt.

   Das auf diese Weise wiedergewonnene Überlagerungssignal wird dem bereits erwähnten Steuereingang --18-- des Analogreglers --6-- gegebenenfalls über einen   Verstärker --23-- zugeleitet.   



   Durch die hohe Schaltfrequenz (beispielsweise 25 kHz) des Schaltnetzgerätes ist es möglich, dass dem über den Potentiometer --15-- eingestellten Grundstrom I G von zirka 30 bis 40 A, Schweissstromimpulse I p von zirka 350 A mit einer Folgefrequenz von 25 bis 1000, vorzugsweise 100 Hz, überlagert werden, welche   z. B.   eine einstellbare Impulsdauer tp von zirka 2 bis 40 ms aufweisen (Fig. 2). Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, fällt die fallende Flanke des Schweissstromimpulses Ip zunächst rasch ab und klingt dann langsamer ab. Dieser langsame Abfall wirkt dem Erlöschen des Lichtbogens während der Impulspause entgegen und kann beispielsweise durch ein Integrierglied (nicht dargestellt) am Ausgang des Kurvenformgenerators --11-- erzielt werden. 

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Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE : 1. Steuereinrichtung für ein geregeltes Schweiss-Schaltnetzgerät mit ausgangsseitigem, einem gleichgerichteten Grundgleichstrom überlagerten Impulsen, wobei das Schaltnetzgerät aus einem Netzgleichrichter, einer von einem Analogregler gesteuerten Halbleiter-Schaltstufe, einem Wechselrichtertransformator und einem Sekundärgleichrichter besteht, dadurch gekennzeichnet, dass als Überlagerungs-Steuergenerator ein Kurvenformgenerator (11) mit einstellbarer Kurvenform, Frequenz, Amplitude und Tastverhältnis vorgesehen ist, dessen Ausgang mit einem ersten Eingang <Desc/Clms Page number 3> eines Verstärkers (14) verbunden ist, wobei an den zweiten Eingang des Verstärkers (14) eine einstellbare Gleichspannung angelegt ist, und dass der Ausgang des Verstärkers (14),

   an dem das Überlagerungssignal aus der Gleichspannung und dem überlagerten Ausgangssignal des Kurvenformgenerators (11) auftritt, mit einem Steuereingang (18) des Analogreglers (6) des Schaltnetzgerätes verbunden ist.

   2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Ausgang des Verstärkers (14) ein Spannungs-Frequenzumsetzer (19) angeschlossen ist, dessen Ausgang über eine Fernsteuerleitung (20) mit dem Eingang eines Frequenz-Spannungsumsetzers (22) verbunden ist, wobei der Ausgang des Frequenz-Spannungsumsetzers (22) an den Steuereingang (18) des Analogreglers (6) angeschlossen ist.

   3. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Eingang des Frequenz-Spannungsumsetzers (22) und der Fernsteuerleitung (20) ein Optokoppler (21) vorgesehen ist.