DE102008051844A1 - Elektrische Stromquelle - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Stromquelle (I) zur Versorgung einer Werkstück-Bearbeitungs-Vorrichtung (II) bzw. eines Werkstück-Bearbeitungs-Prozesses mit elektrischem Strom, umfassend eine erste digital arbeitende Kontrolleinheit (8) für wenigstens einen Prozessparameter (I, U) und ein erstes Leistungsteil (1) mit einem Primärstromkreis (1.1) und einem Sekundärstromkreis (2.1). Sie zeichnet sich dadurch aus, dass wenigstens ein weiteres Leistungsteil (2) mit einem Primärstromkreis (2.1) und einem Sekundärstromkreis (2.2) vorgesehen ist, wobei das erste und das wenigstens eine weitere Leistungsteil jeweils eine digitale Leistungsteil-Kontrolleinheit (20) umfassen und wobei die jeweiligen Leistungsteil-Kontrolleinheiten von der ersten digital arbeitenden Kontrolleinheit (8) digitale Kontrolldaten empfangen können, in der Art einer Master-Slave Anordnung.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Stromquelle zur Versorgung einer Werkstück-Bearbeitungs-Vorrichtung bzw. eines Werkstücks-Bearbeitungs-Prozesses nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Stand der Technik:
  • Durch die fortschreitende Technologie im Leistungshalbleiterbreich sind handelsüblich elektrische Stromquellen bekannt, deren Ausgangsstrom mittels einer elektronischen Schaltung den von einer Werkstück-Bearbeitungs-Vorrichtung bzw. einem Werkstück-Bearbeitungs-Prozess erforderlichen Strom bereit stellen können. Eine solche elektrische Stromquelle ist beispielsweise aus der eine Regelvorrichtung für ein Schweißgerät offenbarenden EP 1 119 434 B1 bekannt.
  • Aufgabe und Vorteile der Erfindung:
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine elektrische Stromquelle der eingangs dargelegten Art zu verbessern.
  • Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 erfindungsgemäß durch die Kennzeichen der Ansprüche 1 und 2. In den nachfolgenden Unteransprüchen werden zweckmäßige und vorteilhafte Weiterbildungen beschrieben.
  • Dementsprechend betrifft die vorliegende Erfindung in einem ersten Aspekt eine elektrische Stromquelle zur Versorgung einer Werkstück-Bearbeitungs-Vorrichtung bzw. eines Werkstück-Bearbeitungs-Prozesses, insbesondere einer Schweißvorrichtung bzw. eines Schweißprozesses, mit elektrischem Strom. Diese Stromquelle umfasst eine erste, digital arbeitende Kontrolleinheit für wenigstens einen Prozessparameter wie Strom I, insbesondere den von der Stromquelle zu liefernden Ausgangsstrom IA, eine Spannung U, eine Lichtbogenlänge L oder der gleichen prozessspezifischen Parameter. Weites enthält die Stromquelle ein erstes Leistungsteil mit einem Primärstromkreis und einem Sekundärstromkreis, welches vorzugsweise separat von der ersten Kontrolleinheit ausgebildet aber ggf. in einem mit diesem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein kann oder aber auch in einem Separaten.
  • In einem ersten Aspekt zeichnet sich die vorliegende Erfindung dadurch aus, dass wenigstens ein weiteres Leistungsteil mit einem Primärstromkreis und einem Sekundärstromkreis vorgesehen ist, wobei das erste und das wenigstens eine weitere Leistungsteil jeweils eine digitale Leistungsteil-Kontrolleinheit umfassen, und wobei die jeweiligen Leistungsteil-Kontrolleinheiten von der ersten digital arbeitenden Kontrolleinheit digitale Kontrolldaten empfangen können, in der Art einer Master-Slawe Anordnung.
  • Ein solcher Aufbau hat den Vorteil, dass die betreffende elektrische Stromquelle modular aufgebaut werden kann, wodurch im Vergleich zu einer lediglich ein Leistungsteil umfassenden Stromquelle einerseits ein vergleichsweise größerer Ausgangsstrombereich zur Verfügung gestellt werden kann, bei vergleichsweise gleicher Leistungsfähigkeit der verglichenen Leistungsteile. Andererseits kann bei gleicher Gesamtleistung eine genauere Stromregelung dadurch erreicht werden, dass die beiden Leistungsteile in Bezug auf einen vergleichbaren Ausgangstrom über einen wesentlich größeren Bereich in einem optimalen, idealer Weise linear arbeitenden Kennlinienbereich der betreffenden Bauelemente betrieben werden können. Dies dadurch, dass jedes Leistungsteil vergleichsweise nur den halben Strom erzeugen muss und die digitale Leistungsteil-Kontrolleinheit deshalb mit doppelter Auflösung arbeiten kann.
  • Ein weiterer Vorteil eines solchen modularen bzw. skalierbaren Aufbaus einer elektrischen Stromquelle liegt aufgrund der im jeweiligen Leistungsteil separat vorgesehenen Intelligenz, in der Form seiner Leistungsteils-Kontrolleinheit, in der Möglichkeit eines vom Betriebszustand des wenigstens einen weiteren Leistungsteils unabhängigen Betrieb. So kann das wenigstens eine weitere Leistungsteil beispielsweise völlig abgeschaltet und nur das erste Leistungsteil alleine betrieben werden, sodass hierdurch bei Bedarf ein vergleichsweise deutlich niedrigerer minimaler Ausgangsstrom zur Verfügung gestellt werden kann, als dies bei einer Stromquelle mit einem einzigem Leistungsteil mit gleicher Gesamtausgangsleistung der Fall ist.
  • In einem zweiten Aspekt zeichnet sich die vorliegende Erfindung, ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch aus, dass die Leistungsteil-Kontrolleinheit ausschließlich den jeweiligen Primärstromkreis des Leistungsteils regelt. Ein solcher Aufbau hat den Vorteil, dass die dafür erforderlichen elektrischen bzw. elektronischen Bauelemente für vergleichsweise wesentlich geringere Ströme ausgelegt werden können, als dies beispielsweise bei einer Beeinflussung des mit zum Teil extrem hohen Ausgangsströmen mit bis zu mehreren 100 Ampere beaufschlagten Sekundärstromkreis der Fall ist. Somit können einerseits vergleichsweise deutlich geringere Maximalleistungen aufweisende Bauelemente verwendet werden und andererseits können Bauelemente verwendet werden, deren Steuerbereich so ausgelegt ist, dass er eine sehr präzise Kontrolle des Ausgangsstroms des betreffenden Leistungsteils ermöglicht.
  • In weiter vorteilhafter Weise können die von der ersten Kontrolleinheit an die jeweiligen Leistungsteil-Kontrolleinheiten zu übermittelnden digitalen Kontrolldaten von der Bauart des betreffenden Leistungsteils unabhängig sein. Dies ist durch das Vorsehen einer Leistungsteil-Kontrolleinheit in einem jeweiligen Leistungsteil möglich, welches dadurch unabhängig von Parametern des Werkstück-Bearbeitungs-Prozesses wird, für den es einen Teil des insgesamt erforderlichen Gesamtstroms durch seinen Ausgangsstrom liefert.
  • Die Kontrolle des mit der elektrischen Stromquelle mit elektrischem Strom zu versorgenden Werkstück-Bearbeitungs-Prozess kann alleine durch die erste, digital arbeitende Kontrolleinheit erfolgen, der es je nach erfassten Parameterwerten obliegt, den verschiedenen Leistungsteil-Kontrolleinheiten entsprechend aufbereitete digitale Kontrolldaten zu übermitteln. Die jeweilige Leistungsteil-Kontrolleinheit liest diese digitalen Kontrolldaten ein und beeinflusst darauf basierend den von ihm von einer Stromversorgung, z. B. einem Stromnetz aufgenommenen und in seinem Primärstromkreis fließenden elektrischen Strom.
  • In weiter vorteilhafter Weise können die an die Leistungsteil-Kontrolleinheit zu übertragenden digitalen Kontrolldaten in Bezug auf wenigstens ein weiteres Leistungsteil der elektrischen Stromquelle gewichtet sein. Damit kann die den Werkstück-Bearbeitungs-Prozess kontrollierende erste Kontrolleinheit festlegen, welches Leistungsteil mit seinem Ausgangsstrom welchen Anteil am gesamten Prozessstrom liefern soll.
  • Als Basis für diese Festlegung kann die erste Kontrolleinheit mit verschiedensten Eingangsparametern beaufschlagt werden, vorzugsweise von allen der Stromquelle zugehörigen Komponenten. Zu nennen wären hierzu beispielhaft und ohne abschließenden Charakter die Anzahl der elektrischen Stromquelle zur Verfügung stehenden Leistungsteile, die Soll- und Istparameter des Werkstücks-Bearbeitungs-Prozesses, ggf. Korrekturparameter und dergleichen mehr.
  • Je nach Art des Prozesses, mit welchem das Werkstück bearbeitet wird, kann zu dessen Kontrolle eine Stromregelung oder eine Spannungsregelung besser geeignet sein. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die erste Kontrolleinheit daher sowohl eine Spannungsregelung als auch eine Stromregelung auf. Basierend auf einer oder gegebenenfalls auch auf beiden Reglern kann sie die an die jeweiligen Leistungsteil-Kontrolleinheiten zu übermittelnden digitalen Kontrolldaten erstellen. Basierend auf den so erhaltenen Kontrolldaten regelt die betreffende Leistungsteil-Kontrolleinheit den im Primärstromkreis des betreffenden Leistungsteils fließenden elektrischen Strom. In einer davon abgewandelten Ausführungsform kann aber auch eine Spannungsregelung im Primärstromkreis vorgesehen sein.
  • Für die Regelung des Primärstromkreises im betreffenden Leistungsteil können vorzugsweise ein Pulsweitenmodulator (PWM) und/oder eine Phasenschiebereinheit und/oder andere zur Strom- bzw. Spannungsregelung geeignete elektrische, elektronische Bauteile und Schaltungen vorgesehen sein.
  • In weiter vorteilhafter Weise kann das Leistungsteil mit einer Blindstromaufnahme-Korrektureinheit ausgestattet sein, zum Beispiel mit einer so genannten Power-Faktor-Korrektureinheit, die die durch das Leistungsteil erzeugten Oberwellen reduziert.
  • Bezüglich der Schaltungsanordnung der beiden Leistungsteile können diese je nach Gegebenheiten hinsichtlich der Energieversorgung und Abgabe an den damit zu beaufschlagenden Werkstück-Bearbeitungs-Prozess in einer bevorzugten Ausführungsform eingangsseitig und/oder ausgangsseitig parallel geschaltet sein.
  • Die einzelnen Leistungsteile können vorzugsweise als primär getaktete Invertersysteme aufgebaut sein, deren Transistorbrücken phasengleich oder phasenversetzt takten. Die Brücken können als Halbbrücken oder Vollbrücken ausgebildet sein. Grundsätzlich können auch unterschiedlich aufgebaute Leistungsteile, zum Beispiel eines mit einer Halbbrücke und eines mit einer Vollbrücke, in der elektrischen Stromquelle angeordnet werden. Dies deshalb, da jedes Leistungsteil eine eigene Intelligenz in der Form der in ihr angeordneten Leistungsteil-Kontrolleinheit aufweist, die die von der ersten Kontrolleinheit empfangenen digitalen Daten in der dem Aufbau des betreffenden Leistungsteils entsprechenden Weise in der von ihr geforderten Beeinflussung des Primärstromkreises umsetzt.
  • In weiter bevorzugter Weise kann ein Datenbus zum Anschluss der Komponenten der Stromquellen an die erste und/oder eine weitere Kontrolleinheit vorgesehen sein. Damit ist einerseits die Übermittlung der digitalen Kontrolldaten von der ersten Kontrolleinheit zu den jeweiligen Leistungsteil-Kontrolleinheiten möglich. Andererseits kann die erste Kontrolleinheit Start- und/oder Korrekturparameter und/oder prozessbezogene Sollwerte von verschiedenen Komponenten der Stromquelle wie zum Beispiel einer Ein- und Ausgabeeinheit in der Form eines Bedienpanels, eines Fernreglers oder dergleichen erhalten.
  • Sofern erforderlich, kann gegebenenfalls auch ein Datenaustausch zwischen einem Speicher und der ersten Kontrolleinheit erfolgen. Auch eine Datenübermittlung von den Leistungsteil-Kontrolleinheiten an die erste digitale Kontrolleinheit kann mittels eines solchen Datenbusses erfolgen. Dieser kann der gleiche Datenbus sein, wie er zur Datenübermittlung von der ersten Kontrolleinheit an die jeweiligen Leistungsteil-Kontrolleinheiten vorgesehen ist. In einer davon abgewandelten Ausführungsform kann beispielsweise aber auch ein hierzu separat ausgebildeter Datenbus vorgesehen sein.
  • Um eine zuverlässige und von der Belegung verschiedener Busanschlussstellen unabhängige Datenübermittlung auf dem betreffenden Datenbus ermöglichen zu können, kann in einer besonders bevorzugten Ausführungsform ein Busverteiler vorgesehen sein. Der Busverteiler kann beispielsweise so in die Bustopologie eingebunden sein, dass diese sternförmig aufgebaut ist. Durch entsprechende Steuerung des Busverteilers ist es möglich, dass sich offene Busleitungen nicht störend auf den jeweiligen Wellenwiderstand der Busleitungen auswirken. Dieser bleibt weitgehend konstant, wodurch die Abschlusswiderstände an jedem Ende der Busleitungen gleich bleiben können.
  • Der Busverteiler kann beispielsweise in der Form eines integrierten Bausteins aufgebaut sein, der bezüglich der Datenleitungen als Verteiler arbeitet.
  • Von den Komponenten der Stromquelle an die erste und/oder eine weitere Kontrolleinheit zu übertragende Signale können beispielsweise Bereitschafts-, Start-, Korrektursignale- oder dergleichen mehr Signale sein. Von den Leistungsteil-Kontrolleinheiten an die erste digitale Kontrolleinheit zu übertragende Signale können beispielsweise auch Fehlersignale sein, so dass die erste Kontrolleinheit entsprechend der betreffenden Fehlermeldung gegebenenfalls eine Umgewichtung in den von ihr an die verschiedenen Leistungsteil-Kontrolleinheiten zu übertragenden digitalen Kontrolldaten vornehmen kann und/oder gegebenenfalls eine Abschaltung einzelner Komponenten der Stromquelle oder der gesamten Stromquelle veranlassen kann.
  • Mit einer derart aufgebauten elektrischen Stromquelle können verschiedenste Vorrichtungen und Prozesse zur Werkstück-Bearbeitung versorgt werden, insbesondere verschiedenste Schweißgeräte bzw. Schweißverfahren mit oder ohne abschmelzender Elektrode, Drahtzufuhr, Gasbeaufschlagung und dergleichen mehr. Eine weitere Verwendungsmöglichkeit einer solchen elektrischen Stromquelle besteht in der Versorgung elektrochemischer Prozesse bzw. der hierfür vorgesehenen Vorrichtungen. Auch Vorrichtungen zur Werkstückbearbeitung mittels Gasentladungsverfahren können mit einer derartigen Stromquelle versorgt werden.
  • Ausführungsbeispiel:
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die betreffenden Figuren nachfolgend näher erläutert:
  • Im Einzelnen zeigen:
  • 1 beispielhaft und schematisch eine erste Ausführungsform einer elektrischen Stromquelle zur Versorgung einer Werkstück-Bearbeitungs-Vorrichtung bzw. eines Werkstück-Bearbeitungsprozesses und
  • 2 und 3 weitere Details bzw. eine weitere Ausführungsform.
  • Die 1 zeigt beispielhaft und schematisch eine elektrische Stromquelle I zur Versorgung einer Werkstück- Bearbeitungs-Vorrichtung II, in Form einer Schweißvorrichtung. Diese Schweißvorrichtung umfasst einen von der Stromquelle I mit elektrischem Strom zu versorgenden Brenner 6, um an einem Werkstück 7 einen Werkstück-Bearbeitungs-Prozess in Form eines Schweißprozesses durchzuführen.
  • Die elektrische Stromquelle I umfasst eine erste, digital arbeitende Kontrolleinheit 8 für wenigstens einen Prozessparameter wie den Schweißstrom I, die Schweißspannung U und/oder die Lichtbogenlänge L. Der von der Kontrolleinheit zu kontrollierende Schweißstrom I kann beispielsweise mittels eines Shunt 3 und einem AD-Wandler 18, in digitaler Form aufbereitet, der ersten Kontrolleinheit 8 als Eingangsparameter zur Verfügung gestellt werden. Die Schweißspannung U, kann beispielsweise über einen Abgriff an zwei entsprechend geeigneten Stellen, wie beispielsweise einem Pluspol 4 am Brenner und einem Minuspol 5 am Werkstück und/oder an den Leistungsteilen, abgegriffen und ebenfalls mittels eines AD-Wandlers 18 digital aufbereitet als weiterer Eingangsparameter der ersten Kontrolleinheit zur Verfügung gestellt werden.
  • Die elektrische Stromquelle I umfasst im Weiteren ein erstes Leistungsteil 1 mit einem Primärstromkreis 1.1 zur Aufnahme eines elektrischen Stromes aus einer Stromversorgung, die hier beispielsweise als Drehstromversorgung mit 3 × 400 V beispielhaft und symbolisch als Eingangsvektor dargestellt ist. Dieser Primärstromkreis 1.1 ist über einen Trafo 23 mit einem Sekundärstromkreis 1.2 gekoppelt. Das Übersetzungsverhältnis des Trafos gibt im Wesentlichen das Übersetzungsverhältnis zwischen dem im Primärstromkreis fließenden elektrischen Strom und dem im Sekundärstromkreis fließenden elektrischen Strom in umgekehrtem Übersetzungsverhältnis wider. Über die beiden Pole Plus und Minus ist das Leistungsteil 1 mit dem Brenner 6 bzw. dem Werkstück 7 elektrisch leitend verbunden.
  • Im Primärstromkreis 1.1 ist eingangsseitig ein Netzgleichrichter 21 zur Gleichrichtung der drei anliegenden Wechselstromphasen vorgesehen. Zur Reduzierung der Blindstromaufnahme dieses Leistungsteils umfasst dieser Netzgleichrichter im Weiteren eine Power-Faktor-Korrektur-Einheit. Der vom Netzgleichrichter 21 aufbereitete Gleichstrom wird über eine nachfolgend im Stromkreis angeordnete Transistorbrücke 22 wiederum zu einem Wechselstrom, in dem Fall in gepulster Form, umgerichtet und der Primärseite des Trafos 23 aufgeprägt.
  • Im Sekundärstromkreis 1.2 des Leistungsteils 1 ist an die beiden Sekundärausgänge des Trafos 23 ein Sekundärgleichrichter 24 angeschlossen, der einen ersten Teil des von der elektrischen Stromquelle I der Schweißvorrichtung II zur Bearbeitung des Werkstücks zur Verfügung zu stellenden Schweißstromes in Form eines Gleichstroms liefert. Um einen dauerhaften Stromfluss im Schweißstromkreis vom Pluspol über den Brenner 6, das Werkstück 7 zurück zum Minuspol auch bei gepulster Gleichspannung gewährleisten zu können, ist im Sekundärstromkreis eine Drossel 25 als Energiepuffer zwischengeschaltet.
  • Im Weiteren umfasst das Leistungsteil 1 eine Leistungsteil-Kontrolleinheit 20, die von der ersten digital arbeitenden Kontrolleinheit 8 digitale Kontrolldaten in der Art einer Master-Slawe Anordnung empfangen kann. Basierend auf diesen digitalen Kontrolldaten regelt sie den Primärstromkreis, insbesondere den darin fließenden Primärstrom. Möglich ist aber auch eine Spannungsregelung im Primärstromkreis. Die Regelung des Stromkreises erfolgt vorzugsweise durch eine Pulsweitenmodulation und/oder durch eine Phasenschiebereinheit. Die Anbindung der Leistungsteil-Kontrolleinheit 20 an die erste digital arbeitende Kontrolleinheit 8 erfolgt auf Seiten des Leistungsteils 1 mittels einer Highspeed-Schnittstelle 10.
  • Um auch Signale und/oder Daten vom Leistungsteil 1 zur ersten Kontrolleinheit übertragen zu können, ist durch eine gestrichelte Linie eine weitere Datenleitung 26 vom ersten Leistungsteil 1 zur ersten Kontrolleinheit 8 dargestellt. Diese Datenleitung kann je nach Bedarf als einfache Signalleitung und/oder aber auch als leistungsfähiger Datenbus ausgebildet sein. In der Darstellung sind sowohl diese Datenleitungen 26 als auch der an die Highspeed-Schnittstelle 10 angeschlossene Datenbus 27 unidirektional dargestellt. Bei Bedarf kann aber sowohl der eine als auch der andere oder auch beide so ausgebildet sein, dass sie bidirektional betrieben werden können.
  • Die erfindungsgemäße elektrische Stromquelle umfasst im Weiteren noch ein zweites Leistungsteil 2, das grundsätzlich identisch wie das erste Leistungsteil 1 aufgebaut sein kann. Unterscheiden können sie sich beispielsweise in der Leistungsfähigkeit und/oder in der Art der Primärstromkreisregelung wie zum Beispiel mittels Halbbrücke oder Vollbrücke. Die von der ersten digitalen Kontrolleinheit erstellten und an die jeweilige Leistungsteil-Kontrolleinheit übermittelten digitalen Kontrolldaten sind unabhängig vom inneren Aufbau des jeweiligen Leistungsteils 1, 2 und/oder einem weiteren Leistungsteil, wie in der 3 dargestellt.
  • Die erste digitale Kontrolleinheit 8 umfasst im Weiteren als zentrale Intelligenz der elektrischen Stromquelle I eine digitale Schweißprozessregeleinheit 9. Diese kann sowohl eine Stromregelung als auch eine Spannungsregelung zur bestmöglichen Einflussnahme auf einen betreffenden Parameter im Werkstück-Bearbeitungs-Prozess umfassen. Je nachdem, welche Regelart günstiger ist, kann der eine und/oder der andere Regler zur Aufbereitung der an die jeweiligen Leistungsteil-Kontrolleinheit 20 zu übermittelnden digitalen Kontrolldaten zur Regelung des Primärstromkreises im betreffenden Leistungsteil zugrunde gelegt werden. Die Anbindung dieser Reglereinheit 9 an die Highspeed-Schnittstelle 10 erfolgt über einen Reglerausgang 19.
  • Im Weiteren umfasst die erste digitale Kontrolleinheit eine Schweißprozessablaufsteuerung 11, die einen eigenen Mikrokontroller mit zugehörigem Speicher 12 für ein Betriebssystem und für Werkstück-Bearbeitungs-Daten, im Falle eines Schweißprozesses Schweißdaten, umfassen kann. Der Mikrokontroller kann direkt mit der digitalen Schweißprozessregeleinheit zusammenarbeiten und ihr zum Beispiel von einem Bediener der Werkstück-Bearbeitungs-Vorrichtung an einer Eingabeeinheit eingestellte Sollwerte für beispielsweise Schweißstrom und/oder Schweißspannung übermitteln.
  • Um eine Anbindung an weitere Komponenten der elektrischen Stromquelle I wie zum Beispiel ein Kühlgerät 14, einen Drahtvorschub 15, einen Fernregler 16, eine Ein- und/oder Ausgabeeinheit 17, zum Beispiel in Form eines Frontpanels, und dergleichen mehr sogenannte externe Komponenten an die erste digitale Kontrolleinheit anbinden zu können, kann diese im Weiteren einen Datenbus 13 umfassen. Im dargestellten Beispiel ist dieser Datenbus 13 mittels eines Busverteilers 13.1 sternförmig mit der ersten Kontrolleinheit 8 verbunden. Der Busverteiler 13.1 kann beispielsweise als Verteiler aufgebaut sein, so dass hierdurch die Möglichkeit besteht, jeweils nur einen bestimmten Busteilnehmer (externe Komponenten 1417) seitens der ersten Kontrolleinheit anzusprechen und umgekehrt.
  • In der 2 ist beispielhaft und schematisch eine so genannte MIG/MAG Schweißstromquelle als Werkstück-Bearbeitungs-Vorrichtung II dargestellt. Diese umfasst eine elektrische Stromquelle I wie oben beschrieben, die zwei sowohl eingangsseitig als auch ausgangsseitig parallel geschaltete Leistungsteile 1, 2 umfasst. Der Übersichtlichkeit halber sind gleiche Elemente mit den gleichen Positionszeichen wie in der 1 gekennzeichnet.
  • Die 3 zeigt eine Ausführungsform entsprechend der Darstellung in der 2, die zur Verstärkung des durch die elektrische Stromquelle I an den Werkstück-Bearbeitungsprozess zu liefernden elektrischen Strom mit einem Ergänzungs- bzw. Zusatzmodul III ausgestattet ist. Dieses Ergänzungsmodul III umfasst hier beispielhaft wiederum zwei Leistungsteile entsprechend den beiden Leistungsteilen 1 und 2 wie oben bereits zur elektrischen Stromquelle I beschrieben. Die Stromverstärkung der elektrischen Stromquelle 1 erfolgt durch Parallelschaltung der Ausgänge des Ergänzungsmoduls III mit den Ausgängen der elektrischen Stromquelle I. Bei ausreichender externer Stromversorgung können auch die Primärseiten der elektrischen Stromquelle I und des Ergänzungsmoduls III parallel geschaltet werden. Grundsätzlich ist aber auch eine getrennte Versorgung durch beispielsweise zwei Stromversorgungsanschlüsse möglich.
  • I
    Elektrische Stromquelle
    II
    Werkstück-Bearbeigungs-Vorrichtung
    III
    Ergänzungsmodul
    1
    Leistungsteil 1
    2
    Leistungsteil 2
    3
    Shunt
    4
    Pluspol
    5
    Minuspol
    6
    Brenner
    7
    Werkstück
    8
    Erste Kontrolleinheit
    9
    Digitale Schweißprozessregeleinheit
    10
    Highspeed-Schnittstelle
    11
    Schweißablaufsteuerung
    12
    Speicher
    13
    Bus
    13.1
    Busverteiler
    14
    Kühlgerät
    15
    Drahtvorschub
    16
    Fernregler
    17
    Frontpanel
    18
    AD-Wandler
    19
    Reglerausgang
    20
    Leistungsteil-Kontrolleinheit
    21
    Netzgleichrichter mit PFC (Power factor correction)
    22
    Transistorbrücke
    23
    Transformator
    24
    Sekundärgleichrichter
    25
    Drossel
    26
    Datenleitung
    27
    Datenbus
    1.1
    Primärstromkreis
    2.1
    Primärstromkreis
    1.2
    Sekundärstromkreis
    2.2
    Sekundärstromkreis
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - EP 1119434 B1 [0002]

Claims (15)

  1. Elektrische Stromquelle (I) zur Versorgung einer Werkstück-Bearbeitungs-Vorrichtung (II) bzw. eines Werkstück-Bearbeitungs-Prozesses mit elektrischem Strom, umfassend eine erste, digital arbeitende Kontrolleinheit (8) für wenigstens einen Prozessparameter (I, U, L), und ein erstes Leistungsteil (1), mit einem Primärstromkreis (1.1) und einem Sekundärstromkreis (1.2), dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein weiteres Leistungsteil (2) mit einem Primärstromkreis (2.1) und einem Sekundärstromkreis (2.2) vorgesehen ist, wobei das erste und das wenigstens eine weitere Leistungsteil jeweils eine digitale Leistungsteil-Kontrolleinheit (20) umfassen, und wobei die jeweiligen Leistungsteil-Kontrolleinheiten von der ersten digital arbeitenden Kontrolleinheit (8) digitale Kontrolldaten empfangen können, in der Art einer Master-Slawe Anordnung.
  2. Elektrische Stromquelle nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsteil-Kontrolleinheit (20) ausschließlich den jeweiligen Primärstromkreis (1.1; 2.1) des Leistungsteils (1; 2) regelt.
  3. Elektrische Stromquelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die von der ersten Kontrolleinheit an die jeweiligen Leistungsteil-Kontrolleinheiten zu übermittelnden digitalen Kontrolldaten von der Bauart des betreffenden Leistungsteiles unabhängig sind.
  4. Elektrische Stromquelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste digital arbeitende Kontrolleinheit die an die Leistungsteil-Kontrolleinheit zu übertragenden, digitalen Kontrolldaten in Abhängigkeit eines Prozessparameters festlegt.
  5. Elektrische Stromquelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die an die Leistungsteil-Kontrolleinheit zu übertragenden digitalen Kontrolldaten in Bezug auf wenigstens ein weiteres Leistungsteil gewichtet sind.
  6. Elektrische Stromquelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste digital arbeitende Kontrolleinheit die an die Leistungsteil-Kontrolleinheit zu übertragenden digitalen Kontrolldaten basierend auf einem Stromregler und/oder einem Spannungsregler erstellt.
  7. Elektrische Stromquelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsteil-Kontrolleinheit den elektrischen Strom des Leistungsteils regelt.
  8. Elektrische Stromquelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einflussnahme auf den im Primärstromkreis des Leistungsteils fließenden elektrischen Strom ein Pulsweitenmodulator und/oder eine Phasenschiebereinheit vorgesehen ist.
  9. Elektrische Stromquelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leistungsteil eine Blindstromaufnahme-Korrektureinheit umfasst.
  10. Elektrische Stromquelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Leistungsteile eingangsseitig und/oder ausgangsseitig parallel geschaltet sind.
  11. Elektrische Stromquelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Datenbus zum Anschluss von Komponenten der Stromquelle an die erste und/oder eine weitere Kontrolleinheit vorgesehen ist.
  12. Elektrische Stromquelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Busverteiler vorgesehen ist.
  13. Elektrische Stromquelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Signalübertragung von Komponenten der Stromquelle an die erste und/oder eine weitere Kontrolleinheit vorgesehen ist.
  14. Schweißgerät mit einer elektrischen Stromquelle nach einem der vorangehenden Ansprüche.
  15. Vorrichtung zur elektrochemischen Werkstückbearbeitung mit einer elektrischen Stromquelle nach einem der vorangehenden Ansprüche.
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