DE1765775A1 - Schweissgeraet mit statischem Speisekreis - Google Patents

Description

• Schweißgerät mit statischem Speisekreis Die Erfindung bezieht sich auf ein Schweißgerät mit statischem Speisekreis, der Halbleiterbauelemente, insbesondere Thyristoren, enthält. ' -Die bekannten Schweißgeräte enthalten in ihrem Speisekreis häufig eine Rotationsstromquelle, z:B. einen Maschinensatz_als Umformer, oder, wo die Möglichkeit eines Anschlusses an ein Wechselstromnetz besteht, einen Gleichrichter und Streutransformator. Bei den neueren Ausführungen finden gesteuerte Gleichrichter mit Thyrist oren Verwendung. Die Rotationsmaschinen sind geräuschvoll und schwer, haben einen schlechten Wirkungsgrad und eine verhältnismäßig kurze Lebensdauer und erfordern eine sorgfältige Wartung und Instandhaltung. Stromquellen mit ungesteuerten Gleichrichtern und einem Streutransformator sind schwer und die Spitzencharakteristiken f'ü'r ein- zelne Schweißmethoden sind schwer erreichbar. Stromquellen mit Thyristoren weisen einerseits gegenüber den vorerwähnten Lösungen erhebliche Vorteile auf, unter welche vor allem eine gute Stromregelung und etwas niedrigeres Gewicht zu zählen sind, andererseits missen gewisse Nachteile in. Kauf genommen werden, wie z.B. schlechter Leistungsfaktor und auch weiterhin verhältnismäßig hohes Gewicht. Das hohe Gewicht ist vor allem dem Transformator zuzuschreiben, und der schlechte Leistungsfaktor der Regelung der Zündverzögerungswinkel der Thyristoren.
• Die erwähnten Mängel vermeidet die Erfindung dadurch, daß der statische Speisekreis einen einphasigen Thyristor-Wechselrichter mit Zwangskommutierung umfaßt, an welchen über einen einphasigen Transformator der Kreis der Arbeitselektroden angeschlossen ist.
• Mit Rücksicht darauf, daß der Wechselrichter mit höheren Frequenzen als die normale Netzfrequenz, beispielsweise mit 1 kHz, arbeiten kann, ist der Transformator zur galvanischen Trennung vom Stromnetz und zur Anpassung an die Arbeitsspannung klein ausgelegt, wodurch das Gewicht des Gerätes ver-ringert und die Anwendbarkeit erweitert werden. Bin weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Schweißgerätes besteht ferner in der universalen Anschlußmögliehkeit sowohl an ein Wechsel- strom- als auch ein Gleichstromnetz.
• Beim Ansehluß an ein Wechselstromnetz ist zwischen den Thyristoren-Wechselrichter und das Speisenetz ein ungesteuerter Brückengleichrichter eingeschaltet, der das Erreichen eines guten und etwa konstanten Leistungsfaktors ermöglicht. Beim Anachluß an ein Gleichstromnetz wird der Wechselrichter natürlich direkt gespeist. In den Anschlüssen des Wechselrichters können in beiden Fällen ein Filter- und ein aus einer Drossel und einem Kondensator bestehendes Glättungsglied eingeschaltet sein.
• Je nach der Schweißungsart ist es vorteilhaft, entweder Wechsel- oder Gleichstrom anzuwenden. Falls Gleichstrom erforderlich ist, wird zwischen den Ausgang der Sekundärwicklung des einphasigen Wechselrichter-Transformators und den Kreis der Arbeitselektroden ein Diodengleichrichter eingeschaltet. Der gleichgerichtete Strom wird noch eventuell mittels einer Drossel geglättet.
• Die Strom- und Spannungsregelung wird vorteilhafterweise durch eine Breitenmodulation der Wechselstrom-Ausgangsimpulse durchgeführt. Die Angaben über den vorhandenen Stromwert werden einem im Arbeitskreis untergebrachten Stromgeber entnommen.
• Die höhere Arbeitsfrequenz ermöglicht u.a. auch eine flinke Stromregelung, die beispielsweise beim Steuern des Abtropfens des Elektrodenmetalls erforderlich ist.
• Fi.n v r k;erer Vorteil besteht darin, daß bei der Spannuagsgleichrichtung für den Wechselrichter durch eine Dreiphasenbrüske eine gleichmäßige Belastung aller Netzphasen möglich ist und beim einphasigen Speisen von Schweißgeräten höherer Leistung keine Unsymmetrie entsteht.
• Ein Ausführungsbeispiel der Schaltungsanordnung des erfindungsgemäßen Schweißgerätes ist in der Zeichnung veranschaulicht.
• An die Klemmen R, S, T eines Wechselstromnetzes ist ein Brückengleichrichter angeschlossen, an dessen Ausgangs-Klemmen über ein Glättungsglied 2 ein Thyristor-Wechselrichter 3 angeschlossen ist, dessen Belastung die Primärwicklung eines einphasigen Transformators 4 bildet. An die Sekundärwicklung dieses Transformators 4 ist über einen Diodengleichrichter 5 der Kreis der Arbeitselektroden 6 angeschlossen,der eine Glättungs-Drossel 7 und einen Stromgeber 8 umfaßt. Der Ausgang des Stromgebers 8 ist an den Eingang des Reglers 9 angeschlossen, der mit seinem Ausgang an die Steuer-Elektroden der Thyriatoren des Thyristoren-Wechselrichters 3 angeschlossen ist.
• Die im Brückengleichrichter 1 gleichgerichtete Spannung wird im Thyristor-Wechselrichter 3 in Wechselspannung höherer Frequenz umgewandelt und diese durch den einphasigen Transformator 4 transformiert. Die Wechselspannung höherer Frequenz wird sodann im Dioden-Gleichrichter 5 gleichgerichtet und den Arbeitselektroden zugeführt. In der veranschaulichten erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung findet die sogen. Parallelschaltung der Kommutierungskondensatoren mit Transformatorlƒschung der Thyristoren Verwendung. Der Wechselrichter kann allerdings auch in anderen Schaltungen betrieben werden, und zwar sowohl mit Parallel-Kommutierungskondensatoren, als auch mit in Reihe mit der Belastung, d.i. mit der Primärwicklung des einphasigen Austrittstransformators, geschalteten Kondensatoren.

Claims (3)

1. Patentansprüche --------------- 1. `Schweißgerät mit statischem Speisekreis zum Anschluß an ein Wechsel- oder Gleichstromnetz, dadurch gekennzeichnet, daß der Speisekreis einen einphasigen Thyristoren-Wechselrichter (3) mit Zwangskommutierung umfaßt, an welchen über einen einphasigen Transformator (4) der greis der Arbeitselektroden (6) angeschlossen ist.
2. 2. Schweißgerät zum Anschluß an Wechsel- oder Drehstrom mit statischem Speisekreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Wechselstromnetz und den Thyristoren-Wechselrichter (3) ein Brückengleichrichter (1) eingeschaltet ist.
3. 3. Schweißgerät nach Anspruch 1, zum Arbeiten mit Gleichstrom, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ausgang des einphasigen Transformators (4) und den Kreis der Arbeitselektroden ein Diodengleichrichter (5) eingeschaltet ist.