DE1816239A1

DE1816239A1 - Leistungsstromquelle zum Lichtbogenschweissen

Info

Publication number: DE1816239A1
Application number: DE19681816239
Authority: DE
Inventors: Needham James Christopher; Carter Albert William
Original assignee: National Research Development Corp UK
Current assignee: National Research Development Corp UK
Priority date: 1967-12-20
Filing date: 1968-12-20
Publication date: 1969-08-07
Also published as: US3564196A; NL6818294A; SE359473B; GB1210099A; FR1598555A; BE725873A

Description

Leistungsstromquelle zum Lichtbogenschweißen

Die Erfindung betrifft eine Leistungsstromquelle zum Lichtbogenschweißen, die eine fallende Volt/Ampere-Charakteristik aufweist.

Leistungsstrornquellen dieser Art wurden, insbesondere zum Lichtbogenschweißen mit selbsttätig nachstellbaren, abschmelzenden Elektroden, durch Leistungsstromquellen mit flacher Charakteristik ersetzt, da sich letztere besser für den, selbsttätigen Nachstellbetrieb eignen. Es hat sich jedoch gezeigt (N.M.Buckland in 'British Welding Journal", November 1964, Seite 560), daß bei Leistungsstromquellen mit fallender Charakteristik, die einen Magnetverstärker aufweisen, eine Bückkopplung zwischen dem Ausgang der Schweißeinrichtung und der Steuerwicklung des MagnetVerstärkers dazu verwendet werden kann, die fallende Charakteristik in eine nahezu flache oder sogar in eine ansteigende Charakteristik überzuführen. Der größtei Teil der Stromänderung in der-"Last* die sich

bei einer plötzlichen Änderung des Lastwiderstandes ergibt, tritt sehr schnell auf (etwa 2 Millisekunden), und die restliche Änderung dauert etwa 200 Millisekunden an. In der Veröffentlichung wird dargelegt, daß die in der ersten Stufe auftretende plötzliche Änderung, als das schnelle Ansprechsignal kennzeichnend für die Steuereinheit einschließlich der Rückkopplung ist, und daß die restliche Änderung also das langsame, in der zweiten Stufe auf tretende Ansprechsignal an der Drossel durch eine nachfolgende Änderung des Steuerstromes erzeugt wird, wenn das System sich dem Gleichgewicht nähert. Das schnelle Ansprechsignal, das bei einer Verminderung des Lastwiderstandes auftritt, wird dadurch erklärt, daß an der Drossel die gesamte Spannung des Kollektors des Steuertransistors anliegt, der durch die Verminderung der Lastspannung voll eingeschaltet wird. Der Steuerstrom durch die Drossel und die Sättigung ihres Kernes werden daher sehr schnell, d.h. in zwei Millisekunden, zu einem Anstieg gezwungen.

Durch die Tatsache, daß eine Rückkopplung zur Veränderung der Steigung der AusgangscharaJ-cteristik verwendet werden kann, und daß das erwähnte schnelle Ansprechsignal auftritt, wird nahegelegt, eine Leistungsstromquelle zur Erzeugung von Stromwellenformen so zu bauen, daß entsprechende Wellenformen in den Rückkopplung^zweig eingekoppelt werden. Im Gegensatz zu den Erwartungen, die auf der Veröffentlichung von Buckland gestützt sind, erhält man Jedoch das anfängliche schnelle Ansprechsignal nicht, wenn ein Signal in den Rückkopplungszweig eingegeben wird. Daraus kann man schließen, daß das anfängliche schnelle Ansprechsignal nur dann auftritt, wenn eine plötzliche Änderung des Lastwiderstandes erfolgt, wie es auch bei der Schweißeinrichtung der Fall ist« Dies wurde durch ein Experiment bewiesen. Die plötzlich.© Änderung des LastwideiFßtan4.es"-.-.er-

gibt eine Übergangsänderung in der Ausgangsleistung der Leistungsstromquelle, die durch die Transformatorwirkung eine entsprechende Änderung im Steuerstrom verursacht. Der Steuerstrom kehrt dann zu seinem ursprünglichen Wert oder zu einem anderen Wert zurück, der beispielsweise durch die Rückkopplung "bestimmt ist. Wenn die Steuereinrichtung oder die Rückkopplung so ausgelegt ist, daß sich der Steuerstrom im wesentlichen auf den Übergangswert des Steuerstromes einstellt, der durch die.Änderung im Lastwiderstand erzeugt wurde, geht der Strom offenbar nicht mehr langsam zurück. Man hat dann den Eindruck, daß die Steuereinheit ein sehr schnelles Ansprechverhalten aufweist. Tatsächlich wurde aber das Übergangssignal von der Last.ausgelöst, und die Steuereinheit selbst hat nur ein relativ langsames Ansprechverhalten. Dabei treten Zeitkonstanten von der Größenordnung von 0,5 Sekunden auf, so daß eine Ausgangsleistung in Form von Wechselstrom oder pulsierendem Strom von einer transduktorgesteuerten Schweißeinrichtung nur mit Perioden von einer oder mehreren Sekunden bei verschiedenen Stromwerten möglich zu sein scheint. Daher sollten die Wellenformen der Ströme, die durch in die Rückkopplung eingegebene Signale erzeugt werden können, viel zu langsam für die praktische Anwendung bei einer Speisespannung mit einer Frequenz von 50 Hz sein. Aus den oben beschriebenen Überlegungen muß man schließen, daß die Anspreehgeschwindigkeit linear mit der Speisefrequenz ansteigt,so daß mindestens' eine Speisefrequenz von 10 kHz notwendig ist, um eine praktisch anwendbare Wellenform durch eine von einem Magnetverstärker gesteuerte Einrichtung zu erzeugen.

Im Gegensatz dazu liegt der erfindungsgemäßen Einrichtung die Erkenntnis zugrunde, daß unabhängig von dem langzeitigen oder rück-

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kopplungsgesteuerten Ansprechsignal das Ansprechsignal bei einem Übergang einer durch einen Magnetverstärker gesteuerten Leistungsstromquelle mit fallender Charakteristik auf eine Veränderung des am Ausgang liegenden Lastwiderstandes überraschenderweise eine flache Form hat, d.h. eine Stromänderung ist nicht mit einer merklichen Spannungsänderung verbunden. Das anfängliche Ansprechsignal der Leistungsstromquelle bei einem Übergang im Lastwiderstand ist im wesentlichen gleich dem Signal, das von einer Leistungsstromquelle abgegeben würde, die eine flache Charakteristik zwischen der Spannung bei unbelastetem Zustand und dem Arbeitspunkt aufweist. Dieses Ansprechsignal geht dann auf die Form zurück, die von einer Leistungsstromquelle mit fallender Charakteristik zu erwarten ist, es sei denn, daß die Rückkopplung zur Veränderung der statischen fallenden Charakteristik benutzt wird. Brauchbare Stromwellenformen zum Lichtbogenschweißen können aufgrund dieser Erkenntnis bei Leistungsstromquellen dieser Art erzielt werden, die mit einer niedrigen Speisefrequenz von beispielsweise 200 Hz betrieben werden, wenn insbesondere zusätzliche Einrichtungen vorgesehen sind, um die schnelle Änderung im Steuerstrom zusätzlich zu dem Einfluß der Änderung des Lastwiderstandes auf den Steuerstrom zu verstärken. Eine Frequenz von 400 Hz ist ein guter Kompromiß und hat den Vorteil, daß sie eine Standard-Speisefrequenz, insbesondere bei Geräten für den Außendienst, ist. Zusätzlich zu einer speziellen Wellenform, die beispielsweise beim Schweißen mit pulsierenden Strömen Verwendung finden kann, weist das unmittelbare Ansprechsignal auf eine Änderung im Lastwiderstand, beispiels weise bei einem Kurzschluß des Lichtbogens, eine hinreichend flache Charakteristik auf, um den selben Zwecken zu dienen, die ge-

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wohnlich von bekannten Leistungsstromquellen mit flacher Charakteristik erfüllt werden.

Erfindungsgemäß ist daher bei einer Leistungsstromquelle zum Licht bogenschweißen, die einen Magnetverstärker aufweist, die Steuerwicklung des Magnetverstärkers mit einer Steuereinheit verbunden, der ein Bezugssignal und ein Rückkopplungssignal von der Lichtbogeneinrichtung zugeführt wird, wobei das Rückkopplungssignal ein Maß für die Lichtbogenspannung ist. Die Leistungsstromquelle weist ferner eine Wechselstromversorgung für den Magnetverstärker auf, deren Speisespannung eine Frequenz zwischen 200 und 2.000 Hz hat. Der Steuerwicklung wird eine Steuerspannung zugeführt, die zum Übersteuern der Steuerwicklung ausreicht. Die Größe der Steuer spannung und die Frequenz des Wechselstromes sind so gewählt, daß die Zeitkonstante der Änderungsgeschwindigkeit des Stromes in der Steuerwicklung geringer als 0,1 Sekunden und vorzugsweise geringer als 0,01 Sekunden ist.

in Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 das Sehaltbild der erfindungsgemäßen Leistungsstromquellej und

Fig. 2 das Schaltbild einer Steuereinrichtung für die Leistungsstromquelle aus Fig. 1.

In Fig. 1 ist die dreiphasige Zuleitung zu den in Sternform miteinander verbundenen Primärwicklungen 10 eines Transformators 11

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gezeigt. Die Sekundärwicklungen 12 dieses Transformators sind in Dreieckform miteinander verbunden und über die Wicklungen 14 eines MagnetVerstärkers 13 an einen dreiphasigen, aus den Gleichrichterelementen 15 bestehenden Vollwellengleichrichter angeschaltet.Der Magnetverstärker weist zu jeder Wicklung 14 eine Steuerwicklung 16 auf, wobei die sechs Steuerwicklungen in Reihe zwischen den Aus gangsklemmen einer Steuereinheit löa liegen.

Die Ausgangsleistung des Gleichrichters wird im vorliegenden Fall über eine Induktivität 18 an den Lichtbogen 19 abgegeben. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird eine abschmelzende Elektrode durch Rollen 21 an den Lichtbogen nachgeliefert.

In Fig. 2 sind die sechs Steuerwicklungen als einzige Wicklung 16 gezeigt. Diese kann so gewickelt sein, daS der volle Steuerstrom bei einer angelegten Spannung von 10 Volt erzielt wird. Wenn jedoch eine größere Ansprechgeschwindigkeit erzielt werden soll, wird eine merklich höhere Spannung, beisp ielsweise 50 oder 60 Volt an die Steuerwicklung angelegt. In Fig. 2 begrenzt der Widerstand R₁ den maximalen Steuerstrom, der durch die Wicklung 16 fließt, wenn der Transistor T₁ leitend ist. Ein Widerstand R₂ steuert den minimalen Wert des Steuerstromes, wenn der Transistor T₁ gesperrt ist. Die veränderlichen Widerstände R, und R^ liegen in dem Emitterkreis des Transistors T₁* Ein Emitterfolger-Transistor T^ bildet einen Treibertransistor für den Transistor T.. Die Basis des Transistors Tj^ ist über die Widerstände R₁^, R„ und Rg mit einem Potentiometer R„ verbunden, das in Reihe mit den Widerständen Rg und Rg liegt. Eine modulierende Wellenform

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wird auf die Basis des Emitterfolger-Transistors T,- gegeben, so daß diese Wellenform über den Widerstand R_q angekoppelt wird und eine entsprechende Modulation an der Basis des Transistors T₁ erzeugt. Das untere Ende des Widerstandes R, ist über eine Diode D₁, die parallel zu einem Schalter S» liegt, an den positiven Pol der Lichtbogenspannung angeschaltet. Der negative Pol der Lichtbogenspannung ist mit dem unteren Ende des Widerstandes R₁, verbunden. Vorzugsweise ist die Leistungsstromquelle 20 für die Steuerwicklung 16 in Reihe mit dem Ausgang der Schweißeinrichtung geschaltet, so daß bei -einer höheren Lichtbogenspannung auch eine höhere Zufuhr zur Verfügung steht. Auf diese Weise hängt der von dem Transistor T^ geführte Strom von der Differenz zwischen dem augenblicklichen Wert der Modulation an der Basis und der Lichtbogenspannung an seinem Emitter ab. Beispielsweise kann beim Schweißen mit abschmelzender Elektrode im Impulsbetrieb die Bezugsspannung dadurch moduliert sein, daß beispielsweise ein Multivibrator dazu benutzt wird, dem Widerstand R_Q über den Emitterfolger T,- zwischen zwei oder mehreren Werten Strom zuzuführen, so daß der Ausgangsstrom durch die Steuerwicklung des Transduktors in entsprechender Weise moduliert wird. So können mit einer Quellfrequenz von nur 400 Hz und mit einer überschüssigen Treibspannung für die Steuerwicklung von ungefähr 50 Volt brauchbare Wellenformen für das Schweißen mit abschmelzender Elektrode bei Impulsbetrieb erzielt werden, deren Folgefrequenz in der Größenordnung von 40 Hz liegt. Der Widerstand R₇, in dem Emitterkreis steuert die Größe des Impulsstromes auf vorteilhafte Weise. Auch werden dadurch die

man

Schwankungen der Lichtbogenspannung weniger erheblich und/benötigt eine große Modulation der Bezugswellenform an der Basis, Der

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Widerstand Rg dient ebenfalls zur Stabilisierung, da andernfalls der minimale Strom mit den Schwankungen in der Lichtbogenspannung unter solch einen Wert fallen kann, daß der Lichtbogen unstabil wird oder sogar erlischt.

Die beschriebene Betriebsweise wird, insbesondere bei dem Schweissen im Impulsbetrieb unter Schutzgasatmosphäre, dadurch eingeschaltet, daß der Schalter S- geschlossen wird, so daß ein Nebenschluß zu der Diode D, gebildet wird. Die Schalter S₂ und S, sind offen. Der Schalter S-, kann gegebenenfalls geschlossen werden, um eine Rückkopplung von der Lichtbogenspannung zu schaffen, so daß

s
der Ary6ieg der Lichtbogenspannung beim Antieg des Stromes während

eines Impulses ausgeglichen wird.

Die in Fig. 2 gezeigte Schaltung enthält ferner Maßnahmen, um die Steuerwicklung voll einzuschalten bevor mit einer Schweißung begonnen wird, so daß die maximale Ausgangsleistung zur Verfügung, steht, um den anfänglichen Kontakt der Elektrode mit dem Werkstück zu lösen. Zu diesem Zweck ist der Transistor T, in seinen vollständig leitenden Zustand vor dem Zünden des Lichtbogens vorgespannt, und diese zusätzliche Vorspannung wird abgeschaltet, wenn der Lichtbogen gezündet ist. In der gezeigten Schaltung ist der Transistor T-, durch seine Basiswiderstände R-- und R,, mit dem positiven Pol der Lichtbogenspannung verbunden und sein Emitter ist an eine 40-Voltquelle angeschaltet. Die Dioden D-, schützen die Basis des Transistors T.,, wenn er voll eingeschaltet ist. Der Transistor T^ wird abgeschaltet, wenn die Ausgangsspannung 40 Volt übersteigt. Der Kollektor des Transistors T., ist über eine Vor-

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Spannungsquelle l8 (50 Volt) und die Widerstände R _ und R. ' an die Basis eines Transistors T₂ angeschaltet. Der Transistor T_p wird eingeschaltet, wenn der Transistor T^ ausgeschaltet wird. Die Kollektorspannung des Transistors T₂ steigt an und schaltet Über den -Widerstand R₁₂ und den Transistor T^ den Transistor T₁ ein. Wenn die Ausgangsspannung auf normale Lichtbogenspannungswerte oder auf einen Kurzschlußwert abfällt, wird der Transistor T-, wieder eingeschaltet und der Transistor T₂ wird ausgeschaltet Dadurch wird der Transistor T₁ seinerseits von der oben beschriebenen Schalteinrichtung isoliert, die ihn anfänglich in seinen leitenden Zustand vorspannt.

Beim Sprühschweißen mit abschmelzender Elektrode kann die Ausgangsleistung der Schweißeinrichtung gegebenenfalls mit einer Bezugsspannung (Fig. 2) eingestellt werden, wobei jedoch keine Modulation wie bei der Betriebsweise mit Stromimpulsen verwendet wird. Es kann jedoch vorteilhaft sein, einen begrenzten Betrag an Modulation einzuführen, um eine regelmäßigere Metallübertragung zu erzielen, wie es auf andere Weise möglich wäre. Um das Übertreten des Metalles in dieser Weise zu stabilisieren, ist eine maßvolle Strommodulation mit einer Auslenkung von ungefähr 50 Ampere im allgemeinen ausreichend. Die Bedingung für die hohe Ausgangsleistung beim Beginn des Schweißvorganges wird in der oben beschriebenen Weise ausgenutzt. Sobald der Lichtbogen gezündet ist, wird der Steuerstrom der durch das Netzwerk mit den Tranist oren T₂ und T₅ fließt,im wesentlichen abgeschaltet, und die Be triebsweise wird dann von dem Steuertransistor T- gesteuert.

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Wenn Mantelelektroden benutzt werden, wird eine relativ steil abfallende Charakteristik der Stromquelle benötigt, so daß der Stron nicht übermäßig mit Änderungen in der Länge des Lichtbogens oder in der Lichtbogenspannung schwankt. Zu diesem Zweck kann ein Widerstand parallel mit dem den minimalen Strom bestimmenden Widerstand R₂ geschaltet werden, so daß ein Steuerstrom mit vorbestimmtem Wert erzeugt wird. Wenn jedoch,wie es beim Schweißen mit Mantelelektroden vorkommt, von Zeit zu Zeit Kurzschlüsse auftreten, ist der durch den Kurzschluß zur Verfügung gestellte Strom nicht groß genug, um den Kurzschluß zu lösen, obwohl im ersten Augenblick des Kurzschlusses eine Stromspitze aufgrund der Änderung der Ausgangslast durch den Kurzschluß auftritt. Durch das schnelle Ansprechen der Schalteinrichtung wird die Stromspitze sofort auf den vorhergehenden Lichtbogenstromwert zurückgeführt, was unerwünscht ist, weil die Elektrode dann an dem Werkstück anhängt. Daher wird die Steuerung vorzugsweise so ausgelegt, daß durch einen Transistor der Betriebsstrom beim Auftreten eines Kurzschlusses erhöht wird. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel liegt eine feste Bezugsspannung, beispielsweise 25 Volt, an der Basis des Transistors T₁, die von dem Potentiometer R~ abgegriffen wird. Ein Widerstand R₂, wird zur Steuerung des Betriebsstromes verwendet Wenn ein Kurzschluß auftritt, wird der Widerstand R₁^ durch die Diode D, nebengeschlossen, wobei der Schalter S, zu dieser Zeit offen ist. Daher ergibt sich ein größerer Steuerstrom, der durch den Widerstand R, bestimmt ist. Der Strom am Ausgang steigt miteinem sehr steilen übergang zum Zeitpunkt des Kurzschlusses an und wird bei dem angehobenen, durch den Widerstand fU bestimmten Wert während der Dauer des Kurschlusses gehalten. Wenn der Kurz-

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schlußkreis unterbrochen wird und die Lichtbogenspannung über ungefähr 20 Volt wächst, wird das Potential an der Diode D. umgekehrt, und daher kehrt der Strom zu seinem ursprünglichen Wert zu· rück, der durch den Widerstand R₁, bestimmt ist.

Bei der gezeigten Schaltung wird der Betriebsstrom sogar zusätzlich unmittelbar nach der Unterbrechungdes Kurschlusses dadurch angehoben, daß die Bezugsspannung kurzzeitig erhöht wird. Zu diesem Zweck ist ein RC-Kreis bestehend aus dem Kondensator C und den Widerständen Rp. und Rg vorgesehen. Die Kontakte der Schalter S₂ und S-, sind zu dieser Zeit geschlossen. Die Diode Dh verhindert daß eine negative Übergangsschwingung an die Bezugsspannungsquelle weitergegeben wird, wenn die Lichtbogenspannung abfällt. Wenn der Kurzschluß jedoch unterbrochen wird, wird der Anstieg der Lichtbogenspannung zu der Bezugsspannung in der Form eines exponentiell abfallenden Übergangsstoßes addiert. Die Zeitkonstante in der Bezugsspannungsquelle kann eingestellt werden und beträgt vorzugsweise etwa 0,1 bis 0,01 Sekunden, beispielsweise 0,OJ Sekunden

Andere Abwandlungen können an dem Schaltkreis vorgenommen werden,

um ihn auf andere Schweißvertfhren abzustimmen. Dabei ist gewöhnlich der Schalter S, geschlossen. Zum Kurzschlußschweißen mit abschmelzender Elektrode ist es erwünscht, entweder die Anstiegsgeschwindigkeit des Stromes beim Kurzschluß, den Maximalwert des Stromes oder beide zu begrenzen. Entsprechend soll die Geschwindigkeit des, Stromabfalles von seinem Minimalwert begrenzt werden, wenn der Lichtbogen brennt. Um den augenblicklichen Stromanstieg beim Kurzschluß zu steuern, kann eine kleine Induktivität in

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Reihe mit der Schweißeinrichtung geschaltet werden. Solch eine kleine Induktivität ist in Pig. I gezeigt, wobei für Kurzschlußschweißen mit einer abschmelzenden Elektrode der Wert dieser Induktivität in der Größenordnung von 0,1 bis 0,5 Millihenry liegt. Um den Stromanstieg auf ein Maximum zu begrenzen, kann die Bezugsspannung abgesenkt werden, wobei ein ähnlicher RC-Kreis wie der in Fig. 2 gezeigte verwendet wird. Der Schalter Sp ist dabei geöffnet Pur Schweißdrähte mit einem kleinen Durchmesser, beispielsweise 0,8 mm, wird eine Zeitkenstante von 0,01 Sekunden oder weniger bevorzugt. Der unmittelbare Stromanstieg beim Kurzschluß kehrt dann zu dem Arbeitsstromwert zurück, der vor dem Kurzschluß vorhanden war, da die Emitterspannung und die Basisspannung gleichzeitig abnehmen. Nach einer entsprechenden Einstellung der Widerstände R₁- und R^r und des Kondensators C kann es erreicht werden, 5 6

daß der Ausgangsstrom während der Dauer der Unter-rbrechung des Kurzschlusses abfällt (im Gegensatz zu bekannten Kurzschlußschweiß verfahren mit Lichtbogen), so daß die Gefahr von Schweißspritzern stark vermindert wird. Wenn jedoch ein Kurzschluß nicht freikommt, steigt der Steuerstrom und damit die Ausgangsleistung, bis der Kurzschluß unterbrochen wird, da der Übergangsspannungsstoß in der Bezugsspannungsquelle abfällt.

Die Schaltung nützt den Vorteil des unmittelbaren, sehr schnell auftretenden Ansprechsignales aus, das man aufgrund des flachen, bei einem Übergang auftretenden Ansprechverhaltens einer Leistungs stromquelle mit einer fallenden Charakteristik, durch Übersteuern der Steuerwicklung und durch Verwendung einer Speisefrequenz für die Leistungsquelle von wenigstens 200 Hz erhält. Zusätzlich kann

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der Ausgangsstrom für eine bestimmte Last auf Grenzwerte oberhalb und unterhalb eines minimalen bzw. maximalen Stromwertes dadurch eingestellt werden, daß eine Bezugsspannungsquelle und ein Rückkopplungszweig verwendet wird. Wenn beispielsweise für eine bestimmte Last der maximal erzielbare Ausgangsstrom 500 Ampere beträgt, kann die Bezugsstromquelle so eingestellt werden, daß sie beispielsweise einen Ausgangsstrom mit einem ersten Wert von 200 Ampere und andernfalls einen Ausgangsstrom mit einem zweiten Wert von 100 Ampere abgibt. Der Übergang von 100 Ampezeauf 200 Ampere und zurück geschieht sehr schnell, da die Leistungsstrcmquelle eine flache Ansprechcharakteristik bei einem Übergang hat, da das Übersteuern der Steuerwicklung mit einer relativ hohen Speisespannung erfolgt und da eine hohe Speisefrequenz verwendet wird. Sobald der gewünschte Strom erreicht ist, wird das Gatter, das durch den Transistor gebildet wird, teilweise geschlossen und der Steuerstrom wird bei dem notwendigen Wert gehalten, der in dem Ausführungsbeispiel geringer als der von dem Widerstand R^ bestimmten Maximalwert ist. In ähnlicher Weise ist der niedrigere Stromwert,größer als der, der durch den Begrenzungswiderstand R₂ bestimmt ist.

In dem Ausführungsbeispiel ist ein Transistor in Reihe mit dem Begrenzungswiderstand R₁ geschaltet. Dieser Transistor kann gegebenenfalls durch einen anderen Schalter, beispielsweise einen elektrischen oder mechanischen Umschalter, ersetzt werden.

Der Transistor T^ kann durch mehrere Transistoren ersetzt werden, die paralielgeschaltet sind, wobei die Kollektor- und Emitter-

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widerstände entsprechend angepaßt sind. Je nach der Nennspannung des Transistors kann eine zusätzliche Sicherheitseinrichtung vorgesehen sein, beispielsweise eine Diode D₁-, um eine Gegenspannung zwischen dem Kollektor und dem Emitter zu verhindern. Ähnlich verhindern die Dioden Dg und D₇ übermäßig geringe und übermäßig hohe Übergangsspannungen an der Steuerwicklung.

Der Emitterwiderstand R₁₇ des Treibertransistors T^ ist mit dem unteren Ende der beiden Dioden Do verbunden, und bildet eine Last in der EmitterzufUhrung.

Pur die Transistoren Tp und T^ können Transistoren von dem Typ OC36 und für die restlichen Transistoren der Typ BDY 11 verwendet werden.

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Claims

Patentansprüche

1. Leistungsstromquelle zum Lichtbogenschweißen mit einem Magnetverstärker, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerwicklung
(16) des Magnetverstärkers (lj5) an eine Steuereinheit (l6a)
angeschaltet ist, der ein Bezugssignal und ein von der Lichtbogenspannung abhängiges Rückkopplungssignal von dem Lichtbogenstromkreis zugeführt wird und durch die an die Steuerwicklung (l6) eine die Steuerwicklung (l6) übersteuernde Steuerspannung angelegt wird, daß der Magnetverstärker (13) mit
einer Speisespannungsfrequenz von 200 bis 2.000 Hz erregt wird und daß die Größe der Steuerspannung und die Frequenz der
Speise-Wechselspannung so gewählt sind, daß die Zeitkonstante der Änderungsgeschwindigkeit des Steuerstromes in der Steuerwicklung (16) geringer als 0,1 Sekunden ist.

2. Leistungsstromquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Zeitkonstante der Änderungsgeschwindigkeit des Steuer-

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stromes geringer als 0,01 Sekunden ist.

J). Leistungsstromquelle nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen elektrischen Widerstand (Rp) der in Reihe mit der Steuerwicklung (16) geschaltet ist, und durch einen Kurzschlußstromkreis (z.B. R₁) für diesen Widerstand (R₂), der die Impedanz des Stromkreises für die Steuerwicklung (16) vermindert, so daß der Strom in der Steuerwicklung (l6) ansteigt.

4. Leistungsstromquelle nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurzschlußstromkreis einen Transistor (Τ,) aufweist, dessen Emitterkollektorstrecke parallel zu dem Widerstand (R₂) liegt.

5. Leistungsstromquelle nach einem der Ansprüche 1 - 4,dadurch gekennzeichnet, daß dem Transistor (T,) eine Bezugsspannung und eine der Lichtbogenspannung entsprechende Spannung zugeführt werden, so daß das Emitter-Basis-Potential des Transistors (T₁) sich mit der Differenz zwischen der Bezugsspannung und der Lichtbogenspannung ändert.

6. Leistungsstromquelle nach einem der Ansprüche 1 - 5,dadurch gekennzeichnet, daß der Stromkreis für die Bezugsspannung eine Modulations-Schalteinrichtung aufweist.

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7. Leistungsstromquelle nach einem der Ansprüche 1-6, gekennzeichnet durch einen auf die Lichtbogenspannung ansprechenden Schaltkreis (z.B. T.,), der den Transistor (T-) betätigt, um den elektrischen Widerstand (Rg) vor dem Zünden des Lichtbogens kurzzuschließen.

8. Leistungsstromquelle nach einem der Ansprüche 1 - 7, gekennzeichnet durch eine auf einen Übergangsanstieg im Ausgangsstrom ansprechende Schalteinrichtung (CRf-,Rg), die bei einem Kurzschluß den Widerstand in dem Schaltkreis für die Steuerwicklung (l6) vermindert, um den Strom in der Steuerwicklung (l6) zu erhöhen.

9. Leistungsstromquelle nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen Kondensator (c), der das Spannungssignal von dem Übergang der Lichtbogenspannung an die Basis des Transistors (T^ ankoppelt.

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