DE19930678A1 - Elektronische Leistungsstelleinrichtung, insbesondere als Schweißenergiequelle - Google Patents
Elektronische Leistungsstelleinrichtung, insbesondere als SchweißenergiequelleInfo
- Publication number
- DE19930678A1 DE19930678A1 DE19930678A DE19930678A DE19930678A1 DE 19930678 A1 DE19930678 A1 DE 19930678A1 DE 19930678 A DE19930678 A DE 19930678A DE 19930678 A DE19930678 A DE 19930678A DE 19930678 A1 DE19930678 A1 DE 19930678A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- power
- control device
- control
- power module
- modules
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/10—Other electric circuits therefor; Protective circuits; Remote controls
- B23K9/1006—Power supply
- B23K9/1043—Power supply characterised by the electric circuit
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
Gegenstand der Erfindung ist eine elektronische Leistungsstelleinrichtung. Diese ist dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungsstelleinrichtung aus mindestens zwei gleichartigen, jeweils selbst als kompletter Leistungssteller ausgeführten Leistungsmoduln (1) mit bestimmten Leistungsdaten besteht, daß jedes Leistungsmodul (1) einen Regelkreis (2) (Strom/Spannung) umfaßt und einen Netzeingang (3), einen Prozeßausgang (5) und mindestens einen Steuereingang (6) aufweist, daß die Leistungsmoduln (1) prozeßseitig parallel oder seriell abschließbar sind und steuerungsseitig an ein vorgeschaltetes Leistungsmodul (1) oder eine übergeordnete Prozeßsteuerung oder -regelung (8) angeschlossen sind.
Description
Die Erfindung betrifft eine elektronische Leistungsstelleinrichtung, die ausgangsseitig
den Charakter einer Stromquelle oder einer Spannungsquelle hat. Eine derartige elek
tronische Leistungsstelleinrichtung ist insbesondere im Bereich des Schweißens, also
als Schweißenergiequelle verbreitet, kann aber auch für andere Einsatzzwecke Ver
wendung finden.
Für den allgemeinen Aufbau von elektronischen Leistungsstelleinrichtungen, insbe
sondere also Stromquelle und Spannungsquelle, darf auf die einschlägige Fachlitera
tur verwiesen werden (z. B. Tietze, Schenk "Halbleiter-Schaltungstechnik", 10. Auf
lage, Springer-Verlag, Berlin - Heidelberg - New York 1993, Kapitel 18 "Stromversor
gung"). Insbesondere als Schweißenergiequellen sind derartige elektronische Lei
stungsstelleinrichtungen bekannt. Stromquellen mit Konstantstromcharakteristik für
das WIG-Schweißen und MIG/MAG-Schweißen mit von der Schweißspannung ab
hängig geregelter Drahtgeschwindigkeit. Entsprechende Schweißenergiequellen für
das MIG/MAG-Schweißen mit konstanter Drahtgeschwindigkeit sind Stromquellen
mit Konstantspannungscharakteristik. Auf entsprechende Veröffentlichungen ist zu
verweisen (z. B. DE-C-32 00 086, dort mit umfangreichen technischen Erläuterun
gen).
Bisher ist es so, daß eine Vielzahl unterschiedlicher elektronischer Leistungsstellein
richtungen für unterschiedliche Leistungsdaten (Strom, Spannung) verwendet wer
den. Jede Leistungsstelleinrichtung für bestimmte Leistungsdaten ist eine im wesent
lichen "maßgeschneiderte" Konstruktion.
Der Lehre liegt das Problem zugrunde, die Herstellung von elektronischen Leistungs
stelleinrichtungen mit unterschiedlichen Leistungsdaten zu vereinfachen.
Die zuvor aufgezeigte Aufgabe ist gelöst durch eine elektronische Leistungsstellein
richtung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie aus mindestens zwei gleichartigen,
jeweils selbst als kompletter Leistungssteller ausgeführten Leistungsmoduln mit be
stimmten Leistungsdaten besteht, daß jedes Leistungsmodul einen Regelkreis
(Strom/Spannung) umfaßt und einen Netzeingang, einen Prozeßausgang und min
destens einen Steuereingang aufweist, daß die Leistungsmoduln prozeßseitig parallel
oder seriell anschließbar sind und steuerungsseitig an ein vorgeschaltetes Leistungs
modul oder eine übergeordnete Prozeßsteuerung oder -regelung angeschlossen sind.
Mit nur wenigen Abstufungen innerhalb der Reihe von Leistungsmoduln lassen sich
Leistungsstelleinrichtungen unterschiedlicher Leistungsdaten durch eine ausgangs
seitige Parallelschaltung (Stromquelle) bzw. Reihenschaltung (Spannungsquelle) re
alisieren. Alle für die Steuerung bzw. Regelung des Prozesses eines Leistungsmoduls
erforderlichen Steuergrößen werden dem Leistungsmodul von einer übergeordneten
Prozeßsteuerung oder -regelung oder von einem vorgeschalteten Leistungsmodul zur
Verfügung gestellt. Rückmeldesignale, die von einer übergeordneten Prozeßsteue
rung oder -regelung gebraucht werden, werden aus Rückmeldesignalen der Lei
stungsmoduln erzeugt und an die Prozeßsteuerung oder -regelung übermittelt. Jedes
Leistungsmodul ist selbst eine praktisch komplette Stromquelle bzw. Spannungs
quelle mit einem Regelkreis, der üblicherweise ein Stellglied, eine Istwerterfassung,
eine Signalaufbereitung und den Regler umfaßt. Aus der erforderlichen Anzahl von
zur Leistungsstelleinrichtung zusammengeschalteten Leistungsmoduln wird die für
den speziellen Einsatzfall gewünschte, maßgeschneiderte Leistungsstelleinrichtung
zusammengeschaltet.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Konzepts bestehen darin, daß bei richtiger Ab
stufung der Leistungsdaten der vorhandenen Leistungsmoduln eine geringe Anzahl
verschiedener Leistungsmoduln zum Aufbau aller gewünschten Leistungsstellein
richtungen eines bestimmten Gebietes ausreicht. Aufgrund der Ähnlichkeit im Aufbau
der Leistungsmoduln ergibt sich eine Vereinfachung der Montage, auch die Ersatz
teilbeschaffung ist wesentlich günstiger. Da jedes Leistungsmodul für sich autark ist,
fallen zusätzliche Komponenten wie beispielsweise Zwischenkreiskondensatoren
oder Glättungsdrosseln weg, sie sind Teil des Leistungsmoduls. Durch eine ge
schickte Ankupplung auf der Steuerungsseite kann man erreichen, daß eine univer
selle, übergeordnete Prozeßsteuerung oder -regelung Leistungsstelleinrichtungen mit
unterschiedlicher Anzahl von Leistungsmoduln steuern kann, ohne daß sich der Auf
bau verändern muß. Damit ist eine Umrüstung oder Aufrüstung einer vorhandenen
Leistungsstelleinrichtung möglich, ohne die übergeordnete Prozeßsteuerung oder
-regelung wesentlich zu verändern.
Im Bereich der Schweißtechnik läßt sich mit einem einzigen Leistungsmodul mit bei
spielsweise 50 A und 60 V, jeweils in entsprechender Anzahl, die gesamte Bandbreite
üblicher Leistungsstelleinrichtungen von 150 A, 200 A bis 600 A realisieren. Man
muß einfach die entsprechende Anzahl baugleicher Leistungsmoduln prozeßseitig
parallelschalten.
Die erfindungsgemäße Konzeption mit Aufbau der Leistungsstelleinrichtung aus
mehreren Leistungsmoduln gleicher Bauart hat weiter den Vorteil, daß bei einem De
fekt eines Leistungsmoduls die anderen Leistungsmoduln nicht geschädigt werden.
Schließlich ist aufgrund der erfindungsgemäßen Konzeption die Herstellung entspre
chender Leistungsstelleinrichtung insgesamt sehr preisgünstig.
Im vorliegenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein bevorzugtes und be
sonderes Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeich
nung zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen elektronischen
Leistungsstelleinrichtung mit einer Mehrzahl von Leistungsmoduln in
prozeßseitiger Parallelschaltung,
Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen elektroni
schen Leistungsstelleinrichtung mit einer Mehrzahl von Leistungsmo
duln in einer prozeßseitigen Serienschaltung,
Fig. 3 in schematischer Darstellung ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines
Leistungsmoduls für eine erfindungsgemäße elektronische Leistungs
stelleinrichtung.
Fig. 1 zeigt eine elektronische Leistungsstelleinrichtung, die insgesamt aus n, nämlich
mindestens zwei gleichartigen, jeweils selbst als komplette Leistungssteller ausgeführ
ten Leistungsmoduln 1 mit bestimmten Leistungsdaten, beispielsweise einem maxima
len Ausgangsstrom von 50 A und einer maximalen Ausgangsspannung von 60 V, be
steht. Jedes Leistungsmodul 1 weist dabei, wie in Fig. 3 dargestellt ist, einen Regel
kreis 2 (Strom/Spannung) auf. In Fig. 1 zeigt jedes Leistungsmodul 1 einen Netzein
gang 3, über den alle Leistungsmoduln 1 der Leistungsstelleinrichtung parallel an ein
Versorgungsnetz, insbesondere ein Wechselstromnetz oder ein Drehstromnetz, ange
schlossen sind. Jedes Leistungsmodul 1 weist ferner einen Prozeßausgang 5 und min
destens einen Steuereingang 6 auf. Der Begriff "Steuereingang" steht dabei sowohl
für eingehende als auch für abgehende Steuersignale.
Im in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispielen sind die die Leistungsstelleinrich
tung bildenden Leistungsmoduln 1 prozeßseitig parallelgeschaltet, so daß für eine
prozeßseitig eingezeichnete Last 7, beispielsweise bei einer Schweißenergiequelle die
Schweißstrecke, in erster Linie eine Stromquelle realisiert sein wird. Fig. 2 zeigt dem
gegenüber bei ansonsten gleichem Aufbau eine Leistungsstelleinrichtung, bei der die
Leistungsmoduln 1 prozeßseitig seriell verschaltet sind, was an der Last 7 primär zu
einer Spannungsquelle führt.
Im Ausführungsbeispiel von Fig. 1 addieren sich die Ausgangsströme der Leistungs
moduln 1, im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 addieren sich die Ausgangsspannun
gen. Als Schweißenergiequelle für das MIG/MAG-Schweißen kommt insbesondere
die Leistungsstelleinrichtung aus Fig. 1 in Frage.
Steuerungsseitig ist jedes Leistungsmodul 1 an ein vorgeschaltetes Leistungsmodul 1
oder an eine übergeordnete Prozeßsteuerung oder -regelung 8 angeschlossen. Die in
den Ausführungsbeispielen von Fig. 1 und 2 dargestellte, serielle Anbindung an die
Prozeßsteuerung oder -regelung 8 hat den weiter oben schon erläuterten Vorteil, daß
eine Änderung - Erweiterung oder Beschränkung der Leistungsstelleinrichtung -
praktisch ohne Änderung der Prozeßsteuerung oder -regelung 8 erfolgen kann.
Mit gleichartigen Leistungsmoduln 1 beispielsweise von 50 A und 60 V lassen sich
mit drei Leistungsmoduln 1 150 A als maximaler Schweißstrom realisieren, vier Lei
stungsmoduln 1 realisieren 200 A, zwölf Leistungsmoduln 1 lassen sich zu einer Lei
stungsstelleinrichtung mit 600 A kombinieren.
Alternative Ausführungen sind beispielsweise 40 A bei 50 V, was einer Leistung des
einzelnen Leistungsmoduls 1 von 2 kW entspricht. Natürlich ist es auch möglich, die
Leistungsmoduln 1 einer Leistungsstelleinrichtung unterschiedlich zusammenzuset
zen, um beispielsweise aus zwei oder drei Typen Zwischenwerte für Strom und Span
nung der Leistungsstelleinrichtung insgesamt zu realisieren.
Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines solchen Leistungsmoduls 1, wie es im Aus
führungsbeispiel der Leistungsstelleinrichtung aus Fig. 1 oder aus Fig. 2 eingesetzt
wird. Der Sollwert für den Regelkreis 2 des Leistungsmoduls 1 in Fig. 3 wird auf den
Maximalwert des gewünschten Leistungsdatums, insbesondere auf den Maximalwert
des Ausgangsstroms am Prozeßausgang 5 des Leistungsmoduls 1 normiert vorgege
ben. Eine Normierung kann insbesondere durch prozentuale Vorgabe erfolgen. Das
bedeutet, daß ein definierter maximaler Signalpegel am Sollwerteingang 9 des Lei
stungsmoduls 1 dem maximalen Ausgangsstrom des Leistungsmoduls 1 am Prozeß
ausgang 5 entspricht (100%). Zwischenwerte werden proportional dazu errechnet,
der Sollwert wird also immer auf den maximalen Signalpegel normiert. Diese prozen
tuale Vorgabe des Sollwertes am Sollwerteingang 9 des Leistungsmoduls 1 gewähr
leistet, daß die Leistungsmoduln 1 steuerungsseitig beliebig kombiniert werden kön
nen, weil der Prozeßsteuerung oder -regelung 8 immer ein entsprechender prozentua
ler, normierter Wert zur Verfügung gestellt wird.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine ähnliche Konzeption auch für die Ist
wertangabe realisiert. Der Istwert für den Regelkreis 2 des Leistungsmoduls 1 oder,
insbesondere, für die übergeordnete Prozeßsteuerung oder -regelung 8 wird skaliert
vorgegeben. Eine Skalierung in diesem Sinne bedeutet ebenfalls eine Art Normie
rung. Der als Absolutwert rücklaufende Istwert des Prozesses ist dauerhaft skaliert,
beispielsweise entspricht 1,0 V oder 10 V einem Ausgangsstrom am Prozeßausgang 5
von 100 A.
Dieser Istwert steht am Istwertausgang 10 zur Verfügung, ein vom davor angeordne
ten Leistungsmodul 1 einlaufender Istwert steht am Istwerteingang an. In entspre
chender Weise ist auch ein Sollwertausgang 12 im dargestellten Ausführungsbeispiel
des Leistungsmoduls 1 vorgesehen. Diese Ein- und Ausgänge gehören zu einer Si
gnalaufbereitung 13, die letztlich den Steuereingang 6 realisiert.
Damit der Istwert der Prozeßsteuerung oder -regelung 8 ebenfalls unabhängig von
der Anzahl und vorzugsweise auch den Leistungsdaten der eingesetzten Leistungs
moduln 1 zugeführt werden kann, ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel vorgese
hen, daß der Istwert für die übergeordnete Prozeßsteuerung oder -regelung 8 aus den
Istwerten aller Leistungsmoduln 1 aufsummiert ist.
Steuerungsseitig sind also die Leistungsmoduln 1 in den Ausführungsbeispielen von
Fig. 1 und 2 in Reihe geschaltet, und der Istwert wird von jedem Leistungsmodul 1
zum bezüglich der Prozeßsteuerung oder -regelung 8 vorgeschalteten Leistungsmo
dul 1 übergeben und dort mit dem eigenen Istwert des dortigen Leistungsmoduls 1
aufsummiert. Vom Istwertausgang 10 des ersten Leistungsmoduls 1 der Leistungs
stelleinrichtung wird das summierte Istwertsignal der Prozeßsteuerung oder -regelung
8 zugeleitet. Da der Istwert skaliert vorgegeben wird, kann er unabhängig von An
zahl und Auslegung der Leistungsmoduln 1 in der Prozeßsteuerung oder -regelung 8,
so sie denn auf den Maximalwert ausgelegt ist, ohne Änderungen verarbeitet werden.
Wenn man hingegen die Istwerte der einzelnen Leistungsmoduln 1 der Prozeßsteue
rung oder -regelung 8 direkt zuleiten würde, müßten diese dort in einem Additions
prozeß in Abhängigkeit von der Anzahl der Leistungsmoduln 1 verarbeitet werden,
so daß Eingriffe in die Prozeßsteuerung oder -regelung 8 erforderlich wären, wenn die
Leistungsstelleinrichtung hinsichtlich der Anzahl oder Auslegung der Leistungsmo
duln 1 geändert würde.
Auch hinsichtlich der Sollwertführung ist in beiden Ausführungsbeispielen vorgese
hen, daß die Leistungsmoduln 1 steuerungsseitig in Reihe geschaltet sind. Hier ist es
allerdings so, daß ein von der übergeordneten Prozeßsteuerung oder -regelung 8 vor
gegebener Sollwert zu allen Leistungsmoduln 1 durchgeschleift ist. Da nach bevor
zugter Lehre die Sollwertvorgabe normiert, insbesondere prozentual bezogen auf den
jeweiligen Maximalwert des Leistungsdatums des Leistungsmoduls 1 erfolgt, ist auch
hier eine Umstellung der Prozeßsteuerung oder -regelung 8 bei Umstellung der Lei
stungsstelleinrichtung praktisch nicht erforderlich.
Setzt man drei identische Leistungsmoduln 1 in einer Leistungsstelleinrichtung ein, so
kann man diese Leistungsmoduln 1 netzseitig in Sternschaltung an ein Drehstromnetz
anschließen. Verfügen die Leistungsmoduln 1 im Regelkreis 2 über einen elektroni
schen Rückwirkungsschutz (Power Factor Correction; PFC), so wird tatsächlich eine
gleichmäßige Belastung des Drehstromnetzes erreicht, weil die Leistungsmoduln 1 ge
trennte Zwischenkreise haben. Das ist natürlich schaltungstechnisch außerordentlich
zweckmäßig.
Das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel eines Leistungsmoduls 1 zeichnet sich
ferner dadurch aus, daß das Leistungsmodul 1 eine Fehlerüberwachung 14 aufweist,
die steuerungsseitig angeschlossen ist. Im konkreten Ausführungsbeispiel ist die
Fehlerüberwachung 14, mit der beispielsweise eine Übertemperatur erkannt werden
kann, eingangsseitig an einen Fehlersignaleingang 15, ausgangsseitig an einen Feh
lersignalausgang 16 angeschlossen und mit der Signalaufbereitung 13 verbunden.
Sensoren für die Fehlerüberwachung 14 im Leistungsmodul 1 sind hier nicht weiter
dargestellt. Das Prinzip der Weitergabe des Fehlersignals von Leistungsmodul 1 zu
Leistungsmodul 1 entspricht dem Prinzip der Weitergabe des Istwerts. Allerdings wird
zweckmäßigerweise das Fehlersignal der vorgeordneten Leistungsmoduln 1 am Feh
lersigrialeingang 15 mit dem Fehlersignal im jeweiligen Leistungsmodul 1 mit einer
ODER-Verknüpfung verbunden und das dann resultierende Signal über den Fehler
signalausgang 16 zum folgenden Leistungsmodul 1 bzw. zur Prozeßsteuerung oder
-regelung 8 weitergegeben.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist ferner vorgesehen, daß das Leistungsmodul 1
eine Rückmeldeeinheit 17 für die Anzahl angeschlossener Leistungsmoduln 1 oder
die Summe der interessierenden Leistungsdaten der angeschlossenen Leistungsmo
duln 1, insbesondere der Ausgangsströme, aufweist. Die Rückmeldeeinheit 17 ist
ebenfalls steuerungsseitig angeschlossen. Die Rückmeldeeinheit 17 gibt einem vorge
schalteten Leistungsmodul 1 bzw. der Prozeßsteuerung oder -regelung in ähnlicher
Weise die komplette Information aller nachgeschalteten Leistungsmoduln 1.
Das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt angedeutet im Leistungsmodul 1
einen Gleichrichter 18, eine Zwischenkreisglättung 19, eine Istwerterfassung 20 im
Leistungsmodul 1 und einen Regler 21. Der Rückmeldeeinheit 17 sind eine Moduler
kennung 22 und wieder entsprechende Anschlüsse 23 zugeordnet.
Der Regler 21 des Leistungsmoduls 1 kann je nach vorgesehenem Einsatzzweck aus
geführt sein, also beispielsweise Proportionalregler, PI-Regler, PID-Regler etc. Die
Istwerterfassung 20 kann aus einem Spannungsabgriff bzw. einem Stromsensor, vor
zugsweise mit Potentialtrennung, bestehen.
Die Signalaufbereitung 13 erzeugt aus dem Istwert des vorliegenden Leistungsmo
duls 1 und dem von der Prozeßsteuerung oder -regelung 8 vorgegebenen Sollwert
die Führungsgröße für den Regler 21. Ein ggf. vorhandener Wechselrichter im Lei
stungsmodul 1 wird ebenfalls von der Signalaufbereitung 13 gesteuert. Entspre
chende Syncronisierungssignale für die Kommutierung werden von der Prozeßsteue
rung oder -regelung 8 geliefert. Die Signalaufbereitung 13 gibt die entsprechenden
Signale an nachgeschaltete Leistungsmoduln 1 weiter.
In Fig. 3 zeigt die gestrichelte Linie die Grundbestandteile des Leistungsmoduls 1,
während die strichpunktierte Linie die optional hinzukommenden weiteren Bau
gruppen eines Leistungsmoduls 1 umschließt. Das gilt natürlich für die speziell hier
dargestellte bevorzugte Ausführungsform eines Leistungsmoduls 1.
Der Aufbau einer Leistungsstelleinrichtung kann aufgrund der Gestaltung der Lei
stungsmoduln 1 räumlich sehr unterschiedlich sein. Ein gutes Regelverhalten der Lei
stungsmoduln 1 gewährleistet eine dynamische Regelung für eine Impulsstromquelle,
eine elektronische Drosselnachbildung, eine Lichtbogen-Längenregelung etc. im
Gebiet der Schweißtechnik. Mehrere primär getaktete Leistungsmoduln 1 können
auch zu einem entsprechenden Leistungsteil zur WIG-AC-Schweißung zusammenge
schaltet werden. Dabei wirkt sich auch hier die kompakte Bauform der Leistungsmo
duln 1 positiv auf das Schaltverhalten und die Verlustleistung aus (kurze Leitungs
längen, wenige Bauteile). Mit einfachen Mitteln sind also hohe Schaltfrequenzen er
reichbar, diese führen zu einer hervorragenden Dynamik der Regelung.
Insgesamt erlaubt die erfindungsgemäße Konzeption einer Leistungsstelleinrichtung
aufgebaut aus mehreren Leistungsmoduln 1 die Erweiterung einer Stromquelle bzw.
einer Spannungsquelle in beliebiger Weise, ohne daß dabei die übergeordnete Pro
zeßsteuerung oder -regelung 8 schaltungstechnisch verändert oder umprogrammiert
werden muß. Lediglich das neue Leistungsmodul 1 muß in die Verbindung eingebaut
werden.
Das erfindungsgemäße Konzept ist auch dann einsetzbar, wenn als Leistungsdatum
am Prozeßausgang kein Gleichstrom, sondern ein Wechselstrom zur Verfügung ste
hen soll. Ebenso ist die Konzeption, wie bereits oben angesprochen, für Fre
quenzumrichter in ähnlicher Weise einsetzbar.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Leistungsmodul 1 entsprechenden Aufbaus
zum Einsatz in einer Leistungsstelleinrichtung.
Schließlich ist Gegenstand der Erfindung auch die Verwendung einer erfindungsge
mäßen Leistungsstelleinrichtung als Schweißenergiequelle.
Ganz allgemein gilt für das erfindungsgemäße Konzept, daß die geregelte Größe eines
Leistungsmoduls komplett unabhängig von den geregelten Größen anderer ange
schlossener Leitungsmoduln ist. Der Maximalwert der ungeregelten Größe jedes Mo
duls muß größer oder gleich dem im Prozeß geforderten Wert sein, wenn sich jedes
Leistungsmodul im Regelbereich befinden soll. Ist der Strom die geregelte Größe, so
können die Ausgangsströme der Leitungsmoduln unterschiedlich sein. Die nicht ge
regelte Größe Spannung muß größer oder gleich der im Prozeß geforderten Spannung,
beispielsweise 24 V, sein. Im Einzelfall kann die Spannung diesen Wert im Leistungs
modul überschreiten, sie darf ihn nur nicht unterschreiten, um im Regelbereich zu
bleiben.
Hinsichtlich Anspruch 9 gilt, daß mehrere Leistungsmoduln in einem mehrphasigen
Netz symmetrisch in einer Sternschaltung betreibbar sind, wenn sie einen elektroni
schen Rückwirkungsschutz (PFC) haben und die Summe der Ausgangsleistungen
aller Leistungsmoduln pro Phase gleich ist.
Claims (15)
1. Elektronische Leistungsstelleinrichtung,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Leistungsstelleinrichtung aus mindestens zwei gleichartigen, jeweils selbst als kompletter Leistungssteller ausgeführten Leistungsmoduln (1) mit bestimmten Lei stungsdaten besteht,
daß jedes Leistungsmodul (1) einen Regelkreis (2) (Strom/ Spannung) umfaßt und einen Netzeingang (3), einen Prozeßausgang (5) und mindestens einen Steuereingang (6) aufweist,
daß die Leistungsmoduln (1) prozeßseitig parallel oder seriell anschließbar sind und steuerungsseitig an ein vorgeschaltetes Leistungsmodul (1) oder eine übergeordnete Prozeßsteuerung oder -regelung (8) angeschlossen sind.
daß die Leistungsstelleinrichtung aus mindestens zwei gleichartigen, jeweils selbst als kompletter Leistungssteller ausgeführten Leistungsmoduln (1) mit bestimmten Lei stungsdaten besteht,
daß jedes Leistungsmodul (1) einen Regelkreis (2) (Strom/ Spannung) umfaßt und einen Netzeingang (3), einen Prozeßausgang (5) und mindestens einen Steuereingang (6) aufweist,
daß die Leistungsmoduln (1) prozeßseitig parallel oder seriell anschließbar sind und steuerungsseitig an ein vorgeschaltetes Leistungsmodul (1) oder eine übergeordnete Prozeßsteuerung oder -regelung (8) angeschlossen sind.
2. Leistungsstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lei
stungsdaten der Leistungsmoduln (1), insbesondere der maximale Ausgangsstrom am
Prozeßausgang (5), gleich sind.
3. Leistungsstelleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der Ausgangsstrom am Prozeßausgang (5) 50 A und die maximale Spannung 60 V
bzw. 40 A/50 V beträgt.
4. Leistungsstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Sollwert für den Regelkreis (2) des Leistungsmoduls (1) auf den
Maximalwert des interessierenden Leistungsdatums, insbesondere des Ausgangs
stroms am Prozeßausgang (5), normiert, insbesondere prozentual vorgegeben ist.
5. Leistungsstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Istwert für den Regelkreis (2) des Leistungsmoduls (1) oder, insbe
sondere, für die übergeordnete Prozeßsteuerung oder -regelung (8) skaliert vorgege
ben ist.
6. Leistungsstelleinrichtung nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß der Ist
wert für die übergeordnete Prozeßsteuerung oder -regelung (8) aus den Istwerten al
ler Leistungsmoduln (1) aufsummiert ist.
7. Leistungsstelleinrichtung nach einem Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Leistungsmoduln (1) steuerungsseitig in Reihe geschaltet sind und der Istwert
von jedem Leistungsmodul (1) zum bezüglich der übergeordneten Prozeßsteuerung
oder -regelung (8) vorgeschalteten Leistungsmodul (1) übergeben und dort mit dem
eigenen Istwert aufsummiert wird.
8. Leistungsstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Leistungsmoduln (1) steuerungsseitig in Reihe geschaltet sind und
ein von der übergeordneten Prozeßsteuerung oder -regelung (8) vorgegebener Soll
wert zu allen Leistungsmoduln (1) durchgeschleift wird.
9. Leistungsstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß drei Leistungsmoduln (1) vorgesehen und netzseitig in Sternschaltung
an ein Drehstromnetz anschließbar sind.
10. Leistungsstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Leistungsmodul (1) einen elektronischen Rückwirkungsschutz
(Power Factor Correction, PFC) aufweist.
11. Leistungsstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Leistungsmodul (1) eine Fehlerüberwachung (14) aufweist, die
steuerungsseitig angeschlossen ist.
12. Leistungsstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Leistungsmodul (1) eine Rückmeldeeinheit (17) für die Anzahl an
geschlossener Leistungsmoduln (1) oder die Summe der interessierenden Leistungs
daten des angeschlossenen Leistungsmoduls (1) aufweist, die steuerungsseitig ange
schlossen ist.
13. Als kompletter elektronischer Leistungssteller ausgeführtes Leistungsmodul (1)
mit bestimmten Leistungsdaten für eine elektronische Leistungsstelleinrichtung nach
einem der Ansprüche 1 bis 12.
14. Leistungsmodul nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß es als kom
pakte, ggf. gehäuste Baueinheit mit externen Anschlüssen, insbesondere Steckan
schlüssen, ausgeführt ist.
15. Verwendung einer elektronischen Leistungsstelleinrichtung nach einem der An
sprüche 1 bis 12, als Schweißenergiequelle.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19930678A DE19930678C2 (de) | 1999-03-26 | 1999-07-02 | Elektronische Leistungsstelleinrichtung, insbesondere als Schweißenergiequelle |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19913709 | 1999-03-26 | ||
DE19930678A DE19930678C2 (de) | 1999-03-26 | 1999-07-02 | Elektronische Leistungsstelleinrichtung, insbesondere als Schweißenergiequelle |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19930678A1 true DE19930678A1 (de) | 2000-11-02 |
DE19930678C2 DE19930678C2 (de) | 2003-03-27 |
Family
ID=7902473
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19930678A Expired - Fee Related DE19930678C2 (de) | 1999-03-26 | 1999-07-02 | Elektronische Leistungsstelleinrichtung, insbesondere als Schweißenergiequelle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19930678C2 (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT412076B (de) * | 2000-12-15 | 2004-09-27 | Fronius Schweissmasch Prod | Verfahren zum verbinden mehrerer schweissgeräte sowie schweissgerät hierfür |
WO2004084393A1 (de) * | 2003-04-17 | 2004-09-30 | Abb Research Ltd. | Vorrichtung und verfahren zur stromversorgung von feldgeräten |
DE102008051844A1 (de) * | 2008-10-17 | 2010-04-22 | Ess Schweißtechnik GmbH | Elektrische Stromquelle |
US20140021179A1 (en) * | 2012-07-23 | 2014-01-23 | Illinois Tool Works Inc. | Method and Apparatus For Providing Welding Type Power |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS53149844A (en) * | 1977-06-02 | 1978-12-27 | Kobe Steel Ltd | Parallel operation of welding power sources |
DE3020899A1 (de) * | 1980-06-02 | 1981-12-03 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Regelanordnung zur lastverteilung von ausgangsseitig parallel geschalteten stromversorgungsgeraeten |
DE3215806C2 (de) * | 1982-04-28 | 1984-12-13 | Kuka Schweissanlagen + Roboter Gmbh, 8900 Augsburg | Gleichstromquelle für das Schweißen mit magnetisch bewegtem Lichtbogen |
EP0688076A1 (de) * | 1994-06-13 | 1995-12-20 | Bull HN Information Systems Italia S.p.A. | Leistungsversorgung mit Leistungsfaktorkorrektur und Schutz gegen Ausfallen der Leistungsfaktorkorrektur |
DE29521223U1 (de) * | 1995-09-28 | 1996-10-31 | Siemens Nixdorf Informationssysteme Ag, 33102 Paderborn | Parallelschaltbare Stromversorgung |
DE19701603A1 (de) * | 1997-01-18 | 1998-07-23 | Cla Son Leasing Und Holding Gm | Komponentenerkennungs- und Verwaltungssystem für Netzwerke, insbesondere für optische Netzwerke, Stecker mit Leiterkabel und Kupplungsbuchse sowie Verfahren zum Aufstellen eines kabelspezifischen Netzwerkplans |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3200086C2 (de) * | 1982-01-05 | 1994-09-01 | Peter Dr.-Ing. 5100 Aachen Puschner | Elektronische Schweißenergiequelle für das Lichtbogenschweißen mit vorgebbarem statischem und dynamischem Verhalten |
CH659156A5 (en) * | 1982-11-30 | 1986-12-31 | Hasler Ag | Method for the protected supply of a load with a rectified DC voltage |
US4754161A (en) * | 1987-07-31 | 1988-06-28 | Westinghouse Electric Corp. | Circuit and method for paralleling AC electrical power systems |
DE19546495A1 (de) * | 1995-12-13 | 1997-06-19 | Aeg Stromversorgungs Syst Gmbh | Schaltungsanordnung und Verfahren für eine gleichmäßige Aufteilung der elektrischen Leistung |
-
1999
- 1999-07-02 DE DE19930678A patent/DE19930678C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS53149844A (en) * | 1977-06-02 | 1978-12-27 | Kobe Steel Ltd | Parallel operation of welding power sources |
DE3020899A1 (de) * | 1980-06-02 | 1981-12-03 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Regelanordnung zur lastverteilung von ausgangsseitig parallel geschalteten stromversorgungsgeraeten |
DE3215806C2 (de) * | 1982-04-28 | 1984-12-13 | Kuka Schweissanlagen + Roboter Gmbh, 8900 Augsburg | Gleichstromquelle für das Schweißen mit magnetisch bewegtem Lichtbogen |
EP0688076A1 (de) * | 1994-06-13 | 1995-12-20 | Bull HN Information Systems Italia S.p.A. | Leistungsversorgung mit Leistungsfaktorkorrektur und Schutz gegen Ausfallen der Leistungsfaktorkorrektur |
DE29521223U1 (de) * | 1995-09-28 | 1996-10-31 | Siemens Nixdorf Informationssysteme Ag, 33102 Paderborn | Parallelschaltbare Stromversorgung |
DE19701603A1 (de) * | 1997-01-18 | 1998-07-23 | Cla Son Leasing Und Holding Gm | Komponentenerkennungs- und Verwaltungssystem für Netzwerke, insbesondere für optische Netzwerke, Stecker mit Leiterkabel und Kupplungsbuchse sowie Verfahren zum Aufstellen eines kabelspezifischen Netzwerkplans |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT412076B (de) * | 2000-12-15 | 2004-09-27 | Fronius Schweissmasch Prod | Verfahren zum verbinden mehrerer schweissgeräte sowie schweissgerät hierfür |
US7041936B2 (en) | 2000-12-15 | 2006-05-09 | Fronius International Gmbh | Method for connecting several welding devices and corresponding welding device |
WO2004084393A1 (de) * | 2003-04-17 | 2004-09-30 | Abb Research Ltd. | Vorrichtung und verfahren zur stromversorgung von feldgeräten |
DE102008051844A1 (de) * | 2008-10-17 | 2010-04-22 | Ess Schweißtechnik GmbH | Elektrische Stromquelle |
US20140021179A1 (en) * | 2012-07-23 | 2014-01-23 | Illinois Tool Works Inc. | Method and Apparatus For Providing Welding Type Power |
WO2014018300A1 (en) * | 2012-07-23 | 2014-01-30 | Illinois Tool Works Inc. | Method and apparatus for providing welding type power using multiple power modules |
US9381592B2 (en) * | 2012-07-23 | 2016-07-05 | Illinois Tool Works Inc. | Method and apparatus for providing welding type power |
US10625360B2 (en) | 2012-07-23 | 2020-04-21 | Illinois Tool Works Inc. | Method and apparatus for providing welding type power |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19930678C2 (de) | 2003-03-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2754846C2 (de) | Schaltungsanordnung zur definierten Stromaufteilung zwischen parallel geschalteten Schaltregler-Leistungsstufen in einem Gleichspannungsschaltregler | |
EP1526633A2 (de) | Vorrichtung zum Stellen von Wechselstrom | |
DE102011107153A1 (de) | Mehrstufige parallele leistungsumsetzer | |
DE112014001538B4 (de) | Verfahren zum Bestimmen von Strombegrenzungen für Kopplervorrichtungenund ein elektrischer Schaltkreis zum Durchführen des Verfahren | |
DE3225285A1 (de) | Verfahren zum betrieb einer hochspannungs-gleichstromuebertragungsanlage mit beliebig vielen umformerstationen | |
EP2982018A1 (de) | Stromversorgungseinheit und verfahren zum parallelschalten mehrerer stromversorgungseinheiten | |
DE69824751T2 (de) | Regler | |
DE10152653B4 (de) | Vorrichtung zur eigensicheren redundanten Strom-Spannungsversorgung | |
EP2624428A1 (de) | Modulare DC Stromversorgung mit unabhängigen Ausgangswandlern | |
DE19930678C2 (de) | Elektronische Leistungsstelleinrichtung, insbesondere als Schweißenergiequelle | |
DE102016215606A1 (de) | Mehrphasenleistungsumsetzer | |
DE4323290A1 (de) | Anordnung mit einem Schrägtransformator | |
DE19612744C1 (de) | Transformatoranordnung | |
DE112011101606T5 (de) | Elektronische Energiekonditionierschaltung | |
EP3024003B1 (de) | Vorrichtung zur einstellung einer spannung mit wenigstens einer elektromagnetischen vorrichtung | |
DE3941052C1 (de) | ||
DE102020126925B4 (de) | Regler | |
DE19547155C1 (de) | Elektrische Schaltungsanordnung zur Umformung einer Eingangsspannung | |
DE4413383A1 (de) | Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Betriebsspannungen für Eingabe, Ausgabebaugruppen von Automatisierungsgeräten | |
DE2254531C3 (de) | Stromversorgungsschaltung mit Magnetverstärker | |
EP0122541B1 (de) | Stromversorgungsschaltung | |
DE4401728A1 (de) | Stromsymmetrierungsschaltung | |
EP0881736A2 (de) | Schaltunganordnung einer Stromversorgungseinheit | |
DE3227252C2 (de) | Einrichtung zur Fernspeisung von elektrischen Verbrauchern | |
EP0885480B1 (de) | Schaltungsanordnung für schaltnetzteile mit mehreren lastunabhängigen ausgangsspannungen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: METABOWERKE GMBH, 72622 NUERTINGEN, DE |
|
8304 | Grant after examination procedure | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |