DE2130324B2

DE2130324B2 - Lichtbogenschweisstromquelle

Info

Publication number: DE2130324B2
Application number: DE19712130324
Authority: DE
Inventors: Heinrich 8240 Schönau Kurz
Original assignee: Süd-Elektronik Ing. Heinrich Kurz Transistorensteuerungen, 8240 Schönau
Priority date: 1971-06-18
Filing date: 1971-06-18
Publication date: 1978-02-16
Also published as: DE2130324A1; DE2130324C3

Description

Die Erfindung betrifft eine Lichtbogenschweißstromquelle mit einem Schweißtransformator, dessen Primärwicklung über eine Steuereinrichtung, die aus einem von einem Wechselstromsteller gesteuerten Ventil besteht, an ein Wechselstromnetz anschließbar ist und dessen Sekundärwicklung einen durch die Steuereinrichtung einstellbaren Schweißstrom liefert.

Eine derai iige Lichtbogenschweißstromquelle ist aus der französischen Patentschrift 14 96 139 bekannt. Dort kann der von der Lichtbogenschweißstromquelle zu liefernde Schweißstrom durch die von dem Wechselstromsteller gesteuerte Ventilanordnung über den gesamten Einstellbereich kontinuierlich eingestellt werden. Dabei treten jedoch Schwierigkeiten auf, weil durch die bei der Phasenanschnittssteuerung auftretenden Spannungslücken der Schweißlichtbogen unterbrochen werden kann. Dies gilt insbesondere bei kleineren Stromeinstellungen mit den entsprechend großen Spannungslücken. Ein stetiger Schweißvorgang ist dann praktisch nicht mehr möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Schwierigkeiten zu vermeiden. Diese Aufgabe wird bei einer Lichtbogenschweißstromquelle der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß am Schweißtransformator eine zur Steuereinrichtung und (ersten) Primärwicklung des Schweißtransformators parallelgeschaltete zweite Primärwicklung angeordnet ist, deren Stromaufnahme dem sekundärseitig minimal erwünschten Schweißstrom entspricht.

Eine Lichtbogenschweißstromquelle, bei der die Einstellung des Schweißstroms mittels Phasenanschnittsteuerung auf der Primärseite des Schweißtransformators erfolgt und dennoch ein bestimmter minimaler Schweißstrom geliefert werden soll, ist an sich aus der US-Patentschrift 23 72 146 oder der japanischen Gebrauchsmusterschrift 38 14 323 bekannt. Bei diesen bekannten Lichtbogenschweißstromquellen ist jedoch keine zweite Primärwicklung des Schweißtransformators, sondern ein zur Schaltventilanordnung parallelgeschalteter Widerstand vorgesehen, der sich stark erwärmt und entsprechend gekühlt werden muß. Demgegenüber ist eine erfindungsgemäße Lichtbogenschweißstromquelle vorteilhafter, weil abwechselnd die erste und zweite Primärwicklung (Umschaltung von Grundstrom auf Hauptstrom, also Änderung der Stromverteilung in den Wicklungen) belastet wird und so eine günstige Verteilung der Erwärmung in den Primärwicklungen stattfindet. Auf diese Weise ist vor allem im mittleren Bereich der Lichtbogen-Schweißleistung eine höhere Einschaltdauer der Lichtbogenschweißstromquelle erreichbar.

ίο Um bei dieser Arbeitsweise sekundärseitig einen magnetischen Kurzschluß mit Sicherheit zu vermeiden, können in Weiterbildung der Erfindung die Windungszahlen der ersten und zweiten Primärwicklung einander elektrisch (imaginär) gleich sein.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels soll nachstehend die Erfindung näher erläutert werden.

Die Zeichnung zeigt ein Schaltbild einer erfindungsgemäßen Lichtbogenschweißstromquelle mit Lichtnetzanschluß an den Klemmen 1 und 2. In an sich bekannter Weise sind die Klemmen 1 und 2, an die beispielsweise eine Wechselspannung von 220 V mit einer Frequenz von 50 Hz angelegt ist, durch einen Kompensationskondensator 3 überbrückt, der im praktischen Ausführungsbeispiel eine Kapazität von 160 μΡ hai. Mit 4 ist ein Schweißtransformator bezeichnet, der eine erste Primärwicklung 5 und eine zu dieser parallelgeschaltete zweite Primärwicklung 6 enthält, um in einer Sekundärwicklung 7 des Schweißtransformators 4 einen gewünschten, über Lichtbogen-Schweißelektroden 8 fließenden Schweißstrom zu induzieren. Zum Einstellen des Schweißstromes in einem vorgegebenen Einstellbereich ist zwischen dem Kompensationskondensator 3 und der ersten Primärwicklung 5 eine Steuereinrichtung angeordnet, die aus einem Wechselstromsteller 9 und einem gesteuerten Ventil 10 in Form eines Triac besteht. Der Wechselstromsteller 9 ist dabei ein Triacregler mit Phasenanschnittsteuerung, die das steuerbare Ventil 10 in Abhängigkeit von der Einstellung eines im Wechselstromsteller vorhandenen Potentiometers 11 mehr oder weniger lang öffnet. Solange das gesteuerte Ventil 10 geschlossen ist, liefert allein die zweite Primärwicklung 6 einen Grundstrom. Um sekundärseitig einen magnetischen Kurzschluß zu vermeiden, sollten die Windungszahlen der beiden Primärwicklungen 5 und 6 das gleiche Übertragungsverhältnis zur Sekundärwicklung 7 ergeben, einander also elektrisch (imaginär) gleich sein.

Die dargestellte Schaltungsanordnung wirkt in folgender Weise. Die zweite Primärwicklung 6 ist so bemessen, daß sie sekundärseitig einen bestimmten gewünschten minimalen Schweißstrom, beispielsweise 50 A, liefert. Die erste Primärwicklung 5 wird über den Wechselstromsteller 9 gesteuert. Im Leerlauf des Schweißtransformators bleibt der Wechselstromsteller 9 mit dem steuerbaren Ventil 10 gesperrt. Unabhängig von der jeweiligen Einstellung des Wechselstromstellers

9 bleibt die sekundärseitige Zündspannung durch die zweite Primärwicklung 6 stets konstant.

Beim Schweißen verkleinert sich der Scheinwiderstand der ersten Primärwicklung 5, so daß am bis dahin gesperrten Ventil 10 ein Spannungsabfall auftritt, der den Wechselstromsteller 9 für eine Phasenanschnittsteuerung betätigt. Je nach Einstellung des Phasenanschnitts am Wechselstromsteller 9 fließt dann mehr oder μ weniger lang ein Strom durch die im Vergleich zur zweiten Primärwicklung 6 niederohmige erste Primärwicklung 5, so daß während der Öffnungszeit des Ventils

10 die erste Primärwicklung 5 den Schweißstrom

induziert. Die durch die Phasenanschnittsteuerung beim Schiielien des Ventils 10 entstehende Spannungslückc jzw. Stromlücke wird durch den Grundstrom, der über die zweite Primärwicklung 6 fließt, teilweise ausgefüllt. Es erfolgt also beim Schweißen ein stetiges Umschalten des sekundärseitig abgegebenen Schweißstromes von der ersten auf die zweite Primärwicklung (Hauptstrom- und Grundstromwicklung).

Für den Wechselstromsteller 9 eignet sich jeder bekannte Triacregler mit einem Potentiometer 11 als Einstellglied. Das Potentiometer 11 bildet mit weiteren Widerständen 12 und 13 einen Spannungsteiler, dem ein Kondensator 15 vorgeschaltet ist. Zum Schutz des Ventils 10 sind diesem ein Kondensator 15 und ein Widerstand 13 in Serie parallel geschaltet. Von einem Fußpunkt zwischen dem Kondensator 15 und dem Widerstand 12 aus erfolgt die Steuerung des Ventils 10 durch Phasenanschnitt über einen Diac 17 mit nachgeschaltetem Widerstand 18. Mit 19 ist ein am Schweißtransformator oder Triacregler vorhandener, das Gerät schützender Thermowächter bezeichnet. Dieser Thermowächter 19 schaltet das Gerät bei Überlastung auf den Grundstrom bzw. den gewünschten SchweiBstrom zurück.

Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel ist der Triacregler so bemessen, daß durch Einstellung seines Potentiometers 11 der von der Sekundärwicklung 7 abgegebene Schweißstrom zwischen 50 und 130A bei einer sekundärseitigen konstanten Leerlaufspannung von etwa 50 V kontinuierlich geregelt werden kann. Die erste Primärwicklung 5 kann beispielsweise aus Kupferdraht von 2,8 mm Durchmesser bei einer Gesamtwindungszahl von 250 bestehen, während die zweite Primärwicklung 6 aus Kupferdraht von 1,8 mm Durchmesser durch zwei gegensinnig gespeiste Wicklungen von 320 Windungen einerseits und 70 Windungen andererseits (elektrische Windungszahl 250) gebildet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Lichtbogenschweißstromquelle mit einem Schweißtransformator, dessen Primärwicklung über eine Steuereinrichtung, die aus einem von einem Wechselstromsteller gesteuertem Ventil besteht, an ein Wechselstromnetz anschließbar ist und dessen Sekundärwicklung einen durch die Steuereinrichtung einstellbaren Schweißstrom liefert, dadurch gekennzeichnet, daß am Schweißtransformator (4) eine zur Steuereinrichtung und (ersten) Primärwicklung (5) des Schweißtransformators parallelgeschaltete zweite Primärwicklung (6) angeordnet ist, deren Stromaufnahme dem sekundärseitig minimal erwünschten Schweißstrom entspricht.

2. Lichtbogenschweißstromquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungszahlen der ersten und zweiten Primärwicklung (5, 6) einander elektrisch gleich sind.