DE2130335A1 - Schweissstrom-Steuergeraet fuer Lichtbogenschweissen - Google Patents

Schweissstrom-Steuergeraet fuer Lichtbogenschweissen

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DE2130335A1
DE2130335A1 DE19712130335 DE2130335A DE2130335A1 DE 2130335 A1 DE2130335 A1 DE 2130335A1 DE 19712130335 DE19712130335 DE 19712130335 DE 2130335 A DE2130335 A DE 2130335A DE 2130335 A1 DE2130335 A1 DE 2130335A1
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DE
Germany
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welding
control device
welding current
valve
alternating current
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Pending
Application number
DE19712130335
Other languages
English (en)
Inventor
Heinrich Kurz
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SUED ELEKTRONIK ING HEINRICH K
Original Assignee
SUED ELEKTRONIK ING HEINRICH K
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/10Other electric circuits therefor; Protective circuits; Remote controls
    • B23K9/1006Power supply

Description

  • Schweißstrom-Steuergerät für Lichtbogenschweißen.
  • Die erfindung betrifft ein Schweißstrom-Steuergerät für Lichtbogenschweißen mit einem Schweißtransformator, dessen Primärwicklung über eine Steuereinrichtung an ein Wechselstromnetz anschließbar ist und dessen Sekundärwicklung einen durch die Steuereinrichtung einstellbaren Schweißstrom liefert.
  • Derartige Geräte sind aus Angeboten im Handel bekannt und dienen insbesondere als Kleinschweißtransformatoren, Schweißtransformatoren oder Schweißgleichrichter einem Einsatz an beliebigen Montageplätzen, die einen Licht-oder Kraftnetzanschluß aufweisen. Die Steuereinrichtung zum wahlweisen Einstellen des Schweißstromes ist dabei ein in den primärseitigen Stromkreis des Schweißtransformators eingreifender Stufenschalter. Dieser Stufenschalter ist in der Praxis so ausgebildet, daß im Einklang mit einer bestimmten Schaltstellung mehr oder weniger Windungen einer aus zwei Abschnitten bestehenden Primärwicklung des Schweißtransformators überbrückt werden.
  • Bei den geschilderten bekannten Schweißgeräten ist der Schweißstrom aufgrund der Verwendung eines Stufenschalters nur in entsprechender Stufenzahl einstellbar. Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Lichtbogen-Schweißgerät zu schaffen, dessen Schweißstrom kontinuierlich eingestellt werden kann. Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Schweißstrom-Steuergerät der eingangs erwähnten Art nach der Erfindung vorgeschlagen, daß die Steuereinrichtung aus einem von einem Wechselstromsteller gesteuerten Ventil besteht, dem ein Grundlastwiderstand parallel geschaltet ist, dessen Widerstandswert den niedrigst gewünschten Schweißstrom bei gesperrtem Ventil bestimmt.
  • Mit der vorliegenden Erfindung ist ein elektronisches Schweißstrom-Steuergerät erzielt, das sich zunächst durch einen stufenlosen kontinuierlichen Schweißstrom-Einstellbereich auszeichnet, innerhalb dessen jeder beliebige Schweißstrom einstellbar ist. Darüberhinaus ist im Vergleich zu den herkömmlichen Schweißgeräten mit Stufenschalter eine Reihe weiterer Vorteile vorhanden.
  • Durch den Wegfall des Stufenschalters ist der Verdrahtungsaufwand vermindert. Die Montage des Schweißtransformators ist wesentlich vereinfacht, da Anzapfungen der Wicklungen für den Stufenschalter entfallen. Es ist auch nur noch eine durchgehend wickelbare Primärwicklung für den maximal gewünschten Schweißstrom erforderlich, so daß sich Einsparungen an Windungszahlen und dementsprechende Längen von Leiterdraht ergeben. Dies bedeutet bei den technisch gebräuchlichen Schweißtransformatoren mit Kupfer als Leiterdraht eine erhebliche Kupfer einsparung. Als Folge dieser Kupfereinsparung ist es vertretbar, die Primär- und Sekundärwicklung im Leitungsquerschnitt zu vergrößern, was eine erhöhte Einschaltdauer ermöglicht.
  • Das gesteuerte Ventil eines erfindungsgemäßen Schweißstrom-#teuergerätes ist vorzugsweise ein bipolares Halbleiterbauelement in Form eines sogenannten Triac. Als Wechselstromsteller ist ein an sich bekannter Uriacsteller oder Triacregler mit einem Potentiometer zum Einstellen der gewünschten elektrischen Werte geeignet. Dabei empfiehlt es sich, zum Schutz des Triacreglers an diesem oder am Schweißtransformator einen Thermowächter vorzusehen.
  • Bei einem Schweißstrom-Steuergerät, auf das die Erfindung sich bezieht, ist normalerweise ein zum wechselstromnetzseitigen Eingang parallel geschalteter Kompensationskondensator vorgeschrieben. Es ist dann erforderlich, daß der Wechselstromsteller mit dem gesteuerten Ventil und parallem Grundlastwiderstand zwischen dem Kompensationskondensator und dem Ende der Primärwicklung angeordnet ist.
  • Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei spieles soll nachstehend die Erfindung mit weiteren Merkmalen näher erläutert werden.
  • Die Zeichnung zeigt ein Schaltbild eines erfindungsgemäßen elektronischen Schweißstrom-Steuergerätes für Lichtbogen-Schweißtransformatoren 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 Ausführungabeispiel eine Kapazität von 160 /uF hat. Mit 4 ist die Primärwicklung eines Schweißtransformators bezeichnet, der an seiner Sekundärwicklung 5 einen Schweißstrom für Lichtbogen-Schweißelektroden 6 liefert. Zwischen dem Kompensationskondensator 3 und der Primärwicklung 4 des Schweißtransformators ist eine Steuereinrichtung eingeschaltet, die aus einem Wechselstromsteller 7 und einem gesteuerten Ventil 8 in Form eines Triac besteht. Dem Wechselstromsteller 7 mit dem gesteuerten Ventil 8 ist erfindungsgemäß ein Grundlastwiderstand 9 parallel geschaltet. Dieser Grundlastwiderstand 9 soll so bemessen sein, daß über ihn bei nicht angesteuertem Ventil 8 unter Berücksichtigung des Widerstandswertes des Wechselstromstellers 7 ei#n Grundstrom fließt, dessen Stärke dem niedrigsten gewünschten Schweißstrom entspricht.
  • Bei der dargestellten Schaltungsanordnung wirkt sich zur nächst im Leerlauf des Schweißtransformators der Wechselstromsteller 7, von dem Einzelheiten noch weiter unten beschrieben werden sollen, wegen seiner Überbrückung durch den Grundlastwiderstand nicht aus. Erst beim Schwei-Ben fällt am Grundlastwiderstand 9 eine größere Spannung ab. Dadurch erfolgt eine von der Einstellung des Wechselstromstellers 7 abhängige Phasenanschnittsteuerung des Ventils 8. Die Anfangseinstellung des Wechseletromstellers 7 ist so gewählt, daß dieser einen Teil des über den Grundlastwiderstand 9 fließenden Stromes übernimmt, wodurch der Grundlastwiderstand 9 teilweise entlastet wird.
  • Je nach Einstellung des Wechselstromstellers 7 wird nun das Ventil 8 durch Phasenanschnitt mehr oder weniger lang geöffnet und damit ein entsprechend hoher Schweißstrom ermöglicht. zersDer solchermaßen auf der Sekundärseite des Lichtbogen-Schweißtransformators erzeugte Schweißstrom ist kontinuierlich einstellbar, da man den Wechselstromsteller 7 stufenlos regeln kann. Der Grundlastwiderstand hat dabei die wesentliche Aufgabe, die im Phasenanschnitt vorhandene Spannungslücke, in welcher der Lichtbogen auszugehen droht, zu überbrücken. Die so erhaltene konstante Zündspannung über den gesamten Einstellbereich des Schweißstromes macht ein müheloses und genaues Schweißen infolge eines ruhigen stabilen Lichtbogens möglich.
  • Für den Wechselstromsteller 7 eignet sich jeder bekannte Triacregler mit einem Potentiometer 10 als Einstellglied.
  • Das Potentiometer 10 bildet mit weiteren Widerständen 11 und 12 einen Spannungsteiler, dem ein Kondensator 14 vorgeschaltet ist. Zum Schutz des Ventils 8 sind diesem ein Kondensator 15 und ein Widerstand 13 in Serie parallel geschaltet. Von einem Fußpunkt zwischen dem Kondensator 14 und dem Widerstand 11 aus erfolgt die Steuerung des Ventils 8 durch Phasenanschnitt über einen Diac 16 mit nachgeschaltetem Widerstand 17. Mit 18 ist ein wahlweise am Schweißtransformator oder Triacregler vorhandener, das Gerät schützender Thermowächter bezeichnet.
  • Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel ist der Triacregler so bemessen, daß durch Einstellung des Potentiometers 10 der von der Sekundärwicklung 5 abgegebene Schweißstrom zwischen 50 und 150 A bei einer sekundärseitigen Leerlaufspannung von etwa 50 V kontinuierlich geregelt werden kann. Die Primärwicklung 4 kann beispielsweise aus Kupferdraht von 2,8 mm Durchmesser bei einer Gesamtwindungszahl von 250 bestehen. In diesem Fall hat der Grundlastwiderstand 9 einen Widerstandswert von etwa 12 Ohm.
  • Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel. Insbesondere kann der Wechselstromsteller auch einen anderen Schaltungsaufbau haben. Weiterhin können für das Steuerventil anstelle eines Triac auch andere geeignete Bauelemente, beispielsweise zwei antiparallel geschaltete Thyristoren oder Thyratrons treten.
  • Schließlich kann es wichtig sein, die das Ventil steuernden Schaltelemente des Wechselstromstellers, also die eigentliche Zündschaltung mit Phasenanschnittsteuerung über Transformatoren galvanisch vom Wechselstromnetz zu trennen. Eine solche galvanische Trennung benötigt man vor allem bei einer Fernsteuerung des Gerätes, da die aus dem Gerät herausgeführten Leitungen für Ferneinstellung des Potentiometers des Wechselstromstellers nur Niederspannung, beispielsweise unter 42 V führen dürfen.
  • Für die Erfindung ist wesentlich das Prinzip, den Grundstrom in Sinusform durch einen Lastwiderstand fließen zu lassen, der durch einen Wechselstromsteller mit Phasenanschnittsteuerung überbrückt ist. Dabei wurde davon ausgegangen, daß bei Leistungssteuerung von Lichtbogen-Schweißgeräten durch Phasenanschnitt aufgrund der auftretenden Spannungs- bzw. tromlücken der Schweiß-Lichtbogen unterbrochen werden würde. Dementsprechend müßte der Lichtbogen umso mehr abreißen, je größer die Lücke bei kleinerer Stromeinstellung ist. Ein damit verbundenes ständiges Kleben der Zündelektroden wird durch den parallel zur Phasenanschnittsteuerung geschalteten Grundlastwiderstand völlig vermieden.

Claims (6)

Patentansprüche.
1) SchweiEstrom-Steuergerät für Lichtbogenschweißen mit einem Schweißtransformator, dessen Primärwicklung über eine Steuereinrichtung an ein Wechselstromnetz anschließbar ist und dessen Sekundärwicklung einen durch die Steuereinrichtung einstellbaren Schweißstrom liefert, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Steuereinrichtung aus einem von einem Wechselstromsteller (7) gesteuertem Ventil (8) besteht, dem ein Grundlastwiderstand (9) parallel geschaltet ist, dessen Widerstandswert den niedrigst gewünschten Schweißstrom bei gesperrtem Ventil (8) bestimmt.
.2) Schweißstrom-Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das durch den Wechselstromsteller (7) gesteuerte Ventil (8) ein Triac ist.
3) Schweißstrom-Steuergerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselstromsteller (7) ein an sich bekannter Triacregler mit Phasenanschnittsteuerung ist, der als Einstellglied ein Potentiometer (10) enthält.
4) Schweißstrom-Steuergerät nach Anspruch 3,- dadurch gekennzeichnet, daß am Schweißtransformator oder am Triacregler ein Thermowächter (18) vorhanden ist.
5) Schweißstrom-Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit einem parallel zum wechselstrom-netzseitigen Eingang geschalteten Kompensationskondensator, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselstromsteller (7) mit dem gesteuerten Ventil (8) und parallem Grundlastwiderstand (9) zwischen dem Kompensationskondensator (3) und einem Ende der Primärwicklung (4) angeordnet ist.
6) Schweißstrom-Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die das Ventil (8) steuernde Schaltung (Zündschaltung) des Wechselstroms-tellers (7) vom Wechselstromnetz über Transformatoren galvanisch getrennt ist.
DE19712130335 1971-06-18 1971-06-18 Schweissstrom-Steuergeraet fuer Lichtbogenschweissen Pending DE2130335A1 (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2530381A1 (de) * 1975-01-10 1976-07-15 Kalnbach Wks Schweisstech Geraet zur erzeugung regelbarer stroeme hoher stromstaerken, insbesondere schweissgeraet
US4392046A (en) * 1981-03-26 1983-07-05 Tzeng Huann Jang Electronic device for arc welding equipment

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE2530381A1 (de) * 1975-01-10 1976-07-15 Kalnbach Wks Schweisstech Geraet zur erzeugung regelbarer stroeme hoher stromstaerken, insbesondere schweissgeraet
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