DE2251568B2

DE2251568B2 - Ueberwachungsvorrichtung zur verhinderung von funkenueberschlaegen in einer hochspannungsanlage

Info

Publication number: DE2251568B2
Application number: DE19722251568
Authority: DE
Inventors: Franz DipL-Ing Staad; Ribnitz Peter Dipl.-Ing St. Gallen; Braun (Schweiz)
Original assignee: Gema Ag, Apparatebau, St. Gallen (Schweiz)
Priority date: 1971-10-28
Filing date: 1972-10-20
Publication date: 1977-11-17
Also published as: CH532859A; CA960294A; US3764883A; FR2158031B1; GB1383065A; IT966770B; FR2158031A1; DE2251568A1; ES408056A1; JPS4851218A; BR7207546D0; ES408056A0; SE380940B; DE2251568C3

Description

Die Erfindung betrifft eine Überwachungsvorrich-Hing zur Verhinderung von Funkenüberschlägen in einer Hochspannungsanlage für Sprühelektroden, mit einer Hochfrequenzspannungsquelle und einem Hochspannungstransformator, dessen Sekundärwicklung über eine Hochspannungskaskade mit der Sprühelektrode verbunden ist.

Es ist in der Praxis allgemein bekannt, die Hochspannung an Sprühelektroden bei Einrichtungen zum Spritzlackieren derart zu überwachen, daß die Stromversorgung zur Sprühelektrode erst dann unterbrochen wird, wenn es beispielsweise durch zu starke Annäherung zwischen der Sprühelektrode und dem zu behandelnden Gegenstand bereits zu einem Funke:nüberschlag gekommen ist. Eine große Gefahr liegt dann in einer möglichen Explosion der versprühten Pulverwolke. Außerdem wird durch jeden Überschlag die Oberfläche des aufgesprühten Überzugs verschlechtert. Man versucht daher, die Überschläge möglichst energiearm zu machen, indem man eine Wechselspannung möglichst hoher Frequenz verwendet, damit der Hochspannungstransformator und die Kapazitäten in der Hochspannungskaskade klein gewählt werden können und dadurch wenig Energie speichern. Bei anderen Überwachungsvorrichtungen wird die Elektrodenspannung reduziert, sobald ein Überschlag auftritt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache Überwachungsvorrichtung zu schaffen, welche schon die Bildung von Funkenüberschlägen verhindert und nicht erst nach dem Auftreten von Funkenüberschlägen wirksam wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Hochfrequenzspannungsquelle über einen Leistungsverstärker, der ab einem vorbestimmten Wert seines Ausgangsstroms eine Strombegrenzung und eine abnehmende Ausgangsspannung aufweist, mit der Primärwicklung des Hochspannungstransformators verbunden ist und daß ein Komparator vorgesehen ist, dessen Eingänge mit dem Eingang bzw. dem Ausgang des Leistungsverstärkers verbunden sind, und welcher, falls die Ausgangsspannung des Verstärkers kleiner ist als seine Eingangsspannung, über eine Abschaltvorrichtung den Stromkreis zur Sprühelektrode unterbricht.

Hierdurch werden die sonst mit dem Auftreten von Funken verbundenen Risiken ausgeschaltet, daß einmal Explosionen der Pulverwolke stattfinden und zum anderen die Funken selbst die Oberfläche des aufgesprühten Überzugs qualitativ beeinträchtigen.

Ein Ausführungsbeispiel der Überwachungsvorrichtung wird im folgenden anhand der Figuren beispielsweise erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Schema der Überwachungsvorrichtung, wobei ein Teil blockschemamäßig, ein Teil komponentenmäßig dargestellt ist, und

Fig.2 die Abhängigkeit der Ausgangsspannung des Leistungsverstärkers vom Ausgangsstrom bei konstanter Eingangsspannung.

Ein in Fig. 1 blockschemamäßig dargestellter, als Hochfrequenzspannungsquelle dienender Oszillator 1 erzeugt eine Wechselspannung mit einer Frequenz von 17 kHz mit einer konstanten Spannung von 12 V. Sein Ausgang ist mit dem ersten Anschluß eines ersten Potentiometers Λι, dessen zweiter Anschluß geerdet ist, verbunden. Der Schleifer des Potentiometers ist über einen zu einem Relais A gehörenden Ruhekontakt a mit dem Eingang eines Leistungsverstärkers 2 einerseits und mit der Anode einer ersten Diode D\ andererseits verbunden. Der Leistungsverstärker 2 weist eine große Stromverstärkung auf; seine Spannungsverstärkung beträgt normalerweise ungefähr Eins. Die Ausgangsspannung U_a entspricht bis zu einem vorbestimmten Ausgangsstrom U der Eingangsspannung Uc- Überschreitet der Ausgangsstrom /_a den Wert //, so nimmt die Ausgangsspannung U₁ ungefähr linear ab (F i g. 2) und beträgt 0 beim maximal möglichen Ausgangstrom Ia" (Kurzschluß). Der Ausgang des Verstärkers 2 ist mit der Primärwicklung eines Hochspannungstransformators 3 Und mit der Anode einer zweiten Diode O₂ verbunden. Die Sekundärwicklung des Hochspannungstransformaiors liegt am Eingang einer Hochspannungskaskade 4, welche eine Gleichspannung von ca. 70 kV an die Sprüelektrode 5 liefert.

Der erste Anschluß eines zweiten Potentiometers Rj und ein Anschluß eines Kondensators Ci, dessen anderer Anschluß geerdet ist, sind mit eier Kathode der ersten Diode D; verbunden. Der zweite Anschluß des Potentiometers A₂ ist über einen Widerstand R₃ geerdet. Der Schleifer des Potentiometers R₂ ist am nichtinvertierenden, mit + bezeichneten Eingangeines Komparators 6 bekannter Art angeschlossen. Die Kathode der zweiten Diode Ch ist mit dem invertierenden, mit bezeichneten Eingang des Komparator 6 mit einem Anschluß eines geerdeten Kondensators C₂ verbunden. Die Basis eines Schalttransistors T ist über einen Widerstand Ra mit dem Komparatorausgang verbunden. Im Kollektrostromkreis des Transistors Γ liegt ein Relais A.

Im folgenden wird die Funktionsweise der Überwachungsvorrichtung beschrieben. Im No: malbetrieb, das heißt wenn der Ausgangsstrom h des Verstärkers kleiner ist als /«', ist die Spannung U₂, welche der gleichgerichteten Ausgangsspannung U₃ entspricht und die am invertierenden Komparatoreingang angelegt ist, positiver als die Spannung U\ am nichtinvertierenden Komparatoreingang. Die Spannung U\ entspricht der gleichgerichteten Verstärkereingangsspannung U_a abgeschwächt durch die Kombination von Potentionneter R₂ und Widerstand R_}. Die Ausgangsspannung U₃ des Komparator 6 ist negativ, falls die am invertierenden Eingang angelegte Spannung U₂ positiver ist als jene am nichtinvertierenden Eingang. Der Schalttransistor ist daher im Normalzustand gesperrt, das Relais im Ruhezustand und der Ruhekontakt a geschlossen.

Bevor ein Funkenüberschlag an der Sprühelektrode 5

lü

15

20

30 auftritt, beginnt der Elektrodenstrom und entsprechend auch der Strom in der Primärwicklung des Hochspannungstransformaiors, der ungefähr dem Ausgangsstrom /j des Verstärkers entspricht, anzusteigen. Beim Überschreiten des Wertes /„.', der vom Verslärkeraufbau abhängt, beginnt die Ausgangsspannung U_H und damit auch die Spannung lh zu sinken. Falls die Spannung LJ₂ negativer wird als die Spannung LJ;, wird die Ausgangsspannung des Komparator positiv, der Transistor T leitet, das Relais A wird betätigt, und der Ruhekontakt α öffnet sich, so daß die Stromversorgung zur Sprühelektrode unterbrochen wird.

Mit Hilfe des Potentiometers R₂ und dem Widerstand R₃ kann das Verhältnis von Verstärkerein· zur Verstärkerausgangsspannung, bei welchem die Überwachungsvorrichtung ansprechen soll, eingestellt werden. Der Widerstand R\ dient dazu, zu verhindern, daß Lh auf 0 reduzier! werden kann. Dann könnte die Vorrichtung nämlich irrtümlicherweise völlig ausgeschaltet werden, so daß sie nicht einmal bei Funkenüberschlag ansprechen würde.

Mit Hilfe des Potentiometers R\ kann die Eingangsspannung U₁- des Verstärkers und damit indirekt auch die Hochspannung der Sprühelektrode eingestellt werden. Ein Vorteil dieser Überwachungsvorrichtung ist, daß sie nicht vom eingestellten Wert der Eingangsspannung ίΛ· sondern vom Verhältnis von Verstärkerein- zu Verstärkerausgangsspannung abhängig ist. Damit wird eine sichere Abschaltung erreicht, wenn die Sprühelektrodenspannung auf einen vorbestimmten Prozentsatz des Sollwertes abgesunken ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

/1 Patentansprüche:

1. Überwachungsvorrichtung zur V ' 'iderung von Funkenüberschlägen in einer Hod ...inungsanlage für Sprühelektroden, mit eine; Hochfrequenzspannungsquelle und einem Hochspannungstransformator, dessen Sekundärwicklung über eine Hochspannungskaskade mit der Sprühelektrode verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochfrequenzspannungsquelle (1) über einen Leistungsverstärker (2), der ab einem vorbestimmten Wert seines Ausgangsstroms eine Strombegrenzung und eine abnehmende Ausgangsspannung aufweist, mit der Primärwicklung ües Hoch-Spannungstransformators (3) verbunden ist und daß ein Komparator (6) vorgesehen ist, dessen Eingänge mit dem Eingang bzw. dem Ausgang des Leistungsverstärkers (2) verbunden sind, und welcher, falls die Ausgangsspannung des Verstärkers (2) kleiner ist als die Eingangsspannung, über eine Abschaltvorrichtung den Stromkreis zur Sprühelektrode (5) unterbricht.

2. Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochfrequenz-Spannungsquelle (1) ein Oszillator mit einstellbarer Ausgangsspannung ist.

3. Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen je einem Eingang des !Comparators (6) und dem Eingang bzw. dem Ausgang des Verstärkers (2) je ein Gleichrichter angegordnet. ist.

4. Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß da;; Verhältnis von Verstärkereingangsspannunjj (U_e) zu Verstärkerausgangsspannung (U₃), bei welchem die Überwachungsvorrichtung unabhängig vom Wert der Verstärkereingangsspannung (U_e) anspricht, durch ein zwischen Verstärker- und Komparatoreingang (+) angeordnetes Potentiometer (R₂) einstellbar ist.

5. Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschaltvorrichtung ein durch den Komparator (6) betätigbares Relais (A) ist, das einen zwischen der Hochfrequenzspannungsquelle (1) und dem Verstärker (2) angeordneten Schaltkontakt (^aufweist.

6. Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromwert (I₃'), bei welchem die Ausgangsstrombegrenzung einsetzt, durch Verändern von zwei Komponenten im Leistungsverstärker (2) einstellbar ist.