DE2855663A1 - Stromquelle fuer das lichtbogenschweissen - Google Patents

Stromquelle fuer das lichtbogenschweissen

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DE2855663A1 DE19782855663 DE2855663A DE2855663A1 DE 2855663 A1 DE2855663 A1 DE 2855663A1 DE 19782855663 DE19782855663 DE 19782855663 DE 2855663 A DE2855663 A DE 2855663A DE 2855663 A1 DE2855663 A1 DE 2855663A1
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Description

a,
- Je -
MESSER GRIESHEIM GMBH MG 1167
Kennwort: LEW 2-5 EM 865
Erfinder: Röhm Ordner: vil
Stromquelle für das Lichtbogenschweißen
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stromquelle für das Lichtbogenschweißen mit zwei an ein Drehstromnetz angeschlossenen Transformatoren in Scottschaltung und mit einem Frequenzwandler zur Erzeugung eines Einphasenwechselstromes mit einer Schweißstromfrequenz der doppelten Netzfrequenz .
Mit diesem Oberbegriff wird auf einen Stand der Technik Bezug genommen, wie er beispielsweise aus der Elektrotechnischen Zeitschrift 71er Jahrgang, Heft 8/9, Seite 185 bis 188 bekanntgeworden ist. In dieser Zeitschrift ist ein neuer Schweißwandler mit Frequenzwandlung und symmetrischer Netzbelastung beschrieben, bei dem durch eine mit Gleichstrom vormagnetisierte Drossel bei einphasiger Belastung und einer Frequenzumformung von 50 auf 100 Hz
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das Primär-Drehstromnetz symmetrisch, belastet ist. Durch
die höhere Frequenz werden bessere Schweißeigenschaften
bezüglich Zündung, Stabilität des Lichtbogens sowie Qualität der Schweißung durch intensivere Badbewegung erreicht, was insbesondere zu besseren Schweißergebnissen beim Wechselstromschweißen von Aluminium führt. Von Nachteil bei dem
bekannten Schweißwandler ist die Verwendung der mittels
Gleichstrom vormagnetisierten Drossel, durch welche zum
einen eine große Bauform sowie ein relativ großes Gewicht der Schweißstromquelle hervorgerufen wird. Darüber hinaus ist bei diesem Schweißwandler die hohe Blindleistungsaufnahme im Leerlauf ungünstig. Ferner ist ein Kondensator
erforderlich, zur Verbesserung des niedrigen Leistungsfaktors (etwa 0,4) und zusammen mit einer zusätzlichen Induktivität als Resonanzkreis für die 3. Stromoberwelle. Ungünstig ist ferner, daß nur eine Schweißstromeinstellung nur im Verhältnis 1 : 8 möglich ist und eine Regelung/Steuerung nur über den Gleichstromvormagnetierungskreis mit relativ hoher Leistung und induktivitätsbedingter, relativ großer Zeitverzögerung erfolgen kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schweißstromquelle gemäß dem Oberbegriff derart auszubilden, daß die obengenannten Nachteile nicht auftreten.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, daß bei einer Stromquelle der eingangs genannten Art als Frequenzwandler den beiden Transformatorsekundärwicklungen zwei steuerbare Gleichrichterpaare mit entgegengesetzten Durchlaßrichtungen in Einwegmittelpunkts chaltung zugeordnet sind.
Durch die gemäß der Erfindung vorgeschlagene vorteilhafte Ausbildung des Frequenzwandlers wird die obengenannte Aufgäbe gelöst und eine Stromquelle geschaffen, die in ihrer
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Bauforrti und ihrem Gewicht gegenüber der bekannten Einrichtung um ca. mindestens 50 % kleiner ist. Darüber hinaus werden auch die weiteren, obengenannten Nachteile des bekannten Schweißwandlers vermieden, so daß durch die Erfin-D dung eine Stromquelle mit einer Schweißstromfrequenz der doppelten Netzfrequenz mit nahezu optimalen Parametern bei einfachstem Aufbau gebildet wird.
Im nachfolgenden wird die erfindungsgemäße Stromquelle unter Bezugnahme auf die Zeichnung sowie unter Hinweis auf weitere vorteilhafte Merkmale sowie die Unteransprüche näher beschrieben. Es veranschaulicht:
Fig. 1, 4, 5 - Blockschaltbilder von Stromquellen nach der Erfindung Fig. 2, 3 - Strom/Spannungsdiagramme
In der Zeichnung ist eine Stromquelle für das Lichtbogenschweißen in ihrer Gesamtheit mit 10 bezeichnet. Die Stromquelle 10 weist zwei an ein Drehstromnetz 11 angeschlossene Schweißtransformatoren 12 auf, deren Primärwicklungen 13,14 in Scott-Schaltung angeschlossen sind.
Ferner weist die Stromquelle 10 einen Frequenzwandler 15 auf, mit dem ein Einphasenwechselstrom mit einer Schweißstromfrequenz der donpelten Netzfrequenz erzeugt werden kann. Gemäß der Erfindung ist als Frequenzwandler den beiden Transformatorsekundärwicklungen 16, 17 zwei steuerbare Gleichrichterpaare 18/19 bzw. 20/21 mit entgegengesetzten Durchlaßrichtungen 22 bzw. 23 in Einwegmittelpunktschaltung zugeordnet. Dabei weist jede der Sekundärwicklungen 16 und 17 zwei gleiche Wicklungsteile 16a bzw. 16b und 17a bzw. 17b auf, die in einem Mittelpunkt M über Leitungen 24 und 25 mit einem 'ferkstück 26 verbunden sind. Das andere Ende der Sekundärteilwicklungen 16a, 16b ist über steuerbare
Ü8Q027/Q39Q
Gleichrichter 18 und 19 mit dem einen Pol 27 einer Glättungsdrossel 28 verbunden. Der andere Pol 29 der Glättungsdrossel 28 steht über die steuerbaren Gleichrichter 20 und 21 mit dem anderen Anschluß der Sekundärteilweicklungen 17a bzw. 17b in elektrischer Verbindung. Der Mittelpunkt 30 der Glättungsdrossel 28 ist über eine Leitung 31 mit einem schematisch dargestellten Schweißbrenner 32 verbunden.
Es ist besonders günstig, wenn die steuerbaren Gleichrichter 18,19,20,21 als Thyristoren ausgebildet sind. Die Thyristoren 18 bis 21 werden über eine Steuereinrichtung 33 angesteuert f die einen Programmgeber 34 aufweist, der den Steuerelektroden der Thyristoren zugeordnet ist und mit dem die öffnungs- bzw. Schließzeiten der Thyristoren 18 bis 21 einstellbar (programmierbar) sind, und zwar derart, daß entsprechend der Erfindung der Schweißstrom einphasig ist und eine Frequenz der doppelten Netzfrequenz aufweist. Dabei sind die Thyristoren 18 bis 21 entsprechend Fig. 2 (Ausschnitte aus den Trafoprimärspannungen) und Fig. 3 (Sekundäre Leerlaufspannung bei voller Aussteuerung der Thyristoren) geöffnet, wobei die in den Halbwellen der Fig. 2 und 3 angegebenen Zahlen die durchgesuhalteten Thyristoren kennzeichnen.
Bevorzugt ist der Programmgeber 3 4 als an sich bekannter Taktgeber zur Ansteuerung von Thyristorschaltungen ausgebildet.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 sind vier Thyristoren vorgesehen. Es ist selbstverständlich auch eine Schal- * tungsanordnung vorteilhaft einsetzbar, bei der zwei Thyristoren 35, 36 und vier Dioden 37, 38, 39, 40 entsprechend Fig. 4 geschaltet sind.
In Fig. 5 ist eine Schaltung geoffenbart, bei welcher ein Transformator mit einer Frequenz von 100 Hz betrieben wird. Auch mit der Schaltung nach Fig. 5 mit vier Thyristoren 41 und vier Dioden 42 wird in Gegenüberstellung zum Schweiß-
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wandler nach, dem Stand der Technik, eine Stromquelle besonders einfacher Bauart geschaffen.
Bevorzugt wird die beschriebene Stromquelle zum Wolfram-Inertgas-Lichtbogenschweißen verwendet. Selbstverständlich ist jedoch auch eine Verwendung in Verbindung mit Unterpulver-Schweißanlagen mit hohen Schweißwechselströmenr mit Metall-Schutzgasschweißanlagen mit abschmelzender Elektrode sowie bei artverwandten Verfahren möglich.
Anstelle der als steuerbare Schalter und Gleichrichter dienenden Thyristoren können selbstverständlich auch andere äquivalente elektrische bzw. elektronische Bauelemente verwendet werden. So ist beispielsweise der Einsatz von zwei verschiedenen, je eine der genannten Funktionen (Schalten und Gleichrichten) ausübenden Bauteile, wie beispielsweise Diode und Schalttransistor in Reihenschaltung vorteilhaft möglich.
MG 11
Ffm.r 30.11.1978 Be/Ack 25
Ö30027/0390

Claims (4)

  1. Patentansprüche:
    (1. Stromquelle für das Lichtbogenschweißen mit zwei an ein Drehstromnetz angeschlossenen Transformatoren in Scott-Schaltung und mit einem Frequenzwandler zur Erzeugung eines Einphasenschweißwechselstromes mit einer Schweißstromfrequenz der doppelten Netzfrequenz, dadurch gekennzeichnet, daß als Frequenzwandler (15) den beiden Transformatorsekundärwicklungen (16, 17) zwei steuerbare Gleichrichterpaare (18, 19 bzw. 20, 21) mit entgegengesetzten Durchlaßrichtungen (22,23) in Einwegmittelpunktschaltung zugeordnet sind (Fig.1).
  2. 2. Stromquelle nach Anspruch 1r
    dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Frequenzwandler C15) und Schweißstelle (25, 32) eine Glättungsdrossel C28) geschaltet ist.
  3. 3. Stromquelle nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß die steuerbaren Gleichrichter C18 bis 21) als Thyristoren ausgebildet sind.
  4. 4. Stromquelle nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß zum Ansteuern der Thyristoren (18 bis 21) eine Steuereinrichtung (33) vorgesehen ist, die einen als Taktgeber ausgebildeten Programmgeber (34) zum Einstellen der öffnungs- und Schließzeit der Thyristoren (18 bis 21) aufweist.
    MG 1167
    Fön., 30.11.1978 Be/Ack
    ORIGINAL INSPECTED
    030027/0390
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