DE2855663A1 - Stromquelle fuer das lichtbogenschweissen - Google Patents
Stromquelle fuer das lichtbogenschweissenInfo
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Description
a,
- Je -
MESSER GRIESHEIM GMBH MG 1167
Kennwort: LEW 2-5 EM 865
Erfinder: Röhm Ordner: vil
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
. 030027/0390
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.
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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-ß -
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)
- 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. Stromquelle nach Anspruch 1rdadurch gekennzeichnet, daß zwischen Frequenzwandler C15) und Schweißstelle (25, 32) eine Glättungsdrossel C28) geschaltet ist.
- 3. Stromquelle nach Anspruch 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet, daß die steuerbaren Gleichrichter C18 bis 21) als Thyristoren ausgebildet sind.
- 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 1167Fön., 30.11.1978 Be/AckORIGINAL INSPECTED030027/0390
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