DE2913626A1 - Einrichtung zum gleich- und/oder wechselstrom-lichtbogenschweissen mit einem an ein wechselrichter- oder gleichstromnetz anschliessbaren wechselrichter - Google Patents
Einrichtung zum gleich- und/oder wechselstrom-lichtbogenschweissen mit einem an ein wechselrichter- oder gleichstromnetz anschliessbaren wechselrichterInfo
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Description
- 1 MESSER GRIESHEIM GMBH MG 1177
Kennwort: LEW 4 - Nulldurchgang B 412/2
Erfinder: BODEWIG Ordner: VI
Einrichtung zum Gleich- und/oder Wechselstrom-Lichtbogenschweißen mit einem an ein Wechselstrom- oder
Gleichstromnetz anschließbaren Wechselrichter
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Gleich- und/oder Wechselstrom-Lichtbogenschweißen mit
einem an ein Wechselstrom- oder Gleichstromnetz anschließbaren Wechselrichter, zur Erzeugung eines Wechselrichter-Äusgangswechsel
stromes,, dessen Frequenz höher als die Netzfrequenz
ist, wobei der Wechselrichter ansteuerbare Schaltelemente aufweist und ferner der Wechselrxchterausgang
unter Zwischenschaltung eines Transformators sowie ggfs. eines Gleichrichters oder eines zweiten Wechselrichters
mit einem Werkstück oder einer Schweißelektrode verbunden ist und mit einer den Schaltelementen zugeordneten Ansteuereinheit„
der Nulldurchgangssignale zuführbar sind.
Mit diesem Oberbegriff wird auf eine Schweißeinrichtung Bezug genommen, wie sie beispielsweise aus dem Applikations-
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bericht ΑΝ-66 28 der Firma RCA mit dem Titel "Design and
Applications of High Power Ultrasonic Converters Using ASCR1s" bekannt geworden ist.
Der Vorteil dieser aus der Literatur bekannten Einrichtung zum Lichtbogenschweißen soll darin bestehen, daß durch den
Wechselrichter die Eingangsfrequenz für den nachgeschalteten Transformator gegenüber der Netzfrequenz wesentlich
angehoben werden kann, beispielsweise soweit, daß die Frequenz oberhalb der Hörschwelle des Menschen liegt, also
oberhalb 18 Kilohertz. Durch diese Frequenzerhöhung ist
eine geringere Dimensionierung des nachgeschalteten Transformators möglich, wodurch vorteilhaft eine Gewichtsreduzierung
der gesamten Schweißeinrichtung ermöglicht wird, so daß nunmehr die Schweißeinrichtung im Vergleich zu einem
nicht mit einem Wechselrichter arbeitenden Schweißgerät etwa um den Faktor 10 leichter ist.
Bei der vorgeschlagenen Schweißeinrichtung wird die zur richtigen Ansteuerung der Schaltelemente (z.B. Thyristoren)
des Wechselrichters erforderliche Erfassung des Nulldurchgangs des Wechselrichterausgangsstromes dadurch vorgenommen,
daß das Ausgangssignal des Wechselrichters einer Primärwicklung eines sättigenden Impulstransformators zugeführt
wird, so daß bei jedem Nulldurchgang ein Impuls erzeugt wird. Dieser Impuls triggert eine Zeitstufe, welche nach
Ablauf einer einstellbaren Zeit, mindestens jedoch nach Ablauf der Freiwerdezeit des verwendeten ersten Schaltelementes
(Thyristors) des Wechselrichters, ein Flip-Flop triggert. Das Flip Flop bewirkt- dann das Zünden des zweiten
Schaltelementes (Thyristors) des Wechselrichters. Laboruntersuchungen dieser Schaltung zeigten, daß beim Schweißen
und den dabei möglichen extremen BelastungsSprüngen des an
den Wechselrichterausgang angeschlossenen Transformators magnetische Einbrüche im Impulstransformator aufgetreten
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sind. Diese Einbrüche führen zur ungewollten Einleitung eines Nulldurchgangsimpulses und damit zum Zünden des
zweiten Thyristors und zwar zu einer Zeit, in der der erste Thyristor noch betriebsmäßig leitend ist. Somit wird der
zweite Thyristor bereits gezündet, bevor der erste Thyristor gesperrt ist, was zu einem Kurzschluß des Wechselrichters
führt.
Aufgabe der Erfindung ist es, die obengenannten Nachteile
zu vermeiden und eine Stromnulldurchgangserfassung zu schaffen, die ein zu frühes Zünden des jeweils gesperrten
Schaltelementes vermeidet.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art erfindungsmäßig vorgeschlagen, daß
die Nulldurchgangssignale an Freilaufkreisen der Schaltelemente
abgenommen werden. In den Freilaufkreisen fließt nur während der Freilaufphase ein Strom, d. h. nur dann,
wenn der parallel zum Freilaufkreis liegende Thyristor sich 20' in seiner Sperrphase befindet. Damit ist vorteilhaft
sichergestellt, daß der Zündimpuls für den einen Thyristor des Wechselrichters erst dann eingeleitet wird, wenn der
andere Thyristor gesperrt ist. Einbrüche oder sonstige Instabilitäten des Transformators, welcher an den Wechselrichterausgang
angeschlossen ist, haben auf die Nullerfassung und damit das Zünden der Thyristoren vorteilhaft
keinen Einfluß mehr.
In der nachfolgenden Beschreibung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen sowie unter Hinweis auf weitere vorteilhafte
Merkmale die Erfindung näher erläutert. Es veranschaulicht
Fig. 1 und 2 eine Einrichtung zum Lichtbogen- · schweißen mit einem Wechselrichter
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in Halbbrückenschaltung
Fig. 3 und 4 eine Lichtbogenschweißeinrichtung
mit einem Vollbrückenwechselrichter 5
Jede der in den Figuren 1 bis 4 veranschaulichte Einrichtung zum Lichtbogenschweißen weist einen Gleichstromteil
10 auf, dem ein Wechselrichter 11 mit zugeordneter Ansteuereinheit
12 nachgeschaltet ist. Ausgangsseitig ist der Wechselrichter 11 über einen Transformator 13 und einen
Gleichrichter 14 mit einem Werkstück 15 und einem Schweißbrenner
16 elektrisch verbunden.
Der Gleichstromteil 10 besteht im wesentlichen aus einem
5 Gleichrichter 17, dem Glättungskondensatoren 18 und eine
Glättungsdrossel 19 nachgeschaltet sind.
Der Wechselrichter 11 ist gemäß den Fig. 1 und 2 als Halbbrückenwechselrichter
aufgebaut und weist zwei Kommutierungskondensatoren 20^.21 auf, denen steuerbare Halbleiter
(Thyristoren) 22, 23 parallel geschaltet sind. Den Thyristoren 22 und 23 ist in an sich bekannten Weise eine du/dt-Beschaltung
zugeordnet, die Freilaufdioden 24, 25 sowie einen Kondensator 26 und einen Widerstand 27 in entsprechender
Dimensionierung aufweisen. Ferner ist den Thyristoren 22, 23 zur di/dt-Begrenzung eine Beschaltungsdrossel 28, 29
zugeordnet. Die Thyristoren 22, 23 werden durch die Ansteuereinheit 12 wechselweise angesteuert, so daß vorzugsweise
die Ausgangsfrequenz des Wechselrichters 11 größer als
18 Kilohertz ist. Der Aufbau dieser Ansteuereinheit 12 ist bekannt und braucht deshalb nicht näher erläutert zu werden.
Der Ansteuereinheit 12 wird dabei ein Eingangssignal zugeführt, welches den Nulldurchgang des Stromes am Wechselrichterausgang
30 anzeigt. Erfindungsgemäß wird hierzu in die
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Freilaufkreise 24' und 25' in Reihe zu den Freilaufdioden
24 und 25 Primärwicklungen 31, 32 eines Stromtransformators
33 geschaltet. Der Stromtransformator 33 ist vorzugsweise als sättigender Impulstransformator ausgebildet. Die
Sekundärseite/Sekundärwicklung 34 des Impulstransformators 33 ist unter Zwischenschaltung einer Diode 35 mit dem Eingang
36 der Ansteuereinheit 12 elektrisch verbunden. Durch den sättigbaren Impulstransformator wird im Gegensatz zu
einem linearen Stromtransformator eine Verlustleistung vermieden. Ferner wird durch den Impulstransformator jeweils
zu Beginn des Stromflusses im Freilaufkreis ein positiver Impuls erzeugt, der direkt die Zeitstufe der Ansteuereinheit
12 triggern kann. Der am Ende des Stromflusses entstehende negative Impuls wird über die Diode 35 abgeblockt.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist für beide Freilaufkreise 24', 25' ein einziger Impulstransformator 33 vorgesehen.
Es ist selbstverständlich, aber auch vorteilhaft möglich, jedem der Freilaufkreise 24", 25' einen sättigenden Impulstransformator
33a bzw. 33b zuzuordnen, wie das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 veranschaulicht.
Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3 und 4 ist der
Wechselrichter als Thyrxstorwechselrxchter in Vollbrückenschaltung ausgebildet und weist dementsprechend 4 Thyristoren
37, 38, 39 und 40 mit entsprechenden Beschaltungsdrosseln 41 bis 44 auf. Jedem der Thyristoren 37 - 40 ist eine du/dt-Beschaltung
zugeordnet, die entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 aufgebaut ist. Die Thyristoren werden
von der Steuereinheit 12 angesteuert. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ferner nur ein Kommutxerungskondensator 45
vorgesehen. Der übrige Aufbau der Einrichtung nach den Fig.
3 und 4 entspricht dem Aufbau nach den Fig. 1 und 2, so daß
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hierauf nicht näher eingegangen wird.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist dabei entsprechend dem Beispiel nach Fig. 1 für beide Freilaufkreise 24', 25'
ein Impulstransformator 33 und bei Fig. 4 entsprechend dem Beispiel nach Fig. 2 zwei Impulstransformatoren 33a und
33b vorgesehen.
Bei allen Beispielen wird durch die Erfassung der Freilaufströme ein Signal der Ansteuereinheit 12 zugeführt, welches
eine exakte Stromnulldurchgangserfassung des Wechseltromes am Wechselrichterausgang anzeigt, da in den Freilaufkreisen
nur dann ein Strom fließen kann, wenn der jeweilige Thyristor (Thyristorpaar) gesperrt ist.
15
15
Bei den obengenannten Ausführungsbeispielen ist der Ausgangstransformator
13 über einen Gleichrichter an Schweißbrenner und Werkstück angeschlossen. Selbstverständlich
auch möglich und liegt im Rahmen der Erfindung, anstelle der Gleichrichter gesteuerte Halbleiter (z. B. Thyristoren)
vorzusehen, die zu einem zweiten Wechselrichter zusammengeschaltet sind.
Ferner ist es möglich und liegt im Rahmen der Erfindung, anstelle der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Wechselrichter
in Brückenschaltung mit einer Ausgangsfrequenz zwischen 20 und 30,vorzugsweise 25 Kilohertz,Wechselrichter mit
diesen Ausgangsfrequenzen in anderen Schaltungsanordnungen vorzusehen. Auch Wechselrichter mit anderen Schaltelementen
als Thyristoren, beispielsweise mit Transistoren als Schaltelemente können vorteilhaft Anwendung finden.
Die obengenannten Einrichtungen zum Lichtbogenschweißen sind nicht auf das Lichtbogenschweißen mit nichtabschmelzender
Elektrode beschränkt, auch können damit abschmel-
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zende Elektroden nach dem Elektrodenhandschweißverfahren oder nach dem MatallschutzgasschweiiSverfahren verschweißt
werden. Die Einrichtung nach der vorliegenden Erfindung kann vorteilhaft auch zum UP-Schweißen, Plasma-Schweißen
5 und -Schneiden verwendet werden.
Be/ma 10
Ffm., den 28. 2. 1979
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Bei einer Einrichtung zum Gleich- und/oder Wechselstromlichtbogenschweißen
mit einem Wechselrichter (11) zur Erzeugung eines Wechselrichterausgangswechselstromes, dessen
Frequenz höher als die Netzfrequenz ist, weist der Wechselrichter (11) ansteuerbare Schaltelemente (22, 23) auf, die
über eine Ansteuereinheit (12) mit zugeführten Nulldurchgangssignalen
ansteuerbar sind. Um ein gleichzeitiges Ansteuern der steuerbaren Schaltelemente (vorzugsweise Thyristoren)
(22, 23) zu vermeiden, werden die Nulldurchgangssignale an Freilaufkreisen (24', 25') der Schaltelemente
(22, 23) abgenommen.
Be/ma
Ffm., 28. 2. 1979
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Claims (1)
- 913626Patentansprüchef 1 .] Einrichtung zum Gleich- und/oder Wechselstrom-Lichtbogenschweißen mit einem an ein Wechsel- oder Gleichstromnetz anschließbaren Wechselrichter zur Erzeugung eines Wechselrichterausgangswechselstromes,, dessen Frequenz höher als die Netzfrequenz ist, wobei der Wechselrichter ansteuerbare Schaltelemente aufweist und der Wechselrichterausgang unter Zwischenschaltung eines Transformators sowie gegebenenfalls eines Gleichrichters oder zweiten Wechselrichters mit einem Werkstück und einer Schweißelektrode verbunden ist und mit einer den Schaltelementen zugeordneten Ansteuereinheit, der NuIldurchgangssignale suführbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Mulldurchgangssignale an Freilaufkreisen (24', ■25') der Schaltelemente (22, 23, 37 - 40) abgenommen werden.2„ Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Freilaufkreise (24' , 25") Primärwicklungen (31, 32) von mindestens einem Stromtransformator vorzugsweise einem sättigenden Impulstransformator (33, 33a, 33b) geschaltet sind, dessen Sekundärwicklung (34) mit der Änsteuereinheit(12) in elektrischer Verbindung steht.3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselrichterausgangsstrom eine Frequenz größer als 18 Kilohertz aufweist.0 30042/02
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19792913626 DE2913626A1 (de) | 1979-04-05 | 1979-04-05 | Einrichtung zum gleich- und/oder wechselstrom-lichtbogenschweissen mit einem an ein wechselrichter- oder gleichstromnetz anschliessbaren wechselrichter |
| FR8006899A FR2453528A1 (fr) | 1979-04-05 | 1980-03-27 | Installation de soudage electrique |
| GB8010774A GB2046536A (en) | 1978-12-20 | 1980-03-31 | Converter for supplying arc welding current |
| SE8002568A SE8002568L (sv) | 1979-04-05 | 1980-04-02 | Anordning for lik- och/eller vexelstromsbagsvetsning med en till ett vexelstsroms- eller likstromsnet anslutbar vexelriktare |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19792913626 DE2913626A1 (de) | 1979-04-05 | 1979-04-05 | Einrichtung zum gleich- und/oder wechselstrom-lichtbogenschweissen mit einem an ein wechselrichter- oder gleichstromnetz anschliessbaren wechselrichter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2913626A1 true DE2913626A1 (de) | 1980-10-16 |
Family
ID=6067465
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19792913626 Withdrawn DE2913626A1 (de) | 1978-12-20 | 1979-04-05 | Einrichtung zum gleich- und/oder wechselstrom-lichtbogenschweissen mit einem an ein wechselrichter- oder gleichstromnetz anschliessbaren wechselrichter |
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| FR (1) | FR2453528A1 (de) |
| SE (1) | SE8002568L (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2496521A1 (fr) * | 1980-12-22 | 1982-06-25 | Anglo Amer Corp South Africa | Appareil de soudage electrique et procede d'obtention d'une source de courant de soudage |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4520255A (en) * | 1982-06-22 | 1985-05-28 | Crucible Societe Anonyme | High frequency self-oscillating welding apparatus |
-
1979
- 1979-04-05 DE DE19792913626 patent/DE2913626A1/de not_active Withdrawn
-
1980
- 1980-03-27 FR FR8006899A patent/FR2453528A1/fr active Granted
- 1980-04-02 SE SE8002568A patent/SE8002568L/xx not_active Application Discontinuation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2496521A1 (fr) * | 1980-12-22 | 1982-06-25 | Anglo Amer Corp South Africa | Appareil de soudage electrique et procede d'obtention d'une source de courant de soudage |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE8002568L (sv) | 1980-10-06 |
| FR2453528B3 (de) | 1981-12-24 |
| FR2453528A1 (fr) | 1980-10-31 |
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