ES2240395T3 - Procedimiento para la regulacion y/o el control de una fuente de corriente para soldadura con un circuito resonante. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para regular una fuente de corriente para soldadura (1) con un circuito resonante (27) configurado como convertidor serial/paralelo, en el que, a través de un dispositivo de control (4), es excitado un montaje en puente (28) formado por elementos de conmutación (32-35) individuales, y a través del montaje en puente (28), un consumidor, especialmente un proceso de soldadura, es alimentado de energía, especialmente de impulsos de tensión y de corriente, desde una fuente de energía (29), regulando el dispositivo de control (4) el montaje en puente (28) en un modo de funcionamiento normal de tal forma que un punto de trabajo (57) en una línea característica del circuito resonante (27) se encuentre fuera de una frecuencia de resonancia, de tal forma que el montaje en puente (28) es excitado sucesivamente según los estados de conmutación (S1-S4) consignados en el dispositivo de control (4), siendo ejecutado por el dispositivo de control (4), en caso de producirse un cambio de resistencia del consumidor, un modo de funcionamiento especial con el montaje en puente (28), en el que el montaje en puente (28) es excitado con la frecuencia propia del circuito resonante (27), y el montaje en puente (28) es excitado según los estados de conmutación o secuencias consignados para el modo de funcionamiento especial, caracterizado porque los estados de conmutación (S1-S4) para el modo de funcionamiento normal están determinados por una fase de excitación positiva ¿ estado de conmutación (S1) -, una fase de marcha libre positiva ¿ estado de conmutación (S2) -, una fase de excitación negativa ¿ estado de conmutación (S3) ¿ y una fase de marcha libre negativa ¿ estado de conmutación (S4) ¿ del montaje en puente (28) configurado como puente integral, y el montaje en puente (28) se conmuta, en el modo de funcionamiento especial, de una fase de excitación ¿ estado de conmutación (S1 o S3) ¿ preferentemente de forma sucesiva a uno de dos estados de conmutación alternativos (S5 o S6), enlos que se desactivan los elementos de conmutación (34; 35) de una rama del puente y los elementos de conmutación (33, 32) de la otra rama del puente siguen activos, vigilando el dispositivo de control (4) cuántas veces se conmuta de un estado especial (S5; S6) a otro estado especial (S6, S5).

Description

Procedimiento para la regulación y/o el control de una fuente de corriente para soldadura con un circuito resonante.

La invención se refiere a un procedimiento para la regulación de una fuente de corriente para soldadura con un circuito resonante, tal como se describe en la reivindicación 1.

Se conoce ya un aparato de soldar por arco voltaico con un circuito resonante según el documento DE4411227A1. Está constituido por una fuente de corriente inversa con un rectificador alimentado con tensión de red, un circuito intermedio, un transformador de corriente sincronizado en el lado primario, y un rectificador dispuesto en el lado secundario del transformador de corriente, al que está acoplado un proceso de soldadura, especialmente un soplete para soldar. La sincronización del transformador de corriente se realiza a través de un montaje en puente, especialmente a través de un semipuente, estando constituido el montaje en puente por elementos de conmutación. Los elementos de conexión del semipuente son electroconductivos durante un intervalo de conmutación predeterminado. El control y/o la regulación de los elementos de conmutación del montaje en puente se realiza de tal forma que los elementos de conmutación se conmuten, cuando la corriente de resonancia o la tensión de resonancia se haya vuelto igual a cero, bajando a cero la corriente de resonancia o la tensión de resonancia, para la desactivación de los elementos de conmutación, y manteniéndose este valor aún durante un breve periodo antes de que se produzca la desactivación o desconexión de los elementos de conmutación.

Una desventaja de ello es que un circuito resonante trabaja sólo de forma casi resonante o semirresonante, es decir, que en la inductividad el flujo de corriente es posible sólo en una dirección y en el condensador puede aparecer sólo una tensión en una polaridad.

En el documento "Conference Record of the 1993 IEEE Industry Applications Conference 28th IAS Annual Meeting" referente a "Electronic welder with high-frequency resonant inverter" del 3 de octubre de 1993, se indica un procedimiento para la regulación de una fuente de corriente para soldadura que comprende un convertidor serial/paralelo (convertidor de resonancia LC^{2}). Aquí, un montaje en puente configurado como semipuente es excitado por un dispositivo de control constituido por varios circuitos digitales y análogos. La regulación de la fuente de corriente para soldadura se realiza de tal forma que, durante el funcionamiento normal de la fuente de corriente, un punto de trabajo se encuentra en una línea característica del circuito resonante, por fuera o al lado de la frecuencia de resonancia, para lo cual el montaje en puente es excitado correspondientemente de forma sucesiva por el dispositivo de control. Al producirse un cambio en el consumidor, el montaje en puente es excitado de tal forma que el circuito resonante funcione al menos con la frecuencia de resonancia.

Además, por dicho documento se conoce que el punto de trabajo, en caso de un cambio de línea característica del circuito resonante, debe mantenerse siempre en el mismo lado del punto de la frecuencia de resonancia, es decir que el punto de trabajo no debe bajar por debajo de la frecuencia de resonancia cuando la línea característica del circuito resonante cambia debido a un cambio de resistencia en la salida. Aunque el semipuente indicado se puede realizar de forma relativamente sencilla y económica, las posibilidades de regulación para conseguir un funcionamiento estable con cambios de carga dinámicos son limitadas y no son satisfactorias para todos los casos de carga que se produzcan durante el empleo.

Por el documento WO 97/01211A1 se conoce un transformador de resonancia en el que se usa tanto un circuito oscilante serial/paralelo, de forma que para los distintos estados de carga se produzcan a su vez distintas frecuencias de resonancia y líneas características. Para la adaptación de la frecuencia de sincronización del transformador de resonancia a las distintas frecuencias de resonancia del circuito oscilante a consecuencia de cambios de carga se emplean varios osciladores. A causa de la multitud de posibles frecuencias de resonancia, se recurre sólo a un número determinado de frecuencias de resonancia para la regulación, dependiendo las frecuencias de funcionamiento posibles del convertidor, es decir, las frecuencias de resonancia permitidas, de los osciladores empleados, en particular de la frecuencia de éstos. Durante la regulación se conmuta entre las frecuencias definidas fijamente de los osciladores, para conseguir una adaptación de la potencia del convertidor a la carga. El transformador de resonancia se hace funcionar siempre con la frecuencia de resonancia. Una desventaja es aquí que se precisa una multitud de osciladores distintos para la adaptación a las distintas frecuencias de resonancia, por lo que no es posible una regulación continua, porque se puede producir una frecuencia de resonancia que no corresponda o que no se pueda asignar a un oscilador interno, especialmente a la frecuencia de un oscilador, de modo que es posible siempre solamente una regulación en etapas. Otra desventaja es que la regulación del transformador de resonancia es posible siempre sólo a la frecuencia de resonancia, por lo que no es posible desplazar el punto de trabajo en la línea característica, es decir que no es posible un funcionamiento superresonante o infrarresonante definido. Esto es necesario, por ejemplo, en caso de un cambio de potencia requerido del convertidor en caso de carga constante.

La invención tiene el objetivo de proporcionar un procedimiento para la regulación y/o el control de una fuente de corriente para soldadura con un circuito resonante, en el que, en función de las condiciones de salida del consumidor se produce un control y/o regulación de la fuente de corriente para soldadura.

El objetivo de la invención se consigue mediante las medidas en la parte caracterizadora de la reivindicación 1. Resulta ventajoso que mediante una regulación de este tipo de la fuente de corriente para soldadura, especialmente del montaje en puente, se garantice que el punto de trabajo se mantenga siempre en el mismo lado de la línea característica de resonancia, particularmente en la línea característica ascendente o descendente de la curva de resonancia. Otra ventaja consiste en que, por los distintos modos de funcionamiento, especialmente el modo de funcionamiento normal, el modo de funcionamiento especial y/o el procedimiento de regulación especial, el circuito resonante sigue oscilando independientemente de un suministro de energía externo, pudiendo producirse, por tanto, un ajuste y una readaptación de la frecuencia de conmutación de los elementos de conmutación a la frecuencia de resonancia del circuito resonante. Una ventaja esencial consiste también en que mediante un procedimiento de este tipo para la regulación de una fuente de corriente para soldadura con un circuito resonante, puede conseguirse una línea característica de salida correspondiente, en la que, en caso de un bajo flujo de corriente, existe una tensión de salida correspondientemente alta para mantener el arco voltaico o para encender el arco voltaico, pudiendo mantenerse reducido el dimensionamiento de la unidad de potencia o de la fuente de corriente para soldadura, porque la energía adicional necesaria es proporcionada por el circuito resonante.

También resulta ventajosa la forma de realización según la reivindicación 2, porque permite conseguir una secuencia de control uniforme para el modo de funcionamiento normal. De esta forma, con estados constantes en el consumidor, es posible mantener un modo de funcionamiento de impulsos reproducible y, por tanto, conseguir un buen resultado de soldadura.

Mediante otra variante de realización según la reivindicación 3 es posible restablecer, tras un cambio especialmente en la resistencia del consumidor, el estado normal previsto, en adaptación al circuito resonante.

Otras medidas ventajosas se describen en las reivindicaciones 4 a 17. Las ventajas resultantes se desprenden de la descripción.

A continuación, la invención se describe detalladamente con la ayuda de ejemplos de realización. Muestran:

la figura 1 una representación esquemática de una máquina de soldar o de un aparato de soldar;

la figura 2 un esquema de conexiones de una fuente de corriente para soldadura con un circuito resonante, en representación esquemática simplificada;

la figura 3 un esquema de secuencia para la fuente de corriente para soldadura, en representación esquemática simplificada;

la figura 4 un diagrama de una línea característica de resonancia de la fuente de corriente de soldar, en representación esquemática simplificada;

la figura 5 un diagrama de secuencia para el control de la fuente de corriente para soldadura con una frecuencia de resonancia constante, en representación esquemática simplificada;

la figura 6 un diagrama de secuencia para el control de la fuente de corriente para soldadura con un aumento de la frecuencia de resonancia, en representación esquemática simplificada;

la figura 7 un diagrama de secuencia para el control de la fuente de corriente para soldadura con una reducción de la frecuencia de resonancia, en representación esquemática simplificada;

la figura 8 otro esquema de secuencia para la fuente de corriente para soldadura, en representación esquemática simplificada;

la figura 9 un diagrama de secuencia para el control de la fuente de corriente para soldadura con un aumento de la frecuencia de resonancia - según la figura 8 - en representación esquemática simplificada;

la figura 10 una línea característica de salida de la fuente de corriente para soldadura, en representación esquemática simplificada;

la figura 11 un diagrama de bloques para la regulación o el control de la fuente de corriente para soldadura, en representación esquemática simplificada;

la figura 12 otro esquema de conexiones de una fuente de corriente para soldadura con un circuito resonante, en representación esquemática simplificada.

Para empezar, cabe constatar que las mismas piezas de los distintos ejemplos de realización se provén de las mismas referencias. Los datos de posición indicados en los distintos ejemplos de realización han de transmitirse, conforme al sentido, a la nueva posición, en caso de un cambio de posición.

En la figura 1 está representada una instalación de soldar o un aparato de soldar 1 para los procedimientos de soldadura más diversos como, por ejemplo, la soldadura por arco en atmósfera inerte con electrodo fusible / en atmósfera protectora de gas con electrodo consumible o el procedimiento de soldadura por electrodos. Evidentemente, es posible emplear la solución según la invención en una fuente de corriente o en una fuente de corriente para soldadura.

El aparato de soldar 1 comprende una fuente de corriente para soldadura 2 con una unidad de potencia 3, un dispositivo de control 4 y un elemento de conmutación 5 asignado a la unidad de potencia 3 o al dispositivo de control 4. El elemento de conmutación 5 o el dispositivo de control 4 está conectado con una válvula de control 6 dispuesta en una conducción de alimentación 7 para un gas 8, especialmente un gas protector como, por ejemplo, CO_{2}, helio o argón y similar, entre un depósito de gas 9 y un soplete para soldar 10.

Además, a través del dispositivo de control 4 se puede excitar un aparato de avance de alambre 11 habitual para la soldadura por arco en atmósfera inerte con electrodo fusible / en atmósfera protectora de gas con electrodo consumible, suministrándose, a través de una conducción de alimentación 12, un alambre de soldar 13 desde un tambor de alimentación 14 hacia la zona del soplete para soldar 10. Evidentemente, es posible que el aparato de avance de alambre 11, tal como se conoce por el estado de la técnica, esté integrado en el aparato de soldar 1, especialmente en la carcasa básica, y no como aparato adicional como está representado en la figura 1.

La corriente para establecer un arco voltaico 15 entre el alambre para soldar 13 y una pieza de trabajo 16 se suministra a través de una conducción de alimentación 17 desde la unidad de potencia 3 de la fuente de corriente de soldar 2, al soplete para soldar 10 o al alambre para soldar 13, estando unida la pieza de trabajo 16 que ha de soldarse, a través de otra conducción de alimentación 18, asimismo con el aparato de soldar 1, en especial con la fuente de corriente para soldadura 2, pudiendo establecerse un circuito de corriente a través del arco voltaico 15.

Para refrigerar el soplete de soldar 10, a través de un circuito de refrigeración 19, el soplete de soldar 10 se puede unir, intercalando un controlador de corriente 20, con un depósito de líquido, especialmente con un depósito de agua 21, por lo que al poner en servicio el soplete para soldar 10 se inicia el circuito de refrigeración 19, especialmente una bomba de líquido usada para el líquido dispuesto en el depósito de agua 21, provocando la refrigeración del soplete para soldar 21 o del alambre para soldar 13.

El aparato de soldar 1 presenta además un dispositivo de entrada y/o de salida 22, a través del cual se pueden ajustar los distintos parámetros de soldadura o modos de funcionamiento del aparato de soldar 1. Los parámetros de soldadura ajustados a través del dispositivo de entrada y/o de salida 22 se transmiten al dispositivo de control 4 y, a continuación, éste excita los distintos componentes de la instalación de soldar o del aparato de soldar.

Además, en el ejemplo de realización representado, el soplete para soldar 10 está unido, a través de un paquete de tubos flexibles 23, con el aparato de soldar 1 o la instalación de soldar. En el paquete de tubos flexibles 23 están dispuestas las distintas conducciones desde el aparato de soldar 1 hasta el soplete para soldar 10. El paquete de tubos flexibles 23 se une, a través de un dispositivo de unión 24 que forma parte del estado de la técnica, con el soplete para soldar 10, mientras que las distintas conducciones en el paquete de tubos flexibles 23 están unidas con los distintos contactos del aparato de soldar 1, a través de cajas de conexión o de conexiones de enchufe. Para garantizar una descarga de tracción correspondiente del paquete de tubos flexibles 23, el paquete de tubos flexibles 23 está conectado, a través de un dispositivo de descarga de tracción 25, con una carcasa 26, especialmente con la carcasa básica del aparato de soldar 1.

En las figuras 2 a 7 está representada una aplicación de la fuente de corriente para soldadura 2 con un circuito resonante 27, especialmente con un convertidor serial/paralelo, estando representado en la figura 2 un diagrama de conexiones alternativo simplificado de la fuente de corriente para soldadura 2. En la figura 3 está representado un esquema de secuencia para el control de un montaje en puente 28 de la fuente de corriente para soldadura 2. Una representación esquemática de una línea característica de frecuencia para el circuito resonante 27 se ve en la figura 4. En las figuras 5 a 7 están representadas líneas características para el control y/o la regulación de la fuente de corriente para soldadura 2 con el circuito resonante 27.

Al establecer la fuente de corriente para soldadura 2 - según la figura 2 - está representada esquemáticamente una fuente de energía 29. Dicha fuente de energía 29 está conectada con una red de alimentación de energía, en particular con una red pública de alimentación, por ejemplo una red de tensión alterna de 230V o 400V, que no está representada. En la fuente de energía 29, la tensión alterna suministrada se transforma en una tensión continua, pudiendo estar postconectado, por ejemplo, un convertidor elevador de tensión o un convertidor reductor de tensión.

La fuente de energía 29 está conectada con el montaje en puente 28, a través de conducciones 30, 31, alimentándola con una tensión continua. El montaje en puente 28 puede realizarse mediante un puente integral o un semipuente, empleándose en el ejemplo de realización representado un puente integral compuesto por cuatro elementos de conmutación 32 a 35 y por diodos de marcha libre 36 a 39 asignados. Los elementos de conmutación 32 y 33 están constituidos, por ejemplo, por llamados transistores IGBT y los elementos de conmutación 34 y 35, por ejemplo, por transistores MOSFET.

Para el control de los distintos elementos de conmutación 32 a 35, éstos están conectados, a través de líneas de control 40 a 43 representados con líneas de puntos y rayas, con el dispositivo de control 4, de modo que al aplicar energía en las líneas de control 40 a 43 pueden activarse o desactivarse los elementos de conmutación 32 a 35. En el punto central del montaje en puente 28, se conecta el circuito resonante 27, especialmente el convertidor serial/paralelo, estando constituido éste por una inductividad 44 y un condensador 45 conectado en serie con ésta, así como por otro condensador 46 conectado en paralelo con el consumidor. El circuito resonante 27 está rebordeado en el ejemplo de realización con líneas de puntos y rayas.

En la salida del circuito resonante 27 está dispuesto un dispositivo de medición 47 para registrar la corriente y la tensión en el circuito resonante 27, estando unido el dispositivo de medición 47 con el dispositivo de control 4, a través de conducciones 48, 49, para transmitir la intensidad de la corriente y/o la intensidad de la tensión. Después del dispositivo de medición 47 está dispuesto un rectificador 50 representado por diodos individuales, estando conectada la salida del rectificador 50 con bornes de salida 51 y 52 del aparato de soldar 1. A dichos bornes de salida 51 y 52 está conectado el consumidor, especialmente el soplete para soldar 10, a través de líneas de alimentación 17, 18, estando representado el soplete para soldar 10 por un esquema alternativo de conexiones eléctricas en forma de una resistencia óhmica 53 y una inductividad de conducción 54 de las líneas de alimentación 17 y 18.

A la descripción eléctrica del principio de funcionamiento de la fuente de energía 29, del montaje en puente 28 y del circuito resonante 27, es decir de la fuente de corriente de soldar 2, no se hace referencia en detalle, porque ya se conoce por el estado de la técnica. A continuación, se describe el procedimiento de control y/o el procedimiento de regulación para la alimentación del consumidor, especialmente del soplete para soldar 10, con corriente y tensión para realizar un procedimiento de soldadura.

En líneas generales, cabe mencionar que, según la figura 4, al aplicar un circuito resonante 27, especialmente al usar un convertidor serial/paralelo, éste se hace funcionar siempre por encima o por debajo de la frecuencia de resonancia, preferentemente por encima de la frecuencia de resonancia. La frecuencia de resonancia se produce en función del estado de salida, especialmente de la resistencia de carga en los bornes de salida 51 y 52, o sea del consumidor, es decir que en caso de un cambio de resistencia en la salida, o sea en el soplete para soldar 10, por ejemplo por producirse un cortocircuito, cambia la frecuencia de resonancia, pudiendo determinarse, mediante el dimensionamiento de la fuente de corriente para soldadura 2, especialmente del circuito resonante 27, una banda de frecuencia correspondiente. En la línea característica de frecuencia en la figura 4 está inscrita una línea característica con una frecuencia de resonancia mínima 55 y una frecuencia de resonancia máxima 56. La frecuencia de resonancia mínima 55 se produce, cuando entre el alambre para soldar 13 y la pieza de trabajo 16 se produce un cortocircuito y, por tanto, la resistencia óhmica 53 se vuelve igual a cero. La frecuencia de resonancia máxima 56 se produce, cuando se extingue el arco voltaico 15 entre el alambre para soldar 13 y la pieza de trabajo 16, porque de esta forma la resistencia óhmica 53 se vuelve infinitamente grande.

Durante el funcionamiento de la fuente de corriente para soldadura 2, es decir, durante un procedimiento de soldadura, la frecuencia de resonancia del circuito resonante 27 puede moverse dentro de estas dos frecuencias debido a las cargas más diversas, estableciéndose para un funcionamiento seguro un punto de trabajo 57 inscrito esquemáticamente en las líneas características, a un lado de la frecuencia de resonancia, especialmente por encima de la frecuencia de resonancia, de tal forma que a causa de regulaciones o controles externos, este punto de trabajo 57 puede ser desplazado por el dispositivo de control 4 según la potencia necesaria, a lo largo de la línea característica representada esquemáticamente, con una frecuencia de resonancia constante. Por la diversidad de los estados de salida durante un proceso de soldadura, se producen pues distintas líneas características que se sitúan entre la frecuencia de resonancia mínima 55 y la frecuencia de resonancia máxima 56. Para ello, en el diagrama esquemático representado, en la abscisa se ha aplicado la frecuencia f y en la ordenada se ha aplicado la función de transmisión G, indicando la función de transmisión G el multiplicador de energía entre la tensión de salida y la tensión de entrada, es decir, que por ejemplo en caso de una función de transmisión G con el valor 2 se alcanza la doble tensión de salida frente a la tensión de entrada.

En caso de un empleo de este tipo del circuito resonante 27 en la fuente de corriente para soldadura 2, sin embargo, hay que tener en cuenta que durante la regulación o el control de la fuente de corriente para soldadura 2, el punto de trabajo 57 se mantenga siempre al mismo lado de la frecuencia de resonancia, es decir por encima o por debajo de la frecuencia de resonancia, porque, por ejemplo, en caso de un cambio se invierte al otro lado del principio de regulación o del principio de control, es decir que, estando establecido el punto de trabajo 57 por encima de la frecuencia de resonancia, en caso de un cambio de salida, es decir, en caso de un cambio de resistencia del consumidor y, por tanto, en caso de un cambio de la frecuencia de resonancia, éste debe encontrarse a su vez por encima de la nueva frecuencia de resonancia.

Si, tal como está representado con líneas discontinuas, el punto de trabajo 57 se pone por encima de esta frecuencia de resonancia, por ejemplo en la línea característica de la frecuencia de resonancia mínima 55, en caso de un cambio rápido de la salida, especialmente de un cambio rápido de la resistencia, como la eliminación de un cortocircuito, se produce un cambio de la frecuencia de resonancia y, por tanto, de la línea característica, por ejemplo a la frecuencia de resonancia máxima 56. De esta forma, el punto de trabajo 57 se mueve ahora, según la línea representada con líneas discontinuas, hacia la nueva línea característica, a saber por debajo de la frecuencia de resonancia, con la consecuencia de que ahora ha cambiado el principio de control.

Por ejemplo, si el dispositivo de control 4 ha de realizar una reducción de potencia, en un punto de trabajo 57 encima de la frecuencia de resonancia debe producirse un aumento de frecuencia, de tal forma que el punto de trabajo 57 pueda desplazarse a lo largo de la línea característica descendente, tal como se ve en la línea característica con la frecuencia de resonancia mínima 55.

Sin embargo, dado que, como se ha mencionado anteriormente, el punto de trabajo 57 ha sido desplazado por el cambio de salida por debajo de la frecuencia de resonancia, como se ve en la línea característica, representada con líneas discontinuas, para la frecuencia de resonancia máxima 56, mediante el aumento de la frecuencia de resonancia se consigue o realiza ahora un aumento de potencia, porque se desplaza a lo largo de la línea característica ascendente para la frecuencia de resonancia máxima 56, es decir, en el lado por debajo de la frecuencia de resonancia, pudiendo producirse funciones erróneas de la fuente de corriente para soldadura 2 y la destrucción de componentes. Este procedimiento especial ha de tenerse en cuenta especialmente en caso de un cambio de la línea característica de una frecuencia más baja a una frecuencia más alta, porque, en caso contrario, es decir, en caso de un cambio de una frecuencia más alta a una frecuencia más baja, como está representado con líneas discontinuas, el punto de trabajo 57 se mantiene siempre en el mismo lado de la línea característica.

Para que, no obstante, no pueda producirse un cambio de lado de este tipo del punto de trabajo 57, ha de emplearse un correspondiente procedimiento de control y/o de regulación descrito a continuación, que garantice que el punto de trabajo 57 se mantenga siempre en el lado determinado de las líneas características, preferentemente por encima de la frecuencia de resonancia, incluso en caso de cambios de resistencia rápidos del consumidor que se producen durante un procedimiento de soldadura. Esto, sin embargo, resulta muy difícil debido a la aplicación en una fuente de corriente para soldadura 2, porque se pueden producir unos cambios de salida o cambios de resistencia muy rápidos, de forma que en las fuentes de corriente para soldadura con un circuito resonante, conocidas por el estado de la técnica, éstas se suelen reponer para poder realizar un control o una regulación correspondiente.

Para que no pueda producirse ningún cambio del punto de trabajo 57 de un lado al otro lado de la frecuencia de resonancia, para el control o la regulación de la fuente de corriente para soldadura 2, como magnitud de regulación o de control se recurre a una magnitud de estado del circuito resonante 27, especialmente al desarrollo de la corriente o el desarrollo de la tensión en el circuito resonante 27, por ejemplo, a la corriente de resonancia 58, tal como está representado en las figuras 5 a 7. Evidentemente es posible, recurrir, en lugar de la corriente de resonancia 58, también a la tensión de resonancia en el circuito resonante 27 para la regulación o el control, estando desplazada para ello la línea característica en 90º. De esta forma, se garantiza que con cualquier cambio de frecuencia del circuito resonante 27, se desplace correspondientemente el punto de trabajo 57, es decir que en caso de un cambio de resistencia, o de un cambio de carga, el control o la regulación de la fuente de corriente para soldadura 2 se produzca al menos con la frecuencia de resonancia o por encima de la frecuencia de resonancia y que, por tanto, el punto de trabajo 57 no pueda migrar al otro lado de la frecuencia de resonancia, de forma que a continuación pueda realizarse un desplazamiento del punto de trabajo 57 al lado correcto de la línea característica actual mediante un aumento o una reducción correspondiente de la frecuencia.

Para poder describir con mayor detalle la regulación o el control de la fuente de corriente para soldadura 2, en particular la excitación del montaje en puente 28 o de sus elementos de conmutación 32 a 35, en las figuras 5 a 7 están representados diferentes secuencias de regulación o de control. En la figura 5 está representada una secuencia de regulación o de control con una frecuencia de resonancia constante, es decir, con un estado de salida inalterado del consumidor, en la figura 6 con un aumento de la frecuencia de resonancia tal como se produce, por ejemplo, al producirse un cortocircuito, un aumento de la longitud del arco voltaico o al extinguirse el arco voltaico 15, y en la figura 7 con una reducción de la frecuencia de resonancia tal como se produce, por ejemplo, en caso de producirse un cortocircuito o una reducción de la longitud del arco voltaico. Estas secuencias de regulación o de control representadas se producen de forma inesperada en una fuente de corriente para soldadura 2, de modo que en cualquier momento ha de realizarse una regulación o un control correspondiente.

El control y/o la regulación se realizan en función de varios parámetros, estando representados en las figuras 5 a 7 una magnitud de estado, especialmente la corriente de resonancia 58, del circuito resonante 27, una detección del paso por cero 59 por el dispositivo de control 4 o el dispositivo de medición 47, una línea característica de rampa 60 con las magnitudes de control alfa y fi, así como líneas características de tensión 61 a 64 de los elementos de conmutación 32 a 35 y una línea característica de tensión 65 del montaje en puente 28. Las distintas líneas características están representadas en los distintos diagramas.

Para la regulación o el control, en el dispositivo de control 4 están consignados varios estados de conmutación S 1 a 54 para el montaje en puente 28, especialmente para los elementos de conmutación 32 a 35 de ésta, que son llamados en función de las condiciones de salida existentes en la fuente de corriente para soldadura 2, es decir en el soplete para soldar 10. Las posibles secuencias para la aplicación de los distintos estados de conmutación S1 a S4 están representadas mediante flechas en la figura 3.

Los estados de conmutación S1 a S4 consignados se forman o almacenan según la siguiente tabla, estando activado un elemento de conmutación 32 a 35, para el estado "conectado" del mismo, mediante una excitación correspondiente por el dispositivo de control 4. Además, en la siguiente tabla figuran otros estados de conmutación S5 y S6 asignados a otro ejemplo de realización - según las figuras 8 y 9.

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La definición para la alimentación de energía se ha hecho en el sentido de que describe el suministro de energía al circuito resonante 27 de la fuente de corriente para soldadura 2 desde la fuente de energía 29, a través del montaje en puente 28, tal como está representado en la línea característica de tensión 65, es decir que durante la fase de excitación positiva y la fase de excitación negativa, desde un circuito intermedio de tensión continua de la fuente de corriente para soldadura 2, es decir desde la fuente de energía 29, se produce un flujo de corriente a través de los elementos de conmutación 32 a 35, al circuito resonante 27 y, por tanto, al consumidor, especialmente al soplete para soldar 10, mientras que durante la fase de marcha libre positiva o negativa no se produce ninguna alimentación de energía, o sea ningún flujo de corriente a través de los elementos de conmutación 32 a 35 del montaje en puente 28 por el circuito intermedio, manteniéndose, sin embargo, un circuito de corriente en el circuito resonante 27 que oscila de forma autónoma.

El flujo de corriente en las fases de excitación se forma por la activación por pares de los elementos de conmutación 32 y 35 ó 33 y 34, mientras que durante la fase de marcha libre están activados los elementos de conmutación 32 y 34 ó 33 y 35, estando conectado el circuito resonante 27, por tanto, a un potencial común a través de los elementos de conmutación 32 a 35.

Básicamente, cabe mencionar que debido a las potencias perdidas de los componentes durante un proceso de conmutación, los elementos de conmutación 32 y 33, es decir, por ejemplo, los transistores IGBT, se conmutan poco antes o después de un paso por cero de la corriente de resonancia 58 en el circuito resonante 27, a una señal de control alfa determinada - según la línea característica de rampa 60 - mientras que los elementos de conmutación 34 y 35, es decir, por ejemplo, los transistores MOSFET se conmutan a una señal de control determinada, especialmente un ángulo de fase fi, de la corriente de resonancia 58 en el circuito resonante 27, es decir que se recurre al flujo de corriente en el circuito resonante 27 como magnitud de control o de regulación y, por tanto, a la fuente de corriente de soldadura 2 con el circuito resonante 27, especialmente con el convertidor serial/paralelo, con la frecuencia de resonancia o por encima de ésta, es decir con la frecuencia propia o por encima de ésta, sin emplear o usar ninguna magnitud externa, tal como en el estado de la técnica se conoce por osciladores. Evidentemente, es posible emplear otros transistores o configurar los elementos de conmutación 32 y 33 como transistores MOSFET y los elementos de conmutación 34 y 35 como transistores IGBT.

Las magnitudes de control o de regulación para el dispositivo de control 4 para controlar o regular el montaje en puente 28 son formadas por las señales de control alfa y fi y el paso neutro de una magnitud de estado, especialmente de la corriente de resonancia 58 o de la tensión de resonancia, siendo responsables la señal de control alfa de la activación de los elementos de conmutación 32 y 33 en la zona del paso por cero de la corriente, y la señal de control fi de la activación de los elementos de conmutación 34 y 35 con un ángulo de fase determinado del flujo de corriente en el circuito resonante 27. Las señales de control alfa y fi son determinadas por el dispositivo de control 4 conforme a la potencia necesaria, de modo que una duración de impulso correspondiente del montaje en puente 28 pueda formarse por la excitación de los elementos de conmutación 32 a 35, mientras que la señal de control del paso por cero de la corriente se forma de manera síncrona con los pasos neutros de la corriente de resonancia 58.

Para la formación de una duración de impulso correspondiente para excitar los elementos de conmutación 32 a 35 son posibles diferentes procedimientos. Las señales de control fi y alfa, por ejemplo, son transmitidas a una función de rampa, según la línea característica de rampa 60 en las figuras 5 a 7, o se comparan con una señal de rampa 66, realizándose en caso de aparecer un punto de intersección o una coincidencia de las señales de control fi y alfa con la señal de rampa 66, una excitación correspondiente de los elementos de conmutación 32 a 35. Sin embargo, para que pueda tener lugar una sincronización de la señal de rampa 66 con la frecuencia de resonancia del circuito resonante 27, al aparecer un paso por cero de la corriente de resonancia 58 se vuelve a iniciar la señal de rampa 66 ascendente de forma continua o lineal.

A este respecto, cabe mencionar que los valores de las señales de control alfa y fi con la duración máxima del impulso, es decir con la potencia de salida máxima, pueden tener la misma intensidad, es decir de tal forma que la fuente de corriente para soldadura 2 funciona con la frecuencia de resonancia, siendo, en caso de una menor potencia de salida, el valor de la señal de control fi inferior a alfa, por lo que, o bien, se ponen ambas señales de control a la vez, o bien, la señal de control fi se pone antes que la señal de control alfa. Asimismo, es posible que durante el funcionamiento de la fuente de corriente para soldadura 2 con la frecuencia de resonancia, los valores de las señales de control fi y alfa correspondan a la duración de impulso de la corriente de resonancia, es decir que los valores de las señales de control coincidan con el máximo valor alcanzable de la señal de rampa 66 y, por tanto, los elementos de conmutación 32 y 35 se activen o desactiven al mismo tiempo o inmediatamente después de cada paso de corriente neutro, lo que puede producirse a causa de los tiempos de conmutación y de control. Por lo tanto, la duración de impulso es determinada por la diferencia de las dos señales de control fi y alfa.

Evidentemente, también es posible que esta comparación o la especificación de los puntos de conexión y/o de desconexión para los elementos de conmutación 32 a 35 pueda realizarse en forma digital, por ejemplo por un contador o por un simple cálculo por el dispositivo de control 4.

En el ejemplo de realización representado, la señal de rampa 66 se forma, por ejemplo, de tal manera que ésta ascienda a un valor establecido dentro de media duración de periodo de la corriente de resonancia 58, es decir entre dos pasos por cero de la corriente, por lo que dentro de una media onda o de media duración de periodo de la corriente de resonancia 58 se realice un control del montaje en puente 28 por el dispositivo de control 4, ya que durante el funcionamiento normal se ponen las señales de control fi y alfa.

Aquí, sin embargo, debido a la diferente duración del periodo, es decir debido a las diferentes frecuencias de resonancia del circuito resonante 27 por diferentes condiciones de salida, puede ocurrir que el periodo para una media onda o la duración de medio periodo, durante el que la señal de rampa 66 tiene que ascender al valor establecido, cambie debido al cambio de la frecuencia de resonancia, es decir que, por ejemplo, en caso de un cambio de salida cambie la frecuencia de resonancia de la fuente de corriente para soldadura 2, pudiendo ser provocado dicho cambio de salida, especialmente un cambio de resistencia en el consumidor, por la aparición de un cortocircuito, el funcionamiento del arco voltaico o la extinción del arco voltaico, pudiendo reducirse o aumentarse, por ejemplo, la duración del periodo, especialmente medio periodo 67 de la corriente de resonancia 58, en donde la señal de rampa 66 aún no ha alcanzado o ya ha excedido el valor predefinido.

Por tanto, por ejemplo, en caso de un incremento de la frecuencia de resonancia, es posible que la señal de rampa 66 no pueda alcanzar el valor predefinido, sino que se interrumpa ya en cualquier momento 68 y se vuelva a iniciar tal como se ve en la figura 6 o que, en caso de una reducción de la frecuencia de resonancia, el valor ya se haya alcanzado o excedido y aún no se haya producido ningún paso por cero de la corriente, tal como se ve en la figura 7 en el momento 68.

Por consiguiente, según la figura 6, por ejemplo, puede ocurrir que las señales de control fi y alfa para la excitación de los elementos de conmutación 32 a 35 se encuentren fuera de la zona, es decir que la señal de rampa 66 se interrumpa y se vuelva a iniciar antes de alcanzar los valores de las señales de control fi y alfa, de tal forma que ya no es posible excitar los elementos de conmutación 32 a 35 en función de las señales de control fi y alfa, debido a que ha cambiado el flujo de corriente o la frecuencia de resonancia y, por tanto, la corriente de resonancia 58 senoidal ha cambiado, por ejemplo antes de aparecer las señales de control fi y alfa, de la media onda positiva a la media onda negativa o al revés, estando excitados los elementos de conmutación 32 a 35, sin embargo, todavía para la media onda existente anteriormente.

Este estado es detectado y vigilado por el dispositivo de control 4, de tal forma que el dispositivo de control 4 registra cualquier paso por cero de la corriente de resonancia 58, comprobando el dispositivo de control 4, tras la entrada o activación del paso por cero de la corriente, si las señales de control fi y alfa que se comparan con la señal de rampa 66 ya han sido activadas o no, de forma que el dispositivo de control 4 pueda determinar a qué estado de conmutación S1 a S4 han de conmutarse los elementos de conmutación 32 a 33.

La conmutación entre los distintos estados de conmutación S1 a S4 se realiza de tal forma que durante un funcionamiento normal estable de la fuente de corriente para soldadura 2 sin cambio de frecuencia - según la figura 5 - el montaje en puente 28 se conmuta de la fase de excitación positiva - estado de conmutación S1 - a la fase de marcha libre positiva - estado de conmutación S2 - y de éste a la fase de excitación negativa - estado de conmutación S3 - y a continuación a la fase de marcha libre negativa - estado de conmutación S4. De la fase de marcha libre negativa se conmuta a la fase de marcha libre positiva, de modo que el circuito de regulación esté cerrado. Esta secuencia es realizada por el dispositivo de control 4, cuando existe un funcionamiento estable del montaje en puente 28 por encima de la frecuencia de resonancia, según la figura 5, y por tanto la media duración de impulso 67 entre los pasos por cero de la corriente se mantiene constante o aproximadamente igual.

Sin embargo, si se produce el caso de que el paso por cero de la corriente de resonancia 58 se produce antes de una de las dos señales de control fi y alfa o entre éstas, como se puede ver por ejemplo según el momento 68 en la figura 6, el dispositivo de control 4 inicia un procedimiento de control especial, particularmente un modo de funcionamiento especial, para llevar a cabo una sincronización a la nueva frecuencia de resonancia de la corriente de resonancia 58 y evitar al mismo tiempo la destrucción de componentes, especialmente de los elementos de conmutación 32 a 35, mediante la desconexión en caso de un flujo de corriente inadmisible, en forma de un cambio de potencial. En este caso, el dispositivo de control 4 conmuta el montaje en puente 28, inmediatamente al producirse el paso por cero de la corriente, de una fase de excitación - estado de conmutación S1 o S3 - a otra fase de excitación - estado de conmutación S3 o S1.

A continuación, el dispositivo de control 4 comprueba a su vez si antes del siguiente paso por cero de la corriente ya se han vuelto a poner o no las dos señales de control fi y alfa. Si no es el caso, se vuelve a conmutar a la siguiente fase de excitación, como se puede ver en las figuras 6 y 7. Mediante esta conmutación de una fase de excitación a la siguiente fase de excitación al producirse un paso por cero de la corriente, se realiza un breve funcionamiento de la fuente de corriente para soldadura 2 con la frecuencia de resonancia, impidiendo un desplazamiento del punto de trabajo 57 al otro lado, como se ha descrito anteriormente. De esta forma se hace posible también que por el funcionamiento de la frecuencia de resonancia pueda realizarse una nueva sincronización del montaje en puente 28 o de la señal de rampa 66 a la nueva frecuencia de resonancia.

Para que también pueda detectarse una disminución de la frecuencia de resonancia, al producirse un paso por cero de la corriente, el dispositivo de control 4 comprueba el valor de la señal de rampa 66 y determina si el valor se ha alcanzado o ya se ha excedido, de tal forma que el dispositivo de control pueda iniciar a su vez un modo de funcionamiento especial. Evidentemente, es posible emplear esta vigilancia también para un incremento de frecuencia, porque el dispositivo de control 4 sólo tiene que comprobar, en caso de un paso por cero de la corriente, si ya se han puesto o no las señales de control fi y alfa.

Para que pueda realizarse una adaptación de la señal de rampa 66 y, por tanto, de las demás señales de control fi y alfa a la nueva frecuencia de resonancia del circuito resonante serial/paralelo 27, el dispositivo de control 4 determina este nuevo periodo 69, especialmente el nuevo medio periodo 67, durante el que la señal de rampa 66 debe alcanzar el valor establecido, de forma que por un procedimiento predeterminado pueda reducirse o aumentarse el periodo para la señal de rampa 66, es decir, que el dispositivo de control 4 registra continuamente el periodo 69 entre dos pasos por cero de la corriente, o sea el medio periodo 67 de la corriente de resonancia, realizando en caso de una desviación una modificación correspondiente de la señal de rampa 66.

Es posible que la señal de rampa 66 se ignore, por ejemplo, durante media duración de periodo, de forma que durante el siguiente paso por cero de la corriente, la señal de rampa 66 quede formada de tal forma o adaptada en su periodo al nuevo periodo 69 de tal forma que ésta pueda alcanzar a su vez el valor prescrito dentro del nuevo periodo 69. De esta forma, dentro de medio periodo 67 de la corriente de resonancia 58 se realiza una sincronización a la nueva frecuencia de resonancia y se garantiza que durante ningún otro cambio de frecuencia de resonancia se vuelvan a poner o se activen las señales de control fi y alfa y, por tanto, que sea posible un funcionamiento estable.

Durante la conmutación de una fase de excitación a la otra fase de excitación, según los estados de conmutación S1 a S4 descritos anteriormente, los elementos de conmutación 32 a 35 del montaje en puente 28 se conmutan directamente al paso por cero de la corriente. Esto es posible, porque por una regulación muy rápida existe todavía una corriente de resonancia 58 muy baja con un signo invertido, es decir, el cambio de una media onda negativa a una media onda negativa o al revés, de tal forma que sea posible aún la conexión o desconexión de los elementos de conmutación 32 ó 33 sin destruir los componentes. Para ello, por ejemplo, se puede vigilar la intensidad de la corriente, de modo que en caso de excederse un valor establecido se desconecte temporalmente la fuente de corriente para soldadura 2, en particular el montaje en puente 28, para evitar la destrucción de los elementos de conmutación 32 a 35 en caso de un flujo de corriente inadmisible, tal como sucede en caso de un cambio imprevisto de la media onda positiva a la media onda negativa o al revés.

Sin embargo, también es posible que los elementos de conmutación 32 a 35 se conmuten, según los estados de conmutación S5 y S6 - de acuerdo con las figuras 8 y 9 - a un estado especial, especialmente a un modo de funcionamiento especial, como se describirá más adelante.

Mediante una excitación de este tipo del montaje en puente 28 de una fase de excitación a una fase de marcha libre, es decir, durante el funcionamiento normal o el funcionamiento por encima de la frecuencia de resonancia, y durante el funcionamiento especial o con la frecuencia de resonancia de una fase de excitación directamente a otra fase de excitación, se consigue que la señal de rampa 66 necesaria para el control, en particular el periodo 69 en el que la señal de rampa 66 debe alcanzar un valor predefinido, pueda adaptarse a la frecuencia de resonancia, en particular al periodo 69 de la media onda o a medio periodo 67 entre dos pasos por cero de la corriente del circuito resonante 27. El cambio del periodo para la señal de rampa 66 se puede realizar mediante los procedimientos más diversos, conocidos por el estado de la técnica, por ejemplo, mediante la adaptación al periodo anterior o mediante un simple aumento o reducción porcentual. Para el control no es decisiva la reducción o el aumento del periodo 69 para la señal de rampa, porque durante el funcionamiento especial, el dispositivo de conmutación 4 conmuta siempre de una fase de excitación a otra fase de excitación, y sólo vuelve al ciclo de conmutación normal, cuando las señales de control fi y alfa están puestas antes del siguiente paso por cero de la corriente.

Sin embargo, es posible que para la sincronización de la fuente de corriente para soldadura 2, especialmente de un circuito NO, a la nueva frecuencia de resonancia, se abandone la secuencia representada en la figura 3, pasando a un modo especial - según los estados de conmutación S5 y S6 en la figura 8. Esto se describirá más detalladamente a continuación.

Por lo tanto, resumiendo se puede decir que el dispositivo de control 4 determina, en función de las señales de control fi y alfa y del paso por cero de la corriente en el circuito resonante 27, los estados de conmutación S1 a S4 o S1 a S6 para los elementos de conmutación 32 a 35 del montaje en puente 28, y éstos son excitados correspondientemente, conmutándose durante el funcionamiento por encima de la frecuencia de resonancia de una fase de excitación a una fase de marcha libre etc. y durante el funcionamiento en o con la frecuencia de resonancia, de una fase de excitación a otra fase de excitación. La conmutación de una fase de excitación a la siguiente fase de excitación se realiza hasta que sea posible de nuevo un funcionamiento por encima de la frecuencia de resonancia, es decir, hasta que se produzca una sincronización entre el circuito de corriente en el circuito resonante 27 y la señal de rampa 66 y, por tanto, hasta que el funcionamiento de la fuente de corriente para soldadura 2 con el convertidor serial/paralelo vuelva a ser superior a la frecuencia de resonancia pudiendo volver a ponerse las señales de control fi y
alfa.

Respecto al procedimiento de control y/o de regulación representado en las figuras 5 a 7 cabe mencionar que al activarse un elemento de conmutación 32 a 35, esto se produce de tal forma que los elementos de conmutación 32 y 33 ó 34 y 35 conectados de forma serial se conmuten de forma diametralmente opuesta, es decir que, por ejemplo, al desactivarse el elemento de conmutación 32 ó 34 se active en el mismo momento, especialmente con un retraso en un tiempo de retraso definido que en el lenguaje técnico se llama "delay-time". Sin embargo, evidentemente es posible que los distintos elementos de conmutación 32 a 35 se conmuten sucesivamente.

Sin embargo, para que la corriente para soldadura real para el consumidor, especialmente para el arco voltaico 15, pueda implicarse en el procedimiento de control y/o de regulación, en la salida de la fuente de la fuente de corriente para soldadura 2 está dispuesto otro dispositivo de medición 70 para registrar la corriente de salida y la tensión de salida. Éste está conectado, a su vez, a través de líneas 71, 72, con el dispositivo de control 4, de forma que se pueda realizar una regulación correspondiente de la corriente de salida al valor teórico predefinido. La implicación de la corriente de salida en el procedimiento de regulación o de control es necesaria para establecer o calcular la duración de impulso para el montaje en puente 28, y de esta manera el punto de trabajo 57 se puede desplazar, según la potencia necesaria, a lo largo de la línea característica resultante - según la figura 4 - modificando la duración de impulso, de modo que se puede decir que la excitación del montaje en puente 28, especialmente del semipuente o puente integral, se realiza mediante un procedimiento de modulación de duración de impulso, combinado con una duración variable de periodo o un tiempo variable de periodo.

Por lo tanto, el desarrollo del procedimiento según la invención para la regulación de una fuente de corriente para soldadura 2 con un circuito resonante 27 se puede realizar, por ejemplo, de la siguiente manera:

La energía suministrada por una fuente de energía se alimenta, a través del montaje en puente 28, al circuito resonante 27 en el que está dispuesto un consumidor. El consumidor es, habitualmente, un arco voltaico 15 de un proceso de soldadura que durante el funcionamiento normal es alimentado de impulsos de tensión y de corriente generados por los elementos de conmutación 32 a 35 del montaje en puente 28. Durante el funcionamiento normal, el dispositivo de control 4 excita el montaje en puente 28 o los elementos de conmutación 32 a 35 de éste de tal forma que un punto de trabajo 57 se encuentre en una línea característica del circuito resonante 27 fuera de una frecuencia de resonancia. Este funcionamiento normal existe, cuando en el consumidor existe una resistencia aproximadamente constante. Si cambia la resistencia del consumidor, esto conduce a un cambio de la frecuencia de resonancia. Para permitir ahora en esta fase del cambio de la resistencia del consumidor un funcionamiento sin fallos de los elementos de conmutación 32 a 35, éstos se conmutan al menos con la frecuencia de resonancia del circuito resonante. La conmutación de los elementos de conmutación 32 a 35 se realiza de tal forma que el punto de trabajo 57 se mantenga, incluso durante un procedimiento de regulación, siempre en el mismo lado, particularmente en el lado descendente o ascendente de la línea característica del circuito resonante 27, es decir, siempre en el mismo lado respecto a la frecuencia de resonancia. El lado en el que se encuentre el punto de trabajo 57 respecto a la frecuencia de resonancia es determinado por la posición del punto de trabajo 57 en la línea característica del circuito resonante 27, en la que se encontró el punto de trabajo 57 inmediatamente antes de cambiar la resistencia del consumidor. Este desarrollo básico del procedimiento es aplicable a todos los ejemplos de realización de la presente solicitud que se distinguen solamente en cuanto al tipo de los estados de conmutación y la duración de conmutación de los elementos de conmutación 32 a 35 según los estados de conmutación S1 a S4 en la forma de realización de las figuras 2 a 7 y los estados de conmutación 1 a 6 según la forma de realización de las figuras 8 y 9.

En las figuras 8 y 9 está representado otro ejemplo de realización para el control y/o la regulación del montaje en puente 28, empleándose en éste los estados de conmutación S5 y S6.

La excitación de los distintos elementos de conmutación 32 a 35 se realiza, a su vez, conforme a las condiciones de salida en los bornes de salida 51, 52, conmutándose la fuente de corriente para soldadura 2, especialmente los elementos de conmutación 32 a 35 del montaje en puente 28, durante un funcionamiento estable, es decir por encima de la frecuencia de resonancia, de una fase de excitación S1 o S3 a una fase de marcha libre S2 o S4, según las figuras 2 a 7. Sin embargo, si se produce un cambio de salida, especialmente un cambio de resistencia en el consumidor, cambia la frecuencia de resonancia del circuito resonante 27 como ya se ha descrito de manera detallada anteriormente en las figuras 2 a 7.

En esta forma de realización no se conmuta de una fase de excitación S1 o S3 a otra fase de excitación S3 o S1 - según la descripción de las figuras 2 a 7, sino que se conmuta a un modo de funcionamiento especial, durante el que se emplean ahora los estados de conmutación S5 y/o S6, según el estado de conmutación S1 a S4 en que se encuentre en ese momento el montaje en puente 28. Este modo de funcionamiento especial hace ahora que el dispositivo de control 4 conmute los elementos 32 a 35, por la aparición de un cambio de salida, es decir un aumento o una reducción de la frecuencia de resonancia, de la fase de excitación S1 o S3 al estado de conmutación especial S5 o S6, según la tabla indicada anteriormente, siendo desactivados los elementos de conmutación 34 y 45 y manteniéndose activados los elementos de conmutación 33 ó 32 pertenecientes. De esta forma, el flujo de corriente por el montaje en puente 28 es interrumpido activamente por la fuente de energía 29, y la fuente de corriente para soldadura 2, especialmente el circuito NO se puede adaptar o sincronizar a la nueva frecuencia de resonancia. Por la disposición de los diodos de marcha libre 36 a 39 o por los diodos de marcha libre integrados de los transistores de potencia, sin embargo, se mantiene el circuito de corriente del circuito resonante 27, por lo que el dispositivo de control 4 puede seguir evaluando los pasos por cero de la corriente del circuito resonante 58, pudiendo realizar, por tanto, una sincronización.

Esto se puede ver en el ejemplo de realización en la figura 9, a partir del momento 68. En ese momento 68, el dispositivo de control 4 detecta que el paso por cero de la corriente, como ya se ha descrito anteriormente, se ha puesto antes de las señales fi y alfa, por lo que ya no es posible conmutar a uno de los estados de conmutación siguientes S1 a S4. Ahora, el montaje en puente 28 es excitado por el dispositivo de control 4 de tal forma que se conmuta de la fase de excitación S1 actual al estado de conmutación S5 - según la figura 8 - para lo cual se desactiva el elemento de conmutación 32 y se activa el elemento de conmutación 33. Al mismo tiempo, se desactiva el elemento de conmutación 35, de tal forma que se interrumpa activamente el flujo de corriente por el montaje en puente 28, manteniéndose, sin embargo, el flujo de corriente del circuito resonante 27 a través del diodo de marcha libre 39 del elemento de conmutación 35. Ahora, como ya se ha mencionado anteriormente, se puede modificar de las maneras más diversas el periodo 69 para la señal de rampa 66, de tal forma que se produzca una sincronización con la nueva frecuencia de resonancia y que vuelva a ser posible un funcionamiento por encima de la frecuencia de resonancia.

Básicamente, cabe mencionar que por la oscilación autónoma del circuito resonante 27 existe, también fuera de las fases de excitación, un flujo de corriente en el circuito resonante 27, de tal forma que el dispositivo de control 4 puede realizar una evaluación continua de los pasos por cero de la corriente y que, por tanto, es posible también una sincronización en el modo de funcionamiento especial durante los estados de conmutación S5 y S6. De este modo, también es posible que, por el depósito definido de los estados de conmutación S1 a S4, éstos puedan asignarse a los pasos por cero de la corriente, especialmente a los semiperiodos de la corriente de resonancia 58, de forma que vuelva a ser posible un acceso regulado al funcionamiento normal por encima de la frecuencia de resonancia - según los estados de conmutación S1 a S4 - después de pasar al modo de funcionamiento especial - según los estados de conmutación S1 y S4 de las figuras 2 a 7 ó S5 y S6 de las figuras 8 y 9. Por tanto, la conmutación al modo especial S5 y/o S6 es realizada por el dispositivo de control 4, en el ejemplo de realización, en caso de un aumento o una reducción de la frecuencia de resonancia, correspondiendo la detección y la vigilancia a las figuras 1 a 7 descritas anteriormente.

En este estado representado del ejemplo de realización, después de aparecer el siguiente paso por cero de la corriente, se conmuta del estado de conmutación S5 al estado de conmutación S6 y, a continuación, de éste al estado de conmutación S4, por lo que, una vez realizada la sincronización con el estado de conmutación S1 interrumpido, puede iniciarse la siguiente fase de excitación. Es posible conmutar varias veces entre los estados de conmutación S5 y S6 o volver a conmutar al circuito de regulación normal ya después del primer estado de conmutación S5 o tener que conmutar obligatoriamente al siguiente estado de conmutación S6 o S5 después de la primera llamada del modo especial - estado de conmutación S5 o S6 - antes de volver al modo normal. Sin embargo, es preciso que al abandonar el modo de funcionamiento normal se vuelva a acceder al estado de conmutación S1 a S4 correcto de la secuencia de regulación en el modo de funcionamiento normal. Esto es necesario, porque debido al recorrido senoidal de la corriente de resonancia 58 con un recorrido de corriente con un potencial incorrecto y un estado de conmutación S1 a S4 asignado de forma incorrecta, se puede producir la destrucción de componentes.

Por ello, es necesario que el dispositivo de control 4 pueda asignar los estados de conmutación S1 a S4 continuamente a los semiperiodos actuales de la corriente de resonancia 58, para que, después de una sincronización, el montaje en puente 28 se pueda volver a conmutar en el momento adecuado al modo de funcionamiento normal.

En los ejemplos de realización antes descritos de las figuras 1 a 9 también es posible que se abandonen los estados de conmutación S1 a S6 representados y se realice un procedimiento de regulación especial, tal como se describirá más adelante. Esto es necesario, porque al emplear una fuente de corriente para soldadura 2 con un circuito resonante 27, éste siempre ha de funcionar por encima de la frecuencia de resonancia o con la frecuencia de resonancia y, por cambios de salida inesperados y fuertes, especialmente cambios de resistencia del consumidor, es posible que la sincronización no pueda realizarse dentro de un periodo predeterminado y predefinible, o que se excedan los valores teóricos máximos admisibles, consignados. Si durante un procedimiento de sincronización demasiado largo puede ocurrir que la oscilación autónoma del circuito resonante 27 se detenga debido a las pérdidas de componentes, siendo imposible un funcionamiento de la fuente de corriente para soldadura 2, porque ya no es posible la asignación de los estados de conmutación S1 a S6 a los semiperiodos de la corriente de resonancia 58, por lo que hay que volver a iniciar o arrancar la fuente de corriente para soldadura 2.

En las figuras 10 y 11 están representadas esquemáticamente variantes de realización para un procedimiento de regulación especial. La figura 10 muestra una línea característica de salida 73 de la fuente de corriente para soldadura 2, que se puede conseguir empleando el circuito resonante 27 y el control a través de los estados de conmutación S1 a S6 y el procedimiento de regulación especial. En la figura 11, en cambio está representado un diagrama de bloques para los parámetros posibles del procedimiento de regulación especial que se alimentan al dispositivo de control 4 o que están pendientes en éste para el siguiente procesamiento.

En esta línea característica de salida 73, en la ordenada está aplicada la tensión de salida U y en la abscisa la corriente I, estando representada también una línea característica de salida 74 representada con líneas de puntos y rayas, conocida por el estado de la técnica.

En el diagrama de bloques según la figura 11, un convertidor 75 está conectado con una unidad lógica 76, siendo procesadas en una entrada 77 del convertidor 75 las señales de medición de los dispositivos de medición 47 y/o 70 y siendo formadas las señales de control fi - según la línea 78 - y alfa - según la línea 79. Además, está inscrita una línea de control 80, a través de la cual la unidad lógica 76 puede reponer el convertidor 75, emitiendo una señal de RESET (reinicio). Al diagrama de bloques representado en la figura 9 se puede recurrir como diagrama de bloques alternativo para el dispositivo de control 4, es decir que las funciones representadas son realizadas por el dispositivo de control 4.

Asimismo, están dispuestos varios comparadores 81 a 84 que tienen la función de comparar los valores de corriente y de tensión producidos realmente, suministrados por los dispositivos de medición 47 y/o 70, es decir los valores reales, con los correspondientes valores teóricos consignados, de forma que, debido a excesos de los valores teóricos pueda realizarse una regulación y se pueda evitar la destrucción de componentes a causa de valores de corriente y/o de tensión demasiado altos.

El comparador 81 tiene el objetivo de comparar la corriente de resonancia "I res" suministrado por el dispositivo de medición 47 con una corriente teórica máxima admisible, predefinida, "I max", emitiéndose en caso de un exceso de la corriente teórica "I max" una señal "I resmax" a la unidad lógica 76, a través de una línea 85. El otro comparador 85 compara, a su vez, la corriente de resonancia "I res" con el potencial cero, siendo emitida durante cada paso por cero de la corriente de resonancia "I res0" una señal a través de la línea 86. Mediante esta comparación se realiza la detección del punto cero y se remite a la unidad lógica 75.

Con el otro comparador 83, la tensión para soldadura "U" del dispositivo de medición 70 se compara con una tensión teórica máxima admisible "U max", remitiéndose en caso de exceder esta tensión teórica "U max" una señal "U resmax", a través de una línea 87, a la unidad lógica 75. El otro comparador 84 se puede emplear, por ejemplo, para la vigilancia de la temperatura "T" para un cuerpo de refrigeración dispuesto en el aparato de soldar 1, con un valor teórico máximo "T max". Evidentemente, es posible emplear también otros sistemas de vigilancia conocidos ya por el estado de la técnica, para garantizar un funcionamiento seguro de la fuente de corriente para soldadura 2.

En líneas generales, cabe mencionar que - según la línea característica en la figura 10 - las fuentes de corriente para soldadura 2 están dimensionadas de tal forma que proporcione una corriente de salida máxima con una tensión de salida correspondiente y que pueda suministrar para el encendido una tensión de salida correspondientemente alta. En la línea característica de salida 74 conocida por el estado de la técnica, la fuente de corriente para soldadura, por ejemplo con una corriente de salida máxima de 140A y una tensión de salida de 50 V, debe tener una potencia de 7 kW para encender el arco voltaico 15.

Al emplear la fuente de corriente para soldadura 2 según la invención con el circuito resonante 27, ahora se consigue que para el encendido del arco voltaico 15 sea posible una tensión de salida de 90 V, como máximo, con una posible corriente de salida de 140 A, tomando como base para el cálculo de la fuente de corriente para soldadura 2 un valor medio de la línea característica representada, por lo que sería suficiente una fuente de corriente para soldadura 2 con una potencia de aprox. 5 kW, es decir que por el recorrido especial de la línea característica de salida 73 con un bajo flujo de corriente está disponible una tensión de salida muy alta y, por tanto, puede realizarse un arco voltaico 15 estable con un bajo flujo de corriente, quedando garantizado el encendido del arco voltaico 15 por la alta tensión de salida.

El recorrido especial de la línea característica de salida 73 se consigue de tal forma que existe una energía correspondientemente alta en el circuito resonante 27, es decir en la inductividad 44 y en los condensadores 45, 46, que puede suministrarse a la salida para el encendido del arco voltaico 15, así como para mantener y eliminar un cortocircuito, sin que la fuente de corriente para soldadura 2 tenga que dimensionarse para esta tensión de salida y para la posible corriente de salida.

En la línea característica de salida 73 representada, las indicaciones de corriente y de tensión en el diagrama se indican mediante una variante de realización de una fuente de corriente para soldadura 2, modificándose mediante una modificación correspondiente del dimensionamiento del circuito resonante 27 o de la unidad de potencia 3 los valores para la línea de salida 73, es decir que por el dimensionamiento y la definición de los valores máximos posibles "I max y U max" se modifican la tensión de salida máxima y la corriente de salida máxima.

Por lo tanto, si en una fuente de corriente para soldadura conocida por el estado de la técnica, se hiciera un dimensionamiento para una tensión de salida máxima de 90 V y una corriente de salida máxima de 140 V, dicha fuente de corriente para soldadura debería ser capaz de proporcionar una potencia de 12,6 kW conforme a la línea de salida 74 representada en la línea de rayas y puntos. Por lo tanto, dicha fuente de corriente para soldadura estaría muy sobredimensionada para un proceso de soldadura habitual, tal como se puede realizar con la fuente de corriente para soldadura 2 según la invención con una potencia de 5 kW, y al mismo tiempo aumentaría mucho el tamaño de construcción y el peso de una fuente de corriente para soldadura de este tipo.

La línea característica de salida 73, representada esquemáticamente en la figura 10 de la fuente de corriente para soldadura 2 según la invención se realiza de tal forma que por al dimensionamiento de los componentes o de la unidad de potencia 3 sea posible un suministro de energía correspondiente, quedando formado el recorrido especial de la línea de salida 73 por la influencia del circuito resonante 27, es decir que, generalmente, la línea de salida 73 corresponda a una representación rectangular de la línea de rayos y puntos de una línea característica conocida por el estado de la técnica, provocando a causa de la energía existente en el circuito resonante 27 una modificación de la línea característica de salida 73 conforme a la representación esquemática.

Por ejemplo, es posible que, partiendo de un valor de corriente 88 de aprox. 110 A, esté disponible una tensión de salida de aprox. 25 V para el proceso de soldadura. Esto es necesario, porque en caso de una línea característica normalizada 89 inscrita, con una corriente de salida de este tipo, es necesaria una tensión de salida de aprox. 25 V para un proceso de soldadura. Partiendo del intervalo de dimensionamiento de la fuente de corriente para soldadura 2, representado por el valor de corriente 88, la fuente de corriente para soldadura 2 puede proporcionar una corriente de salida 90 máxima de, por ejemplo, 140 A con una menor tensión de salida 91, de aprox. 15 V, por lo se puede proporcionar más potencia para eliminar un cortocircuito siendo posible un funcionamiento permanente del aparato soldador con una corriente según el valor de corriente 88. Mediante una reducción de la corriente, la fuente de corriente para soldadura 2 realiza ahora un incremento de la tensión, produciéndose en caso de una reducción a aprox. 60 A un aumento de la tensión, por ejemplo a 40 V. A partir de ese punto se produce, por ejemplo, un aumento exponencial de la tensión, siendo vigilada la tensión de salida - según la figura 1 - de modo que al sobrepasar la tensión teórica U max máxima admisible, según un valor de tensión 92, por un dispositivo de control 4 es iniciado el procedimiento de regulación especial descrito a continuación y, por tanto, se produce una limitación de la tensión. Si este no fuese el caso, según la línea representada en líneas discontinuas, la tensión seguiría subiendo de forma infinita, es decir de forma limitada por las pérdidas de potencia de los componentes, de forma que se produciría la destrucción de los componentes. Debido al procedimiento de regulación especial iniciado por el dispositivo de control 4, ahora la tensión se regula o se limita a un valor predefinido.

La ventaja de una línea de salida 73 de este tipo consiste ahora en que en caso de un bajo flujo de corriente existe una tensión de salida correspondientemente alta para mantener el arco voltaico 15, pudiendo mantenerse reducido el dimensionamiento de la unidad de potencia o de la fuente de corriente para soldadura 2, porque la energía necesaria adicionalmente es facilitada por el circuito resonante 27.

Puesto que la frecuencia de resonancia del circuito resonante del circuito de oscilación serial y/o paralelo, especialmente del circuito resonante 27 en la fuente de corriente para soldadura 2 se ajusta en función del estado de salida del consumidor, debido al gran cambio de salida, especialmente a los grandes cambios de resistencia, puede ocurrir que la sincronización no pueda producirse en un periodo predefinido, de modo que el circuito resonante 27 autooscilante finaliza automáticamente. Esto puede producirse, porque incluso durante una fase de marcha libre o durante el modo especial en el que la fuente de energía 29 no suministra energía, se emite energía al consumidor o se gasta energía por las pérdidas de los propios componentes de la fuente de corriente, por lo que ha de volver a iniciarse o arrancarse la fuente de corriente para soldadura 2.

Para que esto no pueda ocurrir, el dispositivo de control 4 puede realizar, con el modo de funcionamiento especial, adicionalmente al procedimiento de control y/o de regulación, un procedimiento de regulación especial, conmutando de una fase de excitación a otra fase de excitación o al modo especial S5 o S6. Para ello, también es posible que por exceder un parámetro, en particular la corriente de resonancia 58 o la tensión de soldadura, por encima de un valor teórico predeterminado, se pueda llamar o realizar un procedimiento de regulación especial.

Si durante una modificación de salida del dispositivo de control 4, el montaje en puente 28 se conmuta al estado especial S5 y S6, el dispositivo de control 4 vigila cuántas veces se conmuta de un estado especial S5 o S6 a otro estado especial S6 o S5. En el dispositivo de control 4 está consignado cuántas veces se puede conmutar entre los estados especiales S5 y S6, preferentemente cuatro veces. Si en caso de conmutar demasiadas veces entre los estados especiales S5 y S6, debido a las pérdidas de componentes, se extinguiría el circuito resonante 27 autooscilante, especialmente la corriente de resonancia 58 y/o la tensión de resonancia y ya no sería posible continuar el proceso de soldadura, porque no se alimentaría energía desde la fuente de energía 29 al circuito resonante 27.

Si el modo especial, es decir la llamada de los estados de conmutación S5 o S6 excede el valor de conmutación predefinido - preferentemente cuatro veces - el dispositivo de control 4 conmuta el montaje en puente 28 al procedimiento de regulación especial, produciéndose así una excitación de los elementos de conmutación 32 a 35 en forma de las fases de excitación. Aquí, sin embargo, la duración de impulsos se reduce a un mínimo, de forma que se produzca una alimentación de energía baja desde la fuente de energía 28, manteniéndose la oscilación del circuito resonante 27. La alimentación de la energía se puede realizar durante varios periodos, o el periodo o el número de periodos está consignado en el dispositivo de memoria 4, de forma que después de finalizar este procedimiento de regulación especial se vuelva al estado de conmutación S5 o S6 anterior y se vuelva a vigilar si ahora es posible una sincronización. La vuelta al estado de conmutación S1 a S6 anterior es posible en cualquier momento, porque el dispositivo de control 4 realiza una asignación de los estados de conmutación S1 a S6 hacia los semiperiodos del circuito resonante 58 incluso durante los diferentes casos especiales y, por tanto, se puede volver siempre, en cualquier momento, a un determinado estado de conmutación S1 a S6.

Asimismo, es posible que debido a la oscilación del circuito resonante 27, la tensión puede subir por encima de un valor de tensión máximo y/o valor de corriente máximo predeterminado - según las figuras 10 y 11 -, de modo que, en caso de producirse tal caso, el dispositivo de control 4 realice a su vez un procedimiento de regulación especial. Esta vigilancia está descrita ya brevemente en la figura 11 por la vigilancia de diversos parámetros. En caso de producirse tal caso, en primer lugar, la duración de impulso para el montaje en puente 28 se reduce a un mínimo. Al mismo tiempo, se vigila si después de uno o varios pasos por cero de la corriente de resonancia 58, la señal "I resmax y/o U max" ha bajado por debajo del valor teórico correspondiente o no. El recuento del número de pasos por cero de la corriente para la reducción de los parámetros por debajo de los valores teóricos se puede preajustar y se almacena en el dispositivo de control 4. Este proceso se puede realizar varias veces, pero después de exceder un número determinado de estos intentos de regulación por el dispositivo de control 4, se desactiva el montaje en puente 28, es decir se desactivan todos los elementos de conmutación 32 a 35, de tal forma que la corriente de resonancia 58 y la tensión de resonancia en el circuito resonante 27 pueda compensarse a través de las pérdidas de componentes, pudiendo reiniciar o volver a arrancar por tanto la fuente de corriente para soldadura 2.

Un proceso de regulación de este tipo se ve en el diagrama según la figura 10. Aquí, al bajar la corriente de salida, la tensión, especialmente el valor de tensión 92, de la línea característica de salida 73, sube por encima de un valor teórico de tensión predefinible "U max" que corresponde al valor de tensión 92. Si ahora ya no se realizara ningún procedimiento de regulación especial, la tensión seguiría subiendo según la línea de representada en líneas discontinuas. Por esta alta tensión pueden quedar destruidos los componentes, especialmente los diodos y los transistores de potencia, o los componentes de la fuente de corriente para soldadura 2 tendrían que dimensionarse de forma desproporcionadamente grande. Por tanto, si la tensión alcanza el valor teórico y, por tanto, el valor de tensión 92, por una reducción de la duración de impulso se suministra ahora menos energía, de tal forma que se siga reduciendo la tensión por las pérdidas de componentes y/o por el suministro de energía al consumidor. A continuación, el dispositivo de control 4 vuelve a conmutar al modo de funcionamiento normal, es decir a uno de los estados de conmutación S1 a S4.

Ahora, es posible que se vuelva a sobrepasar el valor teórico, tal como está representado por ejemplo con el valor de tensión 93 de la línea característica de salida, de modo que la duración de impulsos se reduzca de nuevo a un mínimo mediante un número predefinible de semiperiodos o periodos enteros. Este procedimiento de regulación especial se puede realizar hasta que el circuito resonante 27 ya no contenga energía, o de tal forma que tras alcanzar un determinado número de este tipo de procedimientos de regulación, el dispositivo de control 4 desactive el montaje en puente 28 reduciéndose automáticamente la energía que queda en el circuito resonante 27. Esto se puede ver a partir del momento 94, reduciéndose la energía de forma exponencial, es decir que la tensión se incrementa de forma exponencial y la corriente se reduce constantemente. De esta forma, se consigue además que al principio de un proceso de soldadura o para el reencendido del arco voltaico 15 esté disponible una tensión muy alta. Asimismo, es posible que para diferentes valores de corriente se depositen diferentes valores teóricos de tensión, pudiendo formarse una curva exponencial de este tipo.

Por tanto, se puede decir que al sobrepasar un valor teórico predefinido y ajustable, el dispositivo de control 4 realiza un procedimiento de regulación especial, para lo cual la duración de impulsos para el montaje en puente 28 se reduce a un mínimo y, después de uno o varios pasos por cero de la corriente de resonancia 58, se desactiva el montaje en puente 28. Para ello, se vigilan al menos la tensión de salida en el consumidor, es decir en los bornes de salida 51 y 52, y la corriente de resonancia 58 se vigila y se compara con un valor teórico.

Resumiendo, se puede decir que en la fuente de corriente para soldadura 2 con el circuito resonante 27 en forma de un convertidor serial/paralelo se describe un procedimiento, en el que para la excitación del montaje en puente 28, especialmente del semipuente o puente integral, se almacenan varios estados de conexión S1 a S6 predefinidos fijamente para los elementos de conmutación 32 a 35 del montaje en puente 28, en donde, en una secuencia regulada, en el modo de funcionamiento normal, es decir por encima o por debajo de la frecuencia de resonancia de una magnitud de estado del circuito resonante 27, especialmente de la corriente de resonancia 58 o de la tensión de resonancia del circuito resonante 27, el dispositivo de control 4 excita el montaje en puente 28 sucesivamente según los estados de conmutación S1 a S4, y en caso de aparecer un cambio de salida, especialmente un cambio de resistencia en el consumidor, el dispositivo de control 4 realiza un modo de funcionamiento especial con el montaje en puente 28 en o con la frecuencia propia del circuito resonante 27 y se excita el montaje en puente (28) según los estados de conmutación consignados para el modo de funcionamiento especial, especialmente los estados de conmutación S1 o S4 o S5 o S6, en donde en los distintos modos de funcionamiento, especialmente en el modo de funcionamiento normal, en el modo de funcionamiento especial y/o en el procedimiento de regulación especial, los distintos estados de conmutación S1 a S4 son asignados por el dispositivo de control (4), para el modo de funcionamiento normal, al circuito resonante (27) autooscilante, especialmente a los pasos por cero de la corriente de resonancia (58) o de la tensión de resonancia, y por tanto, los estados de conmutación S1 a S4 dependen de la magnitud de estado del circuito resonante 27, especialmente del paso por cero de la corriente de resonancia 58 o de la tensión de resonancia.

Por lo tanto, para el funcionamiento de la fuente de corriente para soldadura 2 se realizan varios modos de funcionamiento, especialmente un modo de funcionamiento normal, un modo de funcionamiento especial y un procedimiento de regulación especial, de tal forma que el dispositivo de control 4 pueda regular la fuente de corriente para soldadura 2, especialmente el montaje en puente 28 de tal modo que, en caso de un cambio de la línea característica del circuito resonante - según la figura 4 -, el punto de trabajo 57 se mantenga siempre en el mismo lado, especialmente en la línea característica descendente o ascendente del circuito resonante 27.

Asimismo, es posible emplear en una fuente de corriente para soldadura 2 de este tipo con el circuito resonante 27, un transformador de corriente 95 para poder transformar la energía suministrada por la fuente de energía 29. En este caso, el transformador de corriente 95 se puede disponer entre el montaje en puente 28, es decir el circuito resonante 27, y el rectificador 50, tal como se ve, por ejemplo, en la figura 12. Sin embargo, también es posible disponer un transformador de corriente 95 de este tipo ya en la fuente de energía 29.

Finalmente, cabe mencionar que en los ejemplos de realización descritos anteriormente, las distintas piezas o componentes o módulos están representados de forma esquemática o simplificada. Además, las piezas individuales de las combinaciones de características o medidas, descritas anteriormente, de los distintos ejemplos de realización pueden formar soluciones individuales, según la invención, en combinación con otras características individuales de otros ejemplos de realización.

Sobre todo, las distintas realizaciones representadas en las figuras 1; 2, 3, 4, 5, 6, 7; 8, 9; 10, 11; 12 pueden ser objeto de soluciones individuales según la invención. Los objetivos y soluciones según la invención resultan de las descripciones detalladas de dichas figuras.

Lista de referencias

1

Aparato de soldar

2

Fuente de corriente para soldadura

3

Unidad de potencia

4

Dispositivo de control

5

Elemento de conmutación

6

Válvula de control

7

Conducción de alimentación

8

Gas

9

Depósito de gas

10

Soplete para soldar

11

Aparato de avance de alambre

12

Conducción de alimentación

13

Alambre para soldar

14

Tambor de alimentación

15

Arco voltaico

16

Pieza de trabajo

17

Conducción de alimentación

18

Conducción de alimentación

19

Circuito de refrigeración

20

Controlador de corriente

21

Depósito de agua

22

Dispositivo de entrada y/o de salida

23

Paquete de tubos flexibles

24

Dispositivo de unión

25

Dispositivo de descarga de tracción

26

Carcasa

27

Circuito resonante

28

Montaje en puente

29

Fuente de energía

30

Conducción

31

Conducción

32

Elemento de conmutación

33

Elemento de conmutación

34

Elemento de conmutación

35

Elemento de conmutación

36

Diodo de marcha libre

37

Diodo de marcha libre

38

Diodo de marcha libre

39

Diodo de marcha libre

40

Línea de control

41

Línea de control

42

Línea de control

43

Línea de control

44

Inductividad

45

Condensador

46

Condensador

47

Dispositivo de medición

48

Conducción

49

Conducción

50

Rectificador

51

Bornes de salida

52

Bornes de salida

53

Resistencia

54

Inductividad de conducción

55

Frecuencia de resonancia mínima

56

Frecuencia de resonancia máxima

57

Punto de trabajo

58

Corriente de resonancia

59

Detección de paso por cero de la corriente

60

Línea característica de rampa

61

Línea característica de tensión

62

Línea característica de tensión

63

Línea característica de tensión

64

Línea característica de tensión

65

Línea característica de tensión

66

Señal de rampa

67

Periodo

68

Momento

69

Periodo

70

Dispositivo de medición

71

Línea

72

Línea

73

Línea característica de salida

74

Línea característica de salida

75

Convertidor

76

Unidad lógica

77

Entrada

78

Línea

79

Línea

80

Línea de control

81

Comparador

82

Comparador

83

Comparador

84

Comparador

85

Línea

86

Línea

87

Línea

88

Valor de corriente

89

Línea característica normalizada

90

Corriente de salida

91

Corriente de salida

92

Valor de tensión

93

Valor de tensión

94

Momento

95

Transformador de corriente

Claims (17)

1. Procedimiento para regular una fuente de corriente para soldadura (1) con un circuito resonante (27) configurado como convertidor serial/paralelo, en el que, a través de un dispositivo de control (4), es excitado un montaje en puente (28) formado por elementos de conmutación (32-35) individuales, y a través del montaje en puente (28), un consumidor, especialmente un proceso de soldadura, es alimentado de energía, especialmente de impulsos de tensión y de corriente, desde una fuente de energía (29), regulando el dispositivo de control (4) el montaje en puente (28) en un modo de funcionamiento normal de tal forma que un punto de trabajo (57) en una línea característica del circuito resonante (27) se encuentre fuera de una frecuencia de resonancia, de tal forma que el montaje en puente (28) es excitado sucesivamente según los estados de conmutación (S1-S4) consignados en el dispositivo de control (4), siendo ejecutado por el dispositivo de control (4), en caso de producirse un cambio de resistencia del consumidor, un modo de funcionamiento especial con el montaje en puente (28), en el que el montaje en puente (28) es excitado con la frecuencia propia del circuito resonante (27), y el montaje en puente (28) es excitado según los estados de conmutación o secuencias consignados para el modo de funcionamiento especial, caracterizado porque los estados de conmutación (S1-S4) para el modo de funcionamiento normal están determinados por una fase de excitación positiva - estado de conmutación (S1) -, una fase de marcha libre positiva - estado de conmutación (S2) -, una fase de excitación negativa - estado de conmutación (S3) - y una fase de marcha libre negativa - estado de conmutación (S4) - del montaje en puente (28) configurado como puente integral, y el montaje en puente (28) se conmuta, en el modo de funcionamiento especial, de una fase de excitación - estado de conmutación (S1 o S3) - preferentemente de forma sucesiva a uno de dos estados de conmutación alternativos (S5 o S6), en los que se desactivan los elementos de conmutación (34; 35) de una rama del puente y los elementos de conmutación (33, 32) de la otra rama del puente siguen activos, vigilando el dispositivo de control (4) cuántas veces se conmuta de un estado especial (S5; S6) a otro estado especial
(S6, S5).

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque una sucesión de los estados de conmutación (S1-S4) de los elementos de conmutación (32-35) del montaje en puente (28) se almacena en el dispositivo de control (4).

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la activación de los estados de conmutación (S1-S4) con condiciones constantes en el consumidor se deduce de una diferencia de tiempo entre dos pasos por cero inmediatamente sucesivos de una magnitud de estado del circuito resonante (27).

4. Procedimiento según una o varias de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los distintos estados de conmutación (S1-S4) para el modo de funcionamiento normal son deducidos y/o asignados por el dispositivo de control (4), especialmente, de un paso por cero de una magnitud de estado del circuito resonante (27) autooscilante.

5. Procedimiento según una o varias de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la conmutación entre los distintos estados de conmutación (S1-S4) por el dispositivo de control (4) se repite continuamente en el modo de funcionamiento normal de la fuente de corriente para soldadura (2).

6. Procedimiento según una o varias de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque en el modo de funcionamiento especial, al aparecer el paso por cero de la corriente, el dispositivo de control (4) conmuta el montaje en puente (28) directamente de una fase de excitación - estado de conmutación (S1 o S3) - a la otra fase de excitación -
estado de conmutación (S3 o S1).

7. Procedimiento según una o varias de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la excitación del montaje en puente (28), especialmente del semipuente o del puente integral, se realiza por un procedimiento de modulación de la duración de impulsos, combinado con una duración variable del periodo, con señales de control fi y alfa.

8. Procedimiento según una o varias de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el dispositivo de control (4) establece, en función de las señales de control fi y alfa y del paso por cero de una magnitud de estado del circuito resonante (27), especialmente del paso por cero de la corriente, en el circuito resonante (27), los estados de conmutación (S1-S6) para los elementos de conmutación (32 a 35) del montaje (28) en puente excitándolos correspondientemente.

9. Procedimiento según una o varias de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los elementos de conmutación (32 y 33), especialmente los transistores IGBT, se conmutan poco antes o después de un paso por cero de la corriente del circuito resonante (27), a una señal de control alfa, y los elementos de conmutación (34 y 35), especialmente los transistores MOSFET, se conmutan a una señal de control fi, especialmente a un ángulo de fase fi de la corriente en el circuito resonante (27).

10. Procedimiento según una o varias de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las magnitudes de control o de regulación para el dispositivo de control (4) para controlar o regular el montaje en puente (28) son formadas por las señales de control alfa y fi, así como por el paso por cero de una magnitud de estado del circuito resonante (27), especialmente de la corriente de resonancia (58) o la tensión de resonancia.

11. Procedimiento según una o varias de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque en la fase de excitación positiva - estado de conmutación (S1) - y la fase de excitación negativa - estado de conmutación (S3) - desde el circuito intermedio de la fuente de corriente para soldadura (2), es decir desde la fuente de energía (29), se produce un flujo de corriente a través de los elementos de conmutación (32 a 35) al circuito resonante (27) y, por tanto, al consumidor, especialmente al soplete para soldar (10), mientras que en la fase de marcha libre positiva o negativa - estado de conmutación (S2; S4) - no tiene lugar ninguna alimentación de energía o flujo de corriente a través de los elementos de conmutación (32-35) del montaje en puente (28) de un circuito intermedio en el circuito resonante (27), manteniéndose sin embargo un flujo de corriente en el circuito resonante (27).

12. Procedimiento según una o varias de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el flujo de corriente en las fases de excitación se forma por la activación por pares de los elementos de conmutación (32 y 35; 33 y 34), mientras que en la fase de marcha libre se activan los elementos de conmutación (32 y 34; 33 y 35).

13. Procedimiento según una o varias de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el dispositivo de control (4) asigna constantemente los estados de conmutación (S1-S4) a los semiperiodos actuales de la corriente de resonancia, para que después de una sincronización el montaje en puente (28) vuelva a conmutarse en el momento adecuado al modo de funcionamiento normal.

14. Procedimiento según una o varias de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque con el dispositivo de control (4) o con una unidad lógica (76) se unen varios comparadores (81-84), comparando los comparadores (81-84) los valores de corriente y de tensión aparecidos realmente, suministrados por un dispositivo de medición (47 y/o 70), especialmente los valores reales, con valores teóricos correspondientemente consignados, realizando el dispositivo de control (4), en caso de sobrepasarse los valores teóricos, una regulación, especialmente un procedimiento de regulación especial.

15. Procedimiento según la reivindicación 14, caracterizado porque el comparador (81) compara la corriente de resonancia "I res" suministrada por el dispositivo de medición (47) con una corriente teórica máxima admisible "I max", predefinida, emitiéndose, en caso de sobrepasar la corriente teórica "I max", una señal "I resmax" a la unidad lógica (76), a través de una línea (85).

16. Procedimiento según la reivindicación 14, caracterizado porque el comparador (83) compara la tensión de soldadura "U" del dispositivo de medición (70) con una tensión teórica máxima admisible "U max", predefinida, siendo transmitida, en caso de sobrepasar dicha tensión teórica "U max", una señal a la unidad lógica (76), a través de una línea (87).

17. Procedimiento según la reivindicación 15 ó 16, caracterizado porque el dispositivo de control (4) vigila si después de varios pasos por cero en el circuito resonante las señales "I resmax" y/o "U max" bajan por debajo del valor teórico "I max" y/o "U max".