FI61255C - Stroemkaella foer handsvetsning - Google Patents

Description

\u*r*\ M (11)KuuLUTusjULKAisu 6 >ι 2 5 5

JHa lJ * ' UTLAGGNINGSSKRI FT U

C Patentti oiyanr.sity 10 06 1902 (45) Patent rr.iidelat (51) **3^ 3 H 02 P 13/26 // B 23 K 9/10 SUOMI—FINLAND (Μ)»—·»*— — PttMCamOkning 12U0/73 (22) HtkwnlspUvl —Amdkntag(4at l8.0U.73 * (23) Alkuptlvl —Glklghmdag l8.0U.73 (41) Tullut JulklMkil — BIMc ortwitllg 19.10.73 hUMtt j. r.kl«*lh.lll«u. , „

Patent· och rafistarstyralsan ' ' An«tk»n utitgd oeh utl.«krMtM pubUnred 26.02.82 (32)(33)(31) Pyydetty ttuolkwi —Begird priorltet l8.0U. 72

Ruotsi-Sverige(SE) U96U/72 (71) Oy Esab, Kutomontie 13, 00380 Helsinki 38, Suomi-Finland(FI) (72) Rolf Ericsson, Lax&, Ruotsi-Sverige(SE) (7U) Oy Heinänen Ab (5U) Strömkälla för handsvetsning - Virtalähde käsinhitsaukseen

Uppfinningen avser en strömkälla för handsvetsning med starkt fal-lande spänning-ström-karakteristika, bestäende av en flerfastrans-formator med läg läckning, en till dess sekundärlindning ansluten likriktare med styrbara ventiler, en tändvinkelgivare anordnad tili de styrbara ventilerna tillföra tändpulser med ett fasläge bestämt av storleken av en tili tändvinkelgivaren tillförd, av en likström eller likspänning bestäende styrsignal, samt en sagda styrsignal avgivande styrsignalgivare, som omfattar en anordning för Istadkom-mande av en konstant första komposant (nedan benämnd grundkomposant) av styrsigna1 en, vilken anordning innefattar ett inställningsorgan för inställning av storleken av sagda grundkomposant, samt en anordning för ästadkommande av en mot grundkomposanten riktad, mot svets-strömmen proportionel1 andra komposant av styrsignalen.

Att strömkällan har en starkt fallande spänning-ström-karakteristika är här att förstä sl, att kortslutningsströmmen högst uppgär tili 1 1/2 gäng arbetsströmmen (bägströmmen).

Vi en känd strömkälla av denna typ beskriven i den amerikanska 2 61255 patentskriften nr 3.530.359 uppbygges den konstanta första kompo-santen av styrsignalen genom sammanlagring av tvä delkomposanter, av vilka den ena inställes medelst ett inställningsorgan och den andra inställes medelst tvä av varandra och av det förstnämnda inställningsorganet oberoende ins täi1 ningsorgan , av vilka det ena även tjänar tili inställning av proportionalitetsfaktorn för den mot svetsströmmen proportionella komposanten och därigenom bestämmer karakteri sti ka ns lutning. Anordningen är svärskött för svetsaren, som i regel nöjer sig med att ställa inströmstyrkan medelst det ena eller andra av de härför avsedda organen och läter organet för inställning av karakteristikans lutning stä i konstant läge, vilket medför försämrade svetsegenskaper i ätminstone vissa delar av ström-inställningsomrlidet.

Uppfinningen är baserad pä den nya insikten, att man för varje arbetsströminställning erhäller de genomsnittligt bästa svetsb8-tingelserna vid en viss mot denna inställning svarande lutning av svetsströmkä1lans statiska och/eller dynamiska karakteristik, eller med andra ord, att det är möjligt att fixera ett visst gynnsamt samband mellan strömstyrkeinställningen och karakteristikans lutning. Uppfinningen avser i enlighet därmed i främsta rummet att ästadkomma ett utförande av strömkällan, som automatiskt resulte-rar i upprättha 1lande av sagda samband.

Uppfinningen kännetecknas därav, att styrsignalgivaren dessutom omfattar en anordning för att i styrsignalen införa en mot svets-spänningen i huvudsak proportionel1, mot grundkomposanten riktad statisk komposant och uppvisar ätminstone det ena av följande ytter-ligare tva kännetecken A och B: A. Anordningen för att i styrsignalen införa en mot svetsspänningen i huvudsak proportionel1, mot grundkomposanten riktad statisk komposant innefattar ett instä11 ningsorgan för inställning av proportions-förhlllandet mellan sagda motriktade statiska komposant och svetsspänningen och därmed av den statiska spänning-strömkarakteristikans lutning, vilket inställningsorgan är kopplat med sagda instä1lnings-organ för grundkomposanten för ästadkommande av ett önskat samband mellan den av grundkomposanten bestämda strömstyrkeins täilningen och den statiska karakteristikans lutning.

B. Styrsignalgivaren omfattar dessutom en kondensator seriekopplad med ett motständ, vilken seriekoppling är anordnat att plverkas av svetsspänningen eller en mot svetsspänningen proportionell spanning, jämte en anordning för att i styrsignalen införa en mot det spän- 3 61255 ningsfall over sagda motständ, som framkallats av en genom sagda seriekoppling flytande laddnings- eller urladdningsström, proportio-neli, transient komposant sS riktad, att den vid urladdning av kon-densatorn adderas till grundkomposanten, vilken anordning innefattar ett instä1lningsorgan för inställning av proportionsforhi1landet mellan sagda transienta komposant ooh spänningen over sagda motständ, vilket inställningsorgan är kopplat med sagda inställningsorgan för grundkomposanten för ästadkommande av ett önskat samband mellan den av grundkomposanten bestämda strömstyrkeinställningen ooh det vid kortslutning uppträdande transienta tillskottet tili den sta-tiska kortslutningsströmmen.

Uppfinningen skall nu närmare förklaras i anslutning tili bifogade ritning, pa vilken fig. 1 visar ett kopplinsschema för ett utföringsexempe1 pä en strömkälla enligt uppfinningen, fig. 2 a-e framställa spänningsdiagram belysande verkningssättet av anordningen enligt fig. 1, fig. 3 är ett kopplingsschema för ett andra utföringsexempe1 av en strömkälla enligt uppfinningen, fig. 4 är ett ström-spänningsdiagram illustrerande verkningssättet av anordningen enligt fig. 3, fig. 5 är ett kopplingsschema, som mera i detalj visar utförandet av en strömkälla enligt uppfinningen av i huvudsak samma slag som den i fig. 3 i1lustrerade, fig. 6a är ett ström-spänningsdiagram illustrerande verkningssättet av anordningen enligt fig. 5, fig. 6b är ett motsvarande diagram för ett modifierat utförande av anordningen enligt fig. 5, fig. 7 är ett kopplingsschema för en av de i anordningen i fig. 5 ingaende styrvinkelgivarna, och fig. Θ visar spänning-tid-diagram för spänningarna i vissa punkter av koppiingsanordningen enligt fig. 7.

4 61255

Den i fig. 1 visade svetsströmkä1la n bestär av en trefastransforma-tor 1 med läg läckning, som vid klämmorna RST är anslutbar tili ett trefasnät och som matar en likriktare 2 med styrbara ventiler. Den tili likriktaren anslutna svetsströmkretsen, som innehäller en induk-tor 3, visas ansluten tili en svetselektrod 4 och ett arbetsstycke 5. En s.k. frihjulsventi1 6 är inkopplad mellan induktorlindningens tili likriktaren anslutna ända och den andra svetsströmledaren. Likriktaren 2 är styrd av en tändvinkelgivare 7, som pä känt sätt är anordnad att tili de styrbara ventilernas styrelektroder utsända med nätspänningen synkrona tändimpulser, vilkas tändningstidpunkten bestämmande fasläge regleras av en styrsignal tillförd tili tänd-vinkelgivaren av en förstärkaranordning Θ. Tili förstärkasanord-ningens 0 ingängssida aro anslutna f yra motständ 9 , 10, 11, 12. Motständet 12 Mr anslutet tili ett rörligt uttag 13a pä en potentiometer 13 ansluten tili en konstant spänningskälla 14 och genomgäs sälunda av en konstant ström med en medelst potentiometeruttaget 13a inställbar storlek. Motständet 9 är anslutet tili en svetsström-givare bestäende av en i ena svetsströmledaren inkopplad shunt 15 och genomgäs sälunda av en mot svetsströmstyrkan proportionell ström. Motständet 11 är over en omkastare 16 anslutbar tili det ena eller det andra av tvä rorliga uttag 17a, 17b pä en potentiometer 17 matad av svetsspänningen och genomgäs sälunda av en mot svetsspänningen proportionell ström. De med "P" markerade punkterna i schemat äro galvaniskt förbundna med varandra pä ej visat sätt och ligga pä styrsignalgivarens nollpotential, De tre strömmarna genom motständen 9, 11, 12 adderas algebraiskt i förstärkaranord-ningen ingängsmotständ. Polariteterna äro sä valda, att strömmarna frän motständen 9 och 11 flyta i motsatt riktning mot strömmen frän motständet 12. I föreliggande fall har den medelst potentiometern 13 inställbara konstanta komposanten av ingängsspänningen givits negativ polaritet, vilket sammanhänger med att förstärkaranordningen 0 förutsättes vara inverterande, d.v.s. ge en utgängsspänning av motsatt polaritet mot ingängsspänningen,

Det fjärde tili förstärkaranordningens 0 ingängssida anslutna motständet 10 är over en omkastare 10 förbundot med det ena eller det andra av tvä rörliga uttag 191, 19b pä en potentiometer 19, vilken genom längre fram beskrivna strömkretsanordningar tillföres en med laddnings- och urladdningsströmmen genom en kondensator 20 varie-rande spänning. Kondensatorn är i serie med ett motständ 21 anslutet tili svetsspänningen. Vid stationärt tillständ är kondensatorn 61255 20 strömlös, varvid kontakterna 19a, b äro spänningslösa och mot-ständet 10 strömlöst. Vid stationärt tillständ är sälunda den re-sulterande ingängsspänningen tili förstärkaranordningen fl och sälunda även dess utglngsspänning lika med skillnaden mellan on konstant komposant och summan av en mot strömmen och en mot spänningen pro-portionell komposant. Den salunda uppbyggda styrsignalen tillföres tändvinkelgivaren 7 och bestämmer fasläget av de av densamma tili likriktaren 2 avgivna, med nätspänningen synkrona tändpulserna.

Genom den beskrivna äterkopplingen av ström och spanning bibringas likriktaren en fallande statisk karakterist ikä bestämd av inställ-ningen av potentiometeruttagen 13a och 17a eller 17b, närmare bestämt sä, att inställningen av potentiometeruttaget 13a bestämmer storleken av kortslutningsströmmen, medan inställningen av uttaget 17a eller 17b pä potentiometern 17 bestämmer karakteristikans lut-ning.

Enligt uppfinningen äro de tre potentiometeruttagen 13a, 17a, 19a, kopplade med varandra medelst ett organ 22, sä att varje inställning av uttaget 13a motsvarar en bestämd inställning av vart och ett av uttagen 17a, 19a. När omkopplaren 16 ligger i det visade undre läget, erhälles sälunda för varje genom läget av uttaget 13a bestämd kortslutningsström en bestämd, genom läget av uttaget 17a bestämd lutning av den statiska karakteristikan. Det härigenom bestämda sambandet mellan kortslutningsströmmen och brantheten är lämpligen baserat pä praktiska försök för fastläggande av den vid varje ström-inställning lämpligaste statiska brantheten. Vid utförandet enligt fig. 1 minskas karakteristikans branthet med stigande ströminställ-ning över hela instä11 ningsomrädet (när omkastaren 16 stär i sitt undre läge). Det kan emellertid ibland vara lämpligt att vid stigande ströminställning tili en början läta brantheten avtaga, men frän och med en viss inställd ström upprätthälla en konstant branthet eller t.o.m. en vid ytterligare ökad ströminställning stigande branthet. Fig. 1a och 1b visa exempel pä anordningar, som ästad-komma en dylik variering av brantheten. Dessa figurer visa var sin variant av den del av kopplingsanordningen enligt fig. 1, som ligger mellan punkterna r, s och t i schemat. Vid varianten enligt fig. 1a är till potentiometerns 17 spänningsförande ände ansluten en kon-taktskena 23, som bildar en del av kontaktbanan för det rörliga uttaget 17a. Proportionsförhällandet mellan den medelst uttaget 17a inställda svetsspänningsberoende komposanten av styrsignalen ooh svetsspänningen ökar sälunda tili en början med ströminstä1lningen, men förblir konstant när uttaget 17a kömmit in i den av kontaktske- 6 61255 nan 23 bildade delen av kontaktbanan. Vid varianten enligt fig. 1b är till potentiometerns 17 spänningsförande ände ansluten en kon-taktskena 24, som i sin tur anslutes till en andra till svetsspän-ningen ansluten potentiometer 17'. Uttaget 17a är rörligt längs hela den av potentiometrarna 17 och 17’ och den mella n 1iggande kon-taktskenan 24 bildade potentiometerenheten. IMär uttaget 13a pä ströminställningspotentiometern förflyttas i riktning frän läga mot höga ströminställningar, flyttar sig det med uttaget 13a medelst organet 22 kopplade uttaget 17a först längs potentiometern 17, var-vid proportionsförhällandet mellan styrsignalens spänningsberoende komposant och svetsspänningen ökas, därefter längs kontakskenan 24, varvid proportionsförhällandet förblir konstant, och slutligen längs potentiometern 17’, varvid proportionsförhällandet äter mins-kas. Brantheten hos strömkällans karakteristik kommer alltsä tili en början att minskas, därefter att förbli konstant inom ett visst ströminstäl lningsinterva 11 och slutligen att liter ökas vid de högs-ta ströminställningarna.

Pc tentiometern 19 är ansluten tili det i serie med kondensatorn 20 liggande motständet over en omkastare 1Θ0. I omkastarens undre läge är mellan motständet 21 och potentiometern 19 inkopplad en helvägs-likriktare 1B1. Det mä först antagas, att omkastaren 1Θ0 stär i det visade läget och att den pä seriekopplingen av kondensatorn 20 och motständet 21 inverkande svetsspänningen plötsligt faller, t.ex. genom en kortslutning mellan svetselektroden 4 och arbets-stycket 5. Genom motständet 21 flyter dä en urladdningsström i den med pilen tili vänster om motständet 21 markerade riktningen. Motständet 21 och därmed även potentiometerns 19 Övre ände bibrin-gas alltsä sä länge urladdning av kondensatorn 20 varar en negativ spänning i förhällande tili motständets resp. potentiometerns undre ände och därmed även i förhällande tili styrsignalgivarens nollpo-tential, Genom det rörliga uttaget 19a pä potentiometern 19 och motständet 10 tillföres sälunda styrsignalen en komposant, som sam-verkar med den mot uttagets 13a inställning svarande grundkomposan-ten. Vid en plötslig spänningsstegring bildas pä motsvarande sätt en transient, mot grundkomposanten riktad styrsignalkomposant.

□en beskrivna anordningen ger sälunda säväl vid ökning som vid minsk-ning av svetsspänningen upphov tili en transient styrsigna1komposant, som, sä länge den bestär, minskar den genom potentiometern 17 in-ställda statiska brantheten. Vid kortslutning mellan elektrod- och arbetsstycke erhälles härigenom ett transient tillskott tili den genom den statiska karakteristikan bestämda kortslutnigsströmstyr- 7 61255 kan, vilket underlättar tändningen av ljusbägen. A andra sidan medför den vid kortslutningens upphävande uppträdande transienta styrsignalkomposanten, att 1jusbägsströmstyrkan tili en början blir lägre än den genom skärningspunkten mellan den statiska karakteris-tikan och ljusbagskarakteristikan bestämda statiska arbetsströmmen. Denna transienta minskning av arbetsströmmen har mestadels ingen pätaglig skadlig inverkan, men fyller ingen nyttig funktion och mäste betraktas som icke önskvärd. För eliminering av denna olä-genhet är anordningen enligt uppfinningen försedd med en likriktar-ventil 1Θ3, som medelst en strömställare 1Θ2 kan parallellkopplas med potentiometern 19 och som har sadan polaritet, att den spanning, som förosakas av en laddningsström genom motstAndet 21 (i motsatt riktning mot den av pilen utvisade) päverkar ventilen 1Θ3 i dess genomsläppningsriktning. Ventilen 1B3 bildar sälunda vid stigande svetsspänning en kortslutning för potentiometern 19, varigenom den transienta styrsignalkomposanten undertryckes. Vid stigande svetsspänning följer strömkällan sälunda den statiska karakteristikan, medan man vid kortslutning fortfarande erhäller det önskvärda transienta tillskottet tili den statiska kortslutningsströmmen.

Likriktarbryggan 1Θ1, som inkopplas genom att man lägger omkasta-ren i det undre läget, är sS kopplad, att den ästadkommer en pol-vändning av den tili potentiometern 19 tillförda spänningen i det fall, da en laddningsström flyter genom motständet 21. Det spän-ningsfall, som uppträder mellan potentiometerns 19 Övre och undre ände vid en ändring av svetsspänningen, blir sälunda negativt oavsettt om sagda ändring är en ökning eller en minskning. Härav följer, att den vid plötsligt spänningsfa 11 uppträdande transienta styrsignalkomposanten liksom förut ästadkommer en transient minskning av karakteristikans branthet, under det att den vid en plöts-lig spänningsstegring uppträdande transienta styrsignalkomposanten tvärtom medför en transient ökning av karakteristikans branthet.

Härav följer, att efter hävandet av en kortslutning mellan elek-trod och arbetsstycke styrsignalgivaren strävar att, sä länge den transienta komposanten bestär, ställa in en arbetsströmstyrka större än den genom den statiska karakteristikan och 1jusbägskarak-teristikan givna arbetsströmstyrkan. Denna verkan underlättar ljusbagens brinnande i de första ögonblicken efter tändningen.

Motständet21 är shuntat av en strömgren innehä1lande en zener- diod 184 i serie med en 1ikriktarventi1 185. Den senare har sädan 61255 polaritet, att den spärrar gentemot spänningar svarande mot en ladd-ningsström genom motständet 21. För spänningar i den andra rikt-ningen, svarande mot urladdning av kondensatorn 20, är likriktar-ventilen 185 ledande, sa att hela spänningen päverkar zenerdioden 184. Denna verkar pa känt sätt som spänningsbegränsare för att hindra den spanning, som uppträder över motständet 21 vid kort-slutning mellan elektrod och arbetsstycke, att överskrida ett givet värde. Sagda värde är sa valt, att det är väsentligt mindre än strömkällans tomgängsspänning, men ligger nägot over omrädet för normala bägspänningar. Anordningen medför salunda en begränsning av maximalvärdet av den transienta spanning, som tillföres tili po-tentiometern 19 vid en kortslutning mellan elektrod och arbets-stycke, och därmed ocksä en begränsning av den därvid införda transienta komposanten i styrsignaIen. Skälet härtill är följande.

□en genom uttaget 19a resp. 19b inställda proportionalitetsfaktorn för den transienta styrsignalkomposanten är avpassad för att ge en lämplig, transient stegring av kortslutningsströmstyrkan vid kort-slutningar under pägäende svetsning, d.v.s. när svetsspänningen plötsligt faller frän bagspänningen tili ett värde närä noll,

Vid en kortslutning frän strömlöst tillständ, alltsä vid ljusbä-gens första tändning eller vid tändning efter ett tillfälligt slocknande under svetsningen, uppträder emellertid ett vida större spänningsspräng (frän tomgängsspänningen tili ett värde närä noll) och därmed en större urladdningsström over motständet 21. Utan zenerdioden 184 skulle denna kraftiga urladdningsström medföra en motsvarande stegring av den transienta styrsignalkomposanten och därmed ocksä en transient stegring av kortslutningsströmstyrkan tili ett värde som kan vara olämpligt högt.

Fig. 2 a-d äro avsedda att belysa verkningssättet hos anordningen enligt fig. 1. I fig. 2a har förutsatts, att omkopplaren 16 i fig. 1 star i sitt i figuren visade undre läge. Härvid erhälles statiska karakteristikor 190 med en vid stigande inställd kort-slutningsströmstyrka avtagande branthet. Linjen 191 är strömkällans egenkarakteristik vid fullt utstyrd likriktare och uppvisar en svag lutning framka Had av de oundvikliga spänningsfallen i transformatorn 1 och likriktaren 2. Linjen 192 är en genomsnitt-lig bägkarakteri stika för beklädda handsvetselektroder.

Fig. 2b visar schematiskt karakteristikor erhällna med varianten enligt fig. 1a. För läga strömstyrkor erhaller liksom i fig. 2a en vid inställning mot stigande strömstyrkan avtagande branthet.

9 61255 För det högre ströminställningsomräde, inom vilket uttaget 17a gör kontakt med kontaktskenan 23, erhälles karakteristikor 193 med kons-tant branthet.

Fig. 2c visar schematiskt karakteristikor erhlillbara med en variant enligt Fig. 1b. Karakteristikorna uppvisa här tili en början en vid stigande ströminstälIning avtagande branthet (karakteristikorna 194), därefter inom ett visst ströminställningsomräde (svarande mot uttaget 17a rörelse over kontaktskenan 24) en konstant brant-het (karakteristikorna 194-195) och för den Övre delen av ströminstäl lningsomrädet en vid inställning mot stigande strömmar tili tagande branthet (karakteristikorna 196) svarande mot uttagets 17a läge pa potentiometern 17’.

I samtliga de ovan i anslutning till fig. 2 a-c beskrivna fallen kan omkastaren 18 stä antingen i sitt visade undre läge, varvid proportionalitetsfaktorn (initialvärdet för) den vid en sprängvis ändring av spänningen uppträdande transienta styrsignalkomposanten och storleken av sagda ändring ändras med ströminstäilningen, eller i sitt övre läge, i vilket sagda proportionalitetsfaktor har ett konstant värde bestämt av läget av uttaget 19b.

I fig. 2d ha förutom ett antal statiska karakteristikor 197 och bägkarakteristikan 190 med streckade linjer framställts de vid kort-slutningar under svetsning uppträdande dynamiska karakteristikor, som ästadkommas genom den vid kortslutningen uppträdande transienta komposanten i styrsignalen. Därvid har föruttsatts, att omkastaren 18 star i sitt visade undre läge, sä att proportionalitetsfaktoi'n för den transienta komposanten tilltager vid inställning mot ökande ström. Den transienta komposanten strävar därför att, som visat, vid stigande inställning framkalla ett transient tillskott tili den statiska kortslutningsströmstyrkan, vilket växer mera med ströminställningen än om sagda proportiona1itetsfaktor värit konstant.

De i fig. 2d visade statiska karakteristikorna ha alla samma branthet, svarande mot att omkastaren 16 ligger i sitt övre läge, varvid brantheten är bestämd av inställningen av uttaget 17b. Självfallet är det möjligt och mestadels även lämpligt att variera bäda proportionalitetsfaktorn för den mot svetsspänningen proportionella kompo-santen av styrsignalen och proportionalitetsfaktorn för den transi- 10 61 255 entä komposanten av styrsignalen, svarande mot att blda omkastarna 16, 18 sta i sitt undre läge.

I -ig. 2e visas längst tili vänster en statisk karakteristika 199 tillsammans med ett par dynamiska karakteristikor 201, 202 erhällna med en anordning enligt fig. 1 med omkastaren 180 i sitt övre läge och strömställaren 182 öppen. Det antages, att ljusblgen brinner vid en ström och spanning bestämda genom skärningspunkten A mellan den statiska karakteristikan och big karakteristika n 200, och att en plötslig kortslutning äger rum. Strömstyrkan stiger därvid tili ett värde I som utgör summan av den av den statiska karakteris-tikan bestämda kortslutningsströmmen och det transienta strömtill-skottet, som erhllles genom den vid uttaget 19a införda transienta styrspänningskomposanten. Den motsvarande dynamiska karakteristikan är betecknad 201. Med 202 betecknas den motsvarande dynamiska karakteristikan vid hävandet av en kortslutning (som antages ha bestltt tillräcklig tid för att den transienta komposanten i styrsignalen skall ha dämpats ned till noll). Den vid den snabba spännings-stegringen uppträdande transienta komposanten av styrsignalen strä-var därvid att inställa en arbetsström lägre än den genom A bestämda.

I anslutning tili den statiska karakteristikan 203 visas ett motsvarande förlopp för dett fall, att strömställaren 182 är sluten. Vid kortslutningen erhllles därvid en dynamisk karakteristika och ett motsvarande strömti11 skott svarande mot dem, som uppträdde i det nyss beskrivna fallet. Vid den spänningsstegring, som uppträder vid hävandet av kortslutningen, införes emellertid ingen transient komposant i styrsignalen, eftersom 1ikriktarventiIen 183 nu hindrar uppträdandet av en spanning over potentiometern 19.

I anslutning tili den statiska karakteristikan 204 visas utseendet av de vid kortslutning resp. hävande av kortslutningsti11 stlndet uppträdande dynamiska karakteristikorna 205 resp. 206 i det fall, att omkastaren 180 befinner sig i det undre läget, varvid genom likriktarens 181 förut förklarade inverkan blde det vid kortslutningen och det vid hävandet av kortslutningen uppträdande transienta tillskottet tili styrsignalen verka i sldan riktning, att de sträva att reglera in strömstyrkan pl ett högre värde än det genom den statiska kortslutnings- resp. arbetspunkten bestämda.

□e i anslutning tili den statiska karakteristikan 207 visade blda 61255 11 dynamiska karakteristikorna illustrera inverkningen av zenerdiorien 1Θ4. 20Θ är den dynamiska karakteristika, som uppträder vid kort- slutning av en brinnande ljusblge, medan 209 är den dynamiska karakteristika, som uppträder vid kortslutning frän strömlöst tillstund. Den i sistnämnda fall uppträdande transienta komposanten i styr-signalen blir emellertid ej proportionel1 mot hela tomgängsspännin-gen, eftersom spänningen over motstandet 21 ej kan stiga till högre varde an zenerdiodens genombrottsspänning Vz< Det vid kortslutning, frän strömlöst tillständ uppträdande transienta tillskottet d till den statiska kortslutningsströmmen blir därigenom föga större an det tillskott, somm uppträder vid kortslutning frän arbetspunkten för ljusbägen.

I praktiken blir det självfallet ej fraga om att utrusta en svets-strömkälla enligt uppfinningen med de mänga i fig. 1 visade omkopp-larna 16, 18, 181, 182, vilka tjäna till att pä äskädligt sätt illustrera nägra av de möjligheter, som stä till buds för uppbyg-gande av styrutrustning för strömkällan enligt uppfinningen.

Konstruktören utgär frän nägon bestämd av dessa möjligheter, t.ex. en koppling svarande mot omkopplaren 16 i underläge ooh omkopplaren 18 i överläge, eller mot bäda omkopplarna i underläge, eller mot omkopplarna 16 i överläge ooh omkopplaren 18 i underläge, ooh av-passar för den valda kopplingen dess konstanter pä lämpligaste sätt.

Tid sko nstanten för den transienta komposanten i styrsignalen bör ej väljas för lag. Den bör vara minst 0,1 sek., företrädesvis minst omkring 0,2 sek. Ett värde omkring 0,5 sek. är mestadels lämpligt.

Den i fig. 3 schematiskt visade utföringsformen av anordningen enligt uppfinningen omfattar en trefastransformator 26, vars sekun-därlindning matar en huvud1ikriktare 27 och en hjälp 1ikriktare 28. Huvudlikriktaren är försedd med styrbara ventiler för regiering av den avgivna strömmen. Hjalpiikriktaren 28 är uppbyggd enbart av (ostyrda) dioder, Bäda likriktarna mata en och samma svets-strömkrets. Hjalpiikriktaren är seriekopplad med ett motständ 29, som begränsar hjälplikriktarens kortslutningsström tili ett lägt värde. Svetsströmkretsen innehäller en induktor 30. Mellan in-duktorns förbindning med strömkällan och den andra svetsström-ledaren är anordnad en frihjulsdiod 31. Likriktaren 27 är styrd av en tändvinkelgivare 32, som i likhet med tändvinkelgivaron 8 12 61255 i fig. 1 styres av en styrsignal tillförd av en förstärkaranordning 33. Till förstärkaranordningens 33 ingSngssida aro anslutna fyra motständ 34, 35, 36, 37. Motständet 37 är anslutet tili ett i ena svetsströmledaren inkopplat svetsströmkännande organ 38, t.ex. en mätshunt, och genomgäs salunda av en mot svetsströmmen proportionel1 ström. Motständet 36 är anslutet tili ett rörligt uttag 39 pä en potentiometer 40 ansluten tili en konstantspänningskälla 41. Mot-ständet 35 är anslutet tili ett rörligt uttag 42 pä en potentiometer 43, som mätäs med en med svetsspänningen varierande spanning over en kopplingsanordning, som nu skall beskrivas. Ue bäda rör-liga uttagen 39, 42 aro enligt uppfinningen kopplade med varandra och försedda med ett gemensamt, schematiskt antytt manöverorgan 51. En överföringskrets 44 mätäs dels med svetsspänningen mellan svets-strömledarna, dels med en konstant spanning frän en potentiometer 45 ansluten tili en konstantspänningskälla 46. överföringskretsen 45 är sä utförd, att den tili en utgängsledare 47 avger en spänning, som är proportionell mot skillnaden mellan svetsspänningen och en konstant spänning V , vars storlek är lika med eller stär i ett bestämt förhällande tili den frän potentiometern 45 uttagna spän-ningen, Den sälunda tili ledaren 47 avgivna spänningen tillföres en potentiometer 40, vars uttag 49 är anslutet tili den ovan nämnda potentiometern 43. En mellan ledaren 47 och potentiometerns 48 uttag 49 ansluten kondensator 50 motsvarar till sin uppgift konden-satorn 20 i anordningen enligt fig. 1.

□e genom de tre motständen 35, 36, 37 flytande strömmarna adderas algebraiskt i förstärkaranordningens 43 ingängsmotständ tili en re-sulterande ström, som ger upphov tili en motsvarande styrspänning.

Av det ovan sagda framgär, att denna styrspänning innehäller föl-jande (statiska) komposanter: a. En konstant, medelst potentiometern 40 inställbar komposant.

b. En konstant, i samma riktning som komposanten £ verkande, medelst potentiometrarna 48 och 43 inställbar komposant.

c. En med svetsspänningen varierande, i motsatt riktning mot komposanten a verkande komposant, varvid proportionalitetsfaktorn mellan denna komposant och svetsspänningen är inställbar medelst potentio-metrarna 48 och 43.

d. En med svetsströmmen varierande, i motsatt riktning mot komposanten a verkande komposant (frän det strömkännande organet 38).

Summan av de bäda inställbara komposanterna £ och b utgör den kons- 13 612 5 5 tanta grundkomposanten eller referenskomposanten i styrspänningen och motsvarar sälunda den styrspanningskomposant, som vid anordnin-gen enligt fig. 1 levereras av potentiometern 13 och motständet I/'. Arbetssättet för anordningen överensstämmer i huvudsak meri arbets-sättet för anordningen enligt fig. 1 i det fall, att ornkopplurna 16, 1Θ och 180 samt strömställaren 1Θ2 har de i figuren visade lägena. Vid anordningen enligt fig. 3 tjänar uttaget 42 pä potentiometern 43 till inställning av bäda proportionsförhällandet mellan den mot svetsspänningen proportionella komposanten i styrsignalen och svetsspänningen och proportionsförhä1landet mellan den transienta komposanten av styrsignalen och storleken av den transienta spännin-gen over den del av moständet 48, som ligger mellan uttaget 40 och jord. Det har visat sig, att den sälunda överförda transienta styrsignalkomposanten och den motsvarande transienta strömstegrin-gen vid de lägsta ströminställningarna blir val lag. För avhjäl-pande härav har det till förstärkaranordningens 33 ingängssida an-slutna motständet 34 over den med ett motständ 53 seriekopplade kon-densatorn 52 förbundits direkt med överföringskretsens 44 utgängs-ledare 47 för ästadkommande av en kompletterande, av potentiome-terns 43 inställning oberoende transient regleringsspänningskompo-sant, vars storlek kan avpassas medelst motständet 34.

Det har befunnits, att för ästadkommande av bästa svetsegenskaper den statiska karakteristikans lutning bör stä i ett visst samband med svetsströmstyrkan. Närmare bestämt bör sambandet vara sädant. att förhällandet mellan den statiska kortslutningsströmmen och bagströmmen är ungefär konstant inom ätminstone huvuddelen av ströminstäl lningsomrädet. Utmärkta resultat har erhällits med en sadan avpassning av karakteristikans lutning tili ströminstäl1ningen, att förhällandet mellan kortslutningsströmmen och bägströmmen inom hela ströminställningsomrädet ligger mellan 1,1 och 1,2. Bägspänningen antages därvid variera med bägströmmen enligt den internetionel1t accepterade genomsnittskarakteristikan, som inom strömomradet 0-600 ampere uppvisar en lineär ökning av bägspänningen frän 20 tili 44 voit, Vid höga svetsströmstyrkor kan en viss minskning av förhällandet kortslutningsströmstyrkan/bägströmstyrka vara tiliä t 1 i g och lämplig.

Fig. 4 visar jämte strömkällans karakteristika 54 vid full utstyr- ning (ständigt tända ventiler) och en genomsnitt1igt bägkarakteris- tika 61 ett antal karakteristikor 55-60 med varierande brantheter.

14 61 2 55

Karakteristikorna 55-5Θ ha en med ströminstä11ningen avtagande branthet, under det att karakteristikorna 58-60 i den Övre delen av ströminställningsomrädet ha inbördes samma branthet. För att undvika överbelastning av likriktarventilerna i huvud1ikriktarna kan det ibland vara lämpligt att sorja för en med ströminstäl lningen tilltagande branthet inom den Övre delen av ströminställningsomrö-det. För läga strömmar kan en viss ökning av förhällandet mellan kortslutningsström ooh bägström vara tillätlig och lämplig, i syn-nerhet vid bagströmmar lägre an 50 ampere. Förhällandet fär dock icke göras större än 1,5.

Den omständigheten, att potentiometern 43 mätäs med en spanning, som är proportionel1 mot skillnaden mellan en konstant spanning och svetsspänningen (tili skillnad mot potentiometern 17 i fig. 1, som mätäs med en mot svetsspänningen proportionell spänning utan nagon konstant komposant) medför bl.a. den fördelen, att det för konstruktören blir lättare att ästadkomma den koppling mellan po-tentiometrarna, som resulterar i det önskade sambandet mellan sta-tisk branthet och arbetsströminstäl1ning. Den över uttaget 42 tillförda statiska styrsignalkomposanten är noll, när svetsspänningen är lika med den motverkande konstanta spänningen. Härav-följer, att en ändring av karakteristikans lutning genom en ändring av inställningen av uttaget 42 i och för sig icke ändrar karakteristikans skärningspunkt S med den med strömaxeln parallella lin-jen V = V , där Vr är den förut omtalade, i överföringskretsen 44 tillförda, mot svetsspänningen verkande konstanta spänningen. Änri-ringen av lutningen medför sälunda en vridning av karakteristikan kring sagda punkt, under det att vid anordningen enligt fig. 1 en ändring av kontaktens 17a eller 17b inställning medför en vridning kring karakteristikans skärningspunkt med strömaxeln. Därav följer, att den ändring av inställningen av arbetsströmmen I , som en ändring av karakteristikans lutning i och för sig medför, blir mindre i samma män som avstdndet mellan punkten S och bägspännings-karakteristikan 61 är litet. I fig. 4 har valts ungefär lika med eller nägot större än den högsta bägspänning, som kan uppträda.

Det är dock även möjligt att väljä referensspänningen sä lag, att linjen V = \J ^ skär bägspänn i ngskarakteri s t i ka n , i vilket fall ej ens förhä1landevis stora ändringar av branthetsinstä1lningen i och för sig medföra nägon väsentligt ändring av arbetsströmmen I .

a 61255 15

Vid läga svetsströmmar är den av huvud1ikriktaren avgivna strömmen sammansatt av kortvariga impulser ätskilda av relativt langvariga strömlösa interval!.. Den av h j äl pl i kri kta ren 28 avgivna, läga grundströmmen överbryggar dessa intervall och S stad kornmer sälunda vid läga strömmar en gynnsammare ström-tid-kurva för strömkällan son helhet. I utföringsexemplet enligt fig. 3 är hjälplikriktarun ansluten tili samma transformatorlindning som huvud1ikriktaren 27.

Det är emellertid ocksä möjligt att ansluta hjalpiikrik taren tili en särskiId 1indningitransformatorn 26 eller tili en egen trans-formator, företrädesvis med högre spanning än den lindning, som matar huvudlikriktaren. Eventuellt kandärvid matningsspänningen för huvudlikriktaren valjas sl, att dess avgivna spanning vid full ' utstyrning är väsentligt lägre än det vanliga värdet av omkring BO voit, t, ex, 65 voit, Man vinner därmed den fördelen, att huvudlikriktaren vid given strömstyrka arbetar med större utstyrnings-grad och sälunda gynnsammare ström-tid-kurva än vid högre matnings-spänning.

Den i fig. 5 visade anordningen har en huvudtransformator försedd med en primärlindning 65 och en sekundärlindning 66. Dessutom fin-nes en extra lindning 67, som ej överför nägon svetseffekt utan endast har tili uppgift att leverera en för styrningen erforderlig spanning. Sekundärlindningen är ansluten dels till en huvudlik-riktare utförd som en sexpulsbrygga sammansatt av tre dioder 68 och tre tyristorer 69, dels till tre dioder 70, som tillsammans meri dio-derna 68 bilda en hjälplikriktare. Likriktarens ena pol är ansluten tili svetselektroden 71. Den andra polen är over en mätshunt 72 och en svetsinduktor 73 ansluten tili arbetsstycket 74. Hjälp-likriktaren är i serie med ett begränsningsmotständ 75ansluten tili svetsströmkretsen parallellt med huvudlikriktaren 68, 69. Mellan svetsströmledarna 76, 77 Mr inkopplad en frihjulsdiod 78.

De tre tyristorerna 69 äro styrda av var sin tändvinkelgivare 79, 80, 81, i det att var och en av dessa är förbunden med styrelek-troden i en av tyristorerna 69 over en tändimpulsledare 82, 83, 84 (för enkelhets skull ej utritad i sin helhet). Uppbyggnaden av dessa tändvinkelgivare kommer att beskrivas längre fram i anslut-ningen tili fig. 7.

Den för regleringsutrustningen erforderliga manöverspänningen uttages fran en med mittuttag 85 försedd sekundärlindning 86 av en tili nä- 16 61 2 5 5 tet ansluten enfastransformator 87. Spänningen likriktas av en likriktare 8Ö. Den likriktade spänningen glättas av ett av konden-satorer 89 och motständ 90 uppbyggt filter ooh stabiliseras av ett par seriekopplade zenerdioder 91 inkopplade mellan den positiva manöverspänningsledaren 93 och den negative manöverspänningsleda-ren 94. Den ledare, som förehar zenerdioderna med varandra, är ansluten tili mittuttaget 85 och tili en nolledare 92.

Huvudlikriktarens positiva pol är ansluten till nolledaren over en ledare 95. Den pä huvudlikriktarens andra pol liggande, relativt nolledaren 92 negativa spänningen tillföres efter glättning i ett RC-filter 96 over en ledare 97 tili ena änden av ett moständ 98, vars andra ände är ansluten tili ingängen av en operationsförstär-kare 99. Sagda inglng är dessutom over ett motständ 100 ansluten tili den konstanta positiva spänningen pä manöverledaren 93. Den tillförda styrspänningen är proportionel1 mot en storhet lika med kvoten mellan den konstanta spänningen pä ledaren 93 och motständets 100 resistans, minskad med kvoten mellan svetsspänningen pä ledaren 97 och motstandets 98 resistans. Operationsförstärkaren är äter-kopplad over ett motständ 101 och en med detta para 1lei1kopplad diod 102. Operationsförstärkaren ges vid ingängsspänningen noll utgängsspänningen noll och avger vid positiv ingängsspänning en mot ingängsspänningen proportione11 negativ utgangsspänning. Vid nega-tiv ingangsspänning (d.v.s. om den svetsspänningsberoende termen i ingängsspänningen överväger över den konstanta termen ger förstär-karen utgängsspänningen noll, eftersom dioden 102 förhindrar upp-trädandet av en positiv utgangsspänning. Om man med K betecknar en proportionalitetskonstant, med Vg svetsspänningen och med Vr en konstant spanning, avger sälunda operation sförstärkaren en spänning V , = X (V - V ), sä länge V är mindre än V , och en utspänning V^ = 0, när Vg är större än eller lika med Vr. Sagda utspänning tillföres en mellan operationsförstärkarens 99 utgäng och nolledaren 92 inkopplad potentiometer 103, vars uttag 104 är anslutet tili ytterligare en mellan sagda uttag och nolledaren 92 inkopplad potentiometeranordning bestäende avmotständet 105 i serie med motständet 106. Motständet 105 är ett ljuskänsligt motständ, vars resistans varierar med stralningen frän en fotodiod 105a, när-mare bestämt sa, att den minskar dä den infallande strälningtsn ökar. Potentiometrarna 103 och 105-106 motsvara potentiometrarna 48 resp. 43 i fig. 3. Föreningspunkten mellan motständen 105 och 106 är ansluten tili ena ändan av ett motständ 107, vars andra ända 17 61 255 är ansluten till en ingängsledare 108 tili en förstärkaranordning 109, som svarar mot förstärkaranordningen 33 i fig. 3.

Hellan operationsförstärkarens 99 utgäng och potentiometeruttaget 104 är inkopplad en kondensator 110, som har samma funktion som kondensatorn 50 i fig. 3. Vidare är mellan operationsförstärkarens utgäng och nolledaren 92 inkopplad en kondensator 111 i seriu med ett motständ 112, varvid förbindelsepunkten mellan dessa element är ansluten tili förstärkaranordningens 109 ingängsledare 108 över ett motständ 113. Denna krets har samma funktion som den pä samma sätt uppbyggda kretsen 52, 53, 34 i fig. 3.

Mellan nolledaren 92 och den negativa manöverspännings1edaren är inkopplad en potentiometer 114. Den medelst dess uttag 115 regler-bara negativa spänningen päverkar fotodioden 105a i serie med ett motständ 116 och tillföres dessutom tili ena ändan av ett motständ 117, vars andra ända är ansluten tili förstärkaranordningens 109 ingängsledare 108.

□et over mätshunten 72 uppträdande, mot svetsströmmen proportione1la spänningsfallet tillföres over ett av motständet 178 och kondensatorn 179 bestäende glättningsfilter och ett seriemotständ 118 tili ingän-gen av en over ett motständ 119 äterkopplad operationsförstärkare 120. Dess utgängsspänning, vilken är positiv i förhällande tili nolledaren 92 och proportionell mot svetsströmmen, tillföres ena ändan av ett motständ 149, vars andra ända är ansluten tili förstärkarens 109 ingängsledare 108.

Av det ovan sagda framgär, att den tili förstärkaranordningen 109 ingängsledare 108 tillförda styrspänningen innehäller följande sta-tiska komposanter: a. En konstant, medelst potentiometern 114 inställbar, negativ komposant.

b. En av operationsförstärkaren 99 over potentiometrarna 103 och 1Θ5-106 levererad komposant, som är noll sä länge svetsspänningen överstiger ett givet värde och som, när svetsspänningen Vs under-stiger värdet antager ett mot skillnaden Vr - proportionellt, negativt värde.

c. En av operationsförstärkaren 120 levererad, positiv komposant proportionell mot svetsströmmen.

Förstärkaranordningen 109 bestär av en operationsförstärkare 121 18 61 255 försedd med en äterkopplingskrets innehällande tre para 11 e 1lkopplade grenar, av vilka den första innehäller ett motständ 122, den andra seriekopplingen av ett motständ 123 och en kondensator 124, och den tredje en diod 125 med sädan polaritet, att den begränsar operations-förstärkarens utsignal tili positiva spänningar. Operationsförstär-karen 121 är i likhet med de övriga i schemat visade operationsför-stärkarna sä utförd, att dess utgängsspänning har motsatt polaritet mot den tillförda ingängsspänningen.

Förstärkaranordningens 109utsignal tillföres över en ledare 126 tili var och en av de tre tändvinkelgivarna 79, 80, 81, Tändvinkelgivarna tillföras manöverspänning över de tili manöverspänningsledarna 93, 94 och nolledaren 92 anslutna ledarna 127, 128 och 129 respektive. i Dessutom tillföres tili var och en av tändvinkelgivarna en pulse- rande spanning frän en till huvudtransformatorn extra linding 67 ansluten 1ikriktaranordning, bestäende av tre med varandra parallell-kopplade fasgrenar, som vardera bestä av likriktarventiler 130, 131 i serie med ett motständ 132. Extralindningens 67 utgängsklämmor aro anslutna tili förbindelsepunkten mellan de tvä likriktarventi-i lerna i var sin av fasgrenarna. Sammankopplingspunkten mellan de tre motständen 132 är ansluten tili den negativa manöverspännings-ledningen 94. De relativt sistnämnda ledning varierande, positiva spänningarna över de tre motständen tillföres över ledare 133, 134, 135 tili var sin av de tre tändvinkelgivarna 79, 80, 81. Tändvin-kelgivarnas koppling och verkningssätt beskrives närmare i anslut-ning till fig. 7 och 8. Tills vidare är det tillräckligt att nämna, att fasläget för de av tändvinkelgivarna avgivna tändimpulserna variera i beroende av storleken av den över ledningen 126 tillförda styrsignalen pä sädant sätt, att tyristorerna förbli ständigt släckta sä länge styrsignalspänningen är noll, och att vid uppträ-dande av en styrsignalspänning tyristorerna hällas tända under en med styrsignalspänningens storlek växande tid.

I fig. 6, som visar en grupp karakteristikor svarande mot olika inställningar av potentiometern 114, ha använts samma beteckningar som i fig. 4. Var och en av de reglerade karakteristikorna är sammansatt av en lutande del, t.ex. 56, som svarar mot den lutande karakteristikan i fig. 4 men endast sträcker sig upp tili spännin-gen V^, och en vertikal del vid spänningen mellan V^ och den genom strömkällans karakteristik vid full utstyrning 54 givna maximi-spänningen. Denna vertikala del uppkommer genom det ovan beskrivna 19 61255 verkningssättet för förstärkaren 99, i det att dess utspänning förblir noll för alla svetsspänningar överstigande V , s5 att i detta spänningsomräde endast strömäterkopplingen är verksam. Spanningen V^ förlägges lämpligen inom omrädet 40-50 voit.

Beträffande valet av karakteristikans lutning i förhä 1 lande tili ströminställning gälla de i anslutning till fig. 4 redovisade syn-punkterna. Som där förklarats bör karakteristikans branthet mins-kas vid stigande ströminställning upp tili en viss ström men bibe-hällas ungefär konstant vid de högsta ströminställningarna (karak-teristikorna 58-60). Vid anordningen enligt fig. 5 har detta upp-natts genom en sädan avpassning av karakteristikan för den av fnto-dioden 105a och det ljuskänsliga motstandet 105 bestäende regle-ringsenheten, att motständets 105 resistans minskas vid stigande spanning frän potentiometern 114 endast tili en viss gräns och förblir i huvudsak konstant vid ytterligare stegring av spanningen.

Som förut förklarats, levererar operationsförstärkaren 99 en med svetsspänningen varierande utspänning endast inom det svetsspännings-omräde som ligger mellan noll och en given spanning V . Därav föl-jer, att även den over kondensatorn 110 tillförda transienta kornpo-santen av styrsignalen ej kan antaga större värden än vad som svarar mot spanningen V. Vid en kortslutning frän strömlöst tillständ blir salunda den uppkommande transienta styrsignalkomposanten endast sa mycket större än den vid kortslutning under pägäende svetsning uppkommande transienta styrsignalkomposanten, som spanningen V^ är större än blgspänningen. Operationsförstärkaren 99 i samverkan med sinä ingängskretsar och dioden 102 fyller alltsä även samma uppgift som seriekopplingen av 1ikriktarventi1 en 185 och zenerdioden 184 i fig · 1.

I samband med fig. 4 nämndes, att linjen V = V^ eventuellt kan förläggas sa, att den skär bägkarakteristikan. Vid anordningen enligt fig. 5 är detta emellertid icke lämpligt, eftersom arbets-punkten bör ligga pä den lutande delen av karakteristikan. För att göra skillnaden mellan bägspänningen och referensspänningen V liten kan man emellertid läta även instäl1ningen av referensspänningen V^ variera med ströminställningen, nämligen sa, att referens-spänningen stiger vid inställning av stigande ström. Fig. 0a illus-trerar denna möjlighet, vilken kan realiseras t.ex. genom att man gör motständet 100 reglerbart och anordnar en sädan koppling mellan 20 61255 dess inställning och potentiometerns 114 inställning, att motständet 100 minskas vid tilltagande potentiometerspänning.

I den föregäende beskrivningen av verkningssättet av förstärkaran-ordningen 109 förutsattes, att dess andra ingängsledare 136 ständigt ligger pä no 1ledarens 92 potential. I anordningen enligt fig. 6 ingär emellertid en särskild krets, som tillför ingängsledaren 136 en negativ förspänning, sä länge svetslikriktaren ej är belastad. Förstärkaren 10Θ avger da ingen utspänning, tili följd varav svuts-likriktarens tyristorer aro helt nedstyrda. Syftet harmed är att hindra en kraftig strömrusning i startögonblie ket.

□en ovannämnda särskilda kretsen är försedd med tvä tyristorer 137, 13Θ. Tyristorernas emittorer 139, 140 aro bäda anslutna tili noll-ledaren 92, medan kollektorerna 141, 142 äro anslutna till den negative manöverspännings1edaren 94 over var sitt motständ 143 resp. 144. Vidare är den ena transistorns 137 kollektor 141 förbunden med den andra transistorns 138 bas over ett motstand 145. Transistorns 137 bas är ansluten tili förbindelsepunkten P1 mellan tvä motstand 146, 147, av vilka det ena är förbundet med den positiva manöverspännings-ledaren 93, det andra med den ledare 97, som för svetslikriktarens i förhällandet tili nolledaren 92 negativa utgängsspänning. Mot-ständen 146, 147 äro sä avpassade, att punkten P1 fär negativ pola-ritet i förhällande tili nolledaren 92, sä länge spänningen pä ledaren 97 är hög (närä tomgängsvärdet), men antager positiv polaritet i förhällande tili nolledaren när svets1ikriktarens utgängsspänning faller under ett givet värde. Transistorns 138 kollektor 142 är förbunden med förstärkarens 121 ingängsledare 136 over ett motständ 148. Ingängsledaren 136 är dessutom förbunden med nolledaren 92 over ett motständ 150.

Den beskrivna kretsen verkar pä följande sätt. Sä länge tomgängs-spänningen uppträder pä ledaren 97 och punkten P1 därför är negativ, är transistorn 137 ledande, medan transistorn 138 spärrar. Ingängsledaren 136 tillföres under dessa betingelser en negativ spänning, som utgör en av potentiometeranordningen 144, 148, 150 bestämd del av den negativa manöverspänningen. Förstärkarens 109 utspänning är noll och tyristorerna oledande. När svetslikriktarens utgängsspänning faller sä myeket att punkten P1 blit positiv, blir transistorn 137 oledande, medan transistorn 138 blir ledande och ansluter förstärkarens 121 ingängsledare 136 tili nolledaren 61255 21 92 over motständet 14Θ.

Av det ovanstaende framgär, att den av dioderna 70 tilisammans mod dioderna 68 bildade h j ä lpl ikri ktaren i strömkällan enligt fig. 9 har en extra uppgift, nämligen att även vid helt nedstyrda tyristo-rer upprä11hä1 la en tomgängsspänning, som päverkar den nyss be-skrivna kretsen.

Koppiingsschemat i fig. 7 hänför sig tili tändvinkelgivaren 79 i fig. 5. I fig. 7 äterkommer ledaren 127, som är ansluten tili den positiva manöverspänningen, ledaren 129, som är ansluten tili nolle-daren, ledaren 128, som är ansluten till den negative manöverspänningen, ledaren 133, som tillför de over ett av motständen 132 uppträ-dande, med nätspänningen synkrona spänningsimpu1serna, ledaren 126, som tillför styrsigna1erna frän förstärkaren 109, ooh ledaren B2 tili tändelektroden i en av huvud1ikriktarens tyristorer.

De over ledaren 133 överförda 1ikspänningsimpulserna tillföras en av tva motständ 151, 152 bestäende spänningsdelare, vilkas förbind-ningspunkt är ansluten tili basen av en transistor 153, vars emitter over ledaren 126 är ansluten tili den negativa manöverspänningen. Transistorns 153 kollektor är ansluten tili ledaren 127, vilken för den positiva manöverspänningen, över ett RC-nätverk bestäende av en kondensator 154, laddningsmotständen 155, 156, 157, ett ur-laddningsmotständ 158 ooh tvä dioder 159, 160. Med motständet 155 inställes en önskad laddningskontant. Förbindelsepunkten P2 mellan motständet 156, kondensatorn 154 ooh dioden 159 är ansluten tili basen av en transistor 162 ooh är dessutom ansluten tili den noll-spänning förande ledaren 129 över en diod 161 sä vänd, att den en-dast tilläter positiv potential att uppträda i punkten P2. Denna diod skyddar transistorn 162 mot överspänningar. En transistor 163 samverkar med transistorn 162 enligt differentialförstärkarprinci-pen. Styrsignalen frän operationsförstärkaren 121 (fig. 5) tillföres över ledningen 126 ooh ett motständ 154 tili transistorns 163 bas. Transistorerna 162, 163 ha ett gemensamt emittermotständ 156. Transistorns 163 kollektor är över ett motständ 166 ansluten tili den positiva manöverledaren över ledaren 127 ooh dessutom direkt ansluten tili basen i en transistor 167, vars emitter är ansluten tili ledaren 127. Transistorn 167 bildar det första steget i en puls-förstärkare, vars andra ooh tredje steg bildas av transistorn 168 resp. 169. Transistorns 169 kollektor tillföres över motständen 22 6 1 2 5 5 170, 171 en viss, av en spänningsdelare 172, 173 bestämd del av den negativa manöverspänningen. Den tili tändelektroden i en av tyristorerna 69 förande ledningen 82 ör över ett seriemotständ 174 ansluten tili transistorns 169 kollektor över motständet 170 cch en med detta parallellkopplad kondensator 175.

Tändvinkelgivarens arbptssätt framgär av fig. Θ, i vilken a visar spänningen pä ledaren 133, b visar spänningen över transistorn 153 i punkten P3, c visar spänningen i punkten P2 (den heldragna linjen 176) ooh den operationsförstärkaren 121 över ledaren 126 tillförda styrsignalspänningen (den streckade linjen 177), d visar spänningen i den mellan motständen 170, 171 liggande punkten P4, ooh e visar tändströmmen genom ledningen 82.

Sä länge den över ledaren 133 inkommande spänningsimpulsen (fig. 8 a) bestär, är transistorn 153 ledande och gör potentialen i punkten P3 negativ (fig. 8b). En laddningsström flyter frän den positiva manöverspänningsledaren 93 över ledaren 127, motständet 157, konden-satorn 154, motständen 156, 155, transistorn 153 och ledaren 128 tili den negativa manöverspänningsledaren 94. Kondensatorns 154 uppladdning medför, att spänningen i punkten P2 faller (kurvan 170 i fig. 8 c). Det med r markerade plötsliga spänningsfai let vid början av urladdningsförloppet förorsakas av spänningsdelarverknin-gen av motständen 155-156 och 157. Kondensatorns uppladdning fört-sätter till dess punkten P2 uppnätt nolledarens potential. Där-efter förblir spänningen konstant (kurvdelen _s) . När spänningsimpulsen pä ledaren 133 upphör, blir transistorn 153 oledande. Kondensatorn 154 urladdas över motständet 158 i serie med dioderna 159, 160. Urladdningsmotständens 158 resistans är mycket mindre än laddningsmotständets 155, 156, 157 resistans. Urladdningen sker därför snabbt (kurvdelen uj. Punkten P2 liksom ocksä punkten P3 befinner sig nu äter pä den positiva manöverspänningsledningens potential (kurvdelen v) .

Transistorn 162 är ledande sä länge dess emitterspänning är större än transistorn 163 mot styrsignalspänningen i ledaren 126 svarandu emitterspänningen. När den sistnämnda emitterspänningen blir domi-nerande, leder transistorn 163 och spärrar transistorn 162. Oetta inträffar vid skärningspunkten mellan kurvan 176 och linjen 177 i fig. 8 £. Den uppkommande puisen förstärkes i pulsförstärkaren i tre steg. När transistorn 169 i sista förstärkarsteget blir ledande, fär punkten P4 positiv potential (fig. 8 d_) . Detta ästadknmmer 23 612 5 5 en strömstöt genom kondensatorn 175 och en motsvarande strömstöt genom ledningen 82 (fig. 8 e). Tändströmmen brytes, när punkt Γ7 vid kondensatorns 154 urladdning när sä hog positiv potential, att transistorns 162 emitterspänning pä nytt överväger och transistorn 163 blir oledande, Detta inträffas vid skärningspunkten mellon laddningslinjen u_ (fig. 8 c) och linjen 177. Tili följd därav blir även transistorn 169 oledande, varvid punkten FJ4 omedelbort antager en negativ potential (fig. 8 d_) bestämd av de spännings-delande motständen 172, 173. Den sälunda ästadkomna negativa för-spänningen pä tändelektroden hindrar tyristorn att tändas genom störningar. Nasta tändning av tyristorn kan ske först efter det att en ny spänningsimpuIs (fig. 8 aj tillförts over ledaren 133.

Den beskrivna kopplingen av tändvinkelgivaren har bl.a. den förde-len, att transistorernas (i allmänhet stora) ti1lverkningsto 1oran-ser ej päverka tändvinkeln. Kondensatorns 154 laddningsförlopp päverkas endast av kondensatorns 154 kapacitet och laddningsmot-ständens 155, 156, 157 resistanser. Dessa storheter kunna genom de oundvikliga toleranserna ej förutsättas vara lika för alla tre tändvinkelgivarna, men genom justering av en enda detalj per tänd-vinkelgivare, nämligen motständet 155, uppnär man utan vidare en för alla tre tändvinkelgivarna lika tids konstant och därmed även ett identiskt laddningsförlopp. Brantheten hos laddningskurvan 176 är tillräcklig för att ge en skarpt bestämd skärningspunkt med den horisontella linjen 177, som svarar mot den av operations-förstärkaren 121 avgivna styrsignalen.

Claims (7)

24 PATEIMTKRAV 612 5 5

1. Strömkälla för handsvetsning med starkt fallande spänning-ström-karakteristika, bestäende av en flerfastransformator (1,26,05,66,G7) med lag läckning, en till dess sekundärlindning ansluten likriktare (2,27,28,60,69) med styrbara ventiler, en tändvinkelgivare (7,32, 79,80,81) anordnad att tili de styrbara ventilerna tillföra tänd-pulser med ett fasläge bestämt av storleken av en tili tändvinkel-givaren ti1lförd, av en likström eller likspänning bestäende styr-signal, samt en sagda styrsignal avgivande styrsignalgivare, som omfattar en anordning för ästadkommande av en konstant första kompo-sant (nedan benämnd grundkomposant) av styrsigna1 en, vilken anordning innefattar ett inställningsorgan för inställning av storleken av sagda grundkomposant, samt en anordning för ästadkommande av en mot grundkomposanten riktad, mot svetsströmmen proportione11 andra komposant av styrsignaIen, kännetec knad därav, att styr-signalgivaren dessutom omfattar en anordning (17,11,8, fig. 1j 44,48,43,35,33, fig. 3; 97,98,99,103,105,106,107,121, fig. 5) för att i styrsignalen införa en mot svetsspänningen i huvudsak propor-tionell, mot grundkomposanten riktad statisk komposant ooh uppvisar ätminstone det ena av följande ytterligare tvä kännetecken A ooh B: A. Anordningen för att i styrsignalen införa en mot svetsspänningen i huvudsak proportionell, mot grundkomposanten riktad statisk komposant innefattar ett inställningsorgan (17a, fig. 1; 42, fig. 3; 105a,105, fig. 5) för inställning av proportionsförhä1landet mellan sagda motriktade statiska komposant ooh svetsspänningen ooh därmed av den statiska spänning-strömkarakteristikans lutning, vilket inställningsorgan är kopplat med sagda inställningsorgan (13a, fig. 1; 39, fig. 3; 115, fig. 5) för grundkomposanten för ästadkommande av ett önskat samband mellan den av grundkomposanten bestämda ström-styrkeinställningen ooh den statiska karakteri stika ns lutning. B. Styrsignalgivaren omfattar dessutom en kondensator (20, fig. 1; 50, fig. 3; 110 fig. 5) seriekopplad med ett motständ (21, fig. 1; undre delen av motständet 48, fig. 3; undre delen av motständet 103, fig. 5), vilken seriekoppling är anordnat att päverkas av svetsspänningen eller en mot svetsspänningen proportionell spänning, jämte en anordning (19,10,8, fig. 1; 43,35,33, fig. 3; 105,106,107,121, -fig. 5) för att i styrsignalen införa en mot det spänningsfa 11 over sagda motständ, som framkallats av en genom sagda seriekoppling flytande laddnings- eller urladdningsström, proportionell, transient komposant sa riktad, att den vid urladdning av kondensatorn adderas 25 61 255 till grundkomposanten, vilken anordning innefattar ett instäl1nings-organ (19a, fig. 1; 42, fig. 3; 105a, fig. 5) för inställning av proportionsförhällandet mellan sagda transienta komposant och spän-ningen over sagda motständ, vilket inställningsorgan är kopplat med sagda inställningsorgan (13a, fig. 1; 39, fig. 3; 115, fig. 5) för grundkomposanten för ästadkommande av ett önskat samband mellan den av grundkomposanten bestämda strömstyrkeinställningeri och det vid kortslutning uppträdande transienta tillskottet till den sta-tiska kortslutningsströmmen.

2. Strömkälla enligt patentkrav, kännetecknad därav, att sagda installningsorgan (13a, fig. 1; 39, fig. 3; 115, fig. 5) för grundkomposanten och sagda installningsorgan (17a, fig. 1; 42, fig. 3; 105a,105, fig. 5) för den statiska spänning-strömkarak-teristikans lutning aro sa utförda och kopplade, att vid ökning av grundkomposanten även proportionsförhällandet mellan sagda motrik-tade statiska komposant och svetsspänningen ökas inom ätminstone den del av inställningsomradet för grundkomposanten, som svarar mot den undre hälften av arbetsströmomrädet (fig. 2a,2b,4,5,6).

3. Strömkälla enligt patentkrav 2, kännetecknad därav, att det genom kopplingen mellan sagda inställningsorgan för grundkomposanten och sagda installningsorgan för den statiska spänning-ström-karakteristikans lutning bestämda sambandet mullan inställ-ningen av grundkomposanten och instälIn ingen av sagda proportiona-1itestförhällande är sä avpassat, att förhällandet mellan den statiska kortslutningsströmstyrkan och arbetsströmstyrkan är i huvudsak konstant over hela ströminstä1Iningsomrädet.

4. Strömkälla enligt nägot av patentkraven 1-3, kännetecknad därav, att sagda inställningsorgan (13a, fig. 1; 39, fig. 3) för grundkomposanten och sagda inställningsorgan (17a, fig. 1; 42, fig. 3) för den statiska spänning-strömkarakteristikans lutning äro mekaniskt förbundna med ett gemensamt, manuellt manöverorgan (22, fig. 1; 51, fig. 3).

5. Strömkälla enligt nägot av patentkraven 1-3, kännetecknad därav, att sagda inställningsorgan (105a,105,106) för den statiska spänning-strömkarakteristikans lutning är anordnat att in-ställas medelst en styrströmkrets (frän uttaget 115 over motständet 115 och fotodioden 105a tili ledaren 92) anordnad att tillföras en mot grundkomposanten proportionell styrström. 61255 26

6. Strömkälla enligt nägot av patentkraven 1-5, känneteck- n a d därav, att kopplingen mellan organet (19a, fig. 1; 42, fig. 3; 105a, fig. 5) för inställning av proportionalitetsförhällandet mailan sagda transienta komposant och spänningen över sagda motständ (21, fig. 1; undre delen av motständet 48, fig. 3; undre delen av mot-ständet 103, fig. 5) och inställningsorganet (13a, fig. 1; 39, fig. 3; 115, fig. 5) för grund komposanten är slidan, att vid ökning av grundkomposanten även proportionsförhällandet mellan sagda transienta komposant och spänningen over sagda motständ ökas inom ätmins-tone den del av instä1Iningsomrädet för grundkomposanten, som svarar mot den undre hälften av arbetsströmomrädet (fig. 2d).

7. Strömkälla enligt nägot av patentkraven 1-6, kannet e ck-n a d av organ (184, fig. 1; 100,99,102, fig. 5) för begränsning av den vid urladdning av kondensatorn (20, fig. 1; 50, fig. 3; 110, fig. 5) i styrsignalen införda transienta komposanten tili ett värde (d, fig. 2e) svarande mot en plötslig nedgäng av ström-källans utgängsspänning till noll frän ett värde fig. 2e) väsentligt understigande strömkällans tomgängsspänning. 61255 27