FI87412C - Svetsningsinverter och foerfarande foer styrning av svetsningsinverter - Google Patents

Description

8741 2

Hitsausinvertteri ja menetelmä hitsausinvertterin ohjaamiseksi

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdannon mukainen 5 hitsausinvertteri.

Keksinnön kohteena on myös menetelmä hitsausinvertterin ohjaamiseksi .

10 Perinteisessä pulssinleveysmodulaatioinvertterissä jännitteen-jakokondensaattorit Cn mitoitetaan niin suuriksi, että jännitteen jaon keskipisteen A jännite vaihtelee invertteritaajuudella mitättömän vähän. Päämuuntaja pyritään mitoittamaan siten, että I^on mahdollisimman suuri, jolloin magnetointivirta jää pienek-15 si.

Perinteisessä resonanssi-invertterissä puolestaan C ja 1^ mitoitetaan siten, että piiriin syntyy voimakas resonanssivärähtely, jolloin jännitteenjakopisteen A jännitteen huipusta huip-20 puun arvo ylittää välipiirijännitteen.

: Hitsausinvertteritekniikkaa sivuavia ratkaisuja on lisäksi esitetty mm. seuraavissa julkaisuissa: 25 . US-patenttijulkaisu 4 533 986 koskee teholähdettä signaaliproses-. sointi-sovelluksia varten. Virtalähteet ovat sarjaresonanssi-tyyppisiä.

US-patenttijulkaisussa 4 679 129 on esitetty invertteriratkaisu, 30 jossa käytetään sarjaresonanssiteholähteitä.

SE-patenttijulkaisussa 386 330 on kuvattu vaihtovirtageneraattori erityisesti induktiolämmitystä varten. Generaattorissa toimintataajuuden määrää erillinen oskillaattori. Kondensaattorit C5 35 ja C6 on mitoitettu resonanssiin kuormana toimivan kelan 7 kanssa toimintataajuuden läheisyydessä. Oskillaattorin 2 taajuutta - säädetään kelan 7 ottotehon säätämiseksi. LC-piiri on mitoitettu 2 87412 lähelle resonanssitaajuutta.

Pulssinleveysmodulaatioon perustuvien nykyisten laitteiden merkittävin haitta on kytkinelementtien katkaisut il anne suurilla 5 virroilla. Jos kytkinelimenä käytetään transistoria ei katkaisu ole kovin ongelmallinen pienillä virroilla. Hitsauksessa tarvittavat nimellisvirtaan nähden jopa kaksinkertaiset oikosulkuvirrat kuitenkin aiheuttavat ongelmia katkaisutilanteessa kaikilla invertterityypeillä.

10 Tämän keksinnön tarkoituksena on poistaa edelläkuvatun tekniikan puutteellisuudet ja aikaansaada aivan uudentyyppinen hitsausin-vertteri ja menetelmä invertterin ohjaamiseksi.

15 Keksintö perustuu siihen seikkaan, että piirin näkemä summaka-pasintanssi EC, joka voi muodostua yksittäisestä kondensaattorista tai useiden kondensaattorien C,, C2.. summasta, mitoitetaan puolisiltainvertterin ollessa kyseessä siten, että kriittistä tehoa Pk suuremmilla tehoilla tasapainoyhtälö toteuttaa erityi-20 sesti suorakaideaallon ollessa kyseessä ehdon

Ii * t > EC * E, jossa I1 = muuntajan 1^ ensiön läpi kulkevan virran (tyypil- 25 lisesti suorakaideaaltoa) huippuarvo, joka vaih- telee kuormituksen mukaan.

t = virran Ii puoli jakson "päällä"-oloaika (pulssinle-veys), 30 E = kondensaattorien yli oleva kokonaisjännite (pää-jännite), ja

Pn = invertterin nimellisteho, E * In/2, 35 '

Pk = kriittinen teho, o < Pk < Pn, tyypillisesti Pk n. 15 - 80 % Pn:stä 3 87412

Lisäksi keksinnön mukaisen invertterin resonanssikulmataajuus, jonka komponentit 1^ ja SC määräävät, on merkittävästi invertterin toimintataajuutta alhaisempi.

5 Mikäli käytetään kokosiltainvertteriä, voidaan mitoitus aina redusoida puolisiltainvertteriksi. Niinpä keksintö kattaa myös kokosiltainvertterit tämän laskennallisen mahdollisuuden ansiosta.

10 Keksinnön selvittämiseksi määritellään lisäksi seuraavat muut-tuj at:

In = invertterin ensiövirran nimellisarvo, (i>t = nimellistoimintakulmataajuus, ja 15 ( »t = * /%« )

Tmax = invertterin nimellistehoa vastaava pulssinleveys.

Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle hitsausinvert- 20 terille on tunnusomista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle puolestaan on tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 6 tunnusmerkkiosassa.

25 !'

Keksinnön avulla saavutetaan huomattavia etuja.

Suurilla hitsausvirroilla keksinnön mukaisella ratkaisulla virran katkaisutilanne helpottuu merkittävästi. Niinpä katkaisu-30 komponentit voidaan mitoittaa merkittävästi perinteisiä ratkaisuja pienemmille katkaisuvirroille.

Keksintöä ryhdytään seuraavassa lähemmin tarkastelemaan oheisten kuvioiden mukaisten suoritusesimerkkien avulla.

35 ! Kuvio 1 esittää periaatteellista kytkentäkaaviota yhdestä kek-; sinnön mukaisesta hitsausinvertteristä.

4 87412

Kuvio 2a esittää graafisesti keksinnön mukaisen hitsausinvert-terin jännitteenjakokondensaattorin C jännite-aikariippuvuutta pienillä hitsausvirroilla.

5 Kuvio 2b esittää graafisesti keksinnön mukaisen hitsausinvert-terin muuntajan ensiön virta-aikariippuvuutta pienillä hitsausvirroilla .

Kuvio 3a esittää graafisesti keksinnön mukaisen hitsausinvert-10 terin jännitteenjakokondensaattorin C jännite-aikariippuvuutta suurilla hitsausvirroilla.

Kuvio 3b esittää graafisesti keksinnön mukaisen hitsausinvert-terin muuntajan ensiön virta-aikariippuvuutta suurilla hit-15 sausvirroilla.

Kuvio 4a esittää periaatteellista kytkentäkaaviota toisesta keksinnön mukaisesta hitsausinvertteristä.

20 Kuvio 4b esittää periaatteellista kytkentäkaaviota kolmannesta keksinnön mukaisesta hitsausinvertteristä.

: Kuvio 5 esittää periaatteellista kytkentäkaaviota neljännestä . keksinnön mukaisesta hitsausinvertteristä.

25

Kuvio 6 esittää graafisesti keksinnön mukaisen hitsausinvertterin säätötapahtumaa.

Kuvio 7 esittää piiriteknisesti ja toiminnallisesti kuvion 1 30 kytkennän kanssa ekvivalenttia kytkentää.

Kuvio 8 esittää kahden keksinnön mukaisen kytkennän yhdistämistä yhdeksi täyssiltakytkennäksi.

35 Kuvio 9 esittää piiriteknisesti ja toiminnallisesti kuvion 8 kytkennän kanssa ekvivalenttia kytkentää.

Il 5 8 7 4 i 2

Kuvio 10 esittää graafisesti keksinnön mukaisen hitsausinvert-terin muuntajan ensiön virta-aikariippuvuutta osakuormalla.

Hitsausinvertterin nimellisteho Pn määräytyy käytännössä tarvit-5 tavan ulostulotehon mukaan ja nimellisteho onkin likimain maksimi -ulostulotehon suuruinen. Lämpöteknisistä syistä invertteri ei yleensä kuitenkaan ole jatkuvasti käytettävissä nimellistehol-laan, vaan käyttösuhde (sallittu käyttöaika/kokonaisaika) vaihtelee käytännössä välillä 30 - 60 %.

10

Invertterin ensiövirta Ii puolestaan vaihtelee välillä 2 - 150 % nimellisvirrasta In aina tarvitun tehon ja käytetyn pulssisuhteen mukaan.

15 Kuviossa 1 kuvatun keksinnön mukaisen hitsausinvertterin ni-mellistoimintakulmataajudeksi määritellään <ot. Invertteri käsittää tasavirtalähteen E ja tämän rinnalle sovitetun jännitteen-jakokytkennän, joka koostuu vähintään kahdesta kondensaattorista C1# C2, jolloin jännitteenjakopiirissä voidaan määritellä keski-20: piste A kondensaattorien välille, jolloin keskipisteen A ympä rille jäävien jännitteenjako-osien Clf c2 kapasitanssit ovat . likimain yhtä suuret. Tasavirtalähteen E rinnalle, keskenään sarjaan on kytketty kaksi kytkinelementtiä T1 T2, joilla en-siövirran pulssinleveys τ ja samalla hitsausteho määrätään, 25. jolloin määrää invertterin nimellistehon. Jännitteenjakokyt-kennän C1, C2 keskipisteen j a kytkinelementtien keskipisteen T,, T2 välille on kytketty muuntajan ensiö 1^, jonka läpi kulkevan virran huippuarvo on 1^ Keksinnön mukaisesti jännitteenjako-osien C,, C2 summakapasitanssi EC toteuttaa kriittistä tehoa Pk 30 suuremmilla tehoilla ehdon: EC < I, * T/E.

Kriittisen tehon Pk suuruus vaihtelee aina sovelluksen mukaan, 35 kuitenkin siten, että kriittinen teho määritetään vakiosuuruisek-si laitteistokohtaisesti. Mikäli invertterin taajuus on vakiosuu-ruinen, on kriittinen teho Pk vain hiukan, n. 10 - 20 % nimellis- 6 8 7 4 'i 2 tehon Ρη alapuolella. Muuttuvataajuuksisissä sovelluksissa taas Pk mitoitetaan selvästi pienemmäksi, tyypillisesti välille 40 -60 % nimellistehosta Pn.

5 Summakapasitanssi ZC on edullisesti ainakin 20 % edellä määriteltyä osamäärää pienempi. Lisäksi muuntajan ensiön 1^ koko-naisinduktanssin ja jännitteenjako-osan C1f C2 summaka-pasitanssin ZC määrittämä resonanssikulmataajuus ωΓ (= 1//I^ZC) on selvästi pienempi kuin invertterin toimintakulmataajuus wt, 10 esimerkiksi pienempi kuin 1/5 * invertterin toimintakulmataajuus G>t. Kytkinelementtien T, ja T2 rinnalle on vielä kytketty vas-tasuuntaiset diodit D1 ja D2. Diodit eivät ole keksinnön mukaisen kytkennän toiminnalle ehdottoman välttämättömiä. Transistorien epäideaalisuuksien vuoksi diodeja kuitenkin tarvitaan. Joissakin 15 transistoreissa diodit on integroitu itse transistoriraken-teeseen. Summakapasitanssilla ZC tarkoitetaan täsmällisesti sanottuna pisteen A näkemää kokonaiskapasitanssia, jolloin kondensaattorit C, ja C2 ovat toiminnallisesti rinnan. Muuntajan toisio on kytketty ns. keskipistekytkennällä, jossa kuorman 20 ensimmäinen napa saadaan toision keskipisteestä. Kuorman toinen napa taas saadaan yhdistämällä toision päät kuvion mukaisesti diodien D5 ja D6 avulla, jolloin kuorman toiseen napaan saadaan : 'kokoaaltotasasuunnattu jännite, joka vielä suodatetaan suoda-.... tuskelalla Ls.

25·.

Toiminnallisesti keksinnön mukaisessa invertterikytkennässä tapahtuu kuvioiden 2-3 mukaisesti seuraavaa:

Pienillä tehoilla kytkentä toimii perinteisellä tavalla eikä 30 pisteen A jännite vaihtele oleellisesti. Kun virta I4 kasvaa, alkaa kondensaattorien Cn jännite vaihdella enemmän kuvion 2a osoittamalla tavalla. Virta puolestaan käyttäytyy kuvion 2b mukaisesti. Virran I( kasvaessa edelleen kuvion 3b mukaisesti päädytään tilanteeseen, jossa UC:n ääriarvot ylittävät 35 syöttöjännitteen E (kuvio 3a). Kun UC ohittaa syöttöjännitteen kuvion 3a mukaisesti, alkaa Is pudota kuvion 3b esittämällä tavalla ennen katkaisuhetkeä tk. Näin ollen katkaisutilanteessa

II

7 87412 tk transistorin Tn virta on huomattavasti virran huippuarvoa pienempi. Tämän lisäksi muuntajan hajainduktanssin virta putoaa hyvin nopeasti, koska katkaisuhetkellä muuntajan ensiön yli vaikuttava jännite voi olla jopa negatiivinen. Resonanssipe-5 riaatteen ansiosta on kytkimien katkaisut!lanne helppo. Niinpä kytkimet eivät sinällään tarvitse katkaisuapupiirejä. Käytännössä kuvion 3b tapauksessa aina kun virta If lähestyy nollavirtaa, syntyy ns. kuollut aika, jolloin virta on nolla tai aivan nollan läheisyydessä. Mikäli tämä esitettäisiin kuviossa 3b, 10 kuollut aika näkyisi pienenä t-akselin suuntaisena, oleellisen nollavirran tasoisena kynnyksenä tk:n läheisyydessä. Ajallisesti kuollut aika on täydellä pulssisuhteella n. 0,5 - 3 με.

Tyypillisen esimerkkiini toituksen mukaisesti komponentti- ja 15 nimellisarvot voisivat olla seuraavat: vaihteluväli esimerkkiarvo

EC = 0,1 - 10 mF 1 /iF

Lp = 0,5 - 20 mH 2 1H

2Ö: I, = 0 - 200 A 35 A

E = 200 - 900 V 500 V

ut = 3 * 104 - 6 * 105 1/s 105 1/s t = 5 - 200 fis 25 ns

.... In = 5 - 100 A 40 A

25 Tmax = */®t 31

Pn = 500 - 50 kW 8 kW

Pk - (15 - 80 %) * Pn 50 % * Pn

Kun on saavutettu kuvion 3 tapauksessa tilanne, jossa I( on 30' katkaisuhetkellä vain pieni osa (esim. 10...30%) toimintajakson maksimivirrasta alkaa kytkennän antama teho vähentyä kuormaa . lisättäessä. Tämä haitta voidaan välttää siten, että taajuutta . nostetaan siten, että ulostuloteho nousee kuormaa lisättäessä, mutta kuitenkin siten, että katkaisu tapahtuu huomattavan pie-35: neliä virralla. Edullisesti taajuuden lisäys tapahtuu silloin, . kun invertterin teho on jo hiukan ylittänyt kriittisen tehon Pk. Tällöin varausehdon mukainen mitoitus aikaansaa edullisen β 87,12 katkaisun suurella tehoalueella. Tällöin lähestytään resonanssi-katkaisua ja joissain tilanteissa on jopa tarkoituksenmukaista mennä puhtaaseen resonanssikatkaisuun, jolloin virta kulkee osan aikaa diodien D1 ja D2 kautta, kuten perinteisessä resonanssi-5 invertterissä, jolloin tehokytkimen katkaisuhäviötä ei ole.

Taajuuden muutosta voidaan käyttää mitoituksessa apuna esimerkiksi seuraavasti: 10 Pätevät seuraavat ehdot:

Tasapainoehto: C*E = 7 * Ii 15 Käytännön ratkaisuissa epäideaalisten komponenttien kanssa on havaittu, että kondensaattorin C mitoitusehtona voidaan käyttää kaavaa . . I..kx$£ 1 τ 20 missä k = 0,7 - 0,8 Näin mitoittamalla päästään kriittisen tehon Pk tuntumassa siihen, että toimitaan hyvin pienillä katkaisuhäviöillä. Mikäli kriittinen teho Pk on valittu suureksi, lähellä nimellistehoa Pn 25 olevaksi, saavutetaan edullinen katkaisu vain suurilla τ:η arvoilla eli suurilla kuormajännitteillä ja nimellisvirran -tuntumassa ja nimellisvirtaa suuremmilla virroilla. Koska . ulostulojännite on verrannollinen suhteelliseen pulssinleveyteen • eli suhteeseen τ/T, päädytään verraten epäedulliseen katkaisuun 30 jos kuormajännite on pieni. Tätä haittaa voidaan pienentää •..muuttamalla toimintataajuutta seuraavasti: .-.Ratkaisemalla rajaehtoyhtälö virran I( suhteen saadaan 35 9 87*12 I=kx-Q^ 1 τ

Kuten havaitaan, niin teknisesti tarkoituksenmukainen maksimivir-ta riippuu syöttöjännitteestä E, kondensaattorista C ja kulloinkin käytetystä pulssinpituudesta. Suureisiin C ja E ei voi juuri vaikuttaa laitteen rakentamisen jälkeen sillä ulostulojännute 5 riippuu E:stä u=λχΙϊ1χΕ

L n T

n = muuntajan muuntosuhde 10 Havaitaan, että virtalähteen nimellisvirtaa voidaan nostaa pulssinpituutta t pienentämällä. Jotta ulostulojännite säilyisi ennallaan, on samalla nostettava tomintataajuutta.

Niinpä käytännön mitoitus voidaankin tehdä seuraavasti: 15

Valitaan laitteen pienimmäksi toimintakulmataajuudeksi kulmataa-juus, joka vielä täyttää muut vaatimukset (esim. melu, virran • aaltoilu). Mitoitetaan kriittinen teho Pk puoleksi halutusta • nimellistehosta. Tällöin kuormitettaessa laitetta n. puolella 20 nimellisvirrasta, päädytään hyvin edulliseen katkaisutilantee- seen. Jos laitteesta on saatava ulos enemmän kuin mainittu puolikas nimellisvirrasta, niin nostetaan taajuutta siten, että haluttu teho saadaan, mutta edullinen katkaisutilanne säilyy, ollaanhan kriittisen tehon Pk yläpuolella.

25

Kuvioissa 4a ja 4b on esitetty keksinnön mukaiset kytkentävaih-toehdot, joissa kuvion 1 mukaisesta ratkaisusta toinen kondensaattori on jätetty pois. Mikäli toinen kondensaattori jätetään . .pois, tulee jäljelle jäävän kondensaattorin Cn kapasitanssin olla 30 ; kapasitanssien C1 ja C2 summa.

Kuvion 5 mukainen ratkaisu on täydennetty versio kuvion 1 kyt- 10 874 12 kennästä. Kytkennässä muuntajan ensiön 1^ sisäänmenon B ja katkaistavissa olevien kytkinelementtien, erityisesti transisto-rikytkinten T1 ja T2 keskipisteen C välille sekä ja pisteen B ja diodien D3 ja D4 keskipisteen F välille sijoitetaan kyllästyvät 5 kuristimet L)(1 ja edullisimmin siten, että pisteiden C ja B välille sijoitetun kuristimen kyllästymisaika on huomattavasti pisteiden B ja F välille sijoitetun kyllästyvän kuristimen kyllästysaikaa suurempi. Tarvittaessa kunkin diodin D1# D2, D3, D4 rinnalle kytketään RC-suoja.

10

Kuvion 5 mukaisesti esiintyy resonanssiperiaatteen vuoksi suurilla tehoilla tilanne, jossa nolladiodin D1 virta on siirrettävä transistorille T2 ja D2:n virta transistorille Tv 15 Nopeakin diodien takavirtapiikki rasittaa diodia itseään ja diodin virtaa katkaisevaa transistoria, joka joutuu turvallisen toiminnan kannalta vaaralliselle alueelle. Mainittu haitta kierretään kuvion 5 mukaisella kytkennällä kyllästyvien kuristimien ja I^2 avulla. Jos L^in kyllästysaika on huomattavasti 20:*·suurempi kuin Ιγ2:η, ei resonanssiheilahduksen paluuvirta kulje mainittavissa määrin trans is tor ihaaran vaan I*2:n kautta diodeille D3 ja D4. Jos nyt toinen transistori ohjataan johtavaksi ennen . kuin diodihaaran virta on pudonnut nollaan toimii 1^., transistorin kytkentäapupiirinä ja I^2pudottaa diodihaaran kommu-25 . tointi dl/dt:n kohtuulliseen arvoon. Jos diodihaaraan vielä lisätään kevyt RC-suoja jää diodihaaran katkaisuhäviö hyvin pieneksi.

Kuvion 6 mukaisesti toimittaessa kuormavirroilla IL, jotka ovat karkeasti alle puolet virtalähteen nimelliskuormavirrasta ja 30 kuormajännitteen ollessa mitä tahansa virtalähteen antaman : maksimijännitteen ja nollan välillä, toiminta tapahtuu laitteen rakenteen määräämällä minimitaajuudella. Kun kuormavirta saavuttaa n. puolet nimelliskuormavirrasta ja kuormajännite on nimellinen, alkaa kytkinelementin katkaisuvirta pudota. Jos 35. kuorma tässä tilanteessa nousee, ja jos taajuus pysyisi vakiona, alkaisi jännite pudota. Kuormaa edelleen lisättäessä taajuutta nostetaan, mikäli haluttu ulostulojännite tätä edellyttää. Jos X1 8741 2 kuormitustilanteen edellyttämä ulostulojännite saavutetaan taajuutta nostamatta, ei taajuutta nosteta, toisin sanoen taajuutta nostetaan vain tarvittaessa.

5 Kuvion 7 mukaisesti kuvion 1 mukainen kytkentä voidaan esittää siten, että kondensaattorien C1 ja C2 summakondensaattori kytketään muuntajan ensiön Lp ja puolitetun jännitelähteen E/2 keskipisteen väliin. Tämä kytkentä on piiriteknisesti ja toiminnallisesti ekvivalenttinen kuvion 1 mukaisen kytkennän 10 kanssa. Sekä kuvion 1 että kuvion 7 mukaiset kytkennät tunnetaan ns. puolisiltainverttereinä.

Kuvion 8 mukaisesti ns. täyssiltainvertteri muodostetaan kahdesta kuvion 7 mukaisesta rinnakkain kytketystä puolisiltainvertteris-15 tä. Tällaisenaan kytkentä on harvinainen, mutta kuvaa hyvin sitä prosessia, jossa puolisiltainverttereistä muodostetaan täyssiltainvertteri .

Kuviossa 9 on esitetty täyssiltainvertterin käytännön kytkentä, 20 jossa vasemman puoleisen haaran komponentit T3, T4, D6, ja D7 vastaavat teknisiltä arvoiltaan oikean puoleisen haaran vastaavia '‘komponentteja. Kuvion 8 mukainen kytkentä on tässä redusoitu . yksinkertaisempaan muotoon yhdistämällä kondensaattorit C yhdeksi ..kondensaattoriksi C/2 ja jännitelähteet E/2 yhdeksi jänniteläh-25 - teeksi E. Tällaisesta invertteristä saatava ulostuloteho on kaksinkertainen vastaavilla komponentti- ja jännitearvoilla toteutettuun puolisiltainvertteriin nähden. Keksinnön mukaisen mitoitusehdon määrittämiseksi kokosiltainvertteri onkin joko jaettava kahdeksi puolisiltainvertteriksi, joilla kummallakin on 30 puolikas halutusta ulostulotehosta tai vaihtoehtoisesti kokosil-:tainvertterin tasapainoehto tulee muokata muotoon: 2 χΕχΣ,ϋ=Ιχτ

Luonnollisesti tällainen kokosiltainvertteri on milloin tahansa redusoitavissa takaisin kahdesta kuvion 1 tai 7 puolisiltainvert-35 teristä koostuvaksi piirimalliksi, jolloin keksinnön mukainen i2 8 7 41 2 mitoitusehto voidaan helposti määrittää.

Kuvion 10 mukaisesti osakuormilla käytetään pientä pulssisuhdetta t/T, jolloin pulssien välinen "kuollut aika" muodostuu varsin 5 suureksi.

ii

Claims (7)

1. Puolisiltahitsausinvertteri tai kokosiltainvertteristä puolisiltainvertteriksi laskennallisesti puolitettu kytkentä, 5 jonka nimellisteho on Pn ja nimellistoimintakulmataajuus ut ja joka käsittää - tasavirtalähteen (E), 10. kaksi tasavirtalähteen (E) rinnalle, keskenään sarjaan kytkettyä kytkinelementtiä (T,, T2), joilla hitsausvirran pulssinleveys t ja samalla hitsausteho on määrättävissä, jolloin τβίΧ määrää invertterin nimellis tehon, 15. kytkinelementtien keskipisteeseen (T,, T2) ensimmäisestä päästään kytketyn muuntajan ensiön (Lp), jonka läpi kulkevan virran huippuarvo on 1^, joka on tyypillisesti suorakaide-aaltoa, 20. kondensaattorikytkennän, joka muodostuu ainakin yhdestä kondensaattorista (Cn), joka on kytketty ensimmäisestä päästään muuntajan ensiön (Lp) toiseen päähän, joka ei ole kytketty kytkinelementteihin (T,, T2), ja toisesta päästään suoraan tasavirtalähteen (E) toiseen napaan, ja - kytkinelementtien (T,, T2) rinnalle kytketyt estosuuntaiset diodit (D1, D2), tunnettu siitä, että 30.: - invertterillä on kriittinen teho Pk, joka on nimellistehoa Pn pienempi, . . - invertterin niillä tehoilla, jotka ovat kriittistä tehoa

33. Pk suurempia, kondensaattorikytkentä (Cn) toteuttaa mitoi- tusehdon: 14 8 7 412 - kondensaattorikytkennän (CB) summakapasitanssi EC on pienempi kuin virran I, ja pulssinleveyden t tulo jaettuna tasavirtalähteen jännitteellä E (EC < (1^ * τ)/E), ja 5 - muuntajan ension (Lp) kokonaisinduktanssin ja kondensaattorikytkennän (Cn) summakapasitanssin EC määrittämä reso-nanssikulmataajuus ωΓ (= l/7LpEC) on ainakin 80 % pienempi kuin invertterin toimintakulmataajuus wt. 10

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen hitsausinvertteri, tunnettu siitä, että 15. kondensaattorikytkentä käsittää tasavirtalähteen (E) rinnalle sovitetun jännitteenjakokytkennän, joka koostuu vähintään kahdesta kondensaattorista (C,, C2), jolloin jännitteenjakopiirissä voidaan määritellä keskipiste (A), jolloin keskipisteen ympärille jäävien jännitteenjako-osien 20 (Cv C2) kapasitanssit ovat likimain yhtä suuret.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen hitsausinvertteri, tunnettu siitä, että kriittinen teho Pk on 15 - 80 %, sopivimmin n. 50 % nimellistehosta Pn. 2*5 .

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen hitsausinvertteri, tunnettu siitä, että muuntajan ension (Lp) kokonaisinduktanssin ja jännitteenjako-osan (C,, C2) summakapasitanssin EC määrittämä resonanssikulmataajuus ωΓ (= l/VLpEC) on pienempi 3.Q. kuin 1/5 * invertterin toimintakulmataajuus et.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen hitsausinvertteri, tunnettu siitä, että invertteri käsittää elimet taajuuden nostamiseksi ja samalla ulostulotehon kasvattamiseksi kun tehoa 3? ; kasvatetaan yli kriittisen tehon Pk, jolloin kytkinelementtien (T,, T2) katkaisu tapahtuu pienellä virralla. 15 8741 2

6. Menetelmä invertterin sellaisen invertterin säätämiseksi, jonka nimellisteho on Pn ja nimellistoimintakulmataajuus &>t ja joka käsittää tasavirtalähteen (E), kondensaattorikytkennän, joka muodostuu ainakin yhdestä kondensaattorista (Cn), joka on 5 kytketty toisesta päästään tasavirtalähteen (E) toiseen napaan ja toisesta päästään pisteeseen A, kaksi tasavirtalähteen (E) rinnalle, keskenään sarjaan kytkettyä kytkinelementtiä (T,, T2), joilla hitsausvirran pulssinleveys τ ja samalla hitsausteho on määrättävissä, jolloin τΜΚ määrää invertterin nimellistehon, 10 kytkinelementtien (T1, T2) rinnalle kytketyt estosuuntaiset diodit (D1, D2), ja pisteen A ja kytkinelementtien keskipisteen (T,, T2) välille kytketyn muuntajan ensiön (Lp), jonka läpi kulkevan virran huippuarvo on Iir 15. jossa menetelmässä pulssinleveyttä τ ja kulmataajuutta <ot säädetään hitsaustehon säätämiseksi, tunnettu siitä, että 20. invertterille määritellään kriittinen teho Pk, joka on nimellistehoa Pn pienempi, ‘ - invertterin niillä tehoilla, jotka ovat kriittistä tehoa : * : Pk suurempia, kondensaattorikytkentä (Cn) mitoitetaan 25: seuraavan ehdon mukaisesti: - kondensaattorikytkennän (Cn) summakapasitanssi EC on pienempi kuin virran Ii ja pulssinleveyden τ tulo jaettuna tasavirtalähteen jännitteellä E (EC < (I1 * 3Ö- t)/E), " : : - muuntajan ensiön (Lp) kokonaisinduktanssin ja kondensaat torikytkennän (Cn) summakapasitanssin EC määrittämä reso-nanssikulmataajuus ωΓ (= l/VLpEC) mitoitetaan ainakin 80 % 35 ; invertterin kulmataajuutta ut pienemmäksi, ja - kriittistä tehoa Pk suuremmilla tehoilla kulmataajuutta ut i6 9 7^12 kasvatetaan ulostulotehon kasvattamiseksi.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kriittinen teho Pk määritellään puoleksi nimelliste-5 hosta Pn. Il 17 8 7 4 i 2