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DE4330805C2 - AC power source for arc welding processes - Google Patents

AC power source for arc welding processes

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DE4330805C2
DE4330805C2 DE19934330805 DE4330805A DE4330805C2 DE 4330805 C2 DE4330805 C2 DE 4330805C2 DE 19934330805 DE19934330805 DE 19934330805 DE 4330805 A DE4330805 A DE 4330805A DE 4330805 C2 DE4330805 C2 DE 4330805C2
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/06Arrangements or circuits for starting the arc, e.g. by generating ignition voltage, or for stabilising the arc

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arc Welding Control (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Wechselstromquelle zum Betreiben vom Schweißlichtbögen nach den Merkmalen des Oberbegriffs von Patentanspruch 1.The invention relates to an AC power source for operating welding arc according to the features of the preamble of claim 1.

Bei einer derartigen bekannten Wechselstromquelle (JP 02-235 574 A nebst Abstract) ist der induktivitätsbehafteten elektrischen Quelle ein Regler zugeordnet, dessen einem Eingang ein Stromsollwert vorgegeben und an dessen anderen Eingang ein den Schweiß­ stromistwert darstellendes Signal angelegt wird. Letzteres wird durch einen den Detektor bildenden Stromwandler im Schweißstromkreis geliefert. Der Ausgang dieses Reglers wirkt auf eine in der elektrischen Quelle vorgesehene Ventilbrücke ein und regelt dadurch wäh­ rend der Zeitperioden, in denen entweder der eine Zweig der Vollbrücke oder der andere Zweig der Vollbrücke leitend ist, den Quellenstrom auf einen durch den Stromsollwert vor­ gegebenen Konstantstrom ein. In den Zeitperioden, in denen während des Polaritätswech­ selvorgangs der Vollbrücke alle vier Ventile leitend geschaltet sind, ist jedoch der Ausgang der elektrischen Quelle kurzgeschlossen, wodurch der Regelkreis unterbrochen ist. Man­ gels Regelrückführung nimmt dann die elektrische Quelle ihre ursprüngliche Charakteristik, nämlich eine Konstantspannungscharakteristik, an. Der in der Induktivität der elektrischen Quelle sich ergebende Strom ist deshalb nicht mehr durch die Quelle definiert. Es kommt hinzu, daß am Ausgang dieser Induktivität und damit über dem Eingang der Vollbrücke eine Speicherkapazität liegt. Diese führt zu einer für den Lichtbogen schädlichen transien­ ten Konstantspannungscharakteristik und einer unerwünschten Lawinenbildung im Licht­ bogenplasma.With such a known alternating current source (JP 02-235 574 A and abstract) a controller, one of which is assigned to the inductive electrical source A current setpoint is specified at the input and welding at its other input current representing signal is applied. The latter is done by a detector forming current transformer in the welding circuit. The output of this controller works on a valve bridge provided in the electrical source and thereby regulates During the periods in which either one branch of the full bridge or the other Branch of the full bridge is conductive, the source current to one through the current setpoint given constant current. In the periods in which during the polarity change process of the full bridge, all four valves are turned on, however, is the output the electrical source is short-circuited, whereby the control circuit is interrupted. Man As a rule feedback, the electrical source then takes its original characteristic,  namely, a constant voltage characteristic. The one in the inductance of the electrical The resulting current is therefore no longer defined by the source. It is coming add that at the output of this inductance and thus above the input of the full bridge there is a storage capacity. This leads to a transien that is harmful to the arc constant voltage characteristics and an undesirable avalanche formation in the light arc plasma.

Bei einer anderen bekannten Wechselstromquelle der eingangs genannten Art (EP 0 547 417 A1) weist die induktivitätsbehaftete elektrische Quelle eine ihren induktiven Energiespeicher speisende Inverterstromquelle auf. Zur Unterstützung des Aufladens des induktiven Energiespeichers speist die Inverterstromquelle mehr Strom ein, wenn alle vier Ventile der Vollbrücke leitend geschaltet sind.In another known AC power source of the type mentioned (EP 0 547 417 A1) the inductive electrical source has an inductive one Inverter power source feeding energy storage. To assist in charging the inductive energy storage, the inverter power source feeds more power when all four Full bridge valves are switched on.

Eine andere bekannte Wechselstromquelle zum Betreiben von Schweißlichtbögen (DE 41 28 175 A1) weist ebenfalls keine Stromquellencharakteristik, sondern eine Span­ nungsquellencharakteristik auf. Ein Kurzschließen beider Zweige der den Schweißlichtbo­ gen treibenden Vollbrücke beim Polaritätswechsel ist nicht vorgesehen. Zum Wiederzün­ den nach jedem Polaritätswechsel wird ein Hochspannungsimpulszündgerät eingesetzt.Another known AC power source for operating welding arcs (DE 41 28 175 A1) also does not have a current source characteristic, but a span source characteristic. A short circuit of both branches of the welding light bo The driving full bridge when changing polarity is not provided. To reignite A high-voltage pulse ignitor is used after each polarity change.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wechselstromquelle der eingangs ge­ nannten Art im Hinblick auf eine Verbesserung ihrer Lichtbogencharakteristik weiterzubil­ den.The invention has for its object an AC power source of the beginning mentioned type with a view to improving their arc characteristics the.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Kennzeichens von Pa­ tentanspruch 1 gelöst.According to the invention, this object is achieved by the features of the characteristics of Pa Claim 1 solved.

Der Kommutator wird beim Polaritätswechsel intelligent gesteuert, so daß sicheres Wiederzünden auch bei unterschiedlichen Schweißkabellängen, die mit einer Induktivität LS belastet sind, gewährleistet ist.The commutator is intelligently controlled when the polarity is changed, so that reliable re-ignition is ensured even with different welding cable lengths that are loaded with an inductance L S.

Die Anordnung kann auf herkömmliche Hilfszündgeräte (HF oder Impuls) für den Um­ polvorgang verzichten. Weiterhin kann der Umpolvorgang mit niedrigen genauso wie mit hohen Schweißströmen (5 bis 500 A) problemlos bewerkstelligt werden. Dadurch kann der Kurvenverlauf des Stromes vor und nach dem Polaritätswechsel so gestaltet werden, daß die davon abhängige Geräuschentwicklung und Belästigung weitgehend vermindert ist. Durch den Wegfall konventioneller HF- und Impulszündgeräte wird eine starke Verringe­ rung der elektromagnetischen Störstrahlung erreicht. The arrangement can be based on conventional auxiliary ignitors (HF or pulse) for the order do without the pole process. Furthermore, the polarity reversal process with low as well as with high welding currents (5 to 500 A) can be easily achieved. This allows the Curve shape of the current before and after the polarity change are designed so that the resulting noise and nuisance is largely reduced. Due to the elimination of conventional HF and pulse ignitors, a strong reduction reached the electromagnetic interference radiation.  

Die Bestimmung des Stromniveaus, auf dem umkommutiert wird, führt bei Verwen­ dung entsprechend steuerbarer Stromquellen zu einer technologisch anpaßbaren Lichtbo­ gencharakteristik, also von weichem zu hartem, treibendem Lichtbogen.The determination of the current level at which commutation takes place leads to Verwen appropriately controllable power sources to a technologically adaptable Lichtbo gene characteristic, i.e. from soft to hard, driving arc.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Advantageous further developments can be found in the subclaims remove.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung ausführlich erläutert. Es zei­ gen:The invention is explained in detail below with reference to a drawing. It shows gene:

Fig. 1 den schematischen Aufbau der erfindungsgemäßen Wechselstromquelle mit den Modulen Gleichstromquelle Q, Kommutator V, Controller C, Sollwertge­ ber S - hier mit einem einfachen Sollwertpotentiometer versehen -, Span­ nungsbegrenzer L sowie den Stromsensor D und Spannungssensor U,Here provided with a simple reference potentiometer - -. 1 shows the schematic constitution of the AC power source according to the invention with the modules DC power source Q, commutator V, controller C, Sollwertge about S, clamping nungsbegrenzer L, and the current sensor D and voltage sensor U,

Fig. 2 den Aufbau des Kommutators V mit vier Ventilen in Brückenschaltung und den Spannungsbegrenzer L, Fig. 2 shows the structure of the commutator V with four valves in bridge circuit and the voltage limiter L,

Fig. 3 den typischen zeitlichen Verlauf der Kenngrößen während eines vollständi­ gen Kommutierungsvorgangs, Fig. 3 shows the typical time course of the parameters during a commutation vollständi gen,

Fig. 4 eine mögliche Sollwertführung vor, während und nach dem Kommutierungs­ vorgang für kleine Schweißströme. Fig. 4 shows a possible setpoint control before, during and after the commutation process for small welding currents.

Der Aufbau ist modular und klar gegliedert. Als Stromquelle und Modul kann jede Gleichstromquelle Q, vorzugsweise elektronische Stromquellen mit einem Sollwert- Eingang EQ und einem Sollwertgeber S auf Analog-, Schaltverstärker- oder Inverterbasis eingesetzt werden. Für die Funktion ist die Gleichstromquelle Q mit einer kleinen Drossel LQ im Ausgangskreis zu versehen. LQ kann mit 5-15 Windungen auf üblichem Eisenkern mit geringem Luftspalt ausgeführt werden, so daß Ströme bis 100 A oder darüber ohne Sättigungserscheinung gefahren werden können.The structure is modular and clearly structured. Any direct current source Q, preferably electronic current sources with a setpoint input E Q and a setpoint generator S on an analog, switching amplifier or inverter basis, can be used as the current source and module. For the function, the direct current source Q is to be provided with a small choke L Q in the output circuit. L Q can be carried out with 5-15 turns on a conventional iron core with a small air gap, so that currents up to 100 A or above can be run without saturation.

Der Sollwertgeber S, der in konventioneller Elektronik oder aber mittels Mikroprozes­ sor realisiert sein kann, steuert beispielsweise über Potentiometer P und seinem Ausgang AQ den Stromwert der Quelle Q. Vorteilhafterweise besitzt der Sollwertgeber S einen Aus­ gang APOL zur Steuerung des Polaritätssignals und einen Eingang ERPOL, der die Fertigmel­ dung RPOL vom Controller C entgegennimmt. RPOL signalisiert die erfolgte Umkommutie­ rung des Schweißstroms.The setpoint generator S, which can be implemented in conventional electronics or by means of a microprocessor, controls, for example, the potentiometer P and its output A Q, the current value of the source Q. Advantageously, the setpoint generator S has an output A POL for controlling the polarity signal and an input E RPOL , which receives the RPOL ready message from controller C. RPOL signals that the welding current has been recommutated.

Der Kommutator V ist ein Vierpol, der an die Schweißstromquellenklemmen 1, 2 ange­ schlossen wird (Fig. 1). Am Ausgang des Kommutators V 3, 4 wird der Schweißkreis ange­ schlossen, dessen Leitungen die Induktivität LS beinhalten. The commutator V is a four-pole, which is connected to the welding current source terminals 1 , 2 ( Fig. 1). At the output of the commutator V 3, 4, the welding circuit is connected, the lines of which contain the inductance L S.

Der Kommutator V wird von einem Controller C gesteuert, der das Polaritätssignal POL an seinem Eingang EPOL entgegennimmt und mittels eines Detektors D, vorzugsweise ein Stromsensor, prozeßabhängig den Kommutierungsvorgang steuert. Das Signal des Sensors D liegt am Eingang ED des Controllers C.The commutator V is controlled by a controller C, which receives the polarity signal POL at its input E POL and controls the commutation process by means of a detector D, preferably a current sensor. The signal from sensor D is at input E D of controller C.

Der Kommutator V selbst besteht aus steuerbaren Ventilen V1, V1', V2 und V2', wie Thy­ ristoren, Transistoren, vorzugsweise IGBTs, die in einer Vollbrücke verschaltet sind (Fig. 2), wobei die Ventile jeweils mit einer zugeordneten Freilaufdiode FD1, FD1', FD2, FD2' versehen sind.The commutator V itself consists of controllable valves V 1 , V 1 ', V 2 and V 2 ', such as Thy ristors, transistors, preferably IGBTs, which are connected in a full bridge ( Fig. 2), the valves each having an associated Free-wheeling diode FD 1 , FD 1 ', FD 2 , FD 2 ' are provided.

Bei Verwendung von Thyristoren muß in bekannter Weise für die Löschbarkeit gesorgt werden, oder es müssen abschaltbare Thyristoren verwendet werden. Die Ventile V1, V1', V2, V2' werden vom Controller C über die Controllerausgänge A1, A1', A2, A2' gesteuert, der das Polaritätssignal POL entgegennimmt und das Detektorsignal D auswertet. Ein Span­ nungsbegrenzer L in an sich bekanntem Aufbau begrenzt die Kommutierungsspitze, die an den Klemmen 1 und 2 entsteht, auf vorzugsweise 300-500 V.When using thyristors, erasability must be ensured in a known manner, or thyristors that can be switched off must be used. The valves V 1 , V 1 ', V 2 , V 2 ' are controlled by the controller C via the controller outputs A 1 , A 1 ', A 2 , A 2 ', which accepts the polarity signal POL and evaluates the detector signal D. A voltage limiter L in a structure known per se limits the commutation tip that arises at terminals 1 and 2 to preferably 300-500 V.

Es sei angenommen, die Ventile V1 und V1' sind über die Controllerausgänge A1 und A1' leitend geschaltet, der Schweißstrom befindet sich also in der positiven Phase. Sobald die übergeordnete Prozeßsteuerung S zur Zeit t0 am Ausgang APOL nun das Steuersignal POL für die negative Phase erzeugt und an EPOL liefert, steuert der Controller C zusätz­ lich die Ventile V2 und V2' über die Controllerausgänge A2 und A2' in den leitenden Zustand.It is assumed that the valves V 1 and V 1 'are turned on via the controller outputs A 1 and A 1 ', so the welding current is in the positive phase. As soon as the higher-level process control S at time t 0 at the output APOL now generates the control signal POL for the negative phase and delivers it to EPOL, the controller C additionally controls the valves V 2 and V 2 'via the controller outputs A 2 and A 2 ' in the conductive state.

Damit kann die im Schweißkreis in LS gespeicherte Energie im noch in der positiven Phase sich befindenden Lichtbogen abgebaut werden, der Schweißstrom IS nimmt ab. Ein Stromsensor D liefert über Eingang ED den momentanen Schweißstrom IS an den Control­ ler C, der bei Unterschreiten eines Minimalbetrags Imin zur Zeit t1 die Ventile V1 und V1' nun abschaltet, während V2 und V2' leitend geschaltet bleiben. Infolgedessen liefert die Strom­ quelleninduktivität LQ nun einen Spannungspuls, der sich über die weitgehend entladene Leitungsinduktivität LS zum Schweißkreis hin durchsetzen kann. Die Umkommutierung ist damit abgeschlossen. Entsprechend wird der Polaritätswechsel in die andere Richtung gesteuert. Die Zeit vom Polwechselsignal POL bis zum tatsächlichen Polaritätswechsel t1 - t0 stellt sich somit automatisch ein und berücksichtigt die Prozeßgegebenheiten, insbe­ sondere Kabellängen und prozeßabhängige emissionsstützende Restwärme in der Schweißelektrode. The energy stored in the welding circuit in L S can thus be dissipated in the arc which is still in the positive phase, and the welding current I S decreases. A current sensor D supplies the instantaneous welding current I S to the controller C via input E D, which now switches off the valves V 1 and V 1 'when the value falls below a minimum value I min at time t 1 , while V 2 and V 2 ' are switched on stay. As a result, the current source inductance L Q now supplies a voltage pulse which can prevail over the largely discharged line inductance L S towards the welding circuit. The commutation is now complete. The polarity change in the other direction is controlled accordingly. The time from the pole change signal POL to the actual change of polarity t 1 - t 0 is thus set automatically and takes into account the process conditions, in particular special cable lengths and process-dependent emission-supporting residual heat in the welding electrode.

Vor Einleiten der Umkommutierung kann der Lichtbogenstrom über den Sollwert EQ auf einen beliebigen Wert gesteuert werden. Damit läßt sich der Polwechsel sowohl bei hohen als auch bei niedrigen Strömen durchführen. Auch kann die Stromstärke vor und nach Polwechsel unterschiedlich und frei vorgegeben werden.Before initiating commutation, the arc current can be controlled to any value via the setpoint E Q. The pole change can thus be carried out both at high and at low currents. The current strength before and after changing the pole can also be set differently and freely.

Vorteilhafterweise wird bei niedrigen Schweißströmen unter ca. 50 A unmittelbar mit dem Beginn der Phase, in der alle vier Ventile zum Verbrauchen der Schweißkreisenergie leitend geschaltet werden, der Strom der sich nun im Kurzschluß befindenden Quelle Q durch die Steuerung S über den Sollwerteingang EQ erhöht, so daß in der Induktivität LQ eine genügend hohe Energie für eine sichere Wiederzündung des Lichtbogens gespeichert wird (Fig. 4). Natürlich kann dieser Strom auf demselben oder einem höheren oder gerin­ geren Niveau auch in der ersten Zeit nach dem Wiederzünden des Lichtbogens eingesetzt werden und danach auf den vorgegebenen Schweißstrom zurückgeführt werden. Dieser Übergang ist sprunghaft oder kann auch mit einer beliebigen Zeitfunktion erfolgen.In the case of low welding currents below approximately 50 A, the current of the source Q, which is now in the short circuit, is advantageously increased by the control S via the setpoint input E Q at the beginning of the phase in which all four valves for consuming the welding circuit energy are switched on , so that a sufficiently high energy is stored in the inductance L Q for reliable re-ignition of the arc ( FIG. 4). Of course, this current can be used at the same or a higher or lower level in the first time after the arc is re-ignited and then returned to the specified welding current. This transition is erratic or can also be done with any time function.

In einer besonders vorteilhaften Ausführung wertet der Controller C über einen Ein­ gang EU die Höhe der Spannungsspitze über einen Spannungssensor U an den Anschlüs­ sen 1 und 2 beim Wiederzünden des Lichtbogens aus, also sobald nach der Durchsteue­ rung aller Ventile V1, V1', V2, V2' das jeweilige für die neue Phase benötigte Ventilpaar allein eingeschaltet ist. Die Höhe der in diesem Moment auftretenden Spannungsspitze hängt wesentlich von der Größe der Schweißkreisinduktivität LS ab. Bei großen Kabellängen mit entsprechend großem LS kann die in der Quelleninduktivität LQ gespeicherte Energie nicht als Wirkleistung den Lichtbogen erreichen. Vielmehr muß ein großer Teil dieser Energie im Spannungsbegrenzer umgesetzt werden, und zwar in der Regel in Wärme, wenn als Stromquelle ein Inverter eingesetzt wird. Bei Analog- und Schaltverstärkern kann die Ener­ gie über einen bekannten Tiefsetzer in den dort vorhandenen Ladekondensator zurückge­ führt werden.In a particularly advantageous embodiment, the controller C evaluates the level of the voltage peak via an input E U via a voltage sensor U at the connections 1 and 2 when the arc is re-ignited, that is to say as soon as all valves V 1 , V 1 'have been activated. , V 2 , V 2 'the respective pair of valves required for the new phase is switched on alone. The level of the voltage peak occurring at this moment depends essentially on the size of the welding circuit inductance L S. With long cable lengths with a correspondingly large L S , the energy stored in the source inductance L Q cannot reach the arc as active power. Rather, a large part of this energy has to be converted in the voltage limiter, usually as heat, if an inverter is used as the current source. In the case of analog and switching amplifiers, the energy can be fed back into the charging capacitor there via a known step-down converter.

Um die im Spannungsbegrenzer L umgesetzte Energie gering zu halten, wird der Strom der Gleichstromquelle Q vor Einleiten des Umpolvorgangs über den Ausgang AQ des Sollwertgebers S herabgesetzt und das Einschwingen des Lichtbogenstromes abgewartet. Dadurch wird die Restenergie in der induktivitätsbehafteten Schweißleitung begrenzt. Über einen an sich bekannten Regelalgorithmus kann auch selbsttätig der Minimalstrom imin, auf den der Schweißkreisstrom, der sich während des Durchschaltens aller vier Ventile ergibt, überwacht wird, auf einen bestimmten Wert eingestellt werden. Dieser Wert wird über den Regelalgorithmus so geführt, daß die sich beim Wiederzünden ergebende Spannungsspit­ ze an den Klemmen 1 und 2 einen gewünschten Maximalwert nicht überschreitet. Der Spannungswert wird über den Sensor U dem Eingang EU des Controllers C zugeführt. Vorteilhafterweise wird dieser Wert unterhalb der Ansprechschwelle des Begrenzers L gewählt. Damit adaptiert sich der Polaritätswech­ selzyklus des Controllers C selbsttätig an die momentante Kabellänge. Der Sollwertgeber S gibt also den Zeitpunkt des Starts des Umkommu­ tierungsvorgangs vor. Der Controller C führt die entsprechenden Ventilsteuerungen, Schwellwertüberwachungen und Adaptionen aus und gibt nach erfolgtem Ablauf den Zeitpunkt des in der neuen Polariät laufenden Lichtbogens über die Meldung RPOL an den Sollwertgeber zurück.In order to keep the energy converted in the voltage limiter L low, the current of the direct current source Q is reduced via the output A Q of the setpoint generator S before the polarity reversal process is initiated, and the arc current settles out. This limits the residual energy in the welding cable with inductance. Using a control algorithm which is known per se, the minimum current i min , to which the welding circuit current which is obtained when all four valves are switched on, is monitored, can also be set to a specific value. This value is managed via the control algorithm in such a way that the voltage peak at terminals 1 and 2 that occurs during re-ignition does not exceed a desired maximum value. The voltage value is fed via sensor U to input E U of controller C. This value is advantageously chosen below the response threshold of the limiter L. The polarity change cycle of the controller C thus automatically adapts to the current cable length. The setpoint generator S thus specifies the time of the start of the recommissioning process. The controller C carries out the corresponding valve controls, threshold value monitoring and adaptations and returns the time of the arc running in the new polarity to the setpoint generator via the message RPOL after the expiry.

Der Polwechsel ohne zusätzliche HF-Impulse gelingt bei allen denk­ baren Schweißstromverläufen, wie Rechteck, Sinus, Dreieck und ande­ ren. Damit lassen sich sowohl "weiche" als auch "harte", treibende Lichtbogencharakteristiken erzeugen.The change of pole without additional HF impulses succeeds with all think possible welding current profiles, such as rectangle, sine, triangle and others ren. This allows both "soft" and "hard", driving Generate arc characteristics.

Insbesondere ist von Vorteil, daß die im Schweißkreis gespeicherte Energie nicht in elektronischen Bauelementen vernichtet werden muß, sondern diese einfach noch kontrolliert dem Schweißprozeß zugeführt wird.It is particularly advantageous that the stored in the welding circuit Energy does not have to be destroyed in electronic components, but they are simply fed into the welding process in a controlled manner becomes.

Für den Fall eines vom Schweißer herbeigeführten Lichtbogenabrisses wird die durch die in LQ gespeicherte Energie entstehende Span­ nungsspitze in dem Spannungsbegrenzer L limitiert (Fig. 2). Der Spannungsbegrenzer kann auf Basis von Leistungszenerdioden oder eines elektronischen Schalters mit Komparator in bekannter Weise ausgeführt sein.In the event of an arc break caused by the welder, the voltage peak generated by the energy stored in L Q is limited in the voltage limiter L ( FIG. 2). The voltage limiter can be implemented in a known manner on the basis of power zener diodes or an electronic switch with comparator.

Sowohl der Controller C als auch die Sollwertsteuerung S für Schweißstrom und Wechselfrequenz können in bekannter Weise in diskreter Elektronik oder in µ-Prozessor-Technik aufgebaut werden. Both the controller C and the setpoint control S for Welding current and alternating frequency can be in a known manner discrete electronics or in µ-processor technology.  

Im letzteren Fall übernehmen dem Ablauf entsprechende Programme über einen oder mehrere Prozessoren die erfindungsgemäßen Steuerun­ gen. Sollwertgeber S und Controller C können in einem Prozessor oder in Multiprozessortechnik realisiert werden.In the latter case, appropriate programs take over the sequence the controller according to the invention via one or more processors Setpoint generator S and controller C can be in one processor or can be realized in multiprocessor technology.

Claims (5)

1. Wechselstromquelle zum Betreiben von Schweißlichtbögen mit Wiederzündung des Lichtbogens nach dem Polaritätswechsel ohne zusätzliche Impuls- oder HF-Zünd­ hilfen, durch die der Lichtbogen aus einer induktivitätsbehafteten elektrischen Quelle (Q) über eine Vollbrücke (V) aus steuerbaren Ventilpaaren (V1, V1', V2, V2') mit Freilaufdioden (FD1, FD1', FD2, FD2') betrieben ist, die differenziert ein- und ausschaltbar sind, durch die mittels einer intelligenten Steuerung bei Start des Polaritätswechsels zunächst alle Brüc­ ken-Ventile (V1, V1', V2, V2') leitend schaltbar sind, so daß der Quellenstrom kurzgeschlos­ sen wird und die im Schweißkreis mit deren Kreisinduktivität LS gespeicherte Energie über den Lichtbogen und die kurzgeschlossenen Ventile (V1, V1', V2, V2') sowie deren Freilauf­ dioden (FD1, FD1', FD2, FD2') über der Zeit abbaubar ist, und durch die mittels eines De­ tektors (D) der Zeitpunkt des Abbaus der Schweißkreisenergie feststellbar ist und in Ab­ hängigkeit davon nur noch das entsprechende für die kommende Polaritätsphase erforder­ liche Ventilpaar (V1, V1' bzw. V2, V2') einschaltbar ist, so daß die in der Quelleninduktivität LQ gespeicherte Energie zu einer die Wiederzündung einleitenden Spannungsspitze führt, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Quelle (Q) eine steuerbare Stromquelle ist, deren Quellenstrom vor, während sowie nach dem erfolgten Polaritätswechsel beliebig steuerbar ist. 1.AC power source for operating welding arcs with re-ignition of the arc after the polarity change without additional pulse or HF ignition, through which the arc from an inductive electrical source (Q) via a full bridge (V) from controllable valve pairs (V 1 , V 1 ', V 2 , V 2 ') is operated with free-wheeling diodes (FD 1 , FD 1 ', FD 2 , FD 2 '), which can be switched on and off differentially, by means of which, initially, all by means of an intelligent control when the polarity change starts Bridge valves (V 1 , V 1 ', V 2 , V 2 ') can be switched on so that the source current is short-circuited and the energy stored in the welding circuit with its circuit inductance L S via the arc and the short-circuited valves (V 1 , V 1 ', V 2 , V 2 ') and their freewheeling diodes (FD 1 , FD 1 ', FD 2 , FD 2 ') is degradable over time, and by means of a detector (D) the time the dismantling of the welding circuit gie can be determined and depending on it only the corresponding valve pair required for the upcoming polarity phase (V 1 , V 1 'or V 2 , V 2 ') can be switched on, so that the energy stored in the source inductance L Q becomes one the re-ignition initiating voltage peak, characterized in that the electrical source (Q) is a controllable current source, the source current of which can be controlled as desired before, during and after the polarity change. 2. Wechselstromquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe eines Spannungs begrenzen (L) die Höhe der wiederkehrenden Spannung hinter der Quelleninduktivität (LQ) begrenzbar ist.2. AC source according to claim 1, characterized in that with the aid of a voltage limit (L) the level of the recurring voltage behind the source inductance (L Q ) can be limited. 3. Wechselstromquelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitpunkt des Verbrauchs der Schweißkreisenergie bei gleichzeitiger Durchsteuerung aller vier Ventile (V1, V1', V2, V2') im Lichtbogen mittels Detektor durch einen im Schweiß­ kreis liegenden Stromsensor (D) feststellbar ist.3. AC power source according to claim 1 or 2, characterized in that the time of consumption of the welding circuit energy with simultaneous control of all four valves (V 1 , V 1 ', V 2 , V 2 ') in the arc by means of a detector by a lying in the welding circle Current sensor (D) can be determined. 4. Wechselstromquelle nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeich­ net, daß in Abhängigkeit von der Höhe der beim Wiederzünden des Lichtbogens entste­ henden Spannungsspitze ein Signal zur Steuerung des Quellenstroms während oder vor und während des Umpolvorgangs erzeugbar und dadurch die im Spannungsbegrenzer (L) umgesetzte Energie minimierbar ist.4. AC power source according to one of claims 2 or 3, characterized net that, depending on the height of the arcing when re-igniting spike a signal to control the source current during or before and can be generated during the polarity reversal process and thereby the voltage limiter (L) implemented energy can be minimized. 5. Wechselstromquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß in Abhängigkeit von der Höhe der beim Wiederzünden des Lichtbogens entste­ henden Spannungsspitze über einen Regelalgorithmus ein Schwellenstrom bildbar ist, auf den der Schweißstrom überwacht wird und bei dessen Erreichen der Umkommutierungs­ vorgang abgeschlossen wird, wobei sich die Schwelle so einrichtet, daß die entstehende Spannungsspitze einen vorgegebenen Wert nicht überschreitet.5. AC power source according to one of claims 1 to 4, characterized net that, depending on the height of the arcing when re-igniting a voltage peak can be formed via a control algorithm which the welding current is monitored and when the commutation is reached process is completed, the threshold being set up so that the emerging Voltage peak does not exceed a predetermined value.
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Cited By (1)

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