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Schnelle elektronische Speisequellen für Schweißlichtbögen

机译：焊接电弧的快速电子进给源

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Stromquellen für das Lichtbogenschweißen sind durch den Einsatz moderner Leistungshalbleiter in neuartigen Schaltungsstrukturen kleiner und leichter geworden. Netzfrequen-zunabhängige, getaktete Stromquellen weisen bessere dynamische Eigenschaften auf als herkömmliche, netzgeführte Gleichrichter und führten zu einer entscheidenden Verbesserung der Qualität des Schweißprozesses. Um den Werkstoffübergang und den Lichtbogen in speziellen Prozeßphasen gezielt beeinflussen zu können, sind auch diese primär- oder sekundärgetakteten Stromquellen selbst bei hohen Taktfrequenzen noch zu langsam. Im Ergebnis einer Analyse grundsätzlicher Schaltungsvarianten zur Beeinflussung der Stromänderungsgeschwindigkeit im Lastkreis wurde eine primär-getaktete Stromquelle mit sekundärseitig angeordneten, getakteten Zusatzschaltungen kombiniert. Diese sind nur während schneller Laststromänderungen wirksam. Ein Teil der bei Stromabsenkung überschüssigen Energie wird zwischengespeichert und bei einem nachfolgenden Stromanstieg dem Lastkreis wieder zugeführt. Die Ansteuerung der Zusatzschaltungen ist mit der Regelung des primärgetakteten Teils der Stromquelle gekoppelt. Die Wirkung des Einflusses ausgewählter Parameter der Zusatzbeschaltung auf die erzielbare maximale Stromänderungsgeschwindigkeit wurde mittels Simulation näher untersucht. Die experimentelle Erprobung der Stromquelle ergab eine maximale positive Stromänderungsgeschwindigkeit von 3,2 kA/ms und eine maximale negative-Stromänderungsgeschwindigkeit von 2 kA/ms. Derartige Werte konnten bisher nur mit den energetisch ungünstigeren und aufwendigen Analogstromquellen erzielt werden. Eine erste schweißtechnische Erprobung der Stromquelle bestätigte die Wirksamkeit des Schaltungsprinzips und ergab Ansatzpunkte für weitere Untersuchungen zu den bei sehr hohen Stromänderungsgeschwindigkeiten zu erwartenden technologischen Effekten beim Lichtbogenschweißen sowie zur Schaltungsoptimierung.
机译：通过在新型电路结构中使用现代功率半导体，电弧焊的电源变得越来越小，越来越轻。电源频率相关的时钟电流源比传统的电源控制整流器具有更好的动态特性，并导致焊接工艺质量的决定性改善。为了能够在特殊的处理阶段中特别影响材料的过渡和电弧，即使在高时钟频率下，这些主时钟或副时钟电流源也仍然太慢。对影响负载电路中电流变化率的基本电路变体进行分析的结果是，将主时钟电流源与布置在次级侧的时钟附加电路组合在一起。这些仅在负载电流快速变化期间有效。当电流减小时，多余能量的一部分被暂时存储，并在电流再次上升时返回到负载电路。附加电路的激活与电流源的主时钟部分的调节相关。通过仿真更详细地检查了附加电路的选定参数的影响对可达到的最大电流变化率的影响。电流源的实验测试显示最大正电流变化率为3.2 kA / ms，最大负电流变化率为2 kA / ms。到现在为止，只有在能量上更加不利和复杂的模拟电流源才能实现这样的值。电源的初始焊接测试证实了电路原理的有效性，并为进一步研究电弧焊中非常高的电流变化率下预期的技术效果以及电路优化提供了起点。

著录项

  • 来源
    《Elektrie》 |2017年第4993期|7-14|共8页
  • 作者

    H. Mecke; W. Fischer; I. Merfert;

  • 作者单位

    Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut Allgemeine Elektrotechnik und Leistungselektronik der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg;

    Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut Allgemeine Elektrotechnik und Leistungselektronik der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg;

    Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut Allgemeine Elektrotechnik und Leistungselektronik der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg;

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