ETAPA DE POTENCIA Y ETAPA SECUNDARIA DE UN TRANSFORMADOR.

LA INVENCION SE REFIERE A UNA PARTE SECUNDARIA (17), UNA PARTE DE POTENCIA PARA UN TRANSFORMADOR (15),

EN ESPECIAL PARA UN TRANSFORMADOR DE FLUJO UNIPOLAR, ASI COMO A UN PROCEDIMIENTO PARA ELLO, EN EL QUE A LAS SALIDAS DE LA BOBINA SECUNDARIA (20) SE HA DISPUESTO UN CIRCUITO RECTIFICADOR (21) Y, EN EL POTENCIAL POSITIVO DE LA SALIDA DE LA BOBINA SECUNDARIA (20), ENTRE UN CONSUMIDOR (18) Y EL CIRCUITO RECTIFICADOR (21) SE HA CONECTADO DE FORMA INTERMEDIA UN ESTRANGULADOR DE SALIDA (28). LA PARTE SECUNDARIA (17) COMPRENDE UN DEVANADO SUPLEMENTARIO (39) PARA EL TRANSFORMADOR (15), ESTANDO UNIDA UNA SALIDA (43) AL POTENCIAL POSITIVO DEL DEVANADO SUPLEMENTARIO (39) Y UNA SALIDA (45) AL POTENCIAL NEGATIVO DE LA BOBINA SECUNDARIA (20), Y OTRA SALIDA (46) AL POTENCIAL NEGATIVO DEL DEVANADO SUPLEMENTARIO (39) A TRAVES DE UN ESTRANGULADOR SUPLEMENTARIO (40), Y UN DIODO (41) DISPUESTO EN LA DIRECCION DE PASO ENTRE LA BOBINA SECUNDARIA (20), EN ESPECIAL ENTRE EL CIRCUITO RECTIFICADOR (21), Y EL ESTRANGULADOR DE SALIDA (28) AL POTENCIAL POSITIVO DE LA BOBINA SECUNDARIA (20)

Etapa de potencia y etapa secundaria de un transformador.

La invención se refiere a una etapa de potencia de una fuente de alimentación de corriente de soldadura para un equipo de soldadura por arco así como a un procedimiento para incrementar la tensión de salida o la intensidad de corriente de salida de una etapa de potencia de una fuente de corriente para la soldadura para un equipo de soldadura por arco eléctrico tal como se describe en los preámbulos de las reivindicaciones 1 y 5.

Se conoce ya una etapa de potencia para un proceso de soldadura donde para la alimentación del consumidor, en particular de un arco eléctrico o para mantener el arco eléctrico, éste se alimenta de energía a través de un semipuente. Para ello el semipuente está formado por dos dispositivos de conmutación dispuestos en oposición entre sí y un diodo conectado en serie en cada uno. El semipuente se alimenta de energía desde una fuente de tensión. En el centro de cada dispositivo de conmutación y de los diodos está conectada una bobina del primario de un transformador. La bobina del secundario del transformador está unida al consumidor, en particular al electrodo y a la pieza, intercalando un circuito rectificador y una impedancia de salida. La alimentación del consumidor con energía, en particular con corriente y tensión, se consigue mediante una activación cíclica de los dispositivos de control, donde en las pausas en las que están abiertos los dispositivos de conmutación la energía almacenada en el transformador se devuelve a la fuente de tensión a través de la bobina del primario y de los diodos. El inconveniente en este caso es que cuanto mayor valor óhmico tenga el consumidor la intensidad de corriente puede descender en el consumidor hasta cero, con lo cual se extingue el arco eléctrico y aumenta la tensión en el consumidor.

El documento EP 0 599 554 A2 describe un convertidor DC-DC con un transformador cuyo arrollamiento del secundario está dividido o presenta una toma para conseguir la supresión de la ondulación de la tensión de salida del transformador DC-DC. Esta supresión de la ondulación de la tensión de salida se produce para una determinada tensión de entrada del convertidor DC-DC. Por este motivo se puede utilizar satisfactoriamente este convertidor DC-DC para aplicaciones en el sector de las telecomunicaciones o del tratamiento electrónico de datos. La supresión de la ondulación depende de la determinación de la posición de la toma en el arrollamiento secundario del transformador, produciéndose la reducción de la ondulación de la tensión de salida para una determinada tensión de entrada. La realización propuesta reduce también al mínimo el flujo magnético que ha de ser mantenido por la impedancia del lado de salida del convertidor DC-DC dentro de una determinada gama de la tensión de entrada del convertidor DC-DC. Por el lado del primario se aplica al transformador energía eléctrica por medio de dos interruptores de potencia conectados en paralelo entre sí que se ponen en estado conductor de forma alternativa o consecutiva por medio de un dispositivo de control. En particular, el primer interruptor de potencia es conductor durante un determinado primer periodo de tiempo y el segundo interruptor de potencia, con el cual está conectado en serie un condensador, es conductor durante un segundo período de tiempo, esencialmente a continuación de aquél. El dispositivo de control para los dos interruptores de potencia conectados en paralelo entre sí y en serie con el arrollamiento primario del transformador determina además la tensión de salida del convertidor DC-DC, y la compara con un valor de referencia para generar a partir de ahí una tensión diferencial. Esta tensión diferencial la emplea el dispositivo de control para modificar la relación de tiempos entre los intervalos de tiempo para el primer interruptor de potencia y para el segundo interruptor de potencia, para ajustar de este modo la tensión de salida a un valor regulado. Mediante esta configuración se reduce notablemente la ondulación de la tensión de salida del convertidor DC-DC dentro de una determinada gama de tensión de entrada, obteniéndose dentro de la gama de tensión nominal de la entrada también un comportamiento de interferencia electromagnético muy tranquilo del convertidor DC-DC.

Por el documento EP 0 704 957 A2 se conoce una fuente de tensión para la alimentación de energía de un consumidor donde el arrollamiento primario de un transformador se puede conectar alternativamente a una fuente de corriente continua a través de un circuito de puente completo. El consumidor se alimenta de energía a través de un arrollamiento secundario del transformador al que le corresponde un circuito de punto central conocido por el estado de la técnica, con rectificación de la tensión. Esta fuente de tensión presenta además sendos circuitos de descarga, estando unidos los dos circuitos de descarga por una parte con el punto central de los dispositivos de conmutación asignados por parejas, y por otra parte con el potencial positivo o el potencial negativo de la tensión de alimentación para el puente completo. Al conmutar por parejas los dispositivos de conmutación del puente completo para cambiar la polaridad del arrollamiento primario del transformador, el proceso de conmutación tiene lugar sin corriente, ya que debido a los dos circuitos de descarga la energía pasa a través de los dispositivos de conmutación adicionales de los circuitos de descarga con lo cual resulta posible cambiar la polaridad del transformador sin corriente.

La presente invención tiene como objetivo crear una etapa de potencia y un procedimiento para aumentar la tensión o intensidad de salida, con lo cual se crea una gama de salida mayor de alimentación de energía para un proceso de soldadura.

Este objetivo de la invención se resuelve por las características de la parte identificativa de la reivindicación 1. La sorprendente ventaja de esta solución aparentemente sencilla consiste en que durante las pausas en las que los dispositivos de conmutación están abiertos, la energía acumulada en el transformador se descarga a través del arrollamiento primario a la fuente de tensión y parcialmente a través de la impedancia adicional, al consumidor, de modo que al aumentar la resistencia en el electrodo, tal como sucede p. ej. al separar un cortocircuito durante un proceso de soldadura por arco, disminuye la intensidad de corriente en el electrodo, consiguiéndose mediante la aportación de energía adicional al proceso de soldadura un nuevo cebado sencillo o el mantenimiento del arco eléctrico. También es ventajoso que debido a la desmagnetización parcial de la energía acumulada del transformador se consigue a través del lado secundario un aumento de intensidad y de tensión en la salida, con lo cual resulta posible de forma sencilla mantener el arco eléctrico o volver a cebar de forma sencilla el arco eléctrico después de un cortocircuito. También es ventajoso que se puede determinar el inicio del flujo de energía del transformador al consumidor a través de la impedancia de salida con lo cual resulta posible realizar de forma sencilla la adaptación a las más diversas circunstancias de la etapa de potencia.

También es ventajosa una realización según la reivindicación 2, ya que de este modo incluso al no requerirse la energía en el consumidor, la desmagnetización tiene lugar a través del lado secundario del transformador, con lo cual resulta un aumento efectivo de la amplitud de impulsos. Otra ventaja consiste en que debido a la disposición del condensador en el lado secundario del transformador se puede prescindir de los diodos para la desmagnetización del transformador en el lado del primario, es decir los diodos dispuestos en serie con los dispositivos de conmutación, y puede prescindirse en el lado secundario de la impedancia adicional ya que se puede llevar a cabo una desmagnetización completa del transformador por el lado del secundario del transformador, con lo cual se almacena la energía en el condensador.

La invención comprende además un procedimiento para aumentar la tensión de salida o la intensidad de corriente de salida tal como se describe en el preámbulo de la reivindicación 5.

El objetivo de la invención se resuelve conforme al procedimiento gracias a las medidas que figuran en la parte identificativa de la reivindicación 5. En este procedimiento es ventajoso que gracias a la desmagnetización del transformador se consigue parcialmente a través del lado del primario y del lado del secundario un incremento efectivo de la amplitud de impulsos, de modo que al consumidor se le puede alimentar con mayor potencia.