GENERADOR DE IMPULSOS PARA UNA FUENTE DE CORRIENTE ELECTRICA DE SOLDADURA.

Generador de impulsos para una fuente de corriente eléctrica de soldadura,

en particular para la soldadura WIG, con un condensador de cebado (1) que para ser cargado se puede conectar a través de un circuito de carga (2) con una fuente de corriente continua (4) y que se puede descargar a través de un circuito de descarga (3) en el que está situado el condensador de cebado (1) eléctricamente en serie con el primario de un transmisor de impulsos (9) incorporado en el secundario en el circuito de corriente de soldadura de la fuente de corriente de soldadura, caracterizado porque unos medios de conmutación (5'' a 6'''') dispuestos en el circuito de carga (2) permiten especificar a voluntad la polaridad de la carga del condensador de cebado (1) y porque el circuito de descarga (3) conduce la corriente de descarga con independencia de la polaridad de la carga del condensador de cebado (1) siempre en un sentido de paso prefijado a través de un único conmutador semiconductor (11, 13, 14) que cierra para activar la corriente de descarga

Generador de impulsos para una fuente de corriente eléctrica de soldadura.

La invención se refiere a un generador de impulsos para una fuente de corriente eléctrica de soldadura, en particular para la soldadura WIG, con un condensador de cebado que para ser cargado se puede conectar a través de un circuito de carga con una fuente de corriente continua y que se puede descargar a través de un circuito de descarga en el que el condensador de cebado está situado eléctricamente en serie con el primario de un transmisor de impulsos incorporado en el secundario del circuito de corriente de soldadura de la fuente de corriente de soldadura.

Para la soldadura WIG es preciso que el arco eléctrico se cebe entre la pieza y el electrodo de soldadura sin que haya contacto entre la pieza y el electrodo. Para este fin es conocido el hecho de aplicar entre el electrodo y la pieza un impulso de cebado de alta tensión eléctrica. Mediante el impulso de cebado se consigue la ionización de la distancia disruptiva entre el electrodo de soldadura y la pieza, con la consecuencia de que se ceba un arco eléctrico que luego se mantiene gracias a la corriente de soldadura que atraviesa el plasma generado en el recorrido del arco eléctrico.

En función del material de la pieza respectiva se realiza la soldadura WIG con corriente continua o corriente alterna. En este último caso es deseable poder generar impulsos de distinta polaridad para poder estabilizar el arco eléctrico necesario para el proceso de soldadura en todas las fases de la corriente alterna de soldadura mediante impulsos de cebado (adicionales).

Para este fin se conoce por el documento DE 30 11 127 A1 el hecho de prever un transmisor de impulsos con un arrollamiento primario en dos partes, estando las dos partes del arrollamiento primario conectadas en paralelo entre sí, en serie con el condensador de cebado y en serie con respectivamente un correspondiente conmutador semiconductor.

Cuando para generar un impulso de cebado se cierra o bien el conmutador semiconductor asignado a una parte del arrollamiento primario o el conmutador semiconductor correspondiente a la otra parte del arrollamiento primario, la corriente de descarga del condensador de cebado atraviesa bien una o la otra parte del arrollamiento primario, de modo que en el arrollamiento secundario del transmisor de cebado se induce un impulso de una u otra polaridad. El inconveniente de esta disposición es el hecho de que la parte del arrollamiento primario que no está siendo atravesada por la corriente da lugar forzosamente a pérdidas inductivas en el transmisor de impulsos, tanto más cuanto que cada parte del arrollamiento primario está conectada en paralelo con una resistencia atenuadora.

Un transmisor de impulsos que en principio es de la misma especie, con arrollamiento primario en dos partes, se describe en el documento DE 30 15 095 A1.

De acuerdo con el documento De 198 44 273 A1 que da a conocer un generador de impulsos conforme al preámbulo de la reivindicación 1, el arrollamiento primario del transmisor de impulsos puede estar dispuesto en un circuito en H (véase también el documento EP-A-1 197 285), que presenta dos circuitos en serie en paralelo con el condensador de cebado, cada uno con dos conmutadores semiconductores, estando conectado el arrollamiento primario del transmisor de impulsos respectivamente entre los conmutadores semiconductores de los dos circuitos en serie. Al cerrar ahora de modo síncrono o bien uno de los conmutadores semiconductores de un circuito en serie y el otro conmutador semiconductor del otro circuito en serie, o el otro conmutador semiconductor de un circuito en serie y el conmutador semiconductor del otro circuito en serie, se conduce la corriente de descarga del condensador de cebado que de este modo ha quedado conectada, en uno u otro sentido a través del lado primario del transmisor de impulsos. Correspondientemente, la corriente eléctrica de descarga del condensador de cebado que atraviesa el lado primario del transmisor de impulsos tiene bien una u otra polaridad, con la consecuencia de que en el lado secundario del transmisor de cebado se induce un impulso con una u otra polaridad. El inconveniente de esta disposición es el hecho de que los conmutadores semiconductores, en particular los tiristores empleados aquí típicamente, no tienen por lo general ningún comportamiento de conmutación exactamente igual, de modo que los dos conmutadores semiconductores respectivos que se han de cerrar para generar un impulso de cebado no se pueden accionar de modo exactamente simultáneo. En consecuencia el momento de disparo del impulso de cebado no es exactamente reproductible.

El objetivo de la invención es crear un generador de impulsos que se caracterice por una parte por un comportamiento de conmutación exactamente reproductible y por otra parte por el hecho de que según necesidad se pueden generar impulsos de cebado con una u otra polaridad.

Este objetivo se resuelve conforme a la invención en un generador de impulsos de la clase descrita inicialmente, por el hecho de que los medios de conmutación situados en el circuito de carga permiten especificar a voluntad la polaridad de la carga del condensador de cebado, y el circuito de descarga conduce la corriente de descarga con independencia de la polaridad de la carga del condensador de cebado, cada vez en un sentido de paso especificado, a través de un único conmutador semiconductor que cierra para activar la corriente de descarga.

La invención se basa en la idea general de prever unos medios de conmutación mediante los cuales se pueda variar libremente la polaridad de las conexiones del condensador de cebado a la fuente de corriente continua que sirve para cargarlo. Además está previsto conducir la corriente de descarga cada vez a través de un único conmutador semiconductor que cierra para disparar la corriente de carga, estando al circuito de descarga realizado de tal modo que este conmutador semiconductor es atravesado por la corriente de descarga en un sentido de paso especificado. En consecuencia basta por lo tanto tener en cuenta el comportamiento de conmutación de un único conmutador semiconductor para la tensión de carga del condensador de cebado para asegurar un disparo exactamente reproductible de los impulsos de cebado.

La invención ofrece la ventaja de que el transmisor de impulsos se emplea, en promedio estadístico, para impulsos de cebado con polaridad alternante. De este modo el transmisor de impulsos puede estar dimensionado relativamente pequeño y al mismo tiempo permitir sin embargo una amplitud de densidad de flujo magnético grande. En cualquier caso, la inevitable remanencia magnética del transmisor de impulsos no produce ninguna reducción apreciable de la amplitud de densidad de flujo.

De acuerdo con una primera forma de realización preferida de la invención el circuito de descarga puede presentar dos conmutadores semiconductores en paralelo entre sí con sentidos de paso antiparalelos. Según la polaridad de la carga del condensador de cebado se cierra entonces solamente el uno o el otro de los conmutadores semiconductores, es decir que se pasa a estado conductor.

En lugar de esto también es posible y ventajoso realizar el circuito de descarga como circuito rectificador de cuatro polos, donde el circuito en serie formado por el condensador de cebado y el lado primario del transmisor de impulsos están situados entre las entradas del circuito rectificador y el conmutador semiconductor entre las salidas del circuito rectificador. En este caso el conmutador semiconductor que dispara la corriente de descarga es siempre atravesado por la corriente de descarga del condensador de cebado en un sentido de flujo especificado por el circuito rectificador. En este caso existe sin ningún problema la posibilidad de situar el conmutador semiconductor con su sentido de paso de acuerdo con el sentido de la corriente.

El circuito de carga puede estar realizado convenientemente como circuito en puente H, donde entre los polos de la fuente de tensión continua están situados dos circuitos en serie, en paralelo cada uno con un primero y un segundo conmutador semiconductor, y donde el condensador de cebado está conectado a los dos circuitos en serie, en cada uno entre los dos conmutadores semiconductores.

Para la carga del condensador de cebado se cierra respectivamente el primer conmutador semiconductor de uno de los circuitos serie y el segundo conmutador semiconductor del otro circuito serie. La polaridad de la carga depende de en cuál de los dos circuitos serie se cierra el primero o el segundo conmutador semiconductor. Si...

1. Generador de impulsos para una fuente de corriente eléctrica de soldadura, en particular para la soldadura WIG, con un condensador de cebado (1) que para ser cargado se puede conectar a través de un circuito de carga (2) con una fuente de corriente continua (4) y que se puede descargar a través de un circuito de descarga (3) en el que está situado el condensador de cebado (1) eléctricamente en serie con el primario de un transmisor de impulsos (9) incorporado en el secundario en el circuito de corriente de soldadura de la fuente de corriente de soldadura, caracterizado porque unos medios de conmutación (5' a 6'') dispuestos en el circuito de carga (2) permiten especificar a voluntad la polaridad de la carga del condensador de cebado (1) y porque el circuito de descarga (3) conduce la corriente de descarga con independencia de la polaridad de la carga del condensador de cebado (1) siempre en un sentido de paso prefijado a través de un único conmutador semiconductor (11, 13, 14) que cierra para activar la corriente de descarga.

2. Generador de impulsos según la reivindicación 1, caracterizado porque en el circuito de descarga (3) están dispuestos dos conmutadores semiconductores (13, 14) en paralelo entre sí con sentidos de paso antiparalelos.

3. Generador de impulsos según la reivindicación 1, caracterizado porque el circuito de descarga (3) presenta un circuito rectificador (10) de cuatro polos, estando el circuito serie formado por el condensador de cebado (1) y el primario del transmisor de impulsos está situado entre las entradas, y el conmutador semiconductor (11) está situado entre las salidas del circuito rectificador, correspondiéndose el sentido de paso del conmutador semiconductor (11) con la polaridad de las salidas.

4. Generador de impulsos según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el circuito de carga (2) está realizado como circuito puente en forma de H, estando situados en paralelo con la fuente de corriente continua (4) dos circuitos serie paralelos cada uno con un primer y un segundo conmutador semiconductor (5', 5'', 6', 6''), estando el condensador de cebado (1) conectado a ambos circuitos serie, respectivamente entre los dos conmutadores semiconductores.

5. Generador de impulsos según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque está previsto un circuito de control (12) que acciona el o los conmutadores semiconductores (5' a 6'', 11, 13, 14) del circuito de descarga y/o del circuito de carga (2), que por el lado de entrada están unidos a un generador de instrucciones (15) de accionamiento manual o por medio de un control de orden superior y/o los sensores (16, 17) para el estado de carga del condensador de cebado (1) y/o para el estado del circuito de corriente de soldadura.

6. Generador de impulsos según la reivindicación 5, caracterizado porque el circuito de control (12) está realizado respecto a los conmutadores semiconductores (5' a 6'') del circuito de carga, como bloqueo para impedir estados de conmutación peligrosos.

7. Generador de impulsos según una de las reivindicaciones 5 y 6, caracterizado porque el circuito de control (12) genera señales de fallo cuando a partir de las señales del sensor (16) que determina el estado de carga del condensador de cebado se puede determinar una carga excesivamente rápida y/o lenta o una descarga lenta del condensador de cebado (1).

8. Generador de impulsos según una de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizado porque el circuito de control (12) controla la fuente de corriente continua (4).

9. Generador de impulsos según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque en paralelo con la fuente de corriente continua está situado un circuito serie de resistencias (16', 16'') y porque entre estas resistencias está conectado un sensor (16) de un circuito de control (12) que evalúa las señales del sensor como información relativa al estado de carga del condensador de cebado (1), y en función de ello controla la fuente de corriente continua (4) y/o los conmutadores semiconductores (51, 511, 61, 611, 11, 13, 14).