DE4121237C2

Electronic welding current generator for pulsed-arc welding

Abstract

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DE4121237C2, drawing sheet 1
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Expired 27 June 2011, 15.2 years ago.

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10 claims: 10 independent, 0 dependent

  1. 1
    Electronic welding current generator for the pulse Arc welding, with a through electric Performance indicators controllable power supply, the above electronic circuits can be preset, whereby in Pulsed operation respectively during the pulse phase (tp) Higher Generator pulse current (Ip) Or a higher generator Pulse voltage (Up) And respectively during the basic phase (tG) a lower generator ground current (IG) or one lower generator-base voltage (UG) Are generated, wherein during the basic phase (tG) The basic current (IG) is regulated, characterized, that during the pulse periods (tp), The pulse voltage (Up) is regulated,- By during the basic phase (tG) The basic voltage (UG) Is measured time-selectively,- The measured value (E), of the real-operating length (LL) of the is arc directly proportional, stored and after each pulse period (T) is updated,- The updated, the length (LL) of the arc reproducing measured value (E) for higher control of Welding process with an adjustable setpoint (SWLL) the length (LL) is compared to the arc,- And because of the resultant control deviation (+/- Xw) the set value of the pulse voltage (Up) is readjusted. 1. Elektronischer Schweißstrom-Generator für das Impuls- Lichtbogenschweißen, mit einem durch elektrische Führungsgrößen steuerbaren Leistungsteil, die über elektronische Schaltkreise vorgebbar sind, wobei im Pulsbetrieb jeweils während der Pulsphasen (tp) ein höherer Generator-Pulsstrom (Ip) oder eine höhere Generator- Pulsspannung (Up) und jeweils während der Grundphasen (tG) ein niedrigerer Generator-Grundstrom (IG) oder eine niedrigere Generator-Grundspannung (UG) erzeugbar sind, wobei während der Grundphasen (tG) der Grundstrom (IG) geregelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß während der Pulsphasen (tp) die Pulsspannung (Up) geregelt ist, - indem während der Grundphasen (tG) die Grundspannung (UG) zeitselektiv gemessen wird,- der Meßwert (E), der der real wirkenden Länge (LL) des Lichtbogens direkt proportional ist, gespeichert und nach jeder Pulsperiode (T) aktualisiert wird,- der aktualisierte, die Länge (LL) des Lichtbogens wiedergebende Meßwert (E) zur übergeordneten Regelung des Schweißprozesses mit einem einstellbaren Sollwert (SWLL) für die Länge (LL) des Lichtbogens verglichen wird,- und aufgrund der sich ergebenden Regelabweichung (+/- Xw) der eingestellte Sollwert der Pulsspannung (Up) nachgeregelt wird. 1. Elektronischer Schweißstrom-Generator für das Impuls- Lichtbogenschweißen, mit einem durch elektrische Führungsgrößen steuerbaren Leistungsteil, die über elektronische Schaltkreise vorgebbar sind, wobei im Pulsbetrieb jeweils während der Pulsphasen (tp) ein höherer Generator-Pulsstrom (Ip) oder eine höhere Generator- Pulsspannung (Up) und jeweils während der Grundphasen (tG) ein niedrigerer Generator-Grundstrom (IG) oder eine niedrigere Generator-Grundspannung (UG) erzeugbar sind, wobei während der Grundphasen (tG) der Grundstrom (IG) geregelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß während der Pulsphasen (tp) die Pulsspannung (Up) geregelt ist, - indem während der Grundphasen (tG) die Grundspannung (UG) zeitselektiv gemessen wird, - der Meßwert (E), der der real wirkenden Länge (LL) des Lichtbogens direkt proportional ist, gespeichert und nach jeder Pulsperiode (T) aktualisiert wird, - der aktualisierte, die Länge (LL) des Lichtbogens wiedergebende Meßwert (E) zur übergeordneten Regelung des Schweißprozesses mit einem einstellbaren Sollwert (SWLL) für die Länge (LL) des Lichtbogens verglichen wird, - und aufgrund der sich ergebenden Regelabweichung (+/- Xw) der eingestellte Sollwert der Pulsspannung (Up) nachgeregelt wird.
  2. 2
    Electronic welding current generator according Claim 1, characterized, that the deviation (+/- Xw for readjusting the Set value of the pulse voltage (Up) In a downstream PI controller for the command value (+/- Y) is amplified, the manipulated variable (+/- Y) incrementally or decrementally to the desired value the pulse voltage (Up) And, optionally, on the target value for the duration of the pulse phase (tp) and / or the setpoint for the duration of the ground phase (tG) Acts, and the level of intervention (Control factor) is adjustable or fixed rigidly. 2. Elektronischer Schweißstrom-Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelabweichung (+/- Xw zum Nachregeln des Sollwertes der Pulsspannung (Up) in einem nachgeschalteten PI-Regler zur Stellgröße (+/- Y) verstärkt wird, wobei die Stellgröße (+/- Y) inkrementierend oder dekrementierend auf den Sollwert der Pulsspannung (Up) und wahlweise zusätzlich auf den Sollwert für die Dauer der Pulsphase (tp) und/oder den Sollwert für die Dauer der Grundphase (tG) einwirkt, und wobei die Eingriffsstärke (Regelfaktor) einstellbar oder starr festlegbar ist. 2. Elektronischer Schweißstrom-Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelabweichung (+/- Xw zum Nachregeln des Sollwertes der Pulsspannung (Up) in einem nachgeschalteten PI-Regler zur Stellgröße (+/- Y) verstärkt wird, wobei die Stellgröße (+/- Y) inkrementierend oder dekrementierend auf den Sollwert der Pulsspannung (Up) und wahlweise zusätzlich auf den Sollwert für die Dauer der Pulsphase (tp) und/oder den Sollwert für die Dauer der Grundphase (tG) einwirkt, und wobei die Eingriffsstärke (Regelfaktor) einstellbar oder starr festlegbar ist.
  3. 3
    Electronic welding current generator according to any of Claims 1 or 2, characterized, that when a detected tendency to Arc shortening of the nominal value of the pulse voltage (Upis) increases (control mode "pulse voltage increase at Tendency to arc shortening "), where:Effective setpoint Up = Set setpoint Up + Δ Up, WithΔ Up = Α · (+ Y),α = level of intervention (control factor);suppressed - and the negative control value (Y) becomes. 3. Elektronischer Schweißstrom-Generator nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer detektierten Tendenz zur Lichtbogenverkürzung der Sollwert der Pulsspannung (Up) erhöht wird (Regelart "Pulsspannungserhöhung bei Tendenz zur Lichtbogenverkürzung"), wobei gilt: Wirksamer Sollwert Up = eingestellter Sollwert Up + Δ Up, mit Δ Up = α · (+ Y), α = Eingriffsstärke (Regelfaktor);und wobei die negative Stellgröße (- Y) unterdrückt wird. 3. Elektronischer Schweißstrom-Generator nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer detektierten Tendenz zur Lichtbogenverkürzung der Sollwert der Pulsspannung (Up) erhöht wird (Regelart "Pulsspannungserhöhung bei Tendenz zur Lichtbogenverkürzung"), wobei gilt: Wirksamer Sollwert Up = eingestellter Sollwert Up + Δ Up, mit Δ Up = α · (+ Y), α = Eingriffsstärke (Regelfaktor);und wobei die negative Stellgröße (- Y) unterdrückt wird.
  4. 4
    Electronic welding current generator according to any of Claims 1 or 2, characterized, that when a detected tendency to Arc shortening of the nominal value of the pulse voltage (Up) And additionally the desired value for the duration of the Pulse phase (tpis) increases (control mode:"Pulse voltage increase and pulse time increase in Tendency to arc shortening "), where:Effective setpoint Up = Set setpoint Up + Δ Up.Effective setpoint Utp = Set setpoint Utp + Δ Utp, With:Δ Up = Α · (+ Y)Δ Utp = Α1 · (+ Y)and wherein with respect to Δ Up the negative control value (- Y) is suppressed. 4. Elektronischer Schweißstrom-Generator nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer detektierten Tendenz zur Lichtbogenverkürzung der Sollwert der Pulsspannung (Up) und zusätzlich der Sollwert für die Dauer der Pulsphase (tp) erhöht wird (Regelart: "Pulsspannungserhöhung und Pulszeiterhöhung bei Tendenz zur Lichtbogenverkürzung"), wobei gilt: Wirksamer Sollwert Up = eingestellter Sollwert Up + Δ Up, wirksamer Sollwert Utp = eingestellter Sollwert Utp + Δ Utp, mit: Δ Up = α · (+ Y) Δ Utp = α1 · (+ Y), und wobei bezüglich Δ Up die negative Stellgröße (- Y) unterdrückt wird. 4. Elektronischer Schweißstrom-Generator nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer detektierten Tendenz zur Lichtbogenverkürzung der Sollwert der Pulsspannung (Up) und zusätzlich der Sollwert für die Dauer der Pulsphase (tp) erhöht wird (Regelart: "Pulsspannungserhöhung und Pulszeiterhöhung bei Tendenz zur Lichtbogenverkürzung"), wobei gilt: Wirksamer Sollwert Up = eingestellter Sollwert Up + Δ Up, wirksamer Sollwert Utp = eingestellter Sollwert Utp + Δ Utp, mit: Δ Up = α · (+ Y) Δ Utp = α1 · (+ Y), und wobei bezüglich Δ Up die negative Stellgröße (- Y) unterdrückt wird.
  5. 5
    Electronic welding current generator according to any of Claims 1 or 2, characterized, that when a detected tendency to Arc shortening of the nominal value of the pulse voltage (Up), Wherein a detected tendency to Arc extension of the setpoint for the duration of Basic phase (tG) Is increased (control mode "Pulse voltage increase in tendency to Arc shortening and basic time increase in Tendency to arc extension "), where:Effective setpoint Up = Set setpoint Up + Δ Up.Effective setpoint UtG = Set setpoint UtG + Δ UtG, With:Δ Up = Α · (+ Y)Δ UtG = Α2 · (-Y)and wherein with respect to Δ Up the negative control value (-Y) And with respect to Δ UtG the positive control value (+ Y) is suppressed. 5. Elektronischer Schweißstrom-Generator nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer detektierten Tendenz zur Lichtbogenverkürzung der Sollwert der Pulsspannung (Up), bei einer detektierten Tendenz zur Lichtbogenverlängerung der Sollwert für die Dauer der Grundphase (tG) erhöht wird (Regelart "Pulsspannungserhöhung bei Tendenz zur Lichtbogenverkürzung sowie Grundzeiterhöhung bei Tendenz zur Lichtbogenverlängerung"), wobei gilt: Wirksamer Sollwert Up = eingestellter Sollwert Up + Δ Up, wirksamer Sollwert UtG = eingestellter Sollwert UtG + Δ UtG, mit: Δ Up = α · (+Y) Δ UtG = α2 · (-Y), und wobei bezüglich Δ Up die negative Stellgröße (-Y) und bezüglich Δ UtG die positive Stellgröße (+Y) unterdrückt wird. 5. Elektronischer Schweißstrom-Generator nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer detektierten Tendenz zur Lichtbogenverkürzung der Sollwert der Pulsspannung (Up), bei einer detektierten Tendenz zur Lichtbogenverlängerung der Sollwert für die Dauer der Grundphase (tG) erhöht wird (Regelart "Pulsspannungserhöhung bei Tendenz zur Lichtbogenverkürzung sowie Grundzeiterhöhung bei Tendenz zur Lichtbogenverlängerung"), wobei gilt: Wirksamer Sollwert Up = eingestellter Sollwert Up + Δ Up, wirksamer Sollwert UtG = eingestellter Sollwert UtG + Δ UtG, mit: Δ Up = α · (+Y) Δ UtG = α2 · (-Y), und wobei bezüglich Δ Up die negative Stellgröße (-Y) und bezüglich Δ UtG die positive Stellgröße (+Y) unterdrückt wird.
  6. 6
    Electronic welding current generator according to at least one of the preceding claims, characterized, that the base voltage (UG) During the basic phases (tG) By means of a sample and hold (3) is captured and stored in such a way that the basic tension (UG) In the hold phase, as a feedback signal to Available. 6. Elektronischer Schweißstrom-Generator nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundspannung (UG) während der Grundphasen (tG) mittels einer Sample-and-Hold-Schaltung (3) dergestalt erfaßt und gespeichert wird, daß die Grundspannung (UG) in der Hold-Phase als Istwertsignal zur Verfügung steht. 6. Elektronischer Schweißstrom-Generator nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundspannung (UG) während der Grundphasen (tG) mittels einer Sample-and-Hold-Schaltung ( 3 ) dergestalt erfaßt und gespeichert wird, daß die Grundspannung (UG) in der Hold-Phase als Istwertsignal zur Verfügung steht.
  7. 7
    Electronic welding current generator according Claim 6, characterized, that the sample signal with decreasing test voltage insofar switched delayed and with increasing Measuring voltage is switched off immediately so that only the horizontal branch of the fundamental voltage (UG) Is detected. 7. Elektronischer Schweißstrom-Generator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Sample-Signal bei sinkender Meßspannung soweit verzögert aufgeschaltet und bei steigender Meßspannung sofort so ausgeschaltet wird, daß nur der waagerechte Ast der Grundspannung (UG) erfaßt wird. 7. Elektronischer Schweißstrom-Generator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Sample-Signal bei sinkender Meßspannung soweit verzögert aufgeschaltet und bei steigender Meßspannung sofort so ausgeschaltet wird, daß nur der waagerechte Ast der Grundspannung (UG) erfaßt wird.
  8. 8
    Electronic welding current generator according Claim 6, characterized, that the output signal (UG) Of the sample-and-hold circuit (3) As a direct measure of the length (LL) of the Arc the input of a PI controller (5) is applied, the arc length as predeterminable desired value (SWLL) is supplied, wherein the Manipulated variable (+/- Y) of the PI controller a switch (9, 9 ', 9' ') Given for setting the rule type is, and that the rule type one from each Addition circuit (11, 11 ', 11' ') Is formed, the fed the manipulated variable (+/- Y) and the actual value is and the output of which the new setpoint forms, which is supplied to the power section. 8. Elektronischer Schweißstrom-Generator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal (UG) der Sample-and-Hold- Schaltung (3) als direktes Maß für die Länge (LL) des Lichtbogens dem Eingang eines PI-Reglers (5) aufgegeben wird, dem die Lichtbogenlänge als vorgebbarer Sollwert (SWLL) zugeführt wird, wobei die Stellgröße (+/- Y) des PI-Reglers einem Schalter (9, 9′, 9′′) zur Einstellung der Regelart aufgegeben wird, und daß die Regelart aus je einem Additionsschaltkreis (11, 11′, 11′′) gebildet ist, dem die Stellgröße (+/- Y) sowie die Istgröße zugeführt wird und dessen Ausgangsgröße den neuen Sollwert bildet, der dem Leistungsteil zugeführt wird. 8. Elektronischer Schweißstrom-Generator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal (UG) der Sample-and-Hold- Schaltung ( 3 ) als direktes Maß für die Länge (LL) des Lichtbogens dem Eingang eines PI-Reglers ( 5 ) aufgegeben wird, dem die Lichtbogenlänge als vorgebbarer Sollwert (SWLL) zugeführt wird, wobei die Stellgröße (+/- Y) des PI-Reglers einem Schalter ( 9, 9 , 9 ) zur Einstellung der Regelart aufgegeben wird, und daß die Regelart aus je einem Additionsschaltkreis ( 11, 11 , 11 ) gebildet ist, dem die Stellgröße (+/- Y) sowie die Istgröße zugeführt wird und dessen Ausgangsgröße den neuen Sollwert bildet, der dem Leistungsteil zugeführt wird.
  9. 9
    Electronic welding current generator according to at least one of the preceding claims, characterized, that the manipulated variable (+/- Y) to form a Mean a limit indicator (12) And a Display device (17) Is fed, which has a show zero deviation in both directions capable. 9. Elektronischer Schweißstrom-Generator nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellgröße (+/- Y) nach Bildung eines Mittelwertes einem Grenzwertmelder (12) und einem Anzeigegerät (17) zugeführt wird, welches eine Nullabweichung in beiden Richtungen anzuzeigen imstande ist. 9. Elektronischer Schweißstrom-Generator nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellgröße (+/- Y) nach Bildung eines Mittelwertes einem Grenzwertmelder ( 12 ) und einem Anzeigegerät ( 17 ) zugeführt wird, welches eine Nullabweichung in beiden Richtungen anzuzeigen imstande ist.
  10. 10
    Electronic welding current generator according Claim 9, characterized, that the limit monitors (12) An adjustable Trip setpoint has and only during Welding process is enabled. 10. Elektronischer Schweißstrom-Generator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Grenzwertmelder (12) einen einstellbaren Grenzsollwert aufweist und nur während des Schweißprozesses freigegeben ist. 10. Elektronischer Schweißstrom-Generator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Grenzwertmelder ( 12 ) einen einstellbaren Grenzsollwert aufweist und nur während des Schweißprozesses freigegeben ist.