203298. lajstromszámú szabadalom • Tirisztoros áramköri elrendezés alapszintű jelre szuperponálható, nagyfeszültségű impulzussorozat előállítására, főként ívhegesztő áramforráshoz ívgyújtó áramkörként való alkalmazásra
HU 203298B A találmány tárgya tirisztort» áramköri elrendezés alapszintű jelre szuperponálható nagyfeszültségű impulzussorozat előállítására, főként ívhegesztő áramforráshoz, ívgyújtó áramkörként való alkalmazásra, amely áramköri elrendezés több kV-os emplitúdója és több kHz-es frekvenciájú impulzussorozat előállítására alkalmas, és mint ívgyújtó áramkör kiemelkedően megbízható működésű. A találmány szerinti tirisztoros áramköri elrendezésnek alapszintű jel továbbítására szolgáló vezetékek egyikébe, főként hegesztő kábelpár egyik kábeljébe, szekunder tekercsével soros beiktatott csatolótranszformátora, továbbá tápfeszültség forrása, a tápfeszültségforrás kimeneteire tápkapcsaival kapcsolt oszcillátora, és az oszcillátor kimenetéhez vezérlőelektródájával csatlakozó tirisztora van. A tirisztor egyik főelektródája, főként anódja, a csatoló transzformátor primer tekercsén keresztül a tápfeszültség forrás első kapcsához, másik főelektródája, főként katódja, a tápfeszültség forrás másik kapcsához csatlakozik. Az áramköri elrendezésnek továbbá kétpólusú védőáramköre van. Ismert, hogy mind az egyen- mind a váltakozóáramú ívhegesztő berendezéseknél, de főként az argon védőgázas, nem fogyó elektródás ívhegesztő berendezéseknél egy igen lényeges követelmény a hegesztő elektród és a munkadarab közötti villamos ív megbízható és gyors begyújthatósága, valamint a hegesztés alatt stabilan való fenntarthatósága. Ezt a követelményt ún. ívgyújtó áramkörök alkalmazásával igyekeznek kielégíteni. Az ívgyújtó áramkörök általában több kV nagyságú feszültségimpulzus sorozatot állítanak elő, amely feszültségimpulzusok az elektródon megjelenve a munkadarab és az elektród között átütést hoznak létre, ezzel a villamos ívet „benyújtják”, illetve amennyiben hegesztés közben az ív valamüyen nemkívánt okból kialszik, az utángyiU tását biztosítják. ívgyújtó áramkörök céljára többféle kialakítású áramkör ismert. így ismertek például az ún. szikraközös ívgyújtó áramkörök, mint amilyen például az 1571223. ljsz. GB szabadalmi leírásban bemutatott áramkör. Ezen áramköröknél a csatolótranszformátor primer körében kondenzátor és vezérelt kapcsoló van elhelyezve, a szekunder tekercsének egyik kapcsa csatoló kondenzátoron keresztül az egyik hegesztő kábelhez, másik kapcsa pedig szikraközön keresztül a másik hegesztő kábelhez kapcsolódik. A működtetés során a primerköri kondenzátort töltik és a primer tekercsen keresztül periodikusan kisütik. A szekunder tekercsben indukálódó feszültség amikor a szikraköz átütési feszültségét meghaladja, a szikraközön át a hegesztőkábelre kerül, a hegesztő áramot szolgáltató alapáramforrás kimeneti alapszintű jelére szuperponálódik, és begyújtja vagy utángyújtja a villamos ívet. Ismertek továbbá, például a 3 995 138. ljsz. és 4 061 899. ljsz. US, valamint az 1 484 940. ljsz. GB szabadalmi leírásból olyan ívgyújtó áramkörök, amelyeknél a csatolótranszformátoruk szekunder tekercse a hegesztő kábelpárhoz a hegesztőáramot szolgáltató ívhegesztő áramforrással párhuzamosan kapcsolódik, és a primer tekercsen átfolyó áramot pedig a primer tekerccsel sorbakötött tirisztor gyűjtóáramkör útján adott vezérlésével szaggatják. 1 E megoldások azon csoportjánál, ahol a primer tekercset tápláló áramforrás egyenáramú áramforrás, a tirisztor áramvezetésének a kívánt időpillanatokban való megszakításához oltókondenzátort és segédtirisztort tartalmazó segédáramköröket is alkalmaznak. Ismertek olyan ívgyújtó áramkörök is, ahol csatolótranszformátorként autotranszformátor szolgál, amelyre példaként az 1436 924. lajstromszámú GB szabadalmi leírásban ismertetett áramkört említhetjük. Az autótranszformátor primer körében kondenzátor van elhelyezve, amelyet a primer tekerccsel párhuzamosan kötött tirisztor útján a primer tekercsen át periodikusan kisütnek. A tirisztort vezérelt kapcsolón keresztül négyszöghullámú generátor kimeneti jelével vezérlik. Az autótranszformátor szekunderoldali kapcsai közé egyrészt védődióda van kötve, másrészt csatolókondenzátoron keresztül a hegesztőáramot szolgáltató áramforrással párhuzamosan vannak a hegesztő kábelpárhoz csatlakoztatva. Ismert még a 2 706 102. lajstromszámú DE nyilvánosságrahozatali iratból olyan ívgyújtó áramkör is, amelynél a csatoló transzformátor primerköri kapcsai astabü multivibrátorral megvalósított oszcülátor kimenetéről vezérelt, tranzisztorral megvalósított kapcsolón keresztül vannak egyenáramú tápforrás kapcsaira kapcsolva. A csatolótranszformátor szekunder kapcsai polaritásmeghatározó diódán keresztül, a hegesztőáramot szolgáltató áramforr ássál párhuzamosan vannak a hegesztő kábelpárhoz csatlakoztatva. Az ismertetett megoldású ívgyújtó áramköröknél az előállított impulzusok kívánt nagyfeszültségét a csatolótranszformátor áttételének feszültséget sokszorozó kialakításával hozzák létre. Ez nagyobbméretű, gondos szigetelésű és sokmenetes szekundertekercsű csatoló transzformátorokat igényel, amely az egyszerű gyárthatóság és a megbízható működés szempontjából hátrányos. További, az ilyen kialakítású csatolótranszformátorokhoz kapcsolódó hátrányosság, hogy az előállított impulzusok fel- és lefutási meredeksége alacsony a vülamos ív megbízható be- ill. utángyújtása szempontjából. További hátrányosság, hogy a csatolótranszformátor primerköri áramát megszakító tirisztor kioltását végző segédáramkör korlátozott működési frekvenciája, vagy természetes kommutáció esetén a primerkört tápláló váltakozóáramú áramforrás rendszerint hálózati frekvenciával egyező frekvenciája következtében az előállítható impulzussorozat ismétlődési frekvenciája is legfeljebb csak néhány száz Hz, ami a vülamos ív megbízható be- ill. utángyújtásához elegendő energiatartalmú impulzussorozat csak nagyméretű és jelentős súlyő gyújtóáramkörrel állítható elő. Még egy igen lényeges hátrányosság, az ismertetett ívgyújtó áramköröknél, hogy az alapszintű jelet szolgáltató ívhegesztő áramforrással való párhuzamos kapcsolás következtében az ívhegesztő áramforrást a nagyfeszültségű impulzusoktól védeni kell. Ezt a megoldások nagy részénél egy, a hegesztő áramot átengedő nagyáramú és ugyanakkor nagy zárüófeszültségű diódának, bipoláris gyújtóimpulzusokat szolgáltató ívgyújtó áramkör, például a szikra2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
