203994. lajstromszámú szabadalom • Elektronikus nagyfeszültségű generátor elektrosztatikus porlasztókészülékekhez
1 HU 203 994 B 2 A nagyfeszültségű generátor a feltöltő elektróda és a beszórni kívánt, földelt munkadarab közötti szóróáramot észlelő, a szóróáram értékét információs adatként folyamatosan a mikrokomputerbe (15) vezető kapcsoló áramköri egységgel (20) van ellátva. A szóróáram, a szóróáram-küszöbérték, valamint a feszültség kijelzésére egy diódasorral rendelkező átkapcsolható kijelző (16a) van beépítve. A találmány tárgya elektronikus nagyfeszültségű generátor elektrosztatikus porlasztókészülékekhez, amely a felöltő eletródának árammal való ellátására 10 használható. Az ilyen nagyfeszültségű generátorokból a kereskedelemben már sokféle található. Ezek vagy különálló, a szórópisztollyal egy nagyfeszültségű kábelen keresztül összeköttetésben lévő szerkezetként vannak kialakítva, 15 vagy a transzformátor és a nagyfeszültségű kaszkád a pisztolyban van elhelyezve és a pisztoly egy kisfeszültségű vezetéken keresztül a nagyfeszültségű generátor többi elemét tartalmazó egységgel van összekötve. Az ilyen porlasztókészülékek létrehozásánál az egyes 20 elektronikus elemeket úgy alakítják ki, főként az oszcillátort a teljesítményerősítő vezérléséhez olyan lengési frekvenciájúra választják, hogy a nagyfeszültséget a lehető legkisebb teljesítményveszteséggel lehessen gerjeszteni, főként a transzformátor maradjon a lehető 25 legkisebb veszteségű rezonanciatartományban. Az ilyen típusú porlasztókészülékek gyakorlatban való alkalmazásánál azonban ezen előzetes intézkedések ellenére is jelentős teljesítményveszteségek lépnek föl. A fő veszteségforrások: a nagyfeszültségű generátor, il- 30 letve a nagyfeszültségű generítorrész és a pisztoly közötti összekötő vezeték, valan.ait a terhelés. A terhelés, amely a feltöltő elektróda és a beszórni kívánt munkadarab közötti távolságtól, a szórt anyag fajtájától és hasonlóktól függ, a gyakorlatban jelentős mértékben 35 változik, ingadozik, főként a kézi szórópisztolyoknál. E jelentős veszteségek nemcsak az üzemeltetést teszik gazdaságtalanná, hanem megkövetelik a megfelelő hőelvezetést is, különösen az előtét ellenállásoknál. Azoknál a szórópisztolyoknál, amelyeknél a transzfor- 40 mátor és a nagyfeszültségű kaszkád a pisztolyban van elhelyezve, további hátrányos jelenség, hogy e szerkezeti elemeket nem lehet kicsire készíteni a túlheviilés okozta károsodás kiküszöbölése céljából. Ez kézi szórópisztolyoknál azzal a hátrányos következménnyel 45 jár, hogy a szórópisztoly nagy, nehéz és ezért nehezen kezelhető. A találmány feladata az elektrosztatikus porlasztókészülékek üzemeltetéséhez használható olyan elektronikus nagyfeszültségű generátor létrehozása, amelynél 50 üzemeltetés során a minimális teljesítményveszteség elérésére céljából folyamatos és önműködő illesztés jön létre. A találmányi gondolat azon a felismerésen alapul, hogy az ismert nagyfeszültségű generátoroknál a gya- 55 korlatban fellépő teljesítményveszteségeknek főként az az oka, hogy terhelésingadozásoknál a transzformátor rezonanciatartománya eltolódik az optimális tartománytól. Annak érdekében, hogy frekvenciaillesztést alkalmazzunk, lehetőséget kell teremteni arra, hogy a 60 transzformátor primer oldalához csatlakozó teljesítményerősítő frekvenciáját változtatni lehessen. A teljesítményerősítő vezérléséhez ezért a találmány szerint egy szabályozható frekvenciagenerátort alkalmazunk, mégpedig a szokásos, egy meghatározott frekvenciával lengő oszcillátor helyett. Ennek a frekvenciának a szabályozása, és ezen túlmenően a kisfeszültségű egyenáramú feszültségforrás szabályozása egy mikrokomputerrel végezhető, amely szabályozó algoritmus alapján folyamatosan és állandóan a teljesítmény szempontjából legkedvezőbb kiegyenlítést hozza létre. Ekkor a kisfeszültségű egyenáramú áramforrás és ezáltal a nagyfeszültségű kaszkád kimenetén a nagyfeszültség egy előre meghatározott kellő érték szerint lesz beállítva és szabályozva, a frekvenciagenerátor frekvenciáját a komputer a teljesítmény szempontjából optimális értékre választja, illetve szabályozza. A nagyfeszültségnek ez a minden üzemi állapotban gyakorlatilag veszteségmentes gerjesztése egyrészt energiamegtakarítást, másrészt az elektronikus elemekben, főként a transzformátorban fejlődő hő jelentős csökkenését eredményezi. A találmány szerinti szórópisztolyoknál lehetőség van arra, hogy a pisztolyt a transzformátorral és a kaszkáddal egybeépítsük. Ezek a szerkezeti és áramköri elemek a modem elektronika alkalmazása következtében rendkívül kis méretekkel készíthetők el. Ezáltal maga a pisztoly is kicsi és könnyű annak veszélye nélkül, hogy az elektronikus elemek túlhevülnek. A kitűzött célnak megfelelően a találmány szerinti nagyfeszültségű generátor elektrosztatikus porlasztókészülékekhez - amelyeknek feltöltő elektródája és szabályozható kisfeszültségű egyenfeszültségű feszültségforrása van, az egyenfeszültséget váltakozó feszültséggé átalakító frekvenciavezérelt teljesítményerősítője, a kisfeszültségű váltakozó feszültséget középfeszültségű váltakozó feszültséggé átalakító transzformátora és a középfeszültségű váltakozó feszültséget nagyfeszültségű egyenfeszültséggé átalakító nagyfeszültségű kaszkádja van, a transzformátor és a kaszkád pedig előnyösen egy kézi szórópisztolyban van elhelyezve - oly módon van kialakítva, hogy a kaszkád bemeneti oldala a nagyfeszültségű transzformátor szekunder oldalával van összekötve a transzformátor primer oldala pedig egy vezérelt teljesítményerősítőhöz és a transzformátor primer feszültségének és primer áramának mindenkori értékeit folyamatosan egy mikrokomputerbe továbbító kapcsoló áramköri egységekhez van csatolva. A teljesítményerősítő egyenfeszültségű szabályozható frekvenciagenerátor útján van vezérelve és kisfeszültségű egyenfeszültségű feszültségforrással van ellátva, a frekvenciagenerátor és a feszültségforrás a mikrokomputer révén továbbított vezérléssel rendelkezik, a mikrokomputer pedig adott esetben további 2
