190889. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés előnyösen egyen- és váltakozóáramú kézi, valamint argonvédőgázas ívhegesztő áramforrásra
3 190.889 4 A találmányt a továbbiakban az 1. ábrán szemléltetett kiviteli alak alapján ismertetjük. Az 1. ábrán látható kapcsolási elrendezésen az 1 váltakozó áramú tápáramforrás 12 kimenete a 4 vezérelt félvezető anódjára és az 5 vezérelt félvezető katódjára, 13 kimenete a 6 vezéreletlen félvezető anódjára és a 7 vezéreletlen félvezető katódjára, míg 16 kimenete a 2 szabályozó vezérlőegység 116 bemenetére csatlakozik. A 2 szabályozó és vezérlőegység 117 bemenete a 3 kicsatlakozó egység 17 kimenetére, 14 kimenete a 4 vezérelt félvezető vezérlő elektródájára, 15 kimenete az 5 vezérelt félvezető vezérlő elektródájára van kötve. A 4 vezérelt félvezető katódja a 3 kicsatlakozó egység 8 bemenetére, 5 vezérelt félvezető anódja a 9 bemenetére, 6 vezéreletlen félvezető katódja a 10 bemenetére, 7 vezéreletlen félvezető anódja all bemenetére van kötve, és 3 kicsatlakozó egységnek van 18 kimenete és 19 kimenete. Az 1. ábrán látható kapcsolási elrendezés működésének ismertetése. A 3 kicsatlakozó egység 8,10 bemenetéit és 18 kimenetét, valamint 9, 11 bemenetéit és 19 kimenetét összekötve, egyfázisú hídkapcsolást kapunk. A 2 szabályozó és vezérlőegység, 116 bemeneti pontján szinkronozva, a 117 bemeneti pontján kapott ellenőrző jel függvényében, a 14 és 15 kimenetén minden félperiódusban gyújtja a 4 és 5 vezérelt félvezetőket, amelyek közül értelemszerűen csak az vezet, amelyen nyitó irányú feszültség van, és a 3 kicsatlakozó egység 18 és 19 kimenetén szabályozott jellemzőjű egyenfeszültség jelenik meg. A 3 kicsatlakozó egység 8, 9 bemenetéit és 18 kimenetét, valamint 10,11 bemenetéit és 19 kimenetét összekötve egy vezérelt és egy vezéreletlen, sorba kötött, ellenpárhuzamosan kapcsolt félvezetőpárt kapunk, amelynél a 18 és 19 kimenetre váltakozó feszültség jut ki. A 116 bemeneti pontján szinkronozott 2 szabályzó és vezérlőegység a 14 és 15 kimenetén minden félperiódusban gyújtja a 4 és 5 vezérelt félvezetőket, és ha a szinkronjellel félperiódusonként váltakozva két különböző értékű komparálási feszültségszintet vagy különböző meredekségű fűrészjelet kapuzunk be, akkor félperiódusonként eltérő gyújtásszög áll elő, vagyis az egyik vezérelt félvezetőt a másiktól eltérő gyújtásszöggel vezéreljük, és ekkor a 18 és 19 kimeneten aszimmetrikus váltakozó feszültség áll elő. Az aszimmetria értéke, a két kapuzott jel eltérésének mértékét változtatva, természetesen állítható értékű, amely például oly módon áll elő, hogy egyik félperiódusban egy adott komparálási szint határozza meg a folyási szöget, a már ismert módon, a másik félperiódusban viszont ennek tetszés szerint leosztott értéke. A szinkronozó jel polaritásának változtatásával, vagy a kapuzó jel polaritásváltásával a két tirisztor aszimmetriája, vagyis gyújtásszöge ellenkezőjére fordul, és a 18 és 19 kimeneten az egyen komponens polaritást vált. Előnyös, ha a két eltérő kapuzott jel egyike a másik leosztásából ered, mivel ekkor a beállított aszimmetria, a jelekre egyformán ható zavarójelek miatt, igen nagy stabilitással tartható. Természetesen egyik határeset a szimmetrikus vezérlés, és kapuzás nélkül eleve ez adódik. A 2 szabályozó és vezérlőegység működése: 117 bemenetére kapott ellenőrzőjel, amely lehet AC vagy DC, egy erősítő fokozat kimenetén egyenfeszültségként jelenik meg, amely egy stabilizált egyenfeszültségből előállított alapjellel, például ellenállásosztón keresztül összehasonlítva, erősítő fokozat, előnyösen műveleti erősítő bemenetére jut, amely ezt felerősíti. Ez a felerősített hibaj élből nyert egyenfeszültség adja, a 116 bemenetre jutó váltakozó feszültséggel szinkronizált gyújtóegység részére a komparálási szintet, amely a már ismert módon meghatározza a gyújtásszöget. Szükség estén a komparálási szint, a szinkronizáló feszültséggel vezérelt pl. kapcsoló tranzisztorral, félperiódusonként egy tetszés szerint beállított kisebb értékre leosztható, és ezáltal a 2 szabályozó és vezérlőegység a 14 és 15 kimenetein, szimmetrikusan vagy eltérő gyújtásszöggel, aszimmetrikusan vezérel. A 3 kicsatlakozó egységben a 8-11 bemeneteknek a 18,19 kimenetekre történő két eltérő csatlakoztatása elvégezhető pl. lamellás átkötéssel, átdugaszolással, két áramkörös, két kapcsolási hellyel rendelkező kézi átkapcsolóval vagy mágneskapcsolóval. A kimenetről a feszültség- és áram ellenőrzőjel levehető. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés, kedvező tulajdonságai miatt, igen előnyösen alkalmazható egyen és váltakozó áramú kézi, valamint argonvédőgázas ívhegesztésre, de a váltakozóáramú kimenet egyenkomponensének egyszerű, esetleg ütemezett polaritásváltása több alkalmazási területre is felhasználhatóvá teszi. A találmány szerinti kapcsolási elrendezésnek több előnye van, úgymint az egyszerű erős- és gyengeáramú kapcsolás, a beállított aszimmetria nagy stabilitású tartása, és végül az aszimmetrikus váltakozó áram egyenkomponensének igen egyszerű polaritásváltása. Megjegyezzük, hogy a 4, 5 vezérelt félvezetők értelemszerűen vezérelhetők két egymástól független gyújtóegységgel is, ennek nincs áramköri akadálya, de az egyetlen gyújtókor alkalmazása egyszerűbb és gazdaságosabb. Mindazonáltal készen kapható, tipizált gyújtóáramkörök alkalmazása esetén indokolt lehet két gyújtóáramkör felhasználása. Szabadalmi igénypontok 1. Kapcsolási elrendezés előnyösen egyen- és váltakozó áramú kézi, valamint argonvédőgázas ívhegesztő áramforrásra, amelynek váltakozó áramú tápáramforrása (1), előnyösen transzformátora, innen táplált szabályozó és vezérlőegysége (2) és ennek ellenőrzőjelet adó, kicsatlakozó egysége (3) van, azzal jellemezve, hogy a mindössze egyetlen gyújtóegységgel rendelkező szabályozó és vezérlőegység (2) kimenetei (14, 15) a vezérelt félvezetők (4,5) vezérlő elektródáira csatlakoznak, és a vezérelt félvezetők (4, 5) ellentétes főelektródájukkal, a váltakozóáramú tápáramforrás (1) egyik kimenetére (12) csatlakoznak, míg másik; szintén ellentétes főelektródájuk, a kicsatlakozó egység (3) két bemenetére (8,9) külön-külön van kötve, úgyszintén a vezéreletlen félvezetők (6,7) ellentétes elektródájukkal a váltakozóáramú tápáramforrás (1) másik kimenetére (13) csatlakoznak, míg másik, szintén ellentétes elektródájuk a kicsatlakozó egység (3) másik két bemenetére (10,11) különkülön van kötve, és a kicsatlakozó egység (3) bemenetéi (8-11) kimenetei (18, 19) össze vannak kötve, 3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
