DE60131923T2 - Stromquelle zum elektrischen Lichtbogenschweissen - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet des elektrischen Lichtbogenschweißens und besonders auf eine Leistungsversorgung für elektrisches Lichtbogenschweißen mit einem Wechselstrom-Bogenstrom.
  • Die entsprechend der vorliegenden Erfindung ausgelegte Leistungsversorgung dient zur Erzeugung von positiven und negativen Stromimpulsen hoher Intensitat, die im Allgemeinen 1000 Ampere überschreiten. Die einzelnen Impulse werden durch einen Impulsbreitenmodulator erzeugt, der entsprechend der üblichen Praxis Schalter betätigt. Da die Schalter die Polarität bei hoher Spannung ändern müssen, ist die Leistungsversorgung so ausgelegt, dass sie das Umschalten von einer Polarität zur nächsten entgegengesetzten Polarität bei verringertem Stromniveau durchführt. Die Technik ist in der früheren Anmeldung US-A-6111216 eingereicht am 19. Januar 1999 für eine andere Art von Stromimpulsen offenbart. Diese frühere Anmeldung zeigt eine Technik zum Umschalten der Polarität von Strömen bei verringertem Niveau in einem Hochstromlichtbogenschweißgerät. Eine Technik zur Lieferung alternierender Polaritäten in einer Leistungsversorgung mit Invertern für das Rohrschweißen ist in Stava US 6051810 gezeigt.
  • US-A-4292497 offenbart eine Leistungsversorgung, die an eine Wechselstrom-Netzspannungsquelle für elektrisches Lichtbogenschweißen angeschlossen ist, wobei ein Wechselstrom-Bogenstrom über den Spalt zwischen einer Elektrode und einem Werkstück fließt, worin die Leistungsversorgung einen Transformator hoher Kapazität umfasst, um die besagte Netzspannung in eine Wechselstromausgangspannung umzuformen, einen Gleichrichter zur Umformung der Wechselstrom-Ausgangsspannung in eine Gleichspannung zwischen einem positivem Anschluss und einem gemeinsamen Anschluss im Wesentlichen auf der Spannung null und einen negativen Anschluss und den gemeinsamen Anschluss.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Bei der Herstellung von Rohren mit einer geschweißten Naht ist es üblich, mehrfache Wechselstromlichtbögen bei äußerst hohen Stromniveaus wie über 1000 bis 2000 Ampere einzusetzen. Die kostengünstigere Leistungsversorgung zur Erzeugung derartiger ultrahohen Schweißströme ist ein Schweißgerät auf Transformatorbasis mit einem sinusförmigen Ausgangsstrom. Diese Leistungsversorgung erfordert nur einen großen, schweren Transformator und die zugehörige Steuerschaltung. Um jedoch hohe Schweißströme zustande zu bringen, muss der sinusförmige Ausgang einen extrem hohen Scheitelstrom aufweisen, verglichen mit dem Heizstrom, der durch den quadratischen Mittelwert der Sinuswelle bestimmt ist. Diese relativ kostengünstige Leistungsversorgung kann den erforderlich hohen Strom erzeugen, führt jedoch zu Scheitelströmen, die den Schweißvorgang ernsthaft beeinträchtigen. Um diese Nachteile eines elektrischen Lichtbogenschweißgeräts vom Sinustyp zu vermeiden, ist es heute übliche Praxis, Leistungsversorgungen einzusetzen, die auf einer hochfrequenten Umschalttechnik basieren. Diese Leistungsversorgungen vom Umschalttyp richten die eingehende Netzspannung gleich, um eine Gleichspannungsverbindung zu erzeugen. Diese Gleichspannungsverbindung wird auf die Primärspule eines Ausgangstransformators als alternierende Impulse durchgeschaltet, um einen Ausgangsstrom zu schaffen, der den Schweißstrom für den Wechselstrombogen bildet. Impulsbreitenmodulatoren bestimmen die Frequenz in der Primärwicklung des Ausgangstransformators. Entsprechend sind die Impulse am Ausgang des Transformators im Wesentlichen Rechteckwellen. Der quadratische Mittelwert des Sekundärstroms ist daher im Wesentlichen der gleiche wie der maximale Ausgangsstrom der Leistungsversorgung. Auf diese Weise benötigt der Schweißstrom keine hohen Scheitelströme, um den erwünschten quadratischen Mittelwert des Stroms zur Erwärmung zu erhalten. Dementsprechend vermeidet die Leistungsversorgung des Invertertyps den Nachteil der Leistungsversorgung vom Sinustyp bei der Durchführung von elektrischen Lichtbogenschweißungen mit hohem Strom des für die Nahtschweißung von Rohren benötigten Typs. Aus diesem Grund ist man beim Rohrschweißen auf die Invertertechnologie übergegangen.
  • Trotz ihres verbreiteten Einsatzes zum Rohrschweißen bilden die Inverter ein Dilemma. Die üblichen Leistungsversorgungen des Invertertyps haben im Allgemeinen eine maximale Ausgangsleistung im Bereich von 500 Ampere. Zur Bereitstellung einer Leistungsversorgung vom Invertertyp für hohe Ströme oberhalb 1000 bis 2000 Ampere müsste ein spezieller Inverter entworfen und konstruiert werden. Dies beinhaltet erhebliche Kosten und hochtrainierte Elektriker und Schweißingenieure. Doch hat eine solche Leistungsversorgung hoher Kapazität ein relativ geringes Verkaufsvolumen. Hochstrom-Inverter zur Verwendung beim Rohrschweißen sind daher nicht auf wirtschaftliche Weise bereitstellbar und erfordern eine lange Entwicklungszeit. Zur Überwindung dieser Nachteile hat die The Lincoln Electric Company eine Leistungsversorgung mit einem Hauptinverter entwickelt, wobei ein oder mehrere Folgeinverter gemeinsam gesteuert und betrieben werden. Wenn der Schweißvorgang einen Strom oberhalb 1500 Ampere erfordert, arbeiten die drei Inverter parallel. Der Nenn-Ausgangsstrom des zusammengesetzten Inverters wird gegenüber einem einzigen im Handel erhältlichen Inverter verdreifacht. Eine Erhöhung der Anzahl gemeinsam betriebener Inverter zwecks Schaffung eines Hochstrom-Schweißgeräts ist teuer, erreicht jedoch die gewünschten Resultate.
  • Es besteht ein Bedarf an einer Hochstrom-Leistungsversorgung, die einen Schweißwechselstrom mit einem quadratischen Mittelwert des Stroms von mehr als 1000 bis 2000 Ampere ohne das Erfordernis der Parallelschaltung mehrer üblicher Inverter für geringeren Strom aufweist. Derartige Hochstrom-Leistungsversorgungen zum Einsatz beim elektrischen Lichtbogenschweißen von Rohren dürfen nicht das Scheitelstromproblem aufweisen, welches von einer Leistungsversorgung vom Sinustyp gezeigt wird.
  • DIE ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine verbesserte Leistungsversorgung für das Hochstrom-Lichtbogenschweißen mit Wechselstrom. Die Leistungsversorgung kann auf der Baustelle für das Rohrschweißen und andere Hochstrom-Anwendungen eingesetzt werden. Ein Transformator wandelt Netz-Wechselspannung, sei es Einphasen- oder Dreiphasen-Netzspannung, in eine niedrige Ausgangs-Wechselspannung um, beispielsweise 70 bis 100 Volt. Diese Ausgangsspannung wird gleichgerichtet und treibt zwei übliche Zerhackermodule, die beide durch einen gemeinsamen Impulsbreitenmodulator betrieben werden. In einigen Fällen kann jeder Modul durch einen besonderen Impulsbreitenmodulator betrieben werden. Eine im Wesentlichen übliche Steuerung mit einer Mikroprozessor-Steuerung stellt die Impulsbreite und damit die Größe der positiven und negativen Stromimpulse ein, die den Schweiß-Wechselstrom bilden. Diese relativ kostengünstige Leistungsversorgung kann größere Invertereinheiten ersetzen, ohne dass wesentliche Entwicklungszeit erforderlich wäre. Der einzige Nachteil der Erfindung ist ihr hohes Gewicht aufgrund des großen Eingangstransformators; das Gewicht ist jedoch beim Rohrschweißen oder anderen Hochstrom-Anwendungen kein ernsthaftes Problem. Durch den Einsatz der Erfindung ist die Leistungsversorgung robust und baulich einfach. Die Leistungsversorgung ist aus ohne weiteres erhältlichen Komponenten aufgebaut.
  • Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist eine an eine Quelle einer Netz-Wechselspannung anschließbare Leistungsversorgung geschaffen, die zum elektrischen Lichtbogenschweißen mit Wechselstrom durch einen Wechselstrombogen über den Spalt zwischen Elektrode und Werkstück dient. Die Elektrode liegt in Form eines sich vorwärts bewegenden Drahtes vor, der durch den Lichtbogen geschmolzen und auf dem Werkstück deponiert wird. In der Praxis ist das Werkstück der Spalt oder Stoß zwischen zwei Rohrabschnitten. Die Netzspannung ist einphasig oder dreiphasig mit einer Spannung zwischen 200 Volt und 600 Volt Wechselstrom. Die Frequenz ist normalerweise 50 Hertz oder 60 Hertz. Die erfindungsgemäße Leistungsversorgung verwendet einen großen Transformator hoher Leistungsfähigkeit zur Umwandlung der Netzspannung in eine Wechselstrom-Ausgangsspannung von weniger als ungefähr 100 Volt Wechselstrom. Ein Gleichrichter wandelt die Ausgangs-Wechselspannung in eine Gleichspannung um. Diese Gleichspannung hat ein positives Potential an einem ersten und ein negatives Potential an einem zweiten Anschluss. Der dritte, gemeinschaftliche Anschluss liegt ungefähr auf der Spannung null. Der Anschluss mit der Spannung null ist vorzugsweise die Erdung des Systems für die Gleichrichtung und die Schweißung. Der gemeinschaftliche Anschluss kann jedoch die Verbindungsstelle zwischen zwei im Wesentlichen gleichen Kondensatoren sein, die hintereinander zwischen den positiven und negativen Anschlüssen des Gleichrichters angeschlossen sind. Dieser gemeinschaftliche Anschluss oder diese gemeinschaftliche Verbindungsstelle wirkt mit den positiven und negativen Anschlüssen des Gleichrichters zusammen und liefert Gleichspannung, entweder positiv oder negativ. Ein Schaltkreis umfasst einen ersten Schalter zur Verbindung der positiven Anschlüsse mit dem gemeinschaftlichen Anschluss und über den Spalt, wenn ein Signal eines Gatters oder eine gegebene Logik dem ersten Schalter zugeführt wird, und einen zweiten Schalter zur Verbindung des negativen Anschlusses mit dem gemeinsamen Anschluss und über den Spalt, wenn ein Signal eines Gatters oder eine gegebene Logik dem zweiten Schalter zugeführt werden. Ein Impulsbreitenmodulator erzeugt das Signal des Gatters in Form von Impulsen mit einer Impulsfrequenz von mindestens ungefähr 18 kHz. Ein erstes logisches Gatter führt das Signal des Gatters für eine erste Zeitdauer dem ersten Schalter zu, d. h. einen positiven Stromteil, und ein zweites logisches Gatter führt das Signal des Gatters für eine zweite Zeitdauer dem zweiten Schalter zu, d. h. einen negativen Stromteil. Eine Steuerung betreibt die logischen Gatter oder Tore alternierend, um einen Bogen-Wechselstrom zu schaffen, der zwischen den Stromteilen einander entgegen gesetzter Polarität alterniert. Die Einschaltzeit des ersten Schalters, d. h. der positive Teil, kann von der des zweiten Schalters, d. h. dem negativen Teil, verschieden sein. Zusätzlich kann die Betriebszeit des Impulsbreitenmodulators während der ersten Zeit von der während der zweiten Zeit verschieden sein. Dies ruft eine unterschiedliche Amplitude für die alternierenden positiven und negativen Stromteile oder Stromimpulse hervor, die den Bogen-Wechselstrom über den Luftspalt der Schweißung erzeugen. Der Bogen schmilzt die sich vorwärts bewegende Drahtelektrode und deponiert geschmolzenes Metall auf dem Werkstück, welches in der Praxis eine Rohrnaht ist.
  • Entsprechend einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst die Steuerung für die Leistungsversorgung einen Ausgangsanschluss, an dem ein Schalter angebracht ist, der ein Signal eines ersten logischen Zustandes während einer ersten Zeit, d. h. einen positiven oder negativen Ausgangsstrom, und eines zweiten logischen Zustand während der zweiten Zeit, d. h. eine entgegengesetzte Strompolarität, ermöglicht. Es sind Mittel vorhanden, um die Impulse von dem Impulsbreitenmodulator während der ersten Zeit dem ersten Schalter und dann während der zweiten Zeit dem zweiten Schalter zuzuführen. Entsprechend einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist parallel zu dem Spalt der Schweißung eine bidirektionale, jedoch wählbare Freilaufschaltung vorgesehen. Diese Schaltung ist entweder eine parallele oder eine Reihenschaltung. Bei jeder Auslegung werden die Dioden während der ersten und zweiten Zeitabschnitte selektiv aktiviert. Diese wählbaren Freilaufdioden sind auf der Innenseite des Induktors in der äußeren Schaltung des Schweißgeräts angebracht. Alternativ ist ein in der Mitte angezapfter Induktor für die gesteuerte induktive Impedanz vorgesehen. Bei dieser Architektur sind die Freilaufdiodenschaltungen an den einander gegenüberliegenden Enden des in der Mitte angezapften Induktors oder der entsprechenden Drossel angeordnet.
  • Das Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Leistungsversorgung, die zur Erzeugung eines hohen Schweiß-Wechselstroms bei Einsatz relativ kostengünstige Komponenten mit geringem Entwicklungsaufwand gestattet.
  • Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Leistungsversorgung der vorstehend definierten Art, die einen quadratischen Mittelwert der Heizleistung ohne die Scheitelströme aufweist, die mit Leistungsversorgungen vom Sinustyp einhergehen.
  • Noch ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Leistungsversorgung der vorstehend definierten Art, die den Vorteil von parallel geschalteten Invertern aufweist, bzw. von großen teuren Invertern, ohne den Kostenaufwand und die Komplexität derartiger parallel geschalteter Inverter.
  • Noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Leistungsversorgung der vorstehend beschriebenen Art die zur Gewinnung eines Schweiß-Wechselstroms die Einfachheit eines Zerhackers aufweist.
  • Diese und weitere Ziele und Vorteile gehen aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen hervor.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein Schaltbild des bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
  • 1A ist ein Logikdiagramm eines Teils des Schaltbildes nach 1;
  • 2 ist ein Teilschaltbild einer Modifikation der bidirektionalen Freilaufschaltung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
  • 3 ist ein Impulsdiagramm der dem Schweißvorgang zugeleiteten Impulse mit ausgeglichener Amplitude und gleicher Breite der Stromanteile entgegengesetzter Polarität;
  • 3A ist ein Stromdiagramm ähnlich 3 mit einer geringeren Amplitude jedes der Teile des Schweißstroms;
  • 4 ist ein Impulsdiagramm ähnlich jenem aus 3 mit einer geringeren Amplitude für jeden der Schweißabschnitte.
  • 4A ist ein Stromdiagramm des Stroms, wie er sich aus dem Impulsdiagramm der 4 ergibt;
  • 5 ist ein Impulsdiagramm, welches verschiedene Amplituden für die positiven und negativen Stromanteile des Schweißwechselstroms erkennen lässt;
  • 5A ist ein Stromdiagramm des sich aus dem Impulsdiagramm der 5 ergebenden Stroms;
  • 6 ist ein Impulsdiagramm, welches Stromimpulse unterschiedlicher Größe und Impulsbreite für die Stromanteile einander entgegengesetzter Polarität erkennen lässt;
  • 6A ist ein Stromdiagramm, welches den Strom erkennen lässt, der sich aus dem Impulsdiagramm nach 6 ergibt;
  • 7 bis 9 sind alternative Ausführungsformen der Erfindung nach 1;
  • 10 ist ein kombiniertes Blockschaltbild und Schaltbild einer früheren Leistungsversorgung;
  • 10A ist ein Stromdiagramm, welches den Schweißwechselstrom einer Stufe der Stromversorgung nach 10 erkennen lässt;
  • 10B ist ein Stromdiagramm, welches den kombinierten Ausgangs-Schweiß-Wechselstrom der Leistungsversorgung nach 10 erkennen lässt;
  • 11 ist ein Schaltbild einer sehr einfachen Leistungsversorgung zur Erzeugung hoher Ströme, wie sie beim Rohrschweißen Verwendung finden;
  • 11A ist der Sinuswellenausgangsstrom der in 11 wiedergegeben Leistungsversorgung des Standes der Technik bei einem mittleren Ausgangsstrom von 500 Ampere;
  • 11B ist der Sinuswellenausgangsstrom einer in 11 dargestellten Leistungsversorgung des Standes der Technik bei einem Ausgangs-Schweiß-Wechselstrom mit einem Scheitelstrom von 1500 Ampere;
  • 12 ist ein Impulsdiagramm einer weiteren Modifikation der Erfindung, welche eine schrittweise Stromverringerung am Ende jedes Stromanteils des Schweißstroms erkennen lässt; und
  • 13 ist eine Darstellung eines einzelnen Gatterimpulses, die die schrittweise Verringerung in der Breite bei der Modifikation nach 12 erkennen lässt.
  • BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • In den Zeichnungen, bei denen die Darstellung nur zum Zweck der Illustration bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung und nicht zum Zweck von deren Beschränkung dient, zeigt 1 eine Leistungsversorgung A mit einem Hochfrequenz-Inverter zur Erzeugung eines Ausgangs-Schweiß-Wechselstroms von wenigstens 1000 bis 2000 Ampere über den Schweißspalt zwischen der Elektrode E und dem Werkstück W, welches in der Praxis der Stoß zwischen zwei benachbarten Rohrabschnitten J und K ist. Entsprechend der üblichen Praxis ist ein Induktor C vorgesehen, der eine induktive Impedanz aufweist, die den Strom durch die Schweißstelle glättet, die durch die Elektrode E und das Werkstück W gegeben ist. Die Elektrode E ist ein sich vorwärts von einer Vorratsspule R bewegender Draht, der durch den von dem Schweiß-Wechselstrom gebildeten Bogen geschmolzen wird. Das Werkstück W mit den Rohrabschnitten J, K ist bei G geerdet. Diese Erdung ist eine Erdungsschiene oder ein Bus auf der Spannung null, die die positiven und negativen Stromanteile definieren. Der Wechselstrom der Schweißoperation wird durch einen Shunt S detektiert bzw. festgestellt, der ein Rückkopplungssignal erzeugt, welches die Größe des Schweißstroms steuert. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Leistungsversorgung A einen Transformator 10 mit einem Eingang der Netzspannung, die als Dreiphasen-Netzspannung dargestellt ist. Die Netzspannung hat eine Frequenz von 50 Hz oder 60 Hz. Diese niedrige Frequenz und die hohe Leistungsfähigkeit lassen den Transformator relativ groß werden. Er erzeugt eine Energie von mindestens 40 bis 50 kW. Am Ausgang des Transformators liegt eine Ausgangs-Wechselspannung von weniger als 100 Volt. Die Eingangs-Netzspannung variiert zwischen 220 und 600 Volt Wechselstrom. Die Ausgangsspannung des Transformators 10 wird dem Gleichrichter 12 zugeführt, der einen positiven Anschluss 20, einen negativen Anschluss 22 und eine Nullspannungsanschluss 24 aufweist. Vorzugsweise ist der Nullspannungsanschluss die Erdung G. Der positive Anschluss 20 ist mit einer Leistungsleitung 30, der negative Anschluss 22 mit einer Leistungsleitung 32 verbunden. Der positive Schalter 40 in Form eines FET oder IGBT umfasst eine antiparallele Diode 40a parallel zu einer Drossel 40b und gesteuert durch eine gegebene Logik auf dem Gatter 40c. Die Logik auf dem Gatter 40c macht den positiven Schalter leitend. Das Fehlen einer Logik oder einer Spannung auf dem Gatter 40c schaltet den positiven Schalter 40 aus. In ähnlicher Weise ist ein negativer Schalter 42 vorhanden, bei dem eine antiparallele Diode 42a parallel zu einer Drossel 42b liegt und durch eine gegebene Logik auf dem Gatter 42c gesteuert wird. Die Logik oder Spannung auf den Gattern 40c, 42c steuern die Leitfähigkeit der Leistungsschalter 40 bzw. 42. Die Logik oder Spannung an den Gattern 40c, 42c steuern die Leitfähigkeit der Leistungsschalter 40 bzw. 42. Diese Schalter werden alternierend bei einer Frequenz betätigt, die für den Schweiß-Wechselstrom erwünscht ist. Wenn der Schalter 40 leitet, fließt ein positiver Strom durch den Induktor C über die Schweißstelle zum Erdungsanschluss 24 des Gleichrichters 12. Der negative Schalter 42 veranlasst einen Stromfluss von der Erdung G in entgegen gesetzten Richtung durch den Schweißspalt und den Induktor C. Durch abwechselnde Betätigung der Schalter 40 und 42 wird in dem Schweißspalt zwischen der Elektrode und dem Werkstück ein Wechselstrom erzeugt.
  • Erfindungsgemäß werden die Schalter 40, 42 für eine Zeitdauer aktiviert, während derer der Schalter selbst rasch zwischen dem leitenden in den nichtleitenden Zustand hin und her geschaltet wird, um hochfrequente Impulse von den Anschlüssen 20 oder 22 durch die Schweißstelle zu leiten. Der Schalter 40 wird für einen ersten Zeitraum eingeschaltet und der Schalter 42 für einen zweiten Zeitraum, d. h. den negativen Teil eingeschaltet. Der „erste Zeitabschnitt" kann entweder der positive oder der negative Betriebszustand sein. Durch hin und her schalten zwischen diesem ersten und zweiten Zeitabschnitt wird die Frequenz des Schweiß-Wechselstroms gesteuert. Die Größe des Stroms wird durch die Strommenge bestimmt, die während des ersten Zeitabschnitts und des zweiten Zeitabschnitts fließen kann. Zur Steuerung dieses Betriebs ist eine im Großen und Ganzen übliche Steuerung 50 vorgesehen, die einen Rückkopplungseingang 52 des Bogenstroms umfasst, der die auf der Leitung 52a gemessene Spannung empfängt, um ein Maß für den tatsächlichen Schweißbogenstrom zu haben. Ein Ausgang 54 der Stromsteuerung wird einem Fehlerverstärker 60 zugeleitet, der einen ersten Eingang 62 für das Stromsteuersignal der Steuerung 50 und einen zweiten Eingang 64 für das tatsächliche Strom-Rückkopplungssignal auf der Leitung 52a erhält. Diese beiden Eingänge des Verstärkers erzeugen auf der Ausgangsleitung 66 ein Fehlersignal, welches dem Spannungssteuereingang des Impulsbreitenmodulators 70 zugeleitet wird, der von einem Oszillator 72 angetrieben wird, der bei mindestens 18 kHz arbeitet. Das Spannungsniveau auf der Leitung 62 steuert die Impulsbreite der Signale auf der Leitung 66. Die Steuerung 50 ist so programmierbar, dass sie die Spannung auf der Leitung 62 verändert und für einen gegebenen Zeitabschnitt in dem Schweißprozess dem gewünschten Strom bzw. die gewünschte Wellenform ergibt. Tatsächlich kann der Strom während eines einzigen positiven oder negativen Stromteils variiert werden, wie es in dem US Patent 6051810 Stava gezeigt ist.
  • In der Ausgangsleitung 74 des Impulsbreitenmodulators wird entsprechend der Standard-Schweißtechnologie ein Gattersignal aus Impulsen hoher Frequenz erzeugt. Die Impulse auf dieser Leitung haben eine Breite, die durch das Spannungsniveau auf der Leitung 66 bestimmt ist um den Arbeitszyklus für die Impulse zu bestimmen, die das Gattersignal auf der Leitung 74 bilden. Die Leitung 74 ist am besten in dem Logikdiagramm der 1A wiedergegeben, worin ein die Signalleitung 80 aktivierender Schalter eine Logik aufweist, die durch den Aktivierungsausgang 56 mit der Bezeichnung E an der Steuerung 50 gesteuert wird. Das logische Signal auf der Leitung 80 steuert die NAND-Gatter 82, 84, die über Puffer 82a, 84a mit den Gattern 82b, 84b verbunden sind, die als optische Ankopplungen dargestellt sind. Die Kopplungen sind Standard und umfassen Empfänger 82c, 84c und isolierte Leistungsversorgungen (B) 82d, 84d, die die Schalter 40, 42 durchlässig machen, wenn von den Gattern 82, 84 Impulse auftreten. Die Leitung 80 ist als Eingangsleitung 90 des Gatters 82 wiedergegeben. Der Inverter 92 erzeugt ein entgegengesetztes logisches Signal auf der Leitung 94, die zu dem Steuergatter 84 führt. Das logische Signal auf der Leitung 80 wechselt entsprechend der gewünschten Länge der positiven und negativen Teile in dem Schweißstrom. Ein logisches Signal eins auf der Leitung 80 aktiviert das Gatter 82. Ein logisches Signal null auf der Leitung 80 aktiviert das Gatter 84 über die Leitung 94. Es ist daher, wie am besten aus 1A hervorgeht, entweder der positive Schalter 40 oder der negative Schalter 42 aktiviert. Während der Schalteraktivierung betreiben die Impulse auf der Gattersignalleitung 74 schnell hintereinander den aktivierten Schalter. Die Schalter werden daher bei einer Frequenz oberhalb 18 kHz betrieben. Der Arbeitszyklus des Impulsbreitenmodulators 70 bestimmt die Größe des Stroms entweder während des positiven Halbzyklus oder negativen Halbzyklus des Schweiß-Wechselstroms. Der Betrieb der Leistungsversorgung A erfolgt ganz ähnlich dem eines Zerhackers; die Erfindung erzeugt jedoch sowohl einen positiven Stromteil als auch einen negativen Stromteil je nach dem logischen Signal auf der Schalteraktivierungsleitung 80. Aus noch zu erläuternden Gründen wird ein positives Auswahlsignal auf der Leitung 96 durch die optische Kopplung 98 derart aktiviert, dass sie dem logischen Signal auf der Leitung 90 folgt. Dies liefert ein positives Steuersignal für den Selektor. Ein negatives Selektor-Steuersignal wird auf der Leitung 100 durch die optische Kopplung 102 erzeugt, welche durch das logische Signal auf der Leitung 94 gesteuert wird.
  • Die Steuerleitung 96 mit dem positiven Auswahlsignal und die Steuerleitung 100 mit dem negativen Auswahlsignal steuern den Betrieb des bidirektionalen Freilaufschaltkreises 110, um einen Freilauf des Stroms während der positiven und negativen ersten und zweiten Zeitabschnitte zu erlauben. Der Schaltkreis 110 umfasst Bypassschalter 120, 122, die vorzugsweise FET oder IGBT Schalter sind. Der Schalter 120 hat ein Gatter 120a und einen Steuerschalter 120b, der durch das logische Signal auf der negativen Steuerleitung 100 betrieben wird. In ähnlicher Weise hat der Schalter 122 ein Gatter 122a und einen Schalter 122b, der durch das logische Signal auf der positiven Steuerleitung 96 gesteuert wird. In Reihe mit den Schaltern 120b, 122b liegen isolierte Leistungsversorgungen (B') 120c, 122c. Die Leistungsversorgungen 82d, 84d, 120c und 122c können die gleichgerichteten Sekundäranschlüsse eines Steuertransformators sein, wenn sie isoliert sind. Die Widerstände 120d, 122d hindern die Schalter 120, 122 am Einschalten, wenn kein Signal auf der Steuerleitung des betreffenden Schalters vorliegt. Die antiparallelen Dioden 130, 132 der Schalter 120 bzw. 122 sind die Freilaufdioden für die Schweißoperation. Diese Dioden sind entsprechend der Standard-Schweißtechnologie mit Drosseln 140 parallel geschaltet. Während des positiven Halbzyklus oder Stromteils schließt das logische Signal auf der Leitung 96 den Schalter 122b und macht den Schalter 122 leitend. Auf diese Weise wird die Freilaufdiode 130 aktiviert. Ein Signal auf der Leitung 100 macht den Schalter 120 leitend und aktiviert die Freilaufdiode 132. Während des positiven Teils des Schweiß-Wechselstroms liegt daher die Diode 130 parallel zum Schweißvorgang. Während des negativen Teils der Schweißoperation liegt die Diode 132 parallel zum Schweißvorgang. Die Freilaufdioden sind daher durch das logische Signal auf den Steuerleitungen 96, 100 wählbar. Ein alternativer paralleler bidirektionaler wählbarer Freilaufschaltkreis 150 ist in 2 dargestellt. Die Schalter 152, 154 mit den Gattern 152a, 154a werden durch das logische Signal auf den Leitungen 96 bzw. 100 gesteuert. Während des positiven Teils des Schweiß-Wechselstroms schließt das logische Signal auf der Leitung 96 den Schalter 152. Dies aktiviert die Freilaufdiode 160. In ähnlicher Weise schließt während des negativen Teils des Schweißstroms ein logisches Signal auf der Leitung 100 den Schalter 154 und aktiviert die Freilaufdiode 162. Entweder die hintereinander liegenden Schalter in 1 oder die parallel liegenden Schalter in 2 können selektiv beaufschlagt werden, um während der positiven und negativen Teile des Schweiß-Wechselstroms Freilaufdioden zu bilden.
  • Die Betriebsweise der Leistungsversorgung A ist schematisch in 3 bis 6 dargestellt, wo die Amplitude und die Breite der Stromimpulse und die positive und die negative Polarität durch das logische Signal der Steuerung 50 an dem Anschluss E eingestellt werden. Dieses logische Signal steuert die Stromfrequenz durch das logische Signal auf der Leitung 80. Der Anschluss 54 steuert das Spannungsniveau auf der Leitung 62 und darüber die Impulsbreite der Gatterimpulse auf der Leitung 74. Diese Signale werden der Steuerung unter Verwendung bekannter Techniken einprogrammiert und sind im Hinblick auf die gewünschten Stromniveaus und Wellenformen ausgebildet. In 3 ist der positive Stromteil 200 des Schweißstroms nach 3A gleich dem negativen Stromteil 202 und ergibt eine Frequenz f1. Diese Frequenz ist bestimmt durch die Frequenz der logischen Alternationen des Anschlusses E der Steuerung 50. Das Schweißgerät arbeitet bei maximalem Strom. Die Impulse 210 in der positiven Richtung haben eine maximale Breite bzw. Zyklusdauer a. In gleicher Weise haben die negativen Impulse 212 eine maximale Zyklusdauer a. Dies führt zu einer Größe a' für den Schweiß-Wechselstrom Ia, wie in 3A dargestellt. Da die Stromimpulse 210, 212 rechteckig sind, ist der quadratische Mittelwert im Wesentlichen gleich dem Scheitelwert während der Schweißoperation. Dies bietet die Vorteile einer Leistungsversorgung des Inverter-Typs nach 10 bei den niedrigen Kosten eines Lichtbogenschweißgeräts des Sinustyps nach 11. Um den Strombetrag zu verringern, reduziert die Steuerung 50 die Spannung auf der Leitung 62. Hierdurch wird der Arbeitszyklus der individuellen Impulse 210, 212 durch den Impulsbreitenmodulator 70 reduziert, so dass sie, wie in 4 gezeigt, die Breite b haben. Dieser geringe Be triebszyklus bzw. die geringe Breite ergibt eine niedrige Amplitude b' für den Schweiß-Wechselstrom Ia, wie in 4A gezeigt. Wenn man die Steuerung 50 die Spannung auf der Leitung 62 umschalten lässt, kann in dem positiven Teil 200 ein erster Betriebszyklus a und der kleine Betriebszyklus b für die Impulse 212 in dem negativen Teil 202 verwendet werden, wie in 5 gezeigt. Als Alternative kann die Steuerung 50 einen zweiten Spannungsausgang zu einem separaten Fehlerverstärker aufweisen, der einen zweiten Impulsbreitenmodulator betreibt, der für einen der Teile 200 oder 202 verwendet werden. Das Aktivierungssignal an dem Ausgang E steuert die Impulse von beiden Impulsbreitenmodulatoren zu dem richtigen Schalter 40, 42. Auf diese Weise wird ein nicht ausgeglichener Schweiß-Wechselstrom Ia gemäß 5A erzeugt. Der positive Teil 200 hat einen hohen Betrag a' und der negative Teil 202 hat einen niedrigen Betrag b'. Der hohe Betrag bzw. der niedrige Betrag könnte entweder in dem positiven oder in dem negativen Teil des Wechselstroms vorliegen. Wenn zwei Eingänge zu dem Impulsbreitenmodulator für die positiven und negativen Teile des Schweiß-Wechselstroms verwendet werden, wird das Logikdiagramm nach 1A eingesetzt, um den richtigen Impulsbreitenmodulatoreingang auszuwählen. Die Leitung 96 wählt den Impulsbreitenmodulatoreingang während des positiven Teils des Schweißwechselstroms. Die Leitung 100 führt die Auswahl während des negativen Teils durch. Das gleiche Konzept findet bei Einsatz von separaten Impulsbreitenmodulatoren Anwendung. Alle diese Modifikationen liegen im Bereich des Stands der Technik. Durch Steuerung des ersten Zeitabschnitts und des zweiten Zeitabschnitts, die durch das logische Signal an dem Ausgang E erzeugt werden, kann der positive Teil 220 mit einer geringen Breite m und der negative Teil 222 mit einer großen Breite n versehen werden. Durch Kombination dieser Operation mit einem maximalen Betriebszyklus a für die Impulse 230 und einem minimalem Betriebszyklus b für die Impulse 232 entsteht der Schweiß-Wechselstrom Ia nach 6A. Es können verschiedenartige Modifikationen in den Betriebszyklen des ersten Zeitabschnitts und des zweiten Zeitabschnitts zur Betätigung der Schalter 40, 42 eingesetzt werden, um den Schweiß-Wechselstrom im Hinblick auf die Erfordernisse der Schweißoperation zurecht zu schneidern.
  • Die Architektur der Leistungsversorgung nach den 1 und 2 wird in der Praxis eingesetzt; es werden jedoch Modifikationen in der Architektur in Erwägung gezogen. In den 7 bis 9 sind Architekturalternativen wiedergegeben, bei denen die gleichen Bezugszahlen sich auf die gleichen Komponenten in drei separaten Leitungsversorgungen beziehen. In 7 umfasst die Leistungsversorgung A' einen Eingangsmodul 300 mit einem Transformator und einem Gleichrichter zur Erzeugung einer Gleichspannung zwischen dem positiven Anschluss 302 und dem negativen Anschluss 304. Der Modul 300 enthält keinen geerdeten Anschluss, wie er in den bevorzugten Ausführungsbeispielen eingesetzt wird. Zur Schaffung des Anschlusses 306 mit der Spannung null lassen große, im Wesentlichen gleiche Kondensatoren 310, 312 die Spannung an dem Anschluss 306 in der Mitte zwischen der positiven Spannung an dem Anschluss 302 und der negativen Spannung an dem Anschluss 304 gelegen sein. Auf diese Weise stellt die Verbindungsstelle 306 einen dritten Anschluss dar, der im Wesentlichen auf null Volt liegt und dem geerdeten Anschluss 24 in 1 äquivalent ist. Die Schalter 40, 42 steuern den positiven Halbzyklus oder Teil und den negativen Halbzyklus oder Teil des Schweiß-Wechselstroms. Der Induktor C reduziert die Welligkeit, die durch die hochfrequenten Impulse während der positiven und negativen Teile des Schweiß-Wechselstroms verursacht wird. In der Leistungsversorgung A' wird einer der bidirektionalen Freilauf-Schaltkreise nach 1 und 2 verwendet. Bei der Leistungsversorgung A'' nach 8 ist die Architektur geändert und setzt einen in der Mitte angezapften Induktor 320 mit einem positiven Teil 322, einem negativen Teil 324 und einer mittleren Anzapfung 326 ein. Die Betriebsweise der Leistungsversorgung A'' ist die gleiche wie vorstehend mit Bezug auf das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung diskutiert. Bei dieser besonderen Leistungsversorgung ist jedoch der bidirektionale Freilauf-Schaltkreis nicht gezeigt. Ein Freilaufschaltkreis zum Einsatz in der Leistungsversorgung der 8 ist in 9 illustriert. In dieser Figur umfasst die Leistungsversorgung A''' einen Eingangstransformator und einen Gleichrichter 340 zur Schaffung einer positiven Spannung an dem Anschluss 342 und einen negativen Spannung an dem Anschluss 344. Bei diesem Ausführungsbeispiel liegt der dritte Anschluss 346 im Wesentlichen auf null und ist die Erdung G des Systems. Wie bei der Leistungs versorgung A'' umfasst die Leistungsversorgung nach 9 einen in der Mitte angezapften Induktor 320. Diese Architektur illustriert den Typ von Freilauf-Schaltkreisen, die mit einem in der Mitte angezapften Induktor eingesetzt werden. Der Freilaufschaltkreis 350 umfasst einen Steuerschalter 352, eine Freilaufdiode 354 und ein Gatter 356 zur Steuerung der Diode 354, wenn ein gegebenes logisches Signal auf der positiven Steuerleitung 96 an dem Gatter 356 erscheint. Der Schalter 352 ist ein FET oder ein IGBT und hat eine Ableitungserdung 358. Der negative Freilauf-Schaltkreis 360 umfasst einen Schalter 362 zur Steuerung der Diode 364 entsprechend dem logischen Signal an dem Gatter 366. Die Quellenerdung 368 lässt die Steuerung des Schalters durch das logische Signal auf der Leitung 100 zu. In einem positiven Halbzyklus bzw. Stromteil ist der Schalter 352 leitend. Dies bringt die Freilaufdiode 354 in dem Schaltkreis zur Geltung. Während des negativen Halbzyklus bzw. Stromteils ist der Schalter 362 leitend und bringt die Freilaufdiode 364 in der Schaltung zur Geltung. Die Freilauf-Schaltkreise der 9 können in der Architektur der 8 eingesetzt werden. Der Anschluss 306 kann in der 9 eingesetzt werden. Die Komponenten und Architekturen der verschiedenen wiedergegebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind also ohne Abweichung von dem angestrebten Geist und Umfang der Erfindung austauschbar.
  • Ein hoher Heizstrom ist durch den Einsatz mehrerer Inverter zur Bildung einer Leistungsversorgung erzielbar geworden, wie z. B. die Leistungsversorgung B nach 10. Diese Leistungsversorgung umfasst drei Inverter 400, 402, 404, von denen jeder eine geringe Nennleistung von 500 Ampere aufweist. Von dem Ausgangsanschluss A jedes Inverters wird der gesteuerte Strom den Leitungen 410, 412, 414 mit positiver Spannung zugeleitet, um die gewünschte Größe des Stroms an dem positiven Anschluss 420 zu erhalten. In gleicher Weise sind die Anschlüsse B negativer Spannung mit den Leitungen 430, 432, 434 verbunden, um den gewünschten negativen Strom dem Anschluss 440 zuzuleiten. Der positive Strom an dem Anschluss 420 und der negative Strom an dem Anschluss 440 werden entsprechend der vorstehend diskutierten Logik selektiv gehandhabt, um einen Schweiß-Wechselstrom zu erzeugen, der die erste Amplitude des Anschlusses 420 und die zweite Amplitude des Anschlusses 440 aufweist. Die Steuerung 450 mit einem Fehlerverstärker 452 mit Eingängen 454, 456 vergleicht das Stromsteuersignal am Eingang 454 mit dem tatsächlichen Strom des Shunts S, der auf der Leitung 456 erscheint. Der Steuerbetrag des erwünschten Stroms auf der Leitung 460 wird auf den Eingang der Impulsbreitenmodulatoren 470, 472, 474 geleitet, die gemeinsam betrieben werden. Der gewünschte Strom wird aufrecht erhalten, indem der Beitrag jedes Inverters 400, 402, 404 geändert wird, die als Meister und zwei Abhängige betrieben werden. Auf diese Weise wird von allen drei Invertern ein gleich großer Strombetrag geliefert. Wenn die Inverter jeweils eine maximale Ausgangsleistung von 500 Ampere aufweisen, wie es durch den Stromimpuls 500 in 10A dargestellt ist, beträgt die maximale an den Anschlüssen 420, 440 erhältliche Stromleistung 1500 Ampere, wie als Wechselstrom 510 in 10B dargestellt. Die frühere Einheit nach 10 steuert die Stromabgabe mehrerer Inverter gemeinsam über eine einzige Steuerung 450. Eine derartige Anordnung ist der Auslegung mit einem speziellen Inverter mit einem Ausgangsstrom von 1500 Ampere überlegen. Zur Erzeugung von 3000 Ampere würde die Leistungsversorgung B die parallele Betriebsweise von sechs separaten Invertern erfordern. Die Kombination mehrerer Inverter im Gegensatz zur Konstruktion eines einzelnen Inverters mit hoher Kapazität ist ein Vorteil gegenüber dem in 11 wiedergegebenen Stand der Technik. Bei diesem Stand der Technik hat die Leistungsversorgung D einen Sinus-Ausgang, wie z. B. die Welle 600 in 11A. Es ist ein Spitzenstrom von 500 Ampere erforderlich, um einen quadratischen Mittelwert des Stroms von 354 Ampere zu erreichen. Der Unterschied tritt bei höheren Anforderungen an den Strom wie in 11B dargestellt noch deutlicher hervor. Bei der Bereitstellung der Sinuswelle 602 der Leistungsversorgung D mit einem Schweißstrom vom 1000 Ampere wird ein Spitzenstrom von über 1500 Ampere verursacht. Die hohen Spitzenströme sind beim Rohrschweißen nachteilig. Hohe Spitzenströme können ohne kostspielige Steuerungen keine gleichmäßigen Schweißungen erzeugen. Die Leistungsversorgung D umfasst lediglich einen Transformator 610, dessen Strom durch die Differenz zwischen dem gewünschten Strom und dem tatsächlichen Strom gesteuert wird, der durch die Spannung auf der Eingangsleitung 612 dargestellt wird. In beiden Leistungsversorgungen nach den 10 und 11 werden die Vorteile der vorliegenden Erfindung nicht erreicht.
  • Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird die Steuerung 50 so programmiert, dass sie den Impulsbreitenmodulator mit einem Signal auf der Leitung 62 versieht, welches die Breite der Gatterimpulse am Ende des positiven Teils 200 und des negativen Teils 202 reduziert. Das Ergebnis dieser Steuerungseigenschaft ist in 12 dargestellt. Die Impulse 700 haben eine Breite, dass ein erwünschter hoher Strom über den Schweißspalt geleitet wird. Am Ende der Impulse 200 lässt die Steuerung 50 die Impulse sich schrittweise auf eine Breite reduzieren, die als a-x, a-y und dann a-z wiedergegeben ist. Die Beziehung zwischen diesen Breiten ist in 13 gezeigt. Die gleiche Verringerung in der Breite der Impulse 702 findet am Ende des negativen Teils 202 statt. Wenn daher der Schweißstrom seine Polarität ändern soll, wird der Schweiß-Wechselstrom schrittweise verringert. Dies reduziert die elektrische Beanspruchung des Schweißkreises bei der Änderung der Richtung des Stromflusses. Dieses Steuerungsmerkmal kann bei jeder der Leistungsversorgungen A, A', A'' und A''' eingesetzt werden.

Claims (12)

  1. Leistungsversorgung, die an eine Netz-Wechselspannung anschließbar ist, zum elektrischen Wechselstrom-Lichtbogenschweißen an einem Schweißspalt zwischen einer Elektrode und einem Werkstück, umfassend einen Transformator (10) hoher Leistung zur Umwandlung der Netzspannung in eine Ausgangs-Wechselspannung, wobei die Leistungsversorgung folgende Merkmale aufweist: – einen Gleichrichter (12) zur Umwandlung der Ausgangswechselspannung in eine Gleichspannung von weniger als ungefähr 100 Volt zwischen einem positiven Anschluss (20) und einem gemeinsamen Anschluss (24) von ungefähr 0 Volt bzw. einem negativen Anschluss (22) und dem gemeinsamen Anschluss, – einen ersten Schalter (40) zur Verbindung des positiven Anschlusses mit dem erwähnten gemeinsamen Anschluss über den Schweißspalt, wenn ein Gattersignal oder ein gegebenes logisches Signal auf den ersten Schalter geleitet wird, – einen zweiten Schalter (42) zur Verbindung des negativen Anschlusses mit dem gemeinsamen Anschluss über den Schweißspalt, wenn ein Gattersignal oder ein gegebenes logisches Signal auf den zweiten Schalter geleitet wird, – einen Impulsbreitenmodulator (70), der zur Erzeugung eines Gattersignals von Impulsen einer Frequenz von mindestens 18 kHz betrieben wird, – erste Mittel zur Leitung des Gattersignals auf den ersten Schalter für einen ersten Zeitraum, – zweite Mittel zur Leitung des Gattersignals auf den zweiten Schalter für einen zweiten Zeitraum und – eine Steuerung zur alternierenden Betriebsweise der logischen Gatter zwecks Erzeugung eines Bogenwechselstroms.
  2. Leistungsversorgung nach Anspruch 1, bei der mindestens eins der ersten oder zweiten Mittel zur Leitung der Gattersignale auf das Schaltergatter ein logisches Gatter oder ein solcher Schaltkreis ist.
  3. Leistungsversorgung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Schaltung zur Verringerung der Breite der Impulse am Ende des ersten und des zweiten Zeitraums in der Lage ist.
  4. Leistungsversorgung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der der Impulsbreitenmodulator (70) einen Eingang aufweist, der einen ersten Eingang zur Steuerung der Stromamplitude durch die Betriebszyklen der Impulse während des ersten Zeitabschnitts und einen zweiten Eingang zur Steuerung der Stromamplitude durch die Betriebszyklen der Impulse während des zweiten Zeitabschnitts aufweist, wodurch die Amplituden unterschiedlich gemacht werden können.
  5. Leistungsversorgung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einem bidirektionalen, jedoch wählbaren Freilauf-Schaltkreis parallel zum Schweißspalt.
  6. Leistungsversorgung nach Anspruch 5, wobei der bidirektionale Freilaufschaltkreis einen in Reihe liegenden Zweig mit einem ersten Bypassschalter mit einer Diode parallel liegend, die vom Werkstück zu der Elektrode gepolt ist, und einen zweiten Bypass parallel zu der Diode und von der Elektrode zu dem Werkstück gepolt umfasst, wobei die ersten und zweiten Bypassschalter hintereinander liegen und Mittel zur Schließung eines der Bypassschalter während eines der Zeit abschnitte und des anderen Bypassschalters während des anderen Zeitabschnittes vorgesehen sind.
  7. Leistungsversorgung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der der bidirektionale Freilauf-Schaltkreis einen Parallelzweig umfasst, bei dem ein erster Bypassschalter in Reihe mit einer Diode liegt und vom Werkstück zu der Elektrode gepolt ist und einen zweiten Bypassschalter umfasst, der in Reihe mit einer Diode geschaltet und von der Elektrode zu dem Werkstück gepolt ist, wobei die ersten und zweiten Bypassschalter parallel liegen und Mittel zum Schließen eines der Bypassschalter während eines Zeitabschnitts und des anderen Bypassschalters während des anderen Zeitabschnitts aufweist.
  8. Leitungsversorgung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der der Transformator eine Nennleistung von mindestens 30 kW aufweist.
  9. Leistungsversorgung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der Impulsbreitenmodulator die Impulse so einstellt, dass ein Bogenstrom von mindestens 1000 Ampere erzeugt wird.
  10. Leistungsversorgung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der die Steuerung Mittel zur Einstellung mindestens des ersten Zeitabschnitts aufweist.
  11. Leistungsversorgung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der der gemeinsame Anschluss die Systemerdung ist.
  12. Leistungsversorgung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, mit einer Steuerung zur Verringerung der Breite der Impulse an den Enden der ersten und zweiten Zeitabschnitte zwecks Reduzierung des Bogenstroms vor dem Umschalten zwischen den positiven und negativen Teilen.
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