Способ регулирования источника сварочного тока с резонансным контуром

Способ регулирования источника сварочного тока с резонансным контуром

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к способу регулирования источника сварочного тока с резонансным контуром, как охарактеризовано в пункте 1 формулы изобретения.

Известно устройство дуговой сварки с резонансным контуром согласно DE 4411227 A1. Оно состоит из источника тока инвертора с выпрямителем, питающимся сетевым напряжением, промежуточного контура, преобразователя тока, тактируемого с первичной стороны, и выпрямителя, который размещен с вторичной стороны преобразователя тока и с которым связан процесс сварки, в частности сварочная горелка. Тактирование преобразователя тока производится через мостовую схему, в частности через полумост, причем мостовая схема образована коммутационными элементами. Коммутационные элементы полумоста находятся в электропроводном состоянии в течение предварительно заданного интервала коммутации. Управление и/или регулирование коммутационными элементами мостовой схемы производится таким образом, что коммутационные элементы включаются в том случае, когда либо резонансный ток, либо резонансное напряжение становится равным нулю, причем для деактивации коммутационных элементов либо резонансный ток, либо резонансное напряжение затухает до нуля, и это значение еще в течение короткого отрезка времени сохраняется, прежде чем происходит деактивация или отключение коммутационных элементов.

Недостатком этого решения является то, что подобный резонансный контур работает лишь на квази- или полурезонансе, т.е. протекание тока по индуктивности возможно только в одном направлении и на конденсаторе может возникать только напряжение одной полярности.

В документе "Conference Record of the 1993 IEEE Industry Applications Conference 28^th IAS Annual Meeting", касающемся “Электронного сварочного устройства с инвертором с высокочастотным резонансом” от 3 октября 1993 г. описан способ регулирования источника сварочного тока, содержащего последовательно-параллельный преобразователь (LC²-резонансный преобразователь). При этом выполненная в виде полумоста мостовая схема управляется устройством управления, содержащим множество цифровых и аналоговых схем. Регулирование источника сварочного тока происходит таким образом, что в нормальном режиме работы источника тока рабочая точка лежит на характеристике резонансного контура вне или рядом с резонансной частотой, для чего мостовая схема последовательно управляется соответствующим образом от устройства управления. При появлении изменения в нагрузке мостовая схема управляется затем таким образом, что резонансный контур приводится в действие по меньшей мере с резонансной частотой.

Кроме того, из указанной работы известно, что рабочая точка при изменении характеристики резонансного контура постоянно должна сохраняться на той же стороне от точки резонансной частоты, или рабочая точка не должна падать ниже резонансной частоты, когда характеристика резонансного контура изменяется ввиду изменения сопротивления на выходе. Хотя указанный полумост изготавливается относительно просто и экономично, однако возможности регулирования для достижения стабильной работы при динамическом изменении нагрузки ограничены и не являются удовлетворительными при всех случаях нагрузки, имеющих место при использовании на практике.

Из WO 97/01211 А1 известен резонансный преобразователь, в котором также используется последовательно-параллельный колебательный контур, так что для различных состояний нагрузки возникают вновь различные резонансные частоты и характеристики.

При этом для согласования тактовой частоты резонансного преобразователя с различными резонансными частотами колебательного контура, вследствие изменений нагрузки, используется множество генераторов. Ввиду множества возможных резонансных частот, для регулирования используется только определенное количество резонансных частот, причем возможные рабочие частоты преобразователя, т.е. разрешенные резонансные частоты, зависят от используемых генераторов, в особенности от их частоты. При регулировании осуществляют переключение между фиксированным образом заданными частотами генераторов, чтобы осуществить согласование мощности преобразователя с нагрузкой. При этом резонансный преобразователь всегда работает с резонансной частотой. Недостатком при этом является то, что для согласования с большим количеством резонансных частот необходимо большое количество различных резонаторов и поэтому непрерывное регулирование невозможно, так как может устанавливаться резонансная частота, которая не может быть соотнесена ни с одним из внутренних генераторов, в частности не может соответствовать частоте соответствующего генератора, так что всегда возможно только дискретное регулирование. Кроме того, недостатком является то, что регулирование резонансного преобразователя возможно только на резонансной частоте, и поэтому сдвиг рабочей точки на характеристике, а также определенный режим работы на частоте выше или ниже резонансной частоты невозможен. Это может оказаться необходимым, например, при требуемом изменении мощности преобразователя при постоянной нагрузке.

В основе изобретения лежит задача создания способа регулирования и/или управления источником сварочного тока с резонансным контуром, при котором управление и/или регулирование производится в зависимости от выходных условий потребителя.

Указанная задача изобретения решается с помощью действий, как охарактеризовано в пункте 1 формулы изобретения. Предпочтительным при этом является то, что за счет подобного регулирования источника сварочного тока, в частности мостовой схемы, гарантируется то, что рабочая точка сохраняется всегда на одной и той же стороне резонансной характеристики, в частности на нарастающей или на спадающей характеристике резонансной кривой. Еще одно преимущество состоит в том, что посредством различных режимов работы, в особенности в нормальном режиме, в особом режиме и/или в способе особого регулирования, резонансный контур продолжает колебаться независимо от внешнего подвода энергии и тем самым может производиться коррекция и последующее согласование частоты переключение переключающих элементов с резонансной частотой резонансного контура. Существенное преимущество состоит также в том, что посредством подобного способа для регулирования источника сварочного тока с резонансным контуром может быть реализована соответствующая выходная характеристика, при которой при незначительном протекании тока имеется соответствующее высокое выходное напряжение для поддержания дуги или для зажигания дуги, причем выбор параметров силовых элементов и соответственно источника сварочного тока может поддерживаться достаточно низким, так как необходимая дополнительно энергия предоставляется для использования резонансным контуром.

Преимущество обеспечивается другим вариантом выполнения согласно пункту 2 формулы изобретения, так как тем самым для нормального режима работы может быть реализован равномерный процесс управления. Тем самым при постоянных условиях у потребителя можно поддерживать воспроизводимый импульсный режим работы и тем самым хорошее качество сварки.

Еще в одном варианте выполнения по пункту 3 формулы изобретения обеспечивается возможность после изменения, в особенности, сопротивления потребителя восстановить запланированный нормальный режим путем настройки резонансного контура.

Другие предпочтительные режимы описаны в пунктах 4-17 формулы изобретения. Вытекающие из них преимущества раскрыты в описании.

Изобретение поясняется ниже более подробно на примерах осуществления, иллюстрируемых чертежами, на которых представлено следующее:

Фиг.1 - схематичное представление сварочного автомата или сварочного устройства;

Фиг.2 - схема электрических соединений источника сварочного тока с резонансным контуром в упрощенном схематичном представлении;

Фиг.3 - схема протекания процесса для источника сварочного тока в упрощенном схематичном представлении;

Фиг.4 - график резонансной характеристики источника сварочного тока в упрощенном схематичном представлении;

Фиг.5 - временные диаграммы управления источником сварочного тока при постоянной резонансной частоте в упрощенном схематичном представлении;

Фиг.6 - временные диаграммы управления источником сварочного тока при повышении резонансной частоты в упрощенном схематичном представлении;

Фиг.7 - временные диаграммы управления источником сварочного тока при понижении резонансной частоты в упрощенном схематичном представлении;

Фиг.8 - еще одна схема протекания процесса для источника сварочного тока в упрощенном схематичном представлении;

Фиг.9 - временные диаграммы управления источником сварочного тока при повышении резонансной частоты, согласно фиг. 8, в упрощенном схематичном представлении;

Фиг.10 - выходная характеристика источника сварочного тока в упрощенном схематичном представлении;

Фиг.11 - блок-схема регулирования или управления источником сварочного тока в упрощенном схематичном представлении;

Фиг.12 - еще одна схема электрических соединений источника сварочного тока с резонансным контуром в упрощенном схематичном представлении.

Вначале отмечается, что одинаковые элементы в отдельных вариантах осуществления обозначены на чертежах одинаковыми ссылочными позициями. Приведенные в отдельных примерах выполнения данные положения при изменении положения следует осмысленным образом переносить на новое местоположение.

На фиг.1 представлена сварочная установка или сварочное устройство 1 для самых разнообразных способов сварки, таких как MIG/MAG-сварка или TIG-сварка, или способ электродной сварки. Разумеется, можно использовать соответствующее изобретению решение в источнике тока или источнике сварочного тока.

Сварочное устройство 1 содержит источник 2 сварочного тока с силовым блоком 3, управляющим устройством 4 и переключающим звеном 4, соотнесенным с силовым блоком 3 или управляющим устройством 4. Переключающее звено 5 или управляющее устройство 4 связано с управляющим вентилем 6, который размещен в питающей линии 7 для подачи газа 8, преимущественно защитного газа, как, например, СО₂, гелий или аргон и т.д., между газовым баллоном 9 и сварочной горелкой 10.

Кроме того, посредством управляющего устройства 4 может еще управляться механизм 11 протяжки проволоки, общепринятый в случае MIG/MAG-сварки (в среде инертного газа/в среде активного газа), при этом через питающую линию 12 в зону сварочной горелки 10 подается сварочная (электродная) проволока с питающего барабана 14. Разумеется, возможно, чтобы механизм 11 протяжки проволоки, как известно из уровня техники, был встроен в сварочное устройство 1, в частности в основной корпус, и не выполнялся как вспомогательный механизм.

Ток для формирования дуги 15 между сварочной проволокой 13 и деталью 16 подводится по питающей линии 17 из силового блока 3 источника 2 сварочного тока к сварочной горелке 10 или сварочной проволоке 13, причем свариваемая деталь 16 через еще одну питающую линию 18 также связана со сварочным устройством 1, в частности с источником сварочного тока, и таким образом через дугу 15 может формироваться токовая цепь.

Для охлаждения сварочной горелки 10 она может через контур охлаждения 19 с промежуточным включением реле 20 контроля обтекания связываться с резервуаром для жидкости, в частности с водяным баком 21, за счет чего при пуске в действие сварочной горелки 10 запускается контур охлаждения 19, в частности жидкостной насос для подачи жидкости, находящейся в водяном баке 21, и тем самым может осуществляться охлаждение сварочной горелки 10 или сварочной проволоки 13.

Сварочное устройство 1 имеет также устройство 22 ввода и/или вывода, посредством которого могут устанавливаться различные параметры сварки или режимы работы сварочного устройства 1. При этом установленные с помощью устройства 22 ввода и/или вывода параметры сварки передаются далее в управляющее устройство 4, которое затем управляет отдельными компонентами сварочной установки или соответственно сварочного устройства 1.

Кроме того, в приведенном на чертеже примере выполнения сварочная горелка 10 через шланговый пакет 23 связан со сварочным устройством или соответственно сварочной установкой 10. В шланговом пакете размещены отдельные линии от сварочного устройства 1 к сварочной горелке 10. Шланговый пакет 23 соединяется со сварочной горелкой 10 посредством соединительного устройства 24, известного из уровня техники, в котором отдельные линии шлангового пакета 23 соединены с отдельными контактами сварочного устройства 1 через соединительные буксы или штекерные соединения. Чтобы обеспечить снятие нагрузки натяжения со шлангового пакета 23, шланговый пакет 23 связан через устройство 25 снятия нагрузки натяжения с корпусом 26, в особенности с основным корпусом сварочного аппарата 1.

Фиг.2-7 иллюстрируют применение источника 2 сварочного тока с резонансным контуром 27, в особенности с последовательно-параллельным преобразователем, причем на фиг.2 представлена упрощенная эквивалентная схема источника 2 сварочного тока. На фиг.3 представлена схема протекания процесса управления мостовой схемой 28 источника 2 сварочного тока. Схематичное представление частотной характеристики для резонансного контура 27 представлено на фиг. 4. На фиг. 5-7 показаны характеристики управления и/или регулирования для источника 2 сварочного тока с резонансным контуром 27.

При построении источника 2 сварочного тока, согласно фиг.2, схематично показан источник 29 энергии. Этот источник 29 энергии соединен с сетью энергоснабжения, в частности с общедоступной сетью питания, например сетью переменного напряжения 230 В или 400 В, которая не показана на чертеже. В источнике 29 энергии подаваемое переменное напряжение преобразуется в постоянное напряжение, однако при этом последовательно включен задатчик высокого или низкого уровня.

Источник 29 энергии проводниками 30, 31 соединен с мостовой схемой 28 и запитывает ее постоянным напряжением. Мостовая схема 28 может быть реализована в виде полного моста или полумоста, причем в показанном примере выполнения используется полный мост, который образован четырьмя переключающими элементами 32-35 с относящимися к ним несинхронизированными (безынерционными) диодами 36-39. При этом переключающие элементы 32 и 33 образованы, например, так называемыми IGBT-транзисторами (биполярными транзисторами с изолированными затворами), а переключающие элементы 34 и 35 образованы, например, MOSFET-транзисторами (полевыми транзисторами со структурой “металл-окисел-полупроводник”).

Для управления отдельными переключающими элементами 32-35 последние через управляющие линии 40-43, показанные штрихпунктирными линиями, соединены с управляющим устройством 4, так что за счет приложения к управляющим линиям 40-43 энергии переключающие элементы 32-35 активируются или деактивируются. В центре мостовой схемы 28 подсоединен резонансный контур 27, в частности последовательно-параллельный преобразователь, причем последний выполнен из индуктивности 44 и соединенного с ним последовательно конденсатора 45, а также другого конденсатора 46, подсоединенного параллельно потребителю (нагрузке). Резонансный контур 27 в приведенном примере выполнения очерчен пунктирной линией.

На выходе резонансного контура 27 включено измерительное устройство 47 для определения тока и напряжения на резонансном контуре 27, причем измерительное устройство 47 посредством проводников 48, 49 подсоединено для передачи величины тока и величины напряжения с управляющим устройством 4. С измерительным устройством 47 соединен выпрямитель 50, который представлен одним диодом, причем выход выпрямителя 50 соединен с выходными выводами 51 и 52 сварочного устройства 1. К этим выходным выводам 51 и 52 посредством питающих линий подсоединен потребитель, в особенности сварочная горелка 10, причем сварочная горелка 10 представлена на эквивалентной схеме в виде омического сопротивления 53 и индуктивности 54 питающих линий 17 и 18.

Более подробное описание электрического принципа функционирования источника 29 энергии, мостовой схемы 28 и резонансного контура 27, а также источника 2 сварочного тока опускается, так как указанные элементы хорошо известны из предшествующего уровня техники. Ниже описывается способ управления и/или способ регулирования для снабжения потребителя, в особенности сварочной горелки 10, током и напряжением для осуществления процесса сварки.

В принципе, следует отметить, что согласно фиг. 4 при применении резонансного контура 27, в особенности при использовании последовательно-параллельного преобразователя, последний всегда приводится в действие на частоте выше или ниже резонансной частоты. При этом резонансная частота устанавливается в зависимости от выходного состояния, в особенности нагрузочного сопротивления на выходных выводах 51, 52, т.е. для того, чтобы при изменении сопротивления на выходе и в сварочной горелке 10, например, при появлении короткого замыкания, резонансная частота изменялась, при этом за счет выбора параметров источника 2 сварочного тока, в особенности резонансного контура 27, можно установить соответствующий диапазон частоты. В показанной на фиг. 4 частотной характеристике нанесена характеристика с минимальной резонансной частотой 55 и максимальной резонансной частотой 56. Минимальная резонансная частота возникает в том случае, когда между сварочной проволокой 13 и деталью 16 возникает короткое замыкание и тем самым омическое сопротивление 53 сводится к нулю. Максимальная резонансная частота устанавливается тогда, когда между сварочной проволокой и деталью 16 погасает дуга, так как тем самым омическое сопротивление 53 становится бесконечно большим.

В процессе работы источника 2 сварочного тока, т.е. в процессе сварочного процесса резонансная частота резонансного контура 27 может сдвигаться в пределах между обеими частотами ввиду различных нагрузок, причем для надежного режима работы рабочая точка 57, которая схематично нанесена на характеристиках, должна располагаться с одной стороны от резонансной частоты, в частности, выше резонансной частоты, так что на основе внешнего регулирования или управления от управляющего устройства 4 эта рабочая точка 57 может сдвигаться в соответствии с требуемой мощностью вдоль схематично показанной характеристики при сохранении значения резонансной частоты. За счет самых различных выходных состояний во время сварочного процесса устанавливаются также различные характеристики, которые находятся между минимальной резонансной частотой 55 и максимальной резонансной частотой 56. К тому же на схематично представленной диаграмме на оси абсцисс нанесена частота f, а на оси ординат нанесена передаточная функция G, причем передаточная функция G дает множитель энергии между выходным напряжением и входным напряжением, т.е., например, если передаточная функция G имеет значение 2, то это соответствует получению выходного напряжения, в два раза превышающего входное напряжение.

Однако при таком использовании резонансного контура 27 в источнике 2 сварочного тока следует обращать внимание на то, что при регулировании или управлении источником 2 сварочного тока рабочая точка 57 всегда должна сохранять свое положение на одной и той же стороне от резонансной частоты, т.е. выше или ниже резонансной частоты, так как, например, при переходе на другую сторону принцип регулирования или соответственно принцип управления становится обратным; т.е. при установлении рабочей точки 57 выше резонансной частоты, при изменении выходных условий, а также при изменении сопротивления потребителя и тем самым при изменении резонансной частоты она вновь должна располагаться выше новой резонансной частоты.

Если, как показано на чертеже, рабочая точка 57, например, при характеристике минимальной резонансной частоты 55 располагается выше этой резонансной частоты, то при быстром изменении выходных условий, в особенности при быстром изменении сопротивления, как при ликвидации короткого замыкания, возникает изменение резонансной частоты и тем самым характеристики, например, с переходом на максимальную резонансную частоту 56. При этом, как показано пунктирной линией, рабочая точка 57 перемещается на новую характеристику, а именно ниже резонансной частоты, следствием чего является изменение принципа управления.

Если, например, управляющее устройство 4 предпринимает снижение мощности, то в случае рабочей точки 57, лежащей выше резонансной частоты, необходимо произвести повышение частоты, чтобы рабочая точка 57 могла быть сдвинута вдоль спадающего участка характеристики, как видно для характеристики, соответствующей минимальной рабочей частоте 55.

Так как, как упомянуто выше, рабочая точка 57 за счет изменения выходных условий была смещена ниже резонансной частоты, как иллюстрируется характеристикой для максимальной рабочей частоты 56 пунктирной линией, за счет повышения резонансной частоты теперь реализуется повышение мощности, так как рабочая точка сдвигается, например, вдоль нарастающего участка характеристики для максимальной резонансной частоты 56, также на стороне ниже резонансной частоты, что может привести к неправильному функционированию источника 2 сварочного тока, а также к повреждению конструктивных элементов. Этот особый процесс следует учитывать в особенности при смене характеристики при переходе от более низкой частоты к более высокой частоте, так как в противном случае, а именно при переходе от более высокой частоты к более низкой частоте, как иллюстрируется пунктирными линиями, рабочая точка 57 сохраняет свое положение на той же стороне характеристики.

Чтобы подобное изменение стороны расположения рабочей точки 57 не могло произойти, применяется описанный ниже способ управления и/или регулирования, при котором обеспечивается то, что рабочая точка 57 при быстрых изменениях сопротивления потребителя, как это имеет место в сварочном процессе, всегда сохраняет свое положение на соответствующей установленной стороне характеристики, предпочтительно выше резонансной частоты. Это весьма затруднительно при применении источника 2 сварочного тока, так как могут возникать очень быстрые изменения выходных условий или изменения сопротивления, так что при использовании известных из уровня техники источников сварочного тока с резонансным контуром последние чаще всего возвращаются в исходное состояние, чтобы иметь возможность осуществить соответствующее управление или регулирование.

Чтобы смена рабочей точки 57 с переходом с одной стороны на другую сторону от резонансной частоты не могла произойти, для управления или регулирования источника 2 сварочного тока в качестве параметра регулирования или управления используется параметр состояния резонансного контура 27, в особенности характер протекания тока или характер изменения напряжения в резонансном контуре 27, например резонансный ток 58, как показано на фиг. 5-7. Разумеется, можно вместо резонансного тока 58 применять резонансное напряжение в резонансном контуре 27 для регулирования или управления, причем в этом случае характеристика сдвигается на 90°. Тем самым гарантируется, что при каждом изменении частоты резонансного контура 27 рабочая точка 57 соответствующим образом смещается, т.е. при изменении сопротивления, а также при изменении нагрузки производится управление или регулирование источника 2 сварочного тока по меньшей мере с резонансной частотой или выше резонансной частоты, и тем самым обеспечивается, что рабочая точка 57 не может переместиться на другую сторону от резонансной частоты, так что затем можно осуществить сдвиг рабочей точки 57 на корректную сторону мгновенной характеристики путем соответствующего повышения частоты или уменьшения частоты.

Чтобы иметь возможность более подробно описать регулирование или управление источником 2 сварочного тока, в частности настройку мостовой схемы 28 или ее переключающих элементов 32-35, на фиг. 5-7 представлены различные диаграммы регулирования или соответственно управления. При этом фиг. 5 иллюстрирует диаграммы регулирования или управления при постоянной резонансной частоте, а также при неизмененном выходном состоянии потребителя, фиг. 6 - при повышении резонансной частоты, которое проявляется, например, при размыкании короткого замыкания, увеличении длины дуги или при гашении дуги 15, а фиг.7 - при уменьшении резонансной частоты, которое проявляется, например, при возникновении короткого замыкания или уменьшении длины дуги. Представленные на чертежах процессы регулирования или управления возникают в источнике 2 сварочного тока неожиданно, так что в любой момент времени должно проводиться соответствующее регулирование или управление.

Управление и/или регулирование проводится в зависимости от множества параметров, причем на диаграммах, представленных на фиг.5-7, иллюстрируются параметры состояния, в особенности резонансный ток 58 резонансного контура 27, распознавание перехода 59 через нулевую точку управляющим устройством 4 или измерительным устройством 47, пилообразная характеристика 60 с параметрами управления “альфа” и “пи”, а также характеристики управления 61-64 переключающих элементов 32-35 и характеристика 65 напряжения мостовой схемы 28. Отдельные характеристики представлены на отдельных диаграммах синхронно во времени.

Для регулирования или управления в управляющем устройстве 4 имеется множество состояний переключения S1-S4 для мостовой схемы, в частности для ее переключающих элементов 32-35, которые вызываются в соответствии с имеющимися выходным условиями в источнике 2 сварочного тока, а также в сварочной горелке 10. Возможное протекание процессов при применении отдельных состояний переключения S1-S4 показано на фиг. 3 стрелками.

Сохраненные состояния переключения S1-S4 формируются и сохраняются в соответствии с показанной ниже таблицей, причем для состояния “вкл.” для переключающего элемента 32-35 последний активируется за счет соответствующего управления управляющим устройством 4. Кроме того, в приведенной ниже таблице показаны другие состояния переключения S5, S6, которые соответствуют другому примеру выполнения, иллюстрируемому на фиг. 8 и 9.

Определение для энергоснабжения соответствует тому, когда оно описывает подвод энергии в резонансный контур 27 источника 2 сварочного тока от источника 29 энергии через мостовую схему 28, как это представлено характеристикой 65 напряжения, т.е. при положительной фазе запуска и отрицательной фазе запуска от промежуточной цепи постоянного напряжения источника 2 сварочного тока, таким образом, от источника 29 энергии происходит протекание тока через переключающие элементы 32-35 в резонансном контуре 27 и тем самым в потребителе, в особенности в сварочной горелке 10, в противоположность чему при положительной или отрицательной фазе свободных колебаний не происходит энергоснабжения и соответственно протекания тока через переключающие элементы 32-35 мостовой схемы 28 от промежуточной цепи, но при этом цепь тока в резонансном контуре 27 сохраняется и в нем имеют место собственные колебания.

При этом в случае фаз запуска ток протекает через попарно активированные переключающие элементы 32 и 35 или 33 и 34, в противоположность этому при значении фазы свободных колебаний активируются переключающие элементы 32 и 34 или 33 и 35, и тем самым через переключающие элементы 32-35 резонансный контур 27 включается на общий потенциал.

В принципе следует упомянуть, что на основе возникающих в процессе переключения потерь мощности в конструктивных элементах переключающие элементы, например IGBT-транзисторы, непосредственно перед или после прохождения резонансным током 58 через нуль тока в резонансном контуре 27 переключаются согласно определенному управляющему сигналу “альфа”, соответственно пилообразной характеристике 60, в противоположность чему переключающие элементы 34 и 35, например MOSFET-транзисторы, переключаются согласно определенному управляющему сигналу, в частности фазовому углу “пи” резонансного тока 58 в резонансном контуре 27, т.е. протекание тока в резонансном контуре используется в качестве параметра управления или регулирования и тем самым источник 2 сварочного тока с резонансным контуром 21, в особенности последовательно-параллельным преобразователем, задействуется на резонансной частоте или выше резонансной частоты, таким образом, на собственной частоте или выше собственной частоты, без использования при этом внешнего параметра, с применением генераторов, как известно из уровня техники. Разумеется, можно использовать и другие транзисторы, или переключающие элементы 32 и 33 могут быть выполнены как MOSFET-транзисторы, а переключающие элементы 34 и 35 как IGBT-транзисторы.

Параметры управления или регулирования для управляющего устройства 4 для управления или регулирования мостовой схемы 28 образованы управляющими сигналами “альфа” и “пи” и переходом через нуль некоторого параметра состояния, в особенности резонансного тока 58 или резонансного напряжения, причем управляющий сигнал “альфа” предназначается для активации переключающих элементов 32 и 33 в области перехода тока через нуль, а управляющий сигнал “пи” - для активации переключающих элементов 34 и 35 в соответствии с определенным фазовым углом тока, протекающего через резонансный контур 27. Управляющие сигналы “альфа” и “пи” рассчитываются или определяются управляющим устройством 4 в соответствии с требуемой мощностью, так что соответствующая длительность импульса мостовой схемы 28 может быть образована за счет управления переключающими элементами 32-35, в противоположность чему управляющий сигнал перехода тока через нуль формируется синхронно с переходами через нуль резонансного тока 58.

Для формирования соответствующей длительности импульса для управления переключающими элементами 32-35 можно использовать различные способы. При этом управляющие сигналы “пи” и “альфа” переносятся на пилообразную функцию, согласно пилообразной характеристике 60 на фиг.5-7, или сравниваются с пилообразным сигналом 66, причем при появлении точки пересечения или при совпадении управляющего сигнала “пи” и “альфа” с пилообразным сигналом 66 производится соответствующее управление переключающими элементами 32-35. Чтобы можно быть осуществить синхронизацию пилообразного сигнала 66 с резонансной частотой резонансного контура 27, при каждом переходе резонансного тока 58 тока через нуль тока происходит новый запуск непрерывного или линейно нарастающего пилообразного сигнала 66.

Здесь следует упомянуть, что значения управляющих сигналов “альфа” и “пи” при максимальной длительности импульса, т.е. при максимальной выходной мощности, могут быть одинаковыми по величине, и тогда источник 2 сварочного тока приводится в действие с резонансной частотой, причем при незначительной выходной мощности значение управляющего сигнала “пи” меньше, чем “альфа”, вследствие чего либо оба управляющих сигнала вводятся одновременно, либо управляющий сигнал “пи” вводится перед управляющим сигналом “альфа”. Кроме того, возможно, что при работе источника 2 сварочного тока с резонансной частотой значения управляющих сигналов “пи” и “альфа” соответствуют длительности импульса резонансного тока, т.е. значения управляющих сигналов совпадают с максимально достижимым значением пилообразного сигнала 66, и поэтому переключающие элементы 32-35 активируются и соответственно деактивируются одновременно или непосредственно перед каждым переходом тока через нуль, что может быть реализовано на основе времен включения и управления. Длительность импульса определяется разностью обоих управляющих сигналов “пи” и “альфа”. Разумеется, также возможно, чтобы это сравнение или определение моментов времени включения и/или выключения для переключающих элементов 32-35 было реализовано а цифровой форме с помощью счетчика или с помощью простого расчета в управляющем устройстве 4.

Пилообразный сигнал 66 в приведенном примере выполнения может быть сформирован таким образом, что он в течение половины длительности периода резонансного тока 58, т.е. между двумя переходами тока через нуль, возрастает на установленное значение, посредством чего в течение полуволны или половины длительности периода резонансного тока 58 управляющим устройством 4 производится управление мостовой схемой 28, так как в нормальном режиме устанавливаются управляющие сигналы “пи” и “альфа”.

При этом ввиду различной длительности периода, а также ввиду различных резонансных частот резонансного контура 27 за счет различных выходных условий, может случиться, что длительность полуволны или половины периода, в течение которой пилообразный сигнал 66 должен нарастать до установленного значения, ввиду изменения резонансной частоты, изменяется, т.е., например, при изменении выходных условий изменяется резонансная частота источника 2 сварочного тока, причем это изменение выходных условий, в особенности изменение сопротивления потребителя, за счет возникновения короткого замыкания может вызвать действие дуги или гашение дуги, так что, например, длительность периода, особенно половина периода 67 резонансного тока 58 может сократиться или увеличиться, при этом пилообразный сигнал 66 не достигнет установленного значения или превысит его.

Тем самым, например, при увеличении резонансной частоты возможно, что пилообразный сигнал 66 не сможет достичь предварительно заданного значения, а уже в иной момент времени 68 прерывается и вновь запускается, как видно из фиг. 6, или при уменьшении резонансной частоты значение уже будет достигнуто или превышено, но все еще не произойдет переход тока через нуль, как показано на фиг.7 для момента времени 68.

Тем самым, например, согласно фиг.6, может случиться, что управляющие сигналы “пи” и “альфа” для управления переключающими элементами 32-35 окажутся вне заданного диапазона, т.е. пилообразный сигнал 66 перед достижением заданного значения управляющих сигналов “пи” и “альфа” прерывается и вновь запускается, так что управление переключающими элементами 32-35 в зависимости от управляющих сигналов “пи” и “альфа” уже невозможно, так как протекающий ток или резонансная частота изменились и поэтому синусоидальный резонансный ток 58, например, до достижения управляющих сигналов “пи” и “альфа” с положительной полуволны изменился на отрицательную полуволну или наоборот, причем, однако, переключающие элементы 32-35 еще управляются приложенной перед этим полуволной.

Это состояние управляющим устройством 4 распознается или контролируется таким образом, что управляющее устройство 4 определяет каждый переход через нуль резонансного тока 58, и управляющее устройство 4 после установления перехода тока через нуль проверяет, были ли уже активированы или нет управляющие сигналы “пи” и “альфа”, которые сравниваются с пилообразным сигналом 66, так что управляющее устройство 4 может установить, в какое положение переключения S1-S4 должны переключаться управляющие элементы 32-35.

Переключение между отдельными состояниями переключения S1-S4 происходит таким образом, что при стабильном нормальном режиме работы источника 2 сварочного тока без изменения частоты, согласно фиг.5, мостовая схема 28 переключается из состояния переключения S1 - положительная фаза запуска - в положение переключения S2 - положительная фаза свободных колебаний - и из него в положение переключения S3 - отрицательная фаза запуска - и, наконец, в положение переключения - отрицательная фаза свободных колебаний. Из состояния отрицательной фазы свободных колебаний осуществляется переключение в положительную фазу запуска, так что контур регулирования замыкается. Этот процесс осуществляется управляющим устройством 4 в том случае, когда имеет место стабильный режим работы мостовой схемы 28 выше резонансной частоты, согласно фиг.5, и тем самым полуширина 67 импульса между переходами тока через нуль сохраняется постоянной или приближенно равной.

Если, однако, имеет место случай, когда переход через нуль резона