ITRM990155A1 - Alimentatore elettrico a doppio stadio per saldatura ad arco. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

a corredo di una domanda di Brevetto d'Invenzione, avente per titolo:

"Alimentatore elettrico a doppio stadio per saldatura ad arco"

La presente invenzione si riferisce al settore degli alimentatori elettrici industriali e più particolarmente ad un alimentatore di energia elettrica per una operazione di saldatura ad arco, in cui una corrente di saldatura in c.c. viene fatta passare attraverso una bobina di blocco ad una stazione di saldatura oppure ad un interspazio di saldatura fra un elettrodo ed un pezzo in lavorazione.

La presente invenzione si riferisce ad un alimentatore di energia elettrica per saldatura ad arco che utilizza la tecnologia basata sugli invertitori, in cui la disposizione in sequenza di percorsi conduttori alternativi per mezzo di interruttori converte un allacciamento di tensione essenzialmente in c.c. in una tensione di uscita in c.c. attraverso l'uso di un trasformatore intermedio. Esempi rappresentativi di invertitori per saldatura ad arco sono illustrati nei brevetti statunitensi di Bilczo 4.897.522 ed a nome di Blankenship 5.351.175, i quali brevetti vengono citati a titolo di riferimento come informazioni relative ai precedenti storici in relazione agli invertitori usati in una applicazione di saldatura ad arco. La presente invenzione utilizza il concetto di pilotare l'invertitore per mezzo di una tensione fuori-linea monofase o trifase in modo tale che la tensione in c.a. venga convertita in una tensione di uscita in c.c.. Quando un invertitore viene usato per tale applicazione, è pratica alquanto comune quella di fornire un organo di controllo per la correzione del fattore di potenza, noto come controllore di PFC. Un esempio rappresentativo dell'uso della correzione del fattore di potenza in alimentatori di energia elettrica a commutazione del tipo basato su invertitori è illustrato nei brevetti statunitensi 4.677.366 a nome di Wilkinson e 5.146.398 a nome di Vila-Masot, i quali brevetti sono di carattere rappresentativo e vengono citati nella presente per evidenziare l'uso di un modulo di controllo di correzione del fattore di potenza in un alimentatore di energia elettrica collegato ad una sorgente di tensione in c.a..Molte disposizioni sono disponibili per la correzione del fattore di potenza e questi brevetti sono citati nella presente come informazioni relative ai precedenti storici e per mostrare la tecnologia generale per correggere il fattore di potenza mediante una variazione della sequenza di commutazione in un convertitore o un invertitore.

Nella preferita forma di realizzazione della invenzione, viene impiegata una topografia di sorgente di corrente ed invertitore a pieno ponte; tuttavia, l'invertitore della presente invenzione è basato generalmente su un invertitore come descritto nel brevetto statunitense 3.938.024 di Clarke, in cui è rappresentato un invertitore in controfase, basato su una sorgente di corrente pilotata in c.c.. Lo invertitore è illustrato come un invertitore da c.c. a c.a.; tuttavia, in accordo con l'invenzione, lo invertitore viene usato come un invertitore da c.a. a c.c. per rassomigliare ad un convertitore amplificatore alquanto convenzionale. Il brevetto statunitense 3.938.024 di Clarke è citato per riferimento nella presente allo scopo di illustrare uno dei diversi tipi di topografia di invertitori che possono essere usati in accordo con la presente invenzione. Di conseguenza, non è necessario ripetere i dettagli del funzionamento alquanto normale di un invertitore.

PRECEDENTI DELL'INVENZIONE

Gli invertitori o convertitori sono usati abitualmente come alimentatore di energia elettrica per una operazione di saldatura ad arco per generare una corrente di saldatura c.c. passante attraverso un interspazio di saldatura ad arco. Poiché l'uscita per la saldatura ad arco è generalmente una corrente continua e l'ingresso è spesso una tensione in corrente alternata, vi è difficoltà a mantenere un elevato fattore di potenza. L'invertitore non può operare da un intervallo continuo ed ampio di tensioni di ingresso. Il vantaggio principale di operare con un ampio intervallo di tensioni di ingresso è costituito dal fatto che la sorgente di energia elettrica sarà in grado di operare su tensioni di ingresso universali. Le convenzionali sorgenti di alimentazione di energia elettrica operano da una molteplicità di tensioni di ingresso utilizzando uno schema di riconnessione. Questo schema di riconnessione può essere effettuato manualmente o automaticamente. Il problema che si incontra con l'impiego di uno schema di riconnessione è costituito dal fatto che le macchine sono progettate per lavorare nel modo ottimale per una certa tensione di ingresso. Le prestazioni per l'operazione di saldatura diminuiranno quando la tensione di ingresso varia allontanandosi dal valore ottimale. Inoltre, non è realistico costruire una maCchina con uno schema di riconnessione che soddisfi tutte le esigenze di tensione in tutto il mondo. La capacità di operare da un intervallo continuo di tensioni di ingresso è un vantaggio per gli alimentatori di energia elettrica pilotati da un motore impiegati per la saldatura. Inoltre, la natura discontinua delle correnti di ingresso e di uscita crea la necessità di un sostanziale filtraggio, con risultanti costi e perdita di energia. In aggiunta, un invertitore presenta certi vincoli che non consentiranno un controllo accurato della corrente continua nell'interspazio di saldatura, a causa della necessità di un funzionamento controllato del trasformatore sul quale è basato l'invertitore. I vincoli di un alimentatore di energia elettrica basato su un invertitore per l'impiego in saldatura ad arco richiedono l'impiego di ulteriori componenti e necessitano di un compromesso fra le esigenze elettriche per l'operazione di saldatura e la tensione in c.a. di ingresso fuorilinea.

L'INVENZIONE

La presente invenzione concerne un alimentatore di energia elettrica che può essere usato per la saldatura ad arco, il quale alimentatore di energia elettrica permetterà di personalizzare la corrente continua di uscita, senza la necessità di corrispondenti compromessi sulla tensione alternata di ingresso monofase o trifase. La presente invenzione supera le limitazioni associate ad un invertitore che è specialmente adatto per l'uso come alimentatore di energia elettrica per saldatura ad arco. In accordo con la presente invenzione, l'alimentatore di energia elettrica per saldatura ad arco è un sistema elettrico a stadio duale o a due stadi per ricevere la tensione in c.a. variabile nell'ingresso ed una corrente di uscita di saldatura in c.c. ottimizzata e ben controllata .

In accordo con la presente invenzione, viene fornito un alimentatore di energia elettrica a doppio stadio per creare una corrente di saldatura c.c. attraverso un interspazio di saldatura ad arco, in cui l'alimentatore di energia elettrica comprende uno stadio invertitore di ingresso ed uno stadio chopper o interruttore ripetitivo di uscita. In accordo con la classica topografia, lo stadio dell'invertitore di ingresso presenta un trasformatore con un avvolgimento secondario di una prima polarità, un avvolgimento secondario di una seconda polarità ed un mezzo di avvolgimento primario per creare impulsi di corrente negli avvolgimenti secondari, mediante eccitazione selettiva dei mezzi che formano l'avvolgimento primario. L'alimentatore di energia elettrica a doppio stadio viene pilotato da una sorgente di tensione in c.a. raddrizzata su ambedue le semionde, la quale può provocare una corrente di ingresso variabile. Lo in-vertitore presenta un primo interruttore con uno stato di trasferimento per far passare corrente attraverso il mezzo di avvolgimento primario in modo da creare un impulso di corrente di una prima polarità nel primo avvolgimento secondario ed un secondo interruttore con uno stato di trasferimento per far passare corrente attraverso il mezzo di avvolgimento primario in modo da creare un impulso di corrente di una seconda polarità nel secondo avvolgimento secondario. In pratica, il primo ed il secondo interruttore possono includere ciascuno uno o più interruttori a scatto o abilitati simultaneamente. Nella preferita forma di realizzazione, una sorgente di corrente, un invertitore a pieno ponte viene usato in cui nessuna corrente fluisce attraverso l'avvolgimento primario quando il primo ed il secondo interruttore si trovano ambedue nello stato conduttore, vale a dire sono chiusi. Nell'invertitore a pieno ponte operante come sorgente di corrente, l'apertura di uno dei due interruttori provoca un flusso di corrente nello avvolgimento primario. Il senso del flusso è determinato dal particolare interruttore che si trova nello stato non conduttore. L'energia elettrica viene trasferita agli avvolgimenti secondari quando la corrente fluisce attraverso l'avvolgimento primario. In accordo con la classica tecnologia degli invertitori, gli av-volgimenti secondari sono collegati ad un raddrizzatore, in modo tale che gli impulsi di corrente negli avvolgimenti secondari producano una tensione in c.c. attraverso un condensatore di uscita dello invertitore .

Il secondo stadio del nuovo alimentatore di energia elettrica è uno stadio chopper o interruttore ripetitivo di uscita collegato attraverso il condensatore dello stadio invertitore e comprendente terminali di uscita collegati attraverso l'interspazio di saldatura fra l'elettrodo ed un pezzo in lavorazione in una stazione di saldatura. L'interruttore chopper comprende un terzo interruttore per abilitare la corrente di uscita dello stadio invertitore con elevata intensità controllata attraverso i terminali ed attraverso l'interspazio di saldatura. Mediante lo impiego di un modulatore di larghezza degli impulsi, in accordo con la pratica classica, la corrente continua di saldatura può essere mantenuta con la desiderata forma impulsiva oppure con un desiderato livello di tensione per controllare il procedimento di saldatura nella stazione di saldatura ad arco. In accordo con la topografia classica, l'interruttore chopper o interruttore ripetitivo comprende un induttore di uscita in uno dei due terminali fra il terzo interruttore e l'interspazio di saldatura in modo da mantenere il flusso della corrente fra gli impulsi di corrente attraverso il terzo interruttore. Un diodo ad oscillazione libera viene collegato attraverso i terminali fra il primo interruttore e l'induttore di uscita.

Attraverso la utilizzazione della presente invenzione, un modulatore in larghezza di impulso può controllare la abilitazione del terzo interruttore in uno stato conduttore per profilare accuratamente la corrente continua di saldatura che passa attraverso l'interspazio di saldatura definito dal pezzo in lavorazione e dall'elettrodo. In accordo con la invenzione, il controllo della corrente continua di uscita è isolato dalla tensione di ingresso in c.a., Pertanto, il modulatore in larghezza di impulso del chopper ottimizza l'operazione di saldatura e lo stadio invertitore ottimizza le caratteristiche di ingresso del sistema. In accordo con la presente invenzione, lo stadio invertitore, che è isolato dallo stadio dell'interruttore ripetitivo o chopper, può essere controllato con classici controllori commerciali, per esempio Isolated Boost PFC Preregulator Controller UCC3857 della Unitrode. Questo chip di controllo può essere usato per correggere il fattore di potenza nell'ingresso dello stadio invertitore separatamente dalle richieste di saldatura nell'uscita dello stadio chopper. La presente invenzione utilizza un invertitore operante come sorgente di corrente pilotato da una tensione in c.a. attraverso un induttore di ingresso sul lato di ingresso dell'invertitore. La sorgente di corrente può essere regolata dal controllore di correzione del fattore di potenza precedentemente identificato oppure da altri simili organi di controllo, che regolano il fattore di potenza dello invertitore nell'ingresso dell'invertitore per creare una tensione dì uscita in c.c. attraverso un condensatore. Questo condensatore di uscita forma lo allacciamento di ingresso o di c.c. dello interruttore ripetitivo del secondo stadio secondo la presente invenzione.

La presente invenzione implica la combinazione originale di uno stadio invertitore e di uno stadio interruttore ripetitivo o chopper collegati in serie in un alimentatore di energia elettrica per convertire una tensione in c.a. in una corrente di saldatura in c.c. regolata. L'originale alimentatore di energia elettrica può essere accuratamente controllato nella operazione di saldatura senza influenzare negativamente la ottimizzazione della tensione di ingresso in c.a.. La funzione di base dello stadio invertitore è quella di convertire la tensione alternata in una tensione del bus in c.c. attraverso un condensatore di uscita. La tensione sul bus viene regolata ad un livello inferiore a 113 volt per adattarsi alle esigenze di tensione di picco dell'IEC 60974-1. Lo stadio invertitore è un invertitore operante come sorgente di corrente generalmente basato su un invertitore descritto ed illustrato nel brevetto statunitense 3.938.024 di Clarke. Sebbene questo brevetto descriva un invertitore da c.c. a c.c., lo stesso invertitore può funzionare anche come invertitore da c.a. a c.c.. Come invertitore da c.a. a c.c., il funzionamento dell'invertitore rassomiglia a quello di un convenzionale convertitore intensificatore. Impiegando questo tipo di invertitore, un normale controllore di correzione del fattore di potenza può essere usato per controllare accuratamente il fattore di potenza della sorgente in c.a. nell'ingresso dello invertitore. La presente invenzione utilizza un invertitore operante come sorgente di corrente, mentre gli invertitori convenzionali sono normalmente invertitori operanti come sorgente di tensione. Essi sono alimentati con una tensione regolata nei terminali di ingresso dell'invertitore. Nella presente invenzione, la corrente attraverso l'induttore di ingresso è la corrente di ingresso attraverso l'invertitore. Un vantaggio derivante dall'impiego di un invertitore operante come sorgente di corrente è costituito dal fatto che la corrente di ingresso è facilmente programmabile e può intrinsecamente accettare un ampio intervallo di tensione di ingresso, come sperimentato negli alimentatori di energia elettrica per saldatura ad arco pilotati da motori e da altre sorgenti di tensione in c.a.. Tali invertitori operanti come sorgenti di corrente, ai quali si riferisce la presente invenzione, presentano una tensione di uscita che è inferiore alla tensione di ingresso, comportando così il vantaggio che l'invertitore può operare da elevate tensioni di ingresso per produrre basse tensioni di uscita, per esempio una tensione in c.c. inferiore a 113 volt attraverso il condensatore di uscita dello stadio invertitore. Tali invertitori forniscono un isolamento in modo tale che l'uscita dell'invertitore possa essere regolata su una tensione fissa, mentre l'ingresso può essere pilotato con elevato fattore di potenza. Di conseguenza, l'invenzione implica lo impiego di un invertitore operante come sorgente di corrente che può avere una varietà di topografie, per esempio una sorgente di corrente, un invertitore a pieno ponte (illustrato come preferita forma di realizzazione), una sorgente di corrente, un convertitore in controfase o push-pull (come mostrato nel brevetto 3.938.024 di Clarke) oppure un generatore di corrente, un doppio convertitore diretto, soltanto per nominare le topografie più comuni degli invertitori. L'invenzione implica la combinazione dello invertitore operante come sorgente o generatore di corrente con un interruttore chopper di secondo stadio di uscita che demoltiplica la tensione in c.c. per ottenere una corrente di saldatura in c.c. mediante l'impiego di un modulatore in larghezza di impulso. L'interruttore ripetitivo o chopper è un eccellente convertitore per applicazioni di saldatura ad alta corrente e bassa tensione. Poiché l'interruttore ripetitivo alimenterà una corrente di uscita continua attraverso un induttore, il modulatore in larghezza di impulso fornisce una eccellente regolazione della operazione di saldatura.

Grazie all'impiego della presente invenzione l'alimentatore di energia elettrica può operare da una tensione di ingresso continua largamente variabile senza che siano richieste delle riconnessioni meccaniche e senza subire alcuna degradazione delle prestazioni associate all'alimentatore di energia elettrica. L'invenzione permette di modellare la corrente di ingresso attraverso il controllo degli stati di conduzione sovrapposti per i dispositivi di commutazione, a cui viene fatto riferimento come "primo" interruttore e "secondo" interruttore. In un invertitore a pieno ponte operante come sorgente di corrente, la corrente salirà quando ambedue gli interruttori sono chiusi e attraverso l'avvolgimento primario non passa alcuna corrente. La corrente diminuirà quando soltanto un interruttore è chiuso. Il risultato è una forma d'onda di corrente havorsine continua. Perciò, si può mantenere un elevato fattore di potenza. In un invertitore in controfase operante come sorgente di corrente, quando ambedue gli interruttori sono conduttori, l'avvolgimento primario presenta un flusso di corrente in ambedue le direzioni, i quali flussi quindi si annullano l'uno con l'altro. La presente invenzione crea una minore interferenza elettromagnetica EMI e perciò richiede sostanzialmente una minore filtrazione.

Vi sono diversi invertitori operanti come sorgenti di corrente che possono essere usati in qualità di primo stadio della presente invenzione. Nella pre-ferita forma di realizzazione, viene usato un inver-titore a pieno ponte operante come sorgente di cor-rente; tuttavia, nella preferita forma di realizzazione della presente invenzione, potrebbero essere impiegati altri invertitori operanti come sorgenti di corrente, per esempio l'invertitore in controfase o push-pull sorgente di corrente rappresentato nel brevetto statunitense 3.938.024 di Clarke oppure un doppio invertitore diretto. In questi invertitori, la energia elettrica viene trasferita quando un interruttore è non-conduttore e la corrente fluisce attraverso una sezione degli avvolgimenti primari; tuttavia, quando ambedue gli interruttori sono conduttori, vi è un flusso di corrente in ambedue gli avvolgimenti primari, il quale non comporta trasferimento di energia elettrica, Altri stadi invertitori funzionerebbero adeguatamente come primo stadio sorgente di corrente del nuovo alimentatore di energia elettrica. In un invertitore a pieno ponte operante come sorgente di corrente, gli interruttori hanno un ciclo di lavoro minimo del 50%. Poiché gli interruttori sono usualmente conduttori o chiusi, essi vengono alternativamente aperti e quindi nuovamente chiusi per un funzionamento con flusso simmetrico nel trasformatore. Il funzionamento con flusso simmetrico nel trasformatore impedisce la saturazione del nucleo. Nella presente invenzione, il fattore di potenza sullo ingresso dell'invertitore può essere controllato attraverso una modificazione del ciclo di lavoro del primo e del secondo interruttore nell'invertitore. I cicli di lavoro vengono controllati con classici organi di controllo per fare in modo che la corrente di ingresso segua una forma d'onda di corrente sinusoidale che è in concordanza di fase con la tensione in c.a. di ingresso. Questa correzione del fattore di potenza viene eseguita attraverso la rivelazione della fase della tensione e della fase della corrente dello invertitore. Il modulatore in larghezza di impulso nello stadio invertitore dell'alimentatore di energia elettrica controlla gli interruttori in modo da forzare la fase della corrente di ingresso verso la fase della tensione in c.a. di ingresso. L'ampiezza della corrente di ingresso viene controllata in modo da mantenere una tensione di uscita in c.c. costante per lo stadio invertitore, la quale tensione di uscita o di barra è la tensione di ingresso in c.c. dello interruttore ripetitivo del secondo stadio. In accordo con un aspetto dell'invenzione, l'induttore di ingresso della sorgente di corrente viene magneticamente accoppiato ad un avvolgimento separato o ausiliario collegato al condensatore di uscita dello invertitore, attraverso un diodo, in modo tale che l'avvolgimento accoppiato agevoli l'avviamento e lo spegnimento. Se vi è una condizione di sovratensione, sovracorrente o spegnimento normale, tutti gli interruttori sono interdetti o aperti. Quando ciò accade, l'avvolgimento ausiliario permette all'induttore di ingresso di scaricarsi. L'avvolgimento accoppiato agevola le condizioni di sovratensione o di sovracorrente. Esso fornisce anche un percorso della corrente al condensatore di uscita durante l'avviamento dello invertitore. I dettagli dello avvolgimento ausiliario accoppiato saranno spiegati nella preferita forma di realizzazione. Lo avvolgimento ausiliario non è necessario nelle normali condizioni di funzionamento. Esso viene usato per le operazioni di avviamento e di spegnimento.

Attraverso l'uso della presente invenzione, l'alimentatore di energia elettrica per saldatura ad arco può avere una tensione di ingresso in c.a. monofase con un ampio intervallo di livelli di ingresso. L'impiego di una sorgente di ingresso in c.a. monofase permette di usare facilmente il normale controllore di correzione del fattore di potenza per lo stadio invertitore dell'’alimentatore elettrico. Nella presente invenzione può essere impiegata una tensione di ingresso in c.a. trifase. In questo caso, per ottenere i migliori risultati, deve essere impiegato un controllore di correzione del fattore di potenza a tre stadi in modo tale che ciascuna fase della tensione in c.a. di ingresso venga rivelata e confrontata con la corrente alternata o c.a. di ciascuna fase. Perciò, per ottenere la migliore possibile correzione del fattore di potenza quando si utilizza una tensione di ingresso in c.a. trifase, un invertitore separato viene usato in ciascuna fase.

Lo scopo principale della presente invenzione è quello di fornire un alimentatore di energia elettrica a doppio stadio per saldatura ad arco, il quale alimentatore di energia elettrica utilizzi un dispositivo di commutazione in ciascuno stadio, per cui l'alimentatore di energia elettrica può essere usato per controllare un procedimento di saldatura ad arco in c.c. senza effetto negativo sulla tensione di ingresso in c.a..

Un altro scopo della presente invenzione è quello di fornire un alimentatore di energia elettrica a due stadi, come precedentemente definito, il quale alimentatore di energia elettrica comprenda una combinazione di un dispositivo di commutazione realizzato come invertitore, in qualità di stadio di ingresso, ed un dispositivo di commutazione realizzato come chopper o interruttore ripetitivo, in qualità di stadio di uscita. Ambedue questi dispositivi di cornmutazione possono essere controllati da un modulatore in larghezza di impulso in conformità alla pratica classica; tuttavia, sono possibili anche altri schemi di controllo.

Ancora un altro scopo della presente invenzione è quello di fornire un alimentatore di energia elettrica a due stadi o a doppio stadio, come precedentemente definito, il quale alimentatore di energia elettrica possa mantenere una tensione in c.c. intermedia regolata per alimentare una corrente continua all'operazione di saldatura. Ciò fornisce un ampio intervallo di adattamento della tensione di ingresso.

Ancora un altro scopo della presente invenzione è quello di fornire un alimentatore di energia elettrica bistadio o a doppio stadio per saldatura ad arco, come precedentemente definito, il quale alimentatore di energia elettrica possa utilizzare un normale regolatore di correzione del fattore di potenza per l'invertitore di ingresso, in modo tale che il fattore di potenza della sorgente di ingresso in c.a. possa essere mantenuto relativamente alto.

Ancora un ulteriore scopo della presente invenzione consiste nel fornire un alimentatore di energia elettrica per saldatura ad arco a due stadi ovvero a doppio stadio, come precedentemente definito, il quale alimentatore di energia elettrica abbia uno stadio invertitore di ingresso operante come sorgente di corrente e consenta il controllo della corrente dello invertitore per controllare il fattore di potenza.

Questi ed altri scopi e vantaggi appariranno evidenti dalla seguente descrizione, presa insieme con i disegni allegati.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

La Figura 1 rappresenta uno schema a blocchi che illustra l'architettura di base dell'alimentatore di energia elettrica per saldatura ad arco a doppio stadio o con due stadi, secondo la presente invenzione;

la Figura 2 rappresenta uno schema di collegamento che mostra una prima preferita forma di realizzazione della presente invenzione che utilizza un invertitore a pieno ponte con un ingresso monofase;

la Figura 3 rappresenta uno schema dei collegamenti per illustrare una seconda preferita forma di realizzazione della presente invenzione che utilizza un invertitore a pieno ponte con un ingresso trifase;

la Figura 4 rappresenta uno schema a blocchi che illustra un controllore di correzione del fattore di potenza alquanto classico, usato per controllare il fattore di potenza dell'invertitore dello stadio di ingresso delle forme di realizzazione della invenzione illustrate nelle Figure 2 e 3;

le Figure 5 e 6 illustrano altri invertitori operanti come generatori di corrente da impiegare come preferite forme di realizzazione della presente invenzione; e

le Figure 7A e 7B mostrano uno schema dei collegamenti di una implementazione trifase della presente invenzione, in cui l'invertitore è modificato per controllare il fattore di potenza di ciascuna delle fasi che formano la sorgente di ingresso in c.a. dello stadio invertitore dell'alimentatore di energia elettrica.

PREFERITA FORMA DI REALIZZAZIONE

Con riferimento ora ai disegni, in cui le rappresentazioni hanno lo scopo di illustrare le preferite forme di realizzazione della presente invenzione e non lo scopo di limitarla, la Figura 1 rappresenta l'architettura generale dell'invenzione. Lo alimentatore di energia elettrica PS viene usato per controllare l'operazione di saldatura nella stazione di saldatura W nella forma dell'elettrodo 10, del pezzo in lavorazione 12 e dell'interspazio g dell'arco. In accordo con l'invenzione, l'alimentatore di energia elettrica comprende due stadi, vale a dire un invertitore A ed un chopper o interruttore ripetitivo B. Una sorgente di tensione di ingresso 20 in c.a. viene raddrizzata da un raddrizzatore a doppia semionda 22 per creare una corrente havorsine continua diretta attraverso l'induttore di ingresso 30 e perciò attraverso l'invertitore di isolamento A che presenta una tensione di uscita regolata e controllata attraverso il condensatore 32. La tensione sul bus o sulla barra per questo condensatore forma l'ingresso dello interruttore ripetitivo B. Durante il funzionamento, la tensione alternata della sorgente di ingresso 20 è diretta all'invertitore A, il quale è un dispositivo di commutazione per creare una tensione regolata che viene usata da un classico interruttore ripetitivo, in modo tale che la corrente di saldatura continua nella stazione W risulta controllata da un modulatore in larghezza di impulso. Questo alimentatore di energia elettrica con due stadi ovvero a doppio stadio utilizza una sorgente di tensione di ingresso ed una corrente di saldatura ad arco in c.c. di uscita. L'invertitore A isola la sorgente di tensione di ingresso in c.a. dalla stazione di saldatura, in modo tale che sia l'operazione di saldatura e sia la sorgente di ingresso possano essere ottimizzate.

Con riferimento ora alla Figura 2, lo alimentatore di energia elettrica PS della preferita forma di realizzazione dell'invenzione è rappresentato in maggiore dettaglio ed utilizza elementi descritti nella discussione della Figura 1 insieme con altri componenti che formano l'alimentatore di energia elettrica a doppio stadio o a stadio duale. L'invertitore A presenta "primi" interruttori 40, 42 e "secondi" interruttori 50, 52 che vengono resi selettivamente conduttori e non conduttori per pilotare un trasformatore avente un avvolgimento primario ovvero un mezzo 60 operante come avvolgimento primario, con un primo avvolgimento secondario di uscita 62 ed un secondo avvolgimento secondario di uscita 64. Gli avvolgimenti secondari sono di polarità opposta e sono accoppiati all'avvolgimento primario 60 attraverso un nucleo comune 66. I diodi raddrizzatori 70, 72 applicano impulsi di corrente dagli avvolgimenti 62, 64 al condensatore di uscita 32 per mezzo del terminale positivo 74 e del terminale negativo 76, il quale terminale negativo si trova nel punto intermedio fra gli avvolgimenti secondari 62, 64. Gli impulsi negli avvolgimenti 62, 64 caricano il condensatore 32 alla tensione desiderata. In pratica, questa tensione è inferiore a 113 volt in c.c.. Facendo ora riferimento al lato primario dell''invertitore A, la corrente dell'invertitore viene rivelata come una tensione attraverso la derivazione o shunt 80. Questa corrente rivelata è la somma della corrente che passa attraverso il "primo" interruttore quando il "secondo" interruttore è aperto, attraverso il "secondo" interruttore quando il "primo" interruttore è aperto ed attraverso ambedue gli interruttori, il "primo" ed il "secondo", quando ambedue gli interruttori sono chiusi o conduttori. Perciò, la corrente rivelata presenta la stessa forma d'onda ed una grandezza proporzionale in confronto con la corrente effettiva, la quale, in pratica, è la corrente che passa attraverso l'induttore di ingresso. Questa corrente effettiva dell'invertitore viene controllata in modo tale che il fattore di potenza della sorgente di ingresso 20 sia costretto ad avvicinarsi ad un valore unitario. Questa correzione del fattore di potenza viene eseguita da un controllore di correzione del fattore di potenza alquanto tradizionale (PFC) 100, rappresentato schematicamente ed in maggiore dettaglio nella Figura 4. Il controllore 100 comprende un ingresso 102 di forma d'onda di tensione rivelato sull'uscita positiva del raddrizzatore 22 a tutta onda. La grandezza della corrente viene rivelata come una tensione havorsine continua nei terminali 110, 112 collegati attraverso la derivazione o shunt 80. Perciò, la forma dell'onda della tensione in c.a. e la forma dell'onda della corrente effettiva, unitamente alla grandezza della corrente, sono dirette al controllore 100. La tensione che deve essere regolata attraverso il condensatore 32 viene rivelata dai terminali 120, 122, i quali terminali dirigono la tensione di uscita dell'invertitore A al controllore 100 per il confronto con una tensione di riferimento V0 sulla linea 124. Questa tensione di riferimento viene impostata ad un livello prestabilito. Il controllore 100 utilizza la forma d'onda della tensione sulla linea 102, la grandezza della corrente e la forma d'onda attraverso le linee 110 e 112, la tensione di uscita effettiva attraverso i terminali 120 e 122 e la tensione di riferimento o tensione nominale sulla linea 124 per creare impulsi di scatto o impulsi di abilitazione sulle linee 130, 132, 134 e 136. La sequenza e la durata degli impulsi in queste linee controllano la tensione attraverso il condensatore 32 e tentano di fornire un fattore di potenza unitario sull'ingresso dell'invertitore. Tale correzione del fattore di potenza, eseguita attraverso il controllore 100, porta la corrente nell'induttore 30 in concordanza di fase con la tensione in c.a. sulla sorgente di ingresso 20.

Lo stadio invertitore A è rappresentato come un invertitore operante come sorgente di corrente a pieno ponte. Quando il "primo" interruttore, comprendente gli interruttori 40 e 42, ed il "secondo" interruttore, comprendente gli interruttori 50 e 52, sono ambedue chiusi, la corrente presenta un andamento crescente attraverso l'induttore di ingresso 30 ed attraverso tutti gli interruttori. Durante questo tempo, nessuna corrente fluisce attraverso lo avvolgimento primario 60 o gli avvolgimenti secondari 62, 64. Quando il "secondo" interruttore è aperto e perciò non è conduttore, tutta la corrente viene diretta dall'induttore 30 attraverso il "primo" interruttore ed attraverso l'avvolgimento primario 60 in una prima direzione. Ciò produce un impulso di corrente in uno degli avvolgimenti secondari. Durante questo tempo, la corrente presenta un andamento decrescente attraverso l'induttore di ingresso 30. Il "secondo" interruttore viene quindi riportato al suo stato conduttore, per cui ambedue gli interruttori sono conduttori e la corrente presenta ancora un andamento crescente attraverso l'induttore di ingresso 30 ed attraverso tutti gli interruttori. Quindi, il "primo" interruttore viene aperto in modo da diventare non conduttore, cosa che provoca l'indirizzamento o instradamento della corrente dall'induttore 30 attraverso il "secondo" interruttore ed attraverso l'avvolgimento primario 60 in una seconda direzione. Ciò produce un impulso di corrente di polarità opposta nell'altro avvolgimento secondario. Alternando queste condizioni degli interruttori si instradano gli impulsi di corrente attraverso l'avvolgimento primario 60 in sensi opposti, cosa che provoca un funzionamento con flusso simmetrico del trasformatore. Gli impulsi di corrente alternata negli avvolgimenti secondari generano una tensione in c.c. attraverso il condensatore 32. L'impiego dell'induttore di ingresso 30 trasforma la sorgente di ingresso dello invertitore in una sorgente di corrente che può essere facilmente programmata. La corrente di ingresso viene controllata dal controllore 100 di correzione del fattore di potenza, il quale controlla accuratamente i periodi nei quali ambedue gli interruttori sono conduttori, così da fare in modo che la corrente di ingresso segua una forma d'onda sinusoidale in concordanza di fase con la tensione di ingresso.

Un classico chopper o interruttore ripetitivo B forma il secondo stadio dell'alimentatore di energia elettrica PS per saldatura ad arco a doppio stadio. Un "terzo" interruttore 200 instrada la corrente dal condensatore 32 attraverso l'induttore di uscita 202 attraverso la stazione di saldatura W o nello interspazio g. L'induttore mantiene una corrente continua, dato che l'interruttore 200 viene fatto funzionare da un modulatore in larghezza di impulso con una elevata frequenza superiore a circa 20 kHz. Quando il "terzo" interruttore non è conduttore, il diodo di oscillazione libera o di freewheel 204 devia la corrente attraverso l'induttore 202 in accordo con la classica tecnologia della saldatura. Il controllore 210 comprende un modulatore in larghezza di impulso 211 per controllare gli impulsi di abilitazione per lo interruttore 200, in accordo con la logica vigente sulla linea di uscita 213. In accordo con la pratica classica, un generatore di rampa o altro oscillatore 215 instrada gli impulsi di alta frequenza sulla linea 213, con un ciclo di lavoro determinato dal comparatore 220, il quale confronta la corrente che passa attraverso la derivazione o shunt 221, rivelata sotto forma di tensione attraverso le linee 212 e 214, con una corrente di riferimento, per esempio la tensione sulla linea 216. La tensione di riferimento Vr è regolabile per mezzo del reostato 218. Il chopper o interruttore ripetitivo funziona in accordo con la classica tecnologia dei chopper, con il ciclo di lavoro degli impulsi sulla linea 213 che controlla la corrente attraverso l'interspazio g. In questa maniera, lo stadio di uscita dell'interruttore ripetitivo nell'alimentatore di energia elettrica PS viene fatto funzionare nel modo ottimale, mentre l'invertitore A viene controllato per mantenere le desiderate caratteristiche della sorgente di c.a. di ingresso 20. Questo alimentatore di energia elettrica con due stadi o a doppio stadio offre vantaggi che non possono essere realizzati tramite un invertitore oppure un chopper, quando questi alimentatori di energia elettrica a commutazione vengono usati separatamente per la saldatura ad arco. Attraverso la riduzione della induttanza dell'induttore 202, il modulatore in larghezza di impulso può generare delle forme d'onda complesse per la corrente di saldatura attraverso l'interspazio g.

Le operazioni di avviamento e di spegnimento dell'alimentatore di energia elettrica PS vengono realizzate per mezzo di un avvolgimento ausiliario 220 magneticamente accoppiato per mezzo del nucleo 222 con l'induttore di ingresso 30. L'avvolgimento 220 comprende un terminale positivo 224 collegato a massa ed un diodo collegato al terminale positivo del condensatore di uscita 32. Durante l'avviamento, la tensione di uscita attraverso il condensatore e la sua tensione riflessa al primario sono ambedue zero. In assenza di una qualsiasi tensione riflessa, lo induttore di ingresso 30 non ha la capacità di essere magneticamente resettato o ripristinato. Ciò potrebbe portare alla saturazione dell'induttore ed al sovraccarico degli interruttori. L'avvolgimento ausiliario 220 fornisce il percorso di scarica necessario per l'induttore 30 durante l'avviamento. Quando il condensatore di uscita 32 è pienamente caricato, lo avvolgimento ausiliario 220 non conduce corrente. Allo spegnimento, tutti gli interruttori sono aperti o interdetti e l'induttore di ingresso 30 richiede una via di scarica. L'avvolgimento ausiliario 220 fornisce questo percorso di scarica al momento dello spegnimento.

Con riferimento ora alla Figura 3, lo alimentatore di energia elettrica PS' comprende componenti similmente numerati in confronto con quelli usati nell'alimentatore di energia elettrica PS; tuttavia, l'invertitore A' comprende una rete di ingresso trifase 300, 302 e 304, in modo tale che l'invertitore risulti pilotato da una sorgente di tensione in c.a. trifase. In accordo con questa modificazione della preferita forma di realizzazione, le sorgenti di tensione in c.a. 300, 302 e 304 sono fornite ciascuna di reti raddrizzatrici a doppia semionda 310, 312 e 314, rispettivamente. Il flusso della corrente attraverso l'induttore di ingresso 30 è ora una corrente raddrizzata su ambedue le semionde trifase. Una forma d'onda di tensione trifase raddrizzata viene rivelata dalla linea 102 e confrontata con la grandezza e con la forma d'onda della corrente dell'invertitore rivelata attraverso la derivazione 80 per mezzo delle linee 110 e 112. Quando si utilizza questo semplice invertitore trifase, il modulo di controllo 100 è ancora capace di controllare la tensione di uscita; tuttavia, esso non raggiunge lo stesso successo per fornire in pratica un fattore di potenza unitario per la separata sorgente di tensione di ingresso trifase. Per raggiungere tale obiettivo, ciascuna delle fasi deve avere singoli invertitori e disposizioni di rivelazione, come nella Figura 1. Un tale sistema trifase è schematicamente illustrato nelle Figure 7A e 7B e verrà discusso con riferimento a quella forma di realizzazione dell'invenzione.

In pratica, viene impiegato un controllore PFC No. UCC3857 della Unitrode. Questo modulo di controllo è alquanto classico ed è rappresentato schematicamente con riferimento allo stadio invertitore A della presente invenzione nella Figura 4. Il modulatore in larghezza di impulso 350 presenta un ingresso a denti di sega 352 che controlla la frequenza degli interruttori dell'invertitore in accordo con la tensione sulla linea 354. Il segnale di uscita del modulatore in larghezza di impulso controlla la rete di ribaltamento 360 che costituisce i circuiti di pilotaggio per creare gli impulsi di abilitazione o gli impulsi di scatto sulle linee 130, 132, 134 e 136. In questa forma di realizzazione del controllore, i cicli di lavoro dei successivi impulsi controllano il fattore di potenza della corrente nell'invertitore A ed anche la tensione sulla barra sul condensatore di uscita 32. L'amplificatore di isolamento 370 rivela la tensione sul condensatore di uscita ed instrada la tensione, come un segnale analogico, all'ingresso invertito dell'amplificatore di errore 372. L'altro ingresso dell'amplificatore 372 è la tensione dì uscita desiderata VQ indicata come un livello di tensione sulla linea 124. L'uscita dell'amplificatore di erro-re 372 è una tensione sulla linea 372a, la quale tensione viene combinata con la tensione della linea di uscita 380a del rivelatore quadratico medio 380 e della forma d'onda della tensione di ingresso che ap-pare sulla linea 102. Questa combinazione di segnali viene effettuata per mezzo di un moltiplicatore 382 che moltiplica i segnali sulle linee 102 e 372a. Il prodotto delle tensioni sulle linee 102 e 372a viene ridotto di una entità corrispondente alla grandezza della tensione sulla linea di uscita 380a, che è elevata al quadrato. La tensione sulla linea 382a dal moltiplicatore 382 viene instradata all'amplificatore di corrente 390 con la forma della corrente rivelata effettiva e con la grandezza sulle linee 110, 112. La uscita dell'amplificatore di corrente passa sulla linea 354, il livello di tensione della quale controlla il ciclo di lavoro del "primo" e del "secondo" interruttore nell'invertitore A per mantenere il fattore di potenza desiderato della sorgente di ingresso in c.a. 20. Altre disposizioni di controllo potrebbero essere usate per lo stadio invertitore della presente invenzione e la presente descrizione è di natura rappresentativa .

Nella Figura 5 è illustrato un altro invertitore A2 operante come sorgente di corrente, in cui l'invertitore è un invertitore in controfase operante come sorgente di corrente ed avente i componenti precedentemente descritti. Il mezzo operante come avvolgimento primario si presenta nella forma di due avvolgimenti primari separati 60a, 60b, ciascuno associato ad uno degli avvolgimenti secondari 62 e 64. Il "primo" interruttore è un interruttore singolo 400 ed il "secondo" interruttore è un interruttore singolo 402. Come precedentemente descritto, gli impulsi di corrente sono diretti dall'induttore di ingresso 30 attraverso l'avvolgimento 60a o l'avvolgimento 60b secondo lo stato conduttore degli interruttori 400 e 402. In maniera analoga, un invertitore doppio diretto A3 operante come sorgente di corrente può essere impiegato per formare l'invertitore sorgente di corrente, come rappresentato nella Figura 6. La corrente che passa attraverso l'induttore di ingresso 30 viene fatta passare attraverso gli avvolgimenti primari 60a e 60b dal "primo" interruttore nella forma dei due interruttori 410 e 412 ed un "secondo" interruttore nella forma di due interruttori separati 420 e 422. Gli invertitori A2 e A3 sono invertitori operanti come sorgenti di corrente che possono essere impiegati nella preferita forma di realizzazione, come illustrata nelle Figure 1, 2 e 3.

La Figura 3 illustra una topografia per pilotare lo stadio invertitore con le tre fasi 300, 302 e 304. Questa topografia incorpora una singola rete di commutazione per tutte le tre fasi. In pratica, può essere desiderabile avere una rete di commutazione separata per ciascuna fase. Un invertitore trifase A4 è illustrato nelle Figure 7A e 7B che debbono essere considerate insieme e mostrano l'invertitore A4, in cui ciascuna fase 20a, 20b e 20c comprende il suo proprio raddrizzatore a doppia semionda 22a, 22b e 22c con una rete di commutazione per l'avvolgimento primario illustrata come rete Aa, Ab e Ac. La sequenza di commutazione per ciascuna delle reti di commutazione separate viene controllata dal controllore 100a, il quale controllore è fondamentalmente costituito da componenti disposti in tandem come quelli usati nel controllore 100. La forma d'onda della tensione di ciascuna fase viene introdotta nel controllore 100a separatamente per ciascuna rete di commutazione mediante l'impiego di tre linee aggruppate insieme come complesso 102a. La corrente delle tre fasi viene rivelata attraverso le derivazioni 80a, 80b e 80c e viene diretta al controllore 100a attraverso i sei fili del complesso di connessione 110a. Il controllore 100a riceve anche un segnale indicativo della tensione in c.c. attraverso il condensatore di uscita 32. Le reti secondarie 500, 502 e 504 dirigono la corrente raddrizzata proveniente dalle singole reti di commutazione Aa, Ab e Ac ai terminali positivo e negativo 74 e 76, come precedentemente spiegato. Mediante l'impiego di questa topografia, il fattore di potenza per ciascuna delle tre fasi può essere accuratamente controllato in maniera simile allo invertitore A rappresentato nella Figura 2. Eccetto per le singole reti primaria e secondaria per ciascuna delle fasi nell'invertitore A4, il funzionamento dello alimentatore di energia elettrica per saldatura ad arco a due stadi o doppio stadio è identico alla precedente descrizione dell'invenzione. Il controllore 100a è il controllore del bus per controllare la tensione in c.c. sul bus di ingresso per il chopper B, la quale tensione in c.c. appare attraverso il condensatore di uscita 32.

Claims (39)

1. RIVENDICAZIONI 1. Alimentatore di energia elettrica a doppio stadio per generare una corrente di saldatura in c.c. attraverso un interspazio di saldatura ad arco, detto alimentatore di energia elettrica comprendendo uno stadio invertitore di ingresso con un trasformatore avente un avvolgimento secondario di prima polarità, un avvolgimento secondario di seconda polarità opposta ed un mezzo di avvolgimento primario per generare impulsi di corrente in detti avvolgimenti secondari, una sorgente di tensione in c.a. raddrizzata su doppia semionda, un primo interruttore avente uno stato di trasferimento per far passare corrente attraverso detto mezzo di avvolgimento primario per creare un impulso di corrente di una prima polarità in detto primo avvolgimento secondario, un secondo interruttore avente uno stato di trasferimento per far passare corrente attraverso detto mezzo ad avvolgimento primario per generare un impulso di corrente di una seconda polarità in detto secondo avvolgimento secondario, un mezzo raddrizzatore collegato a detti avvolgimenti secondari per raddrizzare detti impulsi di corrente in modo da produrre una tensione di uscita in c.c. di detto stadio invertitore attraverso un condensatore; ed uno stadio chopper o interruttore ripetitivo di uscita collegato attraverso detto condensatore e comprendente terminali di uscita collegati attraverso detto interspazio di saldatura ad arco, un terzo interruttore per abilitare detta corrente di uscita di detto stadio invertitore con frequenza controllata attraverso detti terminali ed attraverso detto interspazio di saldatura ad arco, un induttore di uscita in uno di detti terminali fra detto terzo interruttore e detto interspazio di saldatura ad arco ed un diodo ad oscillazione libera o free wheeling attraverso detti terminali fra detto terzo interruttore e detto induttore di uscita.
2. 2. Alimentatore di energia elettrica a doppio stadio secondo la rivendicazione 1, in cui detto mezzo ad avvolgimento primario è costituito da un singolo avvolgimento e detto primo interruttore permette il passaggio di un impulso di corrente attraverso detto singolo avvolgimento in una prima direzione quando esso si trova nello stato di trasferimento e detto secondo interruttore permette il passaggio di un impulso di corrente attraverso detto singolo avvolgimento in una seconda direzione opposta a detta prima direzione quando esso si trova nello stato di trasferimento.
3. 3. Alimentatore di energia elettrica a doppio stadio secondo la rivendicazione 2, in cui detto primo interruttore e detto secondo interruttore comprendono due interruttori.
4. 4. Alimentatore di energia elettrica a doppio stadio secondo la rivendicazione 1, in cui detto mezzo ad avvolgimento primario è costituito da un primo e da un secondo avvolgimento di ingresso di polarità opposta e detto primo interruttore permette il passaggio di un impulso di corrente attraverso detto primo avvolgimento di ingresso quando esso si trova nello stato di trasferimento e detto secondo interruttore permette il passaggio di un impulso di corrente attraverso detto secondo avvolgimento di ingresso quando esso si trova nello stato di trasferimento.
5. 5. Alimentatore di energia elettrica a doppio stadio secondo la rivendicazione 4, in cui detto primo interruttore e detto secondo interruttore comprendono due interruttori.
6. 6. Alimentatore di energia elettrica a doppio stadio secondo la rivendicazione 5, comprendente un induttore di ingresso in detto stadio invertitore fra detta sorgente di tensione in c.a. e detto trasformatore.
7. 7. Alimentatore di energia elettrica a doppio stadio secondo la rivendicazione 6, comprendente un induttore limitatore di corrente collegato fra detto condensatore e la massa e magneticamente accoppiato a detto induttore di ingresso con un mezzo a diodo raddrizzatore per consentire il flusso della corrente soltanto da detto induttore limitatore di corrente a detto condensatore.
8. 8. Alimentatore di energia elettrica a doppio stadio secondo la rivendicazione 4, comprendente un induttore di ingresso in detto stadio invertitore fra detta sorgente di tensione in c.a. e detto trasformatore .
9. 9. Alimentatore di energia elettrica a doppio stadio secondo la rivendicazione 6, comprendente un induttore limitatore di corrente collegato fra detto condensatore e la massa e magneticamente accoppiato a detto induttore di ingresso con un mezzo a diodo raddrizzatore per consentire il flusso di corrente soltanto da detto induttore limitatore di corrente a detto condensatore.
10. 10. Alimentatore di energia elettrica a doppio stadio secondo la rivendicazione 2, comprendente un induttore di ingresso in detto stadio invertitore fra detta sorgente di tensione in c.a. e detto trasformatore.
11. 11. Alimentatore di energia elettrica a doppio stadio secondo la rivendicazione 10, comprendente un induttore limitatore di corrente collegato fra detto condensatore e la massa e magneticamente accoppiato a detto induttore di ingresso con un mezzo a diodo raddrizzatore per consentire il flusso della corrente soltanto da detto induttore limitatore di corrente a detto condensatore.
12. 12. Alimentatore di energia elettrica a doppio stadio secondo la rivendicazione 1, comprendente un induttore di ingresso in detto stadio invertitore fra detta sorgente di tensione in c.a. e detto trasformatore
13. 13. Alimentatore di energia elettrica a doppio stadio secondo la rivendicazione 12, comprendente un induttore limitatore di corrente collegato fra detto condensatore e la massa e magneticamente accoppiato a detto induttore di ingresso con un mezzo a diodo raddrizzatore per consentire il flusso della corrente soltanto da detto induttore limitatore di corrente a detto condensatore.
14. 14. Alimentatore di energia elettrica a doppio stadio secondo la rivendicazione 4, comprendente un modulatore in larghezza di impulso per controllare il tempo dei successivi stati conduttori di detto terzo interruttore .
15. 15. Alimentatore di energia elettrica a doppio stadio secondo la rivendicazione 14, comprendente un mezzo per rivelare la corrente attraverso detto interspazio di saldatura ed un mezzo per regolare detto tempo di detto, stato conduttore di detto terzo interruttore in accordo con detta corrente rivelata.
16. 16..Alimentatore di energia elettrica a doppio stadio secondo la rivendicazione 14, comprendente un modulatore in larghezza di impulso per controllare simultaneamente detto primo e detto secondo interruttore .
17. 17. Alimentatore di energia elettrica a doppio stadio secondo la rivendicazione 2, comprendente un modulatore in larghezza di impulso per controllare il tempo dei successivi stati conduttori di detto terzo interruttore .
18. 18. Alimentatore di energia elettrica a doppio stadio secondo la rivendicazione 17, comprendente un mezzo per rivelare la corrente attraverso detto interspazio di saldatura ed un mezzo per regolare detto tempo di detto stato conduttore di detto terzo interruttore in accordo con detta corrente rivelata.
19. 19. Alimentatore di energia elettrica a doppio stadio secondo la rivendicazione 18, comprendente un modulatore in larghezza di impulso per controllare detto primo e detto secondo interruttore simultaneamente .
20. 20. Alimentatore di energia elettrica a doppio stadio secondo la rivendicazione 1, comprendente un modulatore in larghezza di impulso per controllare il tempo dei successivi stati conduttori di detto terzo interruttore.
21. 21. Alimentatore di energia elettrica a doppio stadio secondo la rivendicazione 20, comprendente mezzi per rivelare la corrente attraverso detto interspazio di saldatura e mezzi per regolare detto tempo di detto stato conduttore di detto terzo interruttore in accordo con detta corrente rivelata.
22. 22. Alimentatore di energia elettrica a doppio stadio secondo la rivendicazione 21, comprendente un modulatore in larghezza di impulso per controllare detto primo e detto secondo interruttore simultaneamente.
23. 23. Alimentatore di energia elettrica a doppio stadio secondo la rivendicazione 4, comprendente un modulatore in larghezza di impulso per controllare simultaneamente detto primo e detto secondo interruttore.
24. 24. Alimentatore di energia elettrica a doppio stadio secondo la rivendicazione 2, comprendente un modulatore in larghezza di impulso per controllare simultaneamente detto primo e detto secondo interruttore .
25. 25. Alimentatore di energia elettrica a doppio stadio secondo la rivendicazione 1, comprendente un modulatore in larghezza di impulso per controllare simultaneamente detto primo e detto secondo interruttore .
26. 26. Alimentatore di energia elettrica a doppio stadio secondo la rivendicazione 20, comprendente mezzi per rivelare la fase della tensione fornita da detta sorgente dì tensione in c.a. raddrizzata su doppia semionda, mezzi per rivelare la fase del flusso della corrente attraverso detto induttore di ingresso e mezzi per controllare lo stato di trasferimento di detto primo e di detto secondo interruttore in modo da spostare la fase di detta corrente verso la fase di detta tensione.
27. 27. Alimentatore di energia elettrica a doppio stadio secondo la rivendicazione 12, comprendente mezzi per rivelare la fase della tensione fornita da detta sorgente di tensione in c.a. raddrizzata su doppia semionda, mezzi per rivelare la fase del flusso della corrente attraverso detto induttore di ingresso e mezzi per controllare lo stato di trasferimento di detto primo e di detto secondo interruttore in modo da spostare la fase di detta corrente verso la fase di detta tensione.
28. 28. Alimentatore di energia elettrica a doppio stadio secondo la rivendicazione 10, comprendente mezzi per rivelare la fase della tensione fornita da detta sorgente di tensione in c.a. raddrizzata su doppia semionda, mezzi per rivelare la fase del flusso della corrente attraverso detto induttore di ingresso e mezzi per controllare lo stato di trasferimento di detto primo e di detto secondo interruttore in modo da spostare la fase di detta corrente verso la fase di detta tensione.
29. 29. Alimentatore di energia elettrica a doppio stadio secondo la rivendicazione 8, comprendente mezzi per rivelare la fase della tensione fornita da detta sorgente di tensione in c.a. raddrizzata su doppia semionda, mezzi per rivelare la fase della corrente che fluisce attraverso detto induttore di ingresso e mezzi per controllare lo stato di trasferimento di detto primo e di detto secondo interruttore in modo da spostare la fase di detta corrente verso la fase di detta tensione.
30. 30. Alimentatore di energia elettrica a doppio stadio secondo la rivendicazione 6, comprendente mezzi per rivelare la fase della tensione fornita da detta sorgente di tensione in c.a. raddrizzata su doppia semionda, mezzi per rivelare la fase della corrente che fluisce attraverso detto induttore di ingresso e mezzi per controllare lo stato di trasferimento di detto primo e di detto secondo interruttore in modo da spostare la fase di detta corrente verso la fase di detta tensione.
31. 31. Alimentatore di energia elettrica a doppio stadio secondo la rivendicazione 4, comprendente un modulatore in larghezza di impulso per controllare la abilitazione conduttrice di detto terzo interruttore.
32. 32. Alimentatore di energia elettrica a doppio stadio secondo la rivendicazione 2, comprendente un modulatore in larghezza di impulso per controllare la abilitazione conduttrice di detto terzo interruttore.
33. 33. Alimentatore di energia elettrica a doppio stadio secondo la rivendicazione 1, comprendente un modulatore in larghezza di impulso per controllare la abilitazione conduttrice di detto terzo interruttore.
34. 34. Alimentatore di energia elettrica a doppio stadio per generare una corrente di saldatura in c.c. attraverso un interspazio di saldatura ad arco, detto alimentatore di energia elettrica includendo una sorgente di tensione in c.a., un mezzo raddrizzatore per convertire detta tensione in c.a. in una prima tensione in c.c. sull'uscita di un raddrizzatore, uno stadio invertitore collegato a detta uscita del raddrizzatore attraverso un induttore di ingresso, detto stadio invertitore avendo mezzi per convertire detta tensione in c.c. in modo da fornire una seconda tensione in c.c. attraverso un condensatore; ed uno stadio chopper o interruttore ripetitivo per ridurre detta seconda tensione in c.c. su detto interspazio di saldatura.
35. 35. Alimentatore di energia elettrica a doppio stadio secondo la rivendicazione 34, comprendente mezzi per rivelare la corrente attraverso detto interspazio di saldatura e mezzi per regolare detta terza tensione in c.c. in accordo con detta corrente rivelata .
36. 36. Alimentatore di energia elettrica a doppio stadio secondo la rivendicazione 34, comprendente mezzi per rivelare la fase di detta tensione in c.a. e mezzi per regolare la corrente attraverso detto induttore verso detta seconda fase, detti mezzi di regolazione includendo mezzi per controllare detto stadio invertitore.
37. 37. Procedimento per generare una corrente di saldatura in c.c. attraverso un interspazio per saldatura ad arco per una sorgente di tensione in c.a., detto procedimento comprendendo le seguenti operazioni : (a) raddrizzare detta tensione in c.a. in modo da ottenere una prima tensione in c.c.; (b) far passare corrente attraverso un induttore come una corrente in c.c. havorsine continua tramite detta prima tensione in c.c.; (c) convertire detta corrente in c.c. havorsine continua, tramite un invertitore, in una tensione in c.c. costante attraverso un condensatore; e (d) interrompere in maniera ripetitiva (chopping) detta seconda tensione in c.c. quando essa viene applicata a detto interspazio di saldatura.
38. 38. Procedimento secondo la rivendicazione 37, comprendente l'operazione di: (e) correggere il fattore di potenza fra detta tensione in c.a. e detta corrente in c.c. havorsine continua.
39. 39. Alimentatore di energia elettrica a doppio stadio per generare una corrente di saldatura in c.c. attraverso un interspazio di saldatura ad arco, detto alimentatore di energia elettrica comprendendo uno stadio invertitore di ingresso con una sorgente di tensione in c.a. raddrizzata su doppia semionda ed un condensatore di uscita; ed uno stadio chopper o interruttore ripetitivo di uscita collegato attraverso detto condensatore e comprendente terminali di uscita collegati attraverso detto interspazio di saldatura ad arco, un interruttore per abilitare detta corrente di uscita di detto stadio invertitore con frequenza controllata attraverso detti terminali ed attraverso detto interspazio di saldatura ad arco, un induttore di uscita in uno di detti terminali fra detto interruttore e detto interspazio di saldatura ad arco ed un diodo ad oscillazione libera o free wheeling attraverso detti terminali fra detto interruttore e detto induttore di uscita.