DE2251568C3

DE2251568C3 - Überwachungsvorrichtung zur Verhinderung von Funkenüberschlägen in einer Hochspannungsanlage

Info

Publication number: DE2251568C3
Application number: DE2251568A
Authority: DE
Inventors: Franz Dipl.-Ing. Staad Braun; Peter Dipl.-Ing. St. Gallen Ribnitz
Original assignee: GEMA AG APPARATEBAU ST GALLEN (SCHWEIZ)
Current assignee: GEMA AG APPARATEBAU ST GALLEN (SCHWEIZ)
Priority date: 1971-10-28
Filing date: 1972-10-20
Publication date: 1978-06-29
Also published as: FR2158031B1; JPS4851218A; BR7207546D0; DE2251568B2; GB1383065A; SE380940B; FR2158031A1; CH532859A; DE2251568A1; ES408056A0; IT966770B; US3764883A; CA960294A; ES408056A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Überwachungsvorrichtung zur Verhinderung von Funkenüberschlägen in einer Hochspannungsanlage für Sprühelektroden, mit einer Hochfrequenzspannungsquelle und einem Hochspannungstransformator, d2ssen Sekundärwicklung über eine Hochspannungskaskade mit der Sprühelektrode verbunden ist.

Es ist in der Praxis allgemein bekannt, die Hochspannung an Sprühelektroden bei Einrichtungen zum Spritzlackieren derart zu überwachen, daß die Stromversorgung zur Sprühelektrode erst dann unterbrochen wird, wenn es beispielsweise durch zu starke Annäherung zwischen der Sprühelektrode und dem zu behandelnden Gegenstand bereits zu einem Funkenüberschlag gekommen ist. Eine große Gefahr liegt dann in einer möglichen Explosion der versprühten Pulverwolke. Außerdem wird durch jeden Überschlag die Oberfläche des aufgesprühten Überzugs verschlechtert Man versucht daher, die Überschläge möglichst energiearm zu machen, indem man eine Wechselspannung möglichst hoher Frequenz verwendet, damit der Hochspannungstransformator und die Kapazitäten in der Hochspannungskaskade klein gewählt werden können und dadurch wenig Energie speichern. Bei anderen Überwachungsvorrichtungen wird die Elektrodenspannung reduziert, sobald ein Überschlag auftritt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache Überwachungsvorrichtung zu schaffen, welche schon die Bildung von Funkenüberschlägen verhindert und nicht erst nach dem Auftreten von Funkenüberschlägen wirksam wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Hochfrequenzspannungsquelle über einen Leistungsverstärker, der ab einem vorbestimmten Wert seines Ausgangsstroms eine Strombegrenzung und eine abnehmende Ausgangsspannung aufweist, mit der Primärwicklung des Hochspannungstransformators verbunden ist und daß ein Komparator vorgesehen ist, dessen Eingänge mit dem Eingang bzw. dem Ausgang des Leistungsverstärkers verbunden sind, und welcher, falls die Ausgangsspannung des Verstärkers kleiner ist als seine Eingangsspannung, über eine Abschaltvorrichtung den Stromkreis zur Sprühelektrode unterbricht.

Hierdurch werden die sonst mit dem Auftreten von Funken verbundenen Risiken ausgeschaltet, daß einmal Explosionen der Pulverwolke stattfinden und zum anderen die Funken selbst die Oberfläche des aufgesprühten Überzugs qualitativ beeinträchtigen.

Ein Ausführungsbeispiel der Überwachungsvorrichtung wird im folgenden anhand der Figuren beispielsweise erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Schema der Überwachungsvorrichtung, wobei ein Teil blockschemamäßig, ein Teil komponentenmäßig dargestellt ist, und

F i g. 2 die Abhängigkeit der Ausgangsspannung des Leistungsverstärkers vom Ausgangsstrom bei konstanter Eingangsspannung.
Ein in Fig. 1 blockschemamäßig dargestellter, als Hochfrequenzspannungsquelle dienender Oszillator 1 erzeugt eine Wechselspannung mit einer Frequenz von 17 kHz mit einer konstanten Spannung von 12 V. Sein Ausgang ist mit dem ersten Anschluß eines ersten Potentiometers Äi, dessen zweiter Anschluß geerdet ist,

so verbunden. Der Schleifer des Potentiometers ist über einen zu einem Relais A gehörenden Ruhekontakt a mit dem Eingang eines Leistungsverstärkers 2 einerseits und mit der Anode einer ersten Diode Di andererseits verbunden. Der Leistungsverstärker 2 weist eine große Stromverstärkung auf; seine Spannungsverstärkung beträgt normalerweise ungefähr Eins. Die Ausgangsspannung U₃ entspricht bis zu einem vorbestimmten Ausgangsstrom la der Eingangsspannung U₀. Überschreitet der Ausgangsstrom h den Wert I₃, so nimmt die Ausgangsspannung U₃ ungefähr linear ab (F i g. 2) und beträgt 0 beim maximal möglichen Ausgangstrom I₃" (Kurzschluß). Der Ausgang des Verstärkers 2 ist mit der Primärwicklung eines Hochspannungstransformators 3 Und mit der Anode einer zweiten Diode Di

b5 verbunden. Die Sekundärwicklung des Hochspannungstransformators liegt am Eingang einer Hochspannungskaskade 4, welche eine Gleichspannung von ca. 70 kV an die Sprüelektrode 5 liefert.

Der erste Anschluß eines zweiten Potentiometers R₂ und ein Anschluß eines Kondensators Q, dessen anderer Anschluß geerdet ist, sind mit der Kathode der ersten Diode D_x verbunden. Der zweite Anschluß des Potentiometers R₂ ist über einen Widerstand R₃ geerdet. Der Schleifer des Potentiometers R2 ist am nichtinvertierenden, mit + bezeichneten Eingang eines Komparators 6 bekannter Art angeschlossen. Die Kathode der zweiten Diode D₂ ist mit dem invertierenden, mit — bezeichneten Eingang des Komparators 6 mit einem Anschluß eines geerdeten Kondensators C₂ verbunden. Die Basis eines Schalttransistors T ist über einen Widerstand A4 mit dem Komparatorausgang verbunden. Im Kollektrostromkreis des Transistors Tliegt ein Relais A.

Jm folgenden wird die Funktionsweise der Überwachungsvorrichtung beschrieben. Im Normalbetrieb, das heißt wenn der Ausgangsstrom /_a des Verstärkers kleiner ist als //, ist die Spannung U₂, welche der gleichgerichteten Ausgangsspannung U₃ entspricht und die am invertierenden Komparatoreingang angelegt ist, positiver als die Spannung U\ am nichtinvertierenden Komparatoreingang. Die Spannung U\ entspricht der gleichgerichteten Verstärkereingangsspannung U_a abgeschwächt durch die Kombination von Potentiometer R₂ und Widerstand Ri. Die Ausgangsspannung U₃ des Komparators 6 ist negativ, falls die am invertierenden Eingang angelegte Spannung U₂ positiver ist als jene am nichtinvertierenden Eingang. Der Schalttransistor ist daher im Normalzustand gesperrt, das Relais im Ruhezustand und der Ruhekontakt a geschlossen.

Bevor ein Funkenüberschlag an der Sprühelektrode 5 auftritt, beginnt der Elektrodenstrom und entsprechend auch der Strom in der Primärwicklung des Hochspannungstransformators, der ungefähr dem Ausgangsstrom /_a des Verstärkers entspricht, anzusteigen. Beim Überschreiten des Wertes I₃, der vom Verstärkeraufbau abhär.gt, beginnt die Ausgangsspannung U₁ und damit auch die Spannung U₂ zu sinken. Falls die Spannung U₂ negativer wird als die Spannung U], wird die Ausgangsspannung des Komparators positiv, der Transistor Γ leitet, das Relais A wird betätigt, und der Ruhekontakt a öffnet sich, so daß die Stromversorgung zur Sprühelektrode unterbrochen wird.

Mit Hilfe des Potentiometers R₂ und dem Widerstand Ri kann das Verhältnis von Verstärkerein- zur Verstärkerausgangsspannung, bei welchem die Überwachungsvorrichtung ansprechen soll, eingestellt werden. Der Widerstand R} dient dazu, zu verhindern, daß U₂ auf 0 reduziert werden kann. Dann könnte die Vorrichtung nämlich irrtümlicherweise völlig ausgeschaltet werden, so daß sie nicht einmal bei Funkenüberschlag ansprechen würde.

Mit Hilfe des Potentiometers R\ kann die Eingangsspannung U_c des Verstärkers und damit indirekt auch die Hochspannung der Sprühelektrode eingestellt werden. Ein Vorteil dieser Überwachungsvorrichtung ist, daß sie nicht vom eingestellten Wert der Eingangsspannung U_c sondern vom Verhältnis von Verstärkerein- zu Verstärkerausgangsspannung abhängig ist. Damit wird eine sichere Abschaltung erreicht, wenn die Sprühelektrodenspannung auf einen vorbestimmten Prozentsatz des Sollwertes abgesunken ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Überwachungsvorrichtung zur Verhinderung von Funkenüberschlägen in einer Hochspannungsanlage für Sprühelektroden, mit einer Hochfrequenzspannungsquelle und einem Hochspannungstransformator, dessen Sekundärwicklung über eine Hochspannungskaskade mit der Sprühelektrode verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochfrequenzspannungsquelle (1) über einen Leistungsverstärker (2), der ab einem vorbestimmten Wert seines Ausgangsstroms eine Strombegrenzung und eine abnehmende Ausgangsspannung aufweist, mit der Primärwicklung des Hochspannungstransformators (3) verbunden ist und daß ein Komparator (6) vorgesehen ist, dessen Eingänge mit dem Eingang bzw. dem Ausgang des Leistungsverstärkers (2) verbunden sind, und welcher, falls die Ausgangsspannung des Verstärkers (2) kleiner ist als die Eingangsspannung, über eine Abschaltvorrichtung den Stromkreis zur Sprühelektrode (5) unterbricht.

2. Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochfrequenzspannungsquelle (1) ein Oszillator mit einstellbarer Ausgangsspannung ist.

3. Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen je einem Eingang des !Comparators (6) und dem Eingang bzw. dem Ausgang des Verstärkers (2) je ein Gleichrichter angegordnet ist.

4. Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Verstärkereingangsspannung (U_e) zu Verstärkerausgangsspannung (Ua), bei welchem die Überwachungsvorrichtung unabhängig vom Wert der Verstärkereingangsspannung (U_e) anspricht, durch ein zwischen Verstärker- und Komparatoreingang ( + ) angeordnetes Potentiometer (R2) einstellbar ist.

5. Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschaltvorrichtung ein durch den Komparator (6) betätigbares Relais (A) ist, das einen zwischen der Hochfrequenzspannungsquelle (1) und dem Verstärker (2) angeordneten Schallkontakt ^aufweist.

6. Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromwert (I,'), bei welchem die Ausgangsstrombegrenzung einsetzt, durch Verändern von zwei Komponenten im Leistungsverstärker (2) einstellbar ist.