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. Steuervorrichtung für eine Widerstandsschweissvorrichtung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für eine Widerstandsschweissanlage, wobei antiparallel geschaltete, gas-oder dampfgefüllte Hauptentladungsröhren zur Speisung des Schweisstransformators durch Impulse gesteuert werden, die von zwei gas- oder dampfgefüllten Hilfsentladungs- röhren stammen, die auch durch Impulse gesteuert werden, die auf eine veränderliche, die Schweisszeit bestimmende Gleichspannung aufmoduliert sind.
Zwischen den Hilfsentladungsröhren und den Hauptentladungsröhren kann bekanntlich noch mindestens einezwischenstufe vorgesehen sein.
Bei Verwendung besonderer Schweisstransformatoren, vor allem derjenigen, deren Kern aus sogenanntem gerichtetem Blech besteht, können hinderliche Erscheinungen auftreten, wenn kein remanenter Magnetismus im Kern des Transformators vorhanden ist, d. h. bei der ersten Halbwelle, mit der die erste Hauptentladungsröhre die Primärwicklung des Transformators speist. Dies hat zur Folge, dass ein sehr hoher Einschaltstoss auftritt, wodurch der Transformator eine unzulässig hohe Temperatur annehmen kann, wenn mit verhältnismässig kurzen Zeitintervallen, insbesondere bei Nahtschweissen eingeschaltet wird. Ausserdem kann die betreffende Hauptentladungsröhre durch die grosse Stromstärke beschädigt werden.
Erfindungsgemäss können diese Nachteile dadurch behoben werden, dass dem Steuerkreis mindestens einer der Hilfsentladungsröhren, welche die zunächst wirksam werdende Hauptentladungsröhre steuert, zusätzlich Impulse zugeführt werden, die in bezug auf die zuerst genannten Steuerimpulse für diese Hilfsentladungsröhre nacheilen, während am Anfang einer Schweisszeit lediglich der erste der zuletzt genannten Steuerimpulse uber eine dritte Hilfsröhre abgeleitet wird, so dass lediglich der nacheilende Impuls die betreffende Hilfsentladungsröhre zünden kann.
Das Nacheilen wird im allgemeinen etwa 900 oder mehr betragen, wobei eine zu grosse Steigerung der Stromstärke durch die Primärwicklung des Transformators verhütet wird.
Die Erfindung wird an Hand beiliegender, schematischer Figuren beispielsweise näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Steuervorrichtung nach der Erfindung und an Hand der Fig. 2 wird deren Wirkungsweise näher erörtert.
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in den Anodenkreisen die Zündspannungen für die nicht dargestellten Thyratrons oder Ignitrons zur Speisung der Primärwicklung des Schweisstransformators.
Die Zündspannung für die Röhren B1 und B2 wird aus dem gesättigten Transformator T erhalten, der Nadelimpulse liefert und der aus einer Phasendrehungsbrücke 1 gespeist wird, durch welche der Zündaugenblick der Hilfsröhren geregelt werden kann. Die negative Vorspannung für die Röhren B1 und B wird von einem Kondensator C2 abgeleitet, der durch den Gleichrichter 2 gespeist wird und der in Reihe mit einer veränderlichengleichspannung 3 z. B. in Form einer Rechteckspannung verbunden ist. Diese Rechteckspannung 3 ist positiv in bezug auf das Gitter der Röhren B1 und B während der Schweisszeit (x Perioden) und z.
B. gleich Null während der Pausezeit (y Perioden), wodurch die von T stammenden Impulse während der Schweisszeit die Röhren Bl und B2 zünden können, während diese während der Pausezeit gesperrt bleiben.
Es wird angenommen, dass B1 die Zündung während der ersten, der dritten usw. Halbperiode und B2 diese für die zweite, die vierte usw. Halbperiode des Schweissstroms herbeiführt.
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brücke 4 gespeist wird, in der Weise, dass die sekundären Nadelimpulse in bezug auf die Nadelimpulse der
Sekundärwicklungen des Transformators Tl nacheilen.
Parallel zur Sekundärwicklung des Transformators T, in dem Steuerkreis der Röhre B1 ist eine dritte
Hilfsröhre B angeschlossen, die derart gesteuert wird. dass der erste Nadelimpuls am Anfang einer Schweiss- periode kurzgeschlossen wird. Die Röhre Bs ist vorzugsweise eine Hochvakuumröhre, da diese auch bei einer niedrigen Spannung, z. B. weniger als 20 V, leitend sein kann.
Das Verfahren ist folgendes :
Eine zweite Rechteckspannung 5, deren positive Front zeitgemäss mit der positiven Front der Recht- eckspannung 3 zusammenfällt, ist in Reihe mit einer positiven Vorspannung eines Kondensators Ci und einesRC-Kreises R, C im Steuerkreis der Röhre B enthalten. Der Kondensator Cl wird aus einem Gleichrichter 6 gespeist. Die positive Spannung 5 überschreitet die Spannung von Cl, beide Spannungen sind mit entgegengesetzter Polarität in dem Kreis wirksam.
Sobald die positive Rechteckspannung 3 auftritt, könnte die Entladungsröhre Bl durch den positiven Nadelimpuls an der linken Sekundärwicklung des Transformators tel zünden. Dies wird jedoch durch die Hilfsröhre Bs verhütet, welche diese Spannung sperrt, da die Röhre Bs in diesem Augenblick infolge der positiven Vorspannung am Kondensator C leitend ist. Die positive Rechteckspannung 5, die, wie bereits gesagt, grösser ist als die Spannung am Kondensator C, überwiegt erst nach einer gewissen Verzögerungszeit infolge der Zeitkonstante des RC.-Glieds.
Diese Verzögerungszeit ist so gewählt, dass die Hilfsröhre Bs innerhalb einer Halbperiode und in bestimmten Fällen innerhalb einer ganzen Periode infolge der überwiegenden negativen Spannung von 5 gesperrt wird.
Die Röhre B1 wird somit durch den nacheilenden Impuls zunächst in einem solchen Augenblick gezündet, dass ein unzulässig hoher Stromstoss durch die Primärwicklung des Schweisstransformators vermieden wird. Bei den weiteren Zündungen der Röhren B2 und B während des üblichen Schweissvorganges wird der Augenblick dieser Zündungen durch die Spannungsimpulse der Sekundärwicklungen des Transformators T bedingt, da die Röhre Bs bis zum Ende der Schweisszeit durch die gegen die Kathode positive Rechteckspannung 5 gesperrt wird. Während der aufeinanderfolgendenHalbperioden einer Schweisse ist remanenter Magnetismus im Kemdes Schweisstransformators vorhanden, so dass der vorerwähnte Nachteil nicht auftritt.
An Hand der Fig. 2 wird die Wirkungsweise der Einrichtung nach Fig. 1 näher erörtert.
Die zwischen Null und einem positiven Wert veränderliche Rechteckspannung 3 ist auch mit 3 bezeichnet ; auf diese sind die Nadelimpulse 7 der linken Sekundärwicklung des Transformators T. und die der Sekundärwicklung des Transformators Tz aufmoduliert, welche Spannungen nacheilen und mit 8 bezeichnet sind. Die positive Vorspannung des Kondensators Cl ist auch mit C. bezeichnet vor dem Anfang der Schweisszeit x. In dem Augenblick, in dem die positive Rechteckspannung 3 auftritt, wird auch die Rechteckspannung 5 positiv, aber überwiegt erst infolge derZeitkonstante RCg nach z. B. einer Halbperiode 13 der Wechselspannung, was durch die Linie 9 angedeutet ist.
In dem Augenblick, in dem der erste Impuls 7 auftritt, hat die Röhre B somit eine positive Vorspannung, so dass dieser Impuls über sie abgeleitet wird. Die Röhre B wird somit durch den Impuls 8 gezündet, u. zw. in einem Zeitpunkt, der etwa 900 später als der Anfang der positiven Halbwelle 13 liegt. Beim Auftreten des zweiten Impulses 7 ist die Röhre Bs gesperrt, so dass eine übliche Zündung der Röhre B, stattfinden kann, was im oberen Diagramm der Fig. 2 veranschaulicht ist. Der zweite Impuls 8 hat keinen Einfluss mehr. Am Ende der Schweisszeit x
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nie 10 angedeutet ist.
Um sicherzustellen, dass bei einer kurzen Pausezeit von z. B. einer Periode die Hilfsröhre B vor dem Ende der Pausezeit wieder hinreichend leitend ist, ist es empfehlenswert, den Widerstand R durch einen Gleichrichter 11 nach Fig. 1 zu überbrücken, so dass die Gitterspannung der Röhre B mit einer bedeutend kürzeren Zeitverzögerung wieder positiv wird, was in Fig. 2 durch die gestrichelte Linie 12 angedeutet ist.
Das Nacheilen der Impulse 8 in bezug auf die Impulse 7 ist einstellbar. Der Zeitunterschied kann bei sins späteren Zündung durch die Impulse 7 verringert werden, aber die Impulse 8 werden nach wie vor nacheilen, was durch eine Kopplung zwischen den Phasendrehungsbrücken 1 und 4 bewerkstelligt werden kann.
Bei der vorstehend gegebenen Beschreibung wurde davon ausgegangen, dass durch eine an sich bekann-
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te Massnahme stets die Hilfsröhre B zunächst gezündet wird. Wird diese Massnahme aus irgendeinem Grunde unerwünscht erachtet, so kann z. B. eine zweite Sekundärwicklung des Transformators T2 zwischen der rechten Sekundärwicklung von T, und dem Gitter der Röhre B2 vorgesehen werden, welche Wicklung auch nacheilende Impulse 8 liefert.
Die zweite Röhre B, die aus dem gleichen Kreis gesteuert wird, kann in diesem Falle parallel zu der rechten Sekundärwicklung von T zum Kurzschliessen der Zündimpulse 7 angeschlossen sein, wodurch es einerlei ist, ob die Röhre Bi oder die Röhre B2 als erste zündet.
In diesem Falle müssen die Hilfsröhren Bs praktisch innerhalb einer Halbperiode der Wechselspannung gesperrt werden, um die Zündung der zweiten Röhre durch den Impuls 7 stattfinden zu lassen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Steuervorrichtung für eine Widerstandsschweissanlage, wobei antiparallel geschaltete, gas-oder dampfgefüllte Hauptentladungsröhren zur Speisung des Schweisstransformators durch Impulse gesteuert werden, die von zwei gas-oder dampfgefüllten Hilfsentladungsröhren stammen, die auch durch Impulse gesteuert werden, die auf eine veränderliche Gleichspannung aufmoduliert sind, welche die Schweisszeit bedingt, dadurch gekennzeichnet, dass dem Steuerkreis mindestens einer der Hilfsentladungsröhren, welche die erste wirksam werdende Hauptentladungsröhre steuert, ausserdem Impulse zugeführt werden, die in bezug auf die zuerst genannten Steuerimpulse für diese Hilfsentladungsröhre nacheilen,
während am Anfang einer Schweisszeit lediglich der erste der zuletzt genannten Steuerimpulse über eine dritte Hilfsröhre abgeleitet wird, so dass lediglich der nacheilende Impuls die betreffende Hilfsentladungsröhre zünden kann.