<Desc/Clms Page number 1>
Circuits de commande.
Cette invention concerne un circuit de commande électro- nique et plus particulièrement un circuit,de commande de minute- rie pour l'emploi avec des'appareils de soudure par résistance.
Dans les appareils de soudure par résistance, on utilise souvent un circuit de commande de minuterie pour mesurer l'inter- valle de temps durant lequel le courant de soudure doit être fourni. Dans une telle commande de minuterie plusieurs parts.cula.- rités sont désirables. En tout premier lieu, il est désirable que la commande de minuterie soit capable de mesurer avec préci- sion tout intervalle de temps désiré par paliers de 'un cycle, dans une gamme de l'ordre de 1 à 30 cycles lors de l'emploi d'une source de tension alternative à 60 c/s. En outre, la commande doit être petite et compacte, contenir un nombre'minimum d'élé- ments; elle doit également être bon marché et relativement fruste, avec un faible coût d'entretien.
<Desc/Clms Page number 2>
Le but de l'invention est de fournir un circuit de mi- nuterie, nouveau et amélioré, qui satisfait à. ces exigences.
L'invention consiste essentiellement en un appareil de minuterie, spécialement pour la commande d'un dispositif de sou- dure par résistance, comprenant une impédance de sortie en série avec un appareil de commutation d'enclenchement connecta à une source de tension alternative, un appareil de commutation de déclenchementenparallèle avec la dite impédance de sortie et un circuit de minuterie commandé par le dit appareil d'enclenche- ment et destiné à fermer le dit appareil de commutation de dé- clenchement dans un intervalle de temps prédéterminé après la fermeture de l'appareil de commutation de l'enclenchement.
Les appareils employés comme commutateursd'enclenchement et de déclenchementantde préférence des lampes électrioues analo- gues au type à arc, comme des thyratrons.
L'invention fournit donc un circuit de commande de mi- nuterie, à utiliser avec une source de tension alternative, qui emploie cette tension d'alimentation dans le fonctionnement de la minuterie sans la convertir en une tension continue, ainsi que cela se faisait dans les dispositifs antérieurs. L'appareil n'utilise que deux lampes électriques et peut être employé pour le fonctionnement synchronisé d'un appareil de soudure par ré- sistance.
L'invention ressortira clairement de la description dé- taillée ci-dessous d'une de ses réalisations préférées, illus- trée à titre d'exemple dans le dessin annexé dont l'unique figure est le dessin schématique du circuit d'un appareil de soudure par résistance employant l'invention.
Comme le montre le dessin, le circuit d'alimentation de l'appareil comprend une paire de valves électriques principales, 1 et 3, semblables au type à arc et figurées par des thyratrons, montées inversement en série avec le primaire 5 d'un transforma- teur de soudure 7 aux bornes d'une paire de lignes d'alimenta- tion 9 et 11 recevant de l'énergie d'une source de tension alter-
<Desc/Clms Page number 3>
native 13. Une paire d'électrodes de soudure 15 et 17 ainsi que l'ouvrage 19 à souder sont connectés, en série au secondaire 21 du transformateur de soudure 7.
La première valve principale est commandée par un cir- cuit de minuterie tandis que la seconde valve principale est commandée par un dispositif dit "follow up" ou d'appoint. Jusqu'à la cathode 39 de la valve, le circuit de commande de la deuxième valve principale peut être suivi à partir de sa grille de comman- de 23, par résistance de grille 25, un condensateur 27 et une résistance 29 connectés en parallèle l'un à l'autre, le secon- daire 31 d'un transformateur auxiliaire 53,alimentépar les lignes 9 et 10 de fourniture de tension alternative, et le se- condaire 35 d'un transformateur d'appoint 37. Le transformateur auxiliaire 33 applique une tension alternative au circuit de commande de la deuxième valve principale 3, qui est déphasée de
180 degrés par rapport à la tension d'alimentation appliquée entre l'anode 41 et la cathode 39 de la lampe.
Pendant le demi- cycle de la tension d'alimentation durant lequel l'anode 41 est négative, le transformateur auxiliaire 33 rend la grille de commande 23 positive et le condensateur 27 est chargé par.le courant de grille de la valve 3. Pendant les demi-cycles de la tension d'alimentation durant lesquels l'anode 41 est positive, le transformateur auxiliaire rend la grille de commande 23 néga- tive et la charge du condensateur 27 atteinte durant le demi- cycle précédent, ajoutée à la tension du transformateur auxiliai- re, empêche normalement la valve 3 d'être rendue conductrice.
Toutefois, le primaire 43 du transformateur d'appoint 39 est connecté au primaire 5 du transformateur de soudure 7. En con- séquence, chaque fois que la première valve principale 1 est conductrice durant un demi-cycle, une tension est appliquée au circuit de commande de la deuxième valve principale 3 par le truchement du transformateur d'appoint 39 qui oblige la deuxième valve principale 3 à devenir conductrice durant le demi-cycle suivent.
<Desc/Clms Page number 4>
Le circuit de minuterie pour commander directement la première valve principale comprend un transformateur d'alimenta- tion 45 dont le primaire 47 reçoit de l'énergie des lignes 9 et 11 de fourniture de tension alternative. Une valve électrique 49 est connectée en série avec une résistance 51 et une résistance de sortie 52 aux bornes d'une partie du secondaire 55 du trans- formateur d'alimentation, entre l'extrémité supérieure et la prise intermédiaire 56. Cette valve 49 est de préférence d'un type semblable à la valve à arc, comme un thyratron, et est dé- signée ci-dessous comme une valve d'enclenchement.
Un redresseur 57, du type sec de préférence, un potentiomètre 59 et un conden- sateur de minuterie 61 sont connectés en série, leur ensemhle étant en parallèle avec les résistances 51 et 53. Par conséquente quand la valve d'enclenchement 49 est conductrice, du courant tend à circuler par les résistances 51 et 53, pour développer une tension à leurs bornes;, ainsi que par le redresseur 57, le potentiomètre 59 et le condensateur de minuterie 61, pour char- ger le condensateur de minuterie 61 à une vitesse déterminée par la position du potentiomètre 59. Comme ce sera expliqué ci-dessous, la tension aux bornes de la résistance de sortie 5 joue un rôle de commande dans le fonctionnement de la première valve principa- le.
Le circuit de commande de la valve d'enclenchement 49 peut être suivi depuis la grille de commande 63 de cette valve, par une résistance de grille 65, jusqu'à une prise intermédiaire 67 sur une autre résistance 69, et ensuite de l'extrémité supé- rieure de cette résistance 69 jusqu'à l'extrémité inférieure du secondaire 55 du transformateur d'alimentation 45. Le circuit de commande continue de la prise intermédiaire 56 sur le secondaire 55, par la résistance de sortie 53 et la résistance 51,jusqu'à la cathode 71 de la valve. L'extrémité inférieure de la résistance 69 est connectée, en série avec un condensateur 73, à la prise intermédiaire 56 sur le secondaire 55 du transformateur d'alimen-
<Desc/Clms Page number 5>
tation 45, par l'intermédiaire d'un contact 75, normalement ouvert, d'un relais 77.
Lorsque le contact 75 du relais est ou- vert, une tension alternative est appliquée dans le circuit de commande de la valve d'enclenchement 49, qui est déphasée de 180 degrés par rapport à la tension d'alimentation aux bornes de l'anode 79 et de la cathode 71 de la valve d'enclenchement, ce qui fait qu'elle demeure non conductrice. Lorsque le contact 75 du relais est fermé, cette tension alternative dans le cir- cuit de commande est décalée légèrement en phase, de 30 degrés approximativement, ce qui fait que la valve d'enclenchement 49 est rendue conductrice au début de chaque demi-cycle de la ten- sion d'alimentation'durant lequel l'anode 79 est positive.
Le circuit de commande de la première valve principale 1 peut être suivi depuis sa grille de commande 81, par une ré- sistance de grille 83, une autre résistance 85, une prise inter- médiaire 87 sur la résistance de sortie 53, l'extrémité infé- rieure de la résistance de sortie 53 jusqu'à la prise intermé- diaire 56 sur le secondaire 55 du transformateur d'alimentation 45 et ensuite d'une autre prise' intermédiaire 89 sur le secon- daire 55 jusqu'à la cathode 91 de la valve principale.
La partie du secondaire 55 du transformateur d'alimentation 45 dans le circuit de commande de la première valve principale 1 applique une tension alternative dans ce circuit de commande, qui tend à rendre la grille de commande 81 négative par rapport à la ca- thode 91 durant chaque demi-cycle de la tension d'alimentation durant lequel l'anode 93 est positive, tendant à maintenir non- conduct rice la première valve principale.
Une tension existe également aux bornes de la résistan- ce 85 dans le circuit de commande de la première valve princi- pale, qui est produite par le courant circulant dans la résis- tance 85 à partir d'un ensemble redresseur des deux alternances 95 qui reçoit de l'énergie d'un transformateur auxiliaire 97 dont le primaire 99 est connecté entre une prise médiane 101 sur
<Desc/Clms Page number 6>
le primaire 47 du transformateur d'alimentation 45 et le point de jonction 103 entre une résistance ajustable 105 et un con- densateur 107 connectés en série aux bornes des lignes 9 et 11 de fourniture de tension alternative.
Il en résulte que la ten- sion apparaissant aux bornes de la résistance 85 dans le circuit de commande de la premièrevalve principale prend la forme d'une tension alternative dont les deux alternances sont redressées, qui est inversée par rapport à la grille de commande 81. Cette tension redressée inversée est décalée en phase par rapport à la tension d'alimentation entre l'anode 93 et la cathode 91, d'une quantité déterminée par le réglage de la résistance variable 105.
La tension aux bornes de la résistance 85 tend par conséquent à rendre la grille de commande 81 de la première valve principale positive par rapport à la cathode 91 à un moment choisi à l'aven- ce, durent chaque demi-cycle de la tension documentation. Toute- .Lois, la tension alternative appliquée au circuit de commande à partir du secondaire 55 est suffisamment négative, quand l'anode 93 est positive par rapport à la cathode 91, pour empêcher que la première valve principale ne soit rendue conductrice. Lorsque l'anode 93 est négative, la première valve principale ne peut pasêtre conductrice, quelle que soit la tension de la grille de commande.
La distribution des tensions est%elle que l'anode 79 de la valve d'enclenchement 49 est positive durant le même demi- cycle que 1''anode 93 de la première valve principale 1. Quand le valve d'enclenchement 49 est conductrice dans chaque demi- cycle durant lequel son anode 79 est positive pour fournir du courant à la résistance de sortie 53, la tension aux bornes de la résistance de sortie 53 comprise dans le circuit de commande de la première valve principale s'oppose à la tension imprimée par le secondaire 55 du transformateur d'alimentation 45 et permet à. la tension aux bornes de la résistance 85 de rendre la première valve principale conductrice à un moment choisi préala- blement, dans chacune de ces demi-périodes.
Le moment est choisi
<Desc/Clms Page number 7>
ordinairement pour correspondre au facteur de puissance de la charge et fournit ainsi ce qui est connu comme un enclenchement synchronisé du courant de soudure.
Une autre valve électrique à décharge 109, semblable au type à arc, un thyratron de préférence, est mise en parallèle avec la résistance de sortie 53. Cette valve 109 est indiquée sous le nom de valve de déclenchement et, lorsqu'elle devient conductrice, court-circuite pratiquement la résistance de sortie 53, ce qui fait qu'une tension très faible est développée à ses bornes. Il en résulte que la tension de la. résistance de sortie 53 incluse dans le circuit de commande de la première valve prin- cipale est réduite de telle sorte que la première valve princi- pale 1 n'est pas rendue plus longtemps conductrice pendant les demi-cycles de la tension d'alimentation durant lesquels son anode est positive.
Le circuit de commande de la valve de déclenchement peut être suivi jusqu'à la cathode 115, à partir de sa grille de commande 111 et par une résistance de polarisation 113 et le condensateur de minuterie 61. One tension de polarisation est appliquée aux bornes de la résistance de polarisation 113 par une source appropriée 117 de tension continue; elle a une valeur et une polarité adéquates à maintenir la valve'de déclenchement '109 non-conductrice jusqu'à ce qu'une tension de charge, de valeur choisieà l'avance,existe aux bornes du condensateur de minuterie 61. Il s'ensuit que la lampe de déclenchement 109 est rendue conductrice un certain temps après que la valve d'enclen- chement 49 est devenue conductrice.
Pour assurer un minutage exact par paliers d'une pé- riode,la grille-écran 119 de la valve de déclenchement 109 est connectée par une résistance de grille 121 à la prise intermé- diaire 67 sur la résistance 69. La tension alternative,déphasée et appliquée entre la grille de commande et la cathode de la valve d'enclenchement 49 pour la rendre conductrice au début de cha- que demi-cycle durant lequel l'anode 79 est positive, est par
<Desc/Clms Page number 8>
conséquent également appliquée entre la grille-écran 119 et la cathode 115 de la valve de déclenchement 109.
Toutefois, la tension à. la. grille-écran 119 ne peut rendre conductrice la valve de déclenchement 109 tant que la tension aux bornes du condensateur de minuterie 61 est en-dessous de la valeur choisie à l'avance. Quand la tension aux bornes du condensateur de minu- terie 61 atteint la valeur choisie à l'avance, la valve de dé- clenchement 109 peut être rendue conductrice, mais seulement pendant la toute première partie du demi-cycle positif de la tension d'alimentation, pendant qu'est positive la tension entre la gril.le-écran 119 et la cathode 115. Cet arrangement assure un minutage exact par paliers d'une période complète.
Lors du fonctionnement de l'appareil, un interrupteur manuel est fermé tout d'abord,pour effectuer l'alimentation du relais 77 à partir des lignes 9 et 11 de fourniture de ten- sion. Pendant l'état antérieur denon-alimentation du relais 77, un second contact 127 de ce dernier complétait un circuit de dé- charge aux bornes du condensateur de minuterie 61, par l'inter- médiaire d'une résistance 125. Quand le relais 77 est alimenté,. le circuit de décharge est ouvert et la tension alternative appliquée entre la grille de commande et la cathode de la valve d'enclenchement 49 est décalée en phase de façon que la valve d'enclenchement soit rendue conductrice au début de chaque demi- cycle de la tension d'alimentation durant leouel son anode est positive.
Il en résulte que du courant traverse la résistance de sortie 53 à chacun de ces demi-cycles de telle sorte que la première valve principale 1 est rendue conductrice à un moment choisi à l'avance dans le demi-cycle qui est déterminé par le réglage de la résistance variable 105. Chaque fois que la pre- mière valve principale 1 devient conductrice, la deuxième valve principale ? est rendue conductrice durant le demi-cycle suivant pour que le courant passe dans le.transformateur de soudure dans les deux demi-périodes d'une période complète de la tension d'alimentation.
<Desc/Clms Page number 9>
Pendant que du courant traverse la. résistance de sortie pour rendre la première valve principale conductrice, un courant de charge circule également dans le condensateur de minuterie 61, à une vitesse déterminée par le réglage du potentiomètre 59.
Après un intervalle de temps choisi à l'avance, la tension de charge du condensateur 61 atteint la valeur choisie à l'avance et la valve de déclenchement 109 est rendue conductrice au début du demi-cycle suivant, durant lequel son anode est positi- ve. Quand la valve de déclenchement 109 devient conductrice, la résistance de sortie 53 est pratiquement court-circuitée et la première valve principale n'est pas rendue conductrice plus longtemps. Ainsi, du courant traverse le transformateur de sou- dure 7 pendant chaque demi-cycle d'un nombre choisi à l'avance de périodes de la tension d'alimentation. Pour amorcer une autre fourniture du courant de soudure, 1''interrupteur manuel 123 peut être ouvert et ensuite refermé suivant la décharge du condensa- teur de minuterie 61.
Le circuit décrit est particulièrement avantageux en ce qu'il évite des imprécisions de la minuterie qui pourraient résulter de changements de la tension d'alimentation,ou de différences dans les caractéristiques de lampes du même type.
Etant donné que le facteur de puissance le plus élevé auquel on s'attend à ce que le circuit soit employé dans la soudure par résistance est de l'ordre de 80%, ce qui correspond à un angle d.e phase de 37 degrés au moins, les valves d'enclenchement et de déclenchement peuvent être rendues conductrices à tout moment durant les 30 premiers degrés d'un demi-cycle et être encore'assez tôt pour fournir un minutage précis du courant de soudure.
C'est vrai parce que les pointes aiguës de tension aux bornes de ia résistance 85 dans le circuit de commande de la. première valve principale peuvent rendre la première valve principale conductrice seulement au moment choisi,à l'avance qui, pour un fonctionnement synchronisé, est réglé pour corres- pondre au facteur de puissance du circuit de charge, de sorte
<Desc/Clms Page number 10>
que la/valve d'enclenchement est déjà conductrice au moment de la crête de la tension.
Etant donné que les deux valves d'enclenche- ment et de déclenchement peuvent devenir conductrices dans une gamme de temps telle que les 30 premiers degrés d'un demi-cycle, une variation considérable de la. tension de la ligne ou de ca- ractéristiques de lampes de même type est tolérable sans qu'il en résulte une variation de la minuterie du courant de soudure.
Bien que le système décrit procure un fonctionnement synchronisé, il est manifeste que le circuit de minuterie peut également être employé avantageusement pour le fonctionnement non synchronisé. On a constaté que le circuit de minuterie peut être employé pratiquement dans tous les systèmes de soudure par résistance monophasés et qu'il en augmente considérablement les avantages. En outre, le circuit de minuterie peut avantageuse- ment être employé dans tout système où on désire avoir une ten- sion de commande produite dans chaque demi-cycle d'une tension alternative d'alimentation d'une polarité, pendant un intervalle de temps choisi à l'avance.
EMI10.1
R E V E X D I 1 A I 1 0 N S
1) Appareil de minuterie spécialement pour le commande d'un dispositif de soudure par résistance, caractérisé par une impédance de sortie en série avec un dispositif d'enclenchement connecté à une source de tension alternative, un dispositif de déclenchement en parallèle sur la dite impédance de sortie, et un circuit de minuterie commandé par le dispositif d'encl.enche- ment et destiné à fermer le dispositif de déclenchement dans un intervalle de temps prédéterminé, après la fermeture du dis- positif d'enclenchement.