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PERFEX:TI NN1!!rs AUX EqJIPF.J#NTS LIKITATEURS DE DUREE D'UNE OPERATION.
La présente invention est relative à des perfectionnements, change- ments et additions à celle, objet du brevet principal et concerne des circuits perfectionnée de contrôle, à valves électriques, destinée à transférer de l'énergie à un circuit de charge, conformément à des condi- tions prédéterminées de courant.
L'application des circuits de contrôle à valves électriques à des procédés industriels, tels que la soudure par résistance, a fait sentir
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le besoin de circuits perfectionnés de contrôle pour alimenter la charge avec une forme prédéterminée de courant et, en particulier, de circuits perfectionnés doués d'une plus grande souplesse par rapport aux varia- tions de courant qui peuvent se produire pendant divers intervalles de temps ou entre divers éléments de l'appareil. Il est également avanta- geux d'augmenter la souplesse de l'appareil par rapport aux diverses formes de variations de courants pour lesquels le système peut être rè- glé, afin d'augmenter le nombre d'applications auxquelles l'équipement peut être adapté.
Conformément à l'invention, on dispose d'un système qui comporte des moyens pour choisir un certain nombre de formes ou de caractéristi- ques de courants, et qui permet de règler le système pour contrôler indé- pendamment les valeurs des courants fournis au circuit de charge, pen- dant diverses périodes, parmi les formes choisies de courant; ce système permet en outre de commander indépendamment la valeur des variations de courent d'une valeur à une autre, pendant les diverses/périodes.
L'invention concerne donc un nouveau système de contrôle à valves électriques, permettant d'alimenter un circuit de charge, conformément à l'une des formes, ou caractéristiques, choisies de courant, parmi un certain nombre de ces formes. Cette forme, ou caractéristique, peut être choisie à l'avance et l'on peut règler indépendamment la valeur de la variation du courant, et la longueur de la durée des diverses parties de ces variations. L'invention sera expliquée notamment à propos d'un système nouveau et perfectionné de soudure par résistance, qui peut être facilement règlé pour adapter le système à une grande variété de travaux, suivant la nature ou les dimensions des pièces.
Conformément à une réalisation de l'invention, représentée sur les dessins, un transformateur de soudure est alimenté par un circuit à cou- rant alternatif, au moyen de valves électriques du type à électrode immergée d'allumage, connectées en parallèle, en sens inverse. Les pério- des pendant lesquelles le transformateur de soudure est alimenté sont déterminées par un dispositif à interrupteur, connecté en circuit avec les électrodes d'allumage et commandé par des moyens temporisateurs, pour fermer le circuit ces dites électroaes et des valves de contrôle,
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aux moments pendant lesquels du courant doit être fourni au circuit de charge.
Le valeur du courant fourni au transformateur de soudure est con- tr8lée par le contrôle de la phase des valves électriques, ce qui est effectué au moyen de tensions de polarisation appliquées sur les électro- des de commande de deux valves de contrôle, ces tensions étant modifiées suivant les variations de la valeur du courait, (parmi les formes choi- sies pour ce courant) qui doit être fourni au transformateur de soudure.
La tension de polarisation est une tension variable existant entre un point de référence et une borne d'un condensateur, ayant des circuits de charge qui sont modifiés en divers points du temps de la soudure, afin de réaliser les diverses sortes de variations de courant désirées, pendant divers intervalles de temps, pendant le passade du courant, ou bien, pour d'autres formes de courants, la tension de polarisation reste constante pendant une partie du temps et est appliquée brusquement à une seconde valve, suivant le règlage d'une prise variable sur un diviseur de tension contrôlé par un aispositif temporisa teur.
La charge du condensateur est aussi utilisée pour déterminer la durée de certains de ces intervalles en coopération avec d'autres dispo- sitifs de commande à valves électriques et d'interrupteurs électromagné- tique s.
D'une manière générale, le système de l'invention envisage un cycle de courants qui peut comprendre une période de préchauffage, une période de soudure, une période d'arrêt, et une période finale de chauffage, dans lesquelles la valeur initiale et la durée du courant de préchauffa- ge, la valeur et la durée du courant de soudure, la durée de la période d'arrêt et la valeur et la durée du chauffage final sont toutes indé- pendamment réglables.
Le système prévoit aussi une variation graduelle de la valeur du courant, soit en augmentant, soit en diminuant, pendant chacune des pé- riodes de préchauffage ou de chauffage final. En manoeuvrant sélective- ment certains interrupteurs µ main, il est possible de modifier les ca- ractéristiques de telle sorte que la valeur du courent pendant chacune des périodes soit constante, et de diminue: la période de coupure
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jusqu'à être nulle, ai on le désire.
Dans ce qui précède, on a parlé de périodes de préchauffage, de sou- dure, de coupure, et de chauffage final. Dans cette description, on a supposé que toutes les périodes du courant se produisent avec les élec- trodes fixes pour accomplir une soudure. Il est également possible d'uti- liser ces courants, en particulier si la période de coupure est réduite à zéro, afin d'accomplir une soudure en ligne, pendant laquelle le cou- rant augmente graduellement, est maintenu constant, et diminue graduelle- ment, ou bien, suivant une autre caractéristique, reste constant à une certaine valeur pendant une certaine période, prend une autre valeur pendant une seconde période, et se modifie à nouveau à une troisième valeur pendant une troisième période.
Conformément à une autre caractéristique, le courant diminue gra- duellement pendant la première période ; il est maintenu à une valeur constante pendant une seconde période, et augmente graduellement pendant une troisième période. De cette manière, le système est très souple, et permet d'obtenir presque toute forme désirée de variation de courant, choi sie parmi plusieurs formes, et comportant plusieurs intervalles de temps pendant lesquels le courant varie d'une manière différente.
Conformément aux réalisations représentées, des dispositifs sont pré vus pour effectuer une alimentation intermittente du circuit de charge pendant l'une quelconque des périodes partielles ci-dessus. Par exemple, si un cycle complet du courant correspond à une seule soudure, avec élec- trodes fixes, l'alimentation intermittente pendant chacune des périodes peut être appelée soudure "par impulsion". Cette alimentation intermitten. te est accomplie au moyen de dispositifs électroniques temporisateurs qui actionnent des interrupteurs dans le circuit de l'électrode de comman. de des valves électriques principales.
On va décrire un exemple de mise en oeuvre de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif, en se réfèrant au dessin annexé dans le- quel les Fig. 1 A et 1 B, considérées ensemble, représentent schématique- ment une réalisation de l'invention; la Fig. 2 représente diverses formes ou caractéristiques de courants, qui peuvent être fournis au circuit de charge du dispositif des Fig. 1 A et 1 B ; la Fig. 3 représente les condi-
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-tions de fonctionnement d'un certain nombre d'interrupteurs électroma- ngétiques, Différents moments de passage du courant.
Les dispositions de réalisation qui seront décrites à propos de cet exemple¯devront être considérées comme faisant partie de l'irvention étant entendu que toutes dispositions équivalentes pourront aussi bien être utilisées sans sortir du cadre de celle-ci.
En se reportant Fig. 1 A et 1 B, on voit que l'invention est appli- quée à un circuit de commande à valves électriques, en vue d'alimenter un circuit de change, tel qu'un transformateur 10 de soudure, à partir d'un circuit d'alimentation alternatif 11, suivant une certaine forme de courant, choisie parmi plusieurs autres. L'intensité du courant pro- venant du circuit d'alimentation et fourni au transformateur.de soudure, est contrôlée par deux valves électriques 12-13, connectées en parallè- le, en sens inverse, entre le circuit d'alimentation et le primaire 14 du transformateur 10. Ces valves peuvent être de tout type bien connu des techniciens, et comme représenté, elles contiennent chacune une ano- de 15, une cathode 16 en un liquide conducteur comme le mercure, et une électrode immergée d'allumage et de commande 17.
Comme on le sait, ces valves nécessitent le passade d'une quantité prédéterminée de courant vers les électrodes de contrôle 17, afin d'amorcer la conductibilité de ces valves. Comme on le voit, le passage du courant vers les électrodes de contrôle 17 des valves 12 et 13 est contrôlé par l'allumage de valves 18 et 19, qui sont, de préférence, à milieu ionisable, et/qui comportent chacune une anode 20, une cathode 21, une grille écran 22 et une grille de commande 23. Les valves 18 et 19 sont connectées en parallèle, en sens inverse, et leurs circuits anode - cathode sont alimentés suivant les tensions d'anode des valves 12 et 13, respectivement.
Comme on le voit facilement sur le dessin, le cir- cuit anode-cathode de la valve 19 se ferme par l'anode de la valve 13, à travers un conducteur unidirectionnel, comme un redresseur sec 24, par
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la conducteur 24 a, l'interrupteur 26, unoûndueteur gsa, le contact normalement ouvert 26 a d'un interrupteur électromagnétique 26 muni c'und bobine d'excitation 27 par un conaucteur unidirectionnel 28,. ¯¯¯¯
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D'après le dessinon voit que, lorsque la valve 13 n'est pas conductrice, sa tension anode-cathode est appliquée au circuit anod cathode de la valve de commande 18.
Le circuit anode-cathode de la ve de contrôle 18 se ferme par l'anode de la valve 12, à travers un ducteur unidirectionnel 29, le contact normalement ouvert 26 a de 1 terrupteur 26, le conducteur 25 a, l'interrupteur 25, le conducteur un conducteur unidirectionnel 30 et l'életrode de contr8le 17 de la ve 12, puis la cathode 16 de cette dernière valve.
Du fait que le contact 26 a est dans le circuit anode-cathode d deux valves 17 et 18 de commande, on voit qu'aucun courant d'amorcag de la décharge dans les valves 12 et 13 ne peut traverser les électri d'allumage 17, quand le contact 26 a est ouvert. Ce contact permet de des déterminer les périodes d'alimentation et de couplage du transfo] teur de soudure.
Pour que la tension anode-cathode des valves 12 et 13 soit comma dée, afin de contrôler la tension ou la valeur efficace âu courant fo ni au transformateur de soudure, on prévoit un circuit perfectionné d commande, pour contrôler les électrodes de commande 23 des valves 18 19. Chacune de ces dernières électrodes est alimentée par des circuit: d'excitation, désignés d'une manière générale par les références 31 et 32, respectivement, qui sont indentiques, de telle sorte qu'on n'en de crira qu'un, les même références s'appliquent aux éléments corresponda des deux circuitsd'excitation.
En se reportant au circuit 31, qui alimente l'électrode de comman 23 de la valve 18, on voit qu'une source de tension alternative de pol. risation est prévue au moyen du sec onaaire 33 d'un transformateur 34, dont le primaire 35 est alimenté par une source de tension alternative comportant les conducteurs 36, 37, reliés au circuit d'alimentation alternatif 11, au moyen d'une réactance diviseur ae tension 38.
Le secondaire 33 qui fournit la tension de polarisation est connecté en série avec le secondaire 39 d'un transformateur 40 dont le primaire 41 est alimenté de manière à fournir une tension en forme de pointe, pour surmohter l'effet de la polarisation de l'enroulement 33, afin de rendre conductrice la valve 18 au moment voulu de l'onde de la tension ahode-
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D'après le dessin, on voit que, lorsque la valve 13 n'est pas conductrice, sa tension anode-cathode est appliquée au circuit anode'- cathode de la valve de commande 19.
Le circuit anode-cathode de la val- ve de contrôle 18 se ferme par l'anode de la valve 12, à travers un con- ducteur unidirectionnel 29, le contact normalement ouvert 26 a de l'in- terrupteur 26, le conducteur 25 a, l'interrupteur 25, le conducteur 24 a un conducteur unidirectionnel 30 et l'élestrode de contr8le 17 de la val- ve 12, puis la cathode 16 ae cette dernière valve.
Du fait que le contact 26 a est dans le circuit anode-cathode des deux valves 17 et 18 de commande, on voit qu'aucun courant d'amorcage de la décharge dans les valves 12 et 13 ne peut traverser les électrode s d'allumage 17, quand le contact 26 a est ouvert. Ce contact permet donc de. déterminer les périodes d'alimentation et de couplage du transforma- teur de soudure.
Pour que la tension anode-cathode des valves 12 et 13 soit comrnan:- dée, afin de contrer la tension ou la valeur efficace du courant four- ni au transformateur de soudure, on prévoit un circuit perfectionné de commande, pour contrôler les électrodes de commande 23 des valves 18 et
19. Chacune de ces dernières électrodes est alimentée par des circuits d'excitation, désignés d'une manière générale par les réf'rences 31 et 32, rspectivement, qui sont indentiques, de telle sorte qu'on n'en décrira qu'un, les même références s'appliquant aux éléments correspondant± des deux circuit6 d'excitation.
En se reportant au circuit 31, qui alimente l'électrode de commande 23 de la valve 18, on voit qu'une source de tension alternative de polarisation est prévue au moyen du seconaaire 33 d'un transformateur 34, dont le primaire 35 est alimenté par une source ae tension alternative, comportant les conducteurs 36, 37, reliés au circuit d'alimentation alternatif 11, au moyen d'une réactance diviseur ae tension 38.
Le secondaire 33 qui fournit la tension de polarisation est connecté en série avec le secondaire 39 d'un transformateur 40 dont le primaire 41 est alimenté de manière à fournir une tension en forme de pointe, pour sur- mohter l'effet de la polarisation de l'enroulement 33, afin de rendre conductrice la valve 18 au moment voulu de l'onde de la tension anode-
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cathode de la valve 12, comme on le décrira plus loin en détail.
L-e circuit de l'électrode de commande 23 comprend une résistance d'au- to-polarisation 42 reliée en parallèle avec le condensateur 43. Le circuit de c@thode de la valve 18 se complète par une borne de l'enroulement de trans formateur 33, le conducteur 44, qui est aussi relié à la grille écran 22, afin de la maintenir au potentiel de la cathode. Des condensateurs de filtra- ge 45 sont reliés entre la cathode et l'autre borne de la résistance de pola- risation 42, afin d'éliminer l'effet de courants transitoires dans le cir- cuit d'excitation. Un condensateur de filtrage 46 est également connecté aux bornes de 33. Un secondaire 47 du transformateur 34 fournit le courant de chauffage des cathodes des valves 18 et 19.
Le dispositif d'auto-polarisation, comprenant la résistance 42 et le condensateur 43, ainsi que la tension alternative de polarisation du trans- formateur 33, comporte des moyens pour rendre normalement non conductrices les valves 18 et 19. Comme on l'a dit précédemment, une tension de fonction- nepent est introduite dans les circuits d'excitation 31 et 32 au moyen au seconaaire 39. Pour déterminer le moment ou les valves 18 et 19 sont rendues conductrices, et, par conséquent, le moment où les valves 12-13 sont rendues conductrices, le primaire 41 est alimenté à un moment approprié par rapport à la tension anode-cathode fournie aux valves 12 et 13, suivant la valeur du courant qui doit alimenter le circuit de charge pour la forme particulière de courant de soudure pour lequel l'appareil a été règlé.
Pour commander les valves 18-19, on utilise deux valves à décharge élec- trique 48-49 pour alimenter les primaires 41 des transformateurs 40 des cir- cuits d'excitation 31 et 32. Comme on le voit, ces valves utilisent un mi- lieu ionisable et comportent chacune une anode 50, une cathode 51 et une grille de commande 52. Une source de tension alternative pour alimenter les circuits anode-cathode des valves 48-49 est constituée par le secondaire à prise milieu 53 d'un transformateur 54., dont le primaire 55 est alimenté par le circuit alternatif d'alimentation 36, 37, à travers les contacts nor- ululement ouverts 56 d'un interrupteur électromagnétique 57.
Les cathodes des valves 48 et 49 sont électriquement reliées ensemble, et cette connexion commune est reliée par le conducteur 58 aux primaires 41, et à la prise
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milieu de l'enroulement 53, dont les bornes extérieures sont réunies par des résistances 59 de limitation du courant aux anodes 50 des val- ves 48 et 49, respectivement. Les grilles de commande 52 des valves 48 et 49 sont alimentées chacune par une composante alternative de tension fournie par des résistances 60 et 61, et par une composante continue, ou de polarisation, appliquée aux bornes des conducteurs 62 et 63 par un circuit de commande qui sera décrit plus loin en détail.
La tension appli quée aux bornes des résistances 60-61 est de préférence en retard, de sensiblement 90 électriques, sur la tension appliquée au circuit anode- cathode des valves 48-49, respectivement, eh pDovient de la source de tension alternative 36-37, au moyen d'un transformateur 64 dont le pri- maire 65 est relié entre un point intermédiaire de la réactance diviseur de tension 38, et le point commun de la résistance 66 et du condensateur 67 en série, qui sont alimentés par la source alternative 36-37. Une prise règlable 68 de la r ésistance 66 permet de régler la phase de la tension alternative appliquée au primaire 65. Le secondaire 69 du trans- formateur 64 comporte une prise milieu connectée au point commun entre les résistances 60 et 61, ainsi qu'au conducteur 62.
Les bornes extré- mes du secondaire 69 sont connectées respectivement aux bornes extrêmes des résistances 60 et 61. Les électrodes décommande 52 des valves 48 et 49 sont connectées par des curseurs 71 aux résistances 60 et 61 respecti. vement, à travers des résistances convenables ae limitation du courant 70.
Le circuit entre les électrodes de commande des valves 48 et 49 est complété par le conducteur 63, à travers le primaire 41 du transfor- mateur et le conducteur 58. On voit par ce qui précède, que les électro- des de commande des valves 48 et 49 sont alimentéespar la tension alterna- tive apparaissant aux bornes d'une partie des résistances 60 et 61, res- pectivernent, et par la tension appliquée aux bornes des conducteurs 62 et 63. On voit donc que le moment de la tension anode-cathode des valves 48-49 pour lequel ces valves sont rendues conductrices peut être comman- dé par le contrôle de la tension appliquée aux conducteurs 62-63.
Dans ce qui précède, on a précisé que le moment de conductibilité ;es valves 48-49 co'nmande les valves 12 et 13, à travers les transforma-
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-teurs 40 et les valves 18 et 19. On va décrire maintenant le circuit permettant de commander la tension appliquée entre les conducteurs 62 et 63 .
La source d'énergie pour ce circuit de commende est constituée par une scurce d'alimentation de courant continu, comprenant les conducteurs
72- 73 alimentés par le débit d'un redresseur à valve pour les deux al- ternances, et comportant une valve 74 à deux circuits de décharge, qui sont alimentés par le secondaire 75 à prise milieu d'un transformateur
76, dont le primaire 77 est alimenté par la source de tension alternati- ve 36 - 37. Le circuit de sortie de ce redresseur à valve comporte un filtre, constitué par une impédance inductive en série 78 et un conden- sateur 79 en parallèle, et la tension de sortie est ensuite appliquée aux conducteurs d'alimentation 72 - 73 à courant continu. Un interrrup- teur 80 est, de préférence, connecté dans l'un des fils d'alimentation à courant continu, et, comme on le voit, dans le conducteur 72.
Le trans- formateur 76 a un secondaire 81 qui chauffe les cathodes 51 des valves 48 et 49.
Avant de continuer cette description, on va se référer un instant à la Fig. 2 pour mieux comprendre la nature du contrôle, qui sera accom- pli par les éléments restants de 1"appareil, ce contrôle déterminant la valeur du courant de charge fourni, aussi bien que la durée des quatre périodes dans lesquelles le cycle est divisé, notamment, préchauffage (V), soudure (W), arrêt (X), chauffage final (Y).
En se reportant à la Fig. 2 a, on voit que la valeur du courant aug- mente constamment pendant le préchauffage (V),est maintenue constante pendant la soudure (w), et diminue graduellement à partir de la valeur du courant de soudure jusqu'à une valeurfinale, à la fin ae la période de chauffage final (Y). On va maintenant décrire le circuit permettant de contrôler les variations de la valeur du courant, de même que la aurée des périodes de préchauffage et de chauffage final.
En se reportant de nouveau aux Fig. 1 A et 1 B, on voit que les con- ducteurs 62 - 63, qui appliquent une tension de commande aux électrodes de commande des valves 48 et 49, pour commander la valeur du courant four ni au transformateur de soudure par les valves 12 et 13, sont reliés aux contses mobiles 82 d'un inverseur dont les contacts fixes sont connoctés
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aux conducteurs 83 et 84. on voit que la tension apparaissant entre les conducteurs 83 et 84 peut être appliquée en sens inverse sur les conducteurs 62 - 63, en déplaçant les contacts mobiles 82 de l'inverseur d'une position extrême à l'autre. Le conducteur 84 peut être sélective- ment connecté avec le conducteur 85 ou le conducteur 86 au moyen d'une manette 87.
De la sorte, les interrupteurs 82 et 87 ayant la position indiquée sur le dessin, la tension appliquée aux conducteurs 62- 63 est déterminée par la tension des conducteurs 83 - 84. Le conducteur 83 est maintenu à une tension intermédiaire par rapport à la tension conti- nue de contrôle des conducteurs 72 - 73, déterminée par la position d'une prise réglable 88 sur une résistance 89 diviseur de tension, connectée en série avec la résistance 90, aux bornes aes conducteurs d'alimenta- tion de tension continue de contrôle 72 - 73. Le conducteur 85 est con- necté par des conraucteurs 91, et 92, et un interrupteur 93 à une borne d'un condensateur 94 dont l'autre borne est connectée au conducteur néga- tif 72 de la source d'alimentation continue.
On voit ainsi que la tension du conducteur 83 peut être réglée à une valeur prédéterminée de la ten- sion existant entre les conducteurs 72 et 73, et que le conaucteur 85 a une tension positive par rapport au conducteur négatif 72, d'une quan- tité qui dépend de la charge du condensateur 94. Un condensateur 94 a et un interrupteur 93 a peutvent être connectés en parallèle avec l'inter rupteur 93 et le conden@@@ 94, afin d'augmenter la gamme de fonctionne- ment de l'appareil.
Pour disposer de, tensions règlalbles intermédiaires, par rapport à la tension continue entre les conducteurs 72 et 73, lesquelles peuvent être choisies à l'avance pour déterminer la condition ae la charge du condensateur à des périodes différentes du cycle comme le commencement du préchauffage, la fin du préchauffage, la période de soudure, et la fin du chauffage final, on prévoit ces résistances diviseurs de tension 95 - 96, connectées en série avec une résistance 97, aux bornes de la ligne d'alimentation continue 72 - 73. Des résistances 98, 99 et 100 sont connectées entre des points réglables des résistances 95 et 96.
Une @@@ise reglable ICI e la résistance 98 établit la charge iitiale du con- densateur 94, et aétermine ainsi la valeur du courant transmis au circuit e chare au début de 18 période de préchauffage, comme on le verra mieux @@ lvant ce circuit de charge.
Partant de la prise 101 du diviseur de
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tension 98, le circuit se prolonge par le conducteur 102; le contact 103 d'un interrupteur à main 104, le conducteur 105, les contacts normale- ment fermés 106 a d'un interrupteur électromagnétique 106 à bobine d'ex- citation 107, le conducteur 108, une résistance de courant 109 de limi- tation de courant, l'électrode de contrôle 110 et la cathode 111 d'un tube à cécharge électrique 112, le conducteur 113, le conducteur 92, l'interrupteur 93, le condensateur 94 et le conducteur négatif 72 de la source continue.
Ainsi ce condensateur 94 se charge à une tension égale à celle com- prise entre la ligne d'alimentation 72 et la prise 101 en traversant l'électrode de contrôle et la cathode d'une valve 112, afin d'établir lharge initiale du condensateur 94 et établir ainsi la valeur du cou- rant de charge au commencement de la période de préchauffage. Comme ce circuit de charge du condensateur 94 comporte un trajet unidirectionnel- lement /conducteur entre l'électrode de commande et la cathode de la valve 112, il est nécessaire que le condensateur 94 soit déchargé avant l'établisse- ment du circuit pour charger le condensateur à la valeur correspondant au début du préchauffage.
Ceci est effectué par un circuit de décharge pour ce condensateur 94, comportant une résistance 113 a et les contacts normalement fermés 106 a de l'interrupteur 106. La valve 112 est de pré- férence du type à milieu ionisable et comporte outre son électrode de commande 110 et son anode 111, une anode 114. Le circuit anodique de cette velve 112 est alimenté par un secondaire llb du transformateur 54, en traversant le circuit :conducteur unidirectionnel 116, conducteur 117, contacts normalement ouverts 118 a d'un interrupteur électromagné- tique 118 à bobines d'excitation 119, la bobine d'excitation 120 d'un interrupteur électromagnétique 121, le conducteur 122, la résistance 123, le circuit anode-cathode ae la valve 112, le conducteur 124, le conduc- teur 125, et retour à l'autre borne de 115.
Le temps de préchauffage, ou de la première période, est déterminé par le temps que prend le con- densateur 94 pour se charger à partir de sa charge initiale, déterminée par la position de la prise variable 101, jusqu'à une valeur finale détel minée var 12 position d'une :rise variable 126 sur le diviseur de tensi@@ 28. qui détermine aussi la valeur du courant pendant la soudure,comme on
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le verra plus loin.
Le condensateur 94 se charge pendant le préchauffage en partant de la source continue d'alimentation, en traversant le conducteur 92, le conducteur 91, le conducteur 127, les contacts normalement fermés 118 b de l'interrupteur électromagnétique 118, les contacts normalement ouverts
106 b de l'interrupteur 106, le conducteur 128 et une résistance régla- ble 129. Lorsque le condensateur se charge à une valeur dépendant du rè- glage de la prise variable 126 sur le diviseur de tension 99, la seconde période, celle de soudure, commence au début de la conductibilité d'une valve 130, analogue à la valve 112, et comportant une anode 131, une ca- thode 132, et une grille de commande 133.
La cathode 132 de cette valve est reliée à la prise variable 126 par le conducteur 134, le conducteur
135, le conducteur 136, le contact mobile 103 a de l'interrupteur 104 et le conducteur 137. La grille de commande 133 de la valve 130 est con- nectée par le conducteur 138, la résistance 139, le conducteur 113, le conducteur 92, et l'interrupteur 93 à la borne positive du condensateur 94. Le circuit anodique de la valve 130 est alimenté par un quatrième enroulement 140 du transformateur 54, dont une borne est reliée à l'ano- de de la valve 130 par un conducteur unidirectionnel 141, le conducteur 142, les contacts normalement fermés 118 c de l'interrupteur électroma- gnétique 118, la bobine d'excitation 143 d'un interrupteur 144, le con- ducteur 145 et la résistance 146.
L'autre borne du secondaire 140 est reliée à la cathode de la valve 130 par le conaucteur 147, le conducteur 135 et le conducteur 134. Les catnodes des valves 74, 112 et 130 peuvent être chauffées par le courant fourni par les enroulements 148 au trans- formateur 76. La tension du conaucteur 85/ainsi maintenue à une valeur déterminée par le règlage de la prise 126, c'est-à-dire le règlage de la période de soudure jusqu'à la fin de cette période, qui est détermi- née au moyen d'un temporisateur électronique représenté par la référence générale 149, qui fonctionne de manière à alimenter la bobine d'excita- tion 150 d'un interrupteur électromagnétique 151, à la fin de la période de soudure.
Si le système est règlé pour comporter une période de coupu- re, comme le montre la courbe 2 A (Fig. 2), la fin de la période de sou- cure et la fermeture des contacts 151 b du relais 151 commencent une pé- riode de coupure en déclenchant l'action temporisatrice d'un autre
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temporisateur électronique, représenté par la référence générale 152.
Ce dernier alimente la bobine d'excitation 153 d'un interrupteur électro- magnétique 154 la fin de la période de coupure, et ferme les contacts normalement ouverts 154 a, afin d'établir un circuit shunt autour des contacts 155 a d'un interrupteur à main 155, et ferme le circuit d'ali- inentation de l'interrupteur électromagnétique 118 sur la ligne d'aliments tion alternative 36 - 37, par l'intermédiaire de l'interrupteur à main 156.
Le fonctionnement de l'interrupteur 118 ferme les contacts normale- ment ouverts 118 d, pour fermer le circuit de décharge du condensateur 94 pour la période de chauffage final pendant laquelle il se décharge et se charge sur la tension disponible entre la prise 126 du diviseur de tension 99 et la prise mobile 157 sur le diviseur de tension 100. Ce circuit de décharge du conaensateur 94 part du condensateur négatif 72, qui est aussi la borne négative du condensateur 94, et traverse la résis- tance variable 158, le conducteur 159, les contacts 118 d, le conducteur 127, le conducteur 91, le conducteur 92, l'interrupteur 93, pour arriver à l'autre borne du condensateur 94.
Lorsque celui-ci atteint la tension de la prise variable 157 de la résistance 100, la valve 114 est rendue conductrice, car sa cathode est reliée à la borne positive du condensa- teur 94, et son électrode de commande est, à ce moment du cycle du cou- rant, reliée à la prise 157. Ce dernier circuit peut être suivi ainsi : prise 157 de la résistance 100, contacts 103 b de l'interrupteur 104, contacts 118 e de l'interrupteur 118, contacts 106 c de l'interrupteur 106, conducteur 108 et résistance 109. La conductibilité de la valve 112 permet l'alimentation de la bobine d'excitation 120 de l'ihterrupteur 121 qui ouvre les contacts 120 a et termine cette période de fonctionne- ment en coupant le circuit de la bobine 107 de l'interrupteur 106.
Dans ce qui précède, on a décrit la commande des valves 12 et 13 au moyen du contrôle de la polarisation appliquée aux conducteurs 62 et 63, par l'intermédiaire de l'interrupteur à main 87 du conducteur 8b. Si cet interrupteur 87 est relié au conducteur 86, la tension appliquée aux con- @ucteur 62 - 63 est celle cui existe entre les conducteurs 83 et 86. Com- 'ne en l'a ait plus haut, ce conducteur 83 est relié en un point réglable
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de la résistance 89, afin de déterminer une tension de référence.
La tension du conducteur 86 est modifiée, afin de déterminer la forme de courant désirée. En se reportant aux dessins, on voit que le conduc- teur 86 est réuni à la prise variable 101 de la résistance 98, en passant par les contacts normalement fermés 144 a de l'interrupteur 144, à la prise variable 126 de la résistance 99 en passant par les contacts nor- malement ouverts 144 b de l'interrupteur 144, et à la prise règlable
157 de la résistance 100 en passant par les contacts normalement ouverts
118 f de l'interrupteur 118.
De cette manière, les tensions existant en- tre le conducteur 83 et les prises 101, 126 et 157 respectivement des ré- sistances 98, 99 et 100, sont appliquées aux conducteurs 62-63, à des intervalles successifs, notamment pendant le préchauffage, la soudure et le chauffage final du cycle de courant représenté Figure 2 b sui- vant le fonctionnement des interrupteurs électromagnétiques 118 et 144.
On voit donc que lorsque l'appareil est règlé pour donner une forme de courant suivant les courbes 2 B ou 2 D, la tension de polarisation appliquée sur les électrodes de commande des valves 48 et 49 est modi- fiée brusquement à la fin des diverses périodes, jusqu'aux valeurs dé- terminées par les diviseurs de tension 98, 99 et 100.
Comme le règlage de ces prises sur ces résistances, détermine également la longueur des périodes de préchauffage et de chauffage final, à la suite de l'établis- sement de la charge initiale et finale du condensateur 94 pour ces pé- riodes, on voit que le réglage de la valeur du courant pour chacune des périodes, nécessite un r éajustage des résistances de temporisation 129 et 158. et
Pour que la durée des périodes de préchauffage/de chauffage final soit entièrement indépendante de la valeur du courant, pour les courbes de courant représentées par exemple Fig. 2 B et 2 D, on prévoit des moyens pour déterminer la condition de charge du condensateur 94 au commencement du préchauffage, à la fin du préchauffage et à la fin du chauffage final, indépendamment de la valeur du courant fourni pendant des périodes;
on utilise dans ce but l'interrupteur 104 qui, lorsqu'il est aéplacé vers sa position de droite, relief l'électrode de commande de la valve 112 à une prise règlable 160 de la résistance 95, à,travers @ circuit comportant les contacts normalement fermés 106 a de l'inter-
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-rupteur électromagnétique 106, et un circuit parallèle à tra- vers les contacts normalement ouverte 118 c et 106 c, en série des interrupteurs 118 et 116 respectivement.
La cathode de la valve de commande 130 est connectée directement à une prise variable 161 de la résistance 96., par le contact
103 a, le conducteur 136, le conducteur 135 et le conducteur 134. De cet- te manière, la charge au condensateur au début de préchauffage, la charge du condensateur à la fin du préchauffage qui est aussi sa charge à la fin de la période de soudure ou de coupure, et la charge du condensateur 94 à la fin du chauffage final, sont établies par les prises 160 et 161, de telle sorte que la durée de ces périodes est rendue absolument indépendar te de la valeur du courant de charge pendant ces périodes pour lesquelles le système est réglé, et la durée de ces deux périodes est déterminée uniquement par le réglage des prises 160 et 161, et celui des résistances 129 et 158,
aucune d'elles ne nécessitent a'être règlée quand la valeur du courant de charge est règlée par les prises 101, 126 et 127.
On a fait plus haut allusion aux temporisateurs électronicues 149 et 152 qui déterminent respectivement la durée de la soudure et de la cot pure du courant d'après les courbes 2 A et 2 D inclusivement. Des tempo- risateurs d'échauffement et de refroidissement 162 et 163, respective- ment sont également prévus pour alimenter par intermittence le circuit de charge pendant 1'une des trois périodes d'alimentation des courbes ci- dessus. Ceci permet d'adapter le système à une soudure "par impulsion", lorsque les électrodes sont fixes pendant lesdites périodes, comme elles le sont dans la soudure par points.
Les temporisateurs électroniques 149, 152, 162 et 163 sont alimentée par un circuit alternatif qui, comme représenté comprend les conducteurs 164 - 165, alimentés par le seconuaire 166 d'un transformateur 167, dont le primaire 168 est alimenté par une source appropriée, qui peut être le circuit alternatif n'alimentation 11. Chacun des temporisateurs comprend une valve à décharge 169, de préférence à milieu ionisable, tel qu'un gaz ou une vapeur et comportant une anode 170, une cathode 171, une grille écran 172 et une grille de commande 173. Dans chaque temporisateur, la grille écran est connectée directement à la cathode. La grille de comman- de est alimentée par une prise variable 174 sur une résistance diviseur de tension 175, reliée en série avec des résistances 176 et 177, aux bor- nes de la ligne 164 - 165.
Le circuit compris entre la prise règlable et 1'électrode de commande comporte les résistances 178 et 179 dont
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l'ensemble est shunté par un condensateur 180. Un interrupteur à main
181, connecté en parallèle sur la résistance 178, permet de modifier la gamme de fonctionnement du temporisateur.
Une résistance de limitation de courant 182 est reliée en série avec les électrodes de contrôle. Le circuit de la cathode de la valve
168 de ces temporisateurs est connecté à l'une des lignes alternetives
164 ou 165, au moyen d'un interrupteur qui est fermé pour faire commen- cer le fonctionnement du temporisateur. Avant que l'interrupteur en ques tion ne soit fermé, le condensateur 180 est chargé à une valeur qui dée pend de la position de la prise variable 174, par suite de l'action de redressement de la grille.
Lors de la fermeture de l'interrupteur du cir cuit de cathode, il ne se produit pas de redressement ultérieur de la part de la grille, et la valve devient conductrice an certain temps après la fermeture de l'interrupteur du circuit de cathode, suivant les constantes du circuit où agissent la tension de la prise variable 174 et la constante de temps du circuit de décharge du condensateur 180. Les circuits ou interrupteurs qui déclenchent le fonctionnement et les re- lais ainsi actionnés des temporisateurs 149, 152, 162 et 163 srnt dispo- sées de manière à produire une succession particulière dE fonctionnement .ans la réalisation représentée de la présente invention et on va l'étudier maintenant plus en détail.
En se reportant au temporisateur 149 de la période de soudure, l'a- node 170 de sa valve 169 est réunie au conducteur 165 par une résistance 183 et la bobine d'excitation 160 de l'interrupteur électromagnétique 151. La cathode 171 ae cette valve est connectée au conducteur 165 par une résistance 187, et au conducteur 164 par deux circuits e parallèle, un conuucteur 185 et les contacts normalement ouverts 106 d de l'inter- rupteur électromagnétiquel06. L'un des circuits en parallèle contient contacts normalement ouverts 144 de l'interrupteur 144, et l'autre cir cuit contient les contacts normalement ouverts 151 a de l'interrupteur 151.
De même, le temporis&teur 162 de la période de coupurea l'anbde 170 ce sa valve 169 connectée au fil 165 par une résistance 186 et la bobine d'excitation 153 de l'interrupteur électromagnétique 164. La c toode de la valve est connectée au fil 164 par les contact:. normale- ett fermés 155 b de l'interrupteur à main 155, et par deux circuits en
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parallèle, dont l'un contient les contacts normalement ouverts 151 b de l'interrupteur 151, et dont l'autre contient les contacts normalement ouverte 118 g de l'interrupteur 118. La cathode de la valve 169 du tempo- risateur 152 est aussi reliée au fil 165 par une résistance 184.
Le temporisateur 62 d'échauffement est essentiellement le même que le temporisateur de soudure 149, avec l'anode 170 de sa valve 169 reliée au fil 165 par une résistance 188 et la bobine d'excitation 189 d'un in- terrupteur électromagnétique 190, et sa cathode est reliée au fil 165 par une résistance 191. Le circuit de début de fonctionnement du tempori- sateur 162, ou la connexion entre la cathode de sa valve 169 et le conduc. teur 164 sont disposés pour être sélectivement complétés par le fonction- nement de différentes combinaisons de plusieurs interrupteurs électroma- gnétiques.
En se reportant au dessin, on voit que le circuit de la cathode de la valve 169 du temporisateur 162 passe par les contacts normalement fer- més 192 a d'un interrupteur électromagnétique 192 à bobine d'éexcitation 193, alimentée suivant le fonctionnement du temporisateur de refroidisse- ment 163, et arrive à un conducteur 194.
De ce conducteur, le circuit se continue, soit par'les contacts normalement ouverts 26 b de l'interrup- teur 26, soit par les contacts normalement ouverts 192 b de l'interrup- teur 192, pour aboutir eu conducteur 195, et, à travers l'un de trois circuits en parallèle, au conducteur 185,, Le premier circuit en parallè- le contient les contacts normalement fermés 151 c de l'interrupteur 151,, le second contient les contacts normalement ouverts 154 c de l'interrup- teur 154, et le troisième contient les contacts normalement ouverts 155c de l'interrupteur à main 155. Le conducteur 185 est relié au conducteur 164 à travers les contacts normalement ouverts 106 d de l'interrupteur 106.
On voit que le circuit d'alimentation de la bobine d'excitation 27 de l'interrupteur 26, part du conducteur 164 et contient les mêmes con- tacts que le circuit de commande du fonctionnement du temporisateur de- chRuffement, jusqu'à ce que l'on atteigne le conducteur 194. A partir de ce dernier, le circuit de la bobine 27 se continue jusqu'au conducteur 165 à travers le contact normalement fermé 190 a de l'interrupteur 190, contrôlé par le temporisateur d'échauffement 162. Une résistance 196 @@ un condensateur 197 connectés en série entre le conaucteur 195 et une
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borne de la bobine 27 de l'interrupteur 26, constituent un moyen de supprj mer les courants transitoires entrainés par le fonctionnement aes interrur teurs dans le circuit de la bobine 27.
Le circuit du temporisateur ae refroidissement est quelque peu diffé- rent de ceux des autres temporisateurs, en vue d'assurer que le systeme fonctionnera toujours pour produire d'abord une période de chauffage, quand il est réglé pour la soudure par impulsion. Le circuit anode-cathode de la valve 169 de ce temporisateur est inversé par rapport aux conduc- teurs d'alimentation 164 et 165. En se reportant au dessin, on voit que l'anode de la valve 169 du temporisateur 163 est connectée au conducteur
164 par les contacts 106 a de l'interrupteur 106, le conducteur 185, la bobine d'excitation 193 de l'interrupteur 192 et la résistance 198. La cathode est reliée au conducteur 185 par une résistance 199, et au conduc- teur 165 par les contacts normalement fermés 26 c de l'interrupteur 26.
En considérant ce circuit, on/voit que le circuit &node-cathode de la valve du temporisateur de refroidissement est complété par les contacts normalement fermés 26 c de l'interrupteur 26, avant que les contacts 106 d soient fermés, consécutivement à la fermeture de l'interrupteur 156 du aébut de soudure. On est donc sût que le temporisateur de refroidissement sera au début dans une condition de non fonctionnement, et qu'il permettra a une période de chauffage de commencer immédiatement après la fermeture de l'interrupteur de début de soudure, si le système est règlé pour la soudure par impulsion. Dès que l'interrupteur 26 fonctionne pour commencer une période d'alimentation du circuit de charge, le contact 26 c s'buvre et le temponisateur de refroidissement est remis en position ae règlage.
Comme on l'a dit plus haut, les temporisateurs d'échauffement et de refroidissement 162 et 163 sont prévus pour la soudure par impulsions, ou, en d'autres termes, pour l'alimentation intermittente du circuit de charge pend nt l'une ouelconque des périodes du cycle de courant à fournir au cir- cuit de charge. Pour produire la soudure par impulsion, ou une soudure ré- @@lière, pencant l'une quelconque des périodes, on prévoit des moyens pour @@ttre hors service sélectivement les deux temporisateurs a'échauffe-nent et de refroioissement, pendant la période considérée. Des interrupteurs à mail
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200,201, 202 sont reliés en série aux bornes des contacts 190 a, comman- dés par le temporisateur 162, au moyen des conducteurs 203 et 204.
Le court-circuitage des contacts 190 a empêché le temporisateur d'échauffe- ment de couper le circuit de la bobine d'excitation 27 de l'interrupteur 26, et, de cette manière, évite l'ouverture des contacts 26 a dans le circuit des électrodes de commande des valves principales 12 et 13, et évite également la fermeture du contact 26 c qui amorcerait une période de temporisation du temporisateur de refroidissement 163. Le court-circui tage sélectif du contact 190 a pendant différentes périodes du cycle de courant à fournir au circuit de charge est accompli par les contacts des interrupteurs 118 et 144 qui shuntent certains des interrupteurs manuels 200 à 202, inclusivement.
Comme on le voit sur le dessin, le contact normalement fermé 118 h de l'interrupteur 118 est connecté en parallèle avec l'interrupteur à main 202, et le contact normale,nent fermé 118 @ de cet interrupteur est connecté en parallèle sur l'ensemble des interrupteurs 200 et 201 en série. Le contact normalement ouvert 144 d de l'interrupteur 144 est eonnecté en parallèle sur l'interrupteur 200, et le contact normalement fermé 144 e est connecté en shunt sur l'interrupteur à mair 201.
Si l'on désire produire une soudure par impulsion pendant la première période d'alimentation au circuit de charge, représentée par la période V de la Fig. 2, l'interrupteur 200 est ouvert et le circuit shunt du contact 190a est ouvert aussi 1'ongtemps que les bobines d'excitation des deux intel- rupteurs 118 et 144 ne sont pas alimentées. Comme on le verra xieux, en considérant l'ensemble du fonctionnement de l'appareil, cette condition n'existe que pendant la période V ae préchauffage. De même, si la soudure pdr impulsion est désirée pendant la période de soudure, l'interrupteur 201 est ouvert et les interrupteurs 200 et 202 fermés.
Ceci ouvre le cor,- tact 190 a du circuit shunt. et met hors service les temporisateurs d'échauffement et de refroidissement lorsque le contact 144 e est ou- ne vert, et avant que le contact 118 i/soit fermé, par la suite du fonction- nement de l'interrupteur 118. Comme on le verra plus loin en détail, cette condition ne s'établit que pendant la période de soucure. De même si lesinterrupteurs à main 200 et 201 sont fermés et l'interru@teur
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à main 202 ouvert, le contact 190 a est shunté à tout moment, sauf lors- que le contact 118 h est ouvert. Ceci ne se produit que pendant la pério- de de chauffage final.
Ainsi, les interrupteurs 200, 201, 202 et les con-, tacts 144 d, 144 e, 118 h et 118 i constituent des moyens pour mettre hors service les temporisateurs d'échauffeùent et de refrpidissement 162 et 163, respectivement, pour l'une quelconque des rériodes d'alimentation du circuit de charge.
Pour s'asburer que le temporisateur de la période de coupure contrô- lera la durée de cette période même si le temporisateur de refroidisse- ment est réglé pour une période plus longue que le temporisateur de la période de coupure, et ne soit pas mis hors service par la position des interrupteurs 200 à 202, inclusivement, on prévoit des moyens pour s'as- surer que le temporisateur de refroidissement 163 cesse de fonctionner que immédiatement après/le temporisateur 152 de la période de coupure a cessé de fonctionner.
Ce résultat est obtenu en complétant un circuit de fai- ble impédance, en shunt sur le condensateur 180 du temporisateur 163, au moyen du contact normalement ouvert 154 b de l'interrupteur 154, qui fonctionne quand le temporisateur de refroidissement cesse de fonctionner La résistance 205, connectée dans le circuit en shunt, est ae valeur relativement faible, pour décharger le condensateur 180 le plus rapide- ment possible, sans endommager les autres éléments du¯circuit. Un con- normalement tact/fermé 118 j du relais 118 est connecté en série avec ce circuit shunt, afin de permettre au temporisateur de refroidissement de fonction- ner pendant la période de chauffage final si l'interrupteur 202 est ouvert.
Bien que le fonctionnement détaillé deivers éléments de la réali- sation représentée de l'invention ait été expliquée dans ce qui précède, le fonctionnement général du système, lorsqu'il est règlé pour différente régimes de chauffage, fera mieux ressortir les caractéristiques et les avantages de la présente invention.
On a représenté Fig. 3, en dessous de la Fig. 2, un tableau montrant la condition de fonctionnement des divers relais ou interrupteurs du sys- tème à tout moment pendant le cycle du courant. Ces relais ou interrup- teurs sont repérés à droite par leur référence des Fig. 1 A et 1 B,
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Un trait épais indique que la bobine d'excitation est alimentée et que le relais a fonctionné. Dans le cas où les relais sont actionnés par les temporisateurs, les traits interrompus indiquent l'intervalle de temps que mesure le temporisateur, et les lignes continues indiquent la période pendant laquelle le relais du temporisateur est alimenté.
Après que le circuit d'alimentation alternatif 11 a été alimenté pendant un temps suffisamment long pour porter les filaments de toutes les valves à leur température ae fonctionnement, les interrupteurs 25 et
80 peuvent être fermés. Bien entendu, on peut utiliser dans ce but un relais à fonctionnement différé. La ferméture de 80 fait fonctionner le relais 57 pour fermer le contact 56 et alimenter le circuit anode-catho- de des valves 48 et 49, 112, et 130.
On va maintenant décrire le fonctionnement du systeme lorsque les interrupteurs sont réglés pour fournir du courant au circuit de charge, suivent la courbe 2 A.
Les interrupteurs à main 82, 87, 155 sont dans la position repnésen- tée sur le dessin et les interrupteurs 200, 201 et 202 sont fermés. Le condensateur 94, qui produit la tension unidirectionnelle de commande, pour contrôler la valeur du courant fourni au circuit de charge, est chargé à une valeur qui dépend du règlage de la prise variable 101 sur la résistance 98 de préchauffage. Le circuit de décharge, aux bornes du condensateur 94, et comportant la résistance 113 a, assure que la char- ge du condensateur est déterminé par la prise 101, au cas ou la charge résiduelle du condensateur, à la suite à'un fonctionnement précèdent, serait plus grande que celle résultant au réglage de la prise 101.
Cette précaution est nécessaire, car le circuit de charge du condensateur à la tension déterminée par la prise 101, comporte un trajet unidirectionnel- lement conducteur entre la grille et la cathode de la valve 112.
Si maintenant, l'interrupteur ae début de fonctionnement 156 est fermé, la bobine d'excitation 107 du relais 106 est alimentée, ouvre les contacts 106 a et 106 e, et ferme les contacts 106 b, 106 c, 106 d.
L'ouverture de 106 e, coupe le circuit de décharge du condensateur 94, contenant la résistance llb a, et l'ouverture au contact 106 a, dans le circuit de l'électrode de contrôle ae la valve 112, interrompt le cir-
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cuit de charge du condensateur 94, par lequel le condensateur a été chargé à une tension dépendant du réglage de la prise 101 sur la résis- tance de préchauffage 98.
La fermeture au contact 106 c complète partiellement un circuit en- tre l'électrode de commande de la valve 112 et la prise règlable 157 sur la résistance 100 de la période de chauffage final. Ce circuit est complété un peu plus tard par le fonctionnement du relais 118. La ferme- ture du contact 106 d du relais 106 connecte le conducteur d'alimenta- tion 164 du circuit alternatif au conducteur 186. Ceci applique une ten- sion entre l'anode et la cathode de la valve 169 du temporisateur de refroidissement 163. Comme on l'a dit précédemment, ce dernier tempori- sateur est d'abord hors service, de telle sorte que le relais 192, con- trôlé par ce temporisateur, se relève immédiatement lors de la fermeture du contact 106 d du relais 106.
La fermeture de ces deux derniers con- tacts complète un circuit pour alimenter la bobine 27 du/relais 26, en passant par le contact normalement fermé 151 c du temporisateur 151 de la période de soudure, et le contact 190 a du relais 190 àu temporisa- teur d'échauffement 162. Ceci relève le relais 26 et ferme les contacts 26 a et 26 b, et ouvre les contacts 26 c. La fermeture de 26 b établit un circuit d'entretien pour la bobine 27, en shunt avec le contact 192 b du relais 192 du temporisateur 163 de refroidissement. L'ouverture du contact 26 c coupe le circuit anodique de la valve 169 du temporisateur 163 pour remettre celui-ci en position de règlage.
La fermeture ae 26 a complète le circuit entre les électrodes immergées a'allumage des valves principales 12, 13 et le circuit anodique des valves de commande d'allu- mage 18 et 19. Ceci place le système uans aes conditions telles qu'il fournira au circuit de charge du courant pendant la période de préchauf- fage, suivant la courbe 2 A.
La fermeture ae 106 b qui se produit lors au fonctionnement du re- lais 106, établit un circuit par la résistance variable 129, dont le règlage uéttrmine la valeur de la charge du condensateur à partir de sa charge initiale, @éterminée par le règlage de la résistance 98, jusqu'à sa cnare qui dépend du réglage de la résistance 99 de la période de soudure.
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Ainsi, pendant la période de préchauffage, la tension unidirection- nelle apparaissant aux bornes du condensateur 94 augmente constamment.
Cette tension du condensateur 94, ajoutée à la tension de référence ap- paraissant entre le conducteur 72 du circuit d'alimentation à courant continu et la prise variable 88 de la résistance 89, sont appliquées sur les conducteurs E2 et 83, et, par l'interrupteur 82, sur les conducteurs .62 et 63. Lorsque l'inverseur 82 a la position représentée sur le dessin la composante variable de tension fournie par le condensateur 94 est appliquée dans un sens positif par rapport aux électrodes de commande ces valves 48 et 49. Comme le savent les techniciens, une augmentation de la valeur de cette composante unidirectionnelle positive de tension, en coopération avec la composante alternative en retard de tension pro- venant du transformateur 64, avance la phase du moment de conductibilité des valves 48 et 49.
Sans entrer dans le détail, il est visible que cet- te avance de phase avancera également celle des tensions en forme de pointes, induites dans les enroulements 39 du transformateur 40, qui, par l'intermédiaire du fonctionnement des valves 18 et 19, augmentera la valeur du courant fourni au circuit de charge.
Par conséquent, la charge croissante du condensateur 94 pendant la période de préchauffage provoque une valeur constamment croissante du courant de charge. Comme on l'a dit plus haut, l'accroissement de la charge pendant cette période, et par conséquent l'augmentation du courant de charge, dépendent du rèlae de la résistance 129, Cette période de préchauffage se termine par l'état de conductibilité de la valve 130, qui commence lorsque la charge du condensateur 94 correspond au réglage de la prise 126 sur la résistance 99 de la période de soudure, puisque l'électrode ce commande de la valve 130 est maintenue sensiblement à la tension de la borne positive du condensateur 94, et que la cathode de la valve 130 est connectée directement à la prise variable 126 de la résis- tance 99.
Ainsi, après que les valeurs initiale et finale du courant de bréchauffage ont été règlées par les prises règlables 101 et 126 des résistances 98 et 99, la réisstance 129 de la période de préchauffage offre un moyen de régler indépendamment la durée de cette période.
Lorsque la valve 130 est conouctiice à la fin de ladite période de
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préchauffage, le relais 144 se relève, du fait de l'alimentation de sa bobine 143', connectée dans le circuit anodique de cette valve 130. Le fonctionnement de ce relais ouvre les contacts 144 a et 144 e, et ferme les contacts 144 b, 144 c, 144 d. La fermeture de 144 c complète le cir- cuit de fonctionnement de la valve 169 du temporisateur 149 de la pério- de de soudure et fait commencer son fonctionnement. Les contacts 144 a et 144 b modifient les connexions du conducteur 86 avec les résistances 98 et 99. Ces modifications sont importantes avec les courants suivant cour- bes 2 B et 2 D, lorsque l'interrupteur 87 est dans sa position de gauche, et on en parlera plus loin.
Les contacts 144 d et 144 e shuntent les in- terrupteurs à main 200 et 201 respectivement, et n'agissent que lorsque ces interrupteurs sont ouverts pour la soudure par impulsions. Pendant la période W de soudure, la valve 130 continue à être conductrice et le condensateur 94 est maintenu chargé à une tension qui dépend du règlage de la prise 126 sur la résistance 99, et le courant fourni au circuit de charge pendant la période de soudure est déterminé par ce règlage. A la fin de la période pour laquelle le temporisateur 149 ae soudure est règlé sa valve 169 devjent conductrice et la bobine d'excitation 150 du relais 151 de ce temporisateur est alimentée; elle ferme les contacts 151 a, 151 b, 151 d, et ouvre les contacts 151 c.
La fermeture de 151 a qui est circuit de en shunt sur le contanct 144 c, ferme le/début de fonctionnement du tem- porisateur de soudure 149. La fer:neture de 151 b déclenche la période de fonctionnement du temporisateur 152 de coupure. L'ouverture de 151 c ou- vre le circuit d'excitation du relais 26 et termine ainsi l'alimentation de courant au circuit ae charge en coupant le circuit des électrodes de commande des valves principales 12 et 13, par suite de l'ouverture des contacts 26 a. La fermeture du contact 151 d ferme partiellement un cir- cuit d'excitation pour la bobine de commande 119 du relais 118. On remar- quera que la fermeture ue 151 d excite la bobine 119 si le contact 155 a de l'interrupteur à main 155 est fermé.
Comme on l'expliquera plus loin, l'interrupteur 155 est fermé quand on désire réduire à zéro la période de coupure.
Après expiration ae la période pour laquelle le temporisateur de cot @@@ est @@@lé, la bobine 153 de relais 154 dudit temporisateur est exci-
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-tée et ferme les contacts 154 a, 154 b et 154 c. La fermeture de 154 a complète un circuit d'excitation pour la bobine 119 du relais 118 avec les fils d'alimentation 36-37. La fermeture du contact 154 b complete un circuit d'excitation pour la bobine 26 du relais 27, et ferme le contact
26 a pour déclencher une autre période pour le courant de charge.
La fer- meture de 164 c complète un circuit shunt aux bornes du condensateur 180 du temporisateur de refroidissement 163, afin d'éviter .tpute possiblité à ce temporisateur de prolonger la période de coupure au delà du temps pour lequel le temporisateur de coupure est règlé, en faisant relever momentanément le relais 192 du temporisateur de refroidissement 163.
Comme on l'a dit précédemment, la fermeture des contacts 154 a éta- bli un circuit d'excitation pour la bobine 119 du relais 118, afin de faire fonctionner les contacts 118 a à 118 j, inclusivement. Le contact 118 a se ferme pour complèter les connexions de la bobine 120 du relais 121 dans le circuit anodique de la valve 130. Le contact 118 b s'ouvre pour couper le circuit de charge du condensateur 94 à travers la résis- tance 129 et le contact 118 d se ferme pour établir un autre circuit de charge pour le condensateur 94, à travers la résistance 158. Le contact 118 c s'ouvre pour faire tomber le relais 144 afin d'effectuer des modi- fications de circuit, que l'on étudiera plus loin, à propos des courbes 2 B et 2 D.
Le contact 118 e se ferme et complète un circuit allant depuis la résistance 100 jusqu'à l'électrode de commande de la valve 112. Le con- tact 118 f se ferme et complète un circuit avec la résistance 100, qui a une importance à propos des courbee 2 B et 2 D. Le contact 118 g, qui shunte le contact 151 b se ferme pour mettre en circuit le temporisateur de coupure 152. Les contacts 118 h et 118 i sont connectés en shunt sur certains interrupteurs à main 200, 201 et 202, et leur fonctionnement présente de l'intérêt en ce qui concerne le fonctionnement de l'appareil pour une soudure par impulsions, comme décrit précédemment. Le contact 118 g s'ouvre pour permettre la remise en position de règlage du tempori- sateur 163.
Comme on l'a ait ci-dessus, .La fermeture de 118 d complète ur. cir- @@it pour le condensateur 4, par lequel Ce condensateur se charge à une '
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tension qui dépend du règlage de la prise 157 sur la résis tance 100, et à the valeur qui dépend du règlage de la résistance 158.
L'électrode de commande de la valve 112 est reliée à la résistance 100, et la cathode de cette valve est connectée à la borne positive du condensateur 94, de telle sorte que la valve 112 est rendue conductrice lorsque la tension du conden sateur correspond à celle du règlage de la prise 157 sur la résistance 100
Ainsi, le règlage de cette résistance détermine la durée de la période de chauffage final, lorsque les résistances correspondant aux périodes de soudure et de chauffage final ont été réglées en vue de déterminer la va- leur désirée du courant de soudure et du courant de chauffage final. Dès que la valve 112 est conductrice, la bobine d'excitation 120 du relais
121 est excitée et ouvre le contact 121 à qui, à son tour, coupe le cou- rant de la bobine 107 du relais 106.
L'ouverture du contact 106 b coupe l'excitation de la bobine 27 du relais 26 pour arrêter le courant du cir- cuit de charge. L'ouverture de 106 b coupe aussi l'alimentation du temporisateur 149 de soudure. Si l'interrupteur de déclenchement du fonctionne- @ent est alors ouvert, les relais 118 et 121 tombent et le relais 154 du temporisateur de coupure retombe, et le système est revenu à son. état ini. tial, Le condensateur 94 étant ramené à une condition de charge qui dépend du règlage de la prise 101 sur la résistance 98.
Pendant la période de chauffage final, la diminution de tension du condensateur diminue la ten- sion unidirectionnelle positive appliquée aux électrodes de co:nmande des valves 48 et 49, afin de retarder graduellement la phase du moment d'allu- mage et de conductibilité ries valves principales 12 et 13, et de réduire graduellement la valeur du courant fourni au circuit de charge.
Quand on désire fournir une forme de courant suivant courbe 2 C à un dircuit de charge, l'invenseur 82 est déplacé vers sa position de driote.
Cette manoeuvre renverse la polarité de la tension unidirectionnelle variable appliquée aux électrodes de commande des tubes 48 et 49, car le condensateur 94 fonctionne maintenant en fournissant une tension de commande néga tive. L'interrupteur étant dans cette position, une augmentation de tensior.
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au cor'ùensa -¯eur S4 retarde la phase des tensions induits dans les enroule- pnts je des trbnsformateurs 40, et r écui t ainsi gra(luellement la valeur
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du courant pendant le préchauffage, et augmente ce courant graduelle- ment pendant la période de chauffage comme représenté par la courbe 2 C.
Dans la description qui précède, concernant le fonctionnement du système, on a ménagé une période de coupure entre la soudure et le chauf- fage final. Cette période de coupure a une durée qui est règlable par la règlage correspondant du temporisateur 152. Si on désire la supprimer complètement, on ferme l'interrupteur à main 155, ce qui ferme les con- tacts 155 a, 155 c, et ouvre les contacts 155 b. L'ouverture de 155 b met hors circuit le temporisateur 152 de la période de coupure, La fer- meture de 155a complète un circuit d'excitation pour la bobine 119 du relais 118, dès que le relais 151, contrôlé par le temporisateur de sou- dure, est fermé.
La fermeture de 155 c maintient l'excitation de la bo- bine 27 du relais 26, quand le temporisateur de la période de soudure a fini de fonctionner, de telle sorte que le courant du circuit de charge n'est pas interrompu.
Dans beaucoup d'application, il n'est pas nécessaire que la valeur du courant varie 'pendant les différentes périodes du courant du circuit de charge. La réaiesahon représentée de l'invention peut être facilement ajustée pour fournir une courbe de courant telle que le courant soit cona tant pendant chaque période, mais elle est indépendamment règlable en grandeur /pour chacune des périodes. Le système est règlé pour ce genre de fonctionnement en déplaçant l'interrupteur unipolaire 87 vers la gau- che et en déplaçant l'interrupteur 104 vers la droite. Dans le cas con- traire, les interrupteurs sont placés dans les mêmes positions que cel- les qui ont été décrites à propos de la courbe 8 A. Cela met alors le système en conaition de proauire un courant suivant la courbe 2 B.
Le fonctionnement du système est très semblable à celui correspondant à la courbe 2 A, sauf que le condensateur 94 est nécessaire seulement pour fi. xer la durée des périodes de préchauffage et de chauffage final, mais il n'est pas nécessaire pour produire la tension de polarisation de comman- de fournie aux électrodes de commande des valves 48 et 49 pendant le préchauffage et le chauffage final.
Comme le condensateur 94 n'est pas utilisé maintenant comme source de tension de polarisation, la durée des
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deux périodes de préchauffage et de chauffage final peut être encore plus complètement séparés des opérations de règlage ae la valeur du cou- rant du circuit de charge, de telle sorte qu'il n'est plus nécessaire de relier à nouveau les résistances 129 et 158 respectivement quand on dési- re régler la valeur du courant pendant ces périodes. On obtient ce résul- tat au moyen de l'interrupteur 104 qui, lorsqu'il est déplacé vers sa po- sition de droite, relie l'électrode de commande de la valve 112, par les contacts 103 et 103 b, à une prise règlable 160 sur la résistance 95.
Le contact 103 a, quand il est déplacé vers la droite, coupe la connexion entre la cathode de la valve 130 et la prise variable 126 sur la résis- tance 99, et la relie à une prise reglable 101 sur la résistance 96.
Le fonctionnement du système pour fournir un courant suivant la courbe 2 C va être rapidement rappelé : L'interrupteur 156 est fermé, le relais 106 est excité, la relais 192 contrôlé par le temporisateur 163 de refroidissement, se relève momentanément et complète un circuit po-ur la bobine d'excitation 27 du relais 26. Ceci déclenche une période d'alimen- tation du circuit de charge. La valeur du courant pendant la première pé- riode, ou période de préchauffage, est déterminée par le réglage de la prise variable 101 sur la résistance 98 qui est à ce moment connectée au conducteur 62 par les contacts normalement fermés 144 a du relais 144, le conducteur 86, l'interrupteur 87 et/le contact de gauche de l'interrup- teur 82.
Le courant dont la valeur est déterminée par le règlage de la prise 101 est fourni au circuit de charge jusqu'à ce que la valve 130 soit rendue conductrice à la suite de la charge du condensateur 94 à tra- vers la'résistance 129, sensiblement jusqu'à la tension ae la prise varis ble 161. La conductibilité de la valve 130 fait fonctionner le relais 144 pour couper la connexion entre la prise règlable 101 sur la résistan- ce 98, et pour complèter un circuit allant au conducteur 62, à travers les contacts 144 b, à la prise réglable 126 de la résistance 99. Le fonc- tionnement au système, pendant les périodes de soudure et de coupure est sensiblement le même que celui correspondant à la courbe 2 A.
A la fin de la période ae coupuie, le relais 118 est excité et ferme les contacts 118 f, et le relais 144 retombe pour ouvrir le contact 144 b Ceci aconnecte le conducteur 68 de la résistance 99 et le relie à la
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prise variable 157 sur la résistance 100. La durée du chauffage final est obtenue de la même manière générale que précédemment, par le temps nécessité par le condensateur 94 pour se charger à travers la résistance 158 jusqu'a une valeur qui rend la valve 112 conductrice/pour exiter le relais 121, en vue de terminer la période d'alimentation du circuit de charge. Ce résultat est maintenant obtenu par le réglage ne la prise 16C sur la résistance 95.
La courbe de ,courant de la Fig. 2 D est obtenue en déplaçant l'in- terrupteur 82 vers ia droite, et en laissant les autres interrupteurs à main dans la même position que celle qui correspond à la courbe 2 B. De cette manière, l'augmentation de la tension unidirectionnelle qui résul- te du transfert du conducteur 62 de la..résistance de la période de pré- chauffage à la résistance de la période de soudure, entraîne un retard de la phase de la tension induite dans le secondaire 39 du transformateui 40, et réduit la valeur du courant de charge pendant la période de soud.- re. A part cela, le fonctionnement est tout à fait semblable à celui qui a été décrit plus haut.
On a dait précédemment que la soudure par impulsions, c'est-à-dire l'alimentation intermittente du circuit de charge pendant l'une quelcon- que, ou pendant toutes les périodes envisagées, pouvait être obtenue en ouvrant sélectivement les interrupteurs 200, 201 et 202, qui permettent aux temporisateurs 162 d'échauffement, et 163 ae refroidissement, de fore. tionner à la manière décrite précédemment dans la description. Si l'inter rupteur 200 est ouvert, une soudure par impulsion est obtenue pendant lE préchauffage. Dès que le circuit de charge est alimenté, le temporisateur 162 commence une opération de détermination de durée, et, quand la pério- de finit, le relais 190 fonctionne pour ouvrir le contact 190 a et couper ainsi le circuit de la bobine d'excitation 27 du relais 26.
Lorsque le relais 26 tombe, le contact 26 a coupe le circuit des électrodes de com- mande des valves principales, afin d'interrompre l'alimentation du circuit de charge. La fermeture du contact 26 c, lors de la coupure de l'alimen- tation de la bobine 27, déclanche le fonctionnement du temporisateur 163 de refroidisse ient, qui rétablit un circuit pour l'enroulement 27 du re- @@@@ 26, apres la fin de la période pour laquelle il est règlé. De cette
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manière, le circuit de charge est alternativement alimenté ou coupé pendant le préchauffage lorsque l'interrupteur 200 est ouvert, pour des périodes qui dépendent du règlage des temporisateurs 152 et 163 d'échauf. fement et de refroidissement.
Comme le relais 144 est excité à la fin de la période/de préchauffa- ge, le contact 144 b complète un circuit allant du conducteur 203, à travers les interrupteurs 201 et 20, jusqu'au conducteur 204, et empê- che ainsi l'alimentation intermittente du circuit de charge sous le con- trôle des temporisateurs c'échauffement et de refroidissement, pendant la période àe soudure. Le contact 118 i maintient le circuit fermé/pen- dant la période de chauffage final aussi longtemps que l'interrupteur 202 est fermé. De même, la soudure à impulsion peut être effectuée pen- dant la période de soudure, en n'ouvrant que l'interrupteur 201 et, pen- dant la période de chauffage final, en n'ouvrant que l'in terrupteur 202.
On voit que deux des interrupteurs ou tous peuvent être ouverts, si l'on désire une soudure par impulsion pendant deux ou toutes les périodes au cycle du courant. Si l'on veut avoir une soudure par impulsions pen- dant plus d'une des périodes considérées pour le courant, les temporisa- teurs d'échauffement et de refroidissement peuvent être prévus pour fonc tionner pendant des intervalles de temps différents, pendant les diver- ses périodes du courant du circuit de charge. Le résultat peut être ob- tenu en modifiant automatiquement les paramètres des circuits de tempo- risation, suivant la période du courant de charge à produire.
Par la description détaillée de la réalisation de l'invention repré sentée au dessin, et par la aescription de son fonctionnement quand l'ap pareil est règlé pour une forme du courant, parmi plusieurs autres, on voit que la présente invention fournit un dispositif très souple pour fournir des formes de courant à un circuit de charge qui sont constituées par plusieurs périodes d'alimentation, règlables indépendamment les unes des autres, et durant chacune desquelles on maintient une certaine valeur ou une ce@taine variation du courant.
On remarquera que, pour chaque courbe, on établit une certaine forme de tension unidirectionnel ce contrôle correspondant à la forme w ulue de la courbe du courant de charge, au moyen de prises variables sur des résistances diviseurs de tension qui sont sélectiovement connectées en circuit avee deux valves
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de commande. Lorsque le système fonctionne pour produire les courbes 2 A et 2 C, la tension entre ces prises est graduellement modifiée pendant la période considérée, pour provoquer une variation graduelle du courant du circuit de charge.
Quana l'une quiconque des formes de courant est fournie, les tensions qui existent entre diverses paires de prises sur les résistances diviseurs de tension sont successivement appliquées sur 'les électrodes de commande de deux valves électriques suivant le fonction nement des divers temporisateurs. La valve 112 commande non seulement la charge initiale du condensateur 92, mais aussi sa charge finale.
La réalisation représentée de l'invention concerne un système de soudure par points, dans lequel les électrodes restent fixes pendant toute la durée du cycle du courant, mais il est bien entendu que beau- coup de caractéristiques de la présente invention sont applicables à d'autres systemes, tels que ceux utilisés pour faire de la soudure en ligne. Les différentes périodes concernant chacune des formes du courant ont été appelées : préchauffage, soudure et chauffage final, mais il est bien évident que la soudure, ou le traitement thermique des métaux peuvent être accomplis pendant une seule ou toutes les périodes, si on le désire, et que, avec la période de coupure réduite à zéro, la courbe du courant peut représenter une courbe correspondant à une souaure en ligne.
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PERFEX: TI NN1 !! rs TO EqJIPF.J # NTS LIKITATORS OF DURATION OF AN OPERATION.
The present invention relates to improvements, changes and additions to that which is the subject of the main patent and relates to improved control circuits, with electric valves, intended to transfer energy to a load circuit, in accordance with conditions. - predetermined currents.
The application of electric valve control circuits to industrial processes, such as resistance welding, has made
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the need for improved control circuits for supplying the load with a predetermined form of current and, in particular, for improved circuits with greater flexibility with respect to current variations which may occur during various time intervals or between various parts of the device. It is also advantageous to increase the flexibility of the apparatus with respect to the various forms of current variations for which the system can be adjusted, in order to increase the number of applications to which the equipment can be adapted. .
In accordance with the invention, a system is available which comprises means for choosing a certain number of forms or characteristics of currents, and which makes it possible to adjust the system to independently control the values of the currents supplied to the circuit. charging, during various periods, from selected forms of current; this system also makes it possible to independently control the value of the variations in current from one value to another, during the various / periods.
The invention therefore relates to a new control system with electric valves, making it possible to supply a charging circuit, in accordance with one of the forms, or characteristics, chosen of current, from among a certain number of these forms. This shape, or characteristic, can be chosen in advance and the value of the variation of the current, and the length of the duration of the various parts of these variations can be independently adjusted. The invention will be explained in particular in connection with a new and improved resistance welding system, which can be easily adjusted to adapt the system to a wide variety of jobs, depending on the nature or the dimensions of the parts.
According to one embodiment of the invention, shown in the drawings, a welding transformer is supplied by an alternating current circuit, by means of electric valves of the immersed ignition electrode type, connected in parallel, in the opposite direction. . The periods during which the welding transformer is supplied are determined by a switch device, connected in circuit with the ignition electrodes and controlled by timer means, to close the circuit of these so-called electroaes and control valves,
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at times when current must be supplied to the load circuit.
The value of the current supplied to the welding transformer is controlled by controlling the phase of the electric valves, which is carried out by means of bias voltages applied to the control electrodes of two control valves, these voltages being modified according to the variations of the value of the current, (among the forms chosen for this current) which must be supplied to the welding transformer.
Bias voltage is a variable voltage existing between a reference point and a terminal of a capacitor, having load circuits which are modified at various points in the time of soldering, in order to achieve the various kinds of current variations desired. , for various time intervals, during the passage of the current, or, for other forms of currents, the bias voltage remains constant for part of the time and is suddenly applied to a second valve, depending on the setting of a variable tap on a voltage divider controlled by a timer device.
The capacitor charge is also used to determine the duration of some of these intervals in cooperation with other electric valve and electromagnetic switch control devices.
Generally speaking, the system of the invention contemplates a cycle of currents which may include a preheating period, a welding period, a shutdown period, and a final heating period, in which the initial value and the duration of the preheating current, the value and duration of the welding current, the duration of the stop period and the value and duration of the final heating are all independently adjustable.
The system also provides for a gradual variation in the current value, either increasing or decreasing, during each of the preheating or final heating periods. By selectively operating certain µ main switches, it is possible to modify the charac- teristics so that the value of the current during each of the periods is constant, and to decrease: the cut-off period
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until it is zero, we want it.
In the foregoing, we have spoken of periods of preheating, welding, shutdown, and final heating. In this description, it has been assumed that all periods of the current occur with the stationary electrodes to accomplish a weld. It is also possible to use these currents, particularly if the cut-off period is reduced to zero, in order to accomplish an in-line weld, during which the current gradually increases, is held constant, and gradually decreases. or else, depending on another characteristic, remains constant at a certain value for a certain period, takes on another value for a second period, and changes again to a third value for a third period.
According to another characteristic, the current decreases gradually during the first period; it is maintained at a constant value for a second period, and gradually increases for a third period. In this way, the system is very flexible, and allows to obtain almost any desired form of variation in current, chosen from among several forms, and comprising several time intervals during which the current varies in a different way.
According to the embodiments shown, devices are provided for effecting an intermittent supply of the charging circuit during any of the above partial periods. For example, if a full cycle of current corresponds to a single weld, with fixed electrodes, the intermittent feed during each of the periods may be referred to as "pulse" welds. This intermitten feeding. te is accomplished by means of electronic timers which actuate switches in the circuit of the control electrode. of main electric valves.
An example of implementation of the invention given by way of nonlimiting example will be described, with reference to the appended drawing in which FIGS. 1 A and 1 B, taken together, represent schematically an embodiment of the invention; Fig. 2 shows various forms or characteristics of currents, which can be supplied to the charging circuit of the device of FIGS. 1 A and 1 B; Fig. 3 represents the conditions
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-tions of operation of a number of electromagnetic switches, Different times of current flow.
The implementation arrangements which will be described in connection with this exemplēdevont be considered as forming part of the invention, it being understood that any equivalent arrangements may as well be used without departing from the scope thereof.
Referring to Fig. 1 A and 1 B, it can be seen that the invention is applied to a control circuit with electric valves, with a view to supplying an exchange circuit, such as a welding transformer, from a circuit AC power supply 11, following a certain form of current, chosen among several others. The intensity of the current coming from the supply circuit and supplied to the welding transformer, is controlled by two electric valves 12-13, connected in parallel, in reverse order, between the supply circuit and the primary 14 of transformer 10. These valves can be of any type well known to those skilled in the art, and as shown, they each contain an anode 15, a cathode 16 of a conductive liquid such as mercury, and a submerged ignition and ignition electrode. command 17.
As is known, these valves require the passing of a predetermined amount of current to the control electrodes 17, in order to initiate the conductivity of these valves. As can be seen, the passage of the current towards the control electrodes 17 of the valves 12 and 13 is controlled by the ignition of valves 18 and 19, which are preferably in an ionizable medium, and / which each comprise an anode 20 , a cathode 21, a screen grid 22 and a control grid 23. The valves 18 and 19 are connected in parallel, in reverse direction, and their anode - cathode circuits are supplied according to the anode voltages of the valves 12 and 13, respectively.
As can easily be seen in the drawing, the anode-cathode circuit of valve 19 is closed by the anode of valve 13, through a unidirectional conductor, such as a dry rectifier 24, by
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the conductor 24 a, the switch 26, unoûndueteur gsa, the normally open contact 26 has an electromagnetic switch 26 provided with an excitation coil 27 by a unidirectional conductor 28 ,. ¯¯¯¯
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The (j.ëctroae ue cnntrnio name
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From the drawing it can be seen that, when the valve 13 is not conductive, its anode-cathode voltage is applied to the anod-cathode circuit of the control valve 18.
The anode-cathode circuit of the control valve 18 is closed by the anode of the valve 12, through a unidirectional ductor 29, the normally open contact 26 has a switch 26, the conductor 25 has, the switch 25, the conductor a unidirectional conductor 30 and the control electrode 17 of the ve 12, then the cathode 16 of the latter valve.
Due to the fact that the contact 26 a is in the anode-cathode circuit of two control valves 17 and 18, it can be seen that no initiating current of the discharge in the valves 12 and 13 can pass through the ignition electrodes 17 , when contact 26 a is open. This contact makes it possible to determine the periods of supply and coupling of the welding transformer.
In order for the anode-cathode voltage of the valves 12 and 13 to be controlled, in order to control the voltage or the rms value of the current supplied to the welding transformer, an improved control circuit is provided for controlling the control electrodes 23 of the valves. valves 18 19. Each of these latter electrodes is supplied by excitation circuits, generally designated by the references 31 and 32, respectively, which are identical, so that only one will write One, the same references apply to the corresponding elements of the two excitation circuits.
Referring to circuit 31, which supplies control electrode 23 of valve 18, it can be seen that an alternating voltage source of pol. risation is provided by means of sec onaary 33 of a transformer 34, the primary 35 of which is supplied by an alternating voltage source comprising the conductors 36, 37, connected to the alternating supply circuit 11, by means of a divider reactance ae tension 38.
The secondary 33 which supplies the bias voltage is connected in series with the secondary 39 of a transformer 40 whose primary 41 is supplied so as to supply a voltage in the form of a peak, to over-shock the effect of the bias of the winding 33, in order to make the valve 18 conductive at the desired moment of the wave of the voltage ahode-
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From the drawing it can be seen that when the valve 13 is not conductive, its anode-cathode voltage is applied to the anode-cathode circuit of the control valve 19.
The anode-cathode circuit of the control valve 18 is closed by the anode of the valve 12, through a unidirectional conductor 29, the normally open contact 26 has of the switch 26, the conductor 25 a, the switch 25, the conductor 24 has a one-way conductor 30 and the control electrode 17 of the valve 12, then the cathode 16 with the latter valve.
Because the contact 26 a is in the anode-cathode circuit of the two control valves 17 and 18, it can be seen that no initiating current of the discharge in the valves 12 and 13 can pass through the ignition electrodes s 17, when contact 26 a is open. This contact therefore makes it possible to. determine the welding transformer feed and coupling periods.
So that the anode-cathode voltage of the valves 12 and 13 is comrnan: - designed, in order to counter the voltage or the rms value of the current supplied to the welding transformer, an improved control circuit is provided to control the electrodes of the welding transformer. controls 23 of valves 18 and
19. Each of the latter electrodes is supplied by excitation circuits, generally designated by the references 31 and 32, respectively, which are identical, so that only one will be described. , the same references applying to the corresponding ± elements of the two excitation circuits6.
Referring to the circuit 31, which supplies the control electrode 23 of the valve 18, it can be seen that an alternating bias voltage source is provided by means of the seconaaire 33 of a transformer 34, the primary 35 of which is supplied. by an AC voltage source, comprising the conductors 36, 37, connected to the AC power supply circuit 11, by means of a voltage divider reactance 38.
The secondary 33 which supplies the bias voltage is connected in series with the secondary 39 of a transformer 40, the primary 41 of which is supplied so as to supply a voltage in the form of a peak, to override the effect of the polarization of the winding 33, in order to make the valve 18 conductive at the desired moment of the anode voltage wave-
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cathode of the valve 12, as will be described later in detail.
The control electrode circuit 23 includes an autopolarization resistor 42 connected in parallel with the capacitor 43. The valve electrode circuit 18 is completed by a terminal of the transformer winding. 33, the conductor 44, which is also connected to the screen grid 22, in order to maintain it at the potential of the cathode. Filter capacitors 45 are connected between the cathode and the other terminal of polarization resistor 42, in order to eliminate the effect of transient currents in the excitation circuit. A filter capacitor 46 is also connected to the terminals of 33. A secondary 47 of transformer 34 provides the heating current for the cathodes of valves 18 and 19.
The self-biasing device, comprising the resistor 42 and the capacitor 43, as well as the alternating bias voltage of the transformer 33, comprises means for normally rendering the valves 18 and 19 non-conductive. As mentioned above. previously, an operating voltage nepent is introduced into the excitation circuits 31 and 32 by means of the secondary 39. To determine when the valves 18 and 19 are made conductive, and, therefore, when the valves 12 -13 are made conductive, the primary 41 is supplied at an appropriate time with respect to the anode-cathode voltage supplied to the valves 12 and 13, depending on the value of the current which must supply the load circuit for the particular form of welding current for which the device has been set.
To control the valves 18-19, two electric discharge valves 48-49 are used to supply the primaries 41 of the transformers 40 of the excitation circuits 31 and 32. As can be seen, these valves use a half-pipe. ionizable place and each comprise an anode 50, a cathode 51 and a control grid 52. An alternating voltage source for supplying the anode-cathode circuits of the valves 48-49 is constituted by the mid-tap secondary 53 of a transformer 54 ., the primary 55 of which is supplied by the AC power supply circuit 36, 37, through the normally open contacts 56 of an electromagnetic switch 57.
The cathodes of the valves 48 and 49 are electrically connected together, and this common connection is connected by the conductor 58 to the primaries 41, and to the outlet
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middle of winding 53, the outer terminals of which are joined by current limiting resistors 59 at the anodes 50 of valves 48 and 49, respectively. The control gates 52 of the valves 48 and 49 are each supplied by an AC voltage component supplied by resistors 60 and 61, and by a DC component, or by polarization, applied to the terminals of the conductors 62 and 63 by a control circuit which will be described in detail later.
The voltage applied across resistors 60-61 is preferably approximately 90 electrical lags behind the voltage applied to the anode-cathode circuit of valves 48-49, respectively, eh from the alternating voltage source 36-37 , by means of a transformer 64 whose primary 65 is connected between an intermediate point of the voltage divider reactance 38, and the common point of resistor 66 and capacitor 67 in series, which are supplied by the AC source 36-37. An adjustable tap 68 of the resistor 66 makes it possible to adjust the phase of the alternating voltage applied to the primary 65. The secondary 69 of the transformer 64 comprises a middle tap connected to the common point between the resistors 60 and 61, as well as to the. driver 62.
The end terminals of the secondary 69 are connected respectively to the end terminals of the resistors 60 and 61. The control electrodes 52 of the valves 48 and 49 are connected by sliders 71 to the resistors 60 and 61 respectively. Eventually, through suitable resistors to limit the current 70.
The circuit between the control electrodes of the valves 48 and 49 is completed by the conductor 63, through the primary 41 of the transformer and the conductor 58. It can be seen from the above that the control electrodes of the valves 48 and 49 are supplied by the alternating voltage appearing at the terminals of part of the resistors 60 and 61, respectively, and by the voltage applied to the terminals of the conductors 62 and 63. It can therefore be seen that the moment of the anode voltage The cathode of valves 48-49 for which these valves are made conductive can be controlled by controlling the voltage applied to conductors 62-63.
In the foregoing, it has been specified that the moment of conductivity; the valves 48-49 controls the valves 12 and 13, through the transformers.
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-teurs 40 and valves 18 and 19. We will now describe the circuit for controlling the voltage applied between conductors 62 and 63.
The power source for this control circuit is a direct current power supply, comprising the conductors.
72- 73 supplied by the output of a valve rectifier for the two alternations, and comprising a valve 74 with two discharge circuits, which are supplied by the secondary 75 with mid-tap of a transformer
76, the primary 77 of which is supplied by the alternating voltage source 36 - 37. The output circuit of this valve rectifier comprises a filter, consisting of an inductive impedance in series 78 and a capacitor 79 in parallel, and the output voltage is then applied to the DC power conductors 72-73. A switch 80 is preferably connected in one of the DC power wires, and, as seen, in the conductor 72.
Transformer 76 has a secondary 81 which heats cathodes 51 of valves 48 and 49.
Before continuing this description, reference will be made for a moment to FIG. 2 to better understand the nature of the check, which will be performed by the remaining elements of the apparatus, this check determining the value of the charge current supplied, as well as the duration of the four periods in which the cycle is divided, in particular , preheating (V), welding (W), stop (X), final heating (Y).
Referring to FIG. 2 a, we see that the value of the current increases constantly during the preheating (V), is kept constant during the welding (w), and gradually decreases from the value of the welding current to a final value, at the end of the final heating period (Y). We will now describe the circuit making it possible to control the variations in the value of the current, as well as the aura of the preheating and final heating periods.
Referring again to Figs. 1 A and 1 B, it can be seen that the conductors 62 - 63, which apply a control voltage to the control electrodes of the valves 48 and 49, to control the value of the furnace current nor to the welding transformer via the valves 12 and 13, are connected to the movable contses 82 of an inverter whose fixed contacts are connected
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to the conductors 83 and 84. it can be seen that the voltage appearing between the conductors 83 and 84 can be applied in the opposite direction to the conductors 62 - 63, by moving the movable contacts 82 of the inverter from one extreme position to the other . Driver 84 can be selectively connected with driver 85 or driver 86 by means of a joystick 87.
In this way, the switches 82 and 87 having the position shown in the drawing, the voltage applied to the conductors 62-63 is determined by the voltage of the conductors 83 - 84. The conductor 83 is maintained at an intermediate voltage with respect to the voltage. continuous control of conductors 72 - 73, determined by the position of an adjustable tap 88 on a resistor 89 voltage divider, connected in series with resistor 90, at the terminals of the DC voltage supply conductors of control 72 - 73. The conductor 85 is connected by conductors 91, and 92, and a switch 93 to one terminal of a capacitor 94 whose other terminal is connected to the negative conductor 72 of the source of. continuous feed.
It can thus be seen that the voltage of the conductor 83 can be set to a predetermined value of the voltage existing between the conductors 72 and 73, and that the conductor 85 has a positive voltage with respect to the negative conductor 72, by an amount. which depends on the charge of the capacitor 94. A capacitor 94a and a switch 93a can be connected in parallel with the switch 93 and the conden @@@, in order to increase the operating range of the. 'apparatus.
To have, adjustable voltages intermediate, with respect to the direct voltage between the conductors 72 and 73, which can be chosen in advance to determine the condition of the capacitor charge at different periods of the cycle such as the start of preheating, at the end of the preheating, the welding period, and the end of the final heating, these voltage dividing resistors 95 - 96, connected in series with a resistor 97, are provided at the terminals of the direct supply line 72 - 73. resistors 98, 99 and 100 are connected between adjustable points of resistors 95 and 96.
A settable HERE resistor 98 establishes the initial charge of capacitor 94, and thus determines the value of the current transmitted to the circuit chare at the start of the warm-up period, as will be better seen before this. charging circuit.
Starting from socket 101 of the divider
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voltage 98, the circuit is extended by conductor 102; the contact 103 of a hand switch 104, the conductor 105, the normally closed contacts 106 a of an electromagnetic switch 106 with an excitation coil 107, the conductor 108, a current resistor 109 of limit current supply, the control electrode 110 and the cathode 111 of an electric discharge tube 112, the conductor 113, the conductor 92, the switch 93, the capacitor 94 and the negative conductor 72 of the DC source.
Thus this capacitor 94 is charged to a voltage equal to that comprised between the supply line 72 and the outlet 101 by passing through the control electrode and the cathode of a valve 112, in order to establish the initial charge of the capacitor. 94 and thereby establish the value of the charge current at the start of the preheating period. Since this capacitor charge circuit 94 has a unidirectional / conductive path between the control electrode and the cathode of the valve 112, it is necessary that the capacitor 94 be discharged before the circuit is established to charge the circuit. capacitor to the value corresponding to the start of preheating.
This is done by a discharge circuit for this capacitor 94, comprising a resistor 113a and the normally closed contacts 106a of the switch 106. The valve 112 is preferably of the ionizable medium type and has in addition to its pressure electrode. control 110 and its anode 111, an anode 114. The anode circuit of this velve 112 is powered by a secondary llb of transformer 54, passing through the circuit: unidirectional conductor 116, conductor 117, normally open contacts 118 a of an electromagnetic switch - tick 118 with excitation coils 119, the excitation coil 120 of an electromagnetic switch 121, the conductor 122, the resistor 123, the anode-cathode circuit with the valve 112, the conductor 124, the conductor 125 , and return to the other terminal of 115.
The preheating time, or the first period, is determined by the time it takes for the capacitor 94 to charge from its initial charge, determined by the position of the variable tap 101, to a final value of the voltage. mined var 12 position of a: variable rise 126 on the voltage divider @@ 28. which also determines the value of the current during welding, as in
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will see it later.
The capacitor 94 charges during preheating starting from the DC power source, passing through the conductor 92, the conductor 91, the conductor 127, the normally closed contacts 118 b of the electromagnetic switch 118, the normally open contacts
106 b of the switch 106, the conductor 128 and an adjustable resistor 129. When the capacitor charges to a value depending on the setting of the variable tap 126 on the voltage divider 99, the second period, that of welding, begins at the start of the conductivity of a valve 130, similar to valve 112, and comprising an anode 131, a cathode 132, and a control grid 133.
The cathode 132 of this valve is connected to the variable tap 126 by the conductor 134, the conductor
135, conductor 136, movable contact 103 a of switch 104 and conductor 137. Control gate 133 of valve 130 is connected by conductor 138, resistor 139, conductor 113, conductor 92 , and the switch 93 to the positive terminal of the capacitor 94. The anode circuit of the valve 130 is supplied by a fourth winding 140 of the transformer 54, one terminal of which is connected to the anode of the valve 130 by a conductor. unidirectional 141, conductor 142, normally closed contacts 118c of electromagnetic switch 118, excitation coil 143 of a switch 144, conductor 145, and resistor 146.
The other terminal of the secondary 140 is connected to the cathode of the valve 130 by the conductor 147, the conductor 135 and the conductor 134. The valves of the valves 74, 112 and 130 can be heated by the current supplied by the windings 148 to the coil. transformer 76. The voltage of the conductor 85 / thus maintained at a value determined by the adjustment of the tap 126, that is to say the adjustment of the welding period until the end of this period, which is determined by means of an electronic timer represented by the general reference 149, which operates in such a way as to supply the excitation coil 150 of an electromagnetic switch 151, at the end of the welding period.
If the system is set to include an outage period, as shown in the 2A curve (Fig. 2), the end of the surge period and the closing of contacts 151b of relay 151 start a loss. cut-off period by triggering the timing action of another
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electronic timer, represented by the general reference 152.
The latter feeds the excitation coil 153 of an electromagnetic switch 154 at the end of the cut-off period, and closes the normally open contacts 154 a, in order to establish a shunt circuit around the contacts 155 a of a switch. hand switch 155, and closes the power supply circuit of the electromagnetic switch 118 on the alternative feed line 36 - 37, through the hand switch 156.
Operation of switch 118 closes normally open contacts 118d, to close the discharge circuit of capacitor 94 for the period of final heating during which it discharges and charges on the voltage available between tap 126 of the divider. voltage 99 and the movable tap 157 on the voltage divider 100. This discharge circuit of the capacitor 94 starts from the negative capacitor 72, which is also the negative terminal of the capacitor 94, and passes through the variable resistor 158, the conductor 159 , the contacts 118 d, the conductor 127, the conductor 91, the conductor 92, the switch 93, to arrive at the other terminal of the capacitor 94.
When this reaches the voltage of the variable tap 157 of the resistor 100, the valve 114 is made conductive, since its cathode is connected to the positive terminal of the capacitor 94, and its control electrode is, at this moment of the current cycle, connected to tap 157. This last circuit can be followed as follows: tap 157 of resistor 100, contacts 103 b of switch 104, contacts 118 e of switch 118, contacts 106 c of l switch 106, conductor 108 and resistor 109. The conductivity of the valve 112 allows the supply of the excitation coil 120 of the switch 121 which opens the contacts 120 a and ends this period of operation by cutting the circuit. of the coil 107 of the switch 106.
In the foregoing, the control of the valves 12 and 13 has been described by means of the control of the bias applied to the conductors 62 and 63, by means of the hand switch 87 of the conductor 8b. If this switch 87 is connected to conductor 86, the voltage applied to conductor 62 - 63 is that which exists between conductors 83 and 86. As noted above, this conductor 83 is connected in an adjustable point
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of resistor 89, in order to determine a reference voltage.
The voltage of conductor 86 is changed to determine the desired current form. Referring to the drawings, it can be seen that the conductor 86 is joined to the variable tap 101 of the resistor 98, passing through the normally closed contacts 144 a of the switch 144, to the variable tap 126 of the resistor 99. passing through the normally open contacts 144 b of the switch 144, and to the adjustable plug
157 of resistor 100 through the normally open contacts
118 f of switch 118.
In this way, the voltages existing between the conductor 83 and the taps 101, 126 and 157 respectively of the resistors 98, 99 and 100, are applied to the conductors 62-63, at successive intervals, in particular during the preheating, welding and final heating of the current cycle shown in FIG. 2 b following the operation of the electromagnetic switches 118 and 144.
It can therefore be seen that when the apparatus is adjusted to give a form of current according to curves 2 B or 2 D, the bias voltage applied to the control electrodes of valves 48 and 49 is changed abruptly at the end of the various periods, up to the values determined by the voltage dividers 98, 99 and 100.
As the setting of these taps on these resistors also determines the length of the preheating and final heating periods, following the establishment of the initial and final charge of the capacitor 94 for these periods, it is seen that the adjustment of the current value for each of the periods requires readjustment of the timing resistors 129 and 158. and
So that the duration of the preheating / final heating periods is completely independent of the value of the current, for the current curves shown for example in Fig. 2 B and 2 D, means are provided for determining the charging condition of capacitor 94 at the start of preheating, at the end of preheating and at the end of final heating, independently of the value of the current supplied during periods;
the switch 104 is used for this purpose which, when it is moved to its right-hand position, raises the control electrode of the valve 112 to an adjustable tap 160 of the resistor 95, through a circuit comprising the contacts normally closed 106 has inter-
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electromagnetic switch 106, and a parallel circuit through the normally open contacts 118 c and 106 c, in series with switches 118 and 116 respectively.
The cathode of the control valve 130 is connected directly to a variable tap 161 of the resistor 96., through the contact
103 a, conductor 136, conductor 135 and conductor 134. In this way, the charge to the capacitor at the start of preheating, the charge of the capacitor at the end of preheating which is also its charge at the end of the period welding or cut-off, and the charge of the capacitor 94 at the end of the final heating, are established by the taps 160 and 161, so that the duration of these periods is made absolutely independent of the value of the charging current during these periods for which the system is set, and the duration of these two periods is determined solely by the setting of taps 160 and 161, and that of resistors 129 and 158,
none of them need to be set when the value of the charge current is set by sockets 101, 126 and 127.
Allusion has been made above to the electronic timers 149 and 152 which respectively determine the duration of the weld and the pure cost of the current according to the curves 2 A and 2 D inclusive. Heat-up and cool-down timers 162 and 163, respectively, are also provided to intermittently power the load circuit during one of the three power periods of the above curves. This makes it possible to adapt the system to a "pulse" weld, when the electrodes are fixed during said periods, as they are in spot welding.
The electronic timers 149, 152, 162 and 163 are supplied by an AC circuit which, as shown comprises the conductors 164 - 165, supplied by the secondary 166 of a transformer 167, the primary 168 of which is supplied by a suitable source, which can be the alternating supply circuit 11. Each of the timers comprises a discharge valve 169, preferably with an ionizable medium, such as a gas or a vapor and comprising an anode 170, a cathode 171, a screen grid 172 and a control grid 173. In each timer, the screen grid is connected directly to the cathode. The control grid is supplied by a variable tap 174 on a voltage divider resistor 175, connected in series with resistors 176 and 177, at the terminals of line 164 - 165.
The circuit between the adjustable tap and the control electrode comprises resistors 178 and 179, of which
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the assembly is shunted by a capacitor 180. A hand switch
181, connected in parallel to resistor 178, allows the timer operating range to be modified.
A current limiting resistor 182 is connected in series with the control electrodes. The valve cathode circuit
168 of these timers are connected to one of the alternating lines
164 or 165, by means of a switch which is closed to start the operation of the timer. Before the switch in question is closed, capacitor 180 is charged to a value which depends on the position of variable tap 174, as a result of the rectifying action of the gate.
When closing the cathode circuit switch, there is no subsequent rectification by the grid, and the valve becomes conductive some time after the cathode circuit switch is closed, depending on the constants of the circuit in which the voltage of the variable tap 174 acts and the time constant of the discharge circuit of the capacitor 180. The circuits or switches which initiate the operation and the relays thus actuated of the timers 149, 152, 162 and 163 They are arranged to produce a particular sequence of operation in the illustrated embodiment of the present invention and will now be discussed in more detail.
Referring to the timer 149 of the weld period, the node 170 of its valve 169 is joined to the conductor 165 by a resistor 183 and the excitation coil 160 of the electromagnetic switch 151. The cathode 171 has this. The valve is connected to conductor 165 by a resistor 187, and to conductor 164 by two parallel circuits, a conductor 185 and the normally open contacts 106d of the electromagnetic switch 06. One of the circuits in parallel contains normally open contacts 144 of switch 144, and the other circuit contains normally open contacts 151a of switch 151.
Likewise, the timer 162 of the cut-off period has the anbde 170 that its valve 169 connected to the wire 165 by a resistor 186 and the excitation coil 153 of the electromagnetic switch 164. The valve switch is connected to the wire. wire 164 by contact :. normal and closed 155 b of the hand switch 155, and by two circuits in
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parallel, one of which contains the normally open contacts 151b of the switch 151, and the other of which contains the normally open contacts 118g of the switch 118. The cathode of the valve 169 of the timer 152 is also connected to wire 165 by a resistor 184.
The heat-up timer 62 is essentially the same as the weld timer 149, with the anode 170 of its valve 169 connected to the wire 165 by a resistor 188 and the excitation coil 189 of an electromagnetic switch 190, and its cathode is connected to the wire 165 by a resistor 191. The start circuit of the timer 162, or the connection between the cathode of its valve 169 and the conduc. Switch 164 are arranged to be selectively supplemented by the operation of different combinations of several electromagnetic switches.
Referring to the drawing, it can be seen that the cathode circuit of the valve 169 of timer 162 passes through the normally closed contacts 192 a of an electromagnetic switch 192 with excitation coil 193, energized according to the operation of the timer. cooling 163, and arrives at a conductor 194.
From this conductor, the circuit is continued, either through the normally open contacts 26 b of the switch 26, or through the normally open contacts 192 b of the switch 192, to end in the conductor 195, and, through one of three circuits in parallel, to conductor 185 ,, The first circuit in parallel contains the normally closed contacts 151 c of the switch 151 ,, the second contains the normally open contacts 154 c of the interrupt - tor 154, and the third contains the normally open contacts 155c of the hand switch 155. The conductor 185 is connected to the conductor 164 through the normally open contacts 106d of the switch 106.
It can be seen that the supply circuit for the excitation coil 27 of the switch 26, starts from the conductor 164 and contains the same contacts as the circuit for controlling the operation of the temperature-rise timer, until one reaches the conductor 194. From the latter, the circuit of the coil 27 continues to the conductor 165 through the normally closed contact 190a of the switch 190, controlled by the heating timer 162. A resistor 196 @@ a capacitor 197 connected in series between the conductor 195 and a
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terminal of coil 27 of switch 26, constitute a means of supprj mer the transient currents caused by the operation of the switches in the circuit of coil 27.
The cool-down timer circuit is somewhat different from those of other timers, in order to ensure that the system will always run to produce a warm-up period first, when set for pulse welding. The anode-cathode circuit of valve 169 of this timer is reversed with respect to supply conductors 164 and 165. Referring to the drawing, it can be seen that the anode of valve 169 of timer 163 is connected to the conductor.
164 by the contacts 106a of the switch 106, the conductor 185, the excitation coil 193 of the switch 192 and the resistor 198. The cathode is connected to the conductor 185 by a resistor 199, and to the conductor 165 by the normally closed contacts 26 c of the switch 26.
Considering this circuit, we / see that the circuit & node-cathode of the cooling timer valve is completed by the normally closed contacts 26 c of the switch 26, before the contacts 106 d are closed, following the closing of switch 156 for the start of welding. It is therefore known that the cooling timer will initially be in a non-operating condition, and that it will allow a heating period to begin immediately after closing the weld start switch, if the system is set to impulse welding. As soon as the switch 26 operates to start a period of supply to the charging circuit, the contact 26 c opens and the cooling timer is returned to the adjustment position.
As stated above, the heating and cooling timers 162 and 163 are intended for pulse welding, or, in other words, for the intermittent supply of the load circuit during either orel any period of the current cycle to be supplied to the load circuit. In order to produce the impulse weld, or a heat weld, tilting any one of the periods, means are provided for selectively deactivating the two heating and cooling timers, during the period. considered. Mail switches
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200, 201, 202 are connected in series to the terminals of the contacts 190 a, controlled by the timer 162, by means of the conductors 203 and 204.
The short-circuiting of the contacts 190 has prevented the heat-up timer from breaking the circuit of the excitation coil 27 of the switch 26, and, in this way, prevents the opening of the contacts 26a in the circuit. of the control electrodes of the main valves 12 and 13, and also prevents the closing of the contact 26 c which would initiate a delay period of the cooling timer 163. The selective short-circuiting of the contact 190 a during different periods of the current cycle to Supply to the load circuit is accomplished by the contacts of switches 118 and 144 which bypass some of the manual switches 200-202, inclusive.
As can be seen in the drawing, the normally closed contact 118h of the switch 118 is connected in parallel with the hand switch 202, and the normal, non-closed contact 118 @ of this switch is connected in parallel on the. set of switches 200 and 201 in series. Normally open contact 144d of switch 144 is connected in parallel to switch 200, and normally closed contact 144d is shunted to mair switch 201.
If it is desired to produce an impulse weld during the first period of supply to the load circuit, represented by the period V of FIG. 2, switch 200 is open and the shunt circuit of contact 190a is open for as long as the excitation coils of the two switches 118 and 144 are not energized. As will be seen xieux, considering the entire operation of the apparatus, this condition exists only during the preheating period V ae. Likewise, if pdr pulse welding is desired during the welding period, switch 201 is open and switches 200 and 202 closed.
This opens the horn, - tact 190a of the shunt circuit. and deactivates the heating and cooling timers when contact 144 e is open green, and before contact 118 i / is closed, following operation of switch 118. As described above. will see in detail later, this condition is only established during the worry period. Likewise if the hand switches 200 and 201 are closed and the switch
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with open hand 202, contact 190 a is bypassed at all times, except when contact 118 h is open. This only happens during the final heating period.
Thus, the switches 200, 201, 202 and the contacts 144 d, 144 e, 118 h and 118 i constitute means for deactivating the heating and cooling timers 162 and 163, respectively, for the heating and cooling system. any of the feed periods of the charging circuit.
To ensure that the cutout period timer will control the duration of this period even if the cooling timer is set for a longer period than the cutout period timer, and is not turned off. Service by the position of switches 200 to 202, inclusive, means are provided to ensure that the cool-down timer 163 ceases to operate until immediately after the shutdown period timer 152 has ceased to operate.
This result is obtained by completing a circuit of low impedance, by shunt on the capacitor 180 of the timer 163, by means of the normally open contact 154 b of the switch 154, which operates when the cooling timer stops operating. 205, connected in the shunt circuit, is a relatively low value, to discharge the capacitor 180 as quickly as possible, without damaging the other elements of the circuit. A normally on / off contact 118 of relay 118 is connected in series with this shunt circuit, in order to allow the cooling timer to operate during the final heat period if switch 202 is open.
Although the detailed operation of various elements of the illustrated embodiment of the invention has been explained in the foregoing, the general operation of the system, when set for different heating regimes, will better demonstrate the features and benefits. of the present invention.
FIG. 3, below FIG. 2, a table showing the operating condition of the various relays or switches in the system at any time during the current cycle. These relays or switches are identified on the right by their reference in Figs. 1 A and 1 B,
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A thick line indicates that the field coil is energized and the relay has operated. In case the relays are activated by the timers, the dotted lines indicate the time interval that the timer measures, and the solid lines indicate the period during which the timer relay is energized.
After the AC power supply circuit 11 has been powered for a time long enough to bring the filaments of all the valves to their operating temperature, the switches 25 and
80 can be closed. Of course, a delayed operation relay can be used for this purpose. Closing 80 operates relay 57 to close contact 56 and energize the anode-cathode circuit of valves 48 and 49, 112, and 130.
The operation of the system will now be described when the switches are set to supply current to the load circuit, following the 2 A curve.
Hand switches 82, 87, 155 are in the position shown in the drawing and switches 200, 201 and 202 are closed. The capacitor 94, which produces the unidirectional control voltage, to control the value of the current supplied to the load circuit, is charged to a value which depends on the setting of the variable tap 101 on the preheating resistor 98. The discharge circuit, at the terminals of the capacitor 94, and comprising the resistor 113a, ensures that the charge of the capacitor is determined by the tap 101, in the case of the residual charge of the capacitor, following a previous operation. , would be greater than that resulting from the setting of the socket 101.
This precaution is necessary because the circuit for charging the capacitor at the voltage determined by the tap 101, has a unidirectionally conductive path between the grid and the cathode of the valve 112.
If now the start of operation switch 156 is closed, the excitation coil 107 of the relay 106 is energized, opens the contacts 106 a and 106 e, and closes the contacts 106 b, 106 c, 106 d.
The opening of 106 e, cuts the discharge circuit of the capacitor 94, containing the resistor llb a, and the opening at contact 106 a, in the circuit of the control electrode ae the valve 112, interrupts the circuit.
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firing of the capacitor 94, by which the capacitor has been charged to a voltage dependent on the setting of the tap 101 on the preheating resistor 98.
Contact closure 106c partially completes a circuit between the control electrode of valve 112 and the adjustable tap 157 on resistor 100 of the final heating period. This circuit is completed a little later by the operation of relay 118. Closing of contact 106d of relay 106 connects supply conductor 164 of the AC circuit to conductor 186. This applies voltage between l the anode and the cathode of the valve 169 of the cooling timer 163. As stated previously, this latter timer is first deactivated, so that the relay 192, controlled by this timer, rises immediately when contact 106 d of relay 106 closes.
The closing of these last two contacts completes a circuit to supply the coil 27 of the / relay 26, passing through the normally closed contact 151 c of the timer 151 of the welding period, and the contact 190 a of the relay 190 to the timer. - temperature rise sensor 162. This raises relay 26 and closes contacts 26 a and 26 b, and opens contacts 26 c. Closing 26b establishes a maintenance circuit for coil 27, in shunt with contact 192b of relay 192 of cooling timer 163. The opening of the contact 26 c cuts the anode circuit of the valve 169 of the timer 163 to return the latter to the adjustment position.
The closure ae 26 completes the circuit between the submerged ignition electrodes of the main valves 12, 13 and the anode circuit of the ignition control valves 18 and 19. This places the system under such conditions as it will provide. to the current load circuit during the preheating period, according to the 2 A curve.
The closing ae 106 b which occurs during the operation of the relay 106, establishes a circuit by the variable resistor 129, the adjustment of which results in the value of the charge of the capacitor from its initial charge, @ determined by the adjustment of resistance 98, up to its cnare which depends on the setting of resistance 99 of the welding period.
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Thus, during the warm-up period, the unidirectional voltage appearing across capacitor 94 constantly increases.
This voltage of the capacitor 94, added to the reference voltage appearing between the conductor 72 of the direct current supply circuit and the variable tap 88 of the resistor 89, are applied to the conductors E2 and 83, and, through l switch 82, on conductors 62 and 63. When inverter 82 has the position shown in the drawing the variable voltage component supplied by capacitor 94 is applied in a positive direction with respect to the control electrodes of these valves 48 and 49. As technicians know, an increase in the value of this positive unidirectional voltage component, in cooperation with the lagging AC voltage component from transformer 64, advances the phase of the conductivity moment of valves 48 and 49. .
Without going into detail, it is visible that this phase advance will also advance that of the voltages in the form of spikes, induced in the windings 39 of the transformer 40, which, through the operation of the valves 18 and 19, will increase. the value of the current supplied to the load circuit.
Therefore, the increasing charge of the capacitor 94 during the warm-up period causes a constantly increasing value of the charge current. As stated above, the increase in charge during this period, and therefore the increase in charge current, depends on the rule of resistor 129. This preheating period ends with the state of conductivity of valve 130, which begins when the charge of capacitor 94 matches the setting of tap 126 on resistor 99 of the weld period, since the electrode that controls valve 130 is held substantially at the voltage of the positive terminal of the capacitor 94, and that the cathode of the valve 130 is connected directly to the variable tap 126 of the resistor 99.
Thus, after the initial and final values of the preheating current have been adjusted by the adjustable taps 101 and 126 of the resistors 98 and 99, the reisstance 129 of the preheating period provides a means of independently adjusting the duration of this period.
When the valve 130 is conouctiice at the end of said period of
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preheating, the relay 144 rises, due to the power supply of its coil 143 ′, connected in the anode circuit of this valve 130. The operation of this relay opens the contacts 144 a and 144 e, and closes the contacts 144 b , 144 c, 144 d. The 144c shutdown completes the operating circuit of the valve 169 of the weld timer 149 and begins its operation. Contacts 144 a and 144 b modify the connections of conductor 86 with resistors 98 and 99. These modifications are important with the currents along curves 2 B and 2 D, when switch 87 is in its left position, and we will talk about it later.
Contacts 144d and 144e bypass hand switches 200 and 201 respectively, and only act when these switches are open for pulse welding. During the period W of welding, the valve 130 continues to be conductive and the capacitor 94 is kept charged to a voltage which depends on the setting of the tap 126 on the resistor 99, and the current supplied to the load circuit during the period of welding. is determined by this setting. At the end of the period for which the welding timer 149 is set, its valve 169 becomes conductive and the excitation coil 150 of the relay 151 of this timer is supplied; it closes contacts 151 a, 151 b, 151 d, and opens contacts 151 c.
Closing 151a, which is a shunt circuit on the 144c contanct, closes the start of operation of the welding timer 149. The 151b: neture iron starts the operation period of the cut-off timer 152. The opening of 151 c opens the excitation circuit of the relay 26 and thus terminates the supply of current to the load circuit by cutting the circuit of the control electrodes of the main valves 12 and 13, following the opening. contacts 26 a. Closure of contact 151 d partially closes an excitation circuit for control coil 119 of relay 118. Note that closing ue 151 d energizes coil 119 if contact 155 a of the hand switch. 155 is closed.
As will be explained later, the switch 155 is closed when it is desired to reduce the cut-off period to zero.
After expiration of the period for which the cot timer @@@ is @@@ the relay coil 153 of said timer is energized.
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-button and close contacts 154 a, 154 b and 154 c. Closing 154 a completes a drive circuit for coil 119 of relay 118 with power leads 36-37. The closing of contact 154b completes an excitation circuit for coil 26 of relay 27, and closes the contact.
26 a to trigger another period for the charging current.
The 164 c closure completes a shunt circuit across capacitor 180 of cooling timer 163, in order to avoid the possibility for this timer to extend the cutout period beyond the time for which the cutout timer is set. , by momentarily raising the relay 192 of the cooling timer 163.
As previously stated, closing contacts 154 established a drive circuit for coil 119 of relay 118 to operate contacts 118a through 118j, inclusive. Contact 118 a closes to complete the connections of coil 120 of relay 121 in the anode circuit of valve 130. Contact 118 b opens to cut the charging circuit of capacitor 94 through resistor 129 and contact 118 d closes to establish another load circuit for capacitor 94, through resistor 158. Contact 118 c opens to drop relay 144 in order to effect circuit modifications, which 'we will study further on, about curves 2 B and 2 D.
Contact 118 e closes and completes a circuit from resistor 100 to the control electrode of valve 112. Contact 118 f closes and completes a circuit with resistor 100, which is important to About curves 2 B and 2 D. Contact 118 g, which bypasses contact 151 b, closes to switch on the cut-off timer 152. Contacts 118 h and 118 i are shunted on certain hand switches 200, 201 and 202, and their operation is of interest with regard to the operation of the apparatus for pulse welding, as described above. Contact 118 g opens to enable the setting of timer 163 to be returned to the setting position.
As we have above, the closure of 118 d completes ur. cir- @@ it for capacitor 4, by which This capacitor charges to a '
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voltage which depends on the setting of tap 157 on resistor 100, and on the value which depends on the setting of resistor 158.
The control electrode of the valve 112 is connected to the resistor 100, and the cathode of this valve is connected to the positive terminal of the capacitor 94, so that the valve 112 is made conductive when the voltage of the capacitor corresponds to that of the setting of socket 157 on resistor 100
Thus, the adjustment of this resistance determines the duration of the final heating period, when the resistances corresponding to the welding and final heating periods have been adjusted in order to determine the desired value of the welding current and the heating current. final. As soon as the valve 112 is conducting, the excitation coil 120 of the relay
121 is energized and opens contact 121 which, in turn, cuts off current to coil 107 of relay 106.
The opening of contact 106b cuts off the excitation of coil 27 of relay 26 to stop the current in the charging circuit. The opening of 106b also cuts the power to the welding timer 149. If the run trip switch is then open, relays 118 and 121 drop and shutdown timer relay 154 drops out, and the system reverts to sound. ini state. tial, the capacitor 94 being brought back to a load condition which depends on the setting of the tap 101 on the resistor 98.
During the final heating period, the decrease in capacitor voltage decreases the positive unidirectional voltage applied to the control electrodes of the valves 48 and 49, in order to gradually delay the phase of ignition moment and conductivity. main valves 12 and 13, and gradually reduce the value of the current supplied to the load circuit.
When it is desired to provide a form of current along curve 2 C to a load circuit, the inverter 82 is moved to its driote position.
This maneuver reverses the polarity of the variable unidirectional voltage applied to the control electrodes of tubes 48 and 49, because capacitor 94 is now operating by providing a negative control voltage. The switch being in this position, an increase in voltage.
EMI27.1
at cor'ùensa -¯eur S4 delays the phase of the voltages induced in the windings I of transformers 40, and thus gradually reduces (the value
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of current during preheating, and increases this current gradually during the heating period as shown by curve 2 C.
In the foregoing description, concerning the operation of the system, a cut-off period has been provided between the weld and the final heating. This cut-off period has a duration which can be adjusted by the corresponding setting of the timer 152. If it is desired to be completely suppressed, the hand switch 155 is closed, which closes the contacts 155 a, 155 c, and opens the switches. contacts 155 b. Opening 155 b switches off timer 152 for the cutoff period. Closing 155a completes an excitation circuit for coil 119 of relay 118, as soon as relay 151, controlled by the low timer - hard, is closed.
Closing 155c maintains the energization of coil 27 of relay 26, when the weld period timer has finished running, so that the current to the load circuit is not interrupted.
In many applications it is not necessary that the value of the current vary during the different periods of the current of the load circuit. The shown reaction of the invention can be easily adjusted to provide a current curve such that the current is consistent during each period, but it is independently adjustable in magnitude / for each of the periods. The system is set for this kind of operation by moving the single-pole switch 87 to the left and moving the switch 104 to the right. In the opposite case, the switches are placed in the same positions as those which have been described for the 8 A curve. This then puts the system into conaition to generate a current following the 2 B curve.
The operation of the system is very similar to that corresponding to the 2A curve, except that the capacitor 94 is needed only for fi. x the duration of the preheating and final heating periods, but it is not necessary to produce the control bias voltage supplied to the control electrodes of the valves 48 and 49 during the preheating and final heating.
Since the capacitor 94 is not now used as a source of bias voltage, the duration of the
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two periods of preheating and final heating can be even more completely separated from the operations of adjusting the value of the current of the load circuit, so that it is no longer necessary to reconnect resistors 129 and 158 respectively when it is desired to adjust the value of the current during these periods. This result is obtained by means of the switch 104 which, when it is moved to its right-hand position, connects the control electrode of the valve 112, by the contacts 103 and 103b, to a socket. adjustable 160 to resistance 95.
Contact 103 a, when moved to the right, cuts off the connection between the cathode of valve 130 and variable tap 126 on resistor 99, and connects it to an adjustable tap 101 on resistor 96.
The operation of the system to provide a current following the 2 C curve will be quickly recalled: Switch 156 is closed, relay 106 is energized, relay 192 controlled by cooling timer 163, momentarily rises and completes a circuit. - on the excitation coil 27 of the relay 26. This triggers a period of supply to the load circuit. The value of the current during the first period, or preheating period, is determined by the setting of the variable tap 101 on the resistor 98 which is at this moment connected to the conductor 62 by the normally closed contacts 144 a of the relay 144, the conductor 86, the switch 87 and / the left contact of the switch 82.
The current, the value of which is determined by the adjustment of the tap 101 is supplied to the charging circuit until the valve 130 is made conductive as a result of the charging of the capacitor 94 through the resistance 129, substantially up to the voltage at the variable tap 161. The conductivity of the valve 130 operates the relay 144 to cut the connection between the adjustable tap 101 on the resistor 98, and to complete a circuit going to the conductor 62, to through the contacts 144 b, to the adjustable tap 126 of the resistor 99. The operation of the system, during the periods of welding and cutting is substantially the same as that corresponding to curve 2 A.
At the end of the cut-off period, relay 118 is energized and closes contacts 118 f, and relay 144 drops back to open contact 144 b This connects conductor 68 to resistor 99 and connects it to
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variable tap 157 on resistor 100. The duration of the final heating is obtained in the same general way as before, by the time required by the capacitor 94 to charge through the resistor 158 up to a value which makes the valve 112 conductive. / to activate relay 121, with a view to terminating the supply period of the load circuit. This result is now obtained by setting the 16C tap on resistor 95.
The current curve of FIG. 2 D is obtained by moving the switch 82 to the right, and leaving the other hand switches in the same position as that which corresponds to curve 2 B. In this way, the increase of the unidirectional voltage which As a result of the transfer of the conductor 62 from the resistance of the preheating period to the resistance of the soldering period, causes a phase delay of the voltage induced in the secondary 39 of the transformer 40, and reduces the voltage. value of the charge current during the welding period. Other than that, the operation is quite similar to that which has been described above.
It was previously said that pulse welding, that is to say the intermittent supply of the load circuit during any one, or during all the periods envisaged, could be obtained by selectively opening the switches 200, 201 and 202, which allow the warm-up timers 162, and 163 ae cooling, to drill. tion in the manner previously described in the description. If the switch 200 is open, a pulse weld is obtained during the preheating. As soon as the load circuit is energized, the timer 162 begins a duration determination operation, and, when the period ends, the relay 190 operates to open the contact 190 a and thus cut the circuit of the excitation coil. 27 of relay 26.
When the relay 26 drops, the contact 26 a cuts the circuit of the control electrodes of the main valves, in order to cut off the supply to the load circuit. The closing of the contact 26 c, when the supply to the coil 27 is cut off, triggers the operation of the cooling timer 163, which re-establishes a circuit for the winding 27 of the coil 26, after the end of the period for which it is settled. Of this
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In this way, the load circuit is alternately supplied or cut off during the preheating when the switch 200 is open, for periods which depend on the setting of the timers 152 and 163 of heating. fement and cooling.
As relay 144 is energized at the end of the warm-up period, contact 144b completes a circuit from conductor 203, through switches 201 and 20, to conductor 204, and thus prevents Intermittent supply of the charging circuit under the control of the heating and cooling timers, during the welding period. Contact 118 i keeps the circuit closed / during the final heating period as long as switch 202 is closed. Likewise, impulse welding can be carried out during the welding period, by opening only the switch 201 and, during the period of final heating, by opening only the switch 202.
It can be seen that two or all of the switches can be opened, if pulse welding is desired for two or all of the current cycle periods. If it is desired to have an impulse weld during more than one of the periods considered for the current, the heating and cooling timers can be provided to operate for different time intervals, during the various periods. - its periods of the load circuit current. The result can be obtained by automatically modifying the parameters of the timing circuits, depending on the period of the load current to be produced.
By the detailed description of the embodiment of the invention shown in the drawing, and by the description of its operation when the apparatus is set for one form of current, among several others, it is seen that the present invention provides a very flexible to supply forms of current to a load circuit which are constituted by several supply periods, adjustable independently of each other, and during each of which a certain value or a certain variation of the current is maintained.
It will be noted that, for each curve, a certain form of unidirectional voltage is established, this control corresponding to the form w ulue of the curve of the load current, by means of variable taps on voltage dividing resistors which are selectiovement connected in circuit with two valves
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control. When the system is operating to produce the 2 A and 2 C curves, the voltage between these taps is gradually modified during the period considered, to cause a gradual variation in the current of the load circuit.
Whichever form of current is supplied, the voltages which exist between various pairs of taps on the voltage dividing resistors are successively applied to the control electrodes of two electric valves according to the operation of the various timers. Valve 112 controls not only the initial charge of capacitor 92, but also its final charge.
The illustrated embodiment of the invention relates to a spot welding system, in which the electrodes remain fixed throughout the duration of the current cycle, but it is understood that many features of the present invention are applicable to many applications. other systems, such as those used for in-line welding. The different periods relating to each of the forms of current have been called: preheating, welding and final heating, but it is obvious that welding, or the heat treatment of metals can be accomplished during one or all of the periods, if desired. , and that, with the cut-off period reduced to zero, the current curve can represent a curve corresponding to a line weld.