<B>Installation destinée à l'alimentation en énergie électrique</B> d'un appareil de soudure électrique. L'objet de l'invention est une installation destinée à l'alimentation en énergie électrique d'un appareil de soudure électrique. Elle vise, en particulier, une installation destinée à transformer un courant monophasé ou pol@#- phasé de fréquence donnée, en un courant monophasé de fréquence plus basse.
L'installation a été étudiée spécialement pour la soudure par résistance de métaux et, par son fonctionnement, l'appareil soude avec un courant alternatif de basse fréquence, bien qu'il emprunte une charge équilibrée à un réseau d'alimentation en courant alternatif polyphasé de fréquence beaucoup plus élevée.
Les appareils à souder usuels pour la sou dure à résistance et à courant alternatif ne peuvent fonctionner qu'avec un courant mono phasé. Les installations diphasées ou tri phasées qui sont employées généralement dans les établissements industriels, produisent une absorption d'énergie non équilibrée, ce qui présente un sérieux inconvénient dans le cas de grandes machines, à cause de la forte consommation d'énergie. Une perturbation supplémentaire est causée par la forte réac tance du circuit secondaire de l'appareil à souder, réactance qui provoque un facteur de puissance très bas, généralement inférieur à 30 0/o.
On connaît déjà. des installations de sou dure destinées à transformer des courants monophasés on polyphasés de fréquence usuelle, en un courant monophasé de fré quence relativement basse. Dans ces installa tions connues, le courant alternatif de basse fréquence est produit par l'application d'im pulsions successives de courant continu à l'en roulement primaire d'un transformateur de soudure et par l'inversion du sens du cou rant qui traverse l'enroulement primaire à chaque impulsion successive.
La présente invention a pour objets di verses modifications apportées aux installa tions du type indiqué ci-dessus. Elle a pour objet, à cet effet, une installation destinée à l'alimentation en énergie électrique d'un appareil de soudure électrique, comportant un dispositif d'alimentation destiné à trans former un courant alternatif de fréquence industrielle usuelle en un courant monophasé de fréquence plus basse, par l'application d'impulsions de courant continu successive- nient inversées, à l'enroulement primaire d'un transformateur de soudure,
caractérisée en ce que lesdites impulsions successives de cou rant continu sont obtenues à partir d'uru@ source de courant alternatif polyphasé par redressement de chaque phase dudit courant à l'aide de deux valves à décharge électrique montées en parallèle, mais en opposition, entre.
chaque phase de la source de courant et le circuit de charge, les deux valves de chaque phase étant connectées de telle façon que l'une d'elles laisse passer dans un sens pen- dant un temps correspondant à la durée d'une impulsion, uniquement les alternances posi tives de la soucre de courant alternatif et que l'autre valve laisse passer ensuite, pendant un temps correspondant à la durée de l'im pulsion suivante de sens opposé, uniquement les alternances négatives de ladite source de courant alternatif.
Cette disposition permet d'équilibrer la charge absorbée sur le réseau d'alimentation. en courant alternatif polyphasé.
Le dessin ci-annexé représente, à titre d'exemple, une forme et des variantes d'exé cution de l'installation objet de l'invention.
La fig. 1 est un schéma de la forme d'exé cution de l'installation.
La fig. 2 est un schéma d'une variante de l'installation.
La fig. 3 est un schéma de connexions des commandes électriques des valves du redres seur.
La fig. 4 est un schéma d'une autre va riante de l'installation.
Dans la forme d'exécution représentée dans la fig. 1, les pièces à souder 10 sont placées entre une électrode fixe 11 et une électrode mobile 12 de la machine à souder. Une pression pneumatique est appliquée à un piston 13 par de l'air fourni par une con duite 14 et par le fonctionnement d'une sou pape 15, de manière à soumettre les pièces à souder à une pression mécanique entre les électrodes 11 et 12, qui sont reliées électrique ment à l'enroulement secondaire 16 d'un transformateur de soudure. Cet enroulement et les connexions aboutissant aux électrodes constituent le circuit secondaire du transfor mateur de soudure désigné dans son ensemble par 18.
L'enroulement primaire 20 du trans formateur est relié électriquement par des conducteurs 21 et 22 aux enroulements secon daires d'un transformateur triphasé, plusieurs valves électriques à décharge étant intercalées entre les phases respectives du transforma teur triphasé et le conducteur 21 et fonction nant de manière à redresser le courant alter natif et à commander le sens du courant qui traverse l'enroulement primaire 20 du trans formateur de soudure.
La source de courant du redresseur est dé signée par 23 et. elle est constituée par un ré seau usuel d'alimentation en courant alter natif triphasé à fréquence usuelle, qui est relié aux enroulements primaires 24, 25 et 26 du transformateur. Chaque enroulement pri maire a un enroulement secondaire corres pondant, qui est désigné respectivement par 27, 28 et 29. Le conducteur 22 est connecté en 30 au point neutre des enroulements se condaires et, en conséquence, ce conducteur est connecté à une borne de chacun des en roulements 27, 28 et 29. L'autre borne de chaque enroulement secondaire est reliée élec triquement au conducteur 21 par des valves électriques à. décharge montées.en parallèle, mais en opposition l'une par rapport à l'autre.
En ce qui concerne l'enroulement 27, un conducteur 31 est relié électriquement l'anode d'une valve à décharge électrique 32, dont la cathode est reliée par un conducteur 33 au conducteur 21 qui aboutit. à l'enroule ment primaire 20 du transformateur de sou dure. Une valve 34, qui est. semblable â. 32, est montée en parallèle, mais en opposition avec cette dernière, un conducteur 35 reliant le conducteur 31 à la cathode de cette valve 34, dont l'anode est reliée électriquement par un conducteur 36 au conducteur 21. L'en roulement secondaire 28 est relié d'une facon analogue au conducteur 21 par des valves .37 et 38.
Un conducteur<B>39</B> relie la borne exté rieure de l'enroulement 28 à l'anode de la valve<B>37,</B> la cathode étant reliée par un con ducteur 40 au conducteur 21. Un conducteur 41. relie ce conducteur 39 à la cathode d'une valve 38, l'anode de cette lampe étant reliée par un conducteur 42 au conducteur 21. En ce qui concerne l'enroulement secondaire 29. il existe une connexion semblable pour (les valves 43 et 44. Un conducteur 45 relie cet enroulement 29 à l'anode de la valve 43, la cathode de cette lampe étant reliée électri quement par un conducteur 46 au conducteur 21. Un conducteur 47 relie éleetriqueuient le conducteur 45 à la cathode de la valve 44, dont l'anode est reliée à 21 par un conduc teur 48.
Avec un redresseur tel que celui qui vient d'être décrit., on peut obtenir, comme il sera précisé plus loin, des impulsions successives de courant continu successivement de sers inverse, chaque impulsion correspondant à un certain nombre d'alternances du courant d'ali mentation. On transforme ainsi du courant polyphasé de fréquence industrielle en un courant monophasé de fréquence plus basse que ladite fréquence industrielle.
Il est également possible de modifier la forme de l'onde du courant secondaire de soudure, car on peut faire varier la tension des impulsions passant par l'enroulement pri maire 20. Chaque valve à décharge électrique est avantageusement constituée par un igni tron possédant une anode, une cathode. à mer cure et une électrode d'allumage. Le circuit allant de l'anode à la cathode de la valve n'est pas conducteur tant que le mercure n'est pas vaporisé, vaporisation qui est obtenue grâce à l'électrode d'allumage qui s'engage dans la lampe et qui vient en contact avec la cathode à mercure.
Le circuit de l'électrode d'allumage de la valve est fermé par un circuit de dérivation existant pour chaque lampe et comprenant des diodes telles que les phanotrons 50 pour les valves 32, 37 et 43 et les phanotrons 52 pour les valves 34, 38 et 44. L'allumage des valves par leurs élec trodes d'allumage respectives est donc com mandé par les phanotrons. Lorsque les valves ne sont pas allumées, les phanotrons 50 sont maintenus non conducteurs par des contac teurs<B>113,</B> A4 et A5 montés dans les circuits de dérivation, en série avec leurs phano- trons et L'électrode d'allumage de leur valve respective.
De même, les phanotrons 52 sont maintenus non conducteurs par dés contacteurs B3, B4 et<I>B5</I> montés dans les circuits de dérivation, en série avec leurs phanotrons et l'électrode d'allumage de leur valve respective. Des fusibles non représentés peuvent être montés dans chaque circuit de dérivation pour servir de protection contre toute surcharge des phano- trous 50 et 52, et des résistances 53 et 54 sont également insérées dans le circuit pour limiter le courant qui traverse les phanotrons.
L'allumage des ignitrons 32, 37 et 43 est effectué au moyen des contacteurs de ferme ture A3, A4 et A5. Ceci ferme le circuit par tant des cathodes à mercure et passant par les électrodes d'allumage des valves, par les phanotrons 50, les contacteurs A,3, <B>A,,</B> et<B>A5</B> et par les résistances 53 et aboutissant aux anodes des valves. Dès qu'une alternance posi tive d'un voltage de courant alternatif d'onde sinusoïdale apparaît aux bornes de chacune des valves 32, 37 et 43, les phanotrons 50 qui commandent ces valves à tour de rôle sont ionisés et provoquent l'allumage de ces valves.
Aussitôt que les contacteurs ont été fermés, les valves s'allument successivement et restent allumées continuellement jusqu'à ce que les contacteurs soient ouverts. Ainsi, l'allumage est commandé par la succession des demi- ondes positives de tension apparaissant aux bornes des lampes. Si l'on suppose qu'une demi-onde de tension positive est appliquée à la première lampe 32 au moment où le con tacteur A3 est fermé, cette lampe s'allume automatiquement. Exactement 120 degrés après que la tension devient positive dans la lampe 32, une tension positive apparaît dans la deuxième valve 37.
Ceci provoque l'allu mage de la deuxième valve 37, et la première valve s'éteint immédiatement. La valve 4.3 l'allume de la même manière 120 degrés après l'allumage de la valve 37. Tant que les con tacteurs A3, A4 et t15 restent fermés, les deux valves continuent à s'allumer en succes sion rapide de la faon qui vient d'être décrite.
Pour obtenir des impulsions successives de courant, on agit sur deux jeux de contacteurs <I>A3, A4,</I> A5, d'une part,<I>B3, B4, B5,</I> d'autre part, qui ont été représentés dans les fig. 1 et 2 sans indication de leur mode de commande pour simplifier les explications.
Pour adresser le passage du courant dans le primaire 20, on ouvre les contacteurs A3, A4, A5, pour empêcher tout nouvel allumage des valves 32, 37 et 43. Immédiatement après que ces contacteurs ont été ouverts, les con- tacteurs du deuxième jeu B3, B4, B5 sont fermés. Dès que ceci a été fait, les valves 34, 38 et 44, qui sont commandées par les phano- trons 52, s'allument rapidement en succes sion rapide, exactement de la même manière que celle qui a été décrite relativement à la première série de valves, la seule différence étant que l'alternance négative de chaque onde de voltage est utilisée pour l'allumage de cette deuxième série de valves.
Ce fonctionnement a lieu par ce que les valves de la deuxième série, c'est-à-dire 34, 38 et 44, sont montées en parallèle, mais en opposition, par rapport aux valves de la première série. Chaque im pulsion de courant primaire provoquée par l'allumage des valves de la deuxième série a donc un sens opposé à celui des impulsions produites par l'allumage des valves de la première série, et chaque impulsion de cou rant passant dans l'enroulement primaire 20 du transformateur de soudure est donc pro duite en sens inverse.
Si l'on fait en sorte que les contacteurs A3, A4 et -ris s'ouvrent et se ferment en succession rapide alternativement avec les contacteurs B3, B4 et B5, et si des dispositions sont prises pour que les deux jeux de contacteurs ne puissent jamais être fermés en même temps, une série d'impul sions de courant de sens unique passeront dans le primaire 20 du transformateur de soudure, ceci alternativement dans un sens, puis dans le sens opposé.
Cette opération induit un courant alternatif dans l'enroule ment secondaire du transformateur dont la basse fréquence est fonction de l'action alter native exercée sur les deux jeux de contac- teurs . A3, A4, A5 et B S, B4# B5 dont la commande sera décrite ultérieurement.
Cette action sur ces deux jeux des contac teurs est telle que l'on obtient un courant à basse fréquence comprise par exemple entre 1. et 30 périodes par seconde.
Cette disposition permet d'absorber une charge équilibrée sur le réseau triphasé d'ali mentation dont la fréquence usuelle est, par exemple, de 60 périodes par seconde.
L'appareil de la fig. 2 fonctionne sensi blement de la même manière que l'appareil de la fig. 1 en produisant un courant de basse fréquence dans le circuit secondaire pour la soudure. Toutefois, la construction du re dresseur à transformateur a, été modifiée et l'on décrira maintenant cette construction modifiée.
Les pièces à souder 10 sont, serrées sous une pression mécanique entre les électrodes 11 et 12, la pression étant appliquée par le piston 13 qui reçoit de l'air sous pression fourni par la conduite d'air 14. Les électrodes sont, reliées électriquement à l'enroulement secondaire 16 du transformateur de soudure 18, qui présente un enroulement primaire 20. Les conducteurs 56 et 57 relient électrique ment l'enroulement primaire 20 au redresseur à transformateur qui, dans cette variante, comprend deux transformateurs ayant chacun des enroulements primaires et des enroule ments secondaires. La source de courant est constituée par le réseau d'alimentation en courant alternatif triphasé qui alimente les enroulements primaires des transformateurs. Un transformateur comprend les enroule ments primaires 60, 61 et 62.
L'autre trans formateur comprend les (enroulements pri maires 63, 64 et 65. Les enroulements secon daires correspondants sont désignés par les numéros 66, 67 et 68, respectivement 70, 71 et 72. On remarquera que le conducteur 56 est relié au point. neutre des deux enroule ments secondaires. Le conducteur 57 est aussi relié électriquement aux enroulements secon daires au moyen de plusieurs valves insérées dans le circuit pour redresser le courant alter natif et pour commander le sens du courant qui passe dans l'enroulement primaire 20 du transformateur de soudure.
L'enroulement secondaire 66 est relié élec triquement par un conducteur 73 à l'anode d'une valve 74. La cathode de cette valve est reliée par un conducteur 75 au conducteur 57. L'enroulement secondaire 67 est relié d'une façon analogue par un conducteur 76 à l'anode d'une valve 77 dont la, cathode est re liée au conducteur 57. L'enroulement secon daire 68 est également relié par un conduc teur 78 à, l'anode d'une valve 79 dont la ca- thode est reliée au conducteur 57. En ce qui concerne ).'enroulement secondaire 70, on re marquera qu'un conducteur 80 relie électri quement la borne de cet enroulement à la ca thode d'une valve 81. L'anode de cette valve est reliée par un conducteur 82 au conduc teur 57.
L'enroulement 71 est relié d'une façon analogue au moyen d'un conducteur 83 à la cathode d'une valve 84 dont l'anode est reliée électriquement par un conducteur<B>85</B> au conducteur 57. L'enroulement 72 est relié par un conducteur 86 à la cathode d'une valve 87, dont l'anode est. reliée par un -conducteur 88 an conducteur 57. On voit que les enrou lements secondaires d'un transformateur sont reliés à une série de valves et que tous les enroulements du premier transformateur sont reliés à l'anode de leur valve respective, les enroulements du deuxième transformateur sont tous reliés à la cathode de leur valve respective.
Ainsi qu'on l'a, décrit pour la fig. 1, cha que valve comprend une électrode d'allumage et le circuit de la valve reste non conducteur tant que le mercure n'est pas vaporisé, cette vaporisation étant effectuée par l'électrode d'allumage qui vient en contact avec la Ca thode en mercure. Il y a un circuit de dériva tion pour la commande de chaque valve, cir cuit qui est relié électriquement à l'électrode d'allumage respective et qui comprend un phanotron et un contacteur couplés en série. II y a des phanotrons 90 pour les valves 74, 77 et 79, tandis qu'il y a des phanotrons 91 pour les valves 81, 84 et 87.
Les contacteurs de la première série de valves sont désignés par A3, A4 et A5. Les contacteurs de la deuxième série sont désignés par B3, B4 et B5. Des fusibles non représentés peuvent être montés dans chaque circuit de dérivation pour servir de protection contre toute surcharge des phanotrons 90 et 91 respectivement, et des résistances 92 et 93 sont également insé rées dans le circuit pour limiter le courant passant dans les phanotrons.
L'allumage des valves 74, 77 et 79 est effectué par la fermeture des contacteurs A 3, _14 et A5. Une fois que les contacteurs ont<B>été</B> fermés, les valves s'allument successivement; et restent continuellement allumées jusqu'à ce que les contacteurs soient ouverts, ce qui a pour effet qu'une impulsion de courant circule de bas en haut dans l'enroulement primaire 20 tel qu'il est représenté à la fig. 2, cette impul sion retournant par le conducteur 56 au point neutre du secondaire du premier transforma teur, c'est-à-dire des enroulements 66, 67 et 68.
Pendant que ce fonctionnement a lieu, les enroulements secondaires du deuxième trans formateur restent hors d'action, parce que les valves<B>81,</B> 84 et 87 auxquelles ces enroule ments sont reliés ne sont pas conductrices. Lorsque les valves de la première série cessent d'être conductrices par suite de l'ouverture des contacteurs A3, A4 et A5, le fonctionne ment de l'appareil est tel que les contacteurs B3, B4 et B5 se ferment immédiatement, pro voquant l'allumage des valves 81, 84 et 87.
Les enroulements secondaires du premier transformateur sont donc mis hors d'action et ceux du deuxième transformateur, c'est- à-dire 70,<B>71.</B> et 72, sont mis en action. Toute fois, comme les valves qui leur correspondent sont reliées en sens inverse de celui des valves correspondant au premier transforma teur, ce sont les alternances négatives du cou rant alternatif qui les traversent, ce qui pro voque le passage d'une impulsion de courant circulant de haut en bas dans la fig. 2 dans l'enroulement primaire 20 et à travers les valves pour retourner aux enroulements se condaires.
Si l'on fait en sorte que les con tacteurs A3, A4 et, A5 s'ouvrent et se ferment en succession rapide et alternativement avec les contacteurs B3, B4 et B5, comme on l'a décrit en référence à la fig. 1, et si l'on sup pose que les dispositions sont prises pour que les deux jeux de contacteurs ne puissent ja mais être fermés en même temps, une série d'impulsions de courant de sens unique sont. envoyées à travers le primaire 20 du trans formateur de soudure, ces impulsions passant d'abord dans un sens, puis dans l'autre.
La fig. 3 représente un circuit de commande du fonctionnement des jeux respectifs de con- tacteurs pour les deux installations de sou dure telles qu'elles sont représentées dans les fig. 1 et 2. Le circuit de commande de la fig. 3 coopère avec des relais<I>C et D</I> montés électriquement en parallèle entre eux et avec l'enroulement secondaire 16 au moyen de con ducteurs 100 et 101 (fig. 1 et 2). Pour le cir cuit de commande, un courant alternatif est fourni par les conducteurs L1 et L2, le cir cuit comprenant l'interrupteur 103, les fusi bles 104, ainsi que les conducteurs 105 et 106.
Lorsque l'interrupteur d'amorçage 107 est fermé, le relais E est excité, ce qui a pour effet de fermer les contacteurs E1 et E2 qui sont normalement ouverts. Une tension élec trique continue est alors fournie par le re dresseur 108 dont les bornes d'entrée sont reliées au secondaire du transformateur 109 relié électriquement aux conducteurs 105 et <B>1.06.</B> La fermeture du contacteur El appli que une tension de courant continu dans le relais G. Ce relais G est excité avec un cer tain retard produit par la constante de temps du circuit électrique constitué par un conden sateur<B>1.11</B> et la résistance variable 110.
Par ailleurs, la fermeture du contacteur E2 a excité un relais B alimenté à travers les contacts G2, C2, A2 qui sont normalement fermés. Cela a pour effet de provoquer la fermeture des contacteurs B3, <I>B4,</I> B5 action nés par ce relais.
Le relais C est un relais polarisé à cou rant continu qui s'excite dans un sens, puis clans l'autre après chaque impulsion de cou rant traversant le secondaire 16 du transfor- nïateur de soudure. En conséquence, le relais est excité et il. entre en action aussitôt que le courant passe dans le primaire du transfor mateur de soudure par suite de la fermeture des contacteurs B3, B4 et B5. L'excitation du relais C actionne les contacteurs Cl et C2 en fermant le premier et en ouvrant le second. Toutefois, la position du relais B n'est pas modifiée, parce que le circuit de ce relais reste fermé du fait que son propre contacteur B2 a été amené à la position de fermeture.
Le relais D monté en parallèle avec le relais polarisé<B>C</B> est un relais de maintien. II est excité dès qu'un voltage apparaît aux bornes du secondaire 16 du transformateur de sou dure, ce qui a pour effet de fermer les con tacteurs D1 et D2, qui restent fermés tant que le voltage persiste.
Lorsque le courant a passé dans le pri maire du transformateur de soudure pendant un certain laps de temps déterminé par les caractéristiques de la résistance variable 110 et du condensateur<B>111,</B> le relais G est entië- rement excité et il ouvre les contacteurs G1 et G2, qui sont normalement fermés. L'ouver ture du contacteur G2 coupe le circuit du relais B, qui cesse immédiatement d'être excité. Les contacteurs B3, <I>B4</I> et B5 qui com mandent leurs valves respectives s'ouvrent en conséquence, de sorte que les valves ne sont plus conductrices.
Les contacteurs Bl et B2 sont également actionnés par la coupure de l'excitation du relais B, le premier se fer mant et le second s'ouvrant. La fermeture du contacteur Bl prépare le circuit de façon que le relais A puisse être excité pour transmet tre l'impulsion primaire suivante au primaire 20, l'excitation du relais A provoquant la fermeture des contacteurs t13, A4 et A5 (fig. 1 et 2). Lorsque le voltage a complètement dis paru dans le secondaire 16 du transforma teur de soudure, le relais D cesse d'être excité et les contacteurs Dl et D2 s'ouvrent. Ceci a pour effet de couper l'excitation du relais G, qui referme les contacteurs G1 et G2.
L'interrupteur 107 étant toujours fermé, le relais E est encore excité et les contacteurs El et E2 sont fermés. Le circuit du relais G est à nouveau alimenté. Avec la résistance 110 et le condensateur 111, le circuit présente une constante de temps suffisante pour que le contacteur G2 reste fermé un certain temps. Le relais t1 est excité par la ferme ture des contacteurs G2, E2, Cl et Bl. Le relais B n'est pas excité à. ce moment, parce, que le contacteur C2 est ouvert, Cl étant fermé.
Lorsque le relais A est excité, les con tacteurs A3, A4 et A5 se ferment, en allu mant leurs valves respectives et en produi sant une impulsion primaire, qui passe dans l'enroulement 20 dans le sens opposé à celui de l'impulsion précédente.
Le relais polarisé G' est actionné de nouveau et i1 ferme le con tacteur C2 en ouvrant le contacteur Cl.. Le relais D est également actionné de nouveau et il terme les contacteurs de relais Dl et D..,. Après un laps de temps déterminé d'avance et déterminé par la résistance 110 et le con densateur 111, le relais G est entièrement excité, de faon à provoquer l'ouverture des contacteurs Gl et G2. Ceci a pour effet de couper l'excitation du relais El, ce qui arrête les impulsions de courant arrivant au trans formateur de soudure en interrompant l'allu- mage des valves commandées par ce relais.
Lorsque le relais de maintien D a laissé re tomber son armature, ouvrant les contacteurs Dl et<I>D2</I> et coupant l'excitation du relais G, les circuits sont exactement dans le même état qu'au début lorsque l'interrupteur d'amorçage 107 a été fermé.
Tant que l'interrupteur 107 reste fermé, le cycle d'opérations ci-dessus continue à se répéter en succession rapide, en produisant le courant alternatif désiré dans le secondaire 16 du transformateur de soudure. Lorsque l'interrupteur 107 est ouvert, le relais E cesse d'être excité au moment où le contacteur D1 s'ouvre, ce qui provoque l'ouverture des con tacteurs El et E2. Ceci a pour effet de met tre le circuit de commande hors d'action et d'arrêter toutes les autres impulsions de cou rant. Le contacteur Dl a pour but de permet tre l'achèvement de la dernière impulsion après que l'interrupteur 107 a été ouvert.
Sans cela, il serait impossible d'ouvrir l'inter rupteur 107 pendant une impulsion, ce qui ouvrirait immédiatement les contacteurs =14 et E15 ou B3, B4 et B5, de sorte que la dernière impulsion de soudure aurait une durée plus courte que les autres.
L'appareil de soudure représenté schéma tiquement dans la fig. 4 comprend un type de commande du déphasage pour les valves du redresseur à transformateur, ce qui per met de produire un courant de préchauffage, un courant de soudure et un courant de chauffage final pour chaque opération de soudure. Ainsi qu'on l'a décrit relativement â la fig. 2, le redresseur comprend deux transformateurs ayant chacun des enroule ments primaires et des enroulements secon daires. La source de courant alternatif 115 est constituée par un réseau triphasé de fré quence usuelle qui alimente les deux enroule ments primaires des transformateurs d'ali mentation.
Les enroulements respectifs sont indiqués par 116, 117 et 118, d'une part, et par 216, 217 et 218, d'autre part.
Les enroulements secondaires de chaque transformateur sont désignés respectivement par 122, 123 et 1.24 et par 222, 223 et 224. Une valve 128 est reliée à chaque borne des enroulements secondaires du premier trans formateur et, d'une manière analogue, des valves 228 sont reliées aux enroulements se condaires du deuxième transformateur. L'en roulement primaire 20 du transformateur de soudure 18 est relié électriquement aux con ducteurs 131 et 132. Le premier conducteur est relié en 234 au point neutre des enroule ments secondaires du deuxième transforma teur et à la cathode des valves 128. Le con ducteur 132 est relié aux cathodes des valves 228 et au point neutre 134 des enroulements secondaires du premier transformateur.
Les valves 128 sont commandées par des thyratrons 135, tandis que les valves 228 sont commandées par des thyratrons 235, c'est- à-dire des tubes à cathode chaude contenant du gaz ou de la vapeur de mercure et munis d'une grille de commande. Pendant le fonc tionnement de l'installation, les deux redres seurs s'allument alternativement. Dans une première phase, les grilles des thyratrons 135 sont rendues positives, tandis que les grilles de thyratrons 235 sont maintenues négatives.
De ce fait, les valves 128 deviennent conduc trices et un courant passe à travers ces valves 128 par le conducteur 131,à travers l'enrou lement primaire 20 de haut en bas, passe par le conducteur 132 et retourne au point neutre 134 des enroulements secondaires 122, 123 et 124. Dans la phase suivante, les grilles des thyratrons 135 sont rendues négatives, tandis que les grilles des thyratrons 235 sont ren dues positives. De ce fait, les valves 228 de- viennent conductrices, tandis que les valves 128 cessent de laisser passer le courant. Le courant passe alors par les valves 228, le con ducteur 132, traverse l'enroulement primaire 20 de bas en haut pour retourner par le con ducteur 131 au point neutre 234 des enroule ments secondaires 222, 223 et 224.
En consé quence, lorsque les diverses séries de valves sont rendues alternativement conductrices et non conductrices, des impulsions sont en voyées dans l'enroulement primaire 20 qu'elles traversent d'abord dans un sens (première phase), puis dans le sens opposé (deuxième phase). Ces impulsions induisent à leur tour un courant alternatif de fréquence relative ment basse, au rythme de la succession des phases, dans le secondaire 16 du transforma teur de soudure. La fréquence du courant est déterminée par la fréquence à laquelle les po larités sont inversées sur les grilles des thyra- trons 135 et 235.
Le circuit assurant la polarisation néga tive de la grille des thyratrons 135 est le sui vant: Le courant part des cathodes des thy- ratrons 135, il passe par l'électrode d'allumage des valves 128, par les cathodes à mercure de ces valves, par le conducteur 131 et arrive au pôle positif d'une batterie 137.
Le pôle négatif de cette batterie est relié aux grilles des thyratrons 135 en passant par les secondaires montés en série de transfor mateurs 138, 140 et 141 et par des résistances 142 qui limitent la valeur du courant. Dans ces conditions, les transformateurs 138, 140 et 141 sont hors d'action, leur primaire n'étant pas relié à une source de tension quelconque, comme cela sera indiqué par la suite. Les condensateurs 143 montés entre les grilles et les cathodes de thyratron 135 ont pour effet d'absorber le courant parasite de fréquence élevée pouvant résulter du fonc tionnement des tubes à décharge et qui pro voquerait sur la grille des impulsions de com mande indésirables.
Les thyratrons 235 sont de même reliés à une batterie de polarisation négative de grille 237, le pôle positif de la batterie étant relié aux cathodes des valves 228 et le pôle négatif étant relié aux grilles des thyratrons 235 par les secondaires montés en série de transformateurs 238, 240 et 2.11, ainsi que par des résistances 212, qui limitent la valeur du courant. Les deux batteries de polarisa tion 137 et 237 ont une tension suffisante pour polariser négativement les, grilles des thyratrons de facon à empêcher l'allumage des thyratrons 135 et 235 pendant les alter nances positives du voltage de plaque avec une marge de sécurité appropriée.
L'allumage des valves 128 et 228 est. obtenu lorsque les grilles des thyratrons 135 et 235 sont rendues positives à un moment déterminé d'avance pendant l'alternance positive arrivant aux bornes des valves.
Les transformateurs 138, 140 et 141 ainsi que les transformateurs 238, 240 et 241 sont. des transformateurs de pointe, c'est-à-dire des transformateurs dans lesquels le secondaire est bobiné sur un circuit magnétique de fai ble section. Ce circuit est. par conséquent saturé pendant une grande fraction du temps, sauf pendant l'inversion du courant primaire, à cet instant, une force électromotrice est. induite au secondaire et elle se présente sous forme d'une pointe effilée alternativement. positive, puis négative. Le décalage de ces pointes de tension par rapport à la tension d'alimentation est constant..
Chaque enroule ment secondaire des transformateurs de pLus- sance alimente la phase, la valve, le thyratron et les trois transformateurs de pointe corres pondant à cette phase. Ces tensions d'alimen tation des transformateurs 138, 140 et 141 ainsi que des transformateurs 238, 240 et 2.11 peuvent être déphasés par rapport au réseau au moyen de dispositifs à condensateurs et résistances 144, 145, 146 et 244, 245, 246. Les constantes de ces circuits à condensateur et résistance sont telles qu'il est possible, en fai sant varier les résistances, de régler le dépha sage, tandis que la valeur du voltage appliqué ne change pas.
On voit donc que lorsqu'on fait varier les résistances réglables, ceci a pour effet que les pointes positives produites par les secondaires des transformateurs à pointes se produisent à différents moments pendant les alternances positives de voltage arrivant aux bornes des thyratrons. Les pointes secondaires ont une valeur suffisante pour vaincre, et au-delà, la polarisation né gative due à la batterie 137 ou 237. On voit donc que l'on peut provoquer l'allumage des thyratrons 135 et 235 à un moment quelcon clue au moyen des pointes positives arrivant à leurs grilles.
Un arbre métallique<B>150</B> permet de com mander la commutation qui contrôle la pé riode des impulsions à très basse fréquence obtenues au primaire 25 du transformateur de soudure. Cet arbre 150 métallique com prend deux sections isolées l'une de l'autre par un manchon isolant 300. La première sec tion se compose de disques 151, 152, 153 et 155. La deuxième section comprend les dis ques 251, 252, 253 et 255. Les disques 155 et 255 sont entièrement en métal et le balai qui frotte sur leur surface fait respectivement la liaison entre la première section de l'arbre 150 et le point 134 et la deuxième section de l'arbre 150 et le point 234.
Les autres disques ont une partie conduc trice en liaison avec l'arbre et qui vient en contact successivement avec chacun des balais 160, 161, 162 et 260, 261 et 262.
Enfin, le disque 166 est isolé de l'arbre 150 et ne comprend que deux segments 266 qui font, la liaison temporaire entre les fils 167 et 168.
L'arbre 150 est relié mécaniquement au moteur 148 par un aecouplement 156. La fer meture d'un interrupteur à pédale 157 excite un solénoïde 158, et le mécanisme de séquence qui sera décrit plus loin agit de façon à faire fonctionner l'accouplement 156 qui fait ainsi tourner l'arbre 150 à la même vitesse que le moteur 148. Le fonctionnement de l'appareil est tel que lorsque l'accouplement 156 est débrayé, les contacteurs 151, 152, 153 et 251, 252 et 253 occupent des positions pour lesquelles leur balai de contact respectif soit en prise avec des parties isolées 163 et 263 de ces contacteurs. Lorsque l'accouplement 1.56 est embrayé, l'arbre 150 tourne dans le sens approprié pour que le balai 160 soit amené en prise avec les parties conductrices des con tacteurs 151, 152 et 153.
A ce moment, les primaires des transformateurs 138 sont ali mentés chacun par le circuit 134, l'arbre 150, le contact 160, le primaire du transformateur 138 puis la borne du secondaire du transfor mateur 123. Le transformateur 138 produit des pointes de tension qui rendent positives la, grille des thyratrons 135. La valve 128 s'allume également. L'arbre 150 continuait à tourner, les balais de contact 161, puis les balais 162 viennent en prise avec la partie conductrice des contacteurs 151, 152 et 153. Ceci produit à son tour des pointes positives secondaires dans les transformateurs 140 et 141, ce qui fait que ces pointes arrivent aux grilles des thyratrons 135 pendant chaque alternance positive du voltage de plaque.
L'arbre 150 continuant toujours à tourner, les balais 160 viennent finalement en prise avec la partie isolée 163 des contacts et après cela les balais 161 et finalement les balais 162 viennent en prise avec cette partie isolée. Les pointes secondaires des transformateurs 138, 140 et 141 disparaissent donc et les thy ratrons 135 sont de nouveau rendus non con ducteurs par la polarisation négative de grille 137.
Les contacteurs 251, 252 et 253 sont montés sur l'arbre 150 dans des positions angulaires différentes, à 180 environ des contacts 1.51, 152 et 153. En conséquence, après un demi-tour environ de l'arbre 1:50, les balais de contact 260 viennent en prise avec la partie conductrice de leurs contacts respectifs, produisant ainsi une pointe posi tive secondaire dans les transformateurs 2\.i8. Finalement, les balais 261, puis 262 viennent en prise avec la partie conductrice de ces contacts, puis des pointes positives sont pro duites dans les transformateurs 240 et 241..
Le même phénomène se produit sur les grille des thyratrons 235 pendant chaque alter nance positive du voltage de plaque et les valves 228 sont rendues conductrices. L'arbre 150 continuant toujours à tourner, les balais viennent de nouveau en prise avec les partis isolées 263 de leurs contacts; de ce fait, les pointes secondaires des transformateurs dis paraissent et les thyratrons 235 sont de nou veau rendus non conducteurs par la polarisa tion négative de grille 237.
En ce qui concerne l'appareil de com mande décrit ci-dessus, un fonctionnement ty pique des contacteurs pour la production de voltage de pointe dans les secondaires des transformateurs à pointe consisterait à faire en sorte que la pointe se produise dans les transformateurs 138 et 238 tardivement dais les alternances positives du voltage de plaque sur les thyratrons, de façon que le voltage arrivant aux bornes de l'enroulement pri maire 20 soit peu élevé et produise un faible courant secondaire ou courant de réchauffage augmentant lentement pour réchauffer la sou dure.
Les voltages de pointe produits dans les secondaires des transformateurs 140 et 240 apparaîtraient relativement tôt dans les alter nances positives pour produire un haut vol tage d'entrée dans le primaire du transfor mateur de soudure et par suite un courant secondaire important déterminé par le rap port de transformation. Finalement, les vol tages de pointe produits par les transforma teurs 141 et 241 seraient amenés à apparaître tardivement dans les alternances positives de voltage sur les plaques des thyratrons, pro duisant ainsi un voltage relativement bas aux bornes du primaire du transformateur de soudure, ce qui,. à son tour, provoquerait une diminution du courant secondaire, qui passerait de la pointe de soudure à quelque valeur plus basse représentant ainsi un cou rant de chauffage ultérieur.
Les circuits dé- phaseurs 144, 145, 146 et 244, 245, 246 com prennent chacun un rhéostat de réglage. Les six rhéostats sont liés mécaniquement. Il en résulte que les conditions de fonctionnement des deux groupes de redresseurs sont iden tiques.
En réglant la vitesse de rotation de l'ar bre 150, la longueur des parties conductrices des contacteurs et l'écartement entre les ba lais de contact, on peut obtenir une gamme clé durées et de grandeurs des courants de chauffage préalable, de soudure et de chauf- fige ultérieur produits dans le secondaire 16 du transformateur. Le fonctionnement petit être rendu tel que l'on n'obtienne qu'une im pulsion de courant primaire chaque fois que l'interrupteur<B>157</B> est fermé. Il est également possible de faire tourner l'arbre 150 conti nuellement à une vitesse constante tant que l'interrupteur<B>157</B> reste fermé, pour induire un courant alternatif dans le circuit de charge 16. Pour obtenir une seule impulsion, l'interrupteur 165 est fermé en permanence.
Lorsque l'interrupteur 157 est amené à sa po sition inférieure, la bobine de relais 3.1 est excitée, car elle est alors reliée aux bornes de la source d'alimentation 149. Le contacteur <B>AI</B> du relais 3 À se ferme pour maintenir l'alimentation du relais 311 même après l'ou verture du contact 157 préalablement fermé, car le contact B1 est, normalement fermé. Les contacteurs 4. et < 1" se ferment également, ce dernier excitant la bobine de solénoïde 158 à travers le contact Bp, normalement fermé.
De son côté, cette bobine agit, sur le méca nisme de commande pour fermer l'accouple ment 156, après quoi l'arbre 150 tourne dans le sens indiqué à. une vitesse constante pour provoquer l'allumage des valves de l'un des deux redresseurs.
Aux moments voulus pendant la rotation de l'arbre 7.50, les parties conductrices 166 et 266 de la carne 154 ferment le circuit entre les conducteurs 167 et 168. Lorsque ce circuit est fermé, par exemple par 166, le relais 3 B est exicté, car le contacteur A. a été précé demment actionné et fermé. Le contacteur .B;" qui est normalement fermé, s'ouvre pour cou per l'excitation de la bobine 158, ce qui dé gage le mécanisme 156 pour débrayer l'accou plement et arrêter l'arbre 150.A ce moment, les balais de contact 160, 161 et 162 sont en prise avec les parties isolées de leurs con tacts respectifs.
La partie conductrice 166 aura également tourné légèrement pour passer de l'autre côté des balais de contact des conducteurs 167 et 168 au moment où l'arbre 150 s'arrête. Toutefois, le relais 3B est maintenu excité par le contacteur 4. et par le contacteur B- qui s'est fermé lorsque le relais 3B a été excité. Si l'interrupteur d'amorçage 157 est maintenu dans la posi tion inférieure pendant le fonctionnement indiqué ci-dessus, la séquence est bloquée dans ia position mentionnée en dernier lieu jusqu'à ce que cet interrupteur soit actionné.
Aussitôt que ceci a lieu, le relais 3A cesse d'être excité, car le contacteur Bi reste ouvert tant que le relais 3B reste excité. En consé quence, le contacteur A2 s'ouvre, ce qui coupe l'excitation du relais 3B, et le contacteur .!1; s'ouvre également, pendant que le contacteur B3 se ferme. Lorsque l'interrupteur 157 est refermé, toute l'opération se répète pour une autre impulsion de courant de soudure fournie par l'autre redresseur et la séquence est commandée par la partie conductrice 266, qui est décalée de 180 par rapport à la partie conductrice 166.
Pour répéter ].'opération, on laisse l'inter rupteur 165 ouvert. Lorsqu'on ferme l'inter rupteur 157 en l'abaissant, le relais 3A est excité et il ferme les contacteurs A1, A2 et <B>A3,</B> le premier bloque le relais dans la posi- ti,)n d'excitation, et le contacteur A3 provo que l'excitation du solénoïde 158, ce qui amène l'accouplement 156 à la position de fonctionnement, de sorte que l'arbre 150 com mence à tourner. Ceci fait passer une impul sion de courant dans l'enroulement primaire 20, ce qui produit une impulsion de soudure de la même manière que celle qui a été décrite plus haut pour le premier redresseur.
Cette fois, cependant, lorsque les conducteurs<B>167</B> et 168 sont fermés par la partie conductrice 266 de la came 154, le relais 3B n'est pas excité tant que l'interrupteur 157 est main tenu dans la position d'abaissement, parce que le circuit n'est pas fermé, l'interrupteur 165 étant ouvert. L'arbre 150 continue donc à tourner à une vitesse constante en pro-,To- quant une répétition des impulsions de cou rant dans le transformateur, mais en sens inverse. Pour arrêter le fonctionnement, on ramène l'interrupteur 157 à sa position supé rieure.
Aussitôt que l'une des -parties conduc trices 166 ou 266 ferme le circuit entre les conducteurs l-67 et 168, le relais 3B est excité, le circuit étant maintenant fermé du fait que l'interrupteur 157 occupe sa posi tion supérieure. Lorsque ce relais 3B est excité, le contacteur B3 s'ouvre, coupait l'excitation de la bobine de solénoïde 158, ce qui a pour effet de débrayer ].'accouplement _I.56. La rotation de l'arbre 150 s'arrête e:!i conséquence de la faon décrite pour l'opéra tion au moyen d'une seule impulsion. Lorsque l'arbre cesse de tourner dans l'un ou l'autre des deux modes d'opération, les balais de con tact 260, 261- et 262 sont également en prise avec la partie isolée de leurs contact: res pectifs.
<B> Installation intended for the supply of electrical energy </B> of an electric welding device. The object of the invention is an installation intended for supplying electrical energy to an electric welding device. It aims, in particular, at an installation intended to transform a single-phase or pol @ # - current of a given frequency, into a single-phase current of a lower frequency.
The installation has been specially designed for resistance welding of metals and, by its operation, the device welds with a low frequency alternating current, although it borrows a balanced load from a polyphase alternating current supply network. much higher frequency.
The usual soldering devices for hard resistance and alternating current welding can only operate with single phase current. Two-phase or three-phase installations, which are generally employed in industrial establishments, produce an unbalanced energy absorption, which presents a serious drawback in the case of large machines, because of the high energy consumption. An additional disturbance is caused by the high reactance of the secondary circuit of the soldering apparatus, which reactance causes a very low power factor, generally less than 30 0 / o.
We already know. welding installations intended to transform single-phase or multi-phase currents of the usual frequency, into a single-phase current of relatively low frequency. In these known installations, the low frequency alternating current is produced by the application of successive pulses of direct current to the primary rolling of a welding transformer and by reversing the direction of the current passing through the primary winding at each successive pulse.
The present invention has for purposes various modifications made to installations of the type indicated above. Its object, to this end, is an installation intended for supplying electrical energy to an electric welding device, comprising a supply device intended to transform an alternating current of usual industrial frequency into a single-phase current of frequency lower, by the application of successively inverted direct current pulses to the primary winding of a welding transformer,
characterized in that said successive direct current pulses are obtained from uru @ polyphase alternating current source by rectifying each phase of said current using two electric discharge valves connected in parallel, but in opposition, between .
each phase of the current source and the load circuit, the two valves of each phase being connected in such a way that one of them lets pass in one direction for a time corresponding to the duration of a pulse, only the positive alternations of the alternating current concern and that the other valve then lets pass, for a time corresponding to the duration of the next pulse in the opposite direction, only the negative alternations of said alternating current source.
This arrangement makes it possible to balance the load absorbed on the supply network. in polyphase alternating current.
The accompanying drawing represents, by way of example, a form and variants of execution of the installation object of the invention.
Fig. 1 is a diagram of the embodiment of the installation.
Fig. 2 is a diagram of a variant of the installation.
Fig. 3 is a circuit diagram of the electrical controls of the rectifier valves.
Fig. 4 is a diagram of another variant of the installation.
In the embodiment shown in FIG. 1, the pieces to be welded 10 are placed between a fixed electrode 11 and a movable electrode 12 of the welding machine. Pneumatic pressure is applied to a piston 13 by air supplied by a duct 14 and by the operation of a valve 15, so as to subject the parts to be welded to a mechanical pressure between the electrodes 11 and 12, which are electrically connected to the secondary winding 16 of a welding transformer. This winding and the connections leading to the electrodes constitute the secondary circuit of the welding transformer designated as a whole by 18.
The primary winding 20 of the transformer is electrically connected by conductors 21 and 22 to the secondary windings of a three-phase transformer, several electric discharge valves being interposed between the respective phases of the three-phase transformer and the conductor 21 and functioning as such. so as to rectify the native alternating current and to control the direction of the current which passes through the primary winding 20 of the welding transformer.
The rectifier current source is designated by 23 and. it is constituted by a usual supply network of three-phase alternating native current at the usual frequency, which is connected to the primary windings 24, 25 and 26 of the transformer. Each primary winding has a corresponding secondary winding, which is denoted by 27, 28 and 29, respectively. The conductor 22 is connected at 30 to the neutral point of the secondary windings and, accordingly, this conductor is connected to a terminal of each. of in bearings 27, 28 and 29. The other terminal of each secondary winding is electrically connected to the conductor 21 by electric valves. discharge mounted in parallel, but in opposition to each other.
As regards the winding 27, a conductor 31 is electrically connected to the anode of an electric discharge valve 32, the cathode of which is connected by a conductor 33 to the conductor 21 which terminates. to the primary winding 20 of the hard solder transformer. A valve 34, that is. similar to. 32, is mounted in parallel, but in opposition to the latter, a conductor 35 connecting the conductor 31 to the cathode of this valve 34, the anode of which is electrically connected by a conductor 36 to the conductor 21. The secondary bearing 28 is connected in a similar way to the conductor 21 by valves .37 and 38.
A conductor <B> 39 </B> connects the outer terminal of winding 28 to the anode of valve <B> 37, </B> the cathode being connected by a conductor 40 to conductor 21. A conductor 41. connects this conductor 39 to the cathode of a valve 38, the anode of this lamp being connected by a conductor 42 to the conductor 21. As regards the secondary winding 29. there is a similar connection for (the valves 43 and 44. A conductor 45 connects this winding 29 to the anode of the valve 43, the cathode of this lamp being electrically connected by a conductor 46 to the conductor 21. A conductor 47 electrically connects the conductor 45 to the cathode of the valve 44, the anode of which is connected to 21 by a conductor 48.
With a rectifier such as that which has just been described, it is possible to obtain, as will be specified later, successive direct current pulses successively in reverse, each pulse corresponding to a certain number of alternations of the current of food. Polyphase current of industrial frequency is thus transformed into a single-phase current of frequency lower than said industrial frequency.
It is also possible to modify the waveform of the secondary welding current, since it is possible to vary the voltage of the pulses passing through the primary winding 20. Each electric discharge valve is advantageously constituted by an ignitor having a anode, a cathode. at sea cure and an ignition electrode. The circuit going from the anode to the cathode of the valve is not conductive as long as the mercury is not vaporized, vaporization which is obtained thanks to the ignition electrode which engages in the lamp and which comes in contact with the mercury cathode.
The valve ignition electrode circuit is closed by an existing bypass circuit for each lamp and including diodes such as phanotrons 50 for valves 32, 37 and 43 and phanotrons 52 for valves 34, 38 and 44. The ignition of the valves by their respective ignition electrodes is therefore commanded by the phanotrons. When the valves are not on, the phanotrons 50 are kept non-conductive by contactors <B> 113, </B> A4 and A5 mounted in the branch circuits, in series with their phanotrons and the electrode. ignition of their respective valve.
Likewise, the phanotrons 52 are kept non-conductive by contactors B3, B4 and <I> B5 </I> mounted in the branch circuits, in series with their phanotrons and the ignition electrode of their respective valve. Fuses not shown can be fitted in each branch circuit to serve as protection against overloading of the phanotrons 50 and 52, and resistors 53 and 54 are also inserted in the circuit to limit the current flowing through the phanotrons.
Ignitrons 32, 37 and 43 are ignited by means of the closing contactors A3, A4 and A5. This closes the circuit through both the mercury cathodes and through the ignition electrodes of the valves, through the phanotrons 50, the contactors A, 3, <B> A ,, </B> and <B> A5 </ B > and by resistors 53 and ending in the anodes of the valves. As soon as a positive alternation of a sine wave alternating current voltage appears at the terminals of each of the valves 32, 37 and 43, the phanotrons 50 which control these valves in turn are ionized and cause the ignition of the valves. these valves.
As soon as the contactors have been closed, the valves will turn on successively and remain on continuously until the contactors are opened. Thus, ignition is controlled by the succession of positive half-waves of voltage appearing at the terminals of the lamps. If it is assumed that a half-wave of positive voltage is applied to the first lamp 32 when the contactor A3 is closed, this lamp turns on automatically. Exactly 120 degrees after the voltage becomes positive in the lamp 32, a positive voltage appears in the second valve 37.
This causes the second valve 37 to ignite, and the first valve immediately turns off. Valve 4.3 turns it on in the same way 120 degrees after valve 37 has been turned on. As long as contactors A3, A4 and t15 remain closed, the two valves will continue to light up in rapid succession in the same way. has just been described.
To obtain successive current pulses, we act on two sets of contactors <I> A3, A4, </I> A5, on the one hand, <I> B3, B4, B5, </I> on the other hand , which have been shown in FIGS. 1 and 2 without indication of their control mode to simplify the explanations.
To address the flow of current in the primary 20, the contactors A3, A4, A5 are opened, to prevent any new ignition of the valves 32, 37 and 43. Immediately after these contactors have been opened, the contactors of the second set B3, B4, B5 are closed. As soon as this has been done, the valves 34, 38 and 44, which are controlled by the phanotons 52, light up rapidly in rapid succession, in exactly the same way as that which has been described in relation to the first series. of valves, the only difference being that the negative alternation of each voltage wave is used for the ignition of this second series of valves.
This operation takes place because the valves of the second series, that is to say 34, 38 and 44, are mounted in parallel, but in opposition, with respect to the valves of the first series. Each primary current pulse caused by the ignition of the valves of the second series therefore has a direction opposite to that of the pulses produced by the ignition of the valves of the first series, and each current pulse passing through the primary winding 20 of the welding transformer is therefore produced in reverse order.
If contactors A3, A4 and -ris are made to open and close in rapid succession alternately with contactors B3, B4 and B5, and if arrangements are made so that the two sets of contactors cannot never be closed at the same time, a series of one-way current pulses will pass through the primary 20 of the welding transformer, this alternately in one direction, then in the opposite direction.
This operation induces an alternating current in the secondary winding of the transformer, the low frequency of which is a function of the alternating action exerted on the two sets of contactors. A3, A4, A5 and B S, B4 # B5 whose control will be described later.
This action on these two sets of contactors is such that a low-frequency current is obtained, for example between 1 and 30 periods per second.
This arrangement makes it possible to absorb a balanced load on the three-phase supply network, the usual frequency of which is, for example, 60 periods per second.
The apparatus of FIG. 2 operates substantially in the same way as the apparatus of FIG. 1 by producing a low frequency current in the secondary circuit for soldering. However, the construction of the transformer re-dresser has been changed and this modified construction will now be described.
The parts to be welded 10 are clamped under mechanical pressure between the electrodes 11 and 12, the pressure being applied by the piston 13 which receives pressurized air supplied by the air line 14. The electrodes are electrically connected. to the secondary winding 16 of the welding transformer 18, which has a primary winding 20. The conductors 56 and 57 electrically connect the primary winding 20 to the transformer rectifier which, in this variant, comprises two transformers each having primary windings and secondary windings. The current source is formed by the three-phase alternating current supply network which supplies the primary windings of the transformers. A transformer includes the primary windings 60, 61 and 62.
The other transformer comprises the (primary windings 63, 64 and 65. The corresponding secondary windings are designated by the numbers 66, 67 and 68, respectively 70, 71 and 72. It will be noted that the conductor 56 is connected to the point . neutral of the two secondary windings The conductor 57 is also electrically connected to the secondary windings by means of several valves inserted in the circuit to rectify the native alternating current and to control the direction of the current which passes in the primary winding 20 of the circuit. welding transformer.
The secondary winding 66 is electrically connected by a conductor 73 to the anode of a valve 74. The cathode of this valve is connected by a conductor 75 to the conductor 57. The secondary winding 67 is connected in a similar manner. by a conductor 76 to the anode of a valve 77 whose cathode is linked to the conductor 57. The secondary winding 68 is also connected by a conductor 78 to the anode of a valve 79 whose cathode is connected to conductor 57. As regards the secondary winding 70, it will be noted that a conductor 80 electrically connects the terminal of this winding to the cathode of a valve 81. The anode of this valve is connected by a conductor 82 to the conductor 57.
The winding 71 is connected in a similar way by means of a conductor 83 to the cathode of a valve 84, the anode of which is electrically connected by a conductor <B> 85 </B> to the conductor 57. The winding 72 is connected by a conductor 86 to the cathode of a valve 87, whose anode is. connected by a conductor 88 to conductor 57. It can be seen that the secondary windings of a transformer are connected to a series of valves and that all the windings of the first transformer are connected to the anode of their respective valve, the windings of the transformer. second transformer are all connected to the cathode of their respective valve.
As has been described for FIG. 1, each valve comprises an ignition electrode and the valve circuit remains non-conductive as long as the mercury is not vaporized, this vaporization being carried out by the ignition electrode which comes into contact with the Ca thode in mercury. There is a bypass circuit for the control of each valve, which circuit is electrically connected to the respective ignition electrode and which includes a phanotron and a contactor coupled in series. There are 90 phanotrons for valves 74, 77 and 79, while there are 91 phanotrons for valves 81, 84 and 87.
The contactors of the first series of valves are designated A3, A4 and A5. The second series contactors are designated B3, B4 and B5. Fuses not shown may be fitted in each branch circuit to serve as protection against overloading of the phanotrons 90 and 91 respectively, and resistors 92 and 93 are also inserted in the circuit to limit the current flowing in the phanotrons.
The valves 74, 77 and 79 are ignited by closing the contactors A 3, _14 and A5. Once the contactors have <B> been </B> closed, the valves turn on successively; and remain on continuously until the contactors are opened, which causes a current pulse to flow from the bottom up in the primary winding 20 as shown in FIG. 2, this pulse returning through conductor 56 to the neutral point of the secondary of the first transformer, that is to say of the windings 66, 67 and 68.
While this operation is taking place, the secondary windings of the second transformer remain inactive, because the valves <B> 81, </B> 84 and 87 to which these windings are connected are not conductive. When the valves of the first series cease to be conductive as a result of the opening of contactors A3, A4 and A5, the operation of the apparatus is such that contactors B3, B4 and B5 close immediately, causing ignition of valves 81, 84 and 87.
The secondary windings of the first transformer are therefore deactivated and those of the second transformer, ie 70, <B> 71. </B> and 72, are activated. However, as the valves which correspond to them are connected in the opposite direction to that of the valves corresponding to the first transformer, it is the negative alternations of the alternating current which cross them, which causes the passage of a current pulse circulating. from top to bottom in fig. 2 in the primary winding 20 and through the valves to return to the secondary windings.
If we ensure that the contactors A3, A4 and, A5 open and close in rapid succession and alternately with the contactors B3, B4 and B5, as has been described with reference to fig. 1, and assuming that arrangements are made so that the two sets of contactors can never but be closed at the same time, a series of one-way current pulses are. sent through the primary 20 of the welding transformer, these pulses passing first in one direction, then in the other.
Fig. 3 shows a circuit for controlling the operation of the respective sets of contactors for the two welding installations as shown in FIGS. 1 and 2. The control circuit of FIG. 3 cooperates with relays <I> C and D </I> mounted electrically in parallel with each other and with the secondary winding 16 by means of conductors 100 and 101 (FIGS. 1 and 2). For the control circuit, an alternating current is supplied by the conductors L1 and L2, the circuit comprising the switch 103, the fuses 104, as well as the conductors 105 and 106.
When the priming switch 107 is closed, the relay E is energized, which has the effect of closing the contactors E1 and E2 which are normally open. A direct electric voltage is then supplied by the rectifier 108 whose input terminals are connected to the secondary of the transformer 109 electrically connected to the conductors 105 and <B> 1.06. </B> The closing of the contactor El applies a voltage of direct current in relay G. This relay G is energized with a certain delay produced by the time constant of the electric circuit constituted by a capacitor <B> 1.11 </B> and the variable resistor 110.
In addition, the closing of contactor E2 energized a relay B supplied through contacts G2, C2, A2 which are normally closed. This has the effect of causing the contactors B3, <I> B4, </I> B5 to close, acting by this relay.
Relay C is a DC polarized relay which energizes in one direction and then in the other after each current pulse passing through secondary 16 of the welding transformer. As a result, the relay is energized and there. kicks in as soon as the current passes through the primary of the welding transformer following the closing of contactors B3, B4 and B5. The energization of relay C activates contactors C1 and C2, closing the first and opening the second. However, the position of relay B is not changed, because the circuit of this relay remains closed because its own contactor B2 has been brought to the closed position.
Relay D mounted in parallel with polarized relay <B> C </B> is a holding relay. It is energized as soon as a voltage appears across the terminals of the secondary 16 of the hard solder transformer, which has the effect of closing the contactors D1 and D2, which remain closed as long as the voltage persists.
When the current has passed through the primary of the welding transformer for a certain period of time determined by the characteristics of the variable resistor 110 and the capacitor <B> 111, </B> the relay G is fully energized and it opens contactors G1 and G2, which are normally closed. Opening contactor G2 cuts the circuit of relay B, which immediately ceases to be energized. Contactors B3, <I> B4 </I> and B5 which control their respective valves open accordingly, so that the valves are no longer conducting.
The contactors B1 and B2 are also actuated by cutting the excitation of relay B, the first closing and the second opening. Closing contactor Bl prepares the circuit so that relay A can be energized to transmit the next primary impulse to primary 20, energization of relay A causing contactors t13, A4 and A5 to close (fig. 1 and 2). When the voltage has completely disappeared in the secondary 16 of the welding transformer, the relay D ceases to be energized and the contactors D1 and D2 open. This cuts off the excitation of relay G, which closes contactors G1 and G2.
Switch 107 still being closed, relay E is still energized and contactors El and E2 are closed. The circuit of relay G is energized again. With resistor 110 and capacitor 111, the circuit has a sufficient time constant for contactor G2 to remain closed for a certain time. Relay t1 is energized by the closing of contactors G2, E2, Cl and Bl. Relay B is not energized at. this moment, because the contactor C2 is open, Cl being closed.
When relay A is energized, contactors A3, A4 and A5 close, turning on their respective valves and producing a primary pulse, which passes through winding 20 in the opposite direction to that of the previous pulse. .
The polarized relay G 'is actuated again and i1 closes the contactor C2 by opening the contactor Cl .. The relay D is also actuated again and terminates the relay contactors Dl and D ..,. After a predetermined period of time and determined by resistor 110 and capacitor 111, relay G is fully energized, so as to cause the opening of contactors G1 and G2. This has the effect of cutting off the excitation of the relay E1, which stops the current pulses arriving at the welding transformer by interrupting the ignition of the valves controlled by this relay.
When the holding relay D has dropped its armature, opening the contactors Dl and <I> D2 </I> and cutting off the energization of the relay G, the circuits are in exactly the same state as at the beginning when the priming switch 107 has been closed.
As long as switch 107 remains closed, the above cycle of operations continues to repeat in rapid succession, producing the desired alternating current in secondary 16 of the welding transformer. When switch 107 is open, relay E ceases to be energized when contactor D1 opens, which causes contactors El and E2 to open. This has the effect of putting the control circuit out of action and stopping all the other current pulses. The purpose of the contactor D1 is to allow the completion of the last pulse after the switch 107 has been opened.
Without this it would be impossible to open the switch 107 during an impulse, which would immediately open the contactors = 14 and E15 or B3, B4 and B5, so that the last welding impulse would have a shorter duration than the other.
The welding apparatus shown diagrammatically in FIG. 4 includes a type of phase shift control for the valves of the transformer rectifier, which makes it possible to produce a preheating current, a welding current and a final heating current for each welding operation. As has been described in relation to FIG. 2, the rectifier comprises two transformers each having primary windings and secondary windings. The alternating current source 115 is formed by a three-phase network of the usual frequency which supplies the two primary windings of the supply transformers.
The respective windings are indicated by 116, 117 and 118, on the one hand, and by 216, 217 and 218, on the other hand.
The secondary windings of each transformer are designated respectively by 122, 123 and 1.24 and by 222, 223 and 224. A valve 128 is connected to each terminal of the secondary windings of the first transformer and, in a similar manner, valves 228 are connected. connected to the secondary windings of the second transformer. The primary bearing 20 of the welding transformer 18 is electrically connected to the conductors 131 and 132. The first conductor is connected at 234 to the neutral point of the secondary windings of the second transformer and to the cathode of the valves 128. The conductor 132 is connected to the cathodes of the valves 228 and to the neutral point 134 of the secondary windings of the first transformer.
Valves 128 are controlled by thyratrons 135, while valves 228 are controlled by thyratrons 235, i.e. hot cathode tubes containing mercury gas or vapor and fitted with a grid of ordered. While the installation is in operation, the two rectifiers light up alternately. In a first phase, the grids of the thyratrons 135 are made positive, while the grids of thyratrons 235 are kept negative.
As a result, the valves 128 become conductive and a current passes through these valves 128 by the conductor 131, through the primary winding 20 from top to bottom, passes through the conductor 132 and returns to the neutral point 134 of the windings. secondaries 122, 123 and 124. In the next phase, the grids of thyratrons 135 are made negative, while the grids of thyratrons 235 are made positive. As a result, the valves 228 become conductive, while the valves 128 cease to pass current. Current then passes through valves 228, conductor 132, passes through primary winding 20 from bottom to top to return through conductor 131 to neutral point 234 of secondary windings 222, 223 and 224.
Consequently, when the various series of valves are made alternately conductive and non-conductive, pulses are sent through the primary winding 20 which they pass through first in one direction (first phase) and then in the opposite direction ( second phase). These pulses in turn induce an alternating current of relatively low frequency, at the rate of the succession of phases, in the secondary 16 of the welding transformer. The frequency of the current is determined by the frequency at which the polarity is reversed on the gates of thyra- trons 135 and 235.
The circuit ensuring the negative polarization of the grid of thyratrons 135 is as follows: The current leaves the cathodes of thyratrons 135, it passes through the ignition electrode of the valves 128, through the mercury cathodes of these valves , by the conductor 131 and arrives at the positive pole of a battery 137.
The negative pole of this battery is connected to the gates of the thyratrons 135 passing through the secondaries mounted in series with transformers 138, 140 and 141 and by resistors 142 which limit the value of the current. Under these conditions, transformers 138, 140 and 141 are out of action, their primary not being connected to any voltage source, as will be indicated below. The capacitors 143 mounted between the grids and the thyratron cathodes 135 have the effect of absorbing the high frequency parasitic current which may result from the operation of the discharge tubes and which would cause undesirable control pulses on the grid.
The thyratrons 235 are likewise connected to a grid negative polarization battery 237, the positive pole of the battery being connected to the cathodes of the valves 228 and the negative pole being connected to the gates of the thyratrons 235 by the secondaries mounted in series of transformers 238 , 240 and 2.11, as well as by resistors 212, which limit the value of the current. The two polarizing batteries 137 and 237 have sufficient voltage to negatively polarize the gates of the thyratrons so as to prevent the ignition of thyratrons 135 and 235 during positive alternations of the plate voltage with an appropriate margin of safety.
The ignition of valves 128 and 228 is. obtained when the gates of thyratrons 135 and 235 are made positive at a predetermined moment during the positive alternation arriving at the terminals of the valves.
The transformers 138, 140 and 141 as well as the transformers 238, 240 and 241 are. peak transformers, that is to say transformers in which the secondary is wound on a magnetic circuit of small section. This circuit is. therefore saturated for a large fraction of the time, except during the reversal of the primary current, at this instant an electromotive force is. induced at the secondary and it is in the form of an alternately tapered point. positive, then negative. The offset of these voltage peaks with respect to the supply voltage is constant.
Each secondary winding of the power transformers supplies the phase, the valve, the thyratron and the three peak transformers corresponding to that phase. These supply voltages for transformers 138, 140 and 141 as well as transformers 238, 240 and 2.11 can be phase-shifted with respect to the network by means of devices with capacitors and resistors 144, 145, 146 and 244, 245, 246. The The constants of these capacitor and resistance circuits are such that it is possible, by varying the resistances, to adjust the phase shift, while the value of the applied voltage does not change.
It can therefore be seen that when the adjustable resistances are varied, this has the effect that the positive spikes produced by the secondaries of the spike transformers occur at different times during the positive alternations of voltage arriving at the terminals of the thyratrons. The secondary peaks have a sufficient value to overcome, and beyond, the negative polarization due to the battery 137 or 237. We can therefore see that we can cause the ignition of thyratrons 135 and 235 at any time whatsoever. means of the positive points arriving at their grids.
A metal shaft <B> 150 </B> makes it possible to control the commutation which controls the period of the very low frequency pulses obtained at the primary 25 of the welding transformer. This metal shaft 150 comprises two sections isolated from each other by an insulating sleeve 300. The first section consists of disks 151, 152, 153 and 155. The second section comprises disks 251, 252, 253 and 255. The discs 155 and 255 are entirely made of metal and the brush which rubs on their surface respectively makes the connection between the first section of the shaft 150 and the point 134 and the second section of the shaft 150 and the point 234 .
The other discs have a conductive part in connection with the shaft and which comes into contact successively with each of the brushes 160, 161, 162 and 260, 261 and 262.
Finally, the disc 166 is isolated from the shaft 150 and only comprises two segments 266 which form the temporary connection between the wires 167 and 168.
The shaft 150 is mechanically connected to the motor 148 by a coupling 156. The locking of a foot switch 157 energizes a solenoid 158, and the sequence mechanism which will be described later acts to operate the coupling 156. which thus rotates the shaft 150 at the same speed as the motor 148. The operation of the apparatus is such that when the coupling 156 is disengaged, the contactors 151, 152, 153 and 251, 252 and 253 occupy positions for which their respective contact brush is in engagement with isolated parts 163 and 263 of these contactors. When the coupling 1.56 is engaged, the shaft 150 rotates in the appropriate direction so that the brush 160 is brought into engagement with the conductive parts of the contactors 151, 152 and 153.
At this moment, the primaries of transformers 138 are each supplied by circuit 134, shaft 150, contact 160, the primary of transformer 138 then the terminal of the secondary of transformer 123. Transformer 138 produces voltage peaks. which make the thyratron grid 135 positive. The valve 128 also lights up. Shaft 150 continued to rotate, contact brushes 161, then brushes 162 engage the conductive portion of contactors 151, 152, and 153. This in turn produces secondary positive spikes in transformers 140 and 141, which in turn produces secondary positive spikes in transformers 140 and 141. which causes these spikes to arrive at the gates of thyratrons 135 during each positive half-wave of the plate voltage.
The shaft 150 still continuing to rotate, the brushes 160 finally engage with the insulated part 163 of the contacts and after that the brushes 161 and finally the brushes 162 engage with this insulated part. The secondary peaks of transformers 138, 140 and 141 therefore disappear and thy ratrons 135 are again rendered non-conductive by the negative bias of gate 137.
The contactors 251, 252 and 253 are mounted on the shaft 150 in different angular positions, approximately 180 from the contacts 1.51, 152 and 153. Consequently, after about a half-turn of the shaft 1:50, the brushes Contact pads 260 engage the conductive portion of their respective contacts, thereby producing a secondary positive spike in transformers 2 \ .i8. Finally, the brushes 261, then 262 engage with the conductive part of these contacts, then positive spikes are produced in the transformers 240 and 241.
The same phenomenon occurs at the gates of thyratrons 235 during each positive change of the plate voltage and the valves 228 are made conductive. The shaft 150 still continuing to turn, the brushes again engage with the isolated parties 263 from their contacts; as a result, the secondary tips of the transformers disappear and the thyratrons 235 are again rendered non-conductive by the negative polarization of gate 237.
With regard to the control apparatus described above, a typical operation of contactors for peak voltage production in the secondaries of peak transformers would be to cause the peak to occur in transformers 138 and 238 belatedly pass the positive half-waves of the plate voltage on the thyratrons, so that the voltage arriving at the terminals of the primary winding 20 is low and produces a weak secondary current or slowly increasing reheating current to heat the solder.
The peak voltages produced in the secondaries of transformers 140 and 240 would appear relatively early in the positive alternations to produce a high input vol tage in the primary of the weld transformer and therefore a large secondary current determined by the ratio. transformation. Finally, the peak voltages produced by transformers 141 and 241 would be caused to appear late in the positive half-waves of voltage on the thyratron plates, thus producing a relatively low voltage at the terminals of the primary of the welding transformer, which ,. in turn, would cause the secondary current to decrease, which would pass from the solder tip to some lower value thus representing a subsequent heating current.
The dephaser circuits 144, 145, 146 and 244, 245, 246 each include an adjustment rheostat. The six rheostats are mechanically linked. As a result, the operating conditions of the two groups of rectifiers are identical.
By adjusting the speed of rotation of the shaft 150, the length of the conductive parts of the contactors and the distance between the contact bars, a key range of times and magnitudes of the preheating, welding and welding currents can be obtained. of subsequent heating produced in secondary 16 of the transformer. Operation can be made such that only one primary current pulse is obtained each time the <B> 157 </B> switch is closed. It is also possible to rotate the shaft 150 continuously at a constant speed as long as the switch <B> 157 </B> remains closed, to induce an alternating current in the load circuit 16. To obtain a single pulse , switch 165 is permanently closed.
When switch 157 is moved to its lower position, relay coil 3.1 is energized, as it is then connected to the terminals of power source 149. Contactor <B> AI </B> of relay 3 TO closes to maintain power to relay 311 even after opening contact 157 previously closed, because contact B1 is normally closed. The contactors 4 and <1 "also close, the latter energizing the solenoid coil 158 through the contact Bp, normally closed.
For its part, this coil acts on the control mechanism to close the coupling 156, after which the shaft 150 turns in the direction indicated to. a constant speed to cause ignition of the valves of one of the two rectifiers.
At the desired times during the rotation of the shaft 7.50, the conductive parts 166 and 266 of the casing 154 close the circuit between the conductors 167 and 168. When this circuit is closed, for example by 166, the relay 3 B is activated, because contactor A. was previously actuated and closed. The contactor .B; "which is normally closed, opens to cut off the excitation of the coil 158, which releases the mechanism 156 to disengage the coupling and stop the shaft 150. Contact brushes 160, 161 and 162 are engaged with the isolated parts of their respective contacts.
The conductive portion 166 will also have rotated slightly to pass the other side of the contact brushes of the conductors 167 and 168 when the shaft 150 stops. However, relay 3B is kept energized by contactor 4. and by contactor B- which closed when relay 3B was energized. If the priming switch 157 is kept in the lower position during the above mentioned operation, the sequence is blocked in the last mentioned position until this switch is actuated.
As soon as this takes place, relay 3A ceases to be energized, because contactor Bi remains open as long as relay 3B remains energized. Consequently, contactor A2 opens, which cuts off the energization of relay 3B, and the contactor.! 1; also opens, while contactor B3 closes. When switch 157 is closed, the whole operation is repeated for another pulse of solder current supplied by the other rectifier and the sequence is controlled by the conductive part 266, which is offset by 180 from the conductive part. 166.
To repeat the operation, the switch 165 is left open. When the switch 157 is closed by lowering it, relay 3A is energized and it closes contactors A1, A2 and <B> A3, </B> the first one blocks the relay in position,) n excitation, and the contactor A3 causes the solenoid 158 to be energized, which brings the coupling 156 to the operating position, so that the shaft 150 begins to rotate. This causes a current pulse to pass through the primary winding 20, which produces a solder pulse in the same manner as that described above for the first rectifier.
This time, however, when the conductors <B> 167 </B> and 168 are closed by the conductive part 266 of the cam 154, the relay 3B is not energized as long as the switch 157 is kept in the position. lowering, because the circuit is not closed, the switch 165 being open. The shaft 150 therefore continues to rotate at a constant speed, producing a repetition of the current pulses in the transformer, but in the opposite direction. To stop the operation, the switch 157 is returned to its upper position.
As soon as one of the conductors 166 or 266 closes the circuit between the conductors 1-67 and 168, the relay 3B is energized, the circuit now being closed because the switch 157 is in its upper position. When this relay 3B is energized, the contactor B3 opens, cutting off the energization of the solenoid coil 158, which has the effect of disengaging the coupling _I.56. The rotation of the shaft 150 stops in consequence of the manner described for the operation by means of a single impulse. When the shaft stops rotating in one or the other of the two modes of operation, the contact brushes 260, 261- and 262 are also engaged with the insulated part of their contacts: respective ones.