DE102009041404A1 - The supervision arrangement for protecting an electric building element before overloading, comprises an arithmetic unit and a storage unit for storing operating data of the building element - Google Patents

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Abstract

The supervision arrangement for protecting an electric building element (201, 203) before overloading, comprises a arithmetic unit (205) and a storage unit for storing operating data of the building element. The arithmetic unit is realized in such a way that the data row is comparable with a comparative data row discarded in storage. A signalization of the load of the building element is realized under consideration of the comparison. The ascertainment of the comparison result is carried out according to the standard of pretending tacts. The supervision arrangement for protecting an electric building element (201, 203) before overloading, comprises a arithmetic unit (205) and a storage unit for storing operating data of the building element. The arithmetic unit is realized in such a way that the data row is comparable with a comparative data row discarded in storage. A signalization of the load of the building element is realized under consideration of the comparison. The ascertainment of the comparison result is carried out according to the standard of pretending tacts. A measuring coil is arranged for the detection of current appearing in the building element, where the readings of the measuring coil are further processable by the arithmetic unit. An inlet for the connection of a control voltage and an outlet for disconnecting the control voltage are provided, where the control voltage adjoining to the inlet is set under consideration of the comparison result at the outlet. The supervision arrangement is a rectifier and a transformer. The readings are start-up time for electric current appearing in the rectifier or the transformer. The comparison data describes the load diagram of the rectifier diode and/or transformer characteristic curve. Independent claims are included for: (1) a method for protecting an electric building element before overloading; (2) a welding transformer; (3) a method for retrofitting of a supervision arrangement on a welding transformer; and (4) a program.

Description

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Transformatoren, insbesondere Transformatoren für Widerstandsschweißanwendungen. Die Erfindung schlägt gemäß den unabhängigen Ansprüchen Anordnungen und Verfahren vor, welche den Zweck der Überwachung derartiger Transformatoren verfolgen.The The invention relates to the field of transformers, in particular Transformers for Resistance welding applications. The invention proposes according to the independent claims arrangements and methods which provide the purpose of monitoring such transformers follow.

Schweißtransformatoren für Widerstandsschweißanwendungen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Die Patentschrift Nr. 683 645 des Reichspatentamts zeigt beispielsweise einen Schweißtransformator, welcher insbesondere für Mittelfrequenzstrom und Hochfrequenzstrom geeignet ist.welding transformers for resistance welding applications are known from the prior art. Patent No. 683 645 of the Reich Patent Office, for example, shows a welding transformer, which in particular for Medium frequency current and high frequency current is suitable.

Der Schweißtransformator hat die Aufgabe die Netzspannung auf eine niedrigere Sekundärspannung herabzusetzen, um den Schweißstrom auf eine Stromstärke von mehreren tausend Ampere zu erhöhen.Of the welding transformer The task has the mains voltage to a lower secondary voltage minimize the welding current on a current strength increase of several thousand amps.

Hierbei kommt es weniger auf die Dauerleistung an. Hohe Spitzenleistungen bei minimalen Einschaltdauern sind gerade in der Kleinserienfertigung erforderlich. Häufig bildet eine elektronische Leistungsstufe mit Gleichrichterdioden zur Ansteuerung des Transformators zusammen mit dem Transformator eine bauliche Einheit. Um die aufgrund des Pulsbetriebes bei sehr hohen Strömen auftretenden Temperaturerhöhungen der Anordnung im Betrieb entgegen zu wirken, sind diese in der Regel mit einer Wasserkühlung und einer Temperaturüberwachung versehen, denn zu hohe Temperaturen können sowohl das Wicklungspaket des Transformators, als auch die für die Ansteuerung des Transformators verwendeten Halbleiterbauteile beschädigen und zum Ausfall der gesamten Anordnung führen. Die Temperaturüberwachung wird üblicherweise mittels Kaltleitern (PTCs) realisiert, welche in die Wicklungen der Primär und Sekundärseite des Transformators eingebracht werden und somit die Wicklungstemperatur überwachen.in this connection it depends less on the long-term performance. High excellence with minimal switch-on times are currently required in small batch production. Often forms an electronic power stage with rectifier diodes for controlling the transformer together with the transformer a structural unit. To the due to the pulse operation at very high currents occurring temperature increases To counteract the arrangement in operation, these are usually with a water cooling and a temperature monitor provided, because too high temperatures can both the winding package of the transformer, as well as those for the control of the transformer used semiconductor components damage and failure of the entire Lead arrangement. The temperature monitoring becomes common realized by means of PTCs, which are in the windings the primary and secondary side of the transformer and thus monitor the winding temperature.

Der Nachteil einer solchen Lösung besteht darin, dass die Überwachung der Anordnung den dynamischen Laständerungen im Betrieb nicht gerecht werden kann und in erster Linie als Notbehelf zu betrachten ist, um die Anordnung vor einer Zerstörung zu schützen.Of the Disadvantage of such a solution is that monitoring the arrangement of the dynamic load changes in operation not can be justified and considered primarily as a makeshift solution is to protect the arrangement from destruction.

Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen eine Überwachungseinrichtung zum Schutz der Anordnung bzw. eines Bauelementes vor Überlastung vorzusehen. Diese Überwachungseinrichtung umfasst eine Recheneinheit und eine Speichereinheit zur Speicherung von zumindest einer die zulässige Belastung charakterisierenden Datenreihe. Die Recheneinheit ist dabei derart realisiert, dass mittels der Recheneinheit erfassbare Messdaten bezüglich der während des Betriebes auftretenden Belastung mit der im Speicher abgelegten Datenreihe vergleichbar sind, so dass unter Berücksichtigung des Vergleichsergebnisses eine der momentanen Belastung angemessene Signalisierung dieser Belastung realisierbar ist.Therefore, according to the invention proposed a monitoring device to provide for the protection of the device or a component against overload. This monitoring device comprises a computing unit and a storage unit for storage of at least one the allowable load characterizing data series. The arithmetic unit is such realizes that by means of the arithmetic unit detectable measurement data in terms of while of the operation occurring load with the stored in the memory Data series are comparable, so taking into account the comparison result one of the current load appropriate signaling this Load is feasible.

Gerade in Verbindung mit beispielsweise einer mittels eines Roboters betriebenen Widerstandsschweißanlage in der Automobilindustrie, welche häufig aufgrund sich ändernder Anforderungen umgerüstet werden muss, bietet die Erfindung erhebliche Vorteile. Die Erfindung ermöglicht nämlich die Realisierung einer eigensicheren Stromquelle für die Widerstandsschweißanlage, welche eine Überwachung für unterschiedlichste Lastanforderungen umfasst.Just in connection with, for example, a powered by a robot Resistance welding machine in the automotive industry, which is often due to changing requirements converted must be, the invention offers significant advantages. The invention allows namely the realization of an intrinsically safe power source for the resistance welding machine, which is a surveillance for different ones Load requirements.

Vorzugsweise erfolgt die Ermittlung des Vergleichsergebnisses in Echtzeit nach Maßgabe eines vorgebbaren Taktrasters, beispielsweise abgeleitet von einem festen Maschinenrhytmus. Die Überwachungseinrichtung umfasst eine Anschlussmöglichkeit für eine als Messeinrichtung fungierende Messspule zur Erfassung eines in der Anordnung auftretenden Stromes. Die Messwerte der Messspule können zur Weiterverarbeitung an die Recheneinheit überführt werden. Ebenso ist ein Eingang zum Anschluss einer Steuerspannung und ein Ausgang zur Ausgabe einer Steuerspannung vorgesehen, wobei eine am Eingang anliegende Steuerspannung unter Berücksichtigung des Vergleichsergebnisses gleichzeitig am Ausgang zur Verfügung gestellt werden kann.Preferably the determination of the comparison result is done in real time proviso a predetermined clock grid, derived for example from a fixed machine rhythm. The monitoring device includes a connection option for one Measuring device acting as measuring device for detecting an in the arrangement occurring current. The measured values of the measuring coil can be transferred to the processing unit for further processing. Likewise is a Input for connecting a control voltage and an output for output a control voltage provided, wherein a voltage applied to the input Control voltage under consideration of the comparison result at the same time made available at the exit can be.

Besonders bevorzugt wird ein Speichermittel zur temporären Speicherung von Messdaten vorgesehen. Dieses Speichermittel kann als Register (z. B. FIFO-Prinzip) realisiert sein, welches gemäß dem Maschinenrythmus oder gemäß eines vorgebbaren Taktes mit den Messdaten befüllt wird. Bei den Messdaten kann es sich beispielsweise um die Einschaltdauer für den Schweißstrom halten, so dass in dem Register über einen definierten Zeitraum die Einschaltdauer für einzelne Schweißvorgänge erfasst und zwischengespeichert werden kann.Especially preferred is a storage means for the temporary storage of measurement data intended. This storage means can act as a register (eg FIFO principle). be realized, which according to the machine rhythm or according to one specifiable clock is filled with the measured data. In the measurement data it may, for example, be the duty cycle for the welding current, so in the register over The duty cycle for individual welding operations is recorded for a defined period of time and can be cached.

Wie zuvor schon angedeutet kann es sich bei der Anordnung bzw. dem elektrischen Bauteil um einen Gleichrichter und/oder einen Transformator handeln, wobei es sich beiden Messwerten um die Einschaltzeiten für einen in den Gleichrichtern und/oder in dem Transformator auftretenden elektrischen Strom handelt und wobei eine erste Datenreihe das Belastungsdiagramm einer Gleichrichterdiode und/oder eine zweite Datenreihe eine Transformatorkennlinie beschreibt. Die Prozeßgröße dabei ist der Schweißstrom und dessen Tastverhältnis abhängig von dem Maschinenrhytmus.As previously indicated, it may be in the arrangement or the electrical Component to a rectifier and / or a transformer, where both measured values are the switch-on times for a occurring in the rectifiers and / or in the transformer electric current and where a first series of data is the load diagram a rectifier diode and / or a second data series a transformer characteristic describes. The process variable here is the welding current and its duty cycle depending on the machine rhythm.

Realisierbar wäre die Erfindung dann beispielsweise so, dass mittels der Messeinrichtung innerhalb eines Schweißtransformators die Einschaltdauer des Schweißstromes für die Leistungshalbleiter im Kurzzeitbereich sowie im Langzeitbereich unter Zuhilfenahme der Recheneinheit erfasst wird. Aus dieser gemessenen Einschaltdauer und dem Puls/-Pausenverhältnis sowie dem aktuellen Betriebszustand der Anordnung lassen sich die Einschaltdauern für die Leistungshalbleiter und den Transformator mittels der Recheneinheit ableiten. Diesen Einschaltdauern kann dann ein maximal zulässiger Strom zugeordnet werden. Die Recheneinheit könnte während des Betriebes die jeweils aktuell gemessenen Werte mit den abgespeicherten Werten vergleichen und lastabhängig geeignete Schutzmaßnahmen einleiten, beispielsweise durch zyklische Abschaltung der Last.feasible that would be Invention then for example so that by means of the measuring device inside a welding transformer the duty cycle of the welding current for the Power semiconductors in the short-term and long-term range is detected with the aid of the arithmetic unit. From this measured Duty cycle and the pulse / pause ratio as well as the current operating state the arrangement can be the duty cycles for the power semiconductors and derive the transformer by means of the arithmetic unit. These switch-on times can then be a maximum allowable Power to be assigned. The arithmetic unit could during operation each Compare currently measured values with the stored values and load-dependent suitable protective measures initiate, for example by cyclically switching off the load.

Die Erfindung schlägt ebenfalls ein Verfahren zum Schutz eines elektrischen Bauelementes bzw. einer Anordnung vor Überlastung mittels einer Überwachungseinrichtung vor. Die Überwachungseinrichtung erfasst im Rahmen des Verfahrens Messdaten bezüglich der aktuellen Belastung des Bauelementes bzw. der Anordnung und vergleicht diese mit einer in einem Speicher abgelegten Messdatenreihe. Unter Berücksichtigung des Vergleichsergebnisses wird anschließend eine Signalisierung der Belastung realisiert und/oder geeignete Schutzmaßnahmen werden abgeleitet. Vorzugsweise werden eine Anzahl von Messdaten in einem Speichermittel temporär abgespeichert. Es können sowohl einzelne im Speicher abgelegte Messwerte, als auch ein aus mehreren Messwerten gebildeter und die Gesamtheit dieser Messwerte repräsentierender Wert für voneinander unabhängig durchgeführte Vergleichsoperationen herangezogen werden. Das Ergebnis der Vergleichsoperationen wird dann bei der Signalisierung berücksichtigt. Der repräsentierende Wert könnte beispielsweise das gewichtete arithmetische Mittel der ermittelten Einschaltdauern sein, welche unter Berücksichtigung des Maschinenrhytmus ermittelt wurden.The Invention proposes also a method for protecting an electrical component or an arrangement of overload by means of a monitoring device in front. The monitoring device As part of the procedure, it records measured data relating to the current load of the component or the arrangement and compares this with a stored in a memory measurement data. Considering the comparison result is then a signaling of the Load realized and / or appropriate protective measures are derived. Preferably, a number of measurement data are stored in a memory means temporary stored. It can both individual measured values stored in the memory as well as one of several Measured values and representing the totality of these measured values Value for independent from each other conducted Comparison operations are used. The result of the comparison operations is then taken into account in the signaling. The representative Value could be, for example the weighted arithmetic mean of the determined switch-on durations be considering which the machine rhythm were determined.

Die Erfindung beinhaltet ebenfalls ein Verfahren zur Nachrüstung einer Überwachungseinrichtung an einem Transformator, insbesondere einem Schweißtransformator, mit Primärteil, Sekundärteil, Gleichrichter und mit Stromerfassungsmittel, wobei eine Überwachungseinrichtung wie zuvor beschrieben an dem Transformator angeordnet wird und mit dem Stromerfassungsmittel elektrisch verbunden wird.The The invention also includes a method for retrofitting a monitoring device on a transformer, in particular a welding transformer, with primary part, Secondary section, rectifier and with current sensing means, wherein a monitoring device such as previously described is placed on the transformer and with the Current detection means is electrically connected.

Die Versorgung der nachrüstbaren Überwachungseinrichtung könnte in der Form realisiert werden, daß über das elektromagnetische Feld des Transformators, in einer Spule im Nachrüstsatz eine Spannung induziert wird, welche einen Strom treibt und einen Akkumulator im Nachrüstsatz lädt. Dadurch würde die Notwendigkeit einer separaten Spannungsversorgung entfallen. Der Nachrüstsatz hätte dann nur einen Eingang für eine Stromspule und einen den Ein- bzw. Ausgang für die Signalisierung.The Supply of the retrofittable monitoring device could be realized in the form that on the electromagnetic Field of the transformer, induced in a coil in the retrofit kit, a voltage which drives a current and charges an accumulator in the retrofit kit. Thereby would the The need for a separate power supply is eliminated. Of the Retrofit kit would have then only one entrance for a current coil and the input and output for the signaling.

Bei vorhandenen Schweißtransformatoren sind Anschlüsse für die Stromspule sowie für Temperaturschalter in der Regel zugänglich.at existing welding transformers are connections for the Current coil as well as for Temperature switch usually accessible.

Die erfindungsgemäße Idee ermöglicht es daher auch einen Nachrüstsatz anzubieten. Damit ist es möglich die Betriebssicherheit bereits im Betrieb befindlicher Transformatoren weiter zu erhöhen und die Ausfallsicherheit der mittels der Transformatoren betriebenen Vorrichtungen zu verbessern. Es wird ausdrücklich erwähnt, dass das erfindungsgemäße Konzept nicht auf das Gebiet der Schweißtechnik beschränkt ist. Anstelle der Einschaltdauer für Schweißimpulse könnten auch andere für die Belastung eines Transformators charakteristischen Daten erfasst und zum Betrieb der erfindungsgemäßen Überwachungseinrichtung verwendet werden.The inventive idea allows It therefore also a retrofit kit offer. This is possible the operational safety of existing transformers continue to increase and the reliability of operated by means of transformers Improve devices. It is expressly mentioned that the inventive concept not in the field of welding technology limited is. Instead of the duty cycle for welding pulses, others could be responsible for the load a transformer characteristic data collected and operating the monitoring device according to the invention be used.

Die Erfindung umfasst ebenfalls ein Programm, welches gemäß des zuvor genannten Verfahrens auf der zuvor erwähnten Recheneinheit oder einer anderen Recheneinheit, wie beispielsweise einem Industrie-PC, ausgeführt wird.The The invention also includes a program, which according to the above said method on the aforementioned computing unit or a another computing unit, such as an industrial PC.

1 zeigt schematisch die prinzipielle Funktionsweise der Erfindung. 1 schematically shows the basic operation of the invention.

2 zeigt als Anwendungsmöglichkeit der Erfindung deren Verwendung bei einem Schweißtransformator. Die Erfindung ist auf diese Anwendung jedoch nicht beschränkt. 2 shows as an application of the invention whose use in a welding transformer. However, the invention is not limited to this application.

3 zeigt eine Diodenkennlinienschar. 3 shows a diode characteristic family.

4 zeigt eine Transformatorkennlinie. 4 shows a transformer characteristic.

5 zeigt die Widerstandskennlinie eines Transformators. 5 shows the resistance characteristic of a transformer.

6 zeigt die Diodeneinschaltdauer relativ zum Maschinentakt 6 shows the diode duty cycle relative to the machine cycle

7 zeigt die Prozesszeit 7 shows the process time

8 zeigt erfindungsgemäße Verfahrenschritte 8th shows inventive process steps

1 visualisiert die prinzipielle Funktionsweise der erfindungsgemäßen Überwachungseinrichtung 100 zum Schutz beispielsweise eines Schweißtransformators einer Widerstandsschweißanlage vor Überlastung. Die Speichereinheit 101 mit vorzugsweise FIFO-Struktur dient der Speicherung einer Reihe von mittels der Recheneinheit 102 errechneten Einschaltdauern ED für die Gleichrichterdioden des Schweißtransformators während eines definierbaren Zeitraums von beispielsweise 60 Sekunden. 1 visualizes the basic operation of the monitoring device according to the invention 100 for example, to protect a welding transformer of a resistance welding system from overloading. The storage unit 101 with preferably FIFO structure is used for storage a series of means of the arithmetic unit 102 calculated turn-on durations E D for the rectifier diodes of the welding transformer during a definable period of, for example, 60 seconds.

Eine Diodeneinschaltdauer ED wird wie folgt mittels der Recheneinheit 102 ermittelt. Die Recheneinheit 102 erkennt mittels Auswertung der von einer Strommessspule (nicht gezeigt, am Eingang 103 anschließbar) stammenden Signale, wie lange ein Werkstück mit Schweißstrom beaufschlagt wird. Diese Zeitdauer entspricht auch der Schweißzeit.A diode on time E D is as follows by means of the arithmetic unit 102 determined. The arithmetic unit 102 detects by means of evaluation of a current measuring coil (not shown, at the input 103 connectable) signals how long a workpiece is subjected to welding current. This period also corresponds to the welding time.

Mittels der relativen Betrachtung dieser Zeitdauer zu dem sogenannten Maschinentakt, kann die relative Einshaltdauer berechnet werden. Der Maschinentakt kann beispielsweise durch das Zeitintervall definiert sein, welches maximal zwischen zwei Schweißvorgängen verstreichen darf (z. B. 2 Sekunden). Es gilt: ED [in %] = (Diodeneinschaltdauer/Maschinentakt)·100 By means of the relative consideration of this time period to the so-called machine cycle, the relative duration of hold can be calculated. The machine cycle, for example, can be defined by the time interval, which may exceed a maximum of two welding operations (eg 2 seconds). The following applies: e D [in%] = (diode duty cycle / machine cycle) · 100

Da der Recheneinheit 102 sowohl der Maschinentakt, als auch die mittels der Messspule ermittelbare Schweißzeit bekannt ist, ist diese in der Lage während einer Zeitbasis von beispielsweise 60 Sekunden die Speichereinheit mit den ermittelten ED-Werten zu befüllen. As the arithmetic unit 102 both the machine cycle and the welding time which can be determined by means of the measuring coil are known, this is able to fill the memory unit with the determined E D values during a time base of, for example, 60 seconds.

Die sogenannte Prozesszeit EDP kann durch die Betrachtung der Diodeneinschaltdauer ED, multipliziert mit der Anzahl der Schweißpunkte, relativ zum der weiter oben genannten Zeitbasis von beispielsweise 60 Sekunden ermittelt werden.The so-called process time E DP can be determined by considering the diode on duration E D multiplied by the number of welds, relative to the above-mentioned time base of, for example, 60 seconds.

Es gilt: EDP [in %] = ((ED·Anzahl Schweißpunkte)/Zeitbasis)·100 The following applies: e DP [in%] = ((E D · Number of spot welds) / time base) · 100

Die Anzahl der Schweißpunkte ist ebenfalls aus den Signalen der Strommessspule mittels, der Recheneinheit 102 ableitbar, da bei jeder Strombeaufschlagung ein Schweißpunkt entsteht. Somit entspricht die Anzahl der gespeicherten ED-Werte [%] gleichzeitig auch der Anzahl der Schweißpunkte.The number of welding points is also from the signals of the current measuring coil by means of the arithmetic unit 102 derivable, since every time a current is applied, a spot weld occurs. Thus, the number of stored E D values [%] also corresponds to the number of welding points.

In einem geeigneten Speicher sind sowohl die die Dioden (3), als auch die den Transformator (4) charakterisierenden Wertepaare gespeichert.In a suitable memory, both the diodes ( 3 ), as well as the transformer ( 4 ) characterizing value pairs stored.

Die Recheneinheit 102 ermittelt unter Berücksichtigung der in der Speichereinheit 101 abgelegten ED-Werte [%] den zulässigen Diodenstrom mittels der Wertepaare (105), welche die Dioden charakterisieren. Die Wertepaare (105) sind für unterschiedliche Stromzeiten separat voneinander im Speicher abgelegt und bilden die in 3 gezeigte Kennlinienschar.The arithmetic unit 102 determined taking into account the in the memory unit 101 stored E D values [%] the permissible diode current by means of the value pairs ( 105 ) characterizing the diodes. The value pairs ( 105 ) are stored separately for different current times in the memory and form the in 3 characteristic family shown.

Die Recheneinheit 102 ermittelt unter Berücksichtigung der in der Speichereinheit 101 abgelegten ED-Werte [%] auch den zulässigen Transformatorstrom mittels der Wertepaare (104), welche charakteristisch für den Transformator sind (4).The arithmetic unit 102 determined taking into account the in the memory unit 101 stored E D values [%] also the permissible transformer current by means of the value pairs ( 104 ), which are characteristic for the transformer ( 4 ).

Der Transformatorstrom und der Diodenstrom stellen die jeweils zulässigen oberen Grenzwerte für den Strom dar, welcher in den Dioden bzw. dem Transformator auftreten darf.Of the Transformer current and the diode current set the upper allowable Limits for the current that occur in the diodes or the transformer may.

Wird einer dieser beiden Werte oder der niedrigere der beiden Stromwerte überschritten, so bewirkt die Recheneinheit mittels des Vergleichsgliedes 106, dass ein Schalter 109 betätigt wird, welcher eine am Eingang E (107) der Überwachungseinrichtung 100 anschließbare Versorgungsspannung an den Ausgang A der Überwachungseinrichtung 100 durchschaltet. Der Vergleich erfolgt unter Berücksichtigung der abgespeicherten Wertepaare für die Diodenkennlinie und die Transformatorkennlinie.If one of these two values or the lower of the two current values is exceeded, the arithmetic unit effects by means of the comparison element 106 that a switch 109 is actuated, which one at the input E ( 107 ) of the monitoring device 100 connectable supply voltage to the output A of the monitoring device 100 turns on. The comparison takes place taking into account the stored value pairs for the diode characteristic and the transformer characteristic.

Es wird somit möglich abhängig von diesem Vergleichsergebnis eine Signalisierung in Form eines Schaltsignals oder dergleichen durchzuführen.It becomes possible dependent from this comparison result a signaling in the form of a switching signal or the like.

Die Erstbefüllung des FIFO-Speichers 101 bzw. zur Initialisierung der Überwachungseinrichtung könnte man mittels eines minimalen Stromes realisieren, um mittels der Messspule die Einschaltdauern für die Gleichrichterdioden und den Transformator zu definieren. Aus diesen ermittelten Werten könnte man dann den maximalen Stromwert für den Gleichrichter und den Transformator ableiten, und als Grenzwert abspeichern.The first filling of the FIFO memory 101 or for initialization of the monitoring device could be realized by means of a minimum current to define by means of the measuring coil, the duty cycles for the rectifier diodes and the transformer. From these determined values one could then derive the maximum current value for the rectifier and the transformer, and store it as a limit value.

Die Erstbefüllung könnte wie folgt ablaufen:

  • 1.) Abfahren des Anlagenablaufes (Teach modus) mit kleinem Strom zur Ermittlung der Einschaltdauer für das Gleichrichterpaket und den Transformator.
  • 2.) Ermittlung der jeweiligen Einschaltdauern für das Gleichrichterpaket von Punkt zu Punkt und der Einschaltundauer für den kompletten Maschinenablauf. Zuordnung des maximal möglichen Schweißstromes im Rahmen der jeweiligen Punkt zu Punktbetrachtung und unter Berücksichtigung des kompletten Maschinenablaufes.
  • 3.) Speichern der einzelnen Werte unter Berücksichtigung des jeweiligen Maschinenzustandes (Punkt zu Punkt und kompletter Ablauf).
The initial filling could be as follows:
  • 1.) Shut down the system sequence (teach mode) with a small current to determine the duty cycle for the rectifier package and the transformer.
  • 2.) Determination of the respective switch-on durations for the rectifier package from point to point and the switch-on duration for the complete machine sequence. Assignment of the maximum possible welding current in the context of the respective point to point consideration and taking into account the complete machine sequence.
  • 3.) Save the individual values taking into account the respective machine status (point to point and complete sequence).

Die Überwachungseinrichtung wird mittels des Anschlusses 110 mittels des Schweißtransformators (nicht gezeigt) beispielsweise mit einer 9 Volt Gleichspannung oder wie weiter vorne beschrieben induktiv versorgt.The monitoring device is by means of the connection 110 by means of the welding transformer (not shown), for example with a 9 volt DC voltage or as described earlier inductively supplied.

2 zeigt eine Vorrichtung 200 umfassend einen Schweißtransformator 201, mit Primärwicklung (links im Bild) und mit Sekundärwicklung (rechts im Bild), mit einer Mittelanzapfung an der Sekundärwicklung, einen Diodengleichrichter 203 und eine Strommessspule 204 zur Messung der Höhe des Gleichstromes im Schweißkreis. Weiter sind umfasst, ein Temperaturschalter 206 zur thermischen Überwachung des Transformators und ein Mikroprozessor 205 zur Realisierung der erfindungsgemäßen Überwachungseinrichtung wie im Rahmen der Figurenbeschreibung zu 1 zuvor schon beschrieben. 2 shows a device 200 comprising a welding transformer 201 , with primary winding (left in the picture) and with secondary winding (right in the picture), with a center tap on the secondary winding, a diode rectifier 203 and a current measuring coil 204 for measuring the level of direct current in the welding circuit. Next are included, a temperature switch 206 for thermal monitoring of the transformer and a microprocessor 205 for the realization of the monitoring device according to the invention as in the context of the description of the figures 1 previously described.

Der Mikroprozessor 205 wird mittels einer Spannungsversorgung von beispielsweise 9 Volt über Klemmen 211 versorgt. Diese Spannungsversorgung wird nach der Gleichrichtung von der Sekundärwicklung des Transformators abgegriffen. Die primäre Aufgabe des Schweißtransformators 201 ist es, den Schweißstrom Is zu liefern, so dass dieser mittels der an einer Schweißzange angebrachten Elektroden 209, 210 auf zwei miteinander zu verbindende Werkstücke 207, 208 einwirken kann.The microprocessor 205 is connected by means of a power supply of, for example 9 volts via terminals 211 provided. This voltage supply is tapped after the rectification of the secondary winding of the transformer. The primary task of the welding transformer 201 is to supply the welding current Is, so that this by means of attached to a welding tongs electrodes 209 . 210 on two workpieces to be joined together 207 . 208 can act.

Die Strommessspule 204 ist in der Lage die Höhe des Schweißstromes Is messtechnisch zu erfassen. Dieser Schweißstrom Is kann mehrere kA betragen. Der Mikroprozessor 205 ist in der Lage das mittels der Strommessspule 204 erfasste Signal zu verarbeiten, wie schon zuvor im Rahmen der Beschreibung zu 1 ausführlich erläutert wurde.The current measuring coil 204 is able to measure the height of the welding current Is metrologically. This welding current Is can amount to several kA. The microprocessor 205 is able by means of the current measuring coil 204 detected signal to process, as previously in the context of the description 1 was explained in detail.

Der Schweißtransformator 201 wird mittels der Klemmen U/V 202 mit einer Wechselspannung (z. B. 1 kHz, 500 V) von einem Umrichter 213 versorgt. Der Umrichter 213 ist zusätzlich mittels der Klemmen 212 mit der den Schweißtransformator 201 umfassenden Vorrichtung 200 verbunden.The welding transformer 201 is by means of terminals U / V 202 with an alternating voltage (eg 1 kHz, 500 V) from one inverter 213 provided. The inverter 213 is also by means of the terminals 212 with the welding transformer 201 comprehensive device 200 connected.

Diese Klemmen 212 führen eine mittels des Mikroprozessors 205 steuerbare Spannung, wobei diese Spannung (z. B. 24 Volt, Gleichspannung) ebenfalls vom Umrichter 213 zur Verfügung gestellt wird. Der erste Anschluss der Klemmen 212 stellt einen Spannungseingang zur Verfügung (Pfeil nach links, oben) und der zweite Anschluss der Klemmen 212 stellt einen Spannungsausgang zur Verfügung (Pfeil nach rechts, unten). Die Eingangs- und Auggangsklemmen können mittels des Temperaturüberwachungsschalters 206 und des Mikroprozessors 205 miteinander verbunden werden. Der Temperaturüberwachungsschalter 206 ist dabei mit einem mittels des Mikroprozessors 205 realisierten Schalters in Reihe geschaltet. Nur wenn beide Schalter 205, 206 geschlossen sind, wird die am Ausgang des Umrichters 213 anliegende Spannung mittels der Vorrichtung 200 an den Eingang zurück geführt.These clamps 212 lead one by means of the microprocessor 205 controllable voltage, this voltage (eg 24 volts, DC) also from the inverter 213 is made available. The first connection of the terminals 212 provides a voltage input (left arrow, top) and the second terminal of the terminals 212 provides a voltage output (arrow to the right, bottom). The input and output terminals can be connected by means of the temperature monitoring switch 206 and the microprocessor 205 be connected to each other. The temperature monitoring switch 206 is doing one with the help of the microprocessor 205 realized switch connected in series. Only if both switches 205 . 206 are closed, the at the output of the inverter 213 applied voltage by means of the device 200 led back to the entrance.

Detektiert der Umrichter die an seinem Steuerausgang gelieferte Steuerspannung (Pfeil nach rechts) wieder an seinem Steuerspannungseingang (Pfeil nach links), so kann der Umrichter 213 die mittels der Klemmen U/V 202 bereitgestellte Versorgungsspannung für den Transformator 201 abschalten und somit den Transformator vor Beschädigungen durch Überstrom schützen.If the inverter detects the control voltage (arrow to the right) supplied at its control output again at its control voltage input (arrow to the left), the inverter can 213 by means of terminals U / V 202 Provided supply voltage for the transformer 201 Switch off and thus protect the transformer from damage due to overcurrent.

Die Erfindung liefert somit eine Möglichkeit zur Herstellung einer Überwachungseinrichtung für Transformatoren, die entweder zusätzlich zu einer vorhandenen Temperaturüberwachung oder alternativ zu einer solchen vorhandenen Temperaturüberwachung als Schutz vor Überlastung des Transformators dient. Die Erfindung stellt eine Sicherheitsmaßnahme dar, welche Parameter des Schweißprozesses mit einbezieht. Die Erfindung ermöglichst somit die Realisierung eigensicherer Transformatoren.The Invention thus provides a way to Production of a monitoring device for transformers, which either in addition to an existing temperature control or alternatively to such existing temperature monitoring as protection against overload the transformer is used. The invention represents a safety measure which parameters of the welding process involves. The invention thus enables the realization intrinsically safe transformers.

Folgende Parameter können unter anderem mittels der Recheneinheit während des Überwachungsprozesses berücksichtigt werden:

  • * Anzahl der Schweißpunkte pro Minute
  • * Gesamtschweißzeit
  • * Schweißstrom
  • * Punkt zu Punkt Schweißzeit
  • * Durchflussmenge der Wasserkühlung
  • * Sekundärer Gesamtwiderstand
  • * Anzahl der Schweißpunkte/Maschinentakt
  • * Pausen zwischen zwei Maschinentakten
  • * Anzahl der Schweißpunkte/Minute
The following parameters can be taken into account, inter alia, by means of the computing unit during the monitoring process:
  • * Number of spot welds per minute
  • * Total welding time
  • * Welding current
  • * Point to point welding time
  • * Flow rate of water cooling
  • * Secondary total resistance
  • * Number of spot welds / machine cycle
  • * Breaks between two machine cycles
  • * Number of spot welds / minute

In 3 ist eine Diodenkennlinienschar gezeigt. Zur Visualisierung der Diodenkennlinien werden diese in einem kartesischen Koordinatensystem dargestellt, wobei die Abszisse Diodeneinschaltwerte ED-Werte [%], wie im Rahmen der Beschreibung zu 1 bereits schon beschrieben, und die Ordinate Sekundärkreisströme in kA abbildet.In 3 a diode characteristic family is shown. For the visualization of the diode characteristic curves these are represented in a Cartesian coordinate system, whereby the abscissa Diodeeinschaltwerte E D values [%], as in the context of the description to 1 already described, and the ordinate maps secondary circuit currents in kA.

Jedes Wertepaar bestehend aus Diodeneinschaltwert in ED [%] und Sekundärkreisstrom [kA] bildet einen Punkt auf einer der Kennlinien. Die Lage der Kennlinien einer Kennlinienschar innerhalb des Koordinatensystems fällt abhängig von der Schweißstromzeit unterschiedlich aus.

  • Kenlinie 301: Schweißstromzeit 60 ms
  • Kenlinie 302: Schweißstromzeit t 100 ms
  • Kenlinie 303: Schweißstromzeit 200 ms
  • Kenlinie 304: Schweißstromzeit 400 ms
  • Kenlinie 305: Schweißstromzeit 2000 ms
Each value pair consisting of diode switch-on value in E D [%] and secondary circuit current [kA] forms a point on one of the characteristic curves. The position of the characteristic curves of a family of characteristics within the coordinate system varies depending on the welding current time.
  • Kenlinie 301 : Welding current time 60 ms
  • Kenlinie 302 : Welding current time t 100 ms
  • Kenlinie 303 : Welding current time 200 ms
  • Kenlinie 304 : Welding current time 400 ms
  • Kenlinie 305 : Welding current time 2000 ms

Die Wertepaare einer Diodenkennlinie sind zur Bildung der unterschiedlichen Diodenkennlinien selbstverständlich auch im Speicher für unterschiedliche Schweißstromzeiten abspeicherbar.The Value pairs of a diode characteristic are used to form the different ones Diode characteristics of course also in the store for different welding current times stored.

Die Kennlinien repräsentieren die elektrischen Eigenschaften des Diodengleichrichters. Ist entweder die Einschaltzeit ED [%] oder der Strom [kA] bekannt, so kann mittels der abgespeicherten Wertepaare der jeweils zugeordnete Wert aus der Kenntnis der Kennlinie mittels der Recheneinheit ermittelt werden.The characteristic curves represent the electrical properties of the diode rectifier. is Either the turn-on time E D [%] or the current [kA] is known, then the respective assigned value can be determined from the knowledge of the characteristic curve by means of the arithmetic unit by means of the stored value pairs.

4 dient zur Visualisierung der Transformatorkennlinie. Diese wird in einem kartesischen Koordinatensystem dargestellt, wobei die Abszisse Diodeneinschaltwerte ED-Werte [%] wie bereits weiter oben definiert und die Ordinate den Sekundärkreisstrom, ebenfalls wie weiter oben bereits definiert, abbildet. Die Transformatorkennlinie repräsentiert die längerfristigen und thermischen Eigenschaften des Transformators unter Berücksichtigung des Schweißprozesses. Die Wertepaare dieser Transformatorkennlinie können ebenfalls in einem Speicher abgespeichert werden. 4 serves to visualize the transformer characteristic. This is represented in a Cartesian coordinate system, wherein the abscissa diode input values E D values [%] as already defined above and the ordinate the secondary circuit current, also as already defined above, maps. The transformer characteristic represents the longer-term and thermal properties of the transformer taking into account the welding process. The value pairs of this transformer characteristic can also be stored in a memory.

Die Kennlinie repräsentiert die elektrischen Eigenschaften des Transformators. Ist entweder der Diodeneinschaltwerte ED [%] oder der Strom [kA] bekannt, so kann mittels der abgespeicherten Wertepaare der jeweils zugeordnete Wert aus der Kenntnis der Kennlinie heraus mittels der Recheneinheit ermittelt werden.The characteristic represents the electrical properties of the transformer. If either the diode switch-on values E D [%] or the current [kA] are known, then the respective assigned value can be determined from the knowledge of the characteristic curve by means of the arithmetic unit by means of the stored value pairs.

5 dient zur Visualisierung einer Widerstandskennlinie des Schweißtransformators. Die Abszisse bildet dabei den Sekundärkreisstrom Is und die Ordinate den Sekundärkreiswiderstand in Mikroohm ab. Diese Werte können zur Bildung der Widerstandskennlinie in der Speichereinrichtung ebenfalls als Wertepaare abgespeichert sein. 5 serves to visualize a resistance characteristic of the welding transformer. The abscissa represents the secondary circuit current Is and the ordinate the secondary circuit resistance in micro-ohms. These values can also be stored as value pairs to form the resistance characteristic in the memory device.

Aus der Widerstandskennlinie kann der zulässige Widerstand im Sekundärkreis abgelesen werden, welcher unter Berücksichtigung der Sekundärkreisspannung des Schweißtransformators und unter Berücksichtigung des gewünschten Schweißstromes nicht überschritten werden darf. Wird dieser Wert dennoch überschritten, so kann der Transformator den erforderlichen Schweißstrom ggf. nicht mehr liefern und es müsste gegebenenfalls eine höhere Sekundärspannung und damit ein leistungsfähigerer Schweißtransformator gewählt werden.Out The resistance characteristic can read the permissible resistance in the secondary circuit which is under consideration the secondary circuit voltage of the welding transformer and considering of the desired Welding current not exceeded may be. If this value is exceeded, the transformer can use the required welding current possibly not deliver anymore and it would have to possibly a higher one secondary voltage and thus a more powerful welding transformer chosen become.

Zusätzlich zu der im Rahmen der Figurenbeschreibung zu 1 beschriebenen Funktionsweise der Überwachungseinrichtung könnte die Überwachungseinrichtung auch eine Signalisierung unter Berücksichtigung dieser Widerstandskennlinie derart ableiten, dass diese beispielsweise den Wert des Widerstandes unter Berücksichtigung des Schweißstromes überwacht.In addition to that in the context of the description of the figures 1 described operation of the monitoring device, the monitoring device could also derive a signaling taking into account this resistance characteristic such that it monitors, for example, the value of the resistance taking into account the welding current.

6 zeigt die Diodeneinschaltdauer relativ zum Maschinentakt. Die Diodeneinschaltdauer beträgt hier beispielhaft 400 ms, d. h. während dieser Zeit ist der Diodengleichrichter leitend geschaltet und führt Strom zu den Schweißelektroden. Die Punkt zu Punkt Zeit, d. h. die Zeit die vergeht, bis beispielsweise ein Schweißroboter zwei Schweißpunkte realisiert, kann beispielsweise 2000 ms betragen. Die Einschaltdauer des Diodengleichrichters errechnet sich somit zu 20% (400 ms/2000 ms·100). Bei einer Einschaltdauer von 20% und einer Diodeneinschaltdauer von 400 ms kann aus der Kennlinie 304 (3) ein maximal zulässiger Schweißstrom von ca. 19 kA abgelesen werden, bzw. von der Recheneinheit mittels der im Speicher abgelegten Kennlinienwertepaare ermittelt werden. 6 shows the diode duty cycle relative to the machine cycle. The diode on-time is here exemplarily 400 ms, ie during this time, the diode rectifier is turned on and carries power to the welding electrodes. The point-to-point time, that is, the time that elapses until, for example, a welding robot realizes two welding spots, can be, for example, 2000 ms. The duty cycle of the diode rectifier is thus calculated to be 20% (400 ms / 2000 ms · 100). With a duty cycle of 20% and a diode switch-on duration of 400 ms, the characteristic curve can be used 304 ( 3 ) a maximum permissible welding current of approximately 19 kA can be read, or be determined by the arithmetic unit by means of the stored in the memory characteristic value pairs.

7 zeigt die Prozesszeit basierend auf einer Zeitbasis von 60 Sekunden. Pro 60 Sekunden werden 15 Schweißpunkte mit dem zuvor in 6 beschriebenen Diodeneinschaltwert ED [%] ausgeführt. Zusätzlich ist eine Pausenzeit von 30 Sekunden vorgesehen. Die Prozesszeit EDP beträgt hier 10% (15·400 ms/60000 ms·100). Aus der Transformatorkennlinie (siehe auch 4) kann bei einer Prozesszeit EDP von 10% ein maximal zulässiger Schweißstrom von ca. 17.5 kA abgelesen werden, bzw. von der Recheneinheit ermittelt werden. 7 shows the process time based on a time base of 60 seconds. For every 60 seconds, 15 spot welds are made with the previously in 6 described diode on E D [%]. In addition, a pause time of 30 seconds is provided. The process time E DP here is 10% (15 x 400 ms / 60000 ms x 100). From the transformer characteristic (see also 4 ) can be read at a process time E DP of 10%, a maximum permissible welding current of about 17.5 kA, or be determined by the computing unit.

Zur Überwachung des Transformators mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der niedrigste oder ein noch niedrigerer Wert bezogen auf die aus den beiden Tabellen ermittelbaren Schweißstromwert gewählt. In diesem Falle liegen z. B. 15 kA unter den aus den Tabellen ersichtlichen 17,5 und 19 kA. Aus der Widerstandskennlinie (5) ist mittels des gewählten Schweißstromwertes von 15 kA ableitbar, dass der Gesamtwiderstand der Anordnung ca. 420 μOhm nicht überschreiten darf.To monitor the transformer by means of the method according to the invention, the lowest or even lower value is selected based on the welding current value that can be determined from the two tables. In this case, z. B. 15 kA among the apparent from the tables 17,5 and 19 kA. From the resistance characteristic ( 5 ) can be derived by means of the selected welding current value of 15 kA, that the total resistance of the arrangement must not exceed approx. 420 μOhm.

Die Auswertung der Diodeneinschaltdauern über den Zeitraum von 60 Sekunden könnte beispielsweise mittels auch des arithmetischen gewichteten Mittels der einzelnen Diodeneinschaltdauern erfolgen.The Evaluation of the diode switch-on durations over the period of 60 seconds could for example, by means of the arithmetic weighted mean the individual diode turn-on periods take place.

8 zeigt einige erfindungsgemäße Verfahrenschritte, nämlich:

  • Schritt 801: Erfassung von Messdaten mittels der Überwachungseinrichtung unter Berücksichtigung der aktuellen Belastung des Diodengleichrichters und/oder des Transformators;
  • Schritt 802: Vergleich der Messdaten mit einer in einem Speicher abgelegten Messdatenreihe, insbesondere einer Messdatenreihe für Diodenkennlinien und/oder Transformatorkennlinien und/oder Widerstandskennlinien;
  • Schritt 803: Signalisierung der Belastung unter Berücksichtigung des Vergleichsergebnisses mittels eines Signalisierungssignals.
  • Schritt 804: Weitere Verfahrensschritte gemäß den abhängigen Verfahrensansprüchen.
8th shows some method steps according to the invention, namely:
  • step 801 : Acquisition of measurement data by means of the monitoring device taking into account the current load of the diode rectifier and / or the transformer;
  • step 802 Comparison of the measured data with a measured data series stored in a memory, in particular a measured data series for diode characteristics and / or transformer characteristic curves and / or resistance characteristic curves;
  • step 803 : Signaling of the load taking into account the comparison result by means of a signaling signal.
  • step 804 Further method steps according to the dependent method claims.

Ergänzend könnte man auch die Auswirkungen eines momentanen Kühlmittelflusses für das Transformatorverhalten und/oder die Gleichrichterdioden durch im Speicher/der Recheneinheit hinterlegte Tabellen berücksichtigen. Bei bekanntem Kühlmittelfluss (entweder mittels des Mikroprozessors gemessen oder vorprogrammiert) kann dann die Recheneinheit die entsprechende Kurve auswählen und auswerten.In addition one could also the effects of a current coolant flow for the transformer behavior and / or the rectifier diodes by in the memory / the arithmetic unit take into account stored tables. With known coolant flow (either measured by the microprocessor or preprogrammed) then the arithmetic unit can select and evaluate the corresponding curve.

Bei bekanntem Temperaturhub in der Diode könnte man ebenfalls auf die Lebensdauer der Diode schließen (z. B. Hub = 60 grd K bedeutet etwa 10 Millionen Schweißungen). Hierzu müsste die Temperatur im PN-Übergang der Diode erfasst werden (Junctiontemperatur). Die Halbleitertheorie besagt nämlich, dass die Lebensdauer eines Halbleiters vom Temperaturhub des PN-Überganges abhängt. Da bedeutet, bei einer Auswertung der beispielsweise mittleren Junctiontemperatur konnte man ans dem Ergebnis ableiten, wie viele Schweißungen noch mit diesem Trafo durchgeführt werden könnten bis zum nächsten Wartungsintervall. Die Ablage dieser Informationen wäre ebenfalls in einem Speicher möglich. Für Möglichkeiten der Erfassung der Junctiontemperatur kann sich der Fachmann aus dem Stand der Technik bedienen.at Known temperature in the diode could also be on the Close the life of the diode (eg stroke = 60 grd K means about 10 million welds). For this would have to the temperature in the PN junction the diode is detected (junction temperature). The semiconductor theory that is, that the lifetime of a semiconductor depends on the temperature swing of the PN junction. There means, in an evaluation of, for example, the average junction temperature one could deduce from the result, how many welds still performed with this transformer could become Until next time Maintenance interval. The filing of this information would also be possible in a store. For possibilities the detection of the junction temperature, the skilled person to serve the state of the art.

Die Erfindung kommt insbesondere zum Einsatz im Bereich der Mittelfrequenztransformatoren, der Wechselstromtransformatoren, insbesondere im Rahmen der Antriebstechnik oder der Schweißtechnik. Die Erfindung bewirkt, dass der Transformator sein Wicklungspaket und seinen Gleichrichter selbsttätig auf Überlast überwacht. Insbesondere einer thermischen Überlastung der Dioden, der Transformatorwicklung und des Transformatorkerns wird vorgebeugt.The Invention is used in particular in the field of medium-frequency transformers, the AC transformers, in particular in the field of drive technology or the welding technique. The invention causes the transformer to be its winding package and its rectifier on its own monitored for overload. In particular, a thermal overload the diodes, the transformer winding and the transformer core is prevented.

Claims (13)

Überwachungseinrichtung zum Schutz mindestens eines elektrischen Bauelementes (201, 203) vor Überlastung, umfassend eine Recheneinheit (205) und mindestens eine Speichereinheit (101) zur Speicherung von Betriebsdaten des Bauelementes (201, 203), wobei die Recheneinheit (205) derart realisiert ist, dass mittels der Recheneinheit (205) die Datenreihe mit einer auch im Speicher abgelegten Vergleichsdatenreihe vergleichbar ist, wobei unter Berücksichtigung des Vergleichsergebnisses eine Signalisierung der Belastung des Bauelementes (201, 203) realisiert ist.Monitoring device for protecting at least one electrical component ( 201 . 203 ) before overloading, comprising a computing unit ( 205 ) and at least one storage unit ( 101 ) for storing operating data of the component ( 201 . 203 ), wherein the arithmetic unit ( 205 ) is realized such that by means of the arithmetic unit ( 205 ) the data series is comparable to a comparison data series also stored in the memory, wherein, taking into account the comparison result, a signaling of the load of the component ( 201 . 203 ) is realized. Überwachungseinrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Ermittlung des Vergleichsergebnisses nach Maßgabe eines vorgebbaren Taktes erfolgt.monitoring device according to claim 1, whereby the determination of the comparison result according to a specifiable clock takes place. Überwachungseinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Messspule (204) zur Erfassung eines im Bauelement (201, 203) auftretenden Stromes vorgesehen ist, wobei die Messwerte der Messspule (204) von der Recheneinheit (205) weiterverarbeitbar sind.Monitoring device according to one of the preceding claims, wherein a measuring coil ( 204 ) for detecting a component ( 201 . 203 ) is provided, wherein the measured values of the measuring coil ( 204 ) from the arithmetic unit ( 205 ) are further processed. Überwachungseinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Eingang (212) zum Anschluss einer Steuerspannung und ein Ausgang (212) zur Ausgabe einer Steuerspannung vorgesehen sind, wobei eine am Eingang anliegende Steuerspannung unter Berücksichtigung des Vergleichsergebnisses am Ausgang zur Verfügung gestellt werden kann.Monitoring device according to one of the preceding claims, wherein an input ( 212 ) for connecting a control voltage and an output ( 212 ) are provided for outputting a control voltage, wherein a voltage applied to the input control voltage can be provided taking into account the comparison result at the output. Überwachungseinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei es sich bei dem Bauelement (201, 203) um einen Gleichrichter (203) oder um einen Transformator (201) handelt und wobei es sich bei den Messwerten um die Einschaltzeiten für einen in dem Gleichrichter (203) oder in dem Transformator (201) auftretenden elektrischen Strom handelt, wobei zumindest eine Vergleichsdatenreihe das Belastungsdiagramm der Gleichrichterdiode (203) und/oder eine Transformatorkennlinie (201) beschreibt und wobei vorzugsweise zumindest zwei Vergleichsdatenreihen zur Beschreibung beider Bauelemente (201, 203) im Speicherabgelegt sind.Monitoring device according to one of the preceding claims, wherein the component ( 201 . 203 ) around a rectifier ( 203 ) or a transformer ( 201 ) and wherein the measured values are the turn-on times for one in the rectifier ( 203 ) or in the transformer ( 201 ) occurring electric current, wherein at least one comparison data series, the load diagram of the rectifier diode ( 203 ) and / or a transformer characteristic ( 201 ) and preferably wherein at least two comparative data series for describing both components ( 201 . 203 ) are stored in the memory. Verfahren zum Schutz eines elektrischen Bauelementes (201, 203) vor Überlastung mittels einer Überwachungseinrichtung, wobei die Überwachungseinrichtung Betriebsdaten des Bauelementes (201, 203) erfasst und mit einer in einem Speicher (101) abgelegten Vergleichsdatenreihe vergleicht, wobei unter Berücksichtigung des Vergleichsergebnisses ein Signal zur Signalisierung der Belastung des Bauelementes (201, 203) erzeugt wird.Method for protecting an electrical component ( 201 . 203 ) against overloading by means of a monitoring device, wherein the monitoring device operating data of the component ( 201 . 203 ) and with one in a memory ( 101 ) compares, wherein taking into account the comparison result, a signal for signaling the load of the component ( 201 . 203 ) is produced. Verfahren gemäß Anspruch 7, wobei eine Anzahl von Messdaten in dem Speichermittel (101) abgespeichert wird, wobei zumindest ein im Speicher (101) abgelegter Messwert für zumindest eine Vergleichsoperation herangezogen wird, wobei das Ergebnis der Vergleichsoperationen bei der Signalisierung berücksichtigt wird.Method according to claim 7, wherein a number of measurement data are stored in the memory means ( 101 ) is stored, wherein at least one in the memory ( 101 ) is taken for at least one comparison operation, wherein the result of the comparison operations is taken into account in the signaling. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei es sich bei dem elektrischen Bauteil (201, 203) um einen Gleichrichter (203) und/oder einen Transformator (201) handelt, wobei eine erste Datenreihe das Belastungsdiagramm für den Gleichrichter (203) und/oder eine zweite Datenreihe eine Transformatorkennlinie beschreibt, wobei es sich bei den Messwerten um Einschaltzeiten des in dem Gleichrichter (203) und/oder dem Transformator (201) auftretenden elektrischen Stromes handelt und wobei diese Datenreihen zur Signalisierung herangezogen werden.Method according to one of the preceding method claims, wherein the electrical component ( 201 . 203 ) around a rectifier ( 203 ) and / or a transformer ( 201 ), wherein a first data set the load diagram for the rectifier ( 203 ) and / or a second data series describes a transformer characteristic, wherein the measured values are times in which the rectifier is switched on ( 203 ) and / or the transformer ( 201 ) occurring electric current and wherein these data series are used for signaling. Verfahren gemäß dem vorhergehenden Verfahrensanspruch 9, wobei mittels der Einschaltzeiten der für das Bauteil (201, 203) zulässige Strom unter Verwendung zumindest einer Vergleichsdatenreihe ermittelt und das Ergebnis mit dem mittels einer Messspule (204) ermittelten und tatsächlich im Bauteil (201, 203) auftretenden Strom verglichen wird.Method according to the preceding Ver driving claim 9, wherein by means of the switch-on the for the component ( 201 . 203 ) permissible current is determined using at least one comparison data series and the result with the means of a measuring coil ( 204 ) and actually in the component ( 201 . 203 ) is compared current occurring. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei neben der Einschaltzeiten auch die Pausenzeiten zwischen zwei Einschaltvorgängen ermittelt und bei der Vergleichsoperation berücksichtigt werden.Method according to one the preceding method claims, wherein in addition to the switch-on also determines the pause times between two switch-on processes and be taken into account in the comparison operation. Transformator, insbesondere Schweißtransformator, mit Primärteil, Sekundärteil, Gleichrichter und Stromerfassungsmittel, von dem eine Überwachungseinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6 umfasst ist.Transformer, in particular welding transformer, with primary part, Secondary part, Rectifier and current detection means, of which a monitoring device according to one of the preceding claims 1 to 6 is included. Verfahren zur Nachrüstung einer Überwachungseinrichtung an einen Transformator, insbesondere an einen Schweißtransformator, mit Primärteil, Sekundärteil, Gleichrichter und mit Stromerfassungsmittel, wobei eine Überwachungseinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6 an dem Transformator angeordnet wird.Method for retrofitting a monitoring device to a transformer, in particular to a welding transformer, with primary part, Secondary part, Rectifier and current detection means, wherein a monitoring device according to a of the preceding claims 1 to 6 is placed on the transformer. Programm, welches gemäß eines Verfahrens nach Anspruch 7 bis 11 arbeitet, während es auf einer Recheneinheit (205) ausgeführt wird.Program which operates according to a method according to claim 7 to 11, while it is on a computing unit ( 205 ) is performed.
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EP3722040A1 (en) 2019-04-09 2020-10-14 Robert Bosch GmbH Power component and transformer device for resistance welding

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