DE2707590C2

DE2707590C2 - Kondensatorschweißmaschine

Info

Publication number: DE2707590C2
Application number: DE19772707590
Authority: DE
Inventors: Andrei Borisovitsch Belov; Vitaly Kondratievitsch Klimenko; Anatoly Ivanovitsch Leningrad Komarchev
Original assignee: VSESOJUZNYJ NAUTSCHNO-ISSLEDOVATELSKIJ PROEKTNO-KONSTRUKTORSKIJ I TECHNOLOGITSCHESKIJ INSTITUT ELEKTROSVAROTSCHNOGO OBORUDOVANIJA LENINGRAD SU
Current assignee: VSESOJUZNYJ NAUTSCHNO-ISSLEDOVATELSKIJ PROEKTNO-KONSTRUKTORSKIJ I TECHNOLOGITSCHESKIJ INSTITUT ELEKTROSVAROTSCHNOGO OBORUDOVANIJA LENINGRAD SU
Priority date: 1977-02-22
Filing date: 1977-02-22
Publication date: 1983-08-25
Also published as: DE2707590A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Kondensatorschweißmaschine mit gesteuerten unipolaren Schweißstromimpulsen, die eine aufladbare Kondensatorbatterie, eine zur impulsweisen Entladung dieser Kondensatorbatterie auf die Primärwicklung eines Schweißtransformators dienende Thyristorschaltung, ein Steuersystem für diese Thyristorschaltung mit einem Impulspausengeber und einem Programmgeber und einen Gleichrichter im Schweißstromkreis enthält

Eine der wichtigsten Anforderungen, die an Widerstand-Konderisatorschweißmaschinen gestellt werden, wie sie sich zum Schweißen von leichten und Titanlegierungen sowie härtbaren und hitzebeständigen Stellen eignen, ist die Steuerung des Schweißstroms zwecks Erzielung der nach der Form technologisch optimalen Schweißstrcmimpulse, was die Stabilität und Qualität der Schweißung erhöht und die technologischen Möglichkeiten der Kondensatorschweißmaschine erweitert.

Bekannt sind Kondensatorschweißmaschinen mit einer begrenzten Steuening des Schweißstroms (US-PS 24 72 110). Eine solche Schweißmaschine enthält eine aus Sektionen bestehende Kondensatorenbatterie und

ü an die Sektionen der Kondensatorenbatterie angeschlossene Schalteinrichtungen. Die genannten Schalteinrichtungen sind zugleich an eine verschiedene Anzahl von Windungen der Primärwicklung des Schweißtransformators angeschlossec:. Die Kondensatorbatterie ist mit einer Ladeeinrichtung verbunden, die es ermöglicht, die Sektionen der Kondensatorenbatterie bis auf verschiedene Spannungs-Pegel aufzuladen. Die Sektionen der Kondensatorenbatterie werden nacheinander auf die entsprechenden Windungen der Primär-5 wicklung des Schweißtransformators entladen, wobei sich die vordere Flanke des Schweißimpulses formiert, die es ermöglicht, den Widerstand der zu schweißenden Teile vor der Schweißung zu stabilisieren. Diese Technik gestattet jedoch nur eine begrenzte Regelung des Schweißstroms, da die Anzahl der Abzweigungen in der Primärwicklung des Schweißtransformators und die Anzahl der Sektionen der Kondensatorenbatterie begrenzt ist.

Bekannt ist ferner ein Kondensatorimpulsschweiß-

v. verfahren (CH-PS 4 14 889), bei dem die Schweißung mit zwei Folgeimpulsen erfolgt, wobei der erste Impuls zur Stabilisierung des Kontaktwiderstandes des zu schweißenden Erzeugnisses und der zweite Impuls zum Schweißen dienen. Die gemäß diesem Verfahren

μ¹ ausgeführte Anlage enthält eine Ladeeeinrichtung und eine an diese angeschlossene Kondensatorenbatterie, wobei die Ladeeinrichtung einen niedrigeren Spannungspegel in der Kondensatorenbatterie für den ersten Impuls und einen höheren Spanniingspegel für den

"■> zweiten Impuls gewährleistet. Als Nachteile dieses Verfahrens und dieser Vorrichtung sind eine vollständige Abkühlung der zu schweißenden Teile nach dem ersten Impuls und als Folge davon eine Erhöhung des

Energieaufwandes für das Schweißen sowie eine beschränkte Möglichkeit zur Steuerung des Schweißstroms zu nennen.

Bekannt ist ferner ein Verfahren zur Steuerung der Form des Schweißstromimpulses (UDSSR-Urheberschein Nr. 1 88 604). Die zur Durchführung dieses Verfahrens verwendete Anlage enthält eine Ladeeinrichtung mit einer an sie angeschlossenen Hauptkondensatorenbatterie, zwischen denen ein Schweißtransformator und eine zusätzliche Steuerkondensatorenbai- '" terie geschaltet ist. Die Steuerung der hinteren und der vorderen Flanke des Schweißimpulses erfolgt in der Anlage mit Hilfe der Überlagerung von Auflade-Entladeabläufen der zusätzlichen Steuerbatterie auf die Hauptentladung. Zu den wesentlichsten Nachteilen i> dieses Verfahrens und der Anlage gehören ein erhöhter durch die in Betrieb stehende Ladeeinrichtung bedingter Energieaufwand beim Schweißprozeß und die Beschränktheit der Regelcharakteristiken, die mit der Schwierigkeit der Änderung der Kapazität der zusätzli- 2» chen und der Steuer-Kondensatorenbaiterie verbunden sind, was deren Anwendung in den Kcndensatorschweißmaschinen mit einem breiten Regelbereich des Schweißstroms im Wege steht.

Bekannt sind auch Kondensatorschweißmaschinen 2> (UDSSR Urheberschein Nr. 2 38 036), bei denen an die Kondensatorenbatterie ein Reihenwechselrichter angeschlossen ist, an dessen einen Arm ein Parallelwiderstand und an den anderen Arm ein Schweißtransformator angeschlossen ist Die Regelung des Schweißstroms *> erfolgt durch die Einwirkung auf Amplitude und Pausenverhältnis von Schweißstromimpulsen unter Verwendung der Widerstandsrückkopplung über die zu schweißenden Teile.

Zu den Nachteilen der genannten Schweißmaschinen Ji sind zu zählen: Verschlechterung der Energiekennwerte, verbunden mit einem nutzlosen Verbrauch der elektrischen Energie im Parallelwiderstand, geringe Regelqualität, da nur die Impulse einer Polarität geregelt ν erden; unsymmetrischer Betrieb des ⁴" Schweißtransformators, bei welchem der Transformator einseitig vormagnetisiert werden kann; geringe Betriebssicherheit der Schaltung, verbunden mit schlechten Betriebsbedingungen der Thyristoren.

Aus der GB-PS 10 23 305 ist eine Kondensator- '"> schweißmaschine der eingangs defilierten Art bekannt, bei welcher die Primärwicklung des Schweißtransformators mit unipolaren Impulsen gespeist wird, deren Breite und Abstand gesteuert werden, um einen Schweißstrom gewünschter Größe in der Sekundär- "'" wicklung zu erhalten. Diese Anordnung erfordert infolge dei Zufuhr unipolarer Impulse zur Primärwicklung bei größeren Leistungen der Kondensatorschweißmaschine einen beträchtlichen Querschnitt für den Transformatorkern, bedingt durch die Kernsättigung. ^r' Zwar ist in der bekannten Anordnung eine Umkehr der Magnetisierung des Transformators zwischen den einzelnen Impulsen durch ein Einschalten der Diode möglich, jedoch bringt die Umschaltung des Feldes zusätzliche Energieverluste mit sich. <>ⁿ

Schließlich ist aus der SU-PS 2 38 701 eine Kondensatorschweißmaschine bekannt, bei der im Sekundärkreis eines Schweißtransformators ein Vollweggleichrichter eingeschaltet ist.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin eine Kondensatorschweißmaschine mit gesteuerten unipolarer. Schweißstromimpulsen der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß ein Schweißstrom gewünschter Größe und Form einschließlich eines kontinuierlichen Schweißstroms mit einem sehr kompakten Schweißtransformatoraufbau und ohne Energieverlust durch Magnetisierungsumkehr des Schweißtransformators zwischen den Schweißimpulsen erreicht wird.

Ausgehend von der Kondensatorschweißmaschine der eingangs definierten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst daß

a) die Thyristorschaltung eine Wechselrichterschaltung und der Gleichrichter ein Vollweggleichrichter ist

b) für jede der zwei Gruppen der Thyristoren der Wechselrichterschaltung jeweils eine Zündschaltung vorgesehen ist,

c) mehrere zur Ansteuerung der Zündschaltungen dienende logische Verknüpfungsschaltungen vorgesehen sind,

d) jedei der Verknüpfungsschaltungen ein Impulspausengeber zugeordnet ist,

e) ein die Verknüpfungsschaltungen tüsteuernder und die Zündschaltungen abwechselnd ein- und ausschaltender Schalter vorgesehen ist,

f) der Programmgeber die Verknüpfungsschaltungen in· zeitlicher Aufeinanderfolge ansteuert und

g) ein Fühler vorgesehen ist, der in Abhängigkeit von den Primärstromimpulsen den Impulspausengeber, die logischen Verknüpfungsschaltungen und den Schalter ansteuert.

Die so ausgebaute Kondensatorschweißmaschine gestattet es Stromimpulse mit optimaler technologischer Form zu erhalten sowie einen Doppelimpulsschweißbetrieb in einem Schweißzyklus durchzuführen. Dadurch wird eine hohe Schweißqualität praktisch sämtlicher Metalle, darunter auch hitzebeständiger und härtbarer Stähle, deren Schweißung auf den gewöhnlichen Kondensatorschweißmaschinen unmöglich ist. gewährleistet. Die Kondensatorschweißmaschine nach der vorliegenden Erfindung ermöglicht es schließlich auch darin Einrichtungen zur Wirksamen Kontrolle der Schweißqualität einzubauen.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Schaltung der Kondensatorschweißmaschine mit Merkmalen nach der Erfindung.

Fig.2 bis 14 Schaubilder, die den Betrieb der Kondensatorschweißmaschine nach F i g. 1 veranschaulichen,

Fig. 15 eine Schaltungsanordnung zur Sicherung eines zuverlässigen Betriebes der Wechseipchterthyristoren,

Fig. 16 eine Schaltung zur Steuerung des Wechselrichters, und

Fig. 17 eine ..lögliche Ausfühmngsvariante des Generators und der Einrichtung zur Fixierung der Steuerimpulse.

Die Kondensatorschweißmaschine m;t Merkmalen nach der Erfindung enthält eine Kondensatorenbatterie 1. die von einer Ladeeinrichtung 2 gespeist wird und an einen aus Thyristoreil 3, 4 iind einem Kommutierungskondensator 5 aufgebauten Wechselrichter angeschlossen ist. Der Wechselrichter isi mit einem Schwcißiranformator 6 belastet, in dessen Sekundärwicklung pin

Vollweg-Gleichrichter 7 geschaltet ist.

Der Wecnselrichter wird vom Steuersystem gesteuert, welches einen Fühler 8 zum Fixieren von Anfang und Ende der Impulse des Primärstroms aufweist, wtiche mit der Primärwicklung des Schweißtransformators 6 in Reihe geschaltet ist. wobei dessen Ausgang direkt als auch über einen Impiilspatisengeber 9 für die Impulspausen des Primärstroms und über einen Schalter 10 für die Thyristorsteuerung an einen Teil der Eingänge der Verknüpfungsschaltungen Il für die logische Multiplikation angeschlossen ist. An die übrigen Eingänge der Verknüpfungsschaltungen Il für die logische Multiplikation der Signale ist ein Programmgeber 12 für die Dauer der Zeitintervalle angeschlossen.

Der Programmgeber 12 für die Dauer der Zeitintervalle ist zur Einstellung einer bestimmten Dauer der Intervalle bestimmt, aus denen der Schweißstromimpuls besteht.

Der Fühler 8 zur Fixierung von Anfang und Ende der Impulse des Primärstroms fixiert den Durchgang jedes Impulses im primären Wechselstromkreis, indem er das Signal vom Moment des Impulseinsatzes bis zum Moment der Impulsbeendigung abgibt.

Der impulspausengeber 9 stellt in jedem Intervall des Schweißstroms die vorgegebene Dauer der Pause zwischen den Impulsen des Primärstroms ein. Der Impulspausengeber 9 enthält Blöcke für regelbare Zeitverzögerungen, deren Anzahl in der gegebenen Schaltung gleich fünf ist. Der Ausgang eines jeden Blocks ist an i:wei Verknüpfungsschaltungen 11 für die logische Multiplikation der Signale angeschlossen.

Der Schalter 10 zur Steuerung der Thyristoren steuert die Schaltfolge der Thyristoren 3 und 4, indem er Signale auf zwei seiner Ausgänge vor jedem nächstfolgenden Impu s des Primärstroms umschaltet.

Die AüSgäfigc uci VcrKnüpiürigäDCiiu'iüngCri I! SiHG

an die Eingänge von Elementen 13 für die logische Addition der Signale angeschlossen, deren Ausgänge an die Eingänge von Zündschaltungen 14 zur Steuerung der Thyristoren angeschlossen sind. Die Ausgänge jeder Zündschaltung 14 sind an die Thyristoren 3 bzw. 4 angeschlossen.

Die Kondensatorschweißmaschine arbeitet wie folgt.

Die Ladeeinrichiung 2 (Fig. 1) lädt die Kondensatorenbatterie 1 bis auf die vorgegebene Spannung auf. Die Kondensatorenbatterie I entlädt sich dann auf den .Schweißtransformator 6 über einen Thyristorwechselrichter, der aus Thyristoren 3, 4 und einem Kommutationskondens;itor 5 aufgebaut ist. Hinter dem Wechselrichter wird der Wechselstrom in der Sekundärwicklung des Transformators 6 mit Hilfe eines Vollweg-Gleichrichters 7 gleichgerichtet, so daß im Schweißstromkreis der Konderisatorschweißmaschine ein unipolarer Schweißstromimpuls fließt.

Der Fühler 8 zur Fixierung von Anfang und Ende der Impulse des Primärstroms gibt beim Durchgang des Primärstroms entsprechende Befehle an den Impulspausengeber 9 für die Pausen zwischen den Impulsen des Primärstroms, an den Schalter 10 für die Thyristorsteue- . rung und an die Verknüpfungsschaltungen II.

Von den Ausgängen der Verknüpfungsschaltungen 11 gelangen die Signale an die Eingänge der Elemente 13 für die logische Addition der Signale und von den Ausgangen der Elemente 13 gelangen sie über die ι Zündschaltungen 14 für die Thyristorsteuerung des Wechselrichters an die Thyristoren 3 und 4 selbst Betrachten v/ir nun die Steuerung des Schweißstroms in der Kondensatorscliweißmaschine. Dabei ist unter dem Zeichen »0« das Fehlen des Signals / oder das Niederpegelsignal / an Eingängen und Ausgängen der Elemente des Steuersystems und unter dem Zeichen »I« , das Vorhanden sein des Signals / oder das Hochpegelsignal / an Eingängen und Ausgängen der Elemente des Steucrsv siems /ti verstehen.

Im Ausgangszusland liegt dann an sämtlichen Ausgängen des Programmgebers 12 (Fig. 1) für die ι Dauer der Zeitintervalle das Signal »0«. und die Ausgänge des Fühlers 8 die Ausgänge des Impulspuusengebers 9 für die Impulspausen des Primärstroms und einer der Ausgänge des Schalters 11 zur Steuerung der Thyristoren haben das Signal »1«. Beim Anlassen der ι Kondensatorschweißmaschine wird als erster der Programmgeber 12 für die Dauer der Zeitintervalle eingeschaltet, dabei erscheint an seinem ersten Ausgang, der dem ersten Intervall des Schweiöstronis entspricht, das Signal »i« (siehe Schaubiiu in F i g. 2), und ι an den übrigen Ausgängen, ζ. Β. dem zweiten (siehe Schaubild in F i g. 3) bleibt »0« bestehen. Dieses »I« wird am Eingang der Verknüpfungsschaltung^! It (Fig. 1) mit dem »I« vom Ausgang des Fühlers 8 zur Fixierung von Anfang und Ende der Impulse des Primärstroms (siehe Schaubild in Fig. 4). mit dem »1« vom Ausgang des Impulspausengebers 9 für die Impulspausen des Primärstroms (siehe Schaubild in F i g. 5) und mit dem »I« vom Ausgang des Schalters 10 zur Steuerung der Thyristoren (siehe Schaubild in F i g. 6) multipliziert. Am Ausgang der Verknüpfungselemente 11 erscheint im Ergebnis das Signal »:« (siehe Schaubild in Fig. 7), das die Zündschaltung 14 zur Steuerung der Thyristoren einschaltet, und an ihrem Ausgang erscheint das »I« (siehe Schaubild in Fig. 8). Es werden die Thyristoren 3 gezündet, und der Impuls des Primärstroms kommt an (siehe Schaubild in F i g. 9). Etwa gleichzeitig mit dem Beginn des Impulses des Prirnärstrorns KiTd der Fühler 8 zur Fixierung von Anfang und Ende der Impulse des Primärstroms eingeschaltet und an dessen Ausgang erscheint das »0« (siehe Schaubild in Fig. 4). Dieses »0« schaltet das Signal am Ausgang des Impulspausengebers 9 für die Impulspausen des Primärstroms (siehe Schaubild in Fig. 5) aus und schaltet die Signale an den Ausgängen des Schalters 10 zur Steuerung der Thyristoren (siehe Schaubild in F i g. 6 und 10) um. Im Moment der Beendigung des Impulses des Primärstroms am Ausgang des Fühlers 8 erscheint »I« und der Impulspausengeber 9 für die Impulspausen des Primärstroms beginnt, die Zeit (U) der Pause im ersten Intervall (siehe Schaubild in Fig. 5) abzuzählen, nach der-.n Ablauf an seinem Ausgang »I« erscheint. Da es vorhin zu einer Umschaltung der Kanäle zur Steuerung der Thyristoren 3,4 mit Hilfe des Schalters 10 zur Steuerung der Thyristoren kam, wird an dem anderen Ausgang der Verknüpfungsschaltungen 11 (siehe Schaubild in Fig. 11) das »I« erscheinen. Dieses »I« schaltet die Zündschaltung 14 zur Steuerung der Wechselrichterthyristoren ein. deren Ausgänge an die Thyristoren 4 angeschlossen sind Die Impulse vom Ausgang der Zündschaltung 14 zur Steuerung der Thyristoren (siehe Schaubild in F i g. 12) zünden die Thyristoren 4, wonach der Primärstrom in entgegengesetzter Richtung zu fließen beginnt. Durch Verminderung der Pausen zwischen den Impulsen des Primärstroms in dem zweiten Intervall (Zeil I2, siehe Schaubild in Fig.9 und Fig. 13) ist es möglich, die Impulse des Primärstroms öfter (oder seltener, indem man die Zeit tz vergrößert) zu senden. Dabei ändert sich auch die Größe des

Sekundiirstroms. Der .Sekundärstrom (I'ig. 14) ist in dieser Maschine unipoliir. wobei er sowohl intermittierend ills auch lückenlos sein kann. D.is hangt von der Größe der Pausen /wischen den Impulsen des Primärstroms ab. Der Impuls des Primärstroms bricht schneller ab als der jeweilige Impuls des .Sekundärstroms, also ist der .Sekundärstrom mehr verzögert.

Di ■- erklärt sich dadurch, daß die in dem Sehweißstromkreis der Kondensatorschweißmaschine gespeicherte Energie, gleich ist

L · η

wobei

L — Induktivität des Stromkreises,
/': — Sekundärstrom, einen Strom entwickelt, der sich in beiden Zweigen des Gleichrichters 7

V '6- ·ι""6"

Die durch Ströme in diesen Zweigen gebildeten Magnetflüsse sind nach Beendigung des Primärstroms gleich und entgegengerichtet. Deshalb ist der summarische Magnetfluß gleich Null, auch die ihm entsprechende magnetomotorische Kraft ist gleich Null, und es findet keine Übertragung der Energie aus dem Sekundärstromkreis in den Priniärstromkreis statt. Der Sekundärstrom ist der Summe gleicher Ströme in den Zweigen des Gleichrichters gleich. Wenn man einen nächstfolgenden Impuls des Primärstroms /Ί sendet, solange der Sekundärstrom /> nicht bis auf Null abge .unken ist. so wird sich der Sekundärstrom vergrößern. Durch Regelung der Pause zwischen den Impulsen des Primärstroms ist es möglich, unterschiedliche Anstiegsgeschwindigkeiten des Sekundärstroms und dessen Größe (F i g. 14) zu erhalten. Es ist dadurch auch möglich, den .Sekundärstrom beim Absinken zu beeinflussen oder ihn konstant /u halten.

Indem man den Schweißstrom so steuert, ist es möglich, diesem .Schweißstrom eine optimale Form zu verleihen sowie Abschnitte für eine sanfte Erwärmung vor der Schweißung und für einen sanften Abfall nach der Schweißung zu schaffen. Unterbricht man die Impulsgabe auf die Thyristoren 3,4 für eine gewisse Zeit und wartet, bis der Sekundärstrom auf Null absinkt, so kann man einen Zwei- oder sogar einen Drei-Impulsbetriebszustand erhalten, wenn man dann die Thyristoren 3,4 von neuem zündet.

Im Moment der Zündung der Thyristoren 3/4/ wird an die ausgeschalteten Thyristoren 4/3/ mit einer sehr steilen Impulsflanke zusätzlich eine direkte Spannung angelegt, die eine spontane Zündung der letzteren bewirken kann.

Zwecks Vermeidung einer spontanen Zündung der Thyristoren ist in das Steuersystem zusätzlich ein Block zur Sicherung eines zuverlässigen Betriebs der Wechselrichterthyristoren eingeführt, der zwischen den Zündschaltungen 14 zur Steuerung der Wechselrichterthyristoren und den Thyristoren 3, 4 (s. Fig. 15) selbst geschaltet ist

In den Zündschaltungen 14 zur Steuerung der Thyristoren 3, 4 sind zwei Impulstransformatoren 15 und 16 vorgesehen, welche je eine Primärwicklung 15-1 bzw. 16-1 und je vier Sekundärwicklungen 15-Π, 15-111, 15-1V-, 15-V bzw. 16-11,16-III, 16-IV, 16-V haben.

Die Wicklungen 15-Π, 15-III und 16-11,16-IH sind mit ihren positiven Wicklungsenden entsprechend an die Steuerelektroden der Thyristoren 3 und 4 angeschlossen. Die Wicklungen 15-IV, 15-V, 16-IV, 16-V, die zum Block zur Sicherung eines zuverlässigen Betriebs der Thyristoren gehören, sind mit ihren positiven Wicklungsenden an die Kathoden der Thyristoren 4 bzw. 3 angelegt, während sie mit ihren anderen Wicklungsen-■ den über Widerstände 17, 18 bzw. 19, 20 an die .Steuerelektroden derselben Thyristoren 4 und 3 angeschlossen sind. Parallel zu dem Stcuerübergang der Thyristoren 3, 4 sind im Block zur Sicherung eines zuverlässigen Betriebs der Thyristoren auch die Dioden

^;" 21, 22, 23, 24 angeschlossen, wobei die Kathoden der letzteren mit den Steuerelektroden der Thyristoren 3 und 4 verbunden sind.

Nachstehend soll der Betrieb der Kondensatorschweißmaschine mit einem Block zur Sicherung eines

'' zuverlässigen Betriebs der Thyristoren erläutert werden. Im Moment der Einschaltung z. B. der Thyristoren 3 werden mittels Signal vom Impulstransformator 16 in die Stcuerübergänge der Thyristoren 4 negative Λ/«-.— U;_nU.._n~..,.»..Xm_n ;',K_nP \1/;_η|.Ι..__πΑη IC IV ,,*>A IC \/ ((,(.1(.11ICUUIIg-IJUUIIIV (JU(.I »t I\.(MUII5^II iV I · UIlU ItS Ψ

^:" gegeben. Diese Wicklungen sind derart angeschlossen, daß ein darin entstehendes Signal mit Plus auf die Kathoden der Thyristoren 4 ankommt und über Dioden 21, 22 und Widerstände 17, 18 läuft. Es ergibt sich, daß beim Einschalten der Thyristoren 3 die Steuerübergän-

-· ge der Thyristoren sich als geschlossen über die im leitenden Zustand befindlichen Dioden 21 und 22 erweisen.

\ui analoge Weise wird die Erhöhung der Widers'.., idsfähigkeit gegen die Anstieggeschwindigkeit der

"' Diirchlaßspannung für die Thyristoren 3 erreicht.

Für einen Normalbetrieb des Wechselrichters ist es erforderlich, daß vor einer nächstfolgenden Einschaltung z. B. der Thyristoren 3 die Thyristoren 4 ausgeschaltet sind, was einem vollständigen Abbruch

^r> des Primärstroms äquivalent ist. Infolge verschiedener Gründe, z. B. bei einem aperiodischen Vorgang, der bei einem 7.11 starken Wirkwiderstand in dem Schweißstromkreis entstehen kann, infolge der Verschmutzung der zu schweißenden Teile, können die Thyristoren lange im eingeschaltete;) Zustand durch einen sehr kleinen Strom gehalten werden, auf den der Fühler 8 zur Fixierung von Anfang und Ende der Impulse des Primärstroms nicht mehr reagiert.

Gibt man in diesem Moment einen Befehl zum Einschalten des nächstfolgenden Thyristorpaares, so kann es zur gleichzeitigen Zündung der Thyristoren aus verschiedenen Armen kommen. Um die gleichzeitige Zündung der Thyristoren aus verschiedenen Armen zu vermeiden, verwendet man eine Schaltung zur Kontrol-Ie des Wechselrichters, die in F i g. 16 dargestellt ist. Die Schaltung zur Kontrolle des Wechselrichters besteht aus der Reihenschaltung aus Generator 25 für die Kcntrollimpulse und Einrichtung 26 zur Fixierung der Kontrollimpulse. Mit einem anderen Ende ist der

" Generator 25 an den positiven Pol der Kondensatorbatterie 1 angeschlossen, und die Einrichtung 26 zur Fixierung der Kontrollimpulse ist an den Ausgang des Wechselrichters oder genauer an den Punkten, wo die Kathode des Thyristors 3 und die Anode des Thyristors 4 sowie die Kathode des Thyristors 4 und die Anode des Thyristors 3 vereinigt sind, angeschlossen.

Der Generator 25 (F i g. 17) ist aus einem Impulstransformator 29, der eine Primärwicklung 29-1 und eine Sekundärwicklung 29-11 aufweist, einem Thyristor 30, an dessen Kathode eine Wicklung 29-11 angeschaltet ist. und einem Widerstand 31, der an die Steuerelektrode des Thyristors 30 und an den positiven Ausgang der Wicklung 29-H angeschlossen ist, aufgebaut Die

Hinrichtung 26 zur Fixierung der Kontrollimpulse besteht aus einem Widerstand 32. der in Reihe mit der Primärwicklung 29-1 geschaltet ist, und einem Schwellenwertgeber 33. dessen Eingang an den Widerstand 32 und dessen Ausgang an die Zündschaltung 14 zur Steuerung der Wecliselrichterthvristoren angeschlossen sind.

Der Generator 25 erzeugt kurzzeitige Spannungsimpulse und, wenn oer Stromkreis über den Thyristor 3/4/. die Diode 27/28/ und die Einrichtung 26 zur Fixierung der Kontrollimpulse sich als geschlossen erweist, so läuft in diesem Stromkreise der Kontrollstromimpuls infolge des eingeschalteten Zustandes des Thyristors 3/4/ durch. Dieser Impuls wird von der Einrichtung zur Fixierung der Kontrollimpulse fixiert, welche einen Befehl an die Zündschaltung 14 zur Steuerung der Thyristoren abgibt, die die Abgabe nächstfolgender Steuerimpulse an die Thyristoren 3/4/ verbietet. Für einen zuverlässigen Betrieb sollte der Knntmllimniils des Generators 25 etwas früher entstehen als die Impulse zur Steuerung der Thyristoren 3, 4, er sollte auch eine steile Vorderflanke haben, wodurch es möglich ist. einen bereits ausgeschalteten Thyristor, dessen Durchschlagfestigkeit in Vorwärtsrichtung noch nicht wiederhergestellt ist, einzuschalten.

IO

Fig. 17 zeigt eine mögliche schaltungstechnische Lösung des Generators 25 für die Kontrollimpulse und der Einrichtung 26 zur Fixierung der Kontrollimpulse.

Die Schaltung arbeitet wie folgt. Der Kontrollspannungsimpuls entsteht in der Primärwicklung des Transformators 29 jedes Mal vor der Einschaltung des nächstfolgenden Wechselrichterthyristorpaares. Wenn das vorhergehende Thyris'.orpaar noch Zeit hatte, sich auszuschalten, so wird der Transformator nur unbedeutend belastet (nur mit dem Steuerkreis des Thyristors 30). die Größe des Stromimpulses in der Primärwicklung, der gleichzeitig durch den Widerstand 32 läuft, ist klein und er bewirkt kein Ansprechen des .Schwellenwertgebers 3i. Wenn das vorhergehende Thyristorpaar keine Zeit hatte, sich auszuschalten, so wird der Transformator 29 über den mit seiner Hilfe eingeschalteten Thyristor 30 über den kurzgeschlossenen Stromkreis, der durch eingeschaltete Wechselrichterthyristoren gebildet is:, maxima! bebtet. Dabei steig; der Stromimpuls in der Primärwicklung des Transformators 29 schlagartig an. und der Spannungsabfall am Widerstand 32 infolge dieses Impulses dient als Kontrollsignal, auf das der Schwellenwertgeber 33 anspricht und ein Signal zum Abschalten der Zündschaltung 14 zur Steuerung der Thyristoren abgibt.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Kondensatorschweißmaschine mit gesteuerten unipolaren Schweißstromimpulsen, die eine aufladbare Kondensatorenbatterie, eine zur impulsweisen Entladung dieser Kondensatorenbatterie auf die Primärwicklung eines Schweißtransformators dienende Thyristorschaltung, ein Steuersystem für dieses Thyristorschaltung mit einem Impulspausengeber und einem Programmgeber und einem Gleichrichter im Schweißstromkreis enthält, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Thyristorschaltung eine Wechselrichterschaltung (3, 4) und der Gleichrichter ein Vollweggleichrichter(7) ist,

b) für¹ jede der zwei Gruppen (3, 3, 4, 4) der Thyristoren der Wechselrichterschaltung jeweils eine Zündschaltung (14) vorgesehen ist,

c) mehrere «ur Ansteuerung der Zündschaltungen (14) dienende logische Verknüpfungsschahungen (11) vorgesehen sind,

d) jeder der Verknüpfungsschaltungen (11) ein Impulspausengeber (9) zugeordnet ist,

e) ein die Verknüpfungsschahungen (11) ansteuernder und die Zündschaltungen (14) abwechselnd ein- und ausschaltender Schalter (10) vorgesehen ist,

f) der Programmgeber (12) die Verknüpfungsschaltungen (11) in zeitlicher Aufeinanderfolge ansteuert, i'.nd

g) ein Fühler (8) vorgesehen ist, der in Abhängigkeit von den Primärstromimpulsen den Impulspausengeber (S), die logischen Verknüpfungsschaltungen (11) und den ^halter (10) ansteuert.

2. Kondensatorschweißmaschine nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Zündschaltungen (14) zum Steuern der Thyristoren und den Wechselrichterthyristoren eine Sicherungsvorrichtung geschaltet ist, die eine zur Steuerelektrode jedes Thyristors (3, 4) parallel angeschlossene gegensinnig geschaltete Diode (21, 22, 23, 24) und eine Reihenschaltung aus einem Widerstand (17,18, 19, 20) und einer zusätzlichen Wicklung desjenigen Impulstransformators (15, 16) enthält, in dem der Impuls zur Zündung eines entgegengesetzten Thyristorenpaares (3, 4) erzeugt wird, wobei die Wicklung des Impulstransformators (15, 16) mit ihrem positiven Wicklungsende an die Kathode des Thyristors (3,4) angeschlossen ist.

3. Kondensatorschweißmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Sicherungsvorrichtung in Form eines Generators (25) für Kontrollimpulse und einer damit in Reihe geschalteten Einrichtung (26) zur Fixierung der Kontrollimpulse vorgesehen ist, welche an die Kathoden zweier Dioden (27, 28) angeschlossen ist, deren Anoden am Ausgang des Wechselrichters liegen, daß der Generator (25) für die Kontrollimpulse an den positiven Pol der Kondensatorenbatterie (1) angeschlossen ist, und daß der Generator (25) für Kontrollimptilse und die Einrichtung (26) zur Fixierung der Kontrollimpulse einen Thyristor (30) und eine mit dessen Kathode in Reihe liegende Sekundärwicklung (29-11) eines Impulstransformator (29) aufweisen, wobei die Steuerelektrode des Thyristors (30) über einen Widerstand (31) parallel dieser Sekundärwicklung (29-11) liegt und in Reihe mit der Primärwicklung (29-1) des Impulstransformators ein weiterer Widerstand (32) geschaltet ist, an den der Eingang eines Schwellenwertgebers (33) angeschlossen ist, dessen Ausgang mit den Zündschaltangen (14) zur Steuerung der Thyristoren des Wechselrichters verbunden ist.