DE3139405A1 - Steuerungs- und regelungsschaltung fuer widerstandsschweissgeraet - Google Patents

Steuerungs- und regelungsschaltung fuer widerstandsschweissgeraet

Info

Publication number
DE3139405A1
DE3139405A1 DE19813139405 DE3139405A DE3139405A1 DE 3139405 A1 DE3139405 A1 DE 3139405A1 DE 19813139405 DE19813139405 DE 19813139405 DE 3139405 A DE3139405 A DE 3139405A DE 3139405 A1 DE3139405 A1 DE 3139405A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
signal
voltage
circuit
control
control loop
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19813139405
Other languages
English (en)
Other versions
DE3139405C2 (de
Inventor
Takatomo Urawa Izume
Chihiro Fuchu Tokyo Okado
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Publication of DE3139405A1 publication Critical patent/DE3139405A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3139405C2 publication Critical patent/DE3139405C2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K11/00Resistance welding; Severing by resistance heating
    • B23K11/24Electric supply or control circuits therefor
    • B23K11/25Monitoring devices
    • B23K11/252Monitoring devices using digital means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arc Welding Control (AREA)
  • Generation Of Surge Voltage And Current (AREA)
  • Control Of Voltage And Current In General (AREA)

Description

PATENTANWÄLTE F.W. HEMiyfemCft;, S.Ejkf NWLlER:;, D. GROSSE · F. POLLMEIER 73
- bh , 25.9.1981
Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha, 72 Horikawacho, Saiwai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa-ken (Japan)
Steuerungs-und Regelungsschaltung für Widerstandsschweißgerät
Diese Erfindung befaßt sich mit einer Steuerungsund Regelungsschaltung für ein Widerstandsschweißgerät.
Ein Widerstandsschweißgerät ist eine dem Stand der Technik entsprechende und bekannte Vorrichtung, bei welcher zwei oder mehr Metallstücke als Schweißgut zwischen die Elektroden gegeben werden und bei welcher von den Elektroden ein Druck auf die zu verschweißenden Teile oder Bleche übertragen wird. Um ein Schmelzen und Verschweißen der Metallteile zu erreichen - und dies durch die vom fließenden Strom erzeugte Stromwärme oder Ooulesche Wärme wird ein Strom mit einer Stromstärke von mehreren tausend Ampere bis zehntausend Ampere durch die Elektroden zum Fließen gebracht. Ein zum Widerstandsschweißgerät gehörendes Steuerungs- und Regelungssystem steuert und regelt den Effektivwert (quadratischen Mittelwert) der Stromstärke, desgleichen auch noch die für den Schweißvorgang erforderliche Zeit und die Zeit für das Übertragen des Druckes auf die miteinander zu verschweißenden Bleche.
Wie nun aus Fig. 1 hervorgeht, mit der ein Widerstandsschweißgerät bekannter Ausführung dargestellt ist, ist ein Wechselstromanschluß mit der allgemeinen Hinweiszahl 1 gekennzeichnet. Zu der für die Widerstandsschweißung bestimmten Schaltung 50 gehören zwei antiparallel geschaltete elektronische
PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH*· SERO MÜLLER·· D. GROSSE · F. POLLMEIER 73
25.9.1981
Schütze (elektronische Leistungsschalter), beispielsweise die Thyristoren 2a und 2b, ein Schweißtransformator 3 sowie die Sekundärwicklungen 5 und 5A des Schweißtransformators 3, die jeweils für eine Schweißlast bestimmt sind. Der für die Widerstandsschweißung bestimmten Schaltung 50 ist weiterhin auch noch ein Steuerungs - und Regelungssystem 60 mit einem Stromwandler 4, mit einem Analog/Digita!-Umsetzer 6, (der im weiteren Verlauf der Patentbeschreibung auch als A/D-Umsetzer bezeichnet wird), mit einem Mikroprozessor, der den Zündwinkel oder Einschaltwinkel der Thyristoren 2a und 2b zu steuern und zu regeln hat, schließlich auch noch mit einer Programmschaltung.
Vom Wechsel Stromanschluß 1 wird ein Wechselstrom mit einer Spannung von beispielsweise 400 V5 50 Hz oder 440 V, 60 Hz dem Schweißtransformator 3 über die Thyristoren 2a und 2b auf geschaltet. Hat der durch die Primärwicklung des Schweißstransformators 3 fließende Strom die Stromstärke von I Ampere und hat der Schweißtransformator 3 ein übersetzungsverhältnis von η : 1, dann fließt durch die Sekundärwicklungen 5 und 5A ein Strom, der eine Stromstärke von η χ I Amperes hat. Bei der Programmschaltung 8 handelt es sich um ein System, das die Effektivwerte für den Strom herbeizuführen hat, der jeweils durch die Sekundärwicklungen 5 und 5A fließt, das weiterhin auch noch die für den Schweißvorgang erforderliche Zeit festzulegen und zu bestimmen hat. Die in die Programmschaltung 8 eingegebenen Werte werden einem Mikroprozessor 7 auf geschaltet und dann in einem (nicht dargestellten) Hauptspeicher des Mikroprozessors 7 gespeichert. Vom Mikroprozessor
PATENTANWÄLTE F.VJ. HtMMERICH^- (S E FED "MO LkER- D. GROSSE · F POLLMEIER '*
- bh -
25.9.1981
wird anhand der im Hauptspeicher eingespeicherten Daten der Primärstrom I des Schweißtransformators errechnet, wird weiterhin auch noch der Zündwinkel oder Einschaltwinkel für die Thyristoren Za und 2b bestimmt.
Nachstehend soll nun die Funktion und Arbeitsweise des zum Widerstandsschweißgerät 50 gehörenden Steuerungs- und Regelungssystemes ganz ausführlich beschrieben werden. Mit Fig. 2 ist eine Änderung im sekundärseitigen Strom dargestellt. Während der Periode T-, fließt durch die Sekundärwicklungen 5 und 5A ein Strom,der eine Stromstärke von effektiv I, hat, während der für die Abkühlung bestimmten Periode T~ fließt kein Strom und während der Periode T, fließt ein Strom mit einer Stromstärke von effektiv I . Mit der Programmschaltung 8 eingestellt werden können:- die Ströme mit Stromstärken von jeweils effektiv I, und effektiv I2 sowie die jeweils zutreffende Dauer der Perioden T-,, T^ und T3. Der durch die Primärwicklung des Schweißtransformators 3 fließende Strom I wird von einem Stromwandler 4 erfaßt und gemessen, wird sodann von dem Analog/üigita!-Wandler (A/D-Wandler) 4 in einen Digitalwert umgesetzt - d.h. er wird digitalisiert - und schließlich auf dem Wege der Rückkopplung oder Rückführung dem Mikroprozessor 7 aufgeschaltet. Im Mikroprozessor 7 wird der derart rückgeführte Strom digital mit dem Bezugswert verglichen, der zuvor im Hauptspeicher eingespeichert worden ist, dann steuert und regelt der Mikroprozessor 7 den Zündwinkel oder Einschaltwinkel der Thyristoren 2a und 2b derart, daß der Rückführungs-
PATENTANWÄLTE F .VS. HtMM^FiICH:- 6EFt)°MijL&ER·· D. GROSSE · F. POLLMEIER 73
25.9.198 -■ V. -
J-
strom als Vergleichsresultat zu jeder Periode des Wechselstromanschlusses 1 gleich dem Bezugswert wird, Während der Abkühlungsperiode T2 oder dann, wenn sich die Thyristoren 2a und 2b im Abschaltzustand oder Sperrzustand befinden, wird den Thyristoren 2a und 2b vom Mikroprozessor' 7 aus kein Zündsignal oder .Einschaltsignal auf geschaltet. Dieses Steuerungs- und Regelungsverfahren sollte den Fachleuten bekannt sein, so daß auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet werden kann.
Weil es sich bei dem Rückführungsstrom oder Rückkopplungsstrom I um eine Stromstärke im Augenblickswert handelt und weil der Bezugswert ein Effektivwert ist, muß der Mikroprozessor 7 den Augenblickswert der Stromstärke des Rückkopρ1uηgsstromes I in einem Rechenvorgang in einen Effektivwert der Stromstärke umsetzen. Der MiKroprozessor 7 ruft den Rückkopplungsstrom oder Rückführungsstrom I mit einer vorgegebenen Abtastungsgeschwindigkeit ab, (die für gewöhnlich zwischen 100,us und 200,us liegt, und errechnet daraus den Effektivwert wie folgt:-
k - η
Λ C
■eff
Ik2/n
k = 0
In die Gleichung sind die nachstehend angeführten Werte eingesetzt:-
I -j; = Effektivwert des Rückkopplungsstromes oder Rückführungsstromes,
IK = Augenblickswert des Rückkopplungsstromes oder Rückführungsstromes Γ während
einer jeden Abtas.tungsperiode,
PATENTANWÄLTE F.W. H5MMEFHCH
D. GROSSE
· F. POQ.METER 73 ^
AO-
- bh 25.9.1981
η = Anzahl der Abrufvorgänge/Abtastungsvorgänge während einer jeden Halbperiode des angeschlossenen Wechselstromes 1.
Wie zuvor angedeutet, arbeitet' das Widerstandsschweißgerät 50 konventioneller Ausführung nach einem Funktionsprinzip, demzufolge der Strom I, der durch die Primärwicklung des Schweißtransformators 3 fließt zurückgeführt wird, um dadurch zu gewährleisten,daß der Strom I durch Steuerung und Regelung konstant gehalten wird. Das mit Fig. 1 dargestellte Widerstandsschweißgerät 50 hat zwei Sekundärwicklungen 5 und 5A. Wenn eine dieser Sekundärwicklungen abgeschaltet ist und nicht arbeitet, fließt ein Strom mit doppelter Stromstärke durch die jeweils andere Sekundärwick-* lung, beispielsweise arbeitet die Sekundärwicklung 5 nicht dann fließt ein Strom mit doppelter Stromstärke durch die andere Sekundärwicklung 5A.
Wenn ein Strom, der gegenüber der normalen Stromstärke die doppelte Stromstärke hat, durch den für die die Durch führung des SChwe ißvo>"gangec besti^mtpn Teil der Sekundärwicklung des Schweißtransformators fließt, können dadurch Probleme und Schwierigkeiten verursacht werden, beispielsweise das Einbrennen von Löchern und dergleichen mehr in die miteinander zu verschweißenden Teile. Das aber bedeutet, daß die Schweißnaht defekt ist und das Schweißgut, d.h. die miteinander zu verschweißenden Teile, aus dem Herstellungsprozeß entfernt werden müssen. Die miteinander zu verschweißenden und dem nicht arbeitenden Sekundärkreis zugeordneten Schweißgutteile werden natürlich nicht miteinander verschweißt, was aber später nachgeholt werden kann, so daß eine Nachbesserung möglich ist.
PATENTANWÄLTE F.Vvj. H^MMf FMCH«· QERp-MpTfeER;· D. GROSSE · F. POCLMETER ^" A3 ^63
25.9.1981
In der Kraftfahrzeugindustrie bedeutet dies beispielsweise, daß dann, wenn durch zu starkes Schweißen Ausschußteile hergestellt werden, diese Ausschußteile aus dem Fertigungsprozeß herausgenommen werden müssen, was wiederum den nachgeschalteten Montageprozeß stark in Mitleidenschaft zieht. Aus diesem Grunde muß auch dann, wenn eine der Sekundärwicklungen des Schweißtransformators abgeschaltet wird und ausfällt, gewährleistet sein, daß der normale Schweißvorgang dann von der anderen Sekundärwicklung des Schweißtransformators durchgeführt werden kann.
Die Erfindung stellt sich somit die Aufgabe5 im wesentlichen eine Steuerungs- und Regelungsschaltung für ein Widerstandsschweißgerät zu schaffen.
Die Erfindung löst die ihr gestellte Aufgabe dadurch, daß sie eine Steuerungs- und Regelungsschaltung für ein Widerstandsschweißgerät vorsieht, zu welchem ein Schweißtransformator gehört, dessen Primärwicklung mit einer elektronischen Leistungsschaltervorrichtung (einem elektronischen Schütz) und mit den Netzanschlüssen für die Versorgung mit Wechselstrom in Reihe geschaltet ist, und zu dem ebenfalls ein Sekundärkreis· gehört, der aus mindestens einer Sekundärwicklung besteht und für die Verbindung mit dem Schweißgut bestimmt ist. Zu dem Widerstandsschweißgerät gehören weiterhin auch noch eine Steuerungs-und Regelungsschaltung mit einem Signalwandler, der im Ansprechen auf einen Parameter der Primärwicklung ein Meßsignal zu erzeugen hat, und ein Prozessor, der das Meßsignal
PATENTANWÄLTE F.Wi HEMMCRiCH · GERD λ/1 Ö LIiER - D. GROSSE · F. POLLMEIER 73
- bh 25.9.198
mit einem als Sollwert vorgegebenen Bezugswert vergleicht und daraus ein Einschaltsignal oder Zündsignal für die Thyristoren erzeugt und weiterhin auch noch den Primärkreis (die Primärwicklung) mit deni Thyristoren-Zündsignal steuert und regelt. Die Steuerungs-und Regelungsschaltung ist dadurch gekennzeichnet, daß zu ihr gehören:-
ein Signalwandler (9), der dem Schweißtransformator zugeordnet und schaltungsmäßig derart angeordnet ist, daß er die an dem elektronischen Leistungsschaltersystem / (elektronischen Schütz) (2a, .2b) anstehende Spannung mißt und erfaßt und im Ansprechen auf die dort anstehende Spannung ein erstes Signal (SF) erzeugt, welches der anstehenden Spannung entspricht;
eine Verzögerungsschaltung (10), welche schaltungsmäßig derart ausgelegt ist, daß ihr die Primärspannung (V) aus dem Primärkreis/der Primärwicklung (1, 2a, 2b, 3) auf geschaltet wird, die dann von der Verzögi?runysscha 1 tuny (10) mit einem von einer ersten Zeitkonstante bestimmten Wert derart verzögert wird, daß daraus ein verzögertes Spannungssignal (eQ) entsteht;
eine Schaltvorrichtung (SW), die zur Herbeiführung eines Umschaltens der Verzögerungsschaltung (10) mit dem vorerwähnten ersten Signal (SF) angesteuert und betätigt wird;
ein Verstärkungsregelungskreis (11), welchem das verzögerte Spannungssignal (e ) auf geschaltet wird und welcher die Verstärkung des Spannungsverzögerungssi gnales (e ) derart steuert und regelt, daß dadurch ein verstärkungsgeregeltes Signal (ea) entsteht, daß dem Prozessor (7A) aufgeschaltet wird.
PATENTANWÄLTE F.VC h|mMSR1CH; QEHDMO0LUERi D. GROSSE · F. POLLMEIER 73
25.9.1981
./fs. ;/ ν
Kennzeichnend für die Steuerungs-und Regelungsschaltung ist weiterhin auch noch, daß das •Thyristoren-Zündsignal auch noch steuernd und regelnd auf die Primärspannung (V) einwirkt, und zwar derart, daß die Primär spannung (V) derart geführt wird, daß sie im wesentlichen gleich dem von dem als Sollwert (VS) gegebenen vorgegebenen Wert entspricht.
Die Erfindung wird nachstehend nun anhand des in Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles (der in Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele) näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in-
Fig. 1 Ein Schaltbild eines Widerstandsschweißgerätes bekannter Ausführung.
Fig. 2 Das Signal-Zeit-Diagramm des Stromes, der durch drie Sekundärwicklung der Schaltung nach Fig. 1 fließt.
Fig. 3 Ein Schaltbild für ein Widerstandsschweißgerät als bevorzugtes Ausführungsbeispiel de,r Erfindung.
Fig. 4 Ein Ersatzschaltbild des Widerstandsschweißgerätes, das mit Fig. 1 oder mit Fig. 3 dargestelIt ist.
Fig. 5 Ein Kennliniendiagramm betreffend die Zuordnung zwischen der Spannung, die am Schweißtransformator ansteht, und den Primärstrom nach Fig. 1 oder nachFig.3.
Wie aus der Zeichnung hervorgeht, in der gleiche oder ähnliche Teile auch mit den gleichen allgemeinen Hinweiszahlen gekennzeichnet sind, und wie insbesondere aus Fig. 3 zu erkennen ist, steht die allgemeine Hinweiszahl 1 für einen Wechselstromanschluß, während mit der allgemeinen Hinweiszahl 5OA
PATENTANWÄLTE Γ-.Vf, HfiMMeRlCH GERD MÖLLER : D. GROSSE · F. POLLMEIER 73
25.9.1981
ein Widerstandsschweißgerät gekennzeichnet ist. Zum Widerstandsschweißgerät 50Agehören die antiparallel geschalteten elektronischen Leistungsschalter oder elektronischen Schütze, beispielsweise die Thyristoren 2a und 2b, der Schweißtransformator 3 sowie die Sekundärkreise (Sekundärwicklungen 5 und 5A) des Schweißtransformators 3. Dem Widerstandsschweißgerät 5OA weiterhin zugeordnet sind ein Steuerungsund Regelungssystem 6OA mit einem Analog/Digitalwandler (A/D-Wandler) 6, ein Mikroprozessor 7A, ein Spannungsmeßfühler 9, eine Verzögerungsschaltung 10, ein Schalter SW und ein Verstärkungsregelungskrei s 11.
Die Verzögerungsschaltung 10 - und zu dieser Verzögerungsschaltung 10 gehören eine Pr.imärverzögerungsschaltung 1OA und eine Phasenregelungsschaltung 1OB - ist der Primärwicklung des Schweißtransformators 3 derart paralell geschaltet, daß sie die Primärspannung V5 die am Schweißtransformator 3 ansteht, messen und erfassen kann.Der Spannungsmeßfühler 9 mißt und erfaßt die an den beiden Anschlüssen der Thyristoren 2a und 2b anstehende Spannung und erzeugt daraus ein Meßsignal, daß zur Steuerung des Schalters SW verwendet wird, das weiterhin auch noch als ein erstes Signal SF dem Mikroprozessor 7A zugeführt und auf geschaltet wird. Dieses erste Signal SF ist wie folgt definiert:- Befinden sich die Thyristoren 2a und 2b im Abschaltzustand oder Sperrzustand, dann hat das erste Signal SF den Logikszustand "1", es nimmt den Logikzustand "0" dann an, wenn sich die Thyristoren 2a und 2b im Einschaltzustand oder Durchlaßzustand befinden.So kann der Spannungs-
fl φ ·(!*■»
PATENTANWÄLTE F.W? HiMMEfoFCH - G'£h& MÖLLER " D. GROSSE · F. POLLMEIER 73
25.9.1981 - ]A -
meßfühler 9 beispielsweise als eine fotoelektrische Schmitt-Trigerschaltung ausgeführt sein, die ein erstes Signal SF (mit dem Signalpegel "1" oder mit dem Signalpegel "0") dann erzeugt, wenn die an den beiden Anschlüssen der Thyristoren 2a und 2b anstehende und gemessene Spannung zwischen zweimal und viermal größer oder kleiner ist als der Spannungsabfall in Durchlaßrichtung der Thyristoren Za und 2b.
Der Primärverzögerungskreis 1OA, der aus einer aus einem Kondensator C und aus einem Widerstand R bestehenden Reihenschaltung sich zusammensetzt, ist dem Schweißtransformator 3 parallel geschaltet. Der Phasenregelungskreis 1OB, der schaltungsmäßig paral-
IeI zum Widerstand angeordnet ist, besteht aus einer Reihenschaltung aus einem Widerstand R, und einem Schalter SW·,. Der Schalter SW1, der durch Ansteuerung mit einem ersten Steuerungssignal S, des Mikroprozessors geöffnet oder geschlossen wird, soll nachstehend nun in aller Ausführlichkeit beschrieben werden:-
Was den Phasenwinkel β der Verzögerungsschaltung angeht, so gelten die nachstehend angeführten Bedingungen:-
Phasenwinkel bei geöffnetem Schalter SW-, φ = tan"1 CR CO
Phasenwinkel bei geschlossenem Schalter SW-j
φ = tan"1 fC o R . R1 j
I +"" R"
PATENTANWÄLTE F.WiHj^EflfcH^ GcRQ MGLLtR^D. GROSSE · F. POLLMEIER 73
- bh 25.9.1981
In diesen Gleichungen steht cj für die Kreisfrequenz oder Winkelfrequenz des Wechselstromes des Wechselstromanschlusses 1.
Der "Schalter SW ist zum Kondensator C parallel geschaltet. Bei dem Schalter SW handelt es sich um eine aus Halbleiterelementen, beispielsweise aus Feldeffekttransistoren, bestehende Konstruktion. Der Schalter SW ist dann geöffnet, wenn sich einer Thyristoren und ?h im Einschaltzustand oder Durch laßzustand befinden, und zwar auf der Basis des ersten Signales SF des SpannungsmeßfUhlers 9. Der Schalter SW ist dann geschlossen, wenn sich die Thyristoren 2a und 2b auf der Basis des ersten Signales SF des Spannungsmeßfühlers 9 im Abschaltzustand oder Sperrzustand befinden.
Zum Verstärkungsregelungskreis 11 gehört eine Reihenschaltung aus einem Widerstand R2 und aus einem Operationsverstärker/Schaltverstärker OP. Zu diesem Verstärkungsregelungskreis 11'gehören weiterhin aber auch noch eine Reihenschaltung bestehend aus einem Widerstand R3 und aus einem Schalter SW2 sowie ein Widerstand R-, wobei beide Kreise zum Operationsverstärker oder Schaltverstärker OP parallel geschaltet sind.
Mit seinem Ausgang ist die Verzögerungsschaltung 10 - und ddbei handelt es sich um den Verknüpfungspunkt zwischen dem Widerstand R und dem Kondensator C - auf den Eingangsanschl'uß des Verstärkungsregelungskreises 11 geführt, und das ist das offene Ende des Widerstandes R2- Der Ausgangsanschluß des Ver-
PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERI^H J ρΕ@Ι? MÜJ.LER ; D. 33ROSSE · F. POLLMEIER 7 3
25.9.19f
stärkungsregelungskreises 11 - und das ist der Ausgangsanschluß des Operationsverstärkers oder Schaltverstärkers OP - ist auf den Analog/üigital-Wandler (A/D-Wandler) 6 geführt.
In einer Weise, die nachstehend noch ausführlich beschrieben wird, wird der Schalter SW2 von einem zweiten Steuerungssignal des Mikroprozessors 7A geöffnet oder geschlossen. Für die übertr agurigsverstärkung (Leistungsverstärkung) des Verstärkungsregelungskreises 11 gelten die nachstehend angeführten Bedingungen:-
Übertragungsverstärkung des Verstärkungsregelungskreises bei geöffnetem Schalter SW2 ist R4ZR2.
übertragungsverstärkung bei geschlossenem Schalter SW2 R3 . R4
R3 ( R3 + R4)
Was das zuvor angeführte Widerstandsschweißgerät 50 betrifft, so wird die Spannung, welche an der Primärwicklung des Schweißtransformators 3 ansteht, in der Verzögerungsschaltung 10 verzögert, deren Ausgangssignal e dem Verstärkungsregelungskreis 11 auf geschaltet wird, der dann seinerseits wiederum nach der Regelung der Übertragungsverstärkung des Spannungssignales eQ ein verstärkungsgeregeltes Signal e erzeugt. Das verstärkungsgeregelte Signal e wird dem Analog/Digital-Wandelter (A/D-Wandler) 6 aufgeschaltet und in diesem Wandler in ein Digital-signal SD umgesetzt, welches schließlich auf dem Wege der Rückkopplung oder Rückführung dem Mikroprozessor 7A zugeführt wird .
PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERIChJ- -QF1HD MILLER- D.^RÜSßf.· F. POLLMEIER 73
- bh 25.9.1981
Wie in Fig. 4 wiedergegeben, läßt sich der Hauptteil des Widerstandsschweißgerätes 50 oder 5OA so darstellen als bestehe sie aus einer Reihenschaltung aus dem Wechselstromanschluß 1, den Thyristoren 2a und 2b sowie aus einem ohmschen Widerstand Re und aus einem induktiven Widerstand L. Bei dem ohmschen Widerstand Re und bei dem Blindwiderstand (induktiven Widerstand) L handelt es sich um Ersatzgroßen des Schweißtransformators 3 zu dem auch die mit der Sekundärwicklung dieses Schweißtransformators 3. verbundenen sekundären Stromkreise 5 und 5.A gehören. Wird im Zusammenhang mit Fig. 4 angenommen.daß die Spannung des Wechselstromanschlusses (des zugeführten Wechselstromes) 1 gleich E sin CJ t ist, daß der Leistungsfaktorwinkel φ der Ersatzschaltung gleich tan" (p L/Re ist und daß für den Zündwinkel der Thyristören"2a und 2b die Größe 0 eingesetzt wird, dann kann der Strom I, der durch die Ersatzschaltung fließt, (der auch durch die Primärwicklung des Schweißtransformators 3 fließt), mit der nachstehend gegebenen Gleichung berechnet werden :-
- e oe)
(Re 2 +CJ2I2)
sin (9 - 0e)J (1)
dabei ist TQe = Tan φ&
PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERI?H C
C C5.
^ · F. POLLMEIER 73 630
- bh 25.9.1981
Bei dem mit Fig. 3 dargestellten Widerstandsschweißgerät 50A wird vom dem Einschalten oder Zünden der Thyristoren 2a und 2b der Kondensator C von dem Schalter kurzgeschlossen oder überbrückt, während zum Zeitpunkt des Einschaltens oder Ziindens der Thyristoren 2a und 2b der SchalterSW geöffnet ist. Wird nun für die Spannung des Wechselstromanschlusses (des zugeführten Wechselstromes) die Größe E sin CO t eingesetzt, wird die Größe des Zündwinkels der Thyristoren 2a und 2b mit θ angenommen und wird für den Phasensteuerungswinkel der Verzögerungsschaltung 10 die Größe φ eingesetzt, dann kann die Spannung e , die am Kondensator C ansteht, anhand der nachstehend angeführten Gleichung berechnet werden:-
V*.
^c2
( L) t■+ θ - φ) - e^t/To) . sin (0 - </>)] ....
(2)
dabei ist T = tan
Aus den vorerwähnten Gleichungen (1) und (2) geht ganz klar hervor, daß dann wenn φ - φ ist, auch, oilt, ddfi L/R, gleich der /o i Ikons tan Ie der VurzÖgurungsschaltung 10 ist und die Spannung eQ proportional dem Strom I. Bei dem mit Fig.l dargestellten Widerstandsschweißgerät wird der Strom I von dem . Stromwandler 4 erfaßt und gemessen und dann über den Analog/Digita!-Wandler (A/D-Wandler) 6 auf den Mikroprozessor 7A zurückgeführt, wohingegen bei dem
- 1
PATENTANWALTt KW. HEMMERfCH*--GE.iiÖ MCLL-ER- b.-GROSSE ■ F. POLLMEIER 73
- bh -
25.9.1981 - 1/ff -
mit Fig. 3 wiedergegebenen Widerstandsschweißgerät die Spannung e liber den Verstärkungsregelungskreis 11 und über den Analog/Digital-Wandler (A/D-Wandler) 6 auf den Mikroprozessor 7A zurückgeführt wird. Das aber bedeutet, daß das Widerstandsschweißgerät 5OA die gleiche* Steuerungsleistung erbringen kann wie das Widerstandsschweißgerät 50, und zwar dadurch, daß es die Zeitkonstante - (diese Zeitkonstante wird im weiteren Verlaufe der Beschreibung als erste Zeitkonstante bezeichnet) - der Verzögerungsschaltung 10 gleich der Zeitkonstante L/R - (diese Zeitkonstante wird im weiteren Verlaufe der Beschreibung "als zweite Zeitkonstante bezeichnet) der mit Fig. 4 dargestellten Ersatzschaltung macht.
Nachstehend soll nun die Programmschaltung 8A in aller Ausführlichkeit erläutert werden. Mit dieser Programmschaltung können die Spannungswerte auf Werte gebracht werden, die der Spannung e entsprechen, sie unterscheidet sich deshalb von der Programmschaltung aus Fig. 1, die auf die Ströme einwirkt. Weiterhin kann die Programmschaltung 8A auch die Schweißzeit einstellen und festlegen. Von der Programmschaltung 8A werden die Eingabewerte VS auf den Mikroprozessor 7A bertragen und dort in einem (nicht dargestellten) Hauptspeicher gespeichert. Der Mikroprozessor 7A berechnete eine der Spannung e entsprechende Bezugsspannung Vf und verwendet dabei die im Hauptspeicher gespeicherten Daten. Im Mikroprozessor 7A wird das auf dem Wege der Rückkopplung oder Rückführung
PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH · GLRD MÜLLER · D. GROSSE · F. POLLMEIER 73
- bh 25.9.1981
dem Mikroprozessor 7A auf geschaltete digitale Signal SD, und zwar von der Verstärkungsregelungsschaltung 11 her über den Analog/Digital-Wandler (A/D-Wandler) 6 her auf geschaltete digitale Signal SD, mit der zuvor in digitaler Weise in den Hauptspeicher eingespeicherten Bezugsspannung Vf verglichen, wobei ein für das Ansteuern der beiden Thyristoren und für das Steuern und Regeln des Zündwinkels dieser beiden Thyristoren 2a und 2b bestimmtes Zündsignal oder Einschaltsignal erzeugt wird. Dieses Signal ist mit SG gekennzeichnet und veranlaßt, daß aufgrund des Vergleichsvorganges während jeder Periode des über den Wechsel Stromanschluß 1 zugeführten Wechselstromes die Rückführungsspannung gleich der Bezugsspannung Vf gemacht wird.Die in die Programmschaltung 8A eingegebenen Spannungswerte VS können aufgrund von Erfahrungswerten , die den Fachleuten bekannt sein dürften, festgelegt und bestimmt werden, so daß eine ausführliche Beschreibung dafür weggelassen werden kann.
Wie bereits angeführt, wird bei dem Widerstandsschweißgerät 5ÖA, bei dem die Spannung eQ derart gesteuert, geführt und geregelt wird, daß sie konstant ist, wird die Wellenform der Spannung e von Unterbrechungen in den sekundären Schaltungskreisen 5 und 5A des Schweißtransformators 3 nicht beeinträchtigt. Das ist auch der Grund dafür, daß bei Abschaltung oder Ausfall einer der Sekundärschaltungen 5 und 5A kein zu starker Strom durch den anderen sekundären Schaltungskreis fließt.
PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH ·. GEF!D'MÜLLER I D. GROSSS · F. POLLMEIER 73
- bh -
25.9.1981
Nun muß beim Widerstandsschweißgerät 5ÖA - und auch das ist schon erwähnt worden - die erste Zeitkonstante der Verzögerungsschaltung 10 derart gesteuert und geführt werden, daß sie gleich der zweiten Zeitkonstante aus der Ersatzschaltung nach Fig. 4 wird, und das ist die Größe L/R . Der Leistungsfaktor des Verbrauchers - (dieser entspricht der zweiten Zeitkonstante L/R3) - wird dann beeinflußt, wenn der SChweißtransformator 3 ausgewechselt wird oder wenn die Kabellänge zwischen dem Schweißtransformator 3 und dem Schweißteil der sekundären Schal tungskr.ei se 5 und 5A geändert wird. Der Leistungsfaktor der Verbraucherschaltung kann wie folgt bestimmt und festgelegt werden:- Wie aus Fig. 2 hervorgeht wird während einer ersten Periode Tl eines jeden Schweißvorganges bestimmt und festgestellt, ob die Thyristoren 2a und 2b derart angesteuert sind, daß sie unter einen bestimmten Zündwinkel oder Einschaltwinkel in den Durchlaßzustand übergehen, beispielsweise mit einem Winkel von 90 oder mit einem Winkel von 120°. Wenn der Schweißstrom I, der während der ersten Periode Tf durch die Thyristoren 2a und 2b fließt, abgeschaltet wird, erfaßt der Spannungsmeßfühler das Umschalten der Thyristoren 2a und 2b aus dem Durchlaßzustand in den Sperrzustand. Das Ausgangssignal des Spannungsmeßfühlers 9 wird dem Mikroprozessor 7A zur Abschaltung zugeführt, und dieses Signal ist das erste Signal SF. Nun ruft der Mikroprozessor 7A aus der zuvor im Hauptspeicher eingespeicherten Datengruppe - und diese auf Grundlage der Unterbrechung - einen Leistungsfaktor ab.
PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH- -GERD MfH9LiR- D.'GRÖSSE · F POLLMEIER 73
-.- bh 25.9.198'
Den Leistungsfaktorwinkel (Phasenwinkel) 0 erhält man wie folgt. Wird der Strom I gleich Null gesetzt, dann läßt sich die Gleichung (1) wie folgt umformen:^
sin (Ct + θ - 0 ) = e~(t/Toe) . sin (Θ - d) ..... (3) dabei ist, wie zuvor angegeben, 9 = 90 oder 120°.
Durch das Auflösen der Gleichung (3) erhält man den Leistungsfaktorwinkel oder Phasenwinkel φ als Funktion der Zeit t. Die Leistungsfaktorwinkel (Phasenwinkel) φ werden für verschiedene Zeiten t berechnet. Die Auflistung der Zeiten t und der berechneten Leistungsfaktorwinkel (Phasenwinkel) p" wird zuvor eingegeben und gepeichert. Das Unterbrechungssignal oder Abschaltsignal SF wird zum Zeitpunkt ti dann erzeugt, wenn der Strom I gleich Null wird. Aus diesem Grunde kann der Mikroprozessor 7A auch den Leistungsfaktorwinkel (Phasenwinkel ) φ des Verbrauchers auch aus der Datengruppe der Parameter der Zeit ti abrufen.
Ist der Leistungsfaktorwinkel (Phasenwinkel) φ des Verbrauchers bestimmt worden, dann muß die der Verzögerungsschaltung 10 zugeordnete Zeitkonstante mit der zweiten Zeitkonstante L/R des Verbrauchers, die anhand des Leistungsfaktorwinkels φ berechnet worden ist, verglichen werden . . Besteht zwischen der ersten Zeitkonstante der Verzögerungsschaltung 10 und der zweiten Zeitkonstante L/R keine Übereinstimmung, muß auf den Phasenregelkreis 1OB und auf die Versärkungsregelkreis 11 derart steuernd und regelnd eingewirkt werden, daß die beiden Zeitkonstanten gleich werden.
PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH ·: GERD-MDtLER ID. GRQSSS · F. POLLMEIER 73
- bh -
25.9.1981 -
Solange der gleiche Schweißtransformator verwendet wird, verändert sich der Leistungsfaktorwinkel (Phasenwinkel) des Widerstandsschweißgerätes nicht sehr stark. Es genügt deshalb, wenn für die Verzögerungsschaltung 10 zwei Zeitkonstanten vorgesehen werden. Deswegen ist bei dem mit Fig. 3 dargestellten Widerstandsschweißgerät 5OA auch ein Phasenregelungskreis vorhanden, der die zuvor beschriebene Konstruktion aufzuweisen hat. Der Mikroprozessor 7A erhält die zweite Zeitkonstante L/R in der bereits angeführten Weise auf geschaltet und erzeugt ein erstes Steuerungssignal S-,, mit welchem die erste Zeitkon stan te der Verzögerungsschaltung 10 bis fast an die zweite Zeitkonstante L/R , die dem Schalter SW-, zugeführt wird, herangebracht wird. Der Schalter SW-, wird durch die Einwirkung des ersten Steuerungssignales S-, geöffnet oder geschlossen. Darüber hinaus erzeugt der Mikroprozessor 7A auch noch ein zweites Steuerungssignal für das Steuern und Regeln der Übertragungsverstärkung der Verstärkungsregelungsschaltung 11 zwecks Einstellung der Amplitude der Spannung e , die von der zur Verzögerungsschaltung 10 gehörenden Phasenregelung in der zuvor beschriebenen Weise verändert wird.
Nachstehend sollen nun Funktion und Arbeitsweise des Widerstandsschweißgerätes 5OA in aller Ausführlichkeit beschrieben und erläutert werden. Nach Fig. 4 können die Effektivwerte der Spannung V und des Stromes I des Verbrauchers durch Änderung des Einschaltwinkels oder Zündwinkels 9 der Thyristoren 2a und 2b geändert werden. Das Kennlinien-
PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERKH:· .GEttD MGLUER:· 0..'GRT)SSE · F. POLLMEIER 73
- bh -
25.9.1981
diagramm aus Fig. 5 zeigt die zwischen der effektiven Spannung V und dem effektiven Strom I gegebene Zuordnung, wobei der Leistungsfaktorwinkel (Phasenwinkel) 0e - (0e = tan" üj L/Re) - als Parameter verwendet wird. Ist der Leistungsfaktorwinkel 0e gleich Null, dann ist auch der Blindwiderstand (der induktive Widerstand) L gleich Null. Nach Fig. steht der 100 %-Wert für die effektive Spannung V und für den effektiven Strom I jeweils für die Spannung oder für den Strom, der dann fließt, wenn der Zündwinkel θ der Thyristoren 2a und 2b bei kurzgeschlossnen oder überbrückten Thyristoren 2a und 2b gleich dem Leistungsfaktorwinkel (Phasenwinkel) φ des Verbrauchers ist. Bei einem Widerstandsschweißgerät allgemeiner Art liegt der Phasenwinkel φ ungefähr zwischen 40° und 80°. Fig. 5 zeigt, daß es sich bei der Zuordnung zwischen dem Effektivwert der Spannung V und dem Effektivwert des Stromes I nicht um eine Zuordnung handelt, die linear ist. So liegt beispielsweise, wie dies mit der Kennlinie des vorgegebenen Leistungsfaktorwinkels (Phasenwinkels) φ bestimmt ist, die effektive Spannung V für einen effektiven Strom I von 50 % bei 60 %. Bei einem Widerstandsschweißgerät muß möglicherweise der zwischen den Elektroden fließende Strom auch dann gesteuert und geregelt werden, wenn mit dem Verfahren der Konstantspannungsregelung gearbeitet wird, weil die im SChweißabschnitt erzeugte Wärme dem Prinzip der Jouleschen Erwärmung oder dem Jouleschen Effekt ( = i Ύ folgt, wobei mit i der durch den Schweißabschnitt fließende Strom gekennzeichnet ist und mit ^ der spezifische Widerstand des SChweißabschnittes). Auch dann, wenn
PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERIfH'- GEHD MlJLbER1- B.:GR£)SS£ ■ F. POLLMEIER 73
25.9.1981
beim Widerstandsschweißgerät die Technik der Konstantspannungsregelung Anwendung findet, wobei in die Programmschaltung eine Bezugsspannung als Sollwert eingegeben wird, ist es leicht zu bewerkstelligen, daß sich der Strom I proportional mit der Änderung der als Sollwert eingegebenen Spannung verändert, was wiederum bedeutet, daß dann, wenn im Hinblick auf die eingegebene Spannung eine Änderung von 50 Prozent auf 100 Prozent erfolgt, auch der Strom I dieser Änderung von 50 Prozent auf 100 Prozent folgt.
Das mit Fig. 3 dargestellte Widerstandsschweißgerät arbeitet und funktioniert in der gleichen Weise, und zwar dadurch, daß das Spannungssignal e dem Mikroprozessor 7A - einem System, in welchem die Prozentsätze der Bezugsspannungswerte festgelegt werden und in welchem entsprechend den unter Verwendung der Kennlinie nach Fig. 5 erhaltenen Bezugsspannungswerten die Prozentsätze der Spannungswerte errechnet werden - aufgeschaltet, wobei die derart erhaltenen Spannungswerte im Hauptspeicher des Mikroprozessors 7A für die Bezugsspannun9 Vef 9esPeichert werden. So hat insbesondere die Spannung e eine Wellenform, die dem Primärstrom I analog ist, und zar auch dann, wenn die Technik der Konstantspannungsregelung Anwendung findet. Es ist deshalb nicht erforderlich, die Bezugsspannung V f in der zuvor beschriebenen Weise unter Verwendung der mit Fig. 5 wiedergegebenen Zuordnungsverhältnisse zu ermitteln.
PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH CGEFCD'MütLER ·: ΰ. CRQSSG · F. POLLMEIER 73
25.9.198 - M. -
■ SJ-
Wie bereits erwähnt, kann mit dieser Erfindung ein völlig neuartiges Widerstandsschweißgerät und ein völlig neuartiges Steuerungs-und Regelungssystem dafür geschaffen werden, das in der Lage ist, bei Ausfall von einem Sekundärkreis oder von mehreren Sekundärkreisen mit den verbliebenen anderen Sekundärkreisen den Schweißvorgang normal durchführen kann, ohne daß dabei ein zu starker Strom durch die verbliebenen anderen Sekundärkreise fließt.
Weil der Augenblickswert der äquivalenten Spannung e , die auf dem Wege der Rückkopplung oder der Rückführung dem Mikroprozessor 7A auf geschaltet wird, dem (der Wellenform des) Primärstromes Γ proportional ist,ist die Verarbeitung im Mikroprozessor 7A deswegen sehr einfach, weil Änderungen im Primärstrom dadurch berechnet werden, daß die zurückgeführte Äquivalenzspannung mit einer Proportionalitätskonstante multipliziert wird.
Die Erfindung sieht eine Konstantspannungsregelung vor. Deswegen ist es auch sehr einfach den Eingabewert zu ändern, weil dieser Eingabewert/ Sollwert proportional zum effektiven Verbraucherstrom bestimmt und festgelegt werden kann.
Die Erfindung beschränkt sich nicht nur auf das beschriebene und erläuterte Ausführungsbeispiel. Nach Fig. 3 ist die Verzögerungsschaltung 10 dem Schweißtransformator 3 derart parallel geschaltet, daß sie die Spannung V messen und erfassen kann* die am SChweißtransformator 3 ansteht. Statt dessen kann die Verzögerungsschaltung aber auch dem
PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH j QE*F?(7MÜLLER I D. EROSSE · F. POLLMEIER'
25.9.]981
Wechsel Stromanschluß 1 parallel geschaltet werden. Für diesen Fall gilt, daß der Kondensator C, weil dessen Umschaltung über den Schalter SW erfolgt, immer dann kurzgeschlossen oder überbrückt ist, wenn sich die Thyristoren 2a und 2b im Abschaltzustand oder Sperrzustand befinden. Das hat wiederum zur Folge, daß der Verbraucherstrom an der Aufschaltung auf den Analog/Digital-Wandler (A/D-Wandler) 6 gehindert wird.
Was Fig. 3 angeht, so kann die Verzögerungsschaltung 10 als eine Reihenschaltung bestehend aus einem Kondensator und aus einem einstellbaren Widerstand/Regelwiderstand ausgeführt sein, dessen Widerstandswert von einem ersten Steuerungssignal Sl des Mikroprozessors 7A derart entweder kontinuierlich/stetig oder diskret/in Abstufungen gesteuert und geregelt werden kann, daß dadurch die der Verzögerungsschaltung 10 zugehörige Zeitkonstante gleich der zweiten Zeitkonstante des Verbrauchers gemacht werden kann. In diesem Falle läßt sich die Einstellung der zur Verzögerungsschaltung 10 gehörenden Zeitkonstante noch präziser und genauer bewerkstelligen.
Bei einer vereinfachten Ausführung oder einfacheren Ausführung eines Widerstandsschweißgerätes kann der Phasenregelungskreis TOB weggelassen werden, wobei dann die der Verzögerungsschaltung 10 zugeordnete Zeitkonstante eine wirkliche Konstante ist, nämlich die Konstante CR.
Zu dem mit Fig. 3 dargestellten Verstärkungsrege-
PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH J GEßD MÖLLER ί· D.üGRDSSE · F. POLLMEIER 73
25.9.198
lungskreis 11 gehören der Widerstand R3, der Widerstand R. und der Schalter SW«, doch an deren Stelle kann ein Regelwiderstand oder einstellbarer Widerstand vorgesehen werden. Der Widerstandswert dieses einstellbaren Widerstandes/Regelwiderstandes kann zwecks Steuerung und Regelung der Amplitude der Spannung e von einem zweiten Steuerungssignal S2 des Mikroprozessors entweder kontinuierlich/stetig oder diskret/in Abstufungen gesteuert und geregelt werden. Das hat wiederum zur Folge, daß in diesem Falle die Spannung e noch präziser und genauer geführt werden kann Bei einer einfacheren Ausführung eines Widerstandsschweißgerätes können der Widerstand R3 und der Schalter SW^ weggelassen werden, wobei dann die Übertragungsverstärkung des Verstärkungsregelkreises 11 gleich R4/R2 ist.
Mit dieser Erfindung kann weiterhin auch noch ein Widerstandsschweißgerät geschaffen werden, das nur einen Sekundärschaltungskreis hat, das mit der Technik der Konstantstromregelung arbeitet und das dann, wenn zwei oder mehr Sekundärkreise Anwendung finden mit der Konstantspannungsre ge lung arbeitet,und zwar entsprechend dieser Erfindung.
Darüber hinaus kann die Verzögerungsschaltung so ausgeführt sein, daß sie aus einem Widerstand und aus einem Blindwiderstand (Reaktanz) oder aus einem Operationsverstärker besteht, wie dies den Fachleuten klar sein dürfte.
PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH -. GE^D'MöLLER I D. CROSSE · F. POLLMEIER 73
25.9.1981
30-
Klar sein dürfte, daß an den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen zahlreiche Modifikationen oder Veränderungen vorgenommen werden können. Die Erfindung kann also innerhalb des von den Patentansprüchen vorgegebenen Rahmens auch für andere Zwecke eingesetzt werden, als dies in der Patentbeschreibung beschrieben worden ist.
3Λ:
Leerseite

Claims (1)

  1. ο 9 fl a ο t «α *
    PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERIcWcERt) ΜΌ&\*£{3.·*0. ÖaUSSlß« F. POLLMEIER
    15. September 1981 gr.ni 73 630
    Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha, 72 Horikawacho, Saiwai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa-ken (Japan)
    Patentansprüche
    1.) Regelkreis für ein Widerstandsschweißgerät bestehend aus einem Schweißtransformator, der primärseitig mit einem elektronischen Leistungsschalter und mit den für die Zuführung des Wechselstroms bestimmten Anschlußklemmen in Reihe geschaltet ist, und der sekundärseitig zumindest eine Transformatorwicklung aufweist, deren Anschlüsse mit dem Schweißgut in Verbindung gebracht werden können, wobei zur Regelschaltung 'weiterhin ein Signalwandler, der in Abhängigkeit von einem Parameter der Primärschaltung Detektorsignale erzeugt und ein.Prozessor gehört, der das Detektorsignal mit einem vorgegebenen Referenzsignal vergleicht und ein Regelsignal ausgibt, welches zur Regelung des Primärkreises dient, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalwandler einen Spannungsmeßfühler (9) aufweist, der die an dem elektronischen Leistungsschalter (2a, 2b) anstehende Spannung erfassen kann und ein dieser Spannung entsprechendes erstes Signal (SF) erzeugt, daß eine Verzögerungsschaltung (10) vorgesehen ist, der eine Primärspannung (V) der Primärschaltung (1 , 2a, 2b, 3) aufgeschaltet wird und die die Primärspannung (V) um einen Wert verzögert, der durch eine bestimmte Zeitkonstante gegeben ist, wobei ein verzögertes Spannungssignal (e ) erzeugt wird,
    daß eine Schaltvorrichtung (SW), die vom ersten Signal (SF) gesteuert wird die Verzögerungsschaltung (10) zurücksetzt, daß auf einen Verstärkungsregelkreis (11) das verzögerte Spannungssignal (e ) übertragen wird, wobei die Spannungs-
    - 27 -
    PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH; G^RD Mö.UEfl ;-D. QRCßSE;·. F. POLLMEIER - 27 -
    ■2-
    verstärkung bei der Übertragung geregelt wird und dadurch dem Prozessor (7A) ein in der Verstärkung geregeltes Signal (e ) zugeführt werden kann, und daß mittels des Regelsignales die Primärspannung (V) so eingeregelt wird, daß diese im wesentlichen gleich einem gegebenen Bezugswert ist, der seinerseits wiederum durch das vorgegebene Referenzsignal (VS) gegeben ist.
    2. Regelkreis nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß dem Prozessor (7A) das erste Signal (SF) aufgeschaltet wird, wobei der Prozessor (7A) während der Aufschaltphase eine zweite Zeitkonstante einer Schaltung bestehend aus dem Schweißtransformator (3) und der Sekundärschaltung (5, 5a) erfaßt, und mittels der beiden Werte ein erstes Steuersignal (S1) erzeugt mit dem die erste und die zweite Zoihkonstante auf gleiche Werte gebracht wird, daß ein zweites Steuersignal (S2) für die Steuerung der Übertragungsverstärkung des Verstärkungsregelkreises (11) erzeugt wird,
    daß die Verzögerungsschaltung (10) eine Schaltvorrichtung (10B) aufweist, die vom ersten Steuersignal (S1) beeinflußt wird und dazu dient, die erste Zeitkonstante entsprechend dem ersten Steuersignal (S1) zu ändern, und daß zum Verstärkungsregelkreis (11) eine Schaltvorrichtung (SW2) gehört, die von dem zweiten Steuersignal (S2) beeinflußt wird und dazu dient, die Übertragungsverstärkung in bezug auf das zweite Steuersignal (S2) zu ändern.
    3. Regelkreis nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsschaltung (10) zur Primärwicklung des
    ist Schweißtransformators (3) parallelgeschaltet, wodurch die Primärspannung (V) von der Verzögerungsschaltung (10) erfaßt werden kann.
    I j ·;. ■; ι j.:-·;·; 31394ο5
    PATENTANWÄLTE F.W. HEMMER lcV°GEftD MOtLEV-O. GROSSe* F. POLLMEIER _ yg _
    4·. Regelkreis nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsschaltung (10) zu der aus dem elektronischen Leistungsschalter (2a, 2b) und aus der Primärwicklung des Schweißtransformators (3) bestehenden Reihenschaltung parallelgeschaltet ist, wodurch die Primärspannung (V) von der Verzögerungsschaltung (10) erfaßt werden kann.
    5. Regelkreis nach mindestens einem der Ansprüche T bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Verstärkung geregelte Signal (e ) einem bekannten Analog-Digitalwandler (6) aufgeschaltet wird, der dieses Signal in ein Digitalsignal umsetzt, welches dem Prozessor (7A) aufgeschaltet wird,
    6. Regelkreis nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Leistungsschalter einen Thyristor aufweist.
    7. Regelkreis nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Leistungsschalter aus zwei an und für sich bekannten antiparallel geschalteten Thyristoren (2a, 2b) besteht.
    8. Regelkreis nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Spannungsmeßfühler (9) erzeugte erste Signal (SF) den Logikpegel· "·1" annimmt, wenn die vom Spannungsmeßfühler (9) erfaßte Spannung größer ist als eine vorgegebene Bezugsspannung, wohingegen das erzeugte erste Signal (SP) den Logikpegel "0" annimmt, wenn die vom Spannungsmeßfühler (9) erfaßte Spannung kleiner als die vorgegebene Bezugsspannung ist.
    PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICHT-OWd MUUCER'-'d. GtTOSSP* F. POLLMEIER -
    9. Regelkreis nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet, daß zum Spannungsmeßfühler (9) ein mittels Optokoppler gesteuerter Schmitt-Trigger gehört.
    10. Regelkreis nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsschaltung (10) als eine Reihenschaltung aus einem Widerstand (R) und einem Kondensator (C) ausgeführt ist, wobei am Kondensator (C) das verzögerte Spannungssignal (e ) abgegriffen wird.
    11. Regelkreis nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß zur Verzögerungsschaltung (10) eine aus einem variablen Widerstand (R, R1, SW1) und aus einem Kondensator (C) bestehende Reihenschaltung gehört, bei der am Kondensator (C) eine Spannung als verzögertes Spannungssignal· (e ) abgegriffen wird, und daß der Widerstandswert des variablen Widerstandes vom ersten Steuersignal (Si) abhängig ist.
    12. Regelkreis nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß zur Verzögerungsschaltung (10) eine aus dem ersten Widerstand (R) und der Kapazität (C) bestehende Reihenschaltung gehört, wobei zum Widerstand (R) eine Reihenschaltung eines zweiten Widerstan ces (R1) und eines ersten Schalters (SW1) parallelgeschaltet ist und der erste Schalter (SW1) vom ersten Steuersignal (S1) gesteuert wird.
    13. Regelkreis nach Anspruch 10, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltvorrichtung (SW) parallel zum Kondensator (C) angeordnet ist.
    - 30 -
    PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERIcVgERD MI?L±eWd. GWDSSP' F. POLLMEIER -
    14. Regelkreis nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet', daß zum Verstärkungsregelkreis (11) eine Reihenschaltung aus einem dritten Widerstand (R„) und einem Operationsverstärker (OP) gehört und daß ein vierter Widerstand (R.) parallel zum Operationsverstärker (OP) angeordnet ist.
    15. Regelkreis nach Anspruch 14,
    dadurch gekennzeichnet, daß der vierte Widerstand (R.) ein variabler Widerstand ist, dessen Widerstandswert vom zweiten Steuersignal (S2) abhängig ist.
    16. Regelkreis nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß zum Verstärkungsregelkreis (11) der dritte Widerstand (R_) und der Operationsverstärker (OP) in Reihe geschaltet sind, während der vierte Widerstand (R.) parallel zum Operationsverstärker (OP) liegt, und daß dem Operatiohsvnrstärker weiterhin eine Reihenschaltung aus dem fünften Widerstand (R ) und dem zweiten Schalter (SW»), der vom zweiten Steuersignal (S2) gesteuert wird, parallel liegt,
    17. Regelkreis nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Sekundärkreis mehrere Kreise(5, 5A) aufweist, die jeweils an eine Schweißlast angeschlossen sind=
    18. Regelkreis nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Programmschaltung (8A) ein Referenzsignal ausgibt, das dem Prozessor (7A) als vorgegebener Referenzwert (VS) dient.
DE19813139405 1980-10-07 1981-10-03 Steuerungs- und regelungsschaltung fuer widerstandsschweissgeraet Granted DE3139405A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP55140303A JPS5914313B2 (ja) 1980-10-07 1980-10-07 抵抗溶接機の制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3139405A1 true DE3139405A1 (de) 1982-06-03
DE3139405C2 DE3139405C2 (de) 1988-08-25

Family

ID=15265642

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19813139405 Granted DE3139405A1 (de) 1980-10-07 1981-10-03 Steuerungs- und regelungsschaltung fuer widerstandsschweissgeraet

Country Status (3)

Country Link
US (1) US4419559A (de)
JP (1) JPS5914313B2 (de)
DE (1) DE3139405A1 (de)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60187509U (ja) * 1984-05-24 1985-12-12 東北金属工業株式会社 小型インダクタ
JPH0410677Y2 (de) * 1985-12-23 1992-03-17
JPH0716306B2 (ja) * 1986-09-18 1995-02-22 株式会社東芝 インバ−タ式抵抗溶接機の制御方法
JPS6453404A (en) * 1987-08-24 1989-03-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd Inductance element and manufacture thereof
JP2573302B2 (ja) * 1988-04-25 1997-01-22 株式会社東芝 抵抗溶接機の制御装置
JP3864380B2 (ja) * 2002-09-25 2006-12-27 ミネベア株式会社 レゾルバの入出力端子構造及びそれを用いたレゾルバの結線方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3921058A (en) * 1971-10-19 1975-11-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd Device for compensating AC power source voltage
US4076974A (en) * 1975-12-17 1978-02-28 Technitron, Inc. Current control device and method
US4289948A (en) * 1979-07-17 1981-09-15 Square D Company Automatic voltage compensation for digital welder control system

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NICHTS-ERMITTELT *

Also Published As

Publication number Publication date
DE3139405C2 (de) 1988-08-25
JPS5914313B2 (ja) 1984-04-04
JPS5779082A (en) 1982-05-18
US4419559A (en) 1983-12-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AT507553B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum ermitteln eines gleichstroms und widerstandsschweissvorrichtung
EP2216124B1 (de) Verfahren zum Regeln einer Schweißstromquelle sowie Schweißstromquelle zur Durchführung des Verfahrens
DE2829135C2 (de) Überwachungseinrichtung für den Lampenausfall bei einer Flugplatzbefeuerung
DE2319752A1 (de) Stromquelle zum handschweissen
DE2720347A1 (de) Lichtbogenschweissgeraet
DE2901263A1 (de) Regelung einer hgue-(hochspannungs- gleichstrom-uebertragungs-)-kurzkupplung
DE2530492C3 (de) Hochspannungsgleichstromübertragungsanlage mit einem Konstantstrom-Regelsystem
DE2655202A1 (de) Schweisstromquelle
DE102013109827B4 (de) Verfahren zum Minimieren der durch eine Schweißstromquelle hervorgerufenen Oberwellenbelastung und Schweißstromquelle zur Durchführung des Verfahrens
DE2340669C3 (de) Anordnung zur Regelung eines Wechselrichters und eines auf dessen Wechselstromseite angeordneten Stufentransformators in einer Anlage zur Leistungsübertragung zwischen Wechselstromnetzen durch Gleichstrom
DE2223589C2 (de) Steuerschaltung zur unmittelbaren Vorverlegung des Zündzeitpunktes bei Auftreten von Spannungsverzerrungen bei einem auf Einhaltung eines minimalen Löschwinkels gesteuerten, netzgeführten Drehstrom-Brückenwechselrichter
DE2851381C2 (de) Fehlerstrom-Schutzschaltung für Gleich- und/oder Wechselstrom
DE3139405A1 (de) Steuerungs- und regelungsschaltung fuer widerstandsschweissgeraet
DE3016970C2 (de) Regelanordnung für Gleichstrom-Übertragungsleitungen
DE2422844A1 (de) Roentgendiagnostikapparat, bei dem die roentgenroehrenspannung ueber den roentgenroehrenstrom geregelt wird
CH632882A5 (de) Inverter mit stillsetzungsschaltung.
EP0026260B1 (de) Vorrichtung zum Regeln der Spannung zwischen zwei Leitern eines Wechselstromversorgungsnetzes für rasch wechselnde Last
DE2719373C2 (de) Schaltungsanordnung eines Röntgengenerators mit einem durch ein Zeitsteuerglied gesteuerten elektronischen Schalter im Primärkreis eines Hochspannungs-Transformators
EP2154430B1 (de) Regeleinrichtung für einen Gasbrenner, sowie Verwendung einer solchen Regeleinrichtung
DE1813540A1 (de) Impulsgenerator,insbesondere fuer ein Netzgeraet
DE4124344A1 (de) Stromwaechter fuer niedervoltanlagen, insbesondere niedervolt-beleuchtungsanlagen
DE2419946C2 (de) Schaltungsanordnung zum Stellen einer Leistung
DE2364483A1 (de) Bezugspunktpotential-kompensationsschaltung
DE3039282C2 (de)
DE668157C (de) Einrichtung zur Speisung von Gleichstromflammenbogenoefen, bestehend aus einem von einem Wechselstromnetz gespeisten gittergesteuerten Quecksilberdampfgleichrichter

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: KABUSHIKI KAISHA TOSHIBA, KAWASAKI, KANAGAWA, JP

D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee