DE3139405A1 - Steuerungs- und regelungsschaltung fuer widerstandsschweissgeraet - Google Patents
Steuerungs- und regelungsschaltung fuer widerstandsschweissgeraetInfo
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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
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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 -
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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
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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
■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-
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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
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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
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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
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./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
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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
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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
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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 ?λ 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-
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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
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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
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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
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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
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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
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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)
- ο 9 fl a ο t «α *PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERIcWcERt) ΜΌ&\*£{3.·*0. ÖaUSSlß« F. POLLMEIER15. September 1981 gr.ni 73 630Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha, 72 Horikawacho, Saiwai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa-ken (Japan)Patentansprüche1.) 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 desist Schweißtransformators (3) parallelgeschaltet, wodurch die Primärspannung (V) von der Verzögerungsschaltung (10) erfaßt werden kann.I j ·;. ■; ι j.:-·;·; 31394ο5PATENTANWÄLTE 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.
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |