DE951100C

DE951100C - Device for measuring the level of short-term current surges, especially during electrical resistance welding

Info

Publication number: DE951100C
Application number: DES23251A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Rudolf Streich
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1951-05-26
Filing date: 1951-05-26
Publication date: 1956-10-25

Description

Einrichtung zur Messung der Höhe kurzzeitiger Stromstöße, insbesondere beim elektrischen Widerstandsschweißen Die Messung der Höhe kurzzeitiger Stromstöße, insbesondere beim elektrischen Widerstandsschweißen, durch Meßinstrumente mit bewegten Meßwerken und Zeigern ist schwierig, da diese infolge ihrer mechanischen Trägheit zu langsam sind. Eine richtige Messung mit solchen Instrumenten ist nur dann möglich, wenn die zu messenden Stromstöße länger sind als die Einstellzeit der Meßinstrumente.Device for measuring the level of short-term power surges, in particular in electrical resistance welding The measurement of the level of short-term power surges, especially in electrical resistance welding, using measuring instruments with moving Movements and pointers is difficult because of their mechanical inertia are too slow. Correct measurement with such instruments is only possible if if the current surges to be measured are longer than the setting time of the measuring instruments.

Ist die Dauer des Stromstoßes kürzer, so wird nur noch ein Teil derselben angezeigt, und der Zeiger des Instrumentes kehrt schon vor der Erreichung des richtigen Meßwertes in seine Nullage zurück.If the duration of the current surge is shorter, only part of it will be displayed, and the pointer of the instrument returns even before reaching the correct one Measured value back to its zero position.

Um derartige Stromstöße genauer messen zu können, hat man ballistische Galvanometer herangezogen, die nur für eine ganz bestimmte, gleichbleibende Zeit in den Stromkreis geschaltet wurden. Der Ausschlag eines solchen Meßinstrumentes ist, wenn die Zeit konstant gehalten wird, dem Strom proportional. Man hat mit derartigen Einrichtungen Einschaltstrom- und Spannungsstöße und auch Spannungen kurzer Impulse gemessen. In order to be able to measure such current surges more precisely, one has ballistic Galvanometer used only for a very specific, constant period of time were switched into the circuit. The deflection of such a measuring instrument is proportional to the current if the time is kept constant. One has with such Devices inrush currents and voltage surges as well as short pulse voltages measured.

Ferner wurden in Schweißeinrichtungen solche Meßgeräte zur Bestimmung des Produktes J2 . t bzw. der verbrauchten Energie herangezogen.Such measuring devices were also used in welding facilities for determination of the product J2. t or the consumed energy.

Die bekannten Einrichtungen für allgemeine Meßzwecke sind nun aber für die Messung von Schweißströmen unvorteilhaft. Die Anschaltdauer -wurde z. B. mittels eines von Hand ausgelösten, federbetätigten Schalthebels oder mittels eines zweiten ballistischen Instrumentes bestimmt. Diese Einrichtungen sind einerseits zu ungenau und schwerfällig, 'andererseits mechanisch empfindlich und nur für Laboratoriumsmessungen verwendbar. The known devices for general measuring purposes are now disadvantageous for measuring welding currents. The switch-on time was z. B. by means of a manually triggered, spring operated gear lever or determined by means of a second ballistic instrument. These bodies are on the one hand too imprecise and cumbersome, on the other hand mechanically sensitive and can only be used for laboratory measurements.

Das für Schweißtaktregistrierzwecke bekannte J2 t-Meßgerät hat an sich und insbesondere dann, wenn es nur um die Messung von J geht, einen komplizierten und kostspieligen Aufbau. Das gleiche gilt für das Energiemeßgerät. Bei beiden letztgenannten Einrichtungen sind eine Reihe von Röhren und Relais zur Zeitvorgabe und für andere Funktionsstufen vorgesehen. The well-known J2 t-measuring device for welding cycle registration purposes has on especially when it comes to just measuring J, it can be complicated and expensive construction. The same goes for the energy meter. With the latter two Devices are a series of tubes and relays for timing and others Functional levels provided.

Es besteht ein Bedürfnis nach einem einfachen, genauen und flinken Meßgerät, das den Schweißstrom zu messen gestattet und außerdem noch weitere Anforderungen des Schweißbetriebes erfüllt. Es ist z. B. erwünscht, die Anschaltdauer und den Anschaltzeitpunkt einstellen zu können. Dies war bisher nur durch einen Eingriff in ein elektrisches Zeitglied, also bei großem Aufwand möglich. Die Wahl der Anschaltdauer kann auch dazu dienen, eine Meßbereichsumschaltung des Galvanometers selbst zu ersetzen. Durch Abstufung der Anschaltdauer können Strome verschiedener Größenordnung mit demselben Galvanometer gemessen werden. There is a need for a simple, accurate, and nimble Measuring device that allows the welding current to be measured and also other requirements of the welding company fulfilled. It is Z. B. desired, the switch-on duration and the To be able to set the switch-on time. So far this has only been done through an intervention into an electrical timing element, so possible with great effort. The choice of the switch-on duration can also be used to replace a measuring range switch of the galvanometer itself. By grading the switch-on duration, currents of various magnitudes can be used the same galvanometer.

Die Erfindung hezieht sich auf eine Einrichtung zur Messung des Stromes in Verbrauchern, die mit kurzzeitigen Stromstößen gespeist werden, insbesondere bei elektrischen Widerstandsschweißeinrichtungen, unter Anwendung eines während einer definierten Zeitspanne von dem zu messenden Strom beeinflußten ballistischen Meßinstrumentes und selbsttätig wirkender Schaltmittel, die das Meßinstrument beim Einschalten des Verbrauchers zu einem solchen Zeitpunkt und während einer solchen Zeitspanne derart anschalten, daß die von dem Meßinstrument aufgenommene Ladungsmenge dem effektiven Wert des- Verbraucherstromes proportional ist. Erfindungsgemäß ist ein selbsttätig in die Nullage zurücklaufendes Schrittschaltwerk vorgesehen, das durch oder mit dem zu messenden Strom in Gang gesetzt wird und das Meßinstrument an- und wieder abschaltet. The invention relates to a device for measuring the current in consumers that are fed with short-term power surges, in particular in electrical resistance welding equipment, using a during a defined period of time influenced by the current to be measured ballistic Measuring instrument and automatic switching means that the measuring instrument when Switching on the consumer at such a time and during such a time Switch on the time span in such a way that the amount of charge absorbed by the measuring instrument is proportional to the effective value of the consumer current. According to the invention a stepping mechanism that automatically returns to the zero position is provided is set in motion by or with the current to be measured and the measuring instrument on and off again.

Ein solches Schritts-chaltwerk ist geeignet, das erwähnte Bedürfnis zu befriedigen, und weist eine Reihe von im Betrieb wichtigen Vorteilen auf. Es ist einfach und robust aufgebaut. Gegenüber den von Hand betätigten Kontakten gestattet es wesentlich kürzere definierte Anschaltzeiten. Andererseits ist ein Schrittschaltwerk bedeutend billiger als die mit Relais und Röhren arbeitenden Zeitglieder, insbesondere dann, wenn übliche Bauformen der Nachrichtentechnik verwendet werden können. Vor allem aber bietet ein Schrittschaltwerk eine besonders einfache Möglichkeit zur Einstellung der Anschaltdauer und des Anschaltzeitpunktes. Letzteres kann wichtig sein beim sogenannten Programmschweißen, bei dem während eines Schweißvorganges mit verschieden starkem Strom gearbeitet wird. Die Wahl von Anschaltdauer und Anschaltzeitpunkt kann durch Verstellung der kontakt gebenden Teile der neuen Einrichtung erreicht werden. Ist z. B. an dem Schrittschaltwerk eine Nockenscheibe vorgesehen, so kann die Breite des Nockens veränderbar sein, und außerdem kann die Nockenscheibe auf der antreibenden Welle verdrehbar sein. Ist das Schrittschaltwerk wie ein Fernmeldewähler mit einer Kontaktreihe und mit einem Kontaktarm ausgeführt, so kann man die Länge der Anschaltzeit durch Kurzschließen einer - der gewünschten Meßzahl entsprechenden - Anzahl von hintereinanderliegenden Kontakten erreichen und die Wahl des Anschaltzeitpunktes durch Wahl einer Anzahl von Leerkontakten vor dem ersten spannungsführenden Kontakt der Kontaktreihe. Wird die Wahl der Anschaltdauer dazu herangezogen, eine Meßbereichsumschaltung des ballistischen Galvanometers zu ersetzen, so ist es zweckmäßig, das Meßinstrument mit mehreren verschiedenen Skalenteilungen zu versehen. Such a step controller is suitable for the need mentioned and has a number of important operational advantages. It is simple and robust. Allowed for manually operated contacts there are significantly shorter defined switch-on times. On the other hand is a stepping mechanism significantly cheaper than the timers that work with relays and tubes, in particular when the usual types of communications engineering can be used. before But above all, a stepping mechanism offers a particularly simple option for Setting of the switch-on duration and the switch-on time. The latter can be important be in so-called program welding, in which during a welding process different currents are used. The choice of switch-on duration and switch-on time can be achieved by adjusting the contact-making parts of the new facility will. Is z. B. provided a cam on the stepping mechanism, so can the width of the cam can be changed, and also the cam disk can be the driving shaft be rotatable. Is the sequencer like a telecommunications selector run with a row of contacts and with a contact arm, so you can determine the length the switch-on time by short-circuiting a - corresponding to the desired measurement number - Achieve the number of consecutive contacts and select the switch-on time by choosing a number of empty contacts before the first live contact the contact series. If the selection of the switch-on duration is used, a measuring range switchover of the ballistic galvanometer, it is useful to replace the measuring instrument to be provided with several different graduations.

In der Zeichnung ist ein Beispiel für eine Einrichtung nach der Erfindung schematisch dargestellt. Es handelt sich dabei um die Messung kurzzeitiger Stromstöße bei einer Wechselstromschweißung. In dem Sekundärkreis eines Schweißtransformators I ist in Reihe mit den Schweißelektroden 2 und 3 ein Meßwandler 4 geschaltet. In the drawing is an example of a device according to the invention shown schematically. It is about the measurement of short-term current surges for an AC welding. In the secondary circuit of a welding transformer A transducer 4 is connected in series with the welding electrodes 2 and 3.

Mit 5 ist ein Schrittschaltwerk nach Art eines Wählermotors bezeichnet, das eine Nockenscheibe 6 mit einem Nocken 8 antreibt. Die Messung während eines Schweißvorganges erfolgt nun in der Weise, daß durch den oder mit dem Schweißstrom das Schrittschaltwerk 5 in Gang gesetzt wird. Bei den Schaltschritten, die dieser ausführt, wird während einer bestimmten Zeit der Kontakt 7 durch den Nocken 8 der Nockenscheibe 6 geschlossen.With a stepping mechanism in the manner of a selector motor is designated, which drives a cam disk 6 with a cam 8. The measurement during a The welding process is now carried out in such a way that by or with the welding current the stepping mechanism 5 is set in motion. With the switching steps that this executes, the contact 7 by the cam 8 of the Cam 6 closed.

Während der durch die Schrittgeschwindigkeit des Motors 5 einerseits und die Breite des Nockens 8 andererseits festgelegten Schließungszeit des Kontaktes 7 integriert das ballistische Galvanometer g im Sekundärkreis des Meßwandlers 4 den dort fließenden Strom und zeigt einen entsprechenden Ausschlag. Die Trägheit des Meßinstrumentes spielt dabei keine Rolle. Es ist günstig, ein ballistisches Galvanometer mit einer Rückstellzeit von einigen Sekunden zu verwenden, damit der angezeigte Meßwert eine Zeitlang erhalten bleibt und die Ablesung der Messung ohne Hast erfolgen kann. Das vor das Galvanometer geschaltete Ventil 1o kann ein Trockengleichrichter sein, der jedoch auch in einer anderen Schaltung, z. B. einer Graetzschaltung, arbeiten kann.During the walking speed of the motor 5 on the one hand and the width of the cam 8, on the other hand, set the closing time of the contact 7 integrates the ballistic galvanometer g in the secondary circuit of the transducer 4 the current flowing there and shows a corresponding deflection. The indolence of the measuring instrument does not matter. It's cheap to be a ballistic To use galvanometers with a reset time of a few seconds so that the displayed measured value is retained for a while and the reading of the measurement without Hasty can be done. The valve 1o connected upstream of the galvanometer can be a dry rectifier be, but also in another circuit, e.g. B. a Graetz circuit work can.

Wie oben bereits kurz bemerkt, kann die neue Einrichtung durch den Schweißstrom selbst oder auch mit dem Schweißstrom, z. B. durch eine direkt aus dem Netz entnommene Steuerspannung, in Gang gesetzt werden. Der erstere Fall, wenn also die Impulse eines Schweißstromstoßes direkt die Schaltschritte bewirken, ist besonders vorteilhaft. Man kann dann den Motor des Schrittschaltwerkes über einen zweiten Wandler in Reihe mit dem, an dem Meßinstrument liegt, in den Schweißstromkreis einschalten. Im zweiten Fall ist eine möglicherweise auftretende Phasenverschiebung zwischen dem Schweißstrom und dem fremden Steuerstrom zu berücksichtiogen, insbesondere dann, wenn die Meßzeitspanne nur eine Periode oder Halbperiode des zu messenden Stromstoßes beträgt. As mentioned briefly above, the new facility can be replaced by the Welding current itself or with the welding current, e.g. B. through a direct from control voltage taken from the network. The former case if so the impulses of a welding current surge directly effect the switching steps particularly advantageous. You can then switch the motor of the stepping mechanism via a second converter in series with the one on the measuring instrument in the welding circuit turn on. In the second case is one possibly occurring Phase shift between the welding current and the external control current to be taken into account, especially if the measurement time span is only one period or half period of the current impulse to be measured is.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Device for measuring the current in consumers, that are fed with short-term current surges, especially electrical ones Resistance welding equipment, using a during a defined Time span affected by the ballistic measuring instrument to be measured and automatic switching means that the measuring instrument when switching on the Consumer at such a point in time and during such a period of time Switch on that the amount of charge absorbed by the measuring instrument corresponds to the rms value of the consumer current is proportional, characterized by an automatic in stepping mechanism that returns to the zero position, which is operated by or with the to be measured Electricity is started and the measuring instrument is switched on and off again.

2. Device according to claim I, characterized in that in the Measuring circuit an electric valve, e.g. B. a dry rectifier switched on is.

Publications considered: German Patent Specifications No. 333,827, 5869oo; U.S. Patent Nos. 2,255,473, 2,370,009.