DE962360C - Schaltanordnung zur UEberwachung von ueber Entladungsgefaesse gespeisten Schweisstransformatoren auf Gleichstromkomponenten - Google Patents

Schaltanordnung zur UEberwachung von ueber Entladungsgefaesse gespeisten Schweisstransformatoren auf Gleichstromkomponenten

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DE962360C
DE962360C DEL22810A DEL0022810A DE962360C DE 962360 C DE962360 C DE 962360C DE L22810 A DEL22810 A DE L22810A DE L0022810 A DEL0022810 A DE L0022810A DE 962360 C DE962360 C DE 962360C
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DE
Germany
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relay
winding
switching arrangement
monitoring
direct current
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Expired
Application number
DEL22810A
Other languages
English (en)
Inventor
Dipl-Ing Walter Drunk
Dr-Ing Otto Mohr
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Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Original Assignee
Licentia Patent Verwaltungs GmbH
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Publication date
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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
    • B23K11/248Electric supplies using discharge tubes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arc Welding Control (AREA)

Description

  • Schaltanordnung zur Überwachung von über Entladungsgefäße gespeisten Schweißtransformatoren auf Gleidistromkomponenten Für die Durchführung von Punkt und Nahtschweißungen werden insbesondere bei hochwertigen Materialien Widerstand'sschweißmaschinen primärseitig über meist zündstiftgesteuerte Ent ladungsgefäße (im folgendem »Ignstron:« genannt) in Antiparallelschaltung ein- und ausgeschaltet. Dabei macht man sich, außerdem häufig die Eigenschaft der Zündst'iftgefäße zunutze, durch Phasenfestlegung des Zündzeitpunktes die Dauer und Amplitude des netzseitig gelieferten Stromes stetig in weiten Grenzen steuern zu können.
  • Die Zündung der Ignitrons ist bekanntlich physikalisch: ein statistischer Vorgang, d. h. sie ist in jedem Einzelfall mit einer durch die Zufälligkeiten der physikalischen, Bedingungen an der Ein, tauchstelle des Zündstiftes bedingten mehr oder minder großen, Zeitverzögerung behaftet. Dadurch und durch die natürliche Alterung der Gefäße kann es passieren,, daß die von. der Röhrenanordnung freigegebenen Stromverläufe in der Primärwicklung der Maschine nicht mehr einen reinen: Wechselstrom darstellen, d. h. daß sich die Stromkuppen. in beiden Richtungen in, verschiedener Form und Größe über eine oder mehrere Perioden ausbilden. Dabei. wird der Schweißtransformator im Mittel primärseitig durch eine Gleichkomponente des Stromes vormagnetisiert. Dadurch sinkt seine magnetische Übertragungsfähigkeit, die Ströme wachsen primärseitig stark an und gefährden ein, mal thermisch die Gefäße und dem. Schweißtransformator, das andere Mal unter Umständen durch die Vormagnetisierung auch den, Zwischentransformator der davorlüegenden, speisenden. Netzstation.
  • Zur Abwendung der hier gekennzeichneten Gefahren, die in extremem Maße dann auftreten, wenn während des Betriebes der Schweißmaschine das eine der beiden Hauptentladungsgefäße oder sein zugehöriger Steuerkreis voll ausfällt (Betrieb mit Halbwellenstrom), sind bereits verschiedene Schutzeinrichtungen angegeben und auch ausgeführt worden. Anordnungen, die. auf die Gleichkomponenten im Strom der Schweißmaschtine ansprechen, müssen zwei einandrer widersprechenden Bedingungen genügen.
  • Nach. einer dieser Bedingungen muß berücksichtigt werden., da,ß die Nutzströme der Maschine durch die, Anschnittssteuerung der Hauptgefäße und durch die üblicherweise auf der Primärseite des Schweißtransformators vorgesehenen, Stufenichalter in. Bereichen zwischen i : ioo und i : iooo schwanken, können.. Auf diese in ihrer Größe stark veränderlichen Wechselströme darf das Relais nicht ansprechen.
  • Gemäß der anderen Bedingung m.uß das Relais bei den größten wie bei den, kleinsten Wechselströme. auf kleine Gleichkomponenten schnell und. sicher reagieren.
  • Unter den für einen derartigen Schutz grund:-sätzlich in Frage kommenden Möglichkeiten erscheinen hochwertige sättigbare magnetische. Kerne als Übertragungselemente eines fremderregten Wandlers, ähnlich den Schaltungen, des Gleich: stromwandl-ers, geeignet. Durchrechnungen und experimentelle Erprobungen derartiger Anordinungen zeigen aber eine große Zahl von. Schwierigkeiten, die durch: die sekundärseitig unwirksam zu machenden, in weiten Grenzen veränderlichen Wechselmagnetisierungen durch den Nutzstram un;d seine leider über den Anschnitt phasenmäßig veränderlich.et Zuordnung zur Hilfsmagne@tisierung des Sekundärkreises gegeben sind..
  • Die andere grundsätzliche Möglichkeit für das Erfassen. der Gleichkomponente an den Primärklemmen des Schweißtransformators ist durch ein Spannungsrelais gegeben, das an den Primärklemmen dies Schweißtransformators, d. h. hinter der Röhrenscha.ltein;richtung, liegt und für Wechselkomponenten extrem unempfindlich, für Gleichkomponenten aber hochempfindlich gemacht wird,. Eine bereits bekannte Anordnung dieser Art zeigt Fig. i. Es wird ein normales, für Gleich- und Wechselstrom- empfindliches Relais i v envendet, dem eine, Drossel z und, ein Widerstand. 3 so, voirgeschaltet sind, daß sich für diesen Kreis die gleichen Einschadtbedin.gun.gen (Phasenlage des Wechseldauerstromeis zur Netzspannung) ergeben wie für den. Schweißtransformator 4. Durch ge@-e:ignete Ausbildung der Drosselspule z vor dem Relais i kann man zusätzlich noch erreichen, d:aß auch der Relaiskreis automatisch. höher empfindlich, d. h. in seinem Widerstand auch, für die Wechselkomponente heruntergesetzt wird, sobald auch in ihm der durch die Gleichspannung an den Primärklemmen. der Schweißmaschine 4 bedingte Gleichstrom fließt. Die Drossel a wird zu diesem Zweck ohne Luftspalt ausgeführt, damfit sie, durch diese Gleichstromxomponente vormagnetisiert, wird. Mit 5 sind zwei antiparallel geschaltete Ignitrons bezeichnet. Anordnungen dieser Art arbeiten, relativ befriedigend. Ihre, Empfindlichkeit im Betrieb mit starrkem Anschnitt läßt aber oftmals etwas zu wünschen übrig. Das gleiche gilt für die Ansprechgeschwindigkeit.
  • Die Erfindung benutzt nun. eine Anordnung, die von dem Gedanken ausgeht, daß das für den Schutz einzusetzende Relaiis eine Ansprechgrenze hat, d.. h. einem gewissen kleinen Strom ausgesetzt werden kann" ohne daß es die zur Auslösung von Schalthandlungen erforderlichen Kontakte betätigt. Würde man ein solches Relais einfach der Primärseite der Schweißmaschine, ähnlich der Anordnung in Fig. i, parallel legen., wiederum über eineDrossel als Vorwiderstand, so würde man die Ansprechstromgrenze dieses Relais nur während der Zeiten ausnutzen, in denen die Schweißmaschine? über die antiparallelen Entladungsgefäße mit dem Netz verbun.den. isst. In. den Ruhezeiten würde das Relais stromlos sein und infolgedessen auch die ihm eigene Ansprechstromgren;ze gar nicht ausnutzen. Das hat den Nachteil, .daß das Relais mit jedem Einschaltvorgang erst an die Ansprechgrenze gebracht wird, damit liegt aber uns.tationäreiBetriebsbereitschaft der Überwachungsanordnung vor*, was grundsätzlich bedenklich und deshalb. zu vermeiden ist.
  • Die! Erfindlung geht nun einen anderen Weg. Sie betrifft eine Schaltanordnung zur überwachung von über gegeins,innig parallel geschaltete Ent:-la,düngsgefäße gespeisten Schweißtransformatoren auf Gleichstromkomponenten durch Erfassung der entsprechenden Gleichspannungskomponente, und' die Erfindung besteht darin, dnli die Gleichspannungskomponente eine Induktivität, die in einem netz- bzw. phrasengleich hilfsne tzgespeisten Stromkreis liegt, derart vormagnetisiert, daß durch die Herabsetzung des induktiven Widerstandes ein Schaltvorgang ausgelöst wird.
  • Fig. z der Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeiis.p.iel der Erfindung. Mit 4 ist auch hier die über Entladungsgefäßes gespeiste Schweißmaschine bezeichnet. Das Relais i löst einen. Schaltvorgang aus, sobald, am Schweißtransformator eine Gleichspannungskomponente auftritt. Die Induktivität 6 besitzt zwei Wicklungen., die normalerweise wie ein. Transformator wirken. Die Primärwiicklung 7 wird über einen Widerstan_d:8 aus dem Netz gespeist. In ihrem Stromkreis liegt an einem Gleichrichter 9 das Relais i. Die Sekundärwicklung io der Induktiv ität 6. liegt an der Primärwicklung des Schweißtransformators. Das Relais i wird dauernd der. Wirkung eines Stromes ausgesetzt sein, der durch den Magn.etistierungsstrom der vorgeschalteten Drossel 6, (auf einem Eisenkern) gegeben ist. Dieser Strom wird durch geeignete Auslegung von Relais und Wicklung mit Eisenkern so gewählt, daß das Relais damit nicht zum Ansprechen kommt. Erfindungsgemäß wird nun die Vordrossel 6 mit einem Eisenkern ohne Luftspalt als Transformator ausgebildet und die Sekundärwicklung dieses Transformators an die Primärwicklung des Schweißtransformators gelegt. An dieser Stelle ist ein Verriegelungselement notwendig, beispielsweise ein Widerstand oder die Drossel i i, weil sonst die Primärseite der Schweißmaschine für dem, kleinen. Hilfstransformator des Relais i wie ein satter KurzscIluß wirken. und Relais i ansprechen lassen. würde. Durch einen Vorwiderstand wird erreicht, daß der Strom, der auch bei gesperrten Hauptgefäßen fließt, das Relais i über seine Gleichrichterschaltung noch nicht zum Ansprechen bringt. Diese Anordnung arbeitet nun. mit einem Vergleich der Netzspannung und dür gesteuerten Spannung, wobei bei einem Gleichstromanteil der gesteuerten Spannung die Sättigung des Hilfs.-tra,nsforrnators 6 verändert wird.
  • Wird nun die Primärseite der Schweißmaschinell. während des eigentlichem, 'Schweißvorganges mit einem mehr oder minder großen Phasenanschnitt an das Netz gelegt, so hält sieh die gesamte, für das Relais wirksame Spannungskurve unter allen Betriebsbedingungen. in Grenzen, die man. gerade knapp unterhalb der Ansprechwerte des. Relais festlegen. kann, wozu dasselhe gegebenenfalls durch einen Widerstand geshun.tet wird.
  • Der Vorteil der hier gegebenen Lösung liegt nun darin, daß der Hilfstransformator des Relais bei einem Übersetzungsverhältnis vom i : a (Wicklung io : Wicklung 7) einmal im ungestörten Be, trieb während der Pausen, und. Ruhezeiten für den Relaiskreis die" Ansprrechgrenzen. des Relais i i auszunutzen gestattet, bei Störungen, aber dadurch doppelt wirksam wird, daß die an. der Primärseite der Maschine t auftretende Gleichspannungskomponente über dien Vordrossel i i die Transfo@rmatorwicklung io als Vormagnetisierungswicklung ausnutzt, so daß der Wechselstromwiderstand der Wicklung 7 sofort stark absinkt und damit ein schnelles und sicheres Ansprechen dies Relais bei dieser Störung sicherstellt. Dadurch werden mit einfachen Mitteln, die beiden Forderungen, erfüllt, daß die Anordnungen einanal bei allen. Wertem: des Spannungsanschnittes richtig arbeiten und, daß sie andererseits, auf vorliegende Gleichspannungskomponenten mit dem Verstärkungsgrad. eines. vereinfachten magnetischen Verstärkers unter Heranziehung der vom Netz zur Verfügung gestelltem, Hilfsenergie schnellstens das Relais zum An sprechen bringen.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Schaltanordnung zur Überwachung von über gegensinnig parallel geschaltete Entladungsgefäße gespeisten SchweißtransfoTmatoren auf Gleichstromkomponenten durch. Erfassung der entsprechenden Gleichspannungskomponente, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichspannungskomponen.te eine Induktivität, die, in. einem netz- bzw. phasengleich hilfsnetzgespeis.ten Stromkreis liegt, derart vormagnetisiert, daß durch die Herabsetzung des induktiven.Widerstandes ein Schaltvoirgang ausgelöst wird.
  2. 2. Schaltanordnung nach Anspruch i, dardurch gekennzeichnet, daß die Induktivität ein Hilfstriansformator ist, deren eine Wicklung (io) überVerriegelungselemen;te, an.derPrimärsaite der Schweißmaschine liegt und deren andere Wicklung (7) im Stromkreis eines Relais liegt.
  3. 3. Schaltanordnung- nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das übersetzungsverhältnis dies Hilfstransformators i : 2 (Wicklung 10 : Wicklung. 7) beträgt.
DEL22810A 1955-08-31 1955-08-31 Schaltanordnung zur UEberwachung von ueber Entladungsgefaesse gespeisten Schweisstransformatoren auf Gleichstromkomponenten Expired DE962360C (de)

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