ES2960287T3 - Rectificador para un transformador de soldadura de un dispositivo de soldadura y procedimiento de fabricación de dicho rectificador - Google Patents

Rectificador para un transformador de soldadura de un dispositivo de soldadura y procedimiento de fabricación de dicho rectificador Download PDF

Info

Publication number
ES2960287T3
ES2960287T3 ES20160828T ES20160828T ES2960287T3 ES 2960287 T3 ES2960287 T3 ES 2960287T3 ES 20160828 T ES20160828 T ES 20160828T ES 20160828 T ES20160828 T ES 20160828T ES 2960287 T3 ES2960287 T3 ES 2960287T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
welding
rectifier
transformer
semiconductor modules
semiconductor
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.)
Active
Application number
ES20160828T
Other languages
English (en)
Inventor
Anton Solar
Carmen Thaens
Maximilian Brohm
Alexander Herr
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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 Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Application granted granted Critical
Publication of ES2960287T3 publication Critical patent/ES2960287T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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
    • 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
    • B23K11/36Auxiliary equipment
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/40Structural association with built-in electric component, e.g. fuse
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33569Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
    • H02M3/33576Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements having at least one active switching element at the secondary side of an isolation transformer
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/40Structural association with built-in electric component, e.g. fuse
    • H01F2027/408Association with diode or rectifier
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/003Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rectifiers (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

Se trata de un rectificador (40; 40A, 400) para un transformador de soldadura (30) de un dispositivo de soldadura (2; 3) para soldar al menos un componente (5, 6) y un método para producir dicho rectificador (40; 40A). , 400) proporcionado. El rectificador (40; 40A, 400) comprende una primera parte lateral (47), una segunda parte lateral (48), una parte intermedia (49), que está dispuesta entre la primera y segunda partes laterales (47, 48), y al menos dos módulos semiconductores (401), que están dispuestos entre las partes laterales (47, 48) y la parte central (49) y están conectados entre una herramienta de soldadura (10) del dispositivo de soldadura (2; 3) y una salida del transformador de soldadura (30), los al menos dos módulos semiconductores (401) están configurados como piezas idénticas, cuyo conector enchufable directo (4013) está dispuesto lateralmente en el módulo semiconductor (401), de modo que cuando dos módulos semiconductores (401) están dispuestos espalda con espalda en una fila uno al lado del otro, los conectores de enchufe directo (4013) en una dirección están dispuestos uno al lado del otro a través de la fila. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Rectificador para un transformador de soldadura de un dispositivo de soldadura y procedimiento de fabricación de dicho rectificador
La presente invención hace referencia a un rectificador para un transformador de soldadura de un dispositivo de soldadura y a un procedimiento de fabricación de dicho rectificador.
Los dispositivos de soldadura, como los mostrados en la solicitud JP H04 253579 A, se utilizan, por ejemplo, en instalaciones de producción, como en particular líneas de producción de vehículos, etc., para unir piezas metálicas mediante soldadura utilizando una herramienta de soldadura del dispositivo de soldadura. La herramienta de soldadura consiste, por ejemplo, en una pinza de soldadura a la que se suministra corriente eléctrica de soldadura mediante un transformador de soldadura. En particular, la herramienta de soldadura se trata de una herramienta de soldadura a resistencia. Además, el dispositivo de soldadura se puede utilizar en la fabricación individual. En caso necesario, es posible guiar el dispositivo de soldadura al menos parcialmente a mano.
El transformador de soldadura puede estar diseñado preferentemente como un transformador de corriente continua de frecuencia media (transformador MF-DC). Para ello, un rectificador se acopla al transformador de soldadura. Dicho transformador de soldadura también se denomina como unidad transformador-rectificador.
La solicitud CN 203 936512 U muestra un componente de alta potencia y frecuencia media para una máquina de soldadura a resistencia.
Debido a la corriente continua durante la soldadura, se puede producir una magnetización de las piezas soldadas. Como consecuencia, se dificulta el procesamiento posterior de las piezas metálicas soldadas. La posible magnetización de las piezas de una instalación puede provocar contaminación y fallas de funcionamiento en la instalación de soldadura.
Además, debido a las diferentes aleaciones de las chapas soldadas, las diferentes combinaciones de grosor de las chapas y el efecto Peltier en el caso del aluminio, dependiendo de la dirección de la corriente de soldadura, se pueden provocar quemaduras no deseadas en los electrodos de soldadura o migración de material.
Estos efectos también se producen, en particular, durante la soldadura a resistencia de eslabones de cadenas y al soldar radiadores.
Para evitar estos efectos, es posible conmutar la polaridad del transformador de soldadura. Así, a diferencia de un rectificador de diodos convencional, los efectos de magnetización perturbadores se pueden evitarse de forma muy eficaz, sencilla y económica.
Una unidad transformador-rectificador de este tipo presenta mejores características de funcionamiento en comparación con un rectificador de diodos, ya que el rectificador con cuatro tiristores tiene mayores pérdidas y menor potencia. Estas malas características de funcionamiento no son deseables en lo que respecta al uso económico de los recursos. Además, las malas características de funcionamiento suponen mayores costes para el operador del dispositivo de soldadura a resistencia.
Sin embargo, según sea necesario, se requerirán unidades de transformador rectificador con o sin conmutación de polaridad. Actualmente, estas dos variantes son muy diferentes en términos de construcción. Esto provoca un mayor esfuerzo en el almacenamiento de los diferentes componentes para las unidades transformador-rectificador. Además, los operarios y/o las máquinas para el montaje de las unidades transformador rectificador tienen que ser formados y preparados para el montaje de las diferentes unidades de transformador rectificador.
Por lo expuesto, el objeto de la presente invención consiste en proporcionar un rectificador para un transformador de soldadura de un dispositivo de soldadura y un procedimiento para fabricar dicho rectificador, con los cuales se puedan resolver los problemas mencionados anteriormente. En particular, se pretende proporcionar un rectificador para un transformador de soldadura de un dispositivo de soldadura y un procedimiento para fabricar dicho rectificador, en el que se simplifica la fabricación del rectificador y, por lo tanto, de la unidad de transformador rectificador, que se construye con o sin conmutación de polaridad según se requiera.
Dicho objeto se resuelve mediante un rectificador para un transformador de soldadura de un dispositivo de soldadura de acuerdo con la reivindicación 1. El rectificador presenta una primera parte lateral, una segunda parte lateral, una parte central dispuesta entre la primera y la segunda parte lateral, y al menos dos módulos semiconductores dispuestos entre las partes laterales y la parte central y conectados entre una herramienta de soldadura del dispositivo de soldadura y una salida del transformador de soldadura; en donde los, al menos dos, módulos semiconductores están diseñados como piezas idénticas cuyos conectores directos están dispuestos lateralmente en el módulo semiconductor, de tal modo que cuando dos módulos semiconductores están dispuestos espalda con espalda, uno junto al otro, en una fila, los conectores directos están dispuestos adyacentes entre sí en una dirección transversal a la fila, tal como se describe en la reivindicación 1.
El rectificador reivindicado en las reivindicaciones está construido de tal manera que las diferentes variantes del rectificador se pueden montar muy fácilmente y con un margen de error prácticamente mínimo. Los componentes del rectificador están diseñados de tal manera que dos variantes de construcción diferentes del rectificador pueden, no obstante, implementarse con un número mínimo de partes.
Además, el rectificador presenta piezas idénticas para los componentes semiconductores, en particular MOSFETs. Los componentes semiconductores aportan un importante ahorro de energía en comparación con los transformadores de soldadura convencionales. Con la variante de conmutación de polos o conmutación de polaridad, los usuarios de la unidad de transformador rectificador obtienen grandes ventajas de proceso.
El diseño de las partes laterales y el uso de piezas idénticas en el rectificador optimizan los costes para las dos variantes de transformador con y sin conmutación de polos, de modo que el montaje del rectificador es menos complicado que antes. Esto hace menos costoso tanto el almacenamiento de componentes como la formación de los empleados y/o la puesta a punto de las máquinas para la fabricación. Como resultado, también disminuye la tasa de errores en la fabricación del rectificador. Esto aumenta la calidad del rectificador y reduce los deshechos durante la fabricación. En general, esto puede reducir la necesidad de recursos.
Además, el rectificador con o sin conmutación de polaridad presenta la misma forma y tamaño externos. Esto tiene el efecto de que un dispositivo para mover el equipo de soldadura en el espacio, como un robot, no tiene que programarse de manera diferenciada para los distintos tipos de unidades transformador-rectificador y conmutarse durante el funcionamiento. Esto también contribuye a simplificar la puesta en servicio, el funcionamiento y el mantenimiento de la instalación de soldadura.
En general, el rectificador reivindicado en las reivindicaciones está construido de tal manera que se puede implementar una simple inversión de polaridad de un transformador de soldadura según sea necesario, en un tamaño reducido y con bajas pérdidas. Sin embargo, el rectificador también se puede convertir muy fácilmente a la otra variante en una fecha posterior, dependiendo de las necesidades.
Las configuraciones ventajosas del rectificador se indican en las reivindicaciones relacionadas.
Es posible que o bien de los, al menos dos, módulos semiconductores, dos módulos semiconductores estén dispuestos juntos entre una de las partes laterales y la parte central y estén conectados como una conexión en serie de dos transistores entre la herramienta de soldadura y una salida del transformador de soldadura y otros dos módulos semiconductores juntos entre la otra de las partes laterales y están dispuestos en la parte central y están conectados como un circuito en serie de dos transistores entre la herramienta de soldadura y otra salida del transformador de soldadura; o que los, al menos dos, módulos semiconductores estén dispuestos cada uno individualmente entre una de las partes laterales y la parte central y estén conectados entre la herramienta de soldadura y una salida del transformador de soldadura.
Aquí, resulta concebible que los, al menos dos, módulos semiconductores presenten cada uno al menos un elemento semiconductor que presente al menos un transistor; en donde la polaridad de ese transistor del circuito en serie esté girada con respecto a la polaridad del otro transistor del circuito en serie para implementar una tensión de soldadura conmutable por polaridad y una corriente de soldadura conmutable por polaridad en el transformador de soldadura en el caso del circuito en serie. Aquí, el transistor con la polaridad girada se puede proporcionar para la conexión con la herramienta de soldadura.
En una variante de realización, los transistores son transistores de efecto de campo semiconductores de óxido metálico.
Posiblemente, cada uno de los, al menos dos, módulos semiconductores presenta una placa base y una placa de cubierta que están interconectadas electrónica y mecánicamente. Adicional o alternativamente, cada módulo semiconductor puede presentar un conector directo que sobresale lateralmente del módulo semiconductor.
En el rectificador, la primera parte lateral y la segunda parte lateral pueden estar configuradas asimétricas de tal modo que al cambiar la disposición de las partes laterales con respecto a la parte central cambie el número de módulos semiconductores que pueden sujetarse entre una de las partes laterales y la parte central.
Además, el rectificador puede incluir también elementos de fijación para fijar las partes laterales al transformador de soldadura; en donde los elementos de fijación provistos en las partes laterales de tal manera que las mismas ubicaciones de montaje en el transformador de soldadura se puedan utilizar independientemente de cómo estén dispuestas las partes laterales con respecto a la parte central, de tal manera que se pueda aplicar o no una corriente de soldadura de polaridad conmutable.
Al menos un rectificador ya descrito anteriormente puede formar parte de un dispositivo de soldadura que además comprende una herramienta de soldadura que presenta al menos un electrodo de soldadura que para soldar se pone en contacto con el, al menos un, componente, y al menos un transformador de soldadura para suministrar una corriente eléctrica a la herramienta de soldadura cuando se suelda el, al menos un, componente. En este caso, el, al menos un, rectificador puede estar conectado con el, al menos un, transformador de soldadura.
Es posible que el transformador de soldadura presente dos salidas, en cada una de las cuales esté conectada una conexión en serie de dos transistores delante de la herramienta de soldadura.
El dispositivo de soldadura puede tener también un dispositivo de control para conectar al menos uno de los transistores conectados en serie con conducción negativa en el modo de funcionamiento síncrono en presencia de corriente eléctrica.
Resulta concebible que la herramienta de soldadura sea una pinza de soldadura con dos electrodos de soldadura entre los cuales esté dispuesto el, al menos un, componente durante la soldadura.
El dispositivo de soldadura descrito anteriormente puede ser una parte de una instalación que está proporcionada para el tratamiento de objetos con el dispositivo de soldadura. Aquí, el dispositivo de soldadura puede estar proporcionado para soldar al menos un componente, tal como se describe en la reivindicación 13. En este caso, la instalación puede estar diseñada para la fabricación de carrocerías de vehículos o radiadores o cadenas como objetos.
El objeto se resuelve además mediante un procedimiento para la fabricación de un rectificador para un transformador de soldadura de un dispositivo de soldadura de acuerdo con la reivindicación 15. El procedimiento consta de los siguientes pasos: Disponer una parte central entre una primera y una segunda parte lateral y al menos un módulo semiconductor respectivamente entre la parte central y la primera y la segunda parte lateral, en donde los, al menos dos, módulos semiconductores están diseñados como partes idénticas, cuyos conectores directos están dispuestos lateralmente en el módulo semiconductor, de modo que cuando dos módulos semiconductores están dispuestos espalda con espalda en una fila uno junto al otro, los conectores directos están dispuestos adyacentes en una dirección transversal a la fila, y conectan eléctricamente los, al menos dos, módulos semiconductores entre una herramienta de soldadura y una salida del transformador de soldadura tal como se describe en la reivindicación 15.
El procedimiento ofrece las mismas ventajas que las mencionadas anteriormente en referencia al rectificador.
Otras posibles realizaciones de la presente invención también comprenden combinaciones de características o formas de ejecución descritas anteriormente o a continuación con respecto a los ejemplos de ejecución dentro del alcance de las reivindicaciones incluidas, que no se mencionan explícitamente. El especialista también agregará aspectos individuales como mejoras o complementos a la respectiva forma básica de la invención.
A continuación, la invención se describe en detalle mediante ejemplos de realización en relación con los dibujos incluidos. Las figuras muestran:
Figura 1: un diagrama de bloques de una instalación con un dispositivo de soldadura según un primer ejemplo de ejecución.
Figura 2: una vista tridimensional de un rectificador para un transformador de soldadura con conmutación de polaridad según el primer ejemplo de ejecución.
Figura 3: una vista tridimensional de un módulo semiconductor un para el rectificador según el primer ejemplo de ejecución.
Figura 4: una vista tridimensional de un paquete de módulos semiconductores, conformado por una pluralidad de módulos semiconductores de la figura 3, para el rectificador según el primer ejemplo de ejecución.
Figura 5: una vista tridimensional de la disposición de paquetes de módulos semiconductores en placas de circuitos impresos para el rectificador según el primer ejemplo de ejecución.
Figura 6: una vista de un transformador de soldadura sin conmutación de polaridad para un dispositivo de soldadura a resistencia según un segundo ejemplo de ejecución.
Figura 7: una vista tridimensional de la disposición de paquetes de módulos semiconductores en placas de circuitos impresos para el rectificador según el segundo ejemplo de ejecución.
Figura 8: un diagrama de bloques de una instalación con un dispositivo de soldadura a resistencia según un tercer ejemplo de ejecución.
En las figuras se proveen los mismos símbolos de referencia para los mismos elementos o aquellos que cumplen la misma función, siempre que no se indique algo diferente.
La figura 1 muestra muy esquemáticamente una instalación 1 con un dispositivo de soldadura 2, que es en particular un dispositivo de soldadura a resistencia. La instalación 1 consiste, por ejemplo, en una instalación de fabricación de objetos 4, como vehículos, muebles, radiadores, etc.
En la instalación 1, los componentes metálicos 5, 6 se pueden conectar mediante soldadura, en particular, una soldadura a resistencia obteniendo una unión por soldadura 7. Para ello, el dispositivo de soldadura 2 presenta una herramienta de soldadura 10 en forma de una pinza de soldadura con dos electrodos de soldadura 11, 12, un dispositivo de control 20, un transformador de soldadura 30 con tres salidas 31, 32, 33 y un rectificador 40 que comprende un primer transistor 41, un segundo transistor 42, un tercer transistor 43 y un cuarto transistor 44. En el ejemplo de la figura 1, el dispositivo de soldadura 2 también presenta un dispositivo 50 para guiar la herramienta de soldadura 10.
El transformador de soldadura 30 está diseñado preferentemente como un transformador de corriente continua de frecuencia media (transformador MF-DC). Aquí, el rectificador 40 está montado en el transformador 30. De este modo, se proporciona una unidad de transformador-rectificador.
Bajo el control del dispositivo de control 20, el dispositivo de soldadura 2 puede producir una unión soldada 7 con la herramienta de soldadura 10.
Aquí es posible que, por ejemplo, dos bordes o aristas o esquinas de un único componente 5 se unan mediante soldadura a resistencia con una o más uniones soldadas 7. Independientemente de cuántos componentes 5, 6 se unan con una unión soldada 7, la o las uniones soldadas 7 pueden ejecutarse como soldadura por puntos o costura de soldadura o combinaciones de las mismas.
Al lado secundario del transformador de soldadura 30 se aplica una primera tensión secundaria U21 entre la primera y la segunda salida 31, 32 del transformador de soldadura 30. Además, entre la primera y la segunda salida 32, 33 del transformador de soldadura 30 se aplica una segunda tensión secundaria<u>22. La primera tensión secundaria U21 y la segunda tensión secundaria U22 conforman una tensión de soldadura U23 después de la unidad rectificadora 40, que provoca una corriente de soldadura I2.
El primer transistor 41 está conectado a la primera salida 31 del transformador de soldadura 30. Un segundo transistor 42 está conectado en serie con el primer transistor 41. Así, la conexión en serie del primer y segundo transistor 41, 42 está conectada entre el transformador de soldadura 30 y la herramienta de soldadura 10. Más específicamente, la conexión en serie del primer y segundo transistor 41, 42 está conectada entre el transformador de soldadura 30 y el primer electrodo de soldadura 11.
Con la segunda salida 32 del transformador de soldadura 30, el segundo electrodo de soldadura 12 está conectado directamente.
El tercer transistor 43 está conectado a la tercera salida 32 del transformador de soldadura 30. Un tercer transistor 44 está conectado en serie con el cuarto transistor 43. De esta manera, la conexión en serie del tercer y cuarto transistor 43, 44 está conectada entre el transformador de soldadura 30 y la herramienta de soldadura 10. Más específicamente, la conexión en serie tercer y cuarto transistor 43, 44 está conectada entre el transformador de soldadura 30 y el primer electrodo de soldadura 11.
El dispositivo de control 20 también puede conmutar la polaridad de la tensión de soldadura U23 en el electrodo de soldadura 11 y 12 según se desee controlando correspondientemente los transistores 41, 42, 43, 44. El dispositivo de control 20 está configurado para conectar un transistor de los transistores 41, 42, 43, 44 en respuesta a la preselección de la tensión de salida y la polaridad, respectivamente. El transistor conectado en serie de los transistores 41, 42, 43, 44 se conecta entonces en conducción negativa cuando hay corriente en el modo de funcionamiento síncrono.
Por ejemplo, el dispositivo de control 20 conecta el primer transistor 41 en respuesta a la tensión de salida y a la preselección de polaridad, respectivamente. El segundo transistor conectado en serie se conecta entonces en conducción negativa cuando hay corriente en el modo de funcionamiento síncrono. En este caso, la corriente de soldadura I2 es una corriente positiva que fluye fuera del electrodo 11. El electrodo 11 se polariza entonces positivamente. El electrodo 12 se polariza entonces negativamente.
Cuando la corriente de soldadura I2 debe invertirse en polaridad, se realiza una preselección de polaridad con los otros transistores 42, 44 y los correspondientes transistores se conmutan a conducción negativa.
De este modo, en el rectificador 40 se conectan en serie dos transistores por cada ramal de rectificación, a saber, los transistores 41, 42 en el ejemplo. Lo mismo se aplica de la misma manera a la conexión en serie del tercer y cuarto transistor 43, 44 como otro ramal de rectificación del rectificador 40.
De este modo, en el transformador de soldadura 30 se puede aplicar una tensión de soldadura U23 conmutable en función de la polaridad entre los electrodos de soldadura 11, 12 y una corriente de soldadura I2 conmutable en función de la polaridad.
En un proceso de soldadura, en particular de soldadura a resistencia de por lo menos un componente 5, 6 con el dispositivo de soldadura 2, al menos un electrodo de soldadura 11, 12 entra en contacto con al menos un componente 5, 6 y al menos un transformador de soldadura 30 se utiliza para suministrar una corriente eléctrica a la herramienta de soldadura 30 al soldar el, al menos un, componente 5, 6. Aquí, se proporciona una conexión en serie de dos transistores 41, 42; 43, 44 para el circuito de conmutación de polos, que están conectados entre la herramienta de soldadura 10 y una salida 31, 33 del transformador de soldadura 30, tal como se muestra en la figura 1. En el procedimiento de soldadura, se realiza el paso de seleccionar la polaridad de los dos transistores 41, 42; 43, 44 conectando un transistor del par 41, 42 o un transistor del par 43, 44 dependiendo de la potencia de salida del transformador de soldadura 30 y de la preselección de polaridad. Además, en el funcionamiento síncrono en presencia de corriente eléctrica se ejecuta el paso de una conexión con conducción negativa del transistor 41 ó 42; 43 ó 44 conectado en serie con el transistor conectado 41 ó 42; 43 ó 44. De esta manera, la polaridad de un transistor 42; 44 del circuito en serie se gira con respecto a la polaridad del otro transistor 41; 43 del circuito en serie para aplicar una tensión de soldadura conmutable por polaridad U23 y una corriente de soldadura conmutable por polaridad I2 en el transformador de soldadura.
El transistor con la polaridad girada se puede proporcionar para la conexión con la herramienta de soldadura 10. Más concretamente, el rectificador 40 combina ambos ramales del circuito en serie y después los conduce a la herramienta de soldadura 10.
El dispositivo de soldadura 2 resulta particularmente ventajoso para ser usado con combinaciones de chapas metálicas en las que se produce un quemado indeseado de los electrodos de soldadura o una migración de material con una pinza de soldadura. Además, el dispositivo de soldadura a resistencia 3 se puede utilizar de forma especialmente ventajosa para soldar eslabones de cadenas y para soldar radiadores.
La figura 2 muestra con más detalle la estructura mecánica del rectificador 40 según el presente ejemplo de ejecución sobre una unidad receptora de montaje 51 del dispositivo 50. La unidad receptora de montaje 51 es la salida hacia el electrodo de soldadura 11.
El rectificador 40 presenta una primera placa de presión 45, una segunda placa de presión 46, una parte lateral A 47, una parte lateral B 48 y una parte central 49. Dos módulos semiconductores 401 están dispuestos entre la parte lateral A 47 y la parte media 49. También están dispuestos dos módulos semiconductores 401 entre la parte lateral B 48 y la parte central 49. En la figura 2 sólo son visibles los conectores directos 4013 de los módulos semiconductores 401. Estos se muestran en las figuras 3 y 4 y se describen con más detalle a continuación. Con el rectificador 40 se puede realizar la función con conmutación de polos o conmutación de polaridad, tal como se ha descrito anteriormente con referencia a la figura 1. Sin conmutación de polos, sólo hay dos módulos 401, lo que se describe con más detalle a continuación en referencia con la figura 6 y la figura 7.
Según la figura 2, el rectificador 40 presenta una construcción tipo sándwich en la que la parte central 49 está dispuesta entre la parte lateral A 47 y la parte lateral B 48. Además, la combinación de las partes 47, 49, 48 está dispuesta entre la parte del lado A 47 y la parte del lado B 48. Así, la primera placa de presión 45, la parte lateral A 47, la parte central 49, la parte lateral B 48 y la segunda placa de presión 46 están dispuestas una tras otra o una al lado de la otra en la secuencia mencionada. La mencionada combinación 45, 47, 49, 48, 46 se fija mediante elementos de fijación 451. Los elementos de fijación 451 se introducen a través de la combinación 45, 47, 49, 48, 46. En particular, aquí, al menos uno de los elementos de fijación 451 puede ser un tornillo que se enrosca en una rosca no visible de la placa de presión 46. Alternativamente, al menos uno de los elementos de fijación 451 puede ser un tornillo que se enrosca en una tuerca alojada en la placa de presión 46.
Las partes laterales 47, 48 están diseñadas como placas eléctricamente conductoras, en particular placas de cobre, etc. Por supuesto, también puede ser utilizado otro material eléctricamente conductor, en particular metal para las partes laterales 47, 48. Las partes laterales 47, 48 también pueden denominarse como placas de cobre de corriente alterna del transformador.
La parte central 49 está fabricada de un material eléctricamente conductor. La parte central 49 está fijada con conductividad eléctrica, en particular atornillada a la unidad receptora de montaje y conforma así parte de la salida de corriente en la dirección del electrodo de soldadura 11. Las partes laterales 47, 48, que están fabricadas de un material conductor como se ha descrito anteriormente, están fijadas a la placa de montaje 51 de forma aislada, en particular atornilladas, tal como se muestra en la figura 2. En el presente ejemplo, las placas de presión 45, 46 están fabricadas de un material conductor. Las placas de presión 45, 46 están aisladas de las partes laterales adyacentes 47, 48 mediante arandelas aislantes 450. Alternativamente, es posible que las placas de presión 45, 46 estén fabricadas de un material no conductor de electricidad, de modo que las arandelas aislantes 450 puedan omitirse. En otras palabras, entre la parte lateral 47 y la placa de presión 45 está dispuesta una arandela aislante 450. Asimismo, se dispone una arandela aislante 450 entre la parte lateral 48 y la placa de presión 46 para el montaje sin contacto, aunque la arandela aislante 450 no es visible en la figura 2.
Las partes laterales 47, 48 y la parte central 49 se fijan a la unidad receptora de montaje 51 mediante elementos de fijación 511 a 513. En este caso, las partes laterales 47, 48, independientemente de si están colocadas a la izquierda o a la derecha o viceversa con respecto a la parte central 49, están fijadas a la unidad receptora de montaje 51 mediante un aislamiento, que está diseñado en particular como al menos una arandela aislante. En el ejemplo de la figura 2, los elementos de fijación 511 a 513 son tornillos que se fijan en aberturas de las partes laterales 47, 48, la parte central 49 y la unidad receptora de montaje 51. Debido al aislamiento requerido entre las partes laterales 47, 48 y la unidad receptora de montaje 51, los elementos de fijación 511 y 513 requieren una arandela aislante adicional 450 para el montaje sin contacto pero firme de las partes individuales 47, 48, 49.
Las aberturas 514 se utilizan para fijar otras placas conductoras, en particular placas de cobre, etc., que luego conforman el relieve de las conexiones del transformador 30 terminado. Las aberturas 514 pueden presentar una rosca interna en la unidad receptora de montaje 51.
Además, la unidad receptora de montaje 51 comprende una abertura 515 que se puede utilizar para la refrigeración del rectificador 40. Para la refrigeración, se puede utilizar como medio refrigerante un medio líquido o gaseoso, en particular agua, aceite o aire, etc.
Las partes laterales 47, 48 presentan respectivamente un grosor asimétrico para sujetar al menos uno o más módulos semiconductores 401. De esta manera, en el rectificador 40 según la figura 2, las partes laterales 47, 48 presentan cada una, una configuración asimétrica. En la figura 2, las partes laterales 47, 48 están dispuestas de tal manera que los dos módulos semiconductores 401 pueden ser sujetados por las partes laterales 47, 48, tal como se ha mencionado anteriormente. Para ello, la parte lateral A 47 de la figura 2 está dispuesta a la izquierda de la parte central 49. Además, la parte lateral B 48 de la figura 2 está dispuesta a la derecha de la parte central 49.
En la parte del lado A 47 está proporcionado al menos un elemento de fijación 471, con el cual el transformador 30 se puede fijar con conductividad eléctrica al rectificador 40, en particular, atornillarse mediante un tornillo. En la parte del lado B 48 está proporcionado al menos un elemento de fijación 481, con el cual el transformador 30 se puede fijar con conductividad eléctrica al rectificador 40, en particular, atornillarse mediante un tornillo. Por ejemplo, en la parte inferior del rectificador 40A de la figura 6, se puede proporcionar un elemento de fijación 471 en la parte lateral 47 y un elemento de fijación 481 en la parte lateral 48, que no son visibles en la figura 6.
En el caso del rectificador 40, los elementos de fijación 511 a 514 en forma de tornillos y/o remaches están dispuestos en la placa de montaje 51 de tal manera que las partes laterales 47, 48 y la parte central 49 se pueden fijar a una de las unidades receptoras de montaje 51, 52 para ambas variantes de montaje de las partes laterales 47, 48. La otra variante de montaje se describe a continuación con referencia a la figura 5 y la figura 6.
Alternativamente, es posible utilizar una solución de orificios ranurados como elementos de fijación 471, 481 y/o 511 a 513 para realizar un montaje de las partes laterales 47, 48 para dos posiciones diferentes. La otra posición se describe más detalladamente con referencia a la figura 5. Según otra alternativa, se pueden utilizar dos o más orificios para tornillos en el transformador 30. Además, aunque los elementos de fijación 511, 513 y las partes laterales 47, 48 presenten orificios longitudinales como aberturas de fijación, en el transformador 30 se pueden seguir utilizando las mismas aberturas de fijación para la variante de transformador de la figura 3 a la figura 5 (con conmutación de polos) y para la variante de transformador de la figura 6 a la figura 8 (sin conmutación de polos). La figura 3 muestra de forma simplificada la estructura mecánica de un módulo semiconductor 401 que presenta múltiples componentes semiconductores 4015, en particular transistores, conectados en paralelo. El circuito en paralelo conforma uno de los transistores 41 a 44 del rectificador 40 de la figura 1. El módulo semiconductor 401 presenta una placa base 4011 y una placa de cubierta 4012. Además, en la placa base 4013 está proporcionado un conector directo 4011.
Tanto la placa base 4011 como la placa de cubierta 4012 están fabricadas de un material altamente conductor térmica y eléctricamente. Una capa metálica adicional 4014, en particular una capa de cobre, etc., se aplica a la placa base 4011, que está aislada de la placa base 4011 mediante un material aislante. La capa metálica adicional 4014, en particular, la capa de cobre, etc., se aplica mediante procedimientos habituales en la fabricación de placas de circuitos impresos. Por supuesto, otros procesos son concebibles para la aplicación.
Los componentes semiconductores 4015 se insertan entonces entre la placa base 4011 y la placa de cubierta 4012 mediante procesos de soldadura en una estructura de sándwich y se ponen en contacto con las correspondientes placas 4011, 4012 y líneas y/o conexiones para señales. Para mayor claridad, no todos los componentes semiconductores 4015 están indicados con un símbolo de referencia en la figura 3.
De este modo, el módulo 401 permite la conexión en paralelo de los transistores o elementos semiconductores 4015 entre la placa base 4011 y la placa de cubierta 4012. En el espacio entre la placa base 4011 y la placa de cubierta 4012, una pluralidad de dispositivos semiconductores 4015, por ejemplo entre 30 y 50, están conectados en paralelo. Por ejemplo, los componentes semiconductores 4015 presentan transistores de efecto de campo de aislante metálico (MISFET), en particular transistores de efecto de campo de óxido metálico (MOSFET), cuyo tipo se puede seleccionar según la aplicación.
El módulo 401 está al menos parcialmente chapado en oro, en particular en todo su contorno, con el fin de aumentar la conductividad en la conexión implementada con el conector directo 4013 y/o en las conexiones del circuito paralelo de los dispositivos semiconductores 4015 a la placa base 4011 y a la placa de cubierta 4012.
Como se muestra en la figura 4, dos de los módulos semiconductores 401 pueden estar dispuestos espalda con espalda como un paquete de módulos semiconductores. En este caso, las placas base 4011 de los dos módulos semiconductores 401 están dispuestas adyacentes entre sí.
Como se muestra en la figura 5, un conector directo 4013 se puede enchufar en cada conector 402 para conectar el módulo semiconductor 401 con una placa de control 403. Por razones de claridad en la representación, en la figura 4 no todos los conectores 402 están indicados con un símbolo de referencia.
Según las figuras 3 a 5, el módulo semiconductor 401 presenta una forma de cruz, cuyas esquinas están respectivamente rebajada de modo que los elementos de fijación 451 pueden ser guiados a través del rectificador 40 en el rebaje del módulo semiconductor 401 conformado de este modo. De esta manera, el módulo semiconductor 401, y por lo tanto, su placa base 4011, presenta una forma prácticamente de cruz. Además, en el ejemplo de la figura 3 a la figura 5, la placa de cubierta 4012 presenta aproximadamente una forma de cruz. En particular, la placa base 4011 y la placa de cubierta 4012 tienen forma de cruz simétrica, tal como se puede ver mejor en la figura 4. En un lado o borde de la cruz, el conector directo 4013 sobresale lateralmente hacia afuera. En particular, el conector directo 4013 sobresale de la placa base 4011. La placa de cubierta 4012 se acorta opcionalmente en un lado con respecto a la fabricación. De este modo, se puede omitir la torsión de la placa de cubierta 4012 durante la fabricación del módulo 401.
En el módulo semiconductor 401, después de la aplicación y estructuración de la capa metálica adicional 4014 mediante un proceso convencional en la fabricación de placas de circuito impreso, los componentes semiconductores 4015, en particular entre 30 y 50 piezas incluyendo cualquier componente pasivo necesario, se ensamblan mediante procesos convencionales en el ensamblaje de placas de circuito impreso. La conexión eléctrica entre la placa base 4011, que presenta la placa base y la capa metálica 4014 aplicada adicionalmente, en particular una capa de cobre, y los componentes 4015 mencionados anteriormente se realiza, por ejemplo, mediante un proceso de soldadura. Alternativa o adicionalmente, son concebibles para este fin procesos tales como la soldadura por ultrasonidos o cualquier otro proceso para producir conexiones eléctricas. Asimismo, la placa de cubierta 4012 se conecta con los componentes semiconductores 4015 mediante un proceso de soldadura y/o cualquier otro proceso.
De este modo, los componentes semiconductores 4015, tales como transistores, en particular MOS-FET de un cierto diseño incluyendo posiblemente componentes pasivos y activos requeridos, están ubicados en el espacio entre la placa base 4011 y la placa de cubierta 4012. Los componentes semiconductores 4015 se adaptan eléctricamente tanto a través de la placa base 4011 (conexión de fuente y conexión de puerta de los transistores, conexión de puerta a través de la capa metálica aplicada adicionalmente 4014) como a través de la placa de cubierta 4012. El control y el monitoreo se realizan a través del conector directo 4013. El conector directo 4013 adapta el lado superior (capa metálica aplicada adicionalmente 4014) y el lado inferior (placa base) de la placa base 4011.
Como se puede observar en la figura 5, cada uno de los módulos semiconductores 401 está respectivamente conectado a la placa de control 403 mediante un conector 402. Para este propósito, los módulos semiconductores 401 están colocados espalda con espalda en la figura 5 de manera que los conectores directos 4013 y por lo tanto los conectores 402 pueden estar dispuestos uno al lado del otro. Aquí, los módulos semiconductores 401 están dispuestos en una fila uno al lado del otro. Los conectores directos 4013 están dispuestos entonces adyacentes entre sí en dirección transversal a la fila. En otras palabras, los conectores directos 4013 están dispuestos desplazados diagonalmente en la placa de control 403.
El dispositivo de control 20 también puede estar dispuesto en la placa de control 403 de la figura 5. Además, la placa de control 403 está conectada a una placa de fuente de alimentación 404 que proporciona alimentación eléctrica a la placa de control 403. La placa de fuente de alimentación 404 también puede estar conectada eléctricamente a la placa de control 403 mediante un conector directo 4013 y un conector 402. La placa de circuito de fuente de alimentación 404 se puede omitir cuando la unidad de fuente de alimentación provista en ella está dispuesta en la placa de control 403. En este caso, el conector directo correspondiente 402 para la placa de fuente de alimentación 404 también puede omitirse.
De esta manera, cada uno de los módulos semiconductores 401 está configurado de forma idéntica. Por lo tanto, los módulos semiconductores 401 también pueden denominarse como partes idénticas.
Los módulos semiconductores 401 presentan cada uno al menos un transistor de efecto de campo, que es en particular un transistor de efecto de campo, en particular un NMOS-FET. Por lo tanto, los módulos 401 también pueden denominarse como módulos IGFET. En particular, los módulos IGFET pueden comprender al menos un transistor de efecto de campo de metal-óxido-semiconductor (MOSFET).
El conector 402 para la conexión a la placa de control 403, que puede configurarse como un conector directo, está dispuesto excéntricamente en los módulos semiconductores 401. De este modo, dos módulos semiconductores 401 con su placa base 4011 pueden ponerse en contacto entre sí mediante una placa de circuito impreso de la placa de control 403. La placa de control 403 con un controlador 4031 y el dispositivo de control 20 están diseñados de tal manera que, dependiendo de la variante de montaje, ambas funciones del rectificador 40 se pueden realizar con o sin conmutación de polos o conmutación de polaridad.
La figura 6 muestra la construcción mecánica de un rectificador 40A sin conmutación de polos ni conmutación de polaridad. El rectificador 40A está construido en muchas partes de la misma manera que se ha descrito anteriormente con respecto al ejemplo de ejecución precedente con conmutación de polos para el rectificador 40. En contraste con el ejemplo de ejecución precedente, en el rectificador 40A de la figura 6 las partes laterales 47, 48 están dispuestas invertidas con respecto a la parte central 49. De esta manera, la parte lateral A 47 de la figura 6 está dispuesta a la derecha de la parte central 49. Además, la parte lateral B 48 de la figura 6 está dispuesta a la izquierda de la parte central 49. De esta manera, en la ejecución de la figura 6, sólo se pueden proporcionar dos módulos semiconductores 401 en total. Aquí, sólo un módulo semiconductor 401 está dispuesto entre la parte del lado A 47 y la parte central 49. Entre la parte del lado B 48 y la parte central 49, también está dispuesto sólo un módulo semiconductor 401. Así, en la figura 6 sólo pueden observarse dos conectores directos 4013 de los módulos semiconductores 401 para los conectores 402.
Como resultado, el rectificador 40A está obligado a omitir dos módulos semiconductores 401 solamente intercambiando las partes laterales 47, 48. De esta manera, la función se puede realizar sin conmutación de polos o conmutación de polaridad, como se mencionó anteriormente con respecto al ejemplo de ejecución precedente. Por lo tanto, sólo dos módulos semiconductores 401 se insertan en la placa de control 403, como se ilustra en la figura 7. Como resultado, la placa de control 403, a diferencia del conjunto completo según la figura 5, no está completamente equipada con la función sin cambio de polos, ya que sólo dos módulos semiconductores 401 están enchufados con la función sin cambio de polos y, por lo tanto, sólo hay que controlar dos módulos. En la variante sin conmutación de polos de la figura 6, sólo se necesitan los transistores 42, 44 de la figura 1. Alternativamente, sólo se pueden utilizar los transistores 41, 43 de la figura 1.
Mediante la construcción asimétrica de las partes laterales 47, 48, se pueden utilizar dos o cuatro módulos semiconductores 401 (cambio de polos o cambio de polaridad) intercambiando las partes laterales 47, 48 y seguir utilizando los mismos puntos de atornillado en el transformador 30.
A diferencia de la unidad receptora de montaje 51 del rectificador 40 de la figura 2, la salida hacia el electrodo de soldadura 11 en el rectificador 40A de la figura 6 está conformada con una unidad receptora de montaje 52. La unidad receptora de montaje 52 del rectificador 40A de la figura 6 es la única parte que difiere del rectificador 40 de la figura 2.
El rectificador 40 también presenta elementos de fijación 521 a 524 en forma de tomillos y/o remaches en la unidad receptora de montaje 52. Además, la unidad receptora de montaje 52 comprende una abertura 525 que se puede utilizar para la refrigeración del rectificador 40A. Para la refrigeración, se puede utilizar como medio refrigerante un medio líquido o gaseoso, en particular agua, aceite o aire, etc.
Según la figura 6, en el rectificador 40A y también las partes laterales 47, 48 y la parte central 49 se fijan a la unidad receptora de montaje 52 mediante elementos de fijación 511 a 523. En este caso, las partes laterales 47, 48, independientemente de si están colocadas a la izquierda o a la derecha o viceversa con respecto a la parte central 49, están fijadas a la unidad receptora de montaje 52 mediante un aislamiento, que está diseñado en particular como al menos una arandela aislante 450. En el ejemplo de la figura 2, los elementos de fijación 521 a 523 son tornillos que se fijan en aberturas de las partes laterales 47, 48, la parte central 49 y la unidad receptora de montaje 52. Debido al aislamiento requerido entre las partes laterales 47, 48 y la unidad receptora de montaje 52, los elementos de fijación 521 y 523 requieren una arandela aislante adicional 450 para el montaje sin contacto pero firme de las partes individuales 47, 48, 49.
De esta manera, el diseño del rectificador 40, 40A se puede realizar muy flexible y fácil de implementar para la respectiva aplicación requerida. Aquí es posible utilizar partes idénticas de los módulos semiconductores 401 para el transformador de soldadura 30 con o sin conmutación de polos o conmutación de polaridad en la salida.
De este modo, se pueden utilizar los mismos transistores o módulos semiconductores 401, en particular módulos MOSFET, para todos los transistores 41 a 44 de los rectificadores 40, 40A, colocando el conector o clavija 402 en el controlador 403.
Además, los transformadores 30 con conmutación de polos y los transformadores 30 sin conmutación de polos se pueden implementar con rectificadores 40, 40A con las mismas partes laterales 47, 48. En otras palabras, para los rectificadores 40, 40A se utilizan las mismas partes independientemente de si los transformadores 30 con conmutación de polos y los transformadores 30 sin conmutación de polos se van a combinar con los rectificadores 40, 40A.
Además, los transformadores 30 con conmutación de polos y los transformadores 30 sin conmutación de polos se pueden controlar con la misma placa de control 403 (con variantes de componentes), tal como se mencionó anteriormente.
La figura 8 muestra un dispositivo de soldadura 3 con un rectificador 400 según un tercer ejemplo de ejecución. El dispositivo de soldadura 3 es, en particular, un dispositivo de soldadura a resistencia. El dispositivo de soldadura 3 está construido en muchas partes de la misma manera que se ha descrito para el dispositivo de soldadura 2 según el ejemplo de ejecución precedente. Los componentes 41, 42, 43, 44, que están diseñados como los módulos 401 y por lo tanto como partes idénticas, presentan al menos un transistor en este caso, pero en particular hasta unos 50 transistores. Sin embargo, el número se puede seleccionar discrecionalmente según los requisitos de la respectiva aplicación de soldadura. En todos los componentes 41, 42, 43, 44 están indicados los diodos BODY.
A diferencia del dispositivo de soldadura 2 según los ejemplos de ejecución precedentes, en el dispositivo de soldadura 3 según la presente realización, los transistores 41, 42, 43, 44 están configurados específicamente como transistores de efecto de campo de óxido metálico semiconductor (MOS-FET). Los transistores de efecto de campo metal-óxido-semiconductor están conectados antiparalelos en el dispositivo de soldadura 3.
La figura 8 muestra la variante con conmutación de polos. Cuando se desea realizar la variante sin conmutación de polos, sólo se necesitan los transistores 42, 44, en los que la conexión de fuente S está conectada al transformador 30 y la conexión de drenaje está conectada a los respectivos electrodos 11, 12.
Como se muestra en la figura 8, una tensión primaria U1 en el lado primario del transformador de soldadura 30 resulta de un circuito puente 60 de interruptores semiconductores 61. En particular, los interruptores semiconductores 61, 62, 63, 64 pueden ser cada uno un transistor bipolar de puerta aislada (del inglés: IGBT = Insulated-Gate Bipolar Transistor).
En el circuito 60, el primer interruptor semiconductor 61 y el segundo interruptor semiconductor 62 están conectados en serie. Además, el tercer transistor 63 y el cuarto transistor 64 están conectados en serie. La tensión primaria U1 se conforma en el lado primario del transformador de soldadura 30 entre un primer nodo de conexión 71 dispuesto entre el primer y segundo interruptor semiconductor 61, 62 y un segundo nodo de conexión 72 dispuesto entre el tercer y cuarto interruptor semiconductor 63, 64.
Del lado secundario del transformador de soldadura 30 se aplica una primera tensión secundaria U21 entre la primera y la segunda salida 31, 32 del transformador de soldadura 30. Además, entre la primera y la segunda salida 32, 33 del transformador de soldadura 30 se aplica una segunda tensión secundaria U22. Después de la rectificación a través del rectificador 400, la primera tensión secundaria U21 y la segunda tensión secundaria U22 conforman la tensión de soldadura U23 en polaridad preseleccionada.
El transformador de soldadura 30 convierte la tensión primaria U1 en la primera y segunda tensión secundaria U21, U22. Aquí, la suma de las tensiones secundarias U21, U22 es menor que el valor de la tensión primaria U1. Además, el transformador de soldadura 30 convierte una corriente primaria I1 en el lado primario del transformador de soldadura 30 en la corriente secundaria I2 en el lado secundario del transformador de soldadura 30. La corriente secundaria I2, que también puede denominarse como corriente de soldadura, tiene un valor superior al de la corriente primaria I1.
El circuito del dispositivo de soldadura 3 mostrado en la figura 8 es conmutado por el dispositivo de control 20 de la misma manera que se describe con respecto a la realización precedente.
El dispositivo de soldadura 3 se puede utilizar en lugar del dispositivo de soldadura 2 según el ejemplo de ejecución anterior en la instalación 1 según el ejemplo de ejecución anterior. En particular, el rectificador 400 se puede configurar de la misma manera que se ha descrito con respecto al primer y segundo ejemplo de ejecución.
El dispositivo de soldadura 3 también se puede utilizar de forma particularmente ventajosa para combinaciones de chapas metálicas en las que una pinza de soldadura da lugar a un grado diferente de quemado de los electrodos de soldadura. Además, el dispositivo de soldadura 3 se puede utilizar de forma especialmente ventajosa para soldar eslabones de cadenas y para soldar radiadores.
Así, resulta posible que de los, al menos dos, módulos semiconductores 401, dos módulos semiconductores 401 estén dispuestos juntos entre una de las partes laterales 47 y la parte central 49 y estén conectados como un circuito en serie de dos transistores 41, 42 entre la herramienta de soldadura 10 y una salida 31 del transformador de soldadura 30, y otros dos módulos semiconductores 401 estén dispuestos juntos entre la otra de las partes laterales 48 y la parte central 49 y estén conectados como un circuito en serie de dos transistores 43, 44 entre la herramienta de soldadura 10 y otra salida 33 del transformador de soldadura 30. Esto permite la conmutación de polos del transformador 30 como se ha descrito anteriormente con respecto al primer ejemplo de ejecución. Cuando no se requiere la conmutación de polos del transformador 30, los, al menos dos, módulos semiconductores se pueden disponer cada uno individualmente entre una de las partes laterales 47, 48 y la parte central 49 y conectar entre la herramienta de soldadura 10 y una salida del transformador de soldadura 30.
Además, es posible que el transformador de soldadura 30 presente al menos dos, pero preferiblemente tres, salidas, en donde un circuito en serie de dos transistores 41, 42; 43, 44 está dispuesto en cada una de las dos salidas, los extremos de los circuitos en serie están conectados entre sí y están conectados preferentemente a la tercera salida del transformador de soldadura 30 en o antes de la herramienta de soldadura 10. Además, resulta posible que la conexión en serie de los transistores 41, 42; 43, 44 comprenda únicamente uno o más transistores de la misma polaridad conectados en paralelo. Además, es posible que para la variante sin inversión de polos, como se describe con referencia a la figura 6 y la figura 7, sólo haya uno de cada transistor en dos de las salidas 31, 33.
Todas las realizaciones descritas anteriormente de la instalación 1, los dispositivos de soldadura 2, 3 y del procedimiento correspondiente para la soldadura a resistencia se pueden utilizar individualmente o en todas las combinaciones posible, dentro del alcance de las reivindicaciones incluidas. En particular, todas las características y/o funciones de los ejemplos de ejecución descritos anteriormente se pueden combinar de manera discrecional dentro del alcance de las reivindicaciones. Adicionalmente, en particular, son concebibles las siguientes modificaciones:
Las partes mostradas en las figuras son esquemáticas y pueden diferir en el diseño exacto de las formas mostradas en las figuras siempre que se garanticen sus funciones previamente descritas.
Los transistores 41, 42, 43, 44 pueden tratarse alternativamente de transistores bipolares, pero se prefiere el tipo transistor de efecto de campo semiconductor de óxido metálico (MOSFET).
El transformador de soldadura 30 se puede construir a partir de una conexión en paralelo de dos transformadores. Posiblemente, se proporcionan hasta cuatro módulos semiconductores 401 entre una parte lateral 47, 48 y la parte central 49. Por supuesto, el número de módulos semiconductores 401 puede ser mayor, dependiendo de los requisitos y de la realización. Además, para aplicaciones especiales se pueden disponer 3 ó 5 o más módulos semiconductores 401 entre una parte lateral 47, 48 y la parte central 49.
La instalación 1 podría presentar una herramienta manual en lugar de la herramienta de soldadura 10 guiada por el dispositivo 50. Alternativamente, el dispositivo 50 puede estar configurado de tal manera que la herramienta de soldadura 10 sea una herramienta manual.
Además de cualquiera de las variantes de ejecución mencionadas para la herramienta de soldadura 10, es concebible que la instalación 1 comprenda al menos otra herramienta, como una herramienta de atornillado, una herramienta de taladrado o una herramienta de fresado, o una herramienta de remachado o una herramienta de corte o una herramienta tox o una herramienta de punzonado.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Rectificador (40; 40A, 400) para un transformador de soldadura (30) de un dispositivo de soldadura (2; 3) para soldar al menos un componente (5, 6), con:
una primera parte lateral (47) para la conexión eléctricamente conductora con el transformador de soldadura (30);
una segunda parte lateral (48) para la conexión eléctricamente conductora con el transformador de soldadura (30);
una parte central (49) dispuesta y configurada entre la primera y la segunda parte lateral (47, 48) para una salida de corriente eléctrica en la dirección de un electrodo de soldadura (11) del dispositivo de soldadura (2; 3); y
al menos dos módulos semiconductores (401) dispuestos entre las partes laterales (47, 48) y la parte central (49) y pueden conectarse entre una herramienta de soldadura (10) del dispositivo de soldadura (2; 3) y una salida del transformador de soldadura (30);
caracterizado porque
los, al menos dos, módulos semiconductores (401) están diseñados como piezas idénticas, cuyo conector directo (4013) está dispuesto lateralmente en el módulo semiconductor (401), de modo tal que en el caso de una disposición de dos módulos semiconductores (401) espalda con espalda en una fila uno junto al otro, los conectores directos (4013) están dispuestos adyacentes entre sí en dirección transversal a la fila para conectar los, al menos dos, módulos semiconductores (401) con un conector (402) cada uno de una placa de control (403) para una fuente de alimentación de los, al menos dos, módulos semiconductores (401).
2. Rectificador (40; 40A, 400) según la reivindicación 1,
en donde los, al menos dos, módulos semiconductores (401) están dispuestos juntos entre una de las partes laterales (47) y la parte central (49) y están conectados como un circuito en serie de dos transistores (41, 42; 43, 44) entre la herramienta de soldadura (10) y una salida del transformador de soldadura (30), o están dispuestos cada uno individualmente entre una de las partes laterales (47) y la parte central (49) y están conectados entre la herramienta de soldadura (10) y una salida del transformador de soldadura (30).
3. Rectificador (40; 40A, 400) según la reivindicación 1 ó 2,
en donde los, al menos dos, módulos semiconductores (401) presentan respectivamente al menos un elemento semiconductor (4015) que comprende al menos un transistor; y
en donde la polaridad de un transistor (42; 44) del circuito en serie se gira con respecto a la polaridad del otro transistor (41; 43) del circuito en serie para realizar una tensión de soldadura conmutable por polaridad (U23) y una corriente de soldadura conmutable por polaridad (I2) en el transformador de soldadura (30) en el caso del circuito en serie.
4. Rectificador (40; 40A, 400) según la reivindicación 3, en donde el transistor (42; 44) con la polaridad girada está previsto para la conexión con la herramienta de soldadura (10) a través de la parte central (49) y una unidad receptora de montaje (51).
5. Rectificador (40; 40A, 400) según la reivindicación 3 ó 4, en donde los transistores (41, 42; 43, 44) son transistores de efecto de campo semiconductores de óxido metálico.
6. Rectificador (40; 40A, 400) según una de las reivindicaciones precedentes,
en donde cada uno de los, al menos dos, módulos semiconductores (401) comprende una placa base (4011) y una placa de cubierta (4012) que están conectadas electrónica y mecánicamente entre sí, y cada módulo semiconductor (401) presenta un conector directo (4013) que sobresale lateralmente del módulo semiconductor (401).
7. Rectificador (40; 40A, 400) según una de las reivindicaciones precedentes, en donde la primera parte lateral (47) y la segunda parte lateral (48) pueden estar configuradas asimétricas de tal modo que al cambiar la disposición de las partes laterales (47, 48) con respecto a la parte central (49) cambie el número de módulos semiconductores (401) que pueden sujetarse entre una de las partes laterales (47, 48) y la parte central (49).
8. Rectificador (40; 40A, 400) según una de las reivindicaciones precedentes,
comprendiendo además elementos de fijación (471, 481) para fijar las partes laterales (47, 48) al transformador de soldadura (30);
en donde los elementos de fijación (471, 481) están proporcionados en las partes laterales (47, 48) de tal manera que se pueden utilizar los mismos puntos de fijación en el transformador de soldadura (30) independientemente de cómo estén dispuestas las partes laterales (47, 48) con respecto a la parte central (49), de manera que se pueda aplicar o no una corriente de soldadura (I2) conmutable por polaridad.
9. Dispositivo de soldadura (2; 3) con:
una herramienta de soldadura (10) con al menos un electrodo de soldadura (11, 12) que se pone en contacto con el, al menos un, componente (5, 6) para soldarlo;
al menos un transformador de soldadura (30) para suministrar corriente eléctrica a la herramienta de soldadura (10) al soldar el, al menos un, componente (5, 6); y
al menos un rectificador (40; 40A, 400) según una de las reivindicaciones precedentes, en donde el, al menos un rectificador (40; 40A, 400) mencionado está conectado al, al menos un, transformador de soldadura (30).
10. Dispositivo de soldadura (2; 3) según la reivindicación 9, en donde el transformador de soldadura (30) presenta dos salidas (31, 33), en cada una de las cuales está conectada una conexión en serie de dos transistores (41, 42; 43, 44) delante de la herramienta de soldadura (10).
11. Dispositivo de soldadura (2; 3) según la reivindicación 9 ó 10, que comprende además un dispositivo de control (20) para conectar al menos uno de los transistores conectados en serie (41, 42, 43, 44) con conducción negativa en el funcionamiento síncrono en presencia de corriente eléctrica.
12. Dispositivo de soldadura (2; 3) según una de las reivindicaciones 9 a 11, en donde la herramienta de soldadura (10) es una pinza de soldadura con dos electrodos de soldadura (11, 12) entre los que está dispuesto el, al menos un, componente (5, 6) durante la soldadura.
13. Instalación (1) para el tratamiento de objetos (4), con
un dispositivo de soldadura (2; 3) según una de las reivindicaciones 9 a 12,
en donde el dispositivo de soldadura (2; 3) está previsto para soldar al menos un componente (5, 6) para al menos uno de los objetos (4).
14. Instalación (1) según la reivindicación 13, en donde la instalación (1) está diseñada para la fabricación de carrocerías de vehículos o radiadores o cadenas como objetos (4).
15. Procedimiento de fabricación de un rectificador (40; 40A, 400) para un transformador de soldadura (30) de un dispositivo de soldadura (2; 3), en donde el procedimiento presenta los siguientes pasos:
disponer una parte central (49) entre una primera y una segunda parte lateral (47, 48) y al menos un módulo semiconductor (401) cada uno entre las partes laterales (47, 48) y la parte central (49), en donde la primera y la segunda parte lateral (47) sirve respectivamente para la conexión eléctricamente conductora con el transformador de soldadura (30), en donde la parte central (49) es parte de la salida de corriente eléctrica en la dirección de un electrodo de soldadura (11) del dispositivo de soldadura (2; 3); caracterizado porque los, al menos dos, módulos semiconductores (401) están diseñados como piezas idénticas, cuyo conector directo (4013) está dispuesto lateralmente en el módulo semiconductor (401), de modo tal que en el caso de una disposición de dos módulos semiconductores (401) espalda con espalda en una fila uno junto al otro, los conectores directos (4013) están dispuestos adyacentes entre sí en dirección transversal a la fila para conectar los, al menos dos, módulos semiconductores (401) con un conector (402) cada uno de una placa de control (403) para una fuente de alimentación de los, al menos dos, módulos semiconductores (401); y
conectar eléctricamente los, al menos dos, módulos semiconductores (401) entre una herramienta de soldadura (10) y una salida del transformador de soldadura (30).
ES20160828T 2019-04-04 2020-03-04 Rectificador para un transformador de soldadura de un dispositivo de soldadura y procedimiento de fabricación de dicho rectificador Active ES2960287T3 (es)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019204788.2A DE102019204788A1 (de) 2019-04-04 2019-04-04 Gleichrichter für einen Schweißtransformator einer Schweißvorrichtung und Verfahren zum Herstellen eines solchen Gleichrichters

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2960287T3 true ES2960287T3 (es) 2024-03-04

Family

ID=69770565

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES20160828T Active ES2960287T3 (es) 2019-04-04 2020-03-04 Rectificador para un transformador de soldadura de un dispositivo de soldadura y procedimiento de fabricación de dicho rectificador

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP3718673B1 (es)
CN (1) CN111790974B (es)
DE (1) DE102019204788A1 (es)
ES (1) ES2960287T3 (es)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021204581B4 (de) 2021-05-06 2023-02-16 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Einrichtung und verfahren zur ansteuerung eines gleichrichters für einen schweisstransformator

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07120592B2 (ja) * 1988-12-27 1995-12-20 本田技研工業株式会社 整流器付トランス装置
JPH04253579A (ja) * 1991-02-01 1992-09-09 Honda Motor Co Ltd 直流抵抗溶接装置
DE10102605A1 (de) * 2001-01-21 2002-07-25 Matuschek Mestechnik Gmbh Schweißstromregelung
CN100414820C (zh) * 2002-07-30 2008-08-27 大金工业株式会社 用于交流/交流电力转换的电力模块
EP1953909A1 (de) * 2007-02-05 2008-08-06 Max Breitmaier Wechselstrom-Gleichstrom-Umrichter ohne Gleichrichterelemente auf der Sekundärseite des Transformators
CN201113775Y (zh) * 2007-06-07 2008-09-10 上海科达机电控制有限公司 大功率高压变频组合式功率单元
US7800222B2 (en) * 2007-11-29 2010-09-21 Infineon Technologies Ag Semiconductor module with switching components and driver electronics
CN102290405B (zh) * 2011-08-08 2015-01-21 中国电力科学研究院 一种用于模块化多电平电压源换流器的晶闸管压装结构
AT512069B1 (de) * 2011-10-31 2016-01-15 Fronius Int Gmbh Widerstandsschweissvorrichtung
CN203775045U (zh) * 2014-01-24 2014-08-13 嘉兴斯达微电子有限公司 一种智能半导体功率模块
CN203936512U (zh) * 2014-04-30 2014-11-12 锦州市圣合科技电子有限责任公司 电阻焊机用中频大功率组件
DE202015102437U1 (de) * 2014-06-06 2015-06-01 Abb Technology Ag Gleichrichtereinheit
CN105429495B (zh) * 2015-12-10 2017-11-14 西南交通大学 一种使用多态子模块的模块化多电平变换器
JP6825408B2 (ja) * 2017-02-17 2021-02-03 三菱電機株式会社 電力用半導体装置、電力変換装置および電力用半導体装置の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111790974A (zh) 2020-10-20
CN111790974B (zh) 2023-09-19
EP3718673B1 (de) 2023-07-26
DE102019204788A1 (de) 2020-10-08
EP3718673A3 (de) 2020-11-04
EP3718673A2 (de) 2020-10-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1195884B1 (en) Electric power conversion/inversion apparatus
JP4191689B2 (ja) インバータ装置
ES2912333T3 (es) Inversor
ES2960287T3 (es) Rectificador para un transformador de soldadura de un dispositivo de soldadura y procedimiento de fabricación de dicho rectificador
JP6158051B2 (ja) 電力変換装置
WO2017043088A1 (en) Induction heating power supply apparatus
US9590622B1 (en) Semiconductor module
ES2962831T3 (es) Rectificador para un transformador de soldadura de un dispositivo de soldadura y procedimiento de fabricación de tal rectificador
JP2019030043A (ja) 電力変換装置
WO2020218014A1 (ja) 電力変換装置
JP2012195374A (ja) 半導体装置
US11509234B2 (en) Power conversion apparatus
ES2852775T3 (es) Aparato de conversión de potencia
JP2018037545A (ja) 半導体モジュール
KR101455519B1 (ko) 인버터용접기용 방열장치
ES2701500T3 (es) Circuito convertidor de corriente
WO2016124255A1 (en) High power electrical module and high power electrical circuit
JP6362959B2 (ja) 電力変換回路、その製造方法、および、パワーコンディショナ
CN208509476U (zh) 用于电子器件的冷却组件以及电源
CN107482409B (zh) 电连接器及医学成像系统
CN205621717U (zh) 自带散热片的表面贴装整流器件
CN110829901A (zh) 一种无刷电机控制器系统及其装配方法
US20220285245A1 (en) Semiconductor module
JP2014036558A (ja) 半導体装置
US20190006274A1 (en) Transistor assemblies