FR2527490A1

FR2527490A1 - WELDING INTENSITY ADJUSTING DEVICE FOR ARC WELDING STATION

Info

Publication number: FR2527490A1
Application number: FR8209890A
Authority: FR
Inventors: Gerges Autuche
Original assignee: TELEC CENTRE SARL
Current assignee: TELEC CENTRE SARL
Priority date: 1982-06-01
Filing date: 1982-06-01
Publication date: 1983-12-02
Also published as: DE3319477A1; BE896839A; FR2527490B1; IT8321399A1; IT1163428B; IT8321399A0

Abstract

The invention relates to the technical field of welding. A triac is connected in series with the primary winding of the welding transformer (T3), the triggering pulses being produced by an electronic device or the like, which is insulated from the mains by a ferrite-pot transformer (T2), and a supply transformer (G1) for controlling a thyristor (Th), which transmits the pulse to the triggering electrode of the triac (TR). The invention can be used especially for single-phase welding stations or welding stations having a multi-phase supply and, if required, for rectification of the secondary side as well.

Description

L'invention a pour objet un dispositif de règlage de l'intensité de soudage pour poste de soudure à l'arc. The subject of the invention is a device for adjusting the welding intensity for an arc welding station.

L'objet de l'invention se rattache notamment au secteur technique de soudage. The object of the invention relates in particular to the technical welding sector.

On connaît des postes de soudure équipés de moyens de reglages de l'intensité de l'arc. Ce règlage peut s'effectuer soit à partir du poste même, soit à partir d'un moyen de commande à distance. Le plus souvent la télécommande équipe des postes de soudure de haut dx gamme, rotatifs ou redressés. Welding stations are known which are equipped with means for adjusting the intensity of the arc. This adjustment can be carried out either from the station itself, or from a remote control means. Most often the remote control equips high-end welding stations, rotary or straightened.

L'invention vise plus particulièrement, des postes de soudure dont la valeur de l'intensité de soudage est moyenne. The invention relates more particularly to welding stations whose value of welding intensity is medium.

Dans le cas d'une commande à distance de l'appareil, se pose le problème d'avoir une isolation entre le secteur et le moyen de commande du règlage de l'intensité. In the case of remote control of the device, the problem arises of having insulation between the sector and the means for controlling the adjustment of the intensity.

Selon l'invention, le règlage de l'intensité de soudure s'opère par la variation de l'angle de conduction d'un triac monté directement en série avec l'enroulement primaire du transformateur de soudure proprement dit. Les impulsions de déclenchement sont produites par un transistor unijonction totalement isolé du secteur, par deux transformateurs, -- - pour commander un thyristor qui transmet l'impulsion de déclenchement à la gâchette di triac. According to the invention, the welding intensity is adjusted by varying the conduction angle of a triac mounted directly in series with the primary winding of the welding transformer itself. The trigger pulses are produced by a unijunction transistor totally isolated from the mains, by two transformers, - - to control a thyristor which transmits the trigger pulse to the triac trigger.

L'angle de phase ne joue que sur une partie de la sinusoïde, ce qui laisse toujours la tension de crête disponible sur l'enroulement secondaire du transformateur de soudure facilitant ainsi 1' amorçage pour les petites électrodes de soudure. The phase angle acts only on a part of the sinusoid, which always leaves the peak voltage available on the secondary winding of the welding transformer, thus facilitating ignition for the small welding electrodes.

Ces caractéristiques et d'autres encore ressortiront de la suite de la description,
Pour fixer l'objet de l'invention, sans toutefois le limiter, dans les dessins annexés
La figure 1 est un exemple d'un schéma électrique de principe du dispositif intégré à un poste de soudure classique.These characteristics and others will emerge from the following description,
To set the subject of the invention, without however limiting it, in the accompanying drawings
Figure 1 is an example of an electrical schematic diagram of the device integrated into a conventional welding station.

La figure 2 montre par une vue en perspective à caractère sché matique, le dispositif monté dans un coffret indépendant des tiné à être isntallé sur un poste de soudure classique. FIG. 2 shows, in a perspective view in dry matic nature, the device mounted in a box independent of the tines to be installed on a conventional welding station.

La figure 3 est un exemple de réalisation d'un schéma électrique de principe correspondant à la figure 2. FIG. 3 is an exemplary embodiment of an electrical schematic diagram corresponding to FIG. 2.

Les figures 4, 5, 6 et 7 montrent les courbes de tensions en fonction du temps. Figures 4, 5, 6 and 7 show the voltage curves as a function of time.

La figure 4 montre la courbe de tension aux bornes du conden sateur. Figure 4 shows the voltage curve across the capacitor.

La figure 5 montre la courbe de tension aux bornes du primaire du transformateur d'isolation. Figure 5 shows the voltage curve across the primary of the isolation transformer.

La figure 6 montre la courbe de tension aux bornes de la diode zener
La figure 7 montre la courbe de tension- aux bornes du triac.Figure 6 shows the voltage curve across the zener diode
Figure 7 shows the voltage curve across the triac.

Afin de rendre plus concret l'objet de l'invention, on le décrit maintfn nt d'une manière nDn limitative en se référant aux exemples des figures des dessins. In order to make the object of the invention more concrete, it is now described in a limiting manner with reference to the examples of the figures in the drawings.

On voit figure 1 que le dispositif est alimenté par un transformateur (Tl) dont l'enroulement primaire (Tla) est conformé pour être branché sur le secteur monophasé 220 V - 380 V par l'intermédiaire d'un double commutateur (1). We see in Figure 1 that the device is powered by a transformer (Tl) whose primary winding (Tla) is shaped to be connected to the single phase 220 V - 380 V via a double switch (1).

Le secondaire (Tlb) de ce transformateur (Tl) délivre une tension alternative efficace de sensiblement 30 V. Cette tension de 30 V est redressée par un pont de dises et écrétée par une diode zener (DZ) à sensiblement 22 V. The secondary (Tlb) of this transformer (Tl) delivers an effective alternating voltage of substantially 30 V. This voltage of 30 V is rectified by a bridge of dises and clipped by a zener diode (DZ) at substantially 22 V.

Un potentiomètre (P11 en parallèle avec la diode zener (DZ), chcrgo un condensateur (Cl) qui est relié à l'émetteur d'un transistor ulijonction (Tr) dont l'une des bases (Bl) est reliée à la borne né gatîve du pont redresseur par l'intermédiaire de l'enroulement primaire d'un transformateur à pot de ferrite (T2). Ce transformateur (T2) assure l'isolation par rapport au secteur (S). A potentiometer (P11 in parallel with the zener diode (DZ), chcrgo a capacitor (Cl) which is connected to the emitter of an ulijunction transistor (Tr) of which one of the bases (Bl) is connected to the born terminal bridge rectifier bridge through the primary winding of a ferrite pot transformer (T2) .This transformer (T2) provides insulation from the mains (S).

Le déclenchement du transistor unijonction (Tr), sur la courbe aux bornes de la diodezener lDZ) (figure 6) est fonction de la position du pntentiomètre de commande (Pi). The tripping of the unijunction transistor (Tr), on the curve across the terminals of the diodezener (ZD) (Figure 6) is a function of the position of the control pntentiometer (Pi).

En parallèle sur l'enroulement secondaire du transformateur d'isolement (12), sont branchées la gâchette et la cathode d'un thyristor (Th), dont l'anode est reliée à l'une des bornes (a) du secteur (S) par l'intermédiaire d'une diode (Dl) montée en direct. In parallel to the secondary winding of the isolation transformer (12), the trigger and the cathode of a thyristor (Th) are connected, the anode of which is connected to one of the terminals (a) of the sector (S ) via a diode (Dl) mounted directly.

Deux diodes en séries (D2 et D3) sont montées on parallèles aux bornes de l'anode et de la cathode du thyristor (Th). En série avec la cathode du thyristor (Th), une diode (D4) est relié par sa cathode à la borne (a) du secteur (S).Two diodes in series (D2 and D3) are mounted one parallel to the terminals of the anode and of the thyristor cathode (Th). In series with the thyristor cathode (Th), a diode (D4) is connected by its cathode to the terminal (a) of the sector (S).

Deux résistances (R# et R2), montées en série, sont connectées d'une part entre la cathode et l'anode des diodes (D2 et D3) et, d'autre part à l'anode (Ai) d'un triac TR. Ce triac (TR) est branché par ses anooes (Al et A2), respectivement à la sortie de la résistance (R2) et à la borne (a) du secteur. La gâchette du triac (TR) est reliée entre les deux résistances (Ri et R2). Two resistors (R # and R2), connected in series, are connected on the one hand between the cathode and the anode of the diodes (D2 and D3) and, on the other hand to the anode (Ai) of a triac TR. This triac (TR) is connected by its anooes (Al and A2), respectively to the output of the resistor (R2) and to the terminal (a) of the sector. The triac trigger (TR) is connected between the two resistors (Ri and R2).

Ce triac (TR) a pour but de règler l'intensité traversant le ou les bobinages de l'enroulement primaire (T3a) relatif au tI:s formateur de soudage proprement dit (T3). The purpose of this triac (TR) is to regulate the intensity passing through the winding (s) of the primary winding (T3a) relating to the tI: s welding trainer proper (T3).

Selon l'invention, l'ensemble du dispositf de règlage de l'i1- tensité et le transformateur de soudage (T3) peuvent être intégrés dans un même boîtier (figure l), ou bien, le dispositif est monté dans un boîtier indépendant susceptible c'êtrekelié à n'importe quel type de poste de soudure statique (figure 2). According to the invention, the entire device for adjusting the intensity and the welding transformer (T3) can be integrated in the same housing (FIG. 1), or else, the device is mounted in an independent housing capable of it can be attached to any type of static welding station (Figure 2).

Dans ltexel~ple de la figure 1, une sortie de l'enroulement primaire (T3a) du transformateur (T3) est reliée à l'anode (Al) du triac (TR), tandis que deux autres sorties sont connectés à deux bornes différentes du commutateur (l) correspondant à une alimentation en 220V ou 380 V. In ltexel ~ ple of Figure 1, an output of the primary winding (T3a) of the transformer (T3) is connected to the anode (Al) of the triac (TR), while two other outputs are connected to two different terminals of the switch (l) corresponding to a supply of 220V or 380 V.

D'une manière connue, sur les deux sorties de l'enroulement secondaire (T3b) du transformateur (T3), sont susceptibles d'être branchés un câble d'électrode comportant à son extrémité libre le porte électrode et un câble de soudage comportant une pince destinée à être fixée sur la ou les pièces à souder. In a known manner, on the two outputs of the secondary winding (T3b) of the transformer (T3), an electrode cable may be connected, comprising at its free end the electrode holder and a welding cable comprising a clamp intended to be fixed on the part or parts to be welded.

Dans le cas d'un boîtier (BI) indépendant du poste de soudure proprement dit, c'est-à-dire du transformateur (T3), l'anode (Al) du triac (TR) est branchée sur le commun du commutateur (1), luimême relié à une borne d'une prise de sortie (2) du boîtier indépendant (BI). L'autre borne de cette prise (2) est reliée à l'autre entrée (b) du secteur (figures 2 et 3). Le coffret ou boîtier (BI) s'intercale donc simplement entre la prise secteur et le câble d'alimentation (4) du poste de soudure (T3). Les autres parti du schéma électrique de principe demeurent identiques à celles décrites et illustrées par la figure 1 dans le cas où le poste de soudure est intégré au dispositif. In the case of a box (BI) independent of the actual welding station, that is to say of the transformer (T3), the anode (Al) of the triac (TR) is connected to the common of the switch ( 1), itself connected to a terminal of an output socket (2) of the independent box (BI). The other terminal of this socket (2) is connected to the other input (b) of the sector (Figures 2 and 3). The box or case (BI) is therefore simply inserted between the mains socket and the power cable (4) of the welding station (T3). The other parts of the basic electrical diagram remain identical to those described and illustrated in FIG. 1 in the case where the welding station is integrated into the device.

Il convient maitenant d'analyser très succinctement le fonctionnement du dispositif. It is now necessary to very briefly analyze the operation of the device.

Lorsque le transistor unijonction (Tr) devient conducteur, une impulsion de courant traverse l'enroulement primaire du transformateur d'isolation (T2) et induit dans l'enroulement secondaire une impuslion de même sens qui a pour effet d'allumer le thyristor
(Th). le courant secteur, partant de (a) à la partie négative par exemple de la sinusoïde du secteur, traverse la diode (Dl), le
thyristor (tu), la diode (D2), les résistances (Ri et R2), l'en
roulement primaire (T3a) du transformateur de soudure (T3), et re
part à l'autre borne (b) du secteur. When the unijunction transistor (Tr) becomes conductive, a current pulse crosses the primary winding of the isolation transformer (T2) and induces in the secondary winding a pulse of the same direction which has the effect of switching on the thyristor
(Th). the sector current, starting from (a) at the negative part for example of the sinusoid of the sector, crosses the diode (Dl), the
thyristor (tu), diode (D2), resistors (Ri and R2), en
primary bearing (T3a) of the welding transformer (T3), and re
goes to the other terminal (b) in the sector.

I,3-sque la tension aux bornes de la résistance (R2), c 'est-a- dire aux bornes ce 1' anode (Al) et de la gâchette du triac (@R) @@@eint une certaine valeur de cte de sensiblement 3 V, ledit triac (TR) s'allume et laisse ainsi passer le courant dans i 'enroule-#ent primaire du ransformateur de soudure (T3) jusqu'au passage à O de la sinusoïde secteur en court-circuitant l'alimentation du trans formateur d'entrée (T1). I, 3-sque the voltage across the resistor (R2), that is to say across the 1 anode (Al) and the triac trigger (@R) @@@ eint a certain value of side of substantially 3 V, said triac (TR) lights up and thus lets the current flow in the primary winding of the welding transformer (T3) until the passage to O of the sector sinusoid by short-circuiting the '' input transformer supply (T1).

Inversement, à la deuxième partie positive de la sinusoïde secteur, le courant partant de (b) , traverse successivement le primaire du tra.'- sfcrrra#eur de soudure (T3), les résistances (R2 et
R1), la fiole (D3), le thyristor (Th), la diode (54) pour arriver à l'autre borne (a) du secteur.Conversely, at the second positive part of the sector sinusoid, the current starting from (b), successively crosses the primary of the tra .'- sfcrrra # eur of solder (T3), the resistors (R2 and
R1), the vial (D3), the thyristor (Th), the diode (54) to reach the other terminal (a) in the sector.

Ainsi réalisé, le système de commande d'allumage du triac (TR), par variation d'angle de phase, est totalement isolé du secteur et permet uonc d'utiliser une télécommande en restant dans les normes de sécurité. D'une manière connue, la télécommande s'effectue par exemple au moyen d'un potentiomètre indépendant susceptible d'être emporté par l'utilisateur au lieu même où doit s'effectuer la soudure. Eventuellement, le potentiomètre peut par exemple être monté sur ou à proximité du porte-électrode. Thus produced, the triac (TR) ignition control system, by phase angle variation, is completely isolated from the sector and therefore allows the use of a remote control while remaining within safety standards. In a known manner, the remote control is carried out for example by means of an independent potentiometer capable of being carried by the user at the very place where the welding is to be carried out. Optionally, the potentiometer can for example be mounted on or near the electrode holder.

Le potentiomètre de télécommande est conformé pour être branché sur deux bornes (A et B) qui apparaissent à l'extérieur du boîtier du poste de soudure totalement intégré ou indépendant-dudit poste (figure 2), La borne (A) est montée en série avec le potentiomètre de commande (P1) en étant interceptée par un inverseur (I) dont le commun est relié à la base du transistor unijonction (Tr). The remote control potentiometer is designed to be connected to two terminals (A and B) which appear outside the housing of the welding station fully integrated or independent of said station (Figure 2), Terminal (A) is connected in series with the control potentiometer (P1) while being intercepted by an inverter (I) whose common is connected to the base of the unijunction transistor (Tr).

La borne (B) est en série avec la cathode de la diode zener (DZ), ou reliée à la base (B2) du transistor unijonction (Tr).Terminal (B) is in series with the cathode of the zener diode (DZ), or connected to the base (B2) of the unijunction transistor (Tr).

On conçoit donc qu'en agissant sur l'inverseur (I), on met en circuit soit le potentiomètre (P1) qui est intégré au isposi- tif, soit le potentiomètre de télécommande. Il est bien évident que l'inverseur (I) et le poteatiomètre (P1) sont tous deux actionnables à partir de l'extérieur du boîtier intégré ou indépendant du poste de soudure. Il en est de mme pour le commutateur (l) de changement de tension. It can therefore be seen that by acting on the inverter (I), the potentiometer (P1) which is integrated in the device, or the remote control potentiometer, is switched on. It is obvious that the inverter (I) and the poteatiometer (P1) are both actuable from outside the integrated housing or independent of the welding station. The same is true for the voltage change switch (l).

On prévoit de monter en série, avec l'enroulement primaire du transformateur d'alimentation (Tl), un thermostat (The) susceptible de couper l'ensemble du circuit lorsqu'apparaît un échauffement du bobinage. De meme, un interrupteur (11) ou autre organe équivalent peut être convenablement monté pour assurer à volonté la mise en circuit et la coupure du dispositif. Cet interrupteur (Il) peut être aussi intégré au potentiomètre de commande (pu). It is planned to mount in series, with the primary winding of the supply transformer (Tl), a thermostat (The) capable of cutting the entire circuit when heating of the winding occurs. Similarly, a switch (11) or other equivalent member can be suitably mounted to ensure at will the switching on and off of the device. This switch (II) can also be integrated into the control potentiometer (pu).

Il est bien évident que le moyen de commande de l'allumage du triac (TR) par variation d'angle de phase en utilisant un transistor unijonction peut s'effectuer par exemple avec un système opto électronique ou autre. It is obvious that the means for controlling the ignition of the triac (TR) by varying the phase angle using a unijunction transistor can be carried out, for example, with an opto-electronic system or the like.

D'une manière intéressante, on souligne que si le triac ne s'allume pas à la première impulsion de commande, cette dernière se répète jusqu'à ce que ledit triac s'allume. Dès que le triac devient conducteur, la commande d'angle de phase est mise hors circuit et il n'apparaît plus d'impulsions de commande qui ne pourront reprendre qu'après le prochain passage au zéro de la sinusoïde du secteur. Dans cet état de conduction, le triac court-circuite le primaire du transformateur d'alimentation (Tl). Interestingly, it is emphasized that if the triac does not light up at the first control pulse, the latter repeats until said triac lights up. As soon as the triac becomes conductive, the phase angle control is switched off and there are no more control pulses which can only resume after the next zero crossing of the sector sine wave. In this conduction state, the triac short-circuits the primary of the supply transformer (Tl).

Ce triac de règlage est utilisé comme interrupteur de mise en route et d'arrêt et/ou de protection en cas d'échauffement excessif lorsque ledit triac est commandé par un thermostat. This control triac is used as a start and stop switch and / or protection in the event of excessive heating when said triac is controlled by a thermostat.

Les schémas électriques annexés montrent le dispositif pour des postes de soudure monophasés, mais il est bien évident que ledit dispositif est applicable pour des systèmes polyphasés, redressés ou non au secondaire, avec, dans ce cas, un dispositif par phase. The attached electrical diagrams show the device for single-phase welding stations, but it is obvious that said device is applicable for polyphase systems, whether or not rectified in secondary school, with, in this case, one device per phase.

D'autre part, on voit que le transformateur (Tl) est branché en parallèle sur les anodes du triac (TR), ce qui amène les avantages et conséquences suivantes - l'arrêt du système de production des impulsions de commande dès que l'allumage du triac (TR) est effectué, - les impulsions régulées en tension aux bornes de la diode zener, sont en phase avec la sinusoïde du secteur. On the other hand, we see that the transformer (Tl) is connected in parallel to the anodes of the triac (TR), which brings the following advantages and consequences - the shutdown of the system for producing control pulses as soon as the the triac (TR) is switched on, - the voltage regulated pulses across the zener diode, are in phase with the mains sine wave.

L'invention ne se limite aucunement à celui de ses modes d'application non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses di verses parties ayant plus spécialement été indiquées ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. The invention is in no way limited to that of its modes of application any more than to those of the embodiments of its various parts which have been more especially indicated; on the contrary, it embraces all its variants.

Claims

-1- Device for adjusting the welding intensity for an arc welding station, in particular by varying the conduction angle of a triac, characterized in that the triac (TR) is mounted in series with the winding solder transformer primary (T3), the trigger pulses being produced by electronic or other means isolated from the mains by a ferrite pot transformer (T2) and a supply transformer (Tl), to control a thyristor (Th ) which transmits the trigger pulse to the triac trigger (TR).

-2- Device according to claim l, characterized in that the electronic means for producing the trigger pulses, is in particular a unijunction transistor (Tr).

-3- Device according to any one of claims l and 2, characterized in that the primary winding of the transformer (T2) is connected in series with the base (B1) of the unijunction transistor (Tr) and on one of continuous outputs from a rectifier bridge, secondary rolling of said transformer being mounted in parallel on the gate-cathode space of the thyristor (Th).

-4- Device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the trigger of the triac (TR) is-connected on the one hand by means of a resistance-diode circuit, to the cathode of the thyristor (Th ) and, on the other hand, to the primary winding of the welding transformer (T3) via a resistor, the anode (Al) of said triac (TR) being connected in series with said winding, while the other anode is connected to one of the inputs of the circuit.

-5- Device according to any one of claims l to 4, characterized in that a control potentiometer (Pi) charges a capacitor (Cl) which is connected to the emitter of the unijunction transistor.

-6- Device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that a remote control member is shaped to be connected to two terminals (A and B) appearing outside the welding station, the terminal ( A) being connected in series with the control potentiometer (Pi) while being intercepted by an inverter (I) the common of which is connected to the base of the unijunction transistor (Tr), the other terminal (B) being connected to the base (B2) of said transistor (Tr) via a resistor.

-7- Device according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the supply transformer tTl) is connected in parallel to the anodes of the triac (TR), the secondary of said transformer (Tl) delivering an alternating voltage which is straightened and then clipped.

-8- Device according to any one of claims l to 7, characterized in that it is integrated into the welding station, an output da primary eeii-oulement (T3a) of the transformer (T3) being connected to the triac anode (Ai) (TR), while the other two outputs are connected to two different terminals of a switch (1) corresponding to a supply of 220 V or 380 V.

-9- Device according to any one of claims l to 7, characterized in that it is mounted in a housing (BI) independent of the welding station, the anode (Al) of the triac (TR) being connected to the common of a voltage switch (l) itself connected to one terminal of an output socket (2) of said housing (BI), the other terminal being connected to the mains input so that the housing (BI) is simply inserted between a mains socket and the power cable of the welding machine.

-1.0- Device according to any one of claims 1 to 9, characterized by its application for single-phase welding stations or polyphase supply rectified or not in the secondary.