NO135971B - - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en kondensatorutladnings-boltsveiseanordning med i sveisekretsen innbyrdes parallelt liggende kondensatorbatterier for lagring av sveise-energien,

av hvilke i det minste en del kan tilkoples eller frakoples for endring av den energi som står til disposisjon for et sveise-

forløp, med en likestrømkilde for oppladning av kondensator-

batteriene, med en i utladningskretsen for kondensatorbatteriene liggende sveisestrømbryteranordning og en avkoplingsanordning i oppladnings- og svei3eutladningskretsen for begrensning av ladningsut-jevningsstrømmer mellom kondensatorbatteriene ved tilkopling av et kondensatorbatteri.

For ethvert sveiseforløp er det avhengig av for-skjellige sveisebetingelser nødvendig med en bestemt sveiseenergi.

Slike sveisebetingelser er f.eks. bolttverrsnittet, boltmaterialet, arbeidsstykkematerialet osv. For endring av sveise-energien er det på den ene side vanlig å endre ladespenningen for lagrings-kondensatorene, og på den annen side å endre lagringskapasiteten ved inn- eller utkopling av enkelte kondensatorbatterier.

Med sammenkoplingen av kondensatorbatterier er det forbundet prinsipielle vanskeligheter. Dersom de kondensatorbatterier som skal sammenkoples, med hensyn til sin spenning ikke har samme ladetilstand, opptrer det ved sammenkopling uten strømbegrensendc hjelpemidler meget høye utjevningsstrømmer

(noen kiloampére). Derav følger at man enten må sørge for at

de kondensatorbatterier som skal sammenkoples, med hensyn til sin spenning har samme ladetilstand, hvortil også midlertidig mellomkopling av strømbegrensende hjelpemidler medvirker, eller man må benytte koplingselementer som er beregnet for denne store koplingsbelastning. Utenfra betjenbare brytere for slike koplings-belastninger er imidlertid altfor store og kostbare for bolt-sveiseanordninger.

Fra US-PS 3.479.481 er det kjent en kondensator-boltsveiseanordning omfattende et antall kondensatorbatterier som kan tilkoples eller frakoples for endring av den energi som står til disposisjon for et sveiseforløp. Disse motstander tjener til begrensning av ladestrømmen for å unngå overbelastning av de i ladestrømkretsen liggende koplingselementer. Motstandene begrenser videre ladningsutjevningsstrømmer ved tilkopling av ytterligere kondensatorbatterier til allerede oppladede konden-satorer. De nevnte motstander ligger imidlertid også i sveise-strømkretsen hvilket er uønsket, da motstanden i sveisestrøm-kretsen skal være minst mulig for å oppnå tilfredsstillende sveise-resultat. Da motstandene må være meget små for ikke å begrense sveisestrømmen, vil de ikke på tilfredsstillende måte kunne begrense ladningsutjevningsstrømmer.

Fra GB-PS 968.007 er det videre kjent en boltsveiseanordning med kondensatorbatterier som er tilkoplet til en lade-strømkilde over respektive brytere og strømbegrensningsmotstander. Disse motstander utgjør også avkoplingsanordninger som begrenser ladningsutjevningsstrømmer i oppladningskretsen. Boltsveise-anordningen har imidlertid ingen sådanne avkoplingsanordninger i sveiseutladningskretsen, slik at det kan oppstå utillatelig høye utjevningsstrømmer som kan føre til ødeleggelse av anordningen eller deler av denne.

Formålet med oppfinnelsen er å forbedre en kondensatorutladnings-boltsveiseanordning av den innledningsvis angitte art på en slik måte at det ved tilkopling av kondensatorbatteriene med sikkerhet utelukkes utillatelig høye ladnings-utjevningsstrømmer i enhver ladetilstand for de enkelte kondensatorbatterier, uten at dette resulterer i en begrensning av ladestrømmen for de enkelte kondensatorbatterier ved disses driftsmessige oppladning.

Ifølge oppfinnelsen oppnås dette formål ved at avkoplingsanordningene i oppladningskretsen og avkoplingsanordningene i sveiseutladningskretsen for kondensatorbatteriene utgjøres av separate og innbyrdes uavhengige anordninger, og at avkoplingsanordningene i sveiseutladningskretsen har neglisjerbart liten motstand for sveisestrømmen.

I det følgende skal foretrukne utførelseseksempler ifølge oppfinnelsen beskrives nærmere under henvisning til tegningene, der fig. 1 viser et skjematisk koplingsskjerna av en første utførelse ifølge oppfinnelsen med en trepolet sveisebryter, fig. 2 viser et skjematisk koplingsskjerna av en annen utførelse ifølge oppfinnelsen med en énpolet sveisebryter, fig. 3 viser et skjema-

tisk koplingsskjema av en ytterligere utførelse ifølge oppfinnel-

sen med en énpolet sveisebryter og en spredefelttransformator som strømbegrensningsanordning, fig. 4 viser et skjematisk koplingsskjerna av enda en utførelse ifølge oppfinnelsen med tyristorer som adskillende og koplende elementer og en spredefelttransformator som strømbegrensningsanordning.

Ved den på fig. 1 viste utførelsesform er det som strømforsyning anordnet en med et vekselstrømnett forbundet transformator 1 med en likeretterbro 3 for tilveiebringelse av likestrøm. Fra likeretterbrokoplingens 3 utgangsklemme 3a fører en ledning 3c til en sveiseelektrode. Med ledningen 3c er for-

bundet tilkoplingspunkter 6a, 13a og 20a for sveiseenergi-magasinets kondensatorbatterier 6, 13 og 20. Likeretterkoplingens 3 andre utgangsklemme 3b er over en oppladningsbryter 2 og en ledning 2a forbundet med oppladningsmotstander 4, 8 og 14.

Lademotstanden 4 er direkte forbundet med kondensatorbatteriets 6 klemme 6b. Med lukket bryter 2 holdes således kondensatorbatteriet 6 oppladet. Fra kondensatorbatteriet 6

fører en ledning til en første koplingskontakt i en flerpolet sveisestrømbryter 19 ved hjelp av hvilken kondensatorbatteriene kan koples til sveiseledningen.

Lademotstanden 8 er forbundet med en fast kontakt

i en omkopler 10, hvis andre faste kontakt er koplet til en utladningsmotstand 9 som er forbundet med ledningen 3c. Den med kondensatorbatteriets 13 klemme 13b forbundne omkoplingskontakt i omkopleren 10 er ifølge fig. 1 koplet til den med motstanden 9 forbundne, faste kontakt. Kondensatorbatteriet 13 er således utladet. Det som er sagt i det foregående avsnitt, gjelder tilsvarende for koplingsdelen med lademotstanden 14, bryteren 16, utladningsmotstanden 12 og kondensatorbatteriet 20. Omkoplerens 16 omkoplingskontakt er ifølge fig. 1 koplet til den med motstanden 14 forbundne, faste kontakt. Med lukket bryter 2 holdes således kondensatorbatteriet 20 oppladet. Fra forbindelsésledningen mellom

motstanden 8 henholdsvis 14 og en tilhørende fast kontakt i omkopleren 10 henholdsvis 16 fører også en ledning til den andre henholdsvis tredje koplingskontakt i den flerpolede sveisebryter 19.

Sveisebryterens 19 faststående kontakter er i fellesskap koplet til ledningen 5 som fører til den andre sveiseelektrode.

Den på fig. 1 viste kopling arbeider på følgende måte:

Etter lukning av ladebryteren 2 opplades kondensatorbatteriet 6 over sin tilhørende oppladningsmotstand 4, og kondensatorbatteriet 20 opplades over sin tilhørende, oppladningsmotstand 14 og omkopleren 16. Kondensatorbatteriet 13 som er utladet over sin utladningsmotstand 9, beholder denne tilstand. Når omkopleren 10 omkoples etter at kondensatorbatteriene 6 og 20 er blitt oppladet, blir også kondensatorbatteriet 13 koplet til likestrømkilden over lademotstanden 8 og således oppladet. Da sveisebryteren 19 er åpen og det således ikke er forhånden noen direkte forbindelse mellom kondensatorbatteriene over sveiseledningen, kan ladningsutjevningsstrømmer fra kondensatorbatteriene 6 og 20 til kondensatorbatteriet 13 bare flyte over motstandene 4, 14 og 8, hvorved koplingsbelastningen på omkopleren 10 reduseres. Lademotstandenes 4, 8 og 14 motstandsverdier kan velges slik at en beskadigelse av omkopleren ved omkopling på grunn av lad-ningsut jevning med sikkerhet unngås. Når omkopleren 16 omkoples fra den på tegningen viste koplingsstilling, utlades kondensatorbatte-

riet 20 over utladningsmotstanden 12.

Ved lukning av sveisebryteren 19 kan alle oppladede kondensatorbatterier utlades over sveisekretsen med sveiseledningen 5.

Den på fig. 2 viste utførelsesform likner mye på den ut-førelse som er vist på fig. 1. Til forskjell fra utførelsen på fig. 1 er kondensatorbatteriets 13 klemme 13b over en diode 11, kondensatorbatteriets 20 klemme 20b over en diode 17 og kondensatorbatteriets 6 klemme 6b koplet direkte til en felles sveiseledning 5a med en énpolet sveisebryter 19a.

Diodene 11 og 17 er rettet slik at de bare tillater en sveisestrøm å flyte til sveiseledningen, men ikke tillater en ladnings-ut jevningsstrøm å flyte mellom kondensatorbatterier med forskjellig ladningstilstand over sveiseledningen 5a.

Som en ytterligere forskjell fra fig..1 er som eksempel på en annen utførelsesform lademotstanden og utladningsmotstanden for kondensatorbatteriet 20 erstattet av en eneste motstand 18 mellom omkopleren 16 og kondensatorbatteriets 20 klemme 20b.

Forøvrig er koplingen på fig. 2 lik koplingen på fig. 1. Motstanden 8 og motstanden 9 kunne naturligvis også erstattes av en eneste motstand som da analogt med motstanden 18 måtte koples mellom omkopleren 10 og kondensatorbatteriet 13.

Koplingen ifølge fig. 2 gir i forhold til koplingen på fig. 1 den fordel at det som sveisebryter bare er nødvendig med en énpolet og tilsvarende mindre kostbar bryter. Videre kan lade- og utladningsmotstanden for et omkoplingsbart kondensatorbatteri erstattes av en eneste motstand i forbindelsesledningen mellom kondensatorbatteriet og omkoplingselementet, da denne forbindelsesledning i dette tilfelle ikke trenger å føre noen sveisestrøm, og en strømbegrensning således ikke hindrer sveiseforløpet. På denne måte er det bare nød-vendig med halve antallet motstander.

Arbeidsmåten for koplingen ifølge fig. 2 er meget lik arbeidsmåten for koplingen på fig. 1. Også i dette tilfelle kan en ladningsutjevningsstrøfm ved tilkopling av et utladet kondensatorbatteri bare flyte over de tilsvarende lademotstander 4, 8 henholdsvis 18, hvorved koplingsbelastningen på omkoplerne 10 og 16 nedset-tes til en tillatt verdi.

Ved den på fig. 3 viste utførelse er det mellom nettet og den anordnede likeretterbro 3 innkoplet en spredefelttransformator la. Forøvrig er koplingen ifølge fig. 3 meget lik koplingen ifølge fig. 2. Her er imidlertid motstandene 4, 8 erstattet av dioder 5 hhv. 7, og motstanden 18 er erstattet av en diode 15 som er innkoplet mellom ladeledningen 2a og en fast kontakt i omkopleren 16, og en mellom den andre faste kontakt i omkopleren 16 og ledningen 3c innkoplet utladningsmotstand 12. Diodene 5, 7 og 15 er rettet slik at de bare tillater en ladestrøm å flyte fra ladeledningen til kondensatorbatteriene.

Koplingen på fig. 3 arbeider på følgende måte: Spredefelttransformatoren er dimensjonert slik at det fra dens sekundær-vikling også uten ekstra strømbegrensningselementer bare kan tas ut en maksimalstrøm som svarer til den konstruksjonsmessig fordrede, høyeste ladestrøm. Spredefelttransformatoren utøver selv en strøm-begrensende virkning i likhet med lademotstandene 4, 8 og 14 på

fig. 1.

Når et utladet kondensatorbatteri, f.eks. kondensatorbatteriet 13, tilkoples, kan det på grunn av diodene 5, 7, 11, 15 og 17 overhodet ikke flyte noen ladningsutjevningsstrøm mellom dette kondensatorbatteri og de øvrige kondensatorbatterier.

Ved den på fig. 4 viste utførelsesform er hvert enkelt kondensatorbatteri 6, 13, 20 forbundet med sveiseledningen over en tyristor 21, 22, 23. Tenningen respektive slukkingen av de enkelte tyristorer skjer over et felles tenn- og slukkesystem 24 som manøv-reres ved hjelp av en enkel bryter 19b som bare fører den meget lille tennstrøm. Mens tyristorens 21 tennelektrode er fast forbundet med tenn- og slukkesystemet 24, er tennelektrodene for tyristo-rene 22, 23, hvis batterier av disse skal tilkoples til eller frakoples fra sveiseledningen, forbundet med tenn- og slukkesystemet 24 over enkle brytere 25, 26 som også bare fører den meget lille tenn-strøm. Da tyristorenes motstand i ikke-ledende tilstand ikke er uendelig, men bare* er meget stor (100 - 200 kfi), er det nødvendig med en motstand 27 for nedbrytning av den spenning som ellers muli-gens kan oppstå over sveiseelektrodene.

Oppladningen av det ene kondensatorbatteri skjer i direkte forbindelse med strømkilden, mens oppladningen av de inn- og utkop-lingsbare batterier skjer over dioder.

Koplingen ifølge fig. 4 arbeider på følgende måte: Ved lukning av bryteren 2 opplades alle batterier, nemlig batteriet 6 i direkte ledning og batteriene 13 og 20 over diodene 7 og 15. Dersom styrebryteren 19b lukkes etter at oppladningen av batteriene er ut-ført, opptrer en strømpuls på tyristorens 21 tennelektrode, slik at denne blir ledende og batteriet 6 koples til sveiseledningen. Dersom bryterne 25 henholdsvis 26 er lukket, tennes samtidig også tyristo-rene 22 og 23, slik at også batteriene 13 og 20 koples til sveiseledningen. Dersom disse brytere eller én av disse imidlertid er åpen, blir den eller de tilhørende tyristorer 22 hhv. 23 ikke tent, slik at vedkommende kondensatorbatterier likevel forblir oppladet og ad-skilt fra sveiseledningen. I dette tilfelle hindrer diodene 7 hhv. 15 at energi strømmer fra disse batterier til det på grunn av svei-singen utladede batteri 6 og derfra til"sveiseledningen.

Claims (10)

1. Kondensatorutladnings-boltsveiseanordning med i sveisekretsen innbyrdes parallelt liggende kondensatorbatterier for lagring av sveise-energien, av hvilke i det minste en del kan tilkoples eller frakoples separat for endring av den energi som står til disposisjon for et sveiseforløp, med en likestrømkilde for oppladning av kondensatorbatteriene, med en i utladningskretsen for kondensatorbatteriene liggende sveisestrøm-bryteranordning og en avkoplingsanordning i oppladnings- og sveiseutladningskretsen for begrensning av ladningsutjevningsstrømmer mellom kondensatorbatteriene ved tilkopling av et kondensatorbatteri, karakterisert ved at avkoplingsanordningene (4, 8, 10, 14, 16; 5, 7, 15) i oppladningskretsen og avkoplingsanordningene (19; 11, 17; 21, 22, 23) i sveiseutladningskretsen for kondensatorbatteriene (6, 13, 20) utgjøres av separate og innbyrdes uavhengige anordninger, og at avkoplingsanordningene i sveiseutladningskretsen har neglisjerbart liten motstand for sveisestrømmen.

2. Boltsveiseanordning ifølge krav 1, karakterisert ved at hvert kondensatorbatteri (6, 13, 20) kan forbindes direkte med sveiseledningen over en egen sveisestrømbryter (19; 21, 22, 23).

3. Boltsveiseanordning ifølge krav 1, hvor det for kondensatorbatteriene (6, 13, 20) er anordnet en eneste sveisestrømbryter (19a), karakterisert ved at hvert tilkoplingsbart kondensatorbatteri (13, 20) er forbundet med sveisestrømbryteren (19a) over en egen likeretter (11, 17).

4. Boltsveiseanordning ifølge et av kravene 1-3, karakterisert ved at det som sveisestrømbryter (21,

22, 23) er anordnet elektroniske likeretter-koplingselementer, fortrinnsvis tyristorer, som kan styres fra en tenn- og slukke-innretning (24).

5. Boltsveiseanordning ifølge krav 4, karakterisert ved at de elektroniske koplingselementer kan styres selektivt som avkoplingsanordninger av tenn- og slukkeinnretningen (24), fortrinnsvis ved hjelp av brytere (25, 26) som ligger i styre-ledningen for de elektroniske koplingselementer.

6. Boltsveiseanordning ifølge et av kravene 1-5, karakterisert ved at det i det minste i oppladningskretsen for hvert tilkoplingsbart kondensatorbatteri (13, 20) på ladesiden er anordnet en likeretter (7, 15).

7. Boltsveiseanordning ifølge krav 6, karakterisert ved at likeretterne er styrbare likerettere som fortrinnsvis samtidig danner avkoplingsanordningene.

8. Boltsveiseanordning ifølge et av kravene 1-6, karakterisert ved at det for hvert tilkoplingsbart kondensatorbatteri (13, 20) er anordnet en omkopler (10, 16) ved hjelp av hvilken batteriene kan omkoples mellom oppladningskretsen og en utladningskrets i hvilken det ligger en motstand (9, 12, 18).

9. Boltsveiseanordning ifølge krav 8, karakterisert ved at lade- og utladningsmotstanden for hvert kondensatorbatteri er sammenfattet i én motstand (18).

10. Boltsveiseanordning ifølge et av kravene 4-6, karakterisert ved at likeretterne (5, 7, 11, 15, 17) er halvlederdioder.