PL48808B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest opo¬ rowa zgrzewarka punktowa malej mocy ze ste¬ rowaniem synchronicznym do zgrzewania cienko¬ sciennych elementów z trudnozgrzewalnych me¬ tali niezelaznych, zaopatrzona w synchroniczny uklad sterujacy, która umozliwia dokladna regu¬ lacje czasu przeplywu pradu zgrzewania i mocy zgrzewania oraz w transformator z rdzeniem z blach anizopermowych, charakteryzujacy sie du¬ zym stosunkiem mocy szczytowej do mocy cia¬ glej.Oporowe zgrzewanie punktowe cienkosciennych elementów z metali niezelaznych o duzym wspól¬ czynniku przewodnictwa cieplnego oraz z metali trudnotopliwych wymaga podawania na elektro¬ dy duzych impulsów energetycznych w bardzo krótkim czasie rzedu kilku tysiecznych sekundy, celem zmniejszenia ilosci ciepla odprowadzanego przez przewodnictwo Stosowane obecnie oporowe zgrzewarki punkto¬ we malej mocy sa najczesciej zaopatrzone w asyn¬ chroniczne uklady sterujace, zlozone ze styczni¬ ków i przekazników elektromechanicznych.Zasadnicza wada tych urzadzen jest zwiazana z charakterystyka ukladów mechanicznych trud¬ nosc otrzymania krótkich impulsów oraz dostate¬ cznej dokladnosci czasu ich trwania. Z tego po¬ wodu zgrzewarki oporowe .malej mocy z ukladami asynchronicznymi nie nadaja sie do zgrzewania metali niezelaznych, wymagaja wydzielenia ener¬ gii zgrzewania w bardzo krótkim czasie (rzedu kilkutysiecznych sekundy) ani do materialów trudnotopliwych, wymagajacych ze wzgledu na bliskie polozenie punktów plastycznosci i topnie- 5 nia bardzo dokladnego dozowania energii zgrze¬ wania. Ponadto istotna wada tego rodzaju zgrze¬ warek jest stosunkowo szybkie zuzywanie sie ze¬ spolów elektromechanicznych urzadzen steruja¬ cych wskutek duzej czestotliwosci zalaczen. io Znane sa równiez oporowe zgrzewarki punkto¬ we malej mocy z lampami ignitronowymi, stero¬ wanymi w zalezonsci od czasu trwania impulsu albo za pomoca ukladów asynchronicznych (przy czasach wiekszych od 20u, sek.) albo tez za porno- 15 ca stosunkowo skomplikowanych wielolampo- wych ukladów synchronicznych (dla czaisów mniejszych od 20 u, sek.). Jednak ze wzgledu na skomplikowana budowe ukladów sterowania, któ¬ re sa ponadto wyposazone w przekazniki elektro- 20 magnetyczne, zastosowanie tych zgrzewarek w warunkach przemyslowych jest bardzo ograniczo¬ ne.Powyzsze wady i niedogodnosci usuwa oporowa zgrzewarka punktowa malej mocy wedlug wyna- 25 lazku, która zaopatrzona jest w synchroniczny uklad sterujacy, z zespolem przeksztalcajacym, zlozonym z dlawika wlaczonego z obwód tyratro¬ nu, przekaznika czasowego i transformatora oraz w bezlampowy uklad spustowy o stalej czasowej. 30 Uklad synchronicznego sterowania zgrzewarki 488083 wedlug wynalazku umozliwia uzyskanie bardzo krótlcich czasów zgrzewania rzedu kilku tysiecz¬ nych sekundy oraz doklaclne dozowanie energii impulsów energetycznych, dzieki czemu umozli¬ wia zgrzewanie zarówno metali niezelaznych o duzym wspólczynniku przewodnictwa cieplnego, jak i metali trudnotopliwych. Ponadto zgrzewarka oporowa wedlug wynalazku jest zaopatrzona w transformator wykonany z blach amizopermowych, ktpry charakteryzuje sie duzym stosunkiem mocy szczytowej do mocy ciaglej, co umozliwia uzyska¬ nie duzych energii impulsów, wydzielanych w krótkim czasie.Wynalazek, jest przykladowo wyjasniony na ry¬ sunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat blo¬ kowy oporowej zgrzewarki punktowej ze sterowa¬ niem synchronicznym wedlug wynalazku, fig. 2 — przykladowy schemat elektryczny tej zgrzewar¬ ki, fig. 3 — schmat zespolu .przeksztalcajacego zgrzewarki, fig. 4 — zespól wykresów odpowiada¬ jacych przebiegom w poszczególnych przekro¬ jach tego zespolu, fig. 5 — schemat zespolu spu¬ stowego, fig. 6 — zespól wykresów odpowiadaja¬ cych przebiegom poszczególnych przekrojów tego zespolu, fig. 7 — schemat elektryczny zespolu synchronizujacego UJ, a fig. 8 — zespól wykre¬ sów odpowiadajacych przebiegom w poszczegól¬ nych^ przekrojach tego zespolu.Oporowa zgrzewarka punktowa malej mocy ze sterowaniem synchronicznym wedlug wynalazku, sklada sie z nastepujacych podstawowych zespo¬ lów (fig. 1): z bezlampowego ukladu spustowego I, z przekaznika czasowego II, z ukladu synchro¬ nizujacego III, z przesuwnika fazowego IV, z ze- $polu przeksztalcajacego V, z ukladu stycznika VI, z zespolu VII transformaitora, z zespolu elek¬ trod VIII i z zespolu zasilaczy IX.Bezlampowy uklad spustowy I sklada sie z ukla¬ du czasowego R2 C2 zasilanego przez zasilacz Zsx i wlaczanego za pomoca przelacznika Pri oraz z uzwojenia wtórnego transformatora Tri, przy czym jest on wlaczony miedzy siatke i katode ty¬ ratronu Li przekaznika czasowego.Bezlampowy uklad spustowy I sklada sie z ukla- ratronów Li i L2, polaczonych w ukladzie syme¬ trycznym, przy czym w obwód drugiej siatki ty¬ ratronu Li jest wlaczony uklad o stalej czasowej R3 C3, a w uklad drugiej siatki tyratronu L2 uklad o stalej czasowej R4 C4, przy czym opór R4 jest na¬ stawny. Miedzy pierwsza siatke i katode tyratro¬ nu Li jest wlaczony uklad spustowy I, natomiast miedzy pierwsza siatke i katode tyratronu L2 dru¬ gie uzwojenie wtórne transformatora Tri. Anoda tego tyratronu L2 jest polaczona z przesuwnikiem fazowym IV oraz z zespolem przeksztalcajacym V.Uklad III synchronizujacy poczatek i koniec impulsu prostokatnego, czyli czas dzialania prze¬ kaznika czasowego, * sklada sie z transformatora Tri z rdzeniem z tasmy permalojowej, w którego uzwojenie pierwotne jest wlaczony opór Ri, a uzwojenie wtórne stanowia omówione elementy ukladu spustowego I i .przekaznika czasowego II.Uklad ten jest zasilany napieciem z sieci.Przesuwnik fazowy IV, zasilajacy ftfespól prze¬ ksztalcajacy V napieciem zmiennym przesuwa- •#¦¦-¦ nym w fazie, skla&a sie z transformatora Tn, W którego uzwojenie wtórne jest wlaczony konden¬ sator Ci i nastawny opornik Re.Zespól przeksztalcajacy V sklada sie z dlawi- 5 ka Dh, zasilanego przez opornik R5 napieciem zmiennym przesuwanym w fazie i wlaczonego na obwód anody tyratronu L2, z transformatora Tr3, sluzacego do podwyzszania napiecia impulsu, któ¬ rego uzwojenie pierwotne jest polaczone rówmo- 10 legie z dlawikiem oraz z diody DL wlaczanej za pomoca przelacznika Pr2 równolegle do dlawika.W przypadku zgrzewania impulsami o czasach krótszych od lOu, sek, uzwojenia wtórne transfor¬ matora Tr3 sa polaczone ze stycznikiem* VI. 15 Zespól stycznika VI zasilany napieciem zmien¬ nym z sieci sklada sie z dwóch tyratronów L3 i L4, polaczonych w ukladzie odwrotnie równole- glyrrij który umozliwia zalaczanie Jtfadii zmienne- go na uzwojenie pierwotne transformatora Tta 20 zespolu VII transformatora, przy czym miedzy siatke i katode kazdego z tyratronów L3 i L4 sa wlaczone poprzez zasilacz Zs2 uzwojenia wtórne transformatora Tr3.Zespól VII sklada sie zl transformatora zgrzew- 25 czego Tr4, którego rclzen jest wykonany z blachy anizopermowej. co zapewnia wysoki stosunek mocy szczytowej do mocy ciaglej, z przelacznika Pr3 wielozaczepowego, laczacego katode tyratro¬ nu L4 z uzwojeniem pierwotnym traoisformatora 30 i umozliwiajacego skokowa regulacje mocy impul¬ sów energetycznych oraz z obwodu rozmagneso¬ wania rdzenia transformatora, zlozonego z diody D2 i oporu R7 wlaczonego^ w przypadku impulsów o czasach krótszych od lOu, sek miedzy katode ty- 35 ratronu L3 i uzwojenie pierwotne transformatora TrA. Uzwojenie wtórne transformatora jesit pola¬ czone z elektrodami E zespolu elektrod VIII.Zespól VIII elektrod E jest zaopatrzemy w nieT uwidocznione na rysunku urzadzenia sluzace 'do 40 ich dociskania.Zespól IX sklada sie z zasilacza Z01, zasilajace¬ go obwody anodowe przekaznika czasowego II i uklad spustowy oraz z zasilaczy Zs2f zasilaja¬ cych obwody siatkowe tyratronów L3 i L4 zespolu 45 stycznika VI.Dzialanie oporowej zgrzewarki punktowej z synchronicznym ukladem sterowania wedlug wynalazku jest nastepujace.Po zalaczaniu napiec zasilajacych zapala sie ty- 50 ratron L2 przekaznika czasowego II, natomiast tyratron Li wskutek przylozenia na jego siatke ujemnego napiecia z zasilacza Zsi (wykres na fig. 6a) zespolu II — nie pali sie. Równoczesnie na pierwsza siatke tyratronu Li podawane sa napiecia 55 impulsowe z ukladu synchronizujacego (wykres ma fig. 6c), ale poniewaz wartosc bezwzgledna tych impulsów jest mniejsza od wartosci napiecia U4". z zasilacza Zsi, pozostaje on w istanie wygaszo¬ nym. '.¦¦¦':-: 60 W celu wlaczenia zgrzewarki dociska sie za po-r moca nieuwidocznionego ma rysunku ukladu dzwigniowego elektrody E zespolu VIII, przy czym po uzyskaniu zadanej sily nacisku uklad ten iprze- lacza za pomoca przelacznika Pri naladowany na< 65 pieciem dodatnim z zasilacza Zsi kondensator C25 na opór R2. W wyniku tego nastepuje rozladowa¬ nie kondensatora C* wedlug stalej czasowej Ri G2, przy czym napiecie na oporze Rz uzyskuje przebieg przedstawiony na fig. 6b.W wyniku dodawania sie napiec p4, Ui i Ue-w obwodzie siatkowym tyratronu Li ttzyakuje sie w nim przebieg napiecia Ui przedstawionymi fig. 6d, przy czyni punlct x odpowiada chwili przelacze¬ nia przelacznika Prx. Pierwszy impuls dodatni y powstajacy w tym obwodzie, zapala tyratron Li, a równoczesnie w wyniku dzialania przekaznika czasowego II, nastepuje wygaszenie tyratronu L2 i przerwanie magnesowania dlawika Dli. Czas palenia sie tyratronu Li jest nastawiany za po¬ moca opornika R4, który powoduje odpowiednia zmiane stalej czasowej ukladu R4 C4. Wykres pradu plynacego przez tyratron Li jest przedsta¬ wiony na fig. 6e, przy czym jego czas palenia sie odpowiada odcinkowi y z.Po rozladowaniu sie kondensatora G* w ukladzie R4 C4 do odpowiednio niskiego napiecia, najbliz¬ szy impuls podany na pierwsza siatke tyratronu L2, który jest w fazie z impulsem z (fig. Gd), za¬ pala go powodujac wygaszenie tyratronu Li oraz ponowne magnesowanie dlawika Dl1# W celu wy¬ eliminowania mozliwosci ponownego zaplonu ty¬ ratronu Li przez dodatni impuls z, nastapic, zwlaszcza przy bardzo krótkich czasach impulsów), stosuje sie uklad R3 C3, z którego ujemne napiecie podawane na druga siatke tyra- tranu Lt uniemozliwia ten zaplon. Przebieg jia- piecia U8 w ukladzie R3 C3 przedstawia fig. 61 Do synchronizowania poczatku i konca impul¬ su prostokatnego wytwarzanego w przekazniku czasowym II sluzy uklad synchronizujacy III, któ¬ rego transformator Trx ma rdzen z tasmy perma- lojowej o prostokatnej charakterystyce magneso¬ wania, wskutek czego napiecie sinusoidalne Ui przylozone przez opornik Ri na uzwojenie pier¬ wotne transformatora Tri (fig. 8a), powoduje po¬ wstanie w rdzeniu strumienia magnetycznego o przebiegu trapezowym (fig. 8b). Natomiast na uzwojeniach wtórnych transformatora Tri powsta¬ ja synchronizowane napiecia U2 i U3 (fig. 8c i d), które stanowiac rózniczke dqp/dt maja charakter impulsów trójkatnych, synchronizujacych poczat¬ ki i konce impulsów prostokatnych wytwarza¬ nych w przekazniku czasowym II.Dlawik Dli zespolu przeksztalcajacego V jest zasilany przez opór R5 zmiennym napieciem sinu¬ soidalnym przesuwanym w fazie za pomoca na¬ stawnego opornika R6 przesuwnika fazowego IV.Przebieg tego napiecia przedstawia fig. 4a. Po¬ niewaz dlawik Dli jest zaopatrzony w rdzen fer¬ rytowy o prostokatnej charakterystyce magnesom wania, wobec tego w chwili, gdy nastepuje prze¬ rwanie pradu stalego plynacego przez tyratron L2 (wykres na fig. 4b) napiecie zmienne U& powo¬ duje powstanie w rdzeniu dlawika Dli strumienia magnetycznego o przebiegu trapezowym (podobne¬ go jak na fig. 8b). Strumien ten indukuje w dla¬ wiku napiecie impulsowe o przebiegu trójkatnym, które zostaje odpowiednio podwyzszone w tran¬ sformatorze Tr3, powodujac powstanie w jego obwodzie wtórnym trójkatnych napiec impul- 6 sowpych Uio i. Uu (Eg. 4c i d). Imuplsy ^trójkatne Uio i Uu które sa przesuniete w fazie* odpowied¬ nio do przesuniecia fazowego U9 zasilajacego uklad przeksztalcajacy (fig. 4), a wzgledem siebie prze- 5 ciwnje przylozone na siatki sterujace tyratronów L3 i L4 zespolu stycznika VI, wywoluja ich za¬ plon i odpowiednio do nastawienia przelacznika Pr 3 przeplyw pradu w uzwojeniu pierwotnym (transformatora zgrzewczego Tr4 zgrzewarki. 10 Równoczesnie nastepuje przeplyw pradu w ob¬ wodzie wttómym transformatora TrA i w przestrze¬ ni miedzy elejotoodami E, powodujac wykona¬ nie zgrzeiny punktowej.Przesuwanie fazowe: impulsów Uw i Un W sto- 15 sumku do napiecia zasilajacego transformator Tr4 zgrzewarki, powoduje odpowiednie przesuniecie zaplonu tyratronów w stosunku do poczatku sinu- soidy napiecia zasilajacego odpowiednio zwieksza¬ jac lub zmniejszajac moc zgrzewania. Dzieki te- 29 mu uzyskuje sie mozliwosc bardzo dokladnej re¬ gulacji mocy.W celu uzyskania bardzo krótkich czasów zgrzewania (ponizej 1 Ojm sek), których nie mozna 25 otrzymac za pomoca nastawiania oporu R4 w ukla¬ dzie II wlacza sie dodatkowo za pomoca przela¬ cznika Pr2 sprzegnietego z oporem R4 — równo¬ legle do uzwojenia dlawika Dli, — diode Dlt która zbiera impulsy jednego kierunku, powodujac po- 30 wstawanie w uzwojeniu wtórnym transformato¬ ra Tr3 impulsów Uin i Un tylko jednego znaku.Wskutek tego nastepuje zaplon jednego tylko ty¬ ratronu L3 lub L4 zespolu VI, a czas trwania im¬ pulsu energetycznego jest mniejszy od pclówki 35 sinusoidy napiecia zasilajacego transformator zgrzewczy Tta. W celu wyeliminowania jednokie¬ runkowego namagnesowania rdzenia transforma¬ tora Tu przez te impulsy — w obwód uzwojenia pierwotnego transformatora jest wlaczana do- 40 datkowo dioda D2 oraz opornik R7, powodujac przeplyw pradu w kierunku przeciwnym 'do pra¬ du zgrzewania i rozmagnesowanie rdzenia.W chwili z, w której zanika impuls prostokatny 45 (fig. 6e i 4b) i prad zaczyna plynac przez tyra¬ tron L2 nastepuje jednokierunkowe namagneso¬ wanie rdzenia dlawika Dli wskutek czego wy¬ twarzany w jego rdzeniu pod wplywem przeply¬ wajacego pradu salego strumien .magnetyczny ni- 50 weluje strumien magnetyczny o przebiegu trape¬ zowym powodujac zanik impulsów zaplonowych wytwarzanych przez uklad przeksztalcajacy V (prawa strona wykresów na fig. 4c ib) oraz przer¬ we w zgrzewaniu. Nalezy wówczas zwolnic na- 55 cisk wywierany przez uklad dzwigniowy na elek¬ trode E, przy czym równoczesnie nastepuje prze¬ laczenie przelacznika Pr^ w polozenie przedsta¬ wione na fig. 2 i 5. Zgrzewarka przygotowana jest wtedy do wykonania nastepnego cyklu pracy. 60 Oporowa zgrzewarka punktowa ze sterowaniem synchronicznym wedlug wynalazku moze znalezc zastosowanie zwlaszcza do zgrzewania cienko¬ sciennych elementów z metali o wysokim prze¬ wodnictwie cieplnym lub z metali trudnotopli- 65 wych.48808 7 8 PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Oporowa zgrzewarka punktowa ze sterowa¬ niem synchronicznym zaopatrzona w stycznik tyratronowy lub ignitronowy, wlaczajacy prad 5 zgrzewania, w przekaznik, czasowy zlozony z symetrycznego ukladu dwóch tyratronów i ukladów czasowych oraz w przesuwnik fazo¬ wy, 'zlozony z transformatora, kondensatora 1 nastawianego opornika, znamienna tym, ze 10 jest zaopatrzona w uklad przeksztalcajacy (V) zlozony z dlawika (Dlt) z rdzeniem wykonanym z materialu majacego prostokatna charaktery¬ styke magnesowania zasilanego z przesuwnika fazowego (IV) przez opornik (R5) i wlaczonego 15 w obwód anody tyratronu (L2) przekaznika czasowego (II) i z transformatora (Tr^), które¬ go uzwojenie pierwotne jest wlaczone równo¬ legle do dlawika (Dli), a uzwojenie wtórne w obwody siatkowe tyratronów (L3 i L4) zespolu 20 stycznika (IV).

2. Oporowa zgrzewarka wedlug zastrz. 1, zna¬ mienna tym, ze jej zespól przeksztalcajacy (V) ma diode (Di) wlaczona równolegle do 'dlawi¬ ka (Dli) za pomoca przelacznika (Pr2), sprze- 25 gnietego z oporem (R4). T 3. Oporowa zgrzewarka wedlug zastrz. 1 i 2, zna¬ mienna tym, ze jest zaopatrzona w bezlampo- wy uklad spustowy (I), zlozony z ukladu czaso¬ wego (Rc C2) przelaczanego za pomoca prze¬ lacznika (Pri) oraz z uzwojenia wtórnego tran- sformartora (Tri), który wlaczany jest w obwód siatki tyratronu (LJ. 4. Oporowa zgrzewarka wedlug zastrz. 1, zna¬ mienna tym, ze jej transformator zgrzewczy (Tta) jest zaopatrzony w rdzen wykonany z blachy anizopermowej co umozliwia uzyska¬ nie duzego stosunku mocy szczytowej do mocy ciaglej. 5. Oporowa zgrzewarka wedlug zastrz. 1 i 4, znamienna tym, ze uzwojenie pierwotne jej transformatora zgrzewczego (Tr4) jest zaopa¬ trzone w szeregowo wlaczona diode (D2) i opor¬ nik (R7) rozmagnesowujace rdzen transforma¬ tora, w przypadku wlaczenia diody (Di) w ze¬ spole przeksztalcajacym (V). 6. Oporowa zgrzewarka wedlug zastrz., 1, zna¬ mienna tym, ze posiada uklad synchronizujacy (III) zlozony z transformatora (TrY) z rdzeniem wykonanym z materialu o prostokatnej charak¬ terystyce magnesowania na przyklad z tasmy permalojowej oraz z opornika (R\). /7 r i U r L 1 B s n X TTT Fiq. f48 808 rywm^-L- c2 H**/ *6 rrj f ror™ rr, •—-S-K-Z I \' Fig 2 Fig. 3 1 s i Z*2 u Pr, Tr40\ 5 rrj "K /Pro H|ip ¦nmnre Trt/g_ P<-1 \za, r ° /°" 4 (l** ±c2 ¦ut —-u* ZS1 h 4 ^ ^ H g/ F/y. / °; ^ ¦w /; 1_!L_J n r^^ no a/ . X L__ ! 1/"^* t r 2112. RSW „Prasau, Kielce. Nakl. 400 egz. PL