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Soudeuse alimentée de courant alternatif et comportant un interrup- teur électromagnétique.
Dans les soudeuses alimentées de courant alternatif du genre utilisé dans les divers modes de soudage par résistance, on utilisait autrefois pour la fermeture ou la coupure du circuit de soudure des interrupteurs mécaniques qui étaient en général commandés électro-magnétiquement.
A mesure que les progrès de la technique ont réduit le temps de soudure et augmenté l'intensité du courant de soudure, une limite à l'emploi de ces interrupteurs s'est imposée par sui- te de l'augmentation de l'inertie qui accompagnait l'augmentation des dimensions, de sorte que ces interrupteurs n'ont plus pu être utilisés pour les hautes puissances. Cela a conduit à l'emploi de tubes à décharges commandés à gaz ou à vapeur, tubes qui avaient
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été développés entretemps pour les puissances très élevées; ces tubes permettent de fermer et de couper le circuit de soudure sensi blement sans inertie même dans un laps de temps inférieur à une demi-période de la tension alternative.
Pour cette raison l'emploi des interrupteurs électromagnétiques mentionnés ci-dessus est li- mité à l'heure actuelle, dans ce domaine d'application, tout au plus aux faibles puissances requises pour la commande des tubes à décharges utilisés dans les soudeuses.
Bien que l'emploi de tubes à décharges à gaz ou à vapeur offre de grands avantages au point de vue technique, il s'accom- pagne d'inconvénients, à savoir les dimensions relativement gran- des et les frais élevés.
L'invention a pour but d'utiliser, au lieu de ces tubes, un interrupteur électro-magnétique intercalé dans le circuit de soudure dans l'enroulement primaire ou secondaire du transforma- teur de soudure, lequelinterrupteur convient également pour les puissances élevées mais non les plus élevées et les temps de sou- dure relativement courts.-
Conformément à l'invention, à cet effet et plus particu- lièrement, les contacts mécaniques de l'interrupteur sont pontés de la manière connue par un tube à décharges à gaz ou à vapeur et de faible puissance qui livre passage au courant dans les deux sens et qui, pour éviter la production nuisible d'étincelles, n'est conducteur que lorsque les contacts s'ouvrent, éventuellement aussi lorsqu'ils se ferment,
la course libre des contacts et la masse des éléments mobiles de l'interrupteur étant calculées de telle façon qu'il soit possible de fermer et d'ouvrir les contacts en moins d'une demi-période, plus particulièrement en un quart envi- ron de la période de la tension alternative.
Par l'expression "tube à décharges à gaz ou à vapeur qui livre passage au courant dans les deux sens" on doit aussi enten-
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dre ici deux ou plus de deux tubes-valves montés en anti-paral- lèle.
Du fait que le tube à décharges est connecté de la ma- nière sus-mentionnée en parallèle avec les contacts mécaniques de l'interrupteur, ce dernier peut être calculé à des valeurs considérablement plus faibles, ce qui permet de réduire l'iner- tie des éléments mobiles à un point tel que, aussi en rapport avec la faible course libre (également rendue possible par l'em- ploi du tube à décharges) des contacts mécaniques dans le cas des puissances relativement élevées, il soit possible d'obtenir les temps de soudure extrêmement courts d' une demi-période, plus par- ticulièrement d'un quart de période environ, qui sont nécessaires pour la soudure de certaines pièces.
Plus particulièrement, on doit alors prendre soin que le délai entre la fin de la période d'excitation et l'ouverture des contacts soit relativement faible puisque ce laps de temps fait aussi partie de la totalité du temps de fermeture ou d'ouverture qui est en soi-même déjà extrê- mement court. Comme, dans les derniers temps, on a cherché égale- ment pour les appareils radiologiques à réduire les temps de fer- meture et d'ouverture dans le cas des hautes puissances, l'inter- rupteur électromagnétique qui fait l'objet de la présente inven- tion, donne une solution appropriée également pour cette appli- cation.
Comme tube à décharges on peut utiliser un tube à deux cathodes de mercure dont chacune est munie d'une électrode d'amor- çage plongeante et entre lesquelles est disposé un condensateur.
Il est connu de ponter un interrupteur par un tube à deux cathodes de mercure, ce qui offre l'avantage que le tube peut devenir con- ducteur tant dans le cas où l'interrupteur ferme et/ou coupe le circuit dans la demi-période positive que dans le cas où il le fait dans la demi-période négative.
Lorsque les contacts mécaniques se ferment il peut arri-
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ver que le tube à décharges s'éteigne immédiatement après l'amor- çage par suite du mouvement vibratoire des contacts et qu'il de- meure éteint pendant la durée ultérieure de ce mouvement vibra- toire, ce qui peut avoir pour résultat qu'il puisse encore se pro- duire des étincelles aux contacts en vibration. On peut l'éviter en commandant le tube de telle façon qu'au moins pendant le laps de temps endéans lequel la vibration des contacts donne lieu à la production nuisible d'étincelles, le tube demeure amorcé.
De préférence, on utilise dans ce cas un tube à anode auxiliaire dont le courant, qui peut être faible en soi-même, passe à travers une résistance de charge et qui peut être raccordé à la source de ten- sion alternative de telle façon que le courant anodique auxiliaire puisse circuler sans passer par le transformateur de soudure.
L'anode auxiliaire assure alors automatiquement que le tube demeu- re conducteur pendant un laps de temps suffisant, par exemple jus- qu'au moment suivant où la tension alternative passe par la valeur zéro.
Au lieu d'une anode auxiliaire, il est possible de con- necter en série avec les contacts mécaniques une résistance (éga- lement pontée par le tube) dont la valeur est en général relative- ment faible, cette valeur devant être calculée de telle façon que dans le cas du passage de courant la tension existant aux bornes de cette résistance soit au moins égale à la tension d'amorçage du tube. Cette mesure permet également de supprimer l'inconvénient précité.
La description du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de l'invention.
La figure 1 du dessin annexé représente schématiquement à titre d'exemple un montage réalisé conformément à l'invention.
Les contacts d'un interrupteur électromagnétique consti-
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tué par une bobine 1 et par des contacts 2 sont intercalés dans le circuit primaire 4 du transformateur 5, ce circuit étant relié au secteur à courant alternatif 3. Le circuit secondaire .dudit transformateur comporte les électrodes de soudure 7 et la pièce à souder 8. En parallèle avec les contacts 2 est connecté, conformément à l'invention, un tube à décharges à gaz ou à vapeur 9 qui laisse passer le courant dans les deux sens. Le tube repré- senté dans l'exemple de la fig.l, comporte deux électrodes de mer- cure 10 dans chacune desquelles est plongée une électrode d'amor- çage 11. Un condensateur 12 est interposéeentre ces électrodes.
Suivant une autre caractéristique de l'invention on a donné à la course libre des contacts et à la masse des éléments mobiles de l'interrupteur des valeurs assez faibles pour que l'ouverture et la fermeture puissent être effectuées en moins d'une demi-période de la tension alternative 3. Si une impulsion de tension de cour- te durée, par exemple d'une demi-période du courant alternatif, est amenée à la bobine 1 à l'aide d'un appareil de commande, les con- tacts 2 se ferment et un instant après se rouvrent, ce qui permet d'amener de la tension au transformateur de soudure 5 pendant une demi-période ou moins.
Le tube 9 empêche la production nuisible d'étincelles (production qui a lieu notamment lorsque les contacts s'ouvrent) du fait que le condensateur 12 se charge alors de sorte que le tube est amorcé pour s'éteindre ensuite lorsque la tension passe par la valeur zéro.
L'invention n'est, toutefois, nullement limitée à ce mode d'amorçage ou d'extinction du tube 2 qui, en raison du fonction- nement automatique, est très attrayant et avantageux; il est pos- sible d'utiliser à cet effet tout autre mode connu, auquel cas, toutefois, le tube doit être muni de dispositifs de commande spé- ciaux.
Le montage représenté sur la fig. 2 est analogue à celui de la fig. 1, à la différence, toutefois, que le tube comporte, en outre, une anode auxiliaire 13 qui est reliée, par l'intermédiaire
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d'une résistance de charge 14, à l'autre borne du secteur. Ce mode de construction est particulièrement important dans les cas où le tube est également conducteur lorsque le contact 2 se ferme. Le contact exécute alors un mouvement vibratoire de sorte que le tube, amorcé par la première étincelle de fermeture, s'éteint après la fermeture du contact pour ne plus se réamorcer lorsque le contact se rouvre. L'anode auxiliaire 12 assure dans ce cas que pendant Indurée du mouvement vibratoire du contact le tube puisse être amorcé à nouveau pour chaque ouverture suivante du contact.
La décharge à travers l'anode auxiliaire est éteinte la première fois que la tension alternative du secteur passe par la valeur zéro.
Le moment de la fermeture du contact 2 peut être choisi, par exem- ple, de telle façon que le temps nuisible du mouvement vibratoire du contact 2 soit tout juste terminé lorsque la tension alterna- tive passe par la valeur zéro.
Si l'on désire fermer et/ou ouvrir les contacts avec très grande précision à un instant prédéterminé de la période de la tension alternative, on peut effectuer cela d'une manière qui a été déjà opposée, en prévoyant de la manière correcte en paral- lèle avec la bobine 1 des moyens constitués par une ou plusieurs liaisons en série d'une résistance réglable appropriée et d'un interrupteur commandable, par exemple; sous la forme d'un tube à décharges commandable ou, dans le cas où du courant continu est utilisé pour l'excitation, d'un redresseur non commandé.
Il devient ainsi possible de fixer exactement et de régler dans des limites étendues la durée de "l'impulsion additionnelle" qui se produit après l'impulsion de commande par suite de l'inductivité du sys- tème et qui peut donner lieu au collage éphémère du relais, cette durée déterminant également la totalité du temps de fermeture ou d'ouverture.
L'interrupteur électromagnétique réalisé conformément à l'invention, permet d'obtenir des temps de soudure variant d'un quart de période environ jusqu'à, par exemple, 500 périodes et
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des courants allant jusqu'à 600 ampères, correspondant à une puissance de 230 kVA pour 380 V et de 300 kVA pour 500 V.
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Welder supplied with alternating current and comprising an electromagnetic switch.
In welders supplied with alternating current of the kind used in the various modes of resistance welding, it was formerly used for closing or breaking the welding circuit mechanical switches which were generally electromagnetically controlled.
As the progress of the technique has reduced the welding time and increased the intensity of the welding current, a limit on the use of these switches has been imposed by the increase in inertia which accompanied the increase in dimensions, so that these switches could no longer be used for high powers. This led to the use of gas or steam controlled discharge tubes, tubes which had
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been developed in the meantime for very high powers; these tubes make it possible to close and cut the soldering circuit substantially without inertia even in a period of time less than half a period of the alternating voltage.
For this reason, the use of the electromagnetic switches mentioned above is limited at the present time, in this field of application, at most to the low powers required for the control of the discharge tubes used in the welders.
Although the use of gas or steam discharge tubes offers great advantages from a technical point of view, it is associated with disadvantages, namely the relatively large dimensions and the high costs.
The object of the invention is to use, instead of these tubes, an electromagnetic switch interposed in the welding circuit in the primary or secondary winding of the welding transformer, which switch is also suitable for high powers but not longest and relatively short welding times.
In accordance with the invention, for this purpose and more particularly, the mechanical contacts of the switch are bridged in the known manner by a gas or vapor discharge tube and of low power which gives passage to the current in the two. direction and which, in order to avoid the harmful production of sparks, is only conductive when the contacts open, possibly also when they close,
the free travel of the contacts and the mass of the moving parts of the switch being calculated in such a way that it is possible to close and open the contacts in less than half a period, more particularly in about a quarter of the period of the alternating voltage.
By the expression "gas or vapor discharge tube which gives passage to the current in both directions" is also meant
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dre here two or more valve tubes mounted in anti-parallel.
Since the discharge tube is connected in the aforementioned manner in parallel with the mechanical contacts of the switch, the latter can be calculated at considerably lower values, which makes it possible to reduce the inertia. moving elements to such a point that, also in relation to the small free travel (also made possible by the use of the discharge tube) of the mechanical contacts in the case of relatively high powers, it is possible to obtain the Extremely short welding times of half a period, more particularly about a quarter period, which are necessary for the welding of certain parts.
More particularly, care must then be taken that the time between the end of the excitation period and the opening of the contacts is relatively small since this time is also part of the entire closing or opening time which is in itself already extremely short. As, in recent times, attempts have also been made for radiological devices to reduce the closing and opening times in the case of high powers, the electromagnetic switch which is the subject of this present document. invention, gives a suitable solution also for this application.
As the discharge tube, it is possible to use a tube with two mercury cathodes, each of which is provided with a plunging ignition electrode and between which a capacitor is arranged.
It is known to bridge a switch by a tube with two mercury cathodes, which offers the advantage that the tube can become a conductor both in the case where the switch closes and / or cuts the circuit in the half-period. positive only in the event that it does so in the negative half-period.
When the mechanical contacts close, it can be
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ver that the discharge tube switches off immediately after initiation as a result of the vibratory movement of the contacts and that it remains switched off during the subsequent duration of this vibratory movement, which may result in sparks can still be produced at the vibrating contacts. This can be avoided by controlling the tube in such a way that at least during the period in which the vibration of the contacts gives rise to the harmful production of sparks, the tube remains ignited.
Preferably, an auxiliary anode tube is used in this case, the current of which, which may in itself be low, passes through a load resistor and which can be connected to the AC voltage source in such a way that the auxiliary anode current can flow without passing through the welding transformer.
The auxiliary anode then automatically ensures that the tube remains conductive for a sufficient period of time, for example until the next moment when the alternating voltage crosses the zero value.
Instead of an auxiliary anode, it is possible to connect in series with the mechanical contacts a resistor (also bridged by the tube), the value of which is generally relatively low, this value having to be calculated as such. so that in the case of current flow, the voltage existing at the terminals of this resistance is at least equal to the starting voltage of the tube. This measure also makes it possible to eliminate the aforementioned drawback.
The description of the appended drawing, given by way of non-limiting example, will make it clear how the invention can be implemented, the features which emerge both from the text and from the drawing, of course, forming part of the invention.
Figure 1 of the accompanying drawing shows schematically by way of example an assembly produced in accordance with the invention.
The contacts of an electromagnetic switch constitute
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killed by a coil 1 and by contacts 2 are interposed in the primary circuit 4 of the transformer 5, this circuit being connected to the alternating current sector 3. The secondary circuit. said transformer comprises the welding electrodes 7 and the part to be welded 8 In parallel with the contacts 2 is connected, in accordance with the invention, a gas or vapor discharge tube 9 which allows current to flow in both directions. The tube shown in the example of FIG. 1 comprises two mercury electrodes 10 in each of which is immersed a starting electrode 11. A capacitor 12 is interposed between these electrodes.
According to another characteristic of the invention, the free travel of the contacts and the mass of the movable elements of the switch have been given sufficiently low values so that the opening and closing can be effected in less than half a. period of the alternating voltage 3. If a voltage pulse of short duration, for example half a period of the alternating current, is fed to coil 1 by means of a control device, the switch tacts 2 close and a moment later reopen, which makes it possible to supply voltage to the welding transformer 5 for half a period or less.
The tube 9 prevents the harmful production of sparks (production which takes place in particular when the contacts open) due to the fact that the capacitor 12 is then charged so that the tube is ignited and then extinguished when the voltage passes through the zero value.
The invention is, however, in no way limited to this mode of starting or extinguishing the tube 2 which, by virtue of the automatic operation, is very attractive and advantageous; any other known mode can be used for this purpose, in which case, however, the tube must be provided with special control devices.
The assembly shown in FIG. 2 is similar to that of FIG. 1, with the difference, however, that the tube comprises, in addition, an auxiliary anode 13 which is connected, via
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a load resistor 14, to the other terminal of the sector. This method of construction is particularly important in cases where the tube is also conductive when contact 2 closes. The contact then performs a vibratory movement so that the tube, initiated by the first closing spark, goes out after the contact is closed so as not to be re-ignited when the contact reopens. The auxiliary anode 12 ensures in this case that during the induration of the vibratory movement of the contact the tube can be re-primed for each subsequent opening of the contact.
The discharge through the auxiliary anode is turned off the first time the AC mains voltage crosses zero.
The moment of the closing of the contact 2 can be chosen, for example, in such a way that the harmful time of the vibratory movement of the contact 2 is just finished when the alternating voltage crosses the zero value.
If it is desired to close and / or open the contacts with very high precision at a predetermined instant of the period of the alternating voltage, this can be done in a manner which has already been opposed, providing in the correct manner in parallel. - Lele with the coil 1 means constituted by one or more series connections of an appropriate adjustable resistance and a controllable switch, for example; in the form of a controllable discharge tube or, in the case where direct current is used for the excitation, of an uncontrolled rectifier.
It thus becomes possible to fix exactly and to regulate within extended limits the duration of the "additional impulse" which occurs after the control impulse as a result of the inductance of the system and which can give rise to the ephemeral sticking. relay, this duration also determining the entire closing or opening time.
The electromagnetic switch produced in accordance with the invention makes it possible to obtain welding times varying from about a quarter of a period up to, for example, 500 periods and
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currents of up to 600 amperes, corresponding to a power of 230 kVA for 380 V and 300 kVA for 500 V.