BE495341A - - Google Patents

Description

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  CIRCUIT DE REGULATION DE   TENSIONo   , La présente invention se r apporte aux appareils à décharge électri- que, et particulièrement aux appareils servant à régler avec précision la con- ductivité de valves électriques .telles que les ignitrons. 



   Quoique l'invention soit d'utilité générale, elle s'applique par-   ticulièrement   au réglage du passage de courant dans les valves principales d'un appareil de soudure de haute précisiono Un tel appareil de soudure re- çoit son énergie des barres d'un réseau électrique de distribution ordinaire comme il y en a dans les usines qui utilisent ces appareils. Si les soudeu- ses de type courant fonctionnent convenablement en générale des difficultés se présentent à   l'occasion.   Les soudures ne sont parfois pas régulières. 



  Dans des cas rares, la qualité des soudures n'est pas aussi élevée que celle demandée par exemple dans l'industrie automobile et indispensable, dans l'in- dustrie   d'avionso   
Le but principal de la présente invention est de créer un appareil de soudure au moyen duquel on peut obtenir des soudures régulières de qualité supérieure. 



   L'invention est basée sur la constatation que la qualité et la ré- gularité des soudures sont souvent diminuées à cause des variations de la ten- sion.du réseau auquel la soudure prend son énergie. Ces variations se produi- sent parce que, dans de nombreuses usines où on utilise des soudeuses (appa- reils de soudure), la ligne du réseau qui alimente la soudeuse particulière envisagée, alimente aussi d'autres machines dont d'autres soudeuses, des mo- teurs puissants et d'autres éléments qui, par moment, chargent la ligne à tel point que sa tension tombe fortement quand la charge est mise et remonte sérieusement quand la charge est enlevée. Cette chute de tension peut se pro- duire pendant, ou immédiatement avant une opération de soudure.

   Le courant disponible pour la soudure est donc brusquement réduit ou renforcé et la qua- lité et la régularité des soudures en souffrento 
Conformément à l'invention, le courant qui passe dans la matière à souder est maintenu constant indépendemment des fluctuations de la tension 

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 du réseau, grâce à un circuit de comparaison. Dans ce circuit, on oppose deux tensions, dont l'une est constante, sa valeur dépendant du paramètre thermique désiré et dont l'autre est proportionnelle à la tension du réseau. 



  La différence entre ces deux potentiels apparait à la sortie du circuit de comparaison et est appliquée comme une tension continue dans le but de cor- riger les variations de la tension du réseau. 



   Dans une de ses formes particulières, l'invention est appliquée à un dispositif tel que celui représenté dans le brevet belge n  483.159 Ce brevet décrit un dispositif qui produit des impulsions de courte durée pour régler la conductivité de valves électriques. Ce dispositif comprend une paire de thyratrons shuntés chacun par un redresseur, de préférence du type sec, connecté de manière à conduire le courant de polarité opposée à celle du courant conduit par le thyratron. Les anodes des thyratrons sont réunies par un circuit comprenant une source de courant alternatif, un élé- ment de sortie et un condensateur. Les cathodes sont reliées à un conduc- teur commun.

   Les thyratrons sont commandés par un potentiel complexe compo- sé d'une tension alternative dérivée du réseau mais déphasée par rapport à la tension réseau et d'une tension continue variableo Quand la polarité du réseau change, l'un ou l'autre des thyratrons est rendu   c onducteur   et le con- densateur est chargé et rechargé. Des impulsions de courant de courte durée en comparaison des demi-périodes du réseau passent dans le circuit pour char- ger et recharger le condensateur, et ces impulsions sont utilisées pour allu- mer d'autres valves ou dans n'importe quel autre but dans lequel des impul- sions de ce genre peuvent être utilisées. 



   Conformément à une forme d'exécution préférée de l'invention, un potentiel continu de correction est appliqué dans les circuits de commande des thyratrons du dispositif décrit dans le brevet n  483.159. Ce potentiel de correction se présente sous la forme d'un écart, dans le sens positif ou négatif, par rapport à un potentiel préréglé qui a une amplitude déterminée pour une tension réseau donnée. Ce potentiel prédéterminé a, de préférence, la valeur zéro. Des variations de la tension réseau de l'une ou l'autre po- larité provoquent un changement dans le potentiel à la sortie du circuit qui est positif ou négatif et dont l'importance dépend de l'écart entre la ten- sion de la source et la tension pour laquelle le circuit a été réglé.

   Ce po- tentiel différence superposé à la tension alternative appliquée dans les cir- cuits de commande des thyratrons fait varier les moments dans les demi-pério- des du réseau où les thyratrons sont rendus conducteurs. Le sens de cette variation est tel que les valves principales s'allument suffisamment plus tôt ou plus tard dans les demi-périodes du réseau pour corriger les variations de la tension réseau. 



   Une forme d'exécution préférée de l'invention est représentée à titre d'exemple au dessin annexé. 



   La figure 1 est un schéma des circuits d'un dispositif de comman- de de soudure par résistanceo 
La figure 2 est un graphique montrant le fonctionnement du dis- positif représenté à la figure 1. 



   L'appareil représenté à la figure 1 comprend un transformateur de soudure 3,dont le primaire 5 est relié à une paire de barres d'alimenta- tion 7 et 9 par l'intermédiaire d'un circuit à ignitrons 11. Celui-ci est commandé par une minuterie 13 qui détermine la durée des intervalles de temps pendant lesquels les ignitrons sont conducteurs, et par un transformateur 15 qui délivre des impulsions servant à allumer les ignitrons aux moments voulus dans les demi-périodes de la tension réseau. 



   Le primaire 17 du transformateur 15 est alimenté par le secondai- re 19 d'un transformateur d'alimentation 21 à travers un condensateur 23 et une paire de thyratrons 25 et 27. Chacun de ceux-ci comprend une anode 29 et 31, une cathode 33 et 35 et une électrode de commande 37 et 39 On connecte respectivement entre chaque anode 29 ou 31 et chaque cathode 33 ou 35   un re-   dresseur respectif 41 ou   43,   de préférence du type sec, dans un sens tel qu'il conduit le courant de la polarité opposée à celle du courant conduit par son thyratron associé. 

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   Le condensateur   23   est mis en série avec le secondaire-19 du trans- formateur d'alimentation 21 et avec le primaire 17 du transformateur de comman- de 15, entre les anodes 29 et 31 des thyratrons. Les cathodes 33 et 35 des thyratrons sont   réunieso   
Les thyratrons 25 et 27 sont commandés par un circuit déphaseur 45 alimenté par un secondaire 47 du transformateur d'alimentation 210 Ce circuit comprend un condensateur 49 et un diviseur de tension 50.

   Deux résis- tances 51 et 53 sont connectées entre une prise intermédiaire du secondaire 47 et le point de jonction du condensateur 49 et du diviseur de tension 50 L'électrode de commande   37   est reliée au point commun à la résistance 51 et au condensateur 49 par l'intermédiaire d'une résistance limiteuse de courant 55; l'électrode de commande 39 est reliée au point commun à la résistance 53 et à la prise intermédiaire par une résistance limiteuse de courant 57.

   Le point de jonction des cathodes 33 et 35 peut être connecté à un point entre les deux résistances 51 et 53 du circuit 45 par l'intermédiaire d'un interrupteur "marche-arrêt" 59, quand celui-ci se trouve sur   "arrêt"o   Quand l'appareil est connecté de cette manière, le potentiel fourni par le circuit 45 est de pola- rité telle qu'il rend les thyratrons 25 et 27 conducteurs à des moments dans les demi-périodes du réseau déterminés par le réglage du circuit 45 Quand l'interrupteur 59 est sur "marche", un potentiel continu dérivé d'un circuit comparateur 61 est superposé au potentiel alternatif déphasé provenant du cir- cuit 45 Ce potentiel continu dépend de la relation qui existe entre la ten- sion des barres 7 et 9 quand le circuit de comparaison est réglé à l'avance, et le potentiel de ces barres au moment considéré,

   et aussi du réglage du pa- ramètre thermique du dispositif. 



   Le potentiel de comparaison a deux composantes, dont l'une est pri- se au réseau par l'intermédiaire du secondaire 63 d'un transformateur auxiliai- re 65 et d'un redresseur biplaque 67 relié au secondaire. La sortie du redres- seur 67 est filtrée par un condensateur 69 relié entre sa cathode 71 et une prise intermédiaire 73 du secondaire 63 et par une résistance 75 connectée par un bout à la cathode 71, Un tube régulateur 77 est inséré entre l'autre bout de la résistance 75 et la prise 73, Il y a, aux bornes du tube régulateur,

   un potentiel pratiquement indépendant de la tension'de la sourceo Un diviseur de tension 79 est mis aux bornes du régulateur 77 en série avec une paire de résistances 81 et 83 L'autre composante du potentiel de comparaison est prise aux barres 7 et 9 par l'intermédiaire du secondaire 85 d'un autre transforma- teur auxiliaire 87 et d'un redresseur biplaque 89 alimenté par ce dernier. La sortie du redresseur 89 est aussi filtrée au moyen d'un condensateur 91. Aux bornes de celui-ci se trouve connecté un autre diviseur de tension 93 en série a.vec une paire de résistances 95 et 970 
Les curseurs des diviseurs de tension 79 et 93 sont réuniso La borne négative (reliée à la prise 73) du régulateur 77 est connectée au con- tact "marche" de l'interrupteur 59.

   La prise intermédiaire 98 du secondaire 85, qui est la borne négative du circuit redresseur 85-89, est reliée directe- ment au point de jonction des résistances déphaseuses 51 et 53. On insère en- tre les bornes négatives 73 et 98 un ampèremètre'99 en série avec une résis- tance 101; une seconde résistance 103 est mise directement aux bornes négati- veso La sortie du circuit comparateur 61. peut être prise aux bornes de la ré- sistance 103 Cette sortie est appliquée'entre le point commun des cathodes 33 et 35 des thyratrons 25 et 27 et les résistances 51 et 53 du circuit dépha- 'seur 45; elle se superpose au potentiel alternatif fourni par le circuit dé- , phaseur 45. 



   Le moment dans les demi-périodes où les thyratrons 25 et 27 s'al- lument dépend de l'amplitude du potentiel résultant apparaissant à la sortie 103 du circuit comparateur 61 Si ce potentiel résultant est nul, les thyra- trons s'allument à des moments dans les demi-périodes correspondant au préré- glage du circuit déphaseur 45 Si la borne de droite du circuit comparateur 61 est positive par rapport à la borne de gauche, les thyratrons 25 et 27 s'allument plus tard dans la demi-période que dans le cas du potentiel résul- tant zéro, et si la borne de gauche est positive par rapport à celle dé droi- te, les thyratrons s'allument plus tôt dans les demi-périodes que pour le cas 

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 du potentiel résultant zéro. 



   Au point de vue   fonctionnement le   diviseur de tension 79 mis aux bornes du régulateur 77 est préréglé à une valeur déterminée. L'autre divi- seur de tension 93 est ensuite réglé de telle façon que l'ampèremètre 99 mis aux bornes de sortie 103 du circuit 61 indique zéro. Dans ces conditions, le potentiel qui apparait à la sortie du circuit comparateur 61 est zéro et les thyratrons 25 et 27 s'allument à des instants déterminés par le réglage du di- viseur de tension 50 dans le circuit déphaseur   45.   Les impulsions fournies par le transformateur de commande 15 à cause de la conductivité des thyratrons 
25 et 27 font que les ignitrons (non.représentés) en série avec le primaire 
5 du transformateur de soudure 3 s'allument à des instants dans les demi-pério- des correspondant au réglage du diviseur de tension 50.

   Si, à ce moment, la tension de la source (7-9) augmente, le potentiel à la sortie du circuit com- parateur 61 changera dans un sens tel que la borne de gauche du circuit devient plus négative que la borne de droite, L'allumage des thyratrons 25 et 27 se- ra retardé, ce qui compensera la variation de la tension de la source. Le cou- rant conduit par les ignitrons et le primaire du transformateur de soudure res- tera donc non-influencé par ce changement. Une compensation semblable est do- tenue si la tension de la source diminue. 



   La sensibilité du dispositif aux fluctuàtions de la tension de la source dépend des réglages des diviseurs de tension 79 et   93.   Plus les deux potentiels mis en opposition sont petits, moindre est la sensibilité. Par exemple, si le diviseur de tension 79 mis aux bornes du régulateur 77 est ré- glé de manière à fournir un potentiel de 50 volts à la borne associée de sor- tie, et si l'autre diviseur de tension est réglé de manière à s'opposer à ce -potentiel, une variation de 10 % de la tension d'alimentation produit une va- riation de 5 volts seulement à la sortie du circuit comparateur;

   d'autre part, si le préréglage est tel que 100 volts à une extrémité du circuit 61 . sont compensés par 100 volts à l'autre borne, une variation de 10 % de la ten- sion d'alimentation résulte en un effet de compensation de 10 volts à la sor- tie 103 du circuit comparateur   61.   Il est bon que la   sens-ibilité   du circuit comparateur de tensions corresponde au circuit conducteur de la matière, afin d'éviter une correction exagérée ou insuffisante. Le réglage nécessaire est déterminé par le facteur de puissance du dispositif et le paramètre thermi- que (encore dénommé parfois contrôle thermique) qui peut être obtenu avec le dispositif. 



   Le paramètre thermique désiré est obtenu en réglant le diviseur de tension 50 du circuit 45. Il faut ensuite régler le diviseur de tension 79 pour qu'il corresponde au réglage thermique. Après cela, le diviseur de tension 93 doit être réglé de façon que la tension à la sortie 103 du circuit 61 soit égale à zéro (ou à la valeur désirée), Le réglage approprié du divi- seur de tension 79 pour n'importe quel facteur de puissance et n'importe quel- le chaleur désirée peut être déterminé par une .série de courbes d'étalonnage obtenues empiriquement. Des courbes types sont représentées à la figure 2, où les réglages du diviseur de tension 79 sont portés en ordonnées et les va- leurs du paramètre thermique abscisses. Chaque courbe correspond à un autre facteur de puissance.

   Pour tout facteur de puissance et toute chaleur, un réglage du diviseur de tension 79 correspond à l'ordonnée d'un point se trouvant sur la courbe de facteur de puissance correspondante. L'abscisse de ce point est donnée par la valeur du paramètre thermique. Par exemple, si le facteur de puissance est 0,4 et la chambre 80   %;   le réglage correspondant du diviseur de tension 79 est   61.   Pour faciliter le réglage de l'appareil, les diviseurs de tension 79 et 93 peuvent être jumelés. 



   Quand le courant qui circule est inférieur au courant maximum, la tension de correction appliquée aux bornes de sortie 93 du circuit de compa- raison 61, dont l'amplitude dépend du réglage du diviseur de tension 79   (c'est-   à-dire de la chaleur et du facteur de puissance) est plus petite que la ten- sion maximum de correction obtenable dans une proportion déterminée. Cette proportion est telle que la tension de correction est proportionnelle au cou- rant passant dans la matière à souder. La correction appliquée est alors pro- portionnelle au courant traversant la matière et on évite une surcorrection. 

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   'Un dispositif type construit conformément à l'invention a, par exemple, les éléments suivants : 
 EMI5.1 
 
<tb> Elément. <SEP> Typeo
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<tb> Thyratron <SEP> 25 <SEP> WL <SEP> 2050
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<tb> Thyratron <SEP> 27 <SEP> WL <SEP> 2050
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<tb> Régulateur <SEP> 77 <SEP> VR <SEP> 150
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<tb> Redresseuse <SEP> 67 <SEP> 80
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<tb> Redresseuse <SEP> 89 <SEP> 80
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<tb> Redresseur <SEP> sec <SEP> 41 <SEP> Westinghouse <SEP> 1412394
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<tb> Redresseur <SEP> sec.

   <SEP> 43 <SEP> Westinghouse <SEP> 1412394
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<tb> Condensateur <SEP> (d'impulsion) <SEP> 23 <SEP> 0,25 <SEP> microfarad
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<tb> Condensateur <SEP> (de <SEP> suppression <SEP> de <SEP> surtension) <SEP> 105 <SEP> 0,002 <SEP> microfarad
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<tb> Condensateur <SEP> (de <SEP> suppression <SEP> de <SEP> surtension) <SEP> 107 <SEP> 0,002 <SEP> microfarad
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<tb> Résistance <SEP> 51 <SEP> 200000 <SEP> ohms.
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  Résistance <SEP> 53 <SEP> 200000 <SEP> ohms
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<tb> Condensateur <SEP> (déphaseur) <SEP> 49 <SEP> 1 <SEP> microfarad
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<tb> Diviseur <SEP> de <SEP> tension <SEP> 50 <SEP> 5.000 <SEP> ohms.
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  Résistance <SEP> (limiteuse <SEP> de <SEP> courant) <SEP> 55 <SEP> 1 <SEP> meghom
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<tb> Résistance <SEP> (limiteuse <SEP> de <SEP> courant) <SEP> 57 <SEP> 1 <SEP> meghom <SEP> 
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<tb> Condensateur <SEP> (de <SEP> filtrage) <SEP> 69 <SEP> 4 <SEP> microfarads
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<tb> Résistance <SEP> (de <SEP> filtrage) <SEP> 75 <SEP> 220000 <SEP> ohms
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<tb> Diviseur <SEP> de <SEP> tension <SEP> 79 <SEP> (stabilisé) <SEP> 700000 <SEP> ohms
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<tb> Diviseur <SEP> de <SEP> tension <SEP> 93 <SEP> (non <SEP> stabilisé) <SEP> 50.000 <SEP> ohms
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<tb> Résistance <SEP> 81 <SEP> (stabilisée) <SEP> 68.000 <SEP> ohms
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<tb> Résistance <SEP> 95 <SEP> (non <SEP> stabilisée)

   <SEP> 100000 <SEP> ohms
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<tb> Résistance <SEP> 83 <SEP> (stabilisée) <SEP> 100000 <SEP> ohms
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<tb> Résistance <SEP> 97 <SEP> (non <SEP> stabilisée) <SEP> 40700 <SEP> ohms
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<tb> Résistance <SEP> 101 <SEP> (ampèremètre) <SEP> 1 <SEP> meghm
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<tb> Résistance <SEP> 103 <SEP> (de <SEP> sortie) <SEP> 0,22 <SEP> megohm
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<tb> Condensateur <SEP> (de <SEP> filtrage) <SEP> 91 <SEP> , <SEP> 1 <SEP> microfarad
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La description qui précède montre que l'invention procure un dis- positif de commande de soudure qui maintient le passage du courant dans la matière à souder indépendant des variations de la tension d'alimentation dans une gamme étendue de réglages du paramètre thermique. 



   REVENDICATIONS. 
 EMI5.2 
 



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Claims (1)

1.- Dispositif de commande pour appareils à décharge électrique, spécialement pour les applications de soudure par résistance, comprenant des valves électroniques de commande et un dispositif déphaseur déterminant le point d'allumage des valves de commande c'est-à-dire l'instant dans la demi- période de la tension alternative du réseau où les valves de commande sont ren- dues conductrices, caractérisé par un circuit de commande de phase supplémentai- re pouvant produire une tension de régulation pour régler automatiquement le point d'allumage des valves de commande en réponse aux variations de la ten- sion réseau, de manière à maintenir le courant de charge pratiquement à une va- leur prédéterminée, indépendante des fluctuations de la tension d'alimentationo 2.- Dispositif suivant la revendication 1,

caractérisé en ce que la tension de régulation est dérivée deladifférence entre une tension varia- ble, qùi est pratiquement proportionnelle à la' tension réseau, et une tension de comparaison qui est indépendante de la tension réseau.

3. - Dispositif suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les circuits pour produire les tensions variables et de comparaison comprennent des transformateurs, des redresseurs et des circuits de filtrage.

4. - Dispositif suivant la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la tension de comparaison est dérivée de la tension réseau et est ren- due indépendante de ses fluctuations par introduction dans son circuit d'un tube régulateur. <Desc/Clms Page number 6>

5. - Dispositif suivant la revendication 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que les tensions variables et de comparaison sont toutes deux réglables, par des potentiomètres par exemple.

6. - Dispositif suivant l'une quelconque des revendic ations précé- dentes, caractérisé en ce que la tension de comparaison est réglable en fonc- tion du paramètre thermique choisi pour l'opération de soudure.

7. - Dispositif suivant la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que les dispositifs de réglage pour les tensions variables et de comparaison sont jumelés pour fonctionner ensemble.

8.- Dispositif de commande pour soudure par résistance, en substan- ce comme décrit ci-dessus et représenté au dessin annexé.