DE637329C - Arrangement for controlling loads fed with alternating current, in particular resistance welding machines, using discharge paths connected in parallel in opposite directions - Google Patents

Description

Es ist bekannt, zur Steuerung von mit Wechselstrom gespeisten Verbraucherstromkreisen gittergesteuerte Gas- oder Dampfentladungsstrecken mit Füllung im wesentlichen lichtbogenartiger Entladung in gegensinniger Parallelschaltung zu verwenden. Besondere Vorteile bieten derartige Steueranordnungen bei elektrischen Einrichtungen, wie Punktschweißmaschinen, bei denen große Wechsel-It is known to control consumer circuits fed with alternating current Grid-controlled gas or vapor discharge paths with filling essentially arc-like discharge in opposite directions To use parallel connection. Such control arrangements offer particular advantages in electrical equipment, such as spot welding machines, where large alternating

to Stromleistungen periodisch mit einer Häufigkeit geschaltet werden müssen, die größenordnungmäßig mit der Frequenz der Speisewechselspannung übereinstimmt.to power outputs must be switched periodically with a frequency that is of the order of magnitude corresponds to the frequency of the alternating supply voltage.

In der Stromführung der beiden Entladungsstrecken treten nun unter Umständen Ungleichmäßigkeiten auf, die ihren Grund einmal in einem Versagen der Gittersteuerung haben können. Es kann beispielsweise vorkommen, daß das Gitter der zweiten Ent-In the current flow of the two discharge paths now occur under certain circumstances Irregularities, which are due to a failure of the grid control can have. It can happen, for example, that the grid of the second design

ao ladungsstrecke nicht genau eine Halbperiode vor dem Gitter der ersten Entladungsstrecke positiv wird. Die ausgefahrene, also zur Leistungsübertragung herangezogene Spannungskurve des gesteuerten Stromkreises hat dann beispielsweise die Form, wie sie in Abb. 1 der Zeichnung dargestellt ist. Der positiven Halbwelle der Wechselspannung ist hier ein größerer Strommittelwert zugeordnet als der negativen Halbwelle, da der Zündpunkt der die negative Halbwelle führenden Entladungs- 3" strecke zu weit nach dem Ende der Periode verschoben ist.ao charge path not exactly one half period before the grid of the first discharge path becomes positive. The extended voltage curve of the controlled circuit used for power transmission then has for example, the shape as shown in Fig. 1 of the drawing. The positive one A higher current mean value is assigned here than the half-wave of the alternating voltage negative half-wave, since the ignition point of the discharge leading to the negative half-wave is 3 " stretch is shifted too far after the end of the period.

Aber nicht nur Fehlsteuerungen der Entladungsstrecken, sondern auch die Eigentümlichkeiten der durch die Entladungsstrecken an- oder abgeschalteten Stromkreise können Ungleichmäßigkeiten in der Stromführung der Entladungsstrecken hervorrufen. Soll beispielsweise bei einer mit gittergesteuerten Entladungsstrecken ausgerüsteten Punktnaht- bzw. Nahtschweißmaschine der Schweißtransformator immer während drei Vollwellen ein- und während drei Vollwellen ausgeschaltet sein und dabei der aus den beiden gegensinnig parallel geschalteten Entladungsstrecken bestehende Wechselstromschalter jedesmal im Augenblick des Nulldurchganges der Anodenspannung freigegeben werden, so schwingt bekanntlich bei vernachlässigter Dämpfung der Transformatorfluß mit der doppeltenBut not only incorrect control of the discharge paths, but also the peculiarities of the circuits switched on or off by the discharge paths, irregularities in the current flow of the Create discharge paths. Should, for example, be the case with a grid-controlled Discharge lines equipped spot seam or seam welding machine of the welding transformer always be switched on during three full waves and switched off during three full waves and the one from the two in opposite directions parallel-connected discharge paths existing alternating current switch every time in Moment of the zero crossing of the anode voltage are released, so oscillates as is known, with neglected attenuation, the transformer flux is doubled

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:*) The patent seeker stated as the inventor:

Or.-Ing. Bernhard Kalkner in Berlin-Nikolassee.Or.-Ing. Bernhard Kalkner in Berlin-Nikolassee.

637829637829

Normalamplitude, und^ zwar bezüglich der Nullinie d&r'Spännung- völlig einseitig verlagert. Dadurch entstehen, wie in Abb. 2 der Zeichnung dargestellt, erhebliche, ebenfalls,^ nur einseitige Stromspitzen, die um so größ©fj% werden, je höher die Normalsättigung C Transformators ist. Diese Erscheinung wiräi;! noch durch die beim eisengeschlossenen Transformator stets vorhandene Remanenz verstärkt. Die Transformatorflußschwankungen vom doppelten Betrage der Normalamplitude überlagern sich diesem Remanenznuß. Wird der Stromkreis nun durch den Wechselstromschalter wieder abgeschaltet, bevor diese Ausgleichsströme abgeklungen sind, was auch bei einem drei Vollwellen umfassenden Stromimpuls noch leicht möglich ist, so wird der Remanenzeffekt den Strom einseitig, unter Umständen zu einer beträchtliehen Größe hochschaukeln.Normal amplitude, namely with respect to the Zero line d & r'Spännung- completely shifted on one side. This creates, as shown in Fig. 2 of the drawing, considerable, also, ^ only one-sided current peaks, which are all the more the higher the normal saturation C transformer is. This phenomenon is true! reinforced by the remanence that is always present in the iron-closed transformer. The transformer flux fluctuations of twice the normal amplitude are superimposed on this remanence nut. If the circuit is now switched off again by the AC switch before these equalizing currents have subsided, which is also the case with a three full waves Current pulse is still easily possible, the remanence effect will unilaterally affect the current, may swing up to a considerable size.

Unmittelbar bemerkbar machen sich derartige Ungleichmäßigkeiten in der Stromführung der Entladungsstrecken nicht. Sie führen aber außer zu fehlerhaftem Arbeiten der gesteuerten Anordnung, beispielsweise der Schweißmaschine, vor allem zu einer dauernden Überlastung einer der beiden gegensinnig parallel geschalteten Entladungsstrecken, da immer nur eine und dieselbe Entladungsstrecke die einseitigen Stromverlagerungen zu bewältigen hat.Such irregularities in the current conduction are immediately noticeable of the discharge paths are not. However, they lead to incorrect operation of the controlled arrangement, for example the welding machine, especially a permanent one Overloading of one of the two discharge paths connected in parallel in opposite directions, there always only one and the same discharge path the one-sided current shifts has to deal with.

Gemäß der Erfindung läßt sich das Arbeiten von gittergesteuerten, gegensinnig parallel geschalteten Entladungsstrecken nun dadurch überwachen, daß in die gemeinsame Stromzuführung der. Entladungsstrecken ein gleichstromempfindliches Organ (Meßinstrument, Relais) eingeschaltet wird.· Der in der gemeinsamen Zuleitung fließende, einseitig verlagerte Wechselstrom kann nämlich als symmetrischer Wechselstrom mit überlagerter Gleichstromkomponente aufgefaßt werden. Diese Gleichstromkomponente und mit ihr die Unsymmetrie des Wechselstromes wird nun von dem gleichstromempfindlichen Instrument unmittelbar angezeigt.According to the invention, the work of grid-controlled, opposite directions can be parallel now monitor switched discharge paths that in the common power supply the. Discharge path a direct current sensitive organ (measuring instrument, relay) is switched on. · The in the common Supply line flowing, one-sided shifted alternating current can namely as symmetrical Alternating current can be understood with a superimposed direct current component. This direct current component and with it the Imbalance of the alternating current is now caused by the direct current sensitive instrument displayed immediately.

In vielen Fällen wird es zweckmäßig sein, dieses Instrument als Gleichstromrelais derart auszubilden, daß es bei Auftreten einer Unregelmäßigkeit in der Stromführung den Stromkreis beispielsweise durch Anlegen einer Sperrspannung an die Gitter der Entladungsstrecken abschaltet. Von Vorteil kann es ferner sein, durch das Relais eine Signaleinrichtung betätigen zu lassen, durch welche der Wärter aufmerksam gemacht wird.In many cases it will be convenient to use this instrument as a DC relay in such a way to train that it occurs in the occurrence of an irregularity in the current conduction Circuit is switched off, for example, by applying a reverse voltage to the grid of the discharge paths. It can also be advantageous be to let actuate a signaling device through the relay, through which the Guard is made aware.

In der Abb. 3 der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Anwendung auf eine Schweißmaschine dargestellt. Die gegensinnig parallel geschalteten Gas- oder Dampfentladungsstrecken 3, 4 mit Glühkathode oder aber Quecksilberkathode liegen im Primärkreis des Schweißtransformators 2. Bei ι wird die Einrichtung an das Wechsel- £;Sj^annungsnetz angeschlossen. Im GitterkreisIn Fig. 3 of the drawing is an embodiment the invention shown in application to a welding machine. The opposing parallel switched gas or Vapor discharge paths 3, 4 with a hot cathode or a mercury cathode lie in the primary circuit of the welding transformer 2. At ι the device is connected to the alternating £; Sj ^ connection network connected. In the grid circle

P, Entladungsstrecken 3, 4 liegen die Vor-J^iiiiungsbatterien 9 bzw. 10, die Gitter- ^iderstände 5 bzw. 6 und die Gittersteuereinrichtungen 7 bzw. 8. Mit Hilfe dieser Steuereinrichtungen läßt sich die Länge und die Aufeinanderfolge der Stromimpulse im Schweißstromkreis bestimmen. Sie können beispielsweise als rotierende Kontaktgeber ausgebildet sein, die an die Gitter der Gefäße eine negative oder eine positive Spannung legen und dadurch die Entladungsstrecken für den Stromdurchgang sperren bzw. öffnen.P, discharge paths 3, 4 are the pre-J ^ iiiiungsbatterien 9 and 10, the grid ^ iderstands 5 and 6 and the grid control devices 7 or 8. With the help of these control devices, the length and the sequence of the current pulses in the Determine the welding circuit. For example, they can be used as a rotating contactor be designed to apply a negative or positive voltage to the grid of the vessels and thereby block or open the discharge paths for the passage of current.

In dem einen Leiter der gemeinsamen Zuleitung zu den Gefäßen ist nun ein Widerstand 11 angeordnet, parallel zu dem das Gleichstromrelais 12 gelegt ist. Das Relais ist vorzugsweise als Weicheisenrelais mit Kurzschlußwicklung ausgebildet. Tritt in der Stromführung der Entladungsstrecken irgendeine Unsymmetrie auf, ist also der Spannungsabfall am Widerstand 11 in der einen Richtung größer als in der anderen, so spricht das Gleichstromrelais 12 an und schließt die Kontakte 13. Dadurch werden an die Gitter go der Entladungsstrecken 3, 4 Sperrspannungen gelegt, welche die Gefäße selbst für den Stromdurchgang sperren. Es wird also durch die sehr einfache Anordnung des Gleichstromrelais gemäß der Erfindung ein unbedingt sicherer Schutz der Anlage gegen beispielsweise vom Transformator 2 herrührende einseitige Stromverlagerungen gewährleistet.There is now a resistance in one conductor of the common supply line to the vessels 11 arranged, parallel to which the DC relay 12 is placed. The relay is preferably designed as a soft iron relay with short-circuit winding. Occurs in the Current conduction of the discharge paths shows any asymmetry, so it is the voltage drop at resistor 11 is greater in one direction than in the other, so speaks the DC relay 12 to and closes the contacts 13. This will go to the grid of the discharge paths 3, 4 placed reverse voltages, which the vessels themselves for the Block electrical continuity. So it is due to the very simple arrangement of the DC relay According to the invention, an absolutely safe protection of the system against, for example from the transformer 2 originating one-sided current shifts guaranteed.

Das gleichstromempfindliche Organ kann im übrigen auch gleichzeitig den Schutz der Anlage gegen Störungen anderer Art übernehmen. Versagt beispielsweise bei Entladungsstrecken mit Quecksilberkathode bei der Inbetriebnahme die Zündung oder die Erregung des einen Kolbens, so spricht das Relais an und alarmiert den Wärter bzw. schaltet die ganze Anlage selbsttätig ab.The direct current sensitive organ can also protect the other at the same time Take over the system against disturbances of another kind. For example, it fails on discharge lines with the mercury cathode during commissioning the ignition or the excitation of one piston, that is what it says Relay on and alarms the attendant or switches off the entire system automatically.

Claims (5)

Patentansprüche:Patent claims: i. Anordnung zum Steuern, vorzugsweise zum kurzzeitigen Ein- und Ausschalten von wechselstromgespeisten Verbrauchern, insbesondere Widerstandsschweißmaschmen, unter Verwendung gegensinnig parallel^geschalteter Gas- oder Dampfentladungsstrecken mit im wesentlichen lichtbogenartiger= „Entladung, dadurch gekennzeichnet, daß in die gemeinsame Zuleitung der Entladungsstrecken ein gleichstromempfindliches Organ (Meßinstrument, Relais) eingeschaltet ist, miti. Arrangement for controlling, preferably for brief switching on and off of AC-powered consumers, especially resistance welding machines, using gas or vapor discharge paths connected in parallel in opposite directions with essentially arc-like = "discharge, characterized in that in the common A direct current-sensitive organ (measuring instrument, Relay) is switched on, with zuto welchem Unregelmäßigkeiten in der Stromführung der beiden Entladungsstrecken nachgewiesen werden können. which irregularities in the current flow of the two discharge paths can be detected. 2. Anordnung nach Anspruch i,, dadurch gekennzeichnet, daß das gleichstromempfindliche Organ2. Arrangement according to claim i ,, thereby characterized in that the direct current sensitive organ einem in der gemeinsamen
streckenzuleitung liegenden
angeordnet ist.one in the common
line feeder lying
is arranged. 3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an das gleichstromempfindliche Organ eine Signaleinrichtung (Glühlampe, Alarmglocke) angeschlossen ist, welche bei Auftreten einer3. Arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that the DC-sensitive organ connected to a signaling device (incandescent lamp, alarm bell) is which when a parallel
EntladungsWiderstand Unregelmäßigkeit in der Stromführung betätigt wird.parallel
Discharge resistance irregularity in the current conduction is operated. 4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das gleichstromempfindliche Organ als Relais ausgebildet ist, welches bei Ansprechen an die Gitter der Entladungsstrecken eine den Betrieb der Anlage unterbrechende Sperrspannung legt.4. Arrangement according to claim 1 to 3, characterized in that the direct current sensitive Organ is designed as a relay, which when responding to the grid of the discharge path a sets the reverse voltage that interrupts the operation of the system. 5. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das gleichstromempfindliche Organ als Weicheisenrelais mit Kurzschlußwicklung ausgebildet ist.5. Arrangement according to claim 1 to 4, characterized in that the direct current sensitive Organ is designed as a soft iron relay with short-circuit winding. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings