Brevet FR2236607A1 — publié le 19750207

La présente invention se rapporte à un dispositif de soudage par résistance, équipé d'un transformateur dont l'enroulement secondaire est relié aux électrodes de soudage et dont l'enroulement primaire est appliqué à une alimentation en courant, par l'intermédiaire drun onduleur à valves convertisseusea commandées, le montage série d'une résistanoe et d'un condensateur étant branché parallèlement aux valves du convertisseur statique. De tels dispositifs de soudage par résistance sont disponibles dans le commerce. Les valves du convertisseur -statique de ce dispositif peuvent être des thyristors, par exemple. En mettant en circuit les valves du convertisseur statique de l'onduleur d'un dispositif de ce type, on engendre par différents effets,au transformateur, des pointes de tension qui peuvent endommager les valves du convertisseur statique. Par exemple, les valves du convertisseur statique s'éteignent lorsque le courant total, se composant du courant de charge et du courant de magnétisation, passe par zéro. A ce moment de la mise hors circuit, le courant de magnétisation a encore une valeur considérable. Ce courant de magnétisation continue à circuler après l'extinction des valves du convertisseur statique, par l'intermédiaire du côté secondaire.A la fin du programme de soudage, les électrodes s' ouvrent et interrompent ainsi le courant de magnétisation circulant encore éventuellement. Il peut alors de produire une pointe de tension, laquelle sraåoute à la tension du réseau pour les valves du convertisseur statique. En outre, en raison de la charge inductive, le courant disparate à un-moment où la tension du réseau n'est pas égale à zéro. Ainsi, aux valves du convertisseur statique, la tension saute de la tension de sens direct à la valeur momentanée de la tension du réseau.La vitesse d'accroissement de ce courant de tension peut être d'une grandeur telle que les valves du convertisseur statique soient amorcées au-delà de leurs capacités internis. Lors d'erreurs provoquées pen dat la commande de l'appareilà souder, il peut arriver que les électrodes s'ouvrent lorsque le courant est appliqué. Par suite de l'explosion ainsi engendrée, la matière est projetée hors de la zone des électrodes et un risque est présent, en ce sens que les courants élevés doivent Titre mis hors circuit. En raison de l'inductivité de dispersion du transformateur de soudage, il peut se produire ici des hautes tensions susceptibles de détruire les valves du convertisseur statique.Finalement, dans les lignes de transfert modernes, les électrodes de-aoudage se déplacent fréquemment en passant très près les unes des autres. Un danger se manifeste ici, étant donné qu un groupe d'électrodes soudant introduit les tensions par couplage dans un groupe d'électrodes précisément non soudant, et ce galvaniquement, par l'intermôdiaire des électrodes eîles-mSmes ou de la pièce à usiner, et la tension introduite par couplage s'ajoute à la tension du réseau pour les valves de convertisseur statique. Grâce au montage de l'organe RC en parallèle avec les valves du convertisseur statique de l'onduleur, on crée une limitation du7dt qui, avec le transformateur de soudage formant la charge, agissant comme une résistance longitudinale, ralentit la vitesse de l'accroissement de tension. Toutefois, le danger auquel sont soumises les valves du convertisseur statique par les pointes de tension décrites en détail ci-dessus ou par vautres pointes de tension n est par conséquent éliminé qu'en partie, ce qui conduit, pour une installation à souder de ce type, à une sécurité réduite du fonctionnement et à des coûts d'entretien et aussi des frais d'exploitation élevés. Dans un dispositif du type décrit ci-dessus, le problème consiste à protéger les valves du convertisseur statique de l'onduleur contre les surtensions engendrées. Conformément à l'invention, ce problème est résolu, en ce sens qu'une résistance et un élément de couplage CAD sont respectivement branchés en parallèle sur ltenroule- ment primaire du transformateur et sur les valves du convertisseur statique. Par l'expression "élément de couplage CAD, on entend ici une diode dite "Controlled Avelanche Diode" (diode à avalanche commandée) disponible dans le commerce, dénommée également diode anti-série et dont la tension de claquage est identique dans les deux sens de la tension. Des essais effectués avec un dispositif confor- me à l'invention ont montré que l'on obtient par la coopération de toutes les mesures de protection pour les valves du convertisseur statique, une protection efficace de ces valves contre les surtensions engendrées Il est avantageux de dimensionner la résistance, branchée en parallèle sur l'enroulement primaire du transformateur, de telle sorte que la tension, engendrée dans un cas de marche normale par l'ouverture des électrodes de soudage, soit plus petite que la tension de réponse de l'élément de couplage CAD. Dans cette forme de réalisation, l'élément CAD est entièrement disponible dans des cas particuliers, par exemple, lors de l'ouverture des électrodes sous charge. Le dispositif de soudage par résistance, conforme à l'invention, est décrit en détail ci-après, à titre exemple, à laide de la figure annexée. Sur la figure, l'enroulement primaire la d'un transformateur de soudage 1 est relié, par l'intermédiaire des valves 2a et 2b à montage anti-paralèle du convertisseur statique d'un onduleur 2, aux bornes 3a et 3b auxquelles est appliquée la tension du réseau. Les valves 2a et 2b à montage antiparallèle du convertisseur statique peuvent être des thyristors, par exemple. Un élément de couplage CAD 3 et le montage série d'une résistance 4 et d'un condensateur 5 sont branchés en parallèle aux thyristors 2a et 2b . Une autre résistance 6 est connectée parallèlement à l'enroulement primaire la du transformateur de soudage 1.L'enroulement secondaire lb du transformateur de soudage l-eat relié aux électrodes de soudage 7 représentées schématiquement à la figure. lea surtensions engendrées lors du fonctionnement d'un dispositif de soudage conforme à la figure I, ont déjà été décrites à titre d'exemple. On a mentionné également qu'une limitation du/dt de .lLaccroissement de tension aux valves 2a et 2b du convertisseur statique, est obtenue gracie à l'organe RC 4 et 5. Les pointes de tension, supérieures à la tension de réponse des-valves du convertisseur statique et susceptibles de conduire à une destruction de ces valves, sont interceptées en raison de la présence de l'élément-de couplage CAD 3. Il est bien évident que la tension de claquage de l'é- lémant CAD doit être choisie en cooséquence. Grtce à la résistance de désexcitation fi, branchée en parallèle sur l'enroulement primaire la du transforma- teur de soudage 1, la tension est limitée, lors de l'ouverture des électrodes, à une valeur inoffensive pour les valves 2a et 2b du convertisseur statique. En résumé, il faut donc observer que par la coopération des mesures de protection appliquées, les surtensiona sont maintenues éloignées des valves 2a et 2b du convertisseur statique et on constate que tous les cas de perturbation engen durés peuvent titre mattrisés grâce a' ces mesures de protection. Il est avantageux de choi-sir la tension de claquage de l'élément CAD 3 de telle sorte qu'il ne réponde pas pendant un fonctionnement normal. À cet effet, la valeur de la résistance de désexcitation 6 doit se situer à un niveau telle- ment petit que les tensions soient au-dessous de la tension de réponse de l'élement GAD 3 pendant-un fonctionnement normal, lors de l'ouverture des électrode8. Par conséquent, aucune perte de chaleur ne se produit-, pendant un fonctionnement normal, dans l'élément de couplage CAD 3 et cet élément est entièrement disponible en cas de perturbation, par exemple, lors de l'ou- verture sous charge déjà mentionnée des électrodes. REVENDICATIONS l. Dispositif de soudage par résistance, équipé d'un transformateur dont l'enroulement secondaire est relié aux électrodes de soudage et dont l'enroulement primaire est appliqué à une alimentation en courant par l'intermédiaire d'un onduleur doté de valves convertisseuses commandées , le montage série d'une résistance et d'un condensateur étant branché parallèlement sur les valves du calvertisseur statique, caractérisé en ce qu'une résistance et un élément de couplage CAD (diode à avalanche onmmSndée) sont branchés respectivement en parallèle sur l'enroulement primaire du transformateur et sur les valves du convertisseur statique. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la résistance branchée parallèlement à ltenroulement primaire du transformateur est dimensionnée de telle sorte que la tension, engendrée pendant un cas de marche normal par l'ouverture des électrodes de soudage soit plus petite que la tension de réponse dudit élément de couplage CAD.