Brevet FR2503002A1 — publié le 19821008

La présente invention concerne un dispositif destiné fournir une tension d'alimentation continue stabilisée à partir du courant de soudage engendré dans un processus de soudage TIG, plasma ou analogue. On sait que dans les dispositifs de soudage de ce type, il est nécessaire de déplacer un certain nombre d'organes, notamment au moyen de moteurs électriques. Pour alimenter ces moteurs, on a besoin d'une source d'alimentation continue stabilisée. Dans les dispositifs connus, outre le dispositif de soudage fournissant le courant de soudage, on prévoit donc des alimentations et connexions auxiliaires pour l'alimentation desdits moteurs. La présente invention a notamment pour objet de rendre inutiles ces sources de tension auxiliaires, en permettant d'engendrer une tension d'alimentation continue stabilisée directement a partir du courant de soudage. Ainsi, il est posssible d'effectuer un processus de soudage avec ses différentes opérations de déplacement et d'asservissement, uniquement partir du générateur de courant de soudage. A cette fin, selon l'invention, le dispositif destiné à fournir une tension d'alimentation continue stabilisée, à partir du courant de soudage engendré dans un processus de soudage TIG, plasma ou analogue, est remarquable en ce qu'il comporte des premiers moyens qui reçoivent ledit courant de soudage et le transforme en une première tension continue, des seconds moyens qui transforment ladite tension continue en une seconde tension continue qui n'apparat que pendant l'existence d'un arc de soudage et qui est significative de celui-ci et des troisièmes moyens qui engendrent ladite tension d'alimentation continue stabilisée à partir de ladite seconde tension, en l'asservissant a une tension de référence, obtenue également à partir de ladite seconde tension de référence. Avantageusement, les premiers moyens comportent une self-induction et une résistance pendant de la tension, montées en série, ainsi qu'une diode écrêteuse rapide. Lesdits seconds moyens peuvent comporter deux interrupteurs commandés, dont le premier commande la conduction du second, ledit premier interrupteur commandé étant susceptible d'etre shunté, en l'absence d'arc, par un circuit comprenant un dispositif à seuil, ladite seconde tension apparaissant aux bornes dudit second interrupteur commandé. Avantageusement, le second interrupteur commandé est bistable et les seconds moyens comportent un dispositif de signalisation branché aux bornes du second interrupteur, lorsque celui-ci n'est pas commandé par le premier. Les troisièmes moyens peuvent comporter un dispositif pour engendrer une tension continue de référence à partir de la seconde tension continue, un dispositif pour transformer ladite seconde tension continue en une suite d'impulsions, un dispositif pour transformer ladite suite d'impulsions en une tension continue stabilisée et un dispositif pour asservir ladite tension continue stabilisée à ladite tension de référence. Ainsi, grâce à l'invention, on peut obtenir une tension d'alimentation continue stabilisée, affranchie des parait tes émis par l'arc, quelle que soit la tension de l'arc et meme en cas de variation de cette tension d'arc. Le dispositif selon l'invention permet de protéger le circuit alimenté contre la tension à vide du générateur de courant de soudage et contre la haute fréquence d'amorçage de l'arc. Enfin, le dispositif selon l'invention détecte le début et la fin du cycle de soudage afin de permettre la commande automatique de différents asservissements. La figure unique du dessin annexé fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur cette figure unique, on a représenté un exemple de réalisation du dispositif selon l'invention. Cet exemple de réalisation comporte des premiers moyens I qui reçoivent entre A et B le courant de soudage et le transforme en une première tension continue apparaissant entre les points C et D, des seconds moyens II qui transforment la première tension continue apparaissant entre C et D en une seconde tension continue apparaissant entre E et F, ce, seulement pendant l'existence d'un arc de soudage et des troisièmes moyens III engendrant entre les bornes S et S' une tension d'alimentation continue stabilisée a partir de ladite seconde tension continue apparaissant entre les bornes E et F. Le courant de soudage circule entre les bornes A et B à travers une self-induction L1 et une résistance dépendant de la tension R1 . la haute fréquence est bloquée par la self-induction L1 et les résidus de haute fréquence sont écrêtés par la résistance R1. Enfin, une diode écrêteuse rapide DZ1 est montée en parallèle sur la résistance R1 et parfait l'élimination des résidus haute fréquence. On voit ainsi qu'entre les points C et D apparaît une première tension continue égale a la tension continue se trouvant entre les bornes A et B. Cette première tension continue peut présenter encore des pics a haute fréquence et ceux-ci sont traités dans les moyens II qui comportent une diode de Zener DZ2. La première tension continue débarrassée de ses pics à haute fréquence par la diode de Zener DZ2 est appliquée aux bornes d'un relais RL1 par l'intermédiaire d'un résistance R4. En parallèle sur le relais RL1, est monté le trajet émetteur collecteur d'un transistor T1, dont la base est pilotée par une résistance R3 reliée a une branche de circuit, montée en parallèle entre les points Cet D et comprenant une diode D1, la diode DZ2, une résistance R2 et un condensateur C1. La résistance R3 est branchée entre la résistance R2 et le condensateur C1. On voit ainsi que si la tension continue aux bornes C et D est supérieure à la tension de la diode de Zener DZ2I augmentée des tensions directes de D1 et T1, le condensateur C1 se charge par l'intermédiaire de la résistance R2. Cette résistance R2 limite le courant de charge de C1, afin de ne pas détériorer les diodes D1 et DZ2. Tant que le condensateur C1 est chargé, le transistor T1 est passant et le relais RL1 est courtcircuité par le trajet.émetteur-collecteur du transistor T1; ce relais RL reste donc ouvert. En revanche, lors de l'amorçage de l'arc de soudage, la tension tombe en dessous de la valeur de la tension de DZ2- La diode D1 évite la décharge du condensateur C1 dans l'arc et la résistance R3 limite cette décharge à travers la base du transistor T1. Il s'ensuit donc une temporisation fonction de C1 et de R3 se déclenchant automatiquement dès l'amorçage de l'arc. Cette temporisation est destinée à permettre la retombée des circuits de contrôle de haute fréquence des générateurs de soudage, avant l'enclenchement des circuits d'asservissement. Dès que le transistor T1 n'est plus passant, le relais RL pilote un relais Rt2, dont les contacts coupent les deux fils d'alimentation des circuits électroniques. Ainsi, on voit que lorsque la tension continue entre les bornes A et B est supérieure ou égale à la somme de la tension de seuil de la diode de Zener DZ2 augmentée des tensions directes de la diode D1 et du transistor T1 le relais RL 2 reste au repos. En revanche, dès que la tension continue aux bornes A et B devient inférieure à cette somme de tensions, le relais RL2 se ferme. Ainsi, ce relais RL2 ne colle que si la tension d'entrée est compatible avec la tension normale d'un arc de soudage. Le relais RL2 est commandé par l'intermédiaire du contact rl du relais RL1. Par ailleurs, le relais RL2 comporte deux jeux de contact du type r2 dont l'un sert à l'alimentation des circuits électroniques et l'autre est relié à l'ensemble d'une résistance R5, d'une diode électroluminescente D2 et d'une diode de Zener DZ3. L'ensemble R5, D2 et DZ3 a deux fonctions : -d'une part, indiquer la position de RL2. En effet, lorsque la diode D2 est allumée, cela signifie que les circuits électroniques ne sont pas alimentés et sert à protéger contre la tension à vide , -d'autre part, créer sur les contacts de repos de RL2, un circuit a basse impédance capable d'absorber des pics a haute fréquence qui auraient franchi les différents filtres en amont. Ainsi, entre les bornes E et F, on trouve une tension égale a la tension continue d'arc. Cette tension est appliquée a un circuit CIl, qui délivre a sa sortie G une tension constante par rapport a la borne E. A partir de la tension constante entre E et G, on alimente un circuit de contrôle CI2 qui fournit une tension de référence, un comparateur CI3 et un oscillateur à commande par tension CI4. L'oscillateur CI4 émet des signaux carrés qui saturent un transistor à effet de champ T3 par l'intermédiaire d'un transistor T2 à la fréquence déterminée par un condensateur C2. Le transistor T3 applique donc la tension aux bornes E et F sur une self-induction L2, jusqu'a saturation en courant. A l'ouverture brutale du transistor T3, l'extracourant de rupture dû à la self-induction L2 est récupéré par une diode rapide D3 qui charge un condensateur C3. Le courant dans le transistor T3 et la self-induction L2 est contrôlé par un circuit CI5 et un shunt R8. Lorsque le point de saturation de la self-induction L2 est atteint, le circuit CI5 bloque le circuit CI4, provoquant la non conduction des transistors T2 et T3. Une diode D4 montée en série avec le transistor T3 a pour but d'éviter les phénomènes de résonance sur l'arc de soudage et d'éviter que celui-ci ne "chante". Le comparateur CI3 mesure, par l'intermédiaire du pont de résistance R6, R7, la tension d'alimentation stabilisée Us aux bornes S et S' du condensateur C3 et la compare a la tension de référence émise par CI2. La tension de comparaison issue du comparateur CI3 pilote l'oscillateur CI4 en conséquence, afin d'asservir la tension d'alimentation stabilisée Bien entendu, en jouant sur le pont diviseur R6, R7, il est possible de rendre variable la tension Us. On voit que si la tension mesurée par R7 est la tension provenant d'une génératrice tachymétrique entravée par un moteur (non représenté) raccordé sur la tension Us, on obtient ainsi un asservissement en vitesse. Le dispositif selon l'invention peut être utilisé pour toute commande ou asservissement ainsi que pour l'alimentation de tout dispositif électronique, électrique ou électromécanique destiné a déplacer, contrôler, asservir, mesurer ou réaliser toute opération nécessaire a la bonne réalisation d'une soudure, en partant du seul courant de soudage. Eventuellement, il peut travailler en courant alternatif, en intercalant un pont redresseur entre C et D et en utilisant deux diodes de Zener en opposition et sur tout générateur, quelles que soient ses caractéristiques externes et son travail : soudage TIG, plasma, MIG, MAG, etc... REVENDICATIONS 1. Dispositif destiné a fournir une tension d'alimentation continue stabilisée à partir du courant de soudage engendré dans un processus de soudage TIG, plasma ou analogue, caractérisé en ce qu'il comporte des premiers moyens I qui reçoivent ledit courant de soudage et le transforme en une première tension continue, des seconds moyens II qui transforment ladite première tension continue en une seconde tension continue qui n'apparaît que pendant l'existence d'un arc de soudage et qui est significatif de celui-ci et des troisièmes moyens III qui engendrent ladite tension d'alimentation continue stabilisée a partir de ladite seconde tension et qui asservissent cette tension d'alimentation continue stabilisée une tension de référence, également engendrée partir de ladite seconde tension. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits premiers moyens I comportent une self-induction Ll et une résistance R1 dépendant de la tension, montées en série, ainsi qu'une diode ecreteuse rapide DZ1. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits seconds moyens II comportent deux interrupteurs commandés RL1 et RL2 dont le premier RL commande la conduction du second RL2, ledit premier interrupteur RL1 étant susceptible d'etre shunté en absence d'arc, par un circuit comprenant un dispositif a seuil DZ2, ladite seconde tension apparaissant aux bornes EF dudit second interrupteur commandé RL2. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit second interrupteur RL2 est bistable et en ce que lesdits seconds moyens II comportent des moyens de signalisation D2 branchés aux bornes dudit second interrupteur, lorsque celui-ci n'est pas commandé par le premier interrupteur RL1. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications l a 4, caractérisé en ce que les troisièmes moyens III comportent un dispositif CI2 pour engendrer une tension continue de référence à partir de ladite seconde tension continue, un dispositif CI4, T3, L2 pour transformer ladite seconde tension continue en une suite d'impulsions, un dispositif D3, C3 pour transformer ladite suite d'impulsions en tension continue stabilisée et un dispositif CI3, R6, R7 pour asservir ladite tension continue stabilisée à ladite tension de référence.