Brevet FR2527490A1 — publié le 19831202

L'invention a pour objet un dispositif de règlage de l'intensité de soudage pour poste de soudure à l'arc. L'objet de l'invention se rattache notamment au secteur technique de soudage. On connaît des postes de soudure équipés de moyens de reglages de l'intensité de l'arc. Ce règlage peut s'effectuer soit à partir du poste même, soit à partir d'un moyen de commande à distance. Le plus souvent la télécommande équipe des postes de soudure de haut dx gamme, rotatifs ou redressés. L'invention vise plus particulièrement, des postes de soudure dont la valeur de l'intensité de soudage est moyenne. Dans le cas d'une commande à distance de l'appareil, se pose le problème d'avoir une isolation entre le secteur et le moyen de commande du règlage de l'intensité. Selon l'invention, le règlage de l'intensité de soudure s'opère par la variation de l'angle de conduction d'un triac monté directement en série avec l'enroulement primaire du transformateur de soudure proprement dit. Les impulsions de déclenchement sont produites par un transistor unijonction totalement isolé du secteur, par deux transformateurs, -- - pour commander un thyristor qui transmet l'impulsion de déclenchement à la gâchette di triac. L'angle de phase ne joue que sur une partie de la sinusoïde, ce qui laisse toujours la tension de crête disponible sur l'enroulement secondaire du transformateur de soudure facilitant ainsi 1' amorçage pour les petites électrodes de soudure. Ces caractéristiques et d'autres encore ressortiront de la suite de la description, Pour fixer l'objet de l'invention, sans toutefois le limiter, dans les dessins annexés La figure 1 est un exemple d'un schéma électrique de principe du dispositif intégré à un poste de soudure classique. La figure 2 montre par une vue en perspective à caractère sché matique, le dispositif monté dans un coffret indépendant des tiné à être isntallé sur un poste de soudure classique. La figure 3 est un exemple de réalisation d'un schéma électrique de principe correspondant à la figure 2. Les figures 4, 5, 6 et 7 montrent les courbes de tensions en fonction du temps. La figure 4 montre la courbe de tension aux bornes du conden sateur. La figure 5 montre la courbe de tension aux bornes du primaire du transformateur d'isolation. La figure 6 montre la courbe de tension aux bornes de la diode zener La figure 7 montre la courbe de tension- aux bornes du triac. Afin de rendre plus concret l'objet de l'invention, on le décrit maintfn nt d'une manière nDn limitative en se référant aux exemples des figures des dessins. On voit figure 1 que le dispositif est alimenté par un transformateur (Tl) dont l'enroulement primaire (Tla) est conformé pour être branché sur le secteur monophasé 220 V - 380 V par l'intermédiaire d'un double commutateur (1). Le secondaire (Tlb) de ce transformateur (Tl) délivre une tension alternative efficace de sensiblement 30 V. Cette tension de 30 V est redressée par un pont de dises et écrétée par une diode zener (DZ) à sensiblement 22 V. Un potentiomètre (P11 en parallèle avec la diode zener (DZ), chcrgo un condensateur (Cl) qui est relié à l'émetteur d'un transistor ulijonction (Tr) dont l'une des bases (Bl) est reliée à la borne né gatîve du pont redresseur par l'intermédiaire de l'enroulement primaire d'un transformateur à pot de ferrite (T2). Ce transformateur (T2) assure l'isolation par rapport au secteur (S). Le déclenchement du transistor unijonction (Tr), sur la courbe aux bornes de la diodezener lDZ) (figure 6) est fonction de la position du pntentiomètre de commande (Pi). En parallèle sur l'enroulement secondaire du transformateur d'isolement (12), sont branchées la gâchette et la cathode d'un thyristor (Th), dont l'anode est reliée à l'une des bornes (a) du secteur (S) par l'intermédiaire d'une diode (Dl) montée en direct. Deux diodes en séries (D2 et D3) sont montées on parallèles aux bornes de l'anode et de la cathode du thyristor (Th). En série avec la cathode du thyristor (Th), une diode (D4) est relié par sa cathode à la borne (a) du secteur (S). Deux résistances (R# et R2), montées en série, sont connectées d'une part entre la cathode et l'anode des diodes (D2 et D3) et, d'autre part à l'anode (Ai) d'un triac TR. Ce triac (TR) est branché par ses anooes (Al et A2), respectivement à la sortie de la résistance (R2) et à la borne (a) du secteur. La gâchette du triac (TR) est reliée entre les deux résistances (Ri et R2). Ce triac (TR) a pour but de règler l'intensité traversant le ou les bobinages de l'enroulement primaire (T3a) relatif au tI:s formateur de soudage proprement dit (T3). Selon l'invention, l'ensemble du dispositf de règlage de l'i1- tensité et le transformateur de soudage (T3) peuvent être intégrés dans un même boîtier (figure l), ou bien, le dispositif est monté dans un boîtier indépendant susceptible c'êtrekelié à n'importe quel type de poste de soudure statique (figure 2). Dans ltexel~ple de la figure 1, une sortie de l'enroulement primaire (T3a) du transformateur (T3) est reliée à l'anode (Al) du triac (TR), tandis que deux autres sorties sont connectés à deux bornes différentes du commutateur (l) correspondant à une alimentation en 220V ou 380 V. D'une manière connue, sur les deux sorties de l'enroulement secondaire (T3b) du transformateur (T3), sont susceptibles d'être branchés un câble d'électrode comportant à son extrémité libre le porte électrode et un câble de soudage comportant une pince destinée à être fixée sur la ou les pièces à souder. Dans le cas d'un boîtier (BI) indépendant du poste de soudure proprement dit, c'est-à-dire du transformateur (T3), l'anode (Al) du triac (TR) est branchée sur le commun du commutateur (1), luimême relié à une borne d'une prise de sortie (2) du boîtier indépendant (BI). L'autre borne de cette prise (2) est reliée à l'autre entrée (b) du secteur (figures 2 et 3). Le coffret ou boîtier (BI) s'intercale donc simplement entre la prise secteur et le câble d'alimentation (4) du poste de soudure (T3). Les autres parti du schéma électrique de principe demeurent identiques à celles décrites et illustrées par la figure 1 dans le cas où le poste de soudure est intégré au dispositif. Il convient maitenant d'analyser très succinctement le fonctionnement du dispositif. Lorsque le transistor unijonction (Tr) devient conducteur, une impulsion de courant traverse l'enroulement primaire du transformateur d'isolation (T2) et induit dans l'enroulement secondaire une impuslion de même sens qui a pour effet d'allumer le thyristor (Th). le courant secteur, partant de (a) à la partie négative par exemple de la sinusoïde du secteur, traverse la diode (Dl), le thyristor (tu), la diode (D2), les résistances (Ri et R2), l'en roulement primaire (T3a) du transformateur de soudure (T3), et re part à l'autre borne (b) du secteur. I,3-sque la tension aux bornes de la résistance (R2), c 'est-a- dire aux bornes ce 1' anode (Al) et de la gâchette du triac (@R) @@@eint une certaine valeur de cte de sensiblement 3 V, ledit triac (TR) s'allume et laisse ainsi passer le courant dans i 'enroule-#ent primaire du ransformateur de soudure (T3) jusqu'au passage à O de la sinusoïde secteur en court-circuitant l'alimentation du trans formateur d'entrée (T1). Inversement, à la deuxième partie positive de la sinusoïde secteur, le courant partant de (b) , traverse successivement le primaire du tra.'- sfcrrra#eur de soudure (T3), les résistances (R2 et R1), la fiole (D3), le thyristor (Th), la diode (54) pour arriver à l'autre borne (a) du secteur. Ainsi réalisé, le système de commande d'allumage du triac (TR), par variation d'angle de phase, est totalement isolé du secteur et permet uonc d'utiliser une télécommande en restant dans les normes de sécurité. D'une manière connue, la télécommande s'effectue par exemple au moyen d'un potentiomètre indépendant susceptible d'être emporté par l'utilisateur au lieu même où doit s'effectuer la soudure. Eventuellement, le potentiomètre peut par exemple être monté sur ou à proximité du porte-électrode. Le potentiomètre de télécommande est conformé pour être branché sur deux bornes (A et B) qui apparaissent à l'extérieur du boîtier du poste de soudure totalement intégré ou indépendant-dudit poste (figure 2), La borne (A) est montée en série avec le potentiomètre de commande (P1) en étant interceptée par un inverseur (I) dont le commun est relié à la base du transistor unijonction (Tr). La borne (B) est en série avec la cathode de la diode zener (DZ), ou reliée à la base (B2) du transistor unijonction (Tr). On conçoit donc qu'en agissant sur l'inverseur (I), on met en circuit soit le potentiomètre (P1) qui est intégré au isposi- tif, soit le potentiomètre de télécommande. Il est bien évident que l'inverseur (I) et le poteatiomètre (P1) sont tous deux actionnables à partir de l'extérieur du boîtier intégré ou indépendant du poste de soudure. Il en est de mme pour le commutateur (l) de changement de tension. On prévoit de monter en série, avec l'enroulement primaire du transformateur d'alimentation (Tl), un thermostat (The) susceptible de couper l'ensemble du circuit lorsqu'apparaît un échauffement du bobinage. De meme, un interrupteur (11) ou autre organe équivalent peut être convenablement monté pour assurer à volonté la mise en circuit et la coupure du dispositif. Cet interrupteur (Il) peut être aussi intégré au potentiomètre de commande (pu). Il est bien évident que le moyen de commande de l'allumage du triac (TR) par variation d'angle de phase en utilisant un transistor unijonction peut s'effectuer par exemple avec un système opto électronique ou autre. D'une manière intéressante, on souligne que si le triac ne s'allume pas à la première impulsion de commande, cette dernière se répète jusqu'à ce que ledit triac s'allume. Dès que le triac devient conducteur, la commande d'angle de phase est mise hors circuit et il n'apparaît plus d'impulsions de commande qui ne pourront reprendre qu'après le prochain passage au zéro de la sinusoïde du secteur. Dans cet état de conduction, le triac court-circuite le primaire du transformateur d'alimentation (Tl). Ce triac de règlage est utilisé comme interrupteur de mise en route et d'arrêt et/ou de protection en cas d'échauffement excessif lorsque ledit triac est commandé par un thermostat. Les schémas électriques annexés montrent le dispositif pour des postes de soudure monophasés, mais il est bien évident que ledit dispositif est applicable pour des systèmes polyphasés, redressés ou non au secondaire, avec, dans ce cas, un dispositif par phase. D'autre part, on voit que le transformateur (Tl) est branché en parallèle sur les anodes du triac (TR), ce qui amène les avantages et conséquences suivantes - l'arrêt du système de production des impulsions de commande dès que l'allumage du triac (TR) est effectué, - les impulsions régulées en tension aux bornes de la diode zener, sont en phase avec la sinusoïde du secteur. L'invention ne se limite aucunement à celui de ses modes d'application non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses di verses parties ayant plus spécialement été indiquées ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS -1- Dispositif de règlage de l'intensité de soudage pour poste de soudure à l'arc notamment par variation d'angle de conduction d'un triac, caractérisé en ce que le triac (TR) est monté en série avec l'enroulement primaire du transformateur de soudure (T3), les impulsions de déclenchement étant produites par un moyen électronique ou autre isolé du secteur par un transformateur à pot de ferrite (T2) et un transformateur d'alimentation (Tl), pour commander un thyristor (Th) qui transmet l'impulsion de déclenchement à la gâchette du triac (TR). -2- Dispositif selon la revendication l, caractérisé en ce que le moyen électronique pour produire les impulsions de déclenchement, est notamment un transistor unijonction (Tr). -3- Dispositif selon l'une quelconque des revendications l et 2, caractérisé en ce que l'enroulement primaire du transformateur (T2) est branché en série avec la base (B1) du transistor unijonction (Tr) et sur l'une des sorties continues d'un pont redresseur, lten- roulement secondaire dudit transformateur étant monté en parallèle sur l'espace gâchette-cathode du thyristor (Th). -4- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la gâchette du triac (TR) est-reliée d'une part au moyen d'un circuit résistance-diode, à la cathode du thyristor (Th) et, d'autre part, à l'enroulement primaire du transformateur de soudage (T3) par l'intermédiaire d'une résistance, l'anode (Al) dudit triac (TR) étant reliée en série avec ledit enroulement, tandis que l'autre anode est reliée à l'une des entrées du circuit. -5- Dispositif selon l'une quelconque des revendications l à 4, caractérisé en ce qu'un potentiomètre de commande (Pi) charge un condensateur (Cl) qui est relié à l'émetteur du transistor unijonction. -6- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'un organe de télécommande est conformé pour être branché sur deux bornes (A et B) apparaissant à l'extérieur du poste de soudure, la borne (A) étant montée en série avec le potentiomètre de commande (Pi) en étant interceptée par un inverseur (I) dont le commun est relié à la base du transistor unijonction (Tr), l'autre borne (B) étant reliée à la base (B2) dudit transistor (Tr) par l'intermédiaire d'une résistance. -7- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le transformateur d'alimentation tTl) est branché en parallèle sur les anodes du triac (TR), le secondaire dudit transformateur (Tl) délivrant une tension alternative qui est redressée puis écrétée. -8- Dispositif selon l'une quelconque des revendications l à 7, caractérisé en ce qu'il est intégré au poste de soudure, une sortie da l'eii-oulement primaire (T3a) du transformateur (T3) étant reliée à l'anode (Ai) du triac (TR), tandis que les deux autres sorties sont connectées à deux bornes différentes d'un commutateur (1) correspondant à une alimentation en 220 V ou 380 V. -9- Dispositif selon l'une quelconque des revendications l à 7, caractérisé en ce qu'il est monté dans un boîtier (BI) indépendant du poste de soudure, l'anode (Al) du triac (TR) étant branchée sur le commun d'un commutateur (l) de voltage lui-même relié à une borne d'une prise de sortie (2) dudit boîtier (BI), l'autre borne étant reliée à l'entrée du secteur de telle sorte que le boîtier (BI) s'intercale simplement entre une prise secteur et le câble d' alimentation du poste de soudure. -1.0- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé par son application pour des postes de soudure monophasés ou à alimentation polyphasée redressé ou non au secondaire.