PL161719B1

RZECZPOSPOLITA
POLSKA
(12) OPIS PATENTOWY (19)PL (11) 161719
(13) B1
284169
(21) Numer zgłoszenia:
5( 1) IntCl5:
B23K 11/24
Urząd Patentowy
Rzeczypospolitej Polskiej
(22) Data zgłoszenia:
02.03.1990
)Punktowa
4
5
(
zgrzewarka kondensatorowa
(73)
(43)Zgłoszenie ogłoszono:
Uprawniony z patentu:
Instytut Spawalnictwa, Gliwice, PL
09.09.1991 BUP 18/91
(72) Twórcy wynalazku:
(45)
O udzieleniu patentu ogłoszono:
30.07.1993 WUP 07/93
PL 161719 B1
(57)
Punktowa zgrzewarka kondensatorowa składająca się z baterii kondensatorów, transformatora
zgrzewalniczego, tyrystora prostownikowego, tyrystora rozładowującego energię baterii kondensatorów,
dzielnika pomiarowego napięcia ładowania batem
kondensatorów, układu przełączającego impulsy zapłonowe tyrystorów, znamienna tym, że jest wyposażona w pomiarowy człon (CP) napięcia ładowania
baterii kondensatorów, składający się z komparatora
napięć (K), nastawnego wzorca napięcia (N) oraz
miernika energii (M), którego zacisk dodatni połączony jest z biegunem dodatnim nastawnego wzorca napięcia (N) oraz z wejściem nieodwracającym "plus"
komparatora napięć (K) natomiast wejście odwracające "minus" komparatora napięć (K) połączone jest ze
środkowym wyprowadzeniem pomiarowego dzielnika napięcia (R1, R2), ponadto biegun ujemny nastawnego wzorca napięcia (N) i zacisk ujemny miernika
energii (M) połączone są z biegunem ujemnym baterii
kondensatorów (C)
Wiktor Kołoczek, Gliwice, PL
Wacław Kumięga, Gliwice, PL
Hubert Papkala, Gierałtowice, PL
PUNKTOWA ZGRZEWARKA KONDENSATOROWA
Z a s t r z e ż e n i e
p a t e n t o w e
Punktowa zgrzewarka kondensatorowa składająca się z baterii kondensatorów, t r a n s f o r m a ­
tora zgrzewalniczego, tyrystora prostownikowego, tyrystora rozładowującego energię b a t e m kondensatorów, dziel­
nika pomiarowego napięcia ładowania b a t e m
kondensatorów, układu
przełączającego impulsy z a p ł o ­
nowe tyrystorów, z n a m i e n n a
t y m , że jest wyposażona w pomiarowy człon /CP/ napięcia
ładowania baterii kondensatorów, składający się z komparatora napięć /K/, nastawnego wzorca
napięcia /N/ oraz z miernika energii /M/, którego zacisk dodatni połączony jest z biegunem
dodatnim nastawnego wzorca napięcia /N/ oraz z wejściem nieodwracającym plus komparatora napięć
/K/,
natomiast wejście
wyprowadzeniem
odwracające minus komparatora napięć /K/ połączone jest ze środkowym
pomiarowego
wzorca
napięcia
batem
kondensatorów /C/.
/N/
dzielnika
i zacisk
ujemny
napięcia
/ R1,R2/,
miernika
energii
*
*
ponadto
/M/
biegun
połączone
ujemny
nastawnego
są z biegunem
ujemnym
*
Przedmiotem wynalazku jest punktowa zgrzewarka kondensatorowa przeznaczona do zgrzewania
elementów z metali i stopów trudnozgrzewalnych oraz metali nieżelaznych.
Zgrzewanie elementów z metali i stopów trudnozgrzewalnych, o dużej przewodności cieplnej,
wymaga przepływu bardzo dużego prądu przez miejsce zgrzewane w krótkim czasie,
rzędu 0,5 do
2 m s . Takie warunki zgrzewania można osiągnąć w stosunkowo prosty sposób w zgrzewarkach konden­
satorowych. Stosowane obecnie punktowe zgrzewarki kondensatorowe są z reguły wyposażone w
stabilizowane zasilacze regulowanego napięcia stałego, służącego do ładowania baterii k o n d e n ­
satorów. Wysoki stopień stabilizacji, przy równocześnie dużym zakresie zmian płynnie regulowanego napięcia łado­
wania b a t e m kondensatorów, wymaga zastosowania
bardzo złożonego układu elektronicznego. W celu
zapewnienia
układ
szybkiego
zasilacza
reagowania układu na zmiany napięcia
wymaga
zastosowania
wewnętrznego
dużego
ładowania b a t e m
obciążenia,
którym
kondensatorów,
jest
z
reguły
rezystor dużej mocy. Prowadzi to do znacznego obniżenia sprawności energetycznej oraz zmniej­
szenia żywotności zgrzewarki na skutek wydzielania znacznych ilości ciepła przez rezystor mocy.
Celem wynalazku jest usunięcie tych wad i niedogodności.
Cel osiągnięto opracowując punktową zgrzewarkę kondensatorową zawierającą człon pomiarowy
dokonujący precyzyjnego pomiaru nastawionego poziomu napięcia ładowania baterii kondensatorów,
a po osiągnięciu żądanej wartości przerwania procesu ładowania i natychmiastowe rozładowanie
baterii kondensatorów poprzez uzwojenie pierwotne transformatora zgrzewalniczego. Człon ten
składa
się
z miernika
energii,
którego
zacisk
dodatni
połączony
jest
z biegunem
nastawnego wzorca napięcia oraz z wejściem n ieo d w r a c a jącym "+" komparatora napięć,
wejście odwracające
nika
napięcia.
Biegun
dodatnim
natomiast
komparatora napięć połączone jest ze środkowym wyprowadzeniem d z i e l ­
ujemny
nastawnego
wzorca
napięcia
i zacisk
ujemny
miernika
energii
połączone są z biegunem ujemnym baterii kondensatorów.
Układ elektroniczny zgrzewarki według wynalazku umożliwia natychmiastowe precyzyjne n a s t a ­
wianie żądanej wartości energii baterii kondensatorów z dużym zakresie zmian tej energii.
Układ elektryczny i elektroniczny zgrzewarki pobierają energię z sieci zasilającej praktycznie
tylko w krótkotrwałym czasie ładowania energią baterii kondensatorów, wynoszącym maksimum
1,5 s. Układ elektroniczny zgrzewarki, dzięki precyzyjnemu pomiarowi
napięcia ładowania
batem
konden­
satorów, tylko w krótkotrwałym czasie ładowania, zapewnia dobrą powtarzalność zgrzein, wysoką
sprawność energetyczną przy zastosowaniu stosunkowo prostego układu elektronicznego.
3
161 719
Wynalazek jest przykładowo wyjaśniony na rysunku,
ktryczno-blokowy punktowej zgrzewarki kondensatorowej.
na
którym przedstawiono
schemat ele-
Punktowa zgrzewarka kondensatorowa według wynalazku składa się z następujących podstawo­
wych zespołów: z b a t e m kondensatorów C, transformatora zgrzewalniczego TZ, prostownikowego
tyrystora T1 , tyrystora T2 rozładowującego energię b a t e m kondensatorów, układu P p r z e ­
łączającego
impulsy
zapłonowe
tyrystorów,
pomiarowego
dzielnika
napięcia
R 1 , R2
oraz
z
pomiarowego członu CP. Pomiarowy człon CP składa się z komparatora napięcia K , n a s t a w n e g o
wzorca napięcia N oraz z miernika energii b a t e m kondensatorów M. Zacisk dodatni miernika
energii
M połączony
nieodwracającym
napięć
jest
"+"
K połączone
z biegunem dodatnim
koparatora
jest
napięć
K,
nastawnego
natomiast
punktowej
wejście
napięcia
N oraz
z wejściem
odwracające
komparatora
ze środkowym wyprowadzeniem pomiarowego dzielnika napięcia
Biegun ujemny nastawnego wzorca napięć N i zacisk
z biegunem ujemnym b a t e m kondensatorów C.
Działanie
wzorca
zgrzewarki
ujemny miernika
kondensatorowej
według
energii
wynalazku
jest
R1 , R2.
M połączone
następujące:
są
po
załączeniu sieciowego wyłącznika W napięcie zasilające zostaje doprowadzone do układu zgrze­
warki. Wielkość energii zgrzewania, w zależności
nastawnym wzorcem napięcia N. Wartość liczbowa
od wymagań technologicznych, nastawia się
tej energii wskazuje miernik energii M,
który
nastawnego
jest
napięcia
zbierane
łącznik
duje
podłączony
do
zacisków
wyjściowych
wzorca napięcia
N.
Komparator
K porównuje napięcie wzorca napięcia N z napięciem baterii kondensatorów, które
jest z pomiarowego dzielnika napięcia R1 , R2. Po naciśnięciu pedału zgrzewarki
elektryczny PE
podanie
impulsów
powoduje
uruchomienie przełączającego układu P, który z kolei
zapłonowych
do tyrystora prostownikowego
powo­
T1 . W tym momencie czasowym
następuje ładowanie baterii kondensatorów C napięciem stałym do momentu, gdy wartość napięcia
podawana
z pomiarowego
dzielnika
R1 , R2 na
wejście
odwracające
komparatora
przewyższy o kilka miliwoltów napięcie z nastawnego wzorca napięcia
na
wejście
nieodwracające
"+"
napięcia K zmienia polaryzację
komparatora
napięcia
K.
impulsu wyjściowego,
W
tym
N, które
momencie
napięcia
K
jest podawane
czasowym
komparator
który podany na wejście przełączającego
układu P powoduje zdjęcie impulsów zapłonowych z prostownikowego tyrystora T 1 i równocześnie
podanie
impulsu zapłonowego
dowanie
baterii
tora
Przepływ
po
tyrystora
C poprzez
T2.
Zapłon
uzwojenie
tyrystora
pierwotne
T2 powoduje gwałtowne
Zp
zgrzewalniczego
rozła­
transforma­
TZ, co powoduje wyindukowanie we wtórnym uzwojeniu Zw impulsu prądowego o bardzo dużej
wartości,
C,
do
kondensatorów
który następnie przepływa przez zgrzewalnicze elektrody E i materiał zgrzewany M.
impulsu prądowego
którym następuje
cyklu zgrzewania.
zgrzewania
wyłączenie
się
trwa
do czasu
tyrystora
T2,
rozładowania
a tym
samym
się baterii
zakończenie
kondensatorów
pojedyńczego
161 719
Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.
Cena 10 000 zł