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DISPOSITIF DE REGULATION DE LA VALEUR EFFICACE D'UN COURANT OU D'UNE TENSIONa
La présente invention est relative à un dispositif destiné à la régulation de la valeur efficace d'une tension ou d'un courant alternatif.
Elle s'applique particulièrement à la régulation de la valeur efficace de la tension aux bornes des transformateurs d'une soudeuse par ' résistance et d'une façon générale dans tous les cas où la grandeur électrique à régler est la valeur efficace.
Par exemple, dans le cas des soudeuses munies d'un contacteur électronique avec réglage de courant, les courants et les tensions de soudage ne sont pas sinusoïdaux et au point de vue soudage, c'est la valeur efficace de ces courants et tensions qui importe puisque 0' est elle qui conditionne la quantité de chaleur apportée dans la pièce à souder.
Un dispositif bien connu de régulation des soudeuses par résistance consiste à utiliser un tube diode saturé dont le filament est chaif- fé à partir de la tension à réguler :le courant anodique de la diode saturée est, dans ces conditions, fonction uniquement de la température du filament, c'est-à-dire de la valeur efficace de la tension appliquée à celui-ci et qui est précisément la tension à réguler. La tension aux bornes d'une résistance insérée dans le circuit anodique sera donc fonction de la valeur efficace de la tension à réguler, elle pourra être introduite dans les circuits de commande de l'allumage des ignitrons de façon à maintenir constante la valeur efficace de la tension de soudage.
Un inconvénient sérieux du dispositifqui vient deêre décri t est le coôt élevé des tubes diodes saturés et le fait quelle sont relativement peu répandus sur le marche.
La présente invention concerne un dispositif de régulation
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pouvant être utilisé en lieu et place du dispositif décrit ci-dessus et dans lequel il n'est pas fait usage de tubes spéciaux très coûteux.
Elle est relative à un dispositif fournissant une tension fonction de la valeur efficace d'une tension ou d'un courant alternatif à régu= ler et constitué par un pont de Wheatstone dont les quatre branches sont constituées par des résistances présentant les caractéristiques suivantes : a) l'une des branches du pont est constituée par deux résistances connectées en série et dont la valeur varie avec la température; b) chacune desdites résistances est respectivement alimentée* par l'un des deux enroulements secondaires d'un transformateur dont le primaire est alimenté par la tension ou le courant à réguler; c) lesdits enroulements secondaires sont reliés en série de façon que les tensions à leurs bornes soient en opposition de phase;
d) le point commun aux deux enroulements secondaires est relié électriquement au point commun aux deux résistances définies en a) par l'intermédiaire d'un rhéostat de réglage; e) les extrémités libres de chacun des deux enroulements secondaires sont respectivement raccordées à la borne non commune des deux résistances définies en a) par l'intermédiaire d'un condensateur ; f) les résistances, définies en a) dont la valeur varie,avec la température sont avantageusement constituées par des lampes à incandescence; g) le pont est alimenté à partir d'une source de tension continue constituée de préférence par une batterie d'accumulateurs.
L'invention sera bien comprise par l'examen de la figure 1 des dessins annexés, donnés à titre d'exemple non limitatif. Sur cette figuré, on a désigné par 1 un transformateur dont l'enroulement primaire 2 est alimenté par la tension à réguler. Ce transformateur est muni de deux enroulements identiques 3 et 4 débitant respectivement sur des résistances 5 et 6 dont la valeur varie avec la température, ces résistances étant constituées dans le cas de la figure par des lampes à incandescence. En série dans chacun des circuits constitué par un enroulement secondaire et une lampe à incandescence, on a disposé deux condensateurs 7 et 8.
Les enroulements secondaires 3 et 4 sont connectés en série de fagon que les tensions à leurs bornes soient en opposition de phase de sortie que la diffé- rence de potentiel entre les points 9 et 10 est constamment nulle tandis que le point commun 11 aux enroulements 3 et 4 est raccordé à la borne commune 12 aux lampes 5 et 6 mises en série.
Les deux lampes 5 et 6 constituent une branche d'un pont de Wheatstone, les trois autres branches de ce pont étant constituées par les résistances fixes 13, 14 et 15. Le pont est alimenté entre les points 9 et 16 par une source de courant continu 17 et les bornes de sortie prises aux extrémités de la seconde diagonale du pont sont désignées par 18 et 19.
Par suite de la présence de condensateurs 7 et 8, le courant continu fourni par la source 17 rie peut circuler dans les enroulements 3 et 4; d'autre part, par suite du montage en opposition de ces enroulements, il n'apparaît aucune.composante alternative de tension entre les bornes 18 et 19.
La tension entre ces points est uniquement fonction de l'équi- libre du pont, donc de la valeur de la résistance des lampes 5 et 6, ellemême fonction de la valeur efficace du courant alternatif les alimentant.
Ce courant dépend de la valeur efficace de la tension appliquée au primaire 2 du transformateur et qui est précisément la tension à réguler. La tension entre les points 18 et 19 est dpnc fonction de la tension à réguler ; elle pourra, par conséquent, après amplification éventuelle par des moyens
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connus, servir à la régulation de cette tension..
Suivant une variante de 1?invention, on augmente de façon appréciable la sensibilité du pont en remplaçant la résistance 14 par un tubé trio- dé comme indiqué à la figure 2 ou en disposant ce tube en série avec une résis tance de valeur plus faible. Sur la figure 2, les éléments identiques à ceux de la figure 1 sont désignes par les mêmes chiffres, le tube triode constituant 1?une des branches du pont étant représenté en 20. La tension grille-cathode de ce tube est fournie par une source à tension fixe 21'et,--- par la différence de potentiel entre les points 9 et 10.
Si alors, par suite d9une augmentation de la tension à réguler, la résistance des lampes 5 et 6 augmente-, la grille du tube 20 deviendra moins négative et la résistance de la branche du pont constituée par le tube diminuera.
Le déséquilibre du pont sera donc fortement accentué pour une même variation de la tension à réguler et comparativement au dispositif de la figure 1. La tension entre les bornes 18 et 19 sera donc plus élevée dans le cas de la figure 2 pour une même variation de la tension à réguler.
Une autre modification apparaissant sur la figure 2 consiste en ce que le point commun aux enroulements 3 et 4 et la borne commune aux lampes 5 et 6 sont reliés entre eux par l'intermédiaire d'un rhéostat de réglage 22. Ce rhéostat est destiné au réglage de l'équilibre du pont de façon que les lampes 5 et 6 travaillent toujours autour de la même température, quelle que soit la grandeur de la tension ou du courant à réguler, le rhéostat 22 permet en effet de donner au courant alternatif traversant les lampes,et par conséquent à la résistance de ces campes, une valeur constante quelle que soit la tension appliquée au primaire 2 du transformateur 1.
Par ce fait également, la différence de potentiel entre les points 9 et 10 oscillera toujours autour de la même valeur et le tube 20 travaillera toujours autour du même point de sa courbe caractéristique.
Il est évident que le rhéostat 22 peut être introduit dans le dispositif de la figure 1 avec les avantages signalés plus haut pour le fonctionnement des lampes 5 et 6.
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DEVICE FOR REGULATING THE EFFECTIVE VALUE OF A CURRENT OR A VOLTAGE
The present invention relates to a device intended for regulating the rms value of an alternating voltage or current.
It is particularly applicable to the regulation of the rms value of the voltage at the terminals of the transformers of a resistance welder and generally in all cases where the electrical quantity to be regulated is the rms value.
For example, in the case of welders equipped with an electronic contactor with current adjustment, the welding currents and voltages are not sinusoidal and from the welding point of view, it is the rms value of these currents and voltages that matters since 0 'is what conditions the quantity of heat supplied to the part to be welded.
A well-known device for regulating resistance welders consists in using a saturated diode tube whose filament is heated from the voltage to be regulated: the anode current of the saturated diode is, under these conditions, a function only of the temperature. of the filament, that is to say the rms value of the voltage applied to it and which is precisely the voltage to be regulated. The voltage at the terminals of a resistor inserted in the anode circuit will therefore be a function of the rms value of the voltage to be regulated, it can be introduced into the ignitron ignition control circuits so as to keep the rms value of welding voltage.
A serious drawback of the device which has just been described is the high cost of saturated diode tubes and the fact that they are relatively uncommon on the market.
The present invention relates to a regulation device
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which can be used instead of the device described above and in which very expensive special tubes are not used.
It relates to a device providing a voltage that is a function of the rms value of a voltage or an alternating current to be regulated and constituted by a Wheatstone bridge, the four branches of which are formed by resistors having the following characteristics: a ) one of the branches of the bridge is formed by two resistors connected in series and whose value varies with temperature; b) each of said resistors is respectively supplied * by one of the two secondary windings of a transformer, the primary of which is supplied by the voltage or the current to be regulated; c) said secondary windings are connected in series so that the voltages at their terminals are in phase opposition;
d) the point common to the two secondary windings is electrically connected to the point common to the two resistors defined in a) by means of an adjustment rheostat; e) the free ends of each of the two secondary windings are respectively connected to the non-common terminal of the two resistors defined in a) via a capacitor; f) the resistors, defined in a), the value of which varies with the temperature, are advantageously formed by incandescent lamps; g) the bridge is supplied from a direct voltage source preferably constituted by a battery of accumulators.
The invention will be clearly understood by examining FIG. 1 of the accompanying drawings, given by way of non-limiting example. In this figure, 1 denotes a transformer whose primary winding 2 is supplied by the voltage to be regulated. This transformer is provided with two identical windings 3 and 4 outputting respectively on resistors 5 and 6, the value of which varies with temperature, these resistors being formed in the case of the figure by incandescent lamps. In series in each of the circuits consisting of a secondary winding and an incandescent lamp, two capacitors 7 and 8 have been placed.
The secondary windings 3 and 4 are connected in series so that the voltages at their terminals are in phase opposition of the output that the potential difference between the points 9 and 10 is constantly zero while the common point 11 to the windings 3 and 4 is connected to the common terminal 12 to lamps 5 and 6 placed in series.
The two lamps 5 and 6 constitute a branch of a Wheatstone bridge, the three other branches of this bridge being formed by the fixed resistors 13, 14 and 15. The bridge is supplied between points 9 and 16 by a current source continuous 17 and the output terminals taken at the ends of the second diagonal of the bridge are designated 18 and 19.
Due to the presence of capacitors 7 and 8, the direct current supplied by the source 17 can flow in the windings 3 and 4; on the other hand, as a result of the assembly in opposition of these windings, no alternating voltage component appears between terminals 18 and 19.
The voltage between these points is only a function of the equilibrium of the bridge, therefore of the value of the resistance of lamps 5 and 6, itself a function of the rms value of the alternating current supplying them.
This current depends on the rms value of the voltage applied to the primary 2 of the transformer and which is precisely the voltage to be regulated. The voltage between points 18 and 19 is dpnc a function of the voltage to be regulated; it may, therefore, after possible amplification by means
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known, serve to regulate this voltage.
According to a variant of the invention, the sensitivity of the bridge is appreciably increased by replacing the resistor 14 by a triode tubed as shown in FIG. 2 or by arranging this tube in series with a resistance of lower value. In Figure 2, the elements identical to those of Figure 1 are designated by the same numbers, the triode tube constituting 1? One of the branches of the bridge being represented at 20. The grid-cathode voltage of this tube is supplied by a source. at fixed voltage 21 'and, --- by the potential difference between points 9 and 10.
If then, as a result of an increase in the voltage to be regulated, the resistance of the lamps 5 and 6 increases, the grid of the tube 20 will become less negative and the resistance of the branch of the bridge formed by the tube will decrease.
The imbalance of the bridge will therefore be greatly accentuated for the same variation of the voltage to be regulated and compared to the device of FIG. 1. The voltage between terminals 18 and 19 will therefore be higher in the case of FIG. 2 for the same variation of the voltage to be regulated.
Another modification appearing in FIG. 2 consists in that the point common to the windings 3 and 4 and the terminal common to the lamps 5 and 6 are interconnected by means of an adjustment rheostat 22. This rheostat is intended for the adjustment of the balance of the bridge so that the lamps 5 and 6 always work around the same temperature, whatever the magnitude of the voltage or the current to be regulated, the rheostat 22 in fact makes it possible to give the alternating current passing through the lamps, and consequently to the resistance of these camps, a constant value whatever the voltage applied to primary 2 of transformer 1.
By this fact also, the potential difference between points 9 and 10 will always oscillate around the same value and the tube 20 will always work around the same point of its characteristic curve.
It is obvious that the rheostat 22 can be introduced into the device of FIG. 1 with the advantages mentioned above for the operation of the lamps 5 and 6.