[发明专利]用于运行电阻焊接装置的方法

说明书

技术领域

本发明说明按独立权利要求所述的一种用于运行电阻焊接装置的方法以及一种作为这样的电阻焊接装置的电阻焊接装置。

背景技术

在用直流电进行电阻焊接时，要求很高的可能处于数千安培的范围内的电流。为了产生这些电流，通常使用变压器，所述变压器在初级侧借助于全桥来触发并且在次级侧借助于二极管整流器来向焊接钳供给电流。

二极管整流器的使用具有这样的缺点，即由于二极管的导通电阻而出现了较高的损耗功率。

发明内容

本发明的任务在于，说明一种电阻焊接装置和一种用于运行这种电阻焊接装置的方法，借助于所述方法相对于从现有技术中知道的解决方案明显改进整个装置的系统性能。

为此目的，本发明提出一种新颖的用于向电阻焊接装置供给电流的方法。

所述电阻焊接装置尤其包括一个具有第一及第二次级绕组的电焊变压器。这两个次级绕组彼此进行磁性的耦合。另外包括一个初级绕组，该初级绕组与所述两个次级绕组进行了磁性的耦合。

此外存在一个同步整流器，该同步整流器包括第一和第二整流器支路，这两条支路分别借助于所述第一及第二次级绕组来连接并且向第一及第二焊接电极供给焊接电流。

所述同步整流器按本发明借助于半导体开关元件优选借助于场效应晶体管在使用触发装置的情况下来如此触发，使得布置在所述整流器支路中的开关元件在所述初级绕组上进行极性更换的过程中一起保持接通的状态，使得在所述焊接电极上所要求的焊接电流可以换向。

换向这个概念是指焊接电流在两条整流器支路之间的转变（焊接电流换向）。根据初级电压，焊接电流至少必须一半首先换向到相应另一条整流支路上，从而可以传输用于进行焊接的能量。

借助于所述半导体开关元件，与已知的具有较高的导通电阻的二极管整流器相比实现损耗功率的降低。由于可以将多个半导体开关元件并联布置在所述同步整流器支路中而可以接通高达15kA或者更高的电流，其中所述损耗功率相对于二极管整流器降低了大约70%。

在初级侧设置了全桥。所述全桥为此比如可以包括IGBTs（绝缘栅门极晶体管），所述IGBTs彼此连接为一条桥式电路。所述初级绕组布置在两条桥臂之间，并且借助于晶体管的相互的触发来得到电流的加载。

借助于这种处理方式，在进行主动的能量传输的过程中实现损耗功率的降低并且在次级电流的换向的过程中提供较高的电压。

这又引起这样的结果，即提高主动的能量传输时间并且由此也改进系统性能。

优选在使用代表着初级电流阈值的数值的情况下由所述触发装置来将实际上在运行过程中出现的初级电流与所述初级电流阈值进行比较。所述半导体开关元件根据比较的结果来切换。由此可以识别换向过程的结束并且由此可以进一步提高系统性能。

在换向过程结束时，所述两个开关元件中的仅仅一个开关元件也还可以保持接通的状态。为此需要的开关指令通过所述初级电流阈值的检测来产生。所述初级电流阈值可以处于70%到100%的范围内。

在所述电焊变压器上优选布置了磁场传感器。该磁场传感器的信号由所述触发装置来分析，从而也在使用分析结果的情况下切换所述开关元件。借助于所述磁场传感器，而后同样可以向换向过程施加影响并且可以进一步提高系统性能。

不仅所述第一而且所述第二整流器支路的组件都优选构造为对称的结构。借助于所述电焊变压器的次级侧的中间抽头来将所述同步整流器连接到两部分的次级电路上。所述第一和第二整流器支路的触发借助于基本上对称的脉冲来进行。这种对称的构造能够实现均匀的磁化，这有利地影响着能量传输和系统性能。

所述触发装置包括控制逻辑电路、设有比较器的电流检测机构以及门电路。这二者如此共同作用，从而产生对于触发来说必需的脉冲。这种解决方案的优点是能够实现一种非常紧凑的装置。

所述触发优选借助于所集成的开关电路或者借助于分立的构件来进行。所述触发装置也可以借助于微型控制器来实现。它也可以集成到电焊变压器中。在使用微型控制器的情况下，也可以在没有额外的外部的接头的情况下实现所述触发装置。

本发明也包括一种具有电焊变压器的电阻焊接装置，所述电阻变压器则包括第一和第二彼此相耦合的次级绕组以及初级绕组和同步整流器。所述同步整流器包括第一及第二整流器支路。所述整流器支路能够相应地借助于所述第一及第二次级绕组来触发。同样设置了一种用于按照上面提到的方法特征之一来实施所述电阻焊接装置的运行的触发装置。