JP2002103053A - ホールセンサを用いた溶接電源 - Google Patents
ホールセンサを用いた溶接電源Info
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- JP2002103053A JP2002103053A JP2000299476A JP2000299476A JP2002103053A JP 2002103053 A JP2002103053 A JP 2002103053A JP 2000299476 A JP2000299476 A JP 2000299476A JP 2000299476 A JP2000299476 A JP 2000299476A JP 2002103053 A JP2002103053 A JP 2002103053A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】磁束集束用磁気回路を使用することなくホール
センサ単体で安定したフィードバック用出力を得る大電
流溶接電源の電流制御を目的とする。 【解決手段】１、１は溶接トランスの出力端子、２はホ
ールセンサ、３は溶接トランスの出力端子１，１に流れ
る電流によって生じる磁束を示す。ホールセンサ２の取
り付け位置は、出力端子１，１の幅の中心部に配置す
る。出力端子の幅の中心部は両出力端子（＋端子、−端
子）からの磁束が集中するため安定性が増すものと考え
られる。また、出力端子からの距離（図１で上下）を変
えることで小電流にも大電流にも対応できる。
センサ単体で安定したフィードバック用出力を得る大電
流溶接電源の電流制御を目的とする。 【解決手段】１、１は溶接トランスの出力端子、２はホ
ールセンサ、３は溶接トランスの出力端子１，１に流れ
る電流によって生じる磁束を示す。ホールセンサ２の取
り付け位置は、出力端子１，１の幅の中心部に配置す
る。出力端子の幅の中心部は両出力端子（＋端子、−端
子）からの磁束が集中するため安定性が増すものと考え
られる。また、出力端子からの距離（図１で上下）を変
えることで小電流にも大電流にも対応できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は溶接用インバータ電
源に係り、ホールセンサを用いた電流制御に関するもの
である。
源に係り、ホールセンサを用いた電流制御に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】電流値を測定するには電流計を電流の経
路に直列に接続するので、該電流計の内部を当該電流そ
のものが流れることになる。そのため、高電流値の測定
は前記の直接測定の方法は設備的に現実的でないので間
接的測定方法を採用することが多く、例えばホールセン
サ（ホール素子）等を用いることで電流経路に測定器を
挿入することなく電線に流れる電流値を測定する。ホー
ルセンサによる測定の実施例を図４に示す。ホールセン
サ１１と磁気回路１２を組み合わせることで電線１３に
流れる電流値の測定精度を高めることが行われる。ここ
で、磁気回路１２は電線１３に流れる電流から発生する
磁束を集束し安定させる目的で使用されるもので、磁気
回路１２を使用しないと、電線１３に対するホールセン
サ１１の距離や角度が少し変わるだけで測定値が大きく
変動してしまう。
路に直列に接続するので、該電流計の内部を当該電流そ
のものが流れることになる。そのため、高電流値の測定
は前記の直接測定の方法は設備的に現実的でないので間
接的測定方法を採用することが多く、例えばホールセン
サ（ホール素子）等を用いることで電流経路に測定器を
挿入することなく電線に流れる電流値を測定する。ホー
ルセンサによる測定の実施例を図４に示す。ホールセン
サ１１と磁気回路１２を組み合わせることで電線１３に
流れる電流値の測定精度を高めることが行われる。ここ
で、磁気回路１２は電線１３に流れる電流から発生する
磁束を集束し安定させる目的で使用されるもので、磁気
回路１２を使用しないと、電線１３に対するホールセン
サ１１の距離や角度が少し変わるだけで測定値が大きく
変動してしまう。
【０００３】一方、大電流を扱う溶接用電源の定電流制
御、定電力制御のための電流フィードバック用電流値測
定に、前記ホールセンサによる方法を採用することがあ
る。溶接用電源の最大電流値は溶接対象となるワークに
より様々である。ワークが小さい場合の溶接用電源、例
えば最大電流数百アンペアの場合には、従来、磁束集束
用磁気回路と組み合わせたホールセンサを使用してフィ
ードバック用出力を得ていた。
御、定電力制御のための電流フィードバック用電流値測
定に、前記ホールセンサによる方法を採用することがあ
る。溶接用電源の最大電流値は溶接対象となるワークに
より様々である。ワークが小さい場合の溶接用電源、例
えば最大電流数百アンペアの場合には、従来、磁束集束
用磁気回路と組み合わせたホールセンサを使用してフィ
ードバック用出力を得ていた。
【０００４】しかし、小型のインバータ溶接電源の場合
でも対象ワークによっては、１０，０００アンペアまで
測定する必要がある溶接用電源装置もある。このような
大電流の場合、溶接トランス出力端子は銅板状とする必
要があり、該出力端子断面は例えば６５ｍｍ×６ｍｍに
もなる。該出力端子に流れる１０，０００アンペアの電
流による磁束を集束させるにはかなり大きな、例えば３
００ｍｍ×１５０ｍｍ×５０ｍｍの磁気回路を必要と
し、実用的には使用できない。そこで、このような大電
流の場合のフィードバック用出力を得るには精度を犠牲
にして磁束集束用磁気回路なしのホールセンサ単体での
使用も試みられた。
でも対象ワークによっては、１０，０００アンペアまで
測定する必要がある溶接用電源装置もある。このような
大電流の場合、溶接トランス出力端子は銅板状とする必
要があり、該出力端子断面は例えば６５ｍｍ×６ｍｍに
もなる。該出力端子に流れる１０，０００アンペアの電
流による磁束を集束させるにはかなり大きな、例えば３
００ｍｍ×１５０ｍｍ×５０ｍｍの磁気回路を必要と
し、実用的には使用できない。そこで、このような大電
流の場合のフィードバック用出力を得るには精度を犠牲
にして磁束集束用磁気回路なしのホールセンサ単体での
使用も試みられた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、磁束集
束用磁気回路なしのホールセンサ単体での電流測定は、
被測定電流が流れる電線からのホールセンサ取り付け距
離や角度が敏感に影響するため、溶接電源装置を量産す
るにあたって溶接条件と溶接仕上りを確認しながら個々
の製品について調整するのは極めて煩わしいという問題
点があった。本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、非現実的な大きさの磁束集束用磁気回路を
使用することなくホールセンサ単体でも安定したフィー
ドバック用出力が得られる大電流溶接電源の電流制御を
目的とする。
束用磁気回路なしのホールセンサ単体での電流測定は、
被測定電流が流れる電線からのホールセンサ取り付け距
離や角度が敏感に影響するため、溶接電源装置を量産す
るにあたって溶接条件と溶接仕上りを確認しながら個々
の製品について調整するのは極めて煩わしいという問題
点があった。本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、非現実的な大きさの磁束集束用磁気回路を
使用することなくホールセンサ単体でも安定したフィー
ドバック用出力が得られる大電流溶接電源の電流制御を
目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１のホールセンサ
を用いた溶接電源は、大電流測定にホールセンサを使用
し、該ホールセンサの出力を電源回路にフィードバック
する電流制御溶接電源において、通常はホールセンサ近
傍に配置する磁束集束用磁気回路を使用せず、ホールセ
ンサ単体を溶接トランスの一対の銅板状出力端子に挟ま
れた領域の各出力端子幅中央を通る平面上の一点に、磁
束に対してホールセンサが直交する姿勢で取り付けるこ
とを特徴とする。
を用いた溶接電源は、大電流測定にホールセンサを使用
し、該ホールセンサの出力を電源回路にフィードバック
する電流制御溶接電源において、通常はホールセンサ近
傍に配置する磁束集束用磁気回路を使用せず、ホールセ
ンサ単体を溶接トランスの一対の銅板状出力端子に挟ま
れた領域の各出力端子幅中央を通る平面上の一点に、磁
束に対してホールセンサが直交する姿勢で取り付けるこ
とを特徴とする。
【０００７】請求項１のホールセンサを用いた溶接電源
によれば、大電流の場合には形状が大きくなってしまい
現実的でない磁束集束用磁気回路を使用することなく溶
接電源装置を製造することができるので、小型化、低廉
化が図れる。
によれば、大電流の場合には形状が大きくなってしまい
現実的でない磁束集束用磁気回路を使用することなく溶
接電源装置を製造することができるので、小型化、低廉
化が図れる。
【０００８】請求項２のホールセンサを用いた溶接電源
は、請求項１のホールセンサ単体を溶接トランスの一対
の銅板状出力端子に挟まれた領域の各出力端子幅中央を
通る平面上の一点に、磁束に対してホールセンサが直交
する姿勢で取り付けるにあたって、絶縁樹脂製ブロック
およびホールセンサ出力アンプ付きプリント配線板を使
用し、該プリント配線板上のホールセンサ取り付け位置
を複数箇所選定できるようにすることを特徴とする。
は、請求項１のホールセンサ単体を溶接トランスの一対
の銅板状出力端子に挟まれた領域の各出力端子幅中央を
通る平面上の一点に、磁束に対してホールセンサが直交
する姿勢で取り付けるにあたって、絶縁樹脂製ブロック
およびホールセンサ出力アンプ付きプリント配線板を使
用し、該プリント配線板上のホールセンサ取り付け位置
を複数箇所選定できるようにすることを特徴とする。
【０００９】請求項２のホールセンサを用いた溶接電源
によれば、選定可能な複数の取り付け位置を変えること
とホールセンサ出力アンプの調整とにより測定電流の範
囲を容易に変更することができるので、最大電流が異な
る各種の溶接電源装置の電流制御に使用することができ
る。また、磁束を横切るように配置するホールセンサ取
り付け方法に主として絶縁体である材質を使用するの
で、磁界の乱れが少なく測定精度を落とすことがない。
によれば、選定可能な複数の取り付け位置を変えること
とホールセンサ出力アンプの調整とにより測定電流の範
囲を容易に変更することができるので、最大電流が異な
る各種の溶接電源装置の電流制御に使用することができ
る。また、磁束を横切るように配置するホールセンサ取
り付け方法に主として絶縁体である材質を使用するの
で、磁界の乱れが少なく測定精度を落とすことがない。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施形態である
ホールセンサの取り付け位置を示す斜視図である。図１
において、１、１は溶接トランスの一対の出力端子であ
り、図では省略しているが該出力端子１，１は溶接ヘッ
ドの端子に接続されている。２はホールセンサであり、
３は溶接トランスの出力端子１，１に流れる電流によっ
て生じる磁束を示す。ホールセンサ２の取り付け位置
は、出力端子１，１の幅の中心部に配置する。出力端子
の幅の中心部は両出力端子からの磁束が集中するため安
定性が増すものと考えられる。また、出力端子からの距
離（図１で上下）を変えることで小電流にも大電流にも
対応できる。
ホールセンサの取り付け位置を示す斜視図である。図１
において、１、１は溶接トランスの一対の出力端子であ
り、図では省略しているが該出力端子１，１は溶接ヘッ
ドの端子に接続されている。２はホールセンサであり、
３は溶接トランスの出力端子１，１に流れる電流によっ
て生じる磁束を示す。ホールセンサ２の取り付け位置
は、出力端子１，１の幅の中心部に配置する。出力端子
の幅の中心部は両出力端子からの磁束が集中するため安
定性が増すものと考えられる。また、出力端子からの距
離（図１で上下）を変えることで小電流にも大電流にも
対応できる。
【００１１】図２は前記の位置にホールセンサを固定す
るための具体的な例を示す図で、図２（ａ）は上部の出
力端子１を透視した上面図、図２（ｂ）は側面図、図２
（ｃ）は正面図である。固定にあたって、絶縁樹脂製ブ
ロック４を下部の出力端子１にネジ止めし、該ブロック
４にホールセンサ出力アンプ付きプリント配線板５をネ
ジ止めし、該プリント配線板５の所定位置にホールセン
サ２をはんだ付けする。なお、ホールセンサ、アンプへ
の電力供給およびホールセンサからのアンプ後の出力取
り出し用のコネクタ６をプリント配線板５に配置する。
プリント配線板５上のホールセンサ２取り付け位置７は
下部の出力端子１からの距離を調整できるように複数
（図２では３個所）設け、使用する最大電流値によって
該位置７を決定する。下部の出力端子１からの距離が大
きくなると磁束密度が下がるので大きな電流に対応し、
下部の出力端子１に近い位置にホールセンサ２を取り付
けると小電流に対応することができる。
るための具体的な例を示す図で、図２（ａ）は上部の出
力端子１を透視した上面図、図２（ｂ）は側面図、図２
（ｃ）は正面図である。固定にあたって、絶縁樹脂製ブ
ロック４を下部の出力端子１にネジ止めし、該ブロック
４にホールセンサ出力アンプ付きプリント配線板５をネ
ジ止めし、該プリント配線板５の所定位置にホールセン
サ２をはんだ付けする。なお、ホールセンサ、アンプへ
の電力供給およびホールセンサからのアンプ後の出力取
り出し用のコネクタ６をプリント配線板５に配置する。
プリント配線板５上のホールセンサ２取り付け位置７は
下部の出力端子１からの距離を調整できるように複数
（図２では３個所）設け、使用する最大電流値によって
該位置７を決定する。下部の出力端子１からの距離が大
きくなると磁束密度が下がるので大きな電流に対応し、
下部の出力端子１に近い位置にホールセンサ２を取り付
けると小電流に対応することができる。
【００１２】図３は実施例の溶接装置の構成を示し、図
３（ａ）は斜視図、図３（ｂ）はブロック図である。８
は電源本体、９は溶接トランス、１０は溶接ヘッドを示
す。ただし、図３（ａ）の斜視図では、要素間を接続す
る配線を省略している。なお、図３（ｂ）のブロック図
中で示したプリント配線板５とホールセンサ２は、単に
プリント配線板５とホールセンサ２が溶接トランス９の
筐体内に位置することを示す概念でありブロック図の内
容ではない。
３（ａ）は斜視図、図３（ｂ）はブロック図である。８
は電源本体、９は溶接トランス、１０は溶接ヘッドを示
す。ただし、図３（ａ）の斜視図では、要素間を接続す
る配線を省略している。なお、図３（ｂ）のブロック図
中で示したプリント配線板５とホールセンサ２は、単に
プリント配線板５とホールセンサ２が溶接トランス９の
筐体内に位置することを示す概念でありブロック図の内
容ではない。
【００１３】なお、本発明の実施例は溶接用電源装置の
電流制御を対象にしたが、他にも電流経路との距離、角
度を一定に保つことができる場合の大電流測定に使用す
ることができる。例えば、溶接モニタの電流センサとし
て使用することができる。
電流制御を対象にしたが、他にも電流経路との距離、角
度を一定に保つことができる場合の大電流測定に使用す
ることができる。例えば、溶接モニタの電流センサとし
て使用することができる。
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば、電流制御等のためにホ
ールセンサで大電流の電流測定をするにあたって、磁束
集束用磁気回路を省略できるので、装置の小型化、軽量
化、低廉化を可能にする。また、ホールセンサ取り付け
位置を予め数箇所設定しておけるので、測定可能な最大
電流値を簡単に変更することができる。
ールセンサで大電流の電流測定をするにあたって、磁束
集束用磁気回路を省略できるので、装置の小型化、軽量
化、低廉化を可能にする。また、ホールセンサ取り付け
位置を予め数箇所設定しておけるので、測定可能な最大
電流値を簡単に変更することができる。
【図１】図１は本発明の一実施の形態を示す斜視図であ
る。
る。
【図２】図２はホールセンサ取付位置にホールセンサを
固定するための具体的な例を示す図で、図２（ａ）は上
部の出力端子１を透視した上面図、図２（ｂ）は側面
図、図２（ｃ）は正面図である。
固定するための具体的な例を示す図で、図２（ａ）は上
部の出力端子１を透視した上面図、図２（ｂ）は側面
図、図２（ｃ）は正面図である。
【図３】図３は実施例の溶接装置の構成を示し、図３
（ａ）は斜視図、図３（ｂ）はブロック図である。８は
電源本体、９は溶接トランス、１０は溶接ヘッドを示
す。
（ａ）は斜視図、図３（ｂ）はブロック図である。８は
電源本体、９は溶接トランス、１０は溶接ヘッドを示
す。
【図４】図４は従来のホールセンサによる測定の実施例
を示す。
を示す。
１ 溶接トランスの出力端子 ２ ホールセンサ ３ 磁束 ４ 絶縁樹脂製ブロック ５ プリント配線板 ６ コネクタ ７ ホールセンサ取付位置 ８ 電源本体 ９ 溶接トランス １０ 溶接ヘッド １１ ホールセンサ １２ 磁気回路 １３ 電線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G025 AA05 AB02 5H790 BA03 DD06 EA02 EB03 KK03 KK07
Claims (2)
- 【請求項１】 大電流測定にホールセンサを使用し、該
ホールセンサの出力を電源回路にフィードバックする電
流制御溶接電源において、通常はホールセンサ近傍に配
置する磁束集束用磁気回路を使用せず、ホールセンサ単
体を溶接トランスの一対の銅板状出力端子に挟まれた領
域の各出力端子幅中央を通る平面上の一点に、磁束に対
してホールセンサが直交する姿勢で取り付けることを特
徴とするホールセンサを用いた溶接電源。 - 【請求項２】 ホールセンサ単体を溶接トランスの一対
の銅板状出力端子に挟まれた領域の各出力端子幅中央を
通る平面上の一点に、磁束に対してホールセンサが直交
する姿勢で取り付けるにあたって、絶縁樹脂製ブロック
およびホールセンサ出力アンプ付きプリント配線板を使
用し、該プリント配線板上のホールセンサ取り付け位置
を複数箇所選定できるようにすることを特徴とする請求
項１のホールセンサを用いた溶接電源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000299476A JP2002103053A (ja) | 2000-09-29 | 2000-09-29 | ホールセンサを用いた溶接電源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000299476A JP2002103053A (ja) | 2000-09-29 | 2000-09-29 | ホールセンサを用いた溶接電源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002103053A true JP2002103053A (ja) | 2002-04-09 |
Family
ID=18781277
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000299476A Pending JP2002103053A (ja) | 2000-09-29 | 2000-09-29 | ホールセンサを用いた溶接電源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002103053A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009186214A (ja) * | 2008-02-04 | 2009-08-20 | Denso Corp | 電流検出装置及び電流検出方法 |
| JP2009539106A (ja) * | 2006-05-31 | 2009-11-12 | キャタピラー インコーポレイテッド | 電気システム |
| US7719258B2 (en) | 2008-10-13 | 2010-05-18 | National Taiwan University Of Science And Technology | Method and apparatus for current measurement using hall sensors without iron cores |
-
2000
- 2000-09-29 JP JP2000299476A patent/JP2002103053A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009539106A (ja) * | 2006-05-31 | 2009-11-12 | キャタピラー インコーポレイテッド | 電気システム |
| JP2009186214A (ja) * | 2008-02-04 | 2009-08-20 | Denso Corp | 電流検出装置及び電流検出方法 |
| US7719258B2 (en) | 2008-10-13 | 2010-05-18 | National Taiwan University Of Science And Technology | Method and apparatus for current measurement using hall sensors without iron cores |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050722 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050802 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20051129 |