【０００１】
【産業上の利用分野】
従来、抵抗溶接等の電源装置としては、瞬時に大電流を必要とするため、大規模な受電設備を必要とした。このために、大きな受電設備を有しない小企業や一般家庭では、抵抗溶接電源装置を駆動することができなかった。
これに対し、蓄電池を電源とするインバータ型のスポット溶接機が先に本発明者によって提案され、一般家庭に供給されている商用電源でもスポット溶接が可能となった。
検討するスポット溶接機は、直流を電源としていることから、溶接完了時には、その直流電流を遮断する必要があった。
本発明は、直流大電流の強制遮断方法に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
抵抗溶接等の電源装置としては、溶接の度に頻繁に大電流を開閉する必要がある。これに対し、従来、商用電源を電源とする方式では、大型の変圧器を用いていて抵抗溶接を行っていた。従って、変圧器の一次側をサイリスタ等の電子スイッチを用いて点弧角制御した場合、電源転流である事からスイッチの開閉には何の問題も生じなかった。また、ＩＧＢＴやバイポーラトランジスタを用いたインバータの場合には、素子自身が消弧能力を有する為、この場合も特別な問題は、無かった。
ところが、蓄電池を電源としたサイリスタ型のインバータで抵抗溶接機を実現した例は、現時では、本発明者を除き日本を含め全世界に存在しない。従って、従来の技術は無く、発明者の技術が世界初となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
蓄電池を電源としたサイリスタ型インバータの抵抗溶接機では、直流を電源としていることから、溶接完了時には、その直流大電流を遮断する必要があった。
本発明は、直流大電流を遮断する困難さを解決するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、直流大電流を遮断する困難さを解決するため、請求項１と２で述べた手段をとる。
（手段１）直流を電源とするインバータ回路において、インバータの転流動作に伴う転流リアクトルに誘起する電圧をコンデンサに蓄え、その蓄えたコンデンサの電気エネルギーを用いてインバータに流れる直流電流を強制遮断する方法。
（手段２）直流電源から負荷に電力を供給する回路において、半導体電子スイッチを強制遮断するに要する電気エネルギーを半導体電子スイッチ回路とは、独立な商用電源等から得て負荷電流を強制遮断する方法。
（手段３）インバータに限らず、直流電源から負荷に電力を供給する回路において、半導体電子スイッチを強制遮断するに要する電気エネルギーを半導体電子スイッチ回路とは、独立な商用電源等から得て負荷電流を強制遮断する方法。
【０００５】
【発明の実施形態】
図を用いて発明の実施形態を説明する。
図１は、請求事項１に係る回路例で、ＶＢを直流電源としたインバータ回路である。サイリスタＴｈ１，Ｔｈ２を交互に点弧する事によりインバータ動作をし、変圧器Ｔ１の二次側に繋いだ溶接部に溶接電流を供給している。
インバータ動作する際に、転流リアクトルＬ１には、直流に重畳した交流電流が流れがｖＬが誘起する。このｖＬを転流リアクトルに施した巻線ＮＬ２で拡大し、ダイオードＤｏｆｆで整流して消弧コンデンサＣｏｆｆに充電する。
そして、インバータ電流を遮断する場合は、消弧サイリスタＴｈ，ｏｆｆを点弧してＴｈ，ｏｎをｏｆｆにしてインバータ電流を強制遮断する。
図２は、請求事項２に係る回路例である。先ず、（ａ）図に示す様に、商用電源ｖと変圧器Ｔ２，ダイオードＤｃｈ，充電スイッチＳｃｈを用いて直流電流を強制遮断するに要する電気エネルギーをコンデンサＣＱに充電しておく。
次に，図に（ｂ）に示す様に、インバータ各部の電流を強制遮断する場合は、遮断したい電子スイッチ（Ｔｈ１，Ｔｈ２，ＴｈＳＷ）それぞれに繋いで遮断電流ｉｃｕｔを印加するものである。
図２（ｃ）は、蓄電池ＶＢから直流電流ｉＢを溶接部に直接流す回路例である。スイッチＴｈ，ＤＣを遮断する場合は、図１（ａ）に示すｉｃｕｔをＴｈ，ＤＣ に流せば良い。
【０００６】
【実施例】
発明の実施形態で示した図１が、請求事項１に示した実施例であり、直流を電源とするインバータ回路においてインバータの転流動作に伴う転流リアクトルに誘起する電圧をコンデンサに蓄え、その蓄えたコンデンサの電気エネルギーでインバータに流れる電流を強制遮断している。
発明の実施形態で示した図２が、請求事項２に示した実施例であり、直流電源から負荷に電力を供給する回路において、半導体電子スイッチを強制遮断するに要する電気エネルギーを半導体電子スイッチ回路とは、独立な商用電源等から得て負荷電流を強制遮断している。
【０００７】
【発明の効果】
蓄電池を電源とするインバータ型のスポット溶接機や直流電源から負荷に電力を供給する回路において、半導体電子スイッチを強制遮断する方法が確立した事により、蓄電池を電源とするスポット溶接機或は、蓄電池から直接溶接電流を供給する回路を実現するに至らしめた。
【図面の簡単な説明】
【図１の説明】
図１は、直流電流を強制遮断する機能を有したスポット溶接機の略図であり、ＶＢを直流電源としたインバータ回路の例である。なお、各部の記号は、以下のとおりである。
Ｔ１：溶接用変圧器
ＶＢ：蓄電池電圧
ｉＢ：変圧器一次電流（蓄電池電流）
Ｎ１ｐ：変圧器の正側一次巻線
Ｎ１ｎ：変圧器の負側一次巻線
Ｖ１ｐ：変圧器の正側一次巻線電圧
Ｖ１ｎ：変圧器の負側一次巻線電圧
ｉ１ｐ：変圧器の正側一次巻線電流
ｉ１ｎ：変圧器の負側一次巻線電流
Ｃ ：インバータ転流コンデンサ
ｖｃ ：コンデンサ電圧
Ｔｈ１：正側サイリスタ
Ｔｈ２：負側サイリスタ
ｉＴｈ１：正側サイリスタ電流
ｉＴｈ２：負側サイリスタ電流
Ｄ１ ：正側ダイオード
Ｄ２ ：負側ダイオード
ｉＤ１：正側ダイオード電流
ｉＤ２：負側ダイオード電流
Ｔｈ，ｏｎ：インバータ電流開閉サイリスタ
Ｌ１ ：インバータ転流リアクトル
ＮＬ１：Ｌ１の巻数
Ｌ２ ：インバータ転流リアクトルＬ１に施した単巻変圧器のインダクタンス
ＮＬ２：Ｌ２の巻数
ｖＬ ：Ｌ１に誘起する電圧
Ｄｏｆｆ：Ｌ１とＬ２に誘起する電圧ｋｖＬを整流するダイオード
Ｃｏｆｆ：消弧コンデンサ
Ｔｈ，ｏｆｆ：消弧サイリスタ
Ｒｏｎ ：抵抗
【図２の説明】
図２は、強制遮断回路の略図であり図の記号は、以下のとおりである。
（ａ）図：強制遮断エネルギーを得る回路
ｖ ：商用電源
Ｔ２ ：強制遮断用変圧器
Ｄｃｈ：整流ダイオード
Ｓｃｈ：充電スイッチ
ＣＱ ：強制遮断に要する電荷を蓄えるコンデンサ
Ｔｈ，ＤＣ，ｏｆｆ：コンデンサＣＱから遮断したいスイッチに遮断電流を流す為のスイッチ
ｉｃｕｔ ：直流電流を強制遮断する電流
（ｂ）図：インバータ電流を強制遮断する回路
Ｔｈ，ＳＷ ：インバータ電流を開閉するサイリスタ
他の記号は、図１に同じ
（ｃ）図：蓄電池電流ｉＢで直接溶接する電流を強制遮断する回路
ＶＢ ：蓄電池
ｉＢ ：蓄電池電流
ｒＢ ：蓄電池の内部抵抗
ＬＢ ：蓄電池の内部インダクタンス
Ｔｈ，ＤＣ：直流スイッチ
ｉｃｕｔ ：直流電流を強制遮断する電流[0001]
[Industrial applications]
Conventionally, a power supply device for resistance welding or the like requires a large current instantaneously, and thus requires a large-scale power receiving facility. For this reason, the resistance welding power supply device could not be driven in a small company or a general household without large power receiving equipment.
On the other hand, an inverter-type spot welding machine using a storage battery as a power supply has been proposed by the present inventor, and spot welding has become possible with a commercial power supply supplied to ordinary households.
Since the spot welder to be examined uses a DC power source, it was necessary to cut off the DC current when welding was completed.
The present invention relates to a method for forcibly interrupting a large direct current.
[0002]
[Prior art]
As a power supply device for resistance welding or the like, it is necessary to frequently open and close a large current every time welding is performed. On the other hand, conventionally, in a system using a commercial power supply as a power supply, a large transformer is used and resistance welding is performed. Therefore, when the firing angle of the primary side of the transformer is controlled by using an electronic switch such as a thyristor, there is no problem in opening and closing the switch because of the power commutation. In the case of an inverter using an IGBT or a bipolar transistor, there is no special problem in this case, because the element itself has an extinguishing ability.
However, there is no example in which a resistance welding machine is realized by a thyristor-type inverter using a storage battery as a power supply at present, except for the present inventor, including Japan. Therefore, there is no conventional technology, and the inventor's technology is the first in the world.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In a resistance welding machine of a thyristor type inverter using a storage battery as a power source, a direct current is used as a power source, so that when welding is completed, it is necessary to cut off the large direct current.
The present invention solves the difficulty of interrupting a large direct current.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The present invention employs the measures described in claims 1 and 2 in order to solve the difficulty of interrupting a large DC current.
(Means 1) In an inverter circuit using a DC power supply, a voltage induced in a commutation reactor accompanying a commutation operation of the inverter is stored in a capacitor, and the DC current flowing through the inverter is forcibly cut off using the stored electric energy of the capacitor. how to.
(Means 2) In a circuit for supplying power from a DC power supply to a load, a method of forcibly interrupting a load current by obtaining electric energy required for forcibly interrupting a semiconductor electronic switch from a commercial power supply independent of a semiconductor electronic switch circuit. .
(Means 3) In a circuit for supplying power from a DC power supply to a load, not limited to an inverter, electrical energy required for forcibly shutting off a semiconductor electronic switch is obtained from a commercial power supply independent of a semiconductor electronic switch circuit and a load current. How to forcibly shut off.
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
Figure 1 is a circuit example according to claims Matters 1, an inverter circuit in which the DC power source V B. The inverter operation by igniting the thyristors Th1, Th2 alternately supplies a welding current to the welding portion by connecting the secondary side of the transformer T 1.
When inverter operation, the commutation reactor L 1, alternating current superimposed on a direct current flow v L is induced. The v L the expanded windings N L2 subjected to commutation reactor, and rectified by diode D off to charge the extinguishing capacitor C off.
When the inverter current is cut off, the arc extinction thyristor Th , off is fired, Th , on is turned off, and the inverter current is forcibly cut off.
FIG. 2 is a circuit example according to claim 2. First, keep charging as shown in (a) FIG., A commercial power supply v and the transformer T 2, diode D ch, electrical energy required to force blocking the direct current using a charging switch S ch in the capacitor C Q .
Next, as shown in (b) in FIG, to force blocking the inverter each part of the current, the electronic switch to be blocked (Th 1, Th 2, T hSW) used to apply a cut-off current i cut connecting each It is.
Figure 2 (c) is a circuit example flow directly weld the DC current i B from the battery V B. When the switch Th, DC is cut off, i cut shown in FIG. 1A may be supplied to Th , DC .
[0006]
【Example】
FIG. 1 shown in the embodiment of the invention is an example shown in claim 1, in a DC-powered inverter circuit, a voltage induced in a commutation reactor associated with a commutation operation of the inverter is stored in a capacitor. The electric current in the inverter is forcibly cut off by the stored electric energy of the capacitor.
FIG. 2 shown in the embodiment of the invention is the embodiment shown in claim 2, and in a circuit for supplying power from a DC power supply to a load, a semiconductor electronic switch circuit is used to supply electric energy required to forcibly shut off a semiconductor electronic switch. Means that the load current is forcibly cut off from an independent commercial power supply or the like.
[0007]
【The invention's effect】
In a spot welding machine that uses a storage battery as a power source, or in a circuit that supplies power to a load from a DC power supply, a method for forcibly shutting off a semiconductor electronic switch has been established. Has realized a circuit for supplying a welding current directly from.
[Brief description of the drawings]
[Description of FIG. 1]
Figure 1 is a schematic representation of a spot welder having a function of forcibly interrupting the DC current, an example of an inverter circuit to which a DC power source V B. In addition, the symbol of each part is as follows.
T 1 : welding transformer V B : storage battery voltage i B : transformer primary current (storage battery current)
N 1p : Positive primary winding of transformer N 1n : Negative primary winding of transformer V 1p : Positive primary winding voltage of transformer V 1n : Negative primary winding voltage of transformer i 1p : Transformer vessels positive side primary winding current i 1n: negative primary winding current of the transformer C: inverter commutation capacitor v c: capacitor voltage T h1: positive thyristor T h2: negative thyristor i Th1: positive thyristor current i Th2 : negative thyristor current D 1 : positive diode D 2 : negative diode i D1 : positive diode current i D2 : negative diode current Th , on : inverter current switching thyristor L 1 : inverter commutation reactor N L1: L 1 turns L 2: inductance of the inverter commutation autotransformer subjected to reactor L 1 N L2: number of turns of the L 2 v L: voltage induced in L 1 D off: 1 and the diode rectifies the voltage kv L induced on L 2 C off: extinguishing capacitor T h, off: extinguishing thyristor R on: [Description of Figure 2 Resistance
FIG. 2 is a schematic diagram of the forced cutoff circuit, and the symbols in the figure are as follows.
(A) Figure: circuit v get forced cutoff energy: the commercial power source T 2: forced cutoff transformer D ch: rectifier diodes S ch: charge switch C Q: capacitor T h for storing charge required for forced blocking, DC, off : A switch i cut for passing a cut- off current from a capacitor C Q to a switch to be cut off: a current for forcibly cutting off DC current (b) Figure: Circuit for forcibly cutting off inverter current Th, SW : Thyristor for opening and closing inverter current Is the same as that in FIG. 1 (c) FIG .: A circuit for forcibly interrupting the welding current directly with the storage battery current i B V B : Storage battery i B : Storage battery current r B : Internal resistance of the storage battery L B : Internal inductance of the storage battery Th, DC : DC switch i cut : Current for forcibly interrupting DC current
