JP2818854B2 - 交流式抵抗溶接機におけるサイリスタ電圧検出装置 - Google Patents
交流式抵抗溶接機におけるサイリスタ電圧検出装置Info
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、交流式抵抗溶接機にお
けるサイリスタの端子間電圧を検出するサイリスタ電圧
検出装置に関する。
けるサイリスタの端子間電圧を検出するサイリスタ電圧
検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】交流式抵抗溶接機では、サイリスタを介
して主電源電圧を溶接トランスの一次側コイルに供給
し、溶接トランスの二次側コイルより溶接電流（二次側
電流）を被溶接材に流して、被溶接材の溶接部をジュー
ル熱で冶金的に接合する。サイリスタの点弧角を変える
ことで、溶接電流の大きさを制御することができる。
して主電源電圧を溶接トランスの一次側コイルに供給
し、溶接トランスの二次側コイルより溶接電流（二次側
電流）を被溶接材に流して、被溶接材の溶接部をジュー
ル熱で冶金的に接合する。サイリスタの点弧角を変える
ことで、溶接電流の大きさを制御することができる。
【０００３】このような抵抗溶接機において溶接電流を
測定したり力率角を算出するには、各サイクルの中で溶
接電流の流れ始めるタイミングと流れが止まるタイミン
グをみる必要がある。溶接電流はサイリスタが導通して
いる間に流れ、サイリスタが遮断している間は流れない
ので、溶接電流とサイリスタの端子間（カソード・アノ
ード端子間）電圧とは互いに逆相の関係にある。このこ
とから、サイリスタの端子間電圧を検出し、その電圧波
形から溶接電流の通電時間のタイミングをみるようにし
ている。
測定したり力率角を算出するには、各サイクルの中で溶
接電流の流れ始めるタイミングと流れが止まるタイミン
グをみる必要がある。溶接電流はサイリスタが導通して
いる間に流れ、サイリスタが遮断している間は流れない
ので、溶接電流とサイリスタの端子間（カソード・アノ
ード端子間）電圧とは互いに逆相の関係にある。このこ
とから、サイリスタの端子間電圧を検出し、その電圧波
形から溶接電流の通電時間のタイミングをみるようにし
ている。
【０００４】従来は、降圧トランスの一次側コイルをサ
イリスタの端子間に接続し、該トランスの二次側コイル
に、サイリスタ端子間電圧波形を標準波形（一般には二
値または矩形波形）に変換するための、たとえばフォト
カプラからなる波形変換回路を接続していた。
イリスタの端子間に接続し、該トランスの二次側コイル
に、サイリスタ端子間電圧波形を標準波形（一般には二
値または矩形波形）に変換するための、たとえばフォト
カプラからなる波形変換回路を接続していた。
【０００５】主電源電圧は２００×２1/2 または４００
×２1/2 ボルトのピーク値を有する高圧の交流電圧であ
り、サイリスタ端子間電圧もそれに近いピーク値を有し
ている。降圧トランスの二次側コイルには、サイリスタ
端子間電圧波形に相似なピーク値２０×２1/2 ボルト程
度の電圧波形が得られる。この二次側電圧がフォトカプ
ラの発光ダイオードに印加されている間だけこの発光ダ
イオードが発光してフォトカプラの出力側半導体素子た
とえばフォトトランジスタがオンすることにより、その
出力端子にＴＴＬレベル（０〜５ボルト）の矩形波の電
圧信号が得られる。この矩形波信号の立ち下がりおよび
立ち上がりのタイミングは、溶接電流の通電開始時間お
よび通電終了時間のタイミングにそれぞれ対応する。
×２1/2 ボルトのピーク値を有する高圧の交流電圧であ
り、サイリスタ端子間電圧もそれに近いピーク値を有し
ている。降圧トランスの二次側コイルには、サイリスタ
端子間電圧波形に相似なピーク値２０×２1/2 ボルト程
度の電圧波形が得られる。この二次側電圧がフォトカプ
ラの発光ダイオードに印加されている間だけこの発光ダ
イオードが発光してフォトカプラの出力側半導体素子た
とえばフォトトランジスタがオンすることにより、その
出力端子にＴＴＬレベル（０〜５ボルト）の矩形波の電
圧信号が得られる。この矩形波信号の立ち下がりおよび
立ち上がりのタイミングは、溶接電流の通電開始時間お
よび通電終了時間のタイミングにそれぞれ対応する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のサ
イリスタ電圧検出回路では、高圧のサイリスタ端子間電
圧を波形変換回路（フォトカプラ）の耐圧可能な電圧ま
で降圧するために専用の降圧トランスを用いているの
で、抵抗溶接制御装置が大型化し、コスト高になってい
た。また、抵抗溶接が行われていない間も、降圧トラン
スの二次側回路で電流が流れ、電力が無駄に消費されて
いた。
イリスタ電圧検出回路では、高圧のサイリスタ端子間電
圧を波形変換回路（フォトカプラ）の耐圧可能な電圧ま
で降圧するために専用の降圧トランスを用いているの
で、抵抗溶接制御装置が大型化し、コスト高になってい
た。また、抵抗溶接が行われていない間も、降圧トラン
スの二次側回路で電流が流れ、電力が無駄に消費されて
いた。
【０００７】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
もので、降圧トランスを不要にするとともに無駄な電力
消費をなくし、小型化および低コスト化を実現する交流
式抵抗溶接機におけるサイリスタ電圧検出装置を提供す
ることを目的とする。
もので、降圧トランスを不要にするとともに無駄な電力
消費をなくし、小型化および低コスト化を実現する交流
式抵抗溶接機におけるサイリスタ電圧検出装置を提供す
ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の第１の抵抗溶接機におけるサイリスタ電
圧検出装置は、交流式抵抗溶接機の一次側回路に設けら
れたサイリスタの端子間電圧を検出するためのサイリス
タ電圧検出装置において、前記サイリスタに対して並列
に接続され、前記サイリスタの端子間電圧波形を所定の
標準波形に変換する波形変換手段と、前記サイリスタと
前記波形変換手段との間に直列に接続された抵抗と、前
記サイリスタと前記波形変換手段との間に直列に接続さ
れた開閉手段とを具備する構成とした。
めに、本発明の第１の抵抗溶接機におけるサイリスタ電
圧検出装置は、交流式抵抗溶接機の一次側回路に設けら
れたサイリスタの端子間電圧を検出するためのサイリス
タ電圧検出装置において、前記サイリスタに対して並列
に接続され、前記サイリスタの端子間電圧波形を所定の
標準波形に変換する波形変換手段と、前記サイリスタと
前記波形変換手段との間に直列に接続された抵抗と、前
記サイリスタと前記波形変換手段との間に直列に接続さ
れた開閉手段とを具備する構成とした。
【０００９】また、本発明の第２のサイリスタ電圧検出
装置は、上記第１のサイリスタ電圧検出装置において、
前記波形変換手段は、前記サイリスタに対して並列に接
続された発光ダイオードと前記発光ダイオードからの光
によって導通して二値レベルの出力信号を発生する半導
体素子とからなるフォトカプラを備える構成とした。
装置は、上記第１のサイリスタ電圧検出装置において、
前記波形変換手段は、前記サイリスタに対して並列に接
続された発光ダイオードと前記発光ダイオードからの光
によって導通して二値レベルの出力信号を発生する半導
体素子とからなるフォトカプラを備える構成とした。
【００１０】また、本発明の第３のサイリスタ電圧検出
装置は、上記第２のサイリスタ検出装置において、前記
波形変換手段は、それぞれの前記発光ダイオードが前記
サイリスタに対して逆向きで並列接続され、それぞれの
前記半導体素子が出力回路において同じ向きで並列接続
される一対の前記フォトカプラを備える構成とした。
装置は、上記第２のサイリスタ検出装置において、前記
波形変換手段は、それぞれの前記発光ダイオードが前記
サイリスタに対して逆向きで並列接続され、それぞれの
前記半導体素子が出力回路において同じ向きで並列接続
される一対の前記フォトカプラを備える構成とした。
【００１１】また、本発明の第４のサイリスタ電圧検出
装置は、上記第１のサイリスタ検出装置において、前記
開閉手段は、開閉制御信号に応じて条件的に発光する発
光ダイオードと、前記サイリスタと前記波形変換手段と
の間に直列に接続され、前記発光ダイオードからの光に
よって導通する高耐圧型のスイッチング素子とからなる
フォトカプラを備える構成とした。
装置は、上記第１のサイリスタ検出装置において、前記
開閉手段は、開閉制御信号に応じて条件的に発光する発
光ダイオードと、前記サイリスタと前記波形変換手段と
の間に直列に接続され、前記発光ダイオードからの光に
よって導通する高耐圧型のスイッチング素子とからなる
フォトカプラを備える構成とした。
【００１２】
【作用】上記の構成において、開閉手段が閉じていると
き、サイリスタの端子間電圧は開閉手段および抵抗を介
して波形変換手段に印加される。該抵抗の抵抗値が適当
な高い抵抗値に選ばれることによって、サイリスタ端子
間電圧の大部分がこの抵抗で降下し、あるいは電流がこ
の抵抗で制限され、波形変換手段には適正な電圧および
電流が供給される。このように、降圧トランスを用いた
場合とほぼ等価な電圧および電流が波形変換手段に供給
され、標準波形たとえば矩形波形への波形変換が行われ
る。開閉手段が開くと、回路が遮断され、該抵抗および
波形変換手段には電流が流れず、電力は消費されない。
き、サイリスタの端子間電圧は開閉手段および抵抗を介
して波形変換手段に印加される。該抵抗の抵抗値が適当
な高い抵抗値に選ばれることによって、サイリスタ端子
間電圧の大部分がこの抵抗で降下し、あるいは電流がこ
の抵抗で制限され、波形変換手段には適正な電圧および
電流が供給される。このように、降圧トランスを用いた
場合とほぼ等価な電圧および電流が波形変換手段に供給
され、標準波形たとえば矩形波形への波形変換が行われ
る。開閉手段が開くと、回路が遮断され、該抵抗および
波形変換手段には電流が流れず、電力は消費されない。
【００１３】
【実施例】以下、添付図を参照して本発明の実施例を説
明する。
明する。
【００１４】図１は、本発明の一実施例によるサイリス
タ電圧検出装置を適用した単相交流式抵抗溶接機の基本
構成を示す。
タ電圧検出装置を適用した単相交流式抵抗溶接機の基本
構成を示す。
【００１５】この交流式抵抗溶接機において、入力端子
１０，１２に入力された商用周波数の交流電源電圧（主
電源電圧）Ｅは、一対のサイリスタ１４，１６からなる
コンタクタを介して溶接トランス１８の一次側コイルに
供給される。溶接トランス１８の二次側コイルに発生し
た交流の誘導起電力（二次側電圧）は二次導体および一
対の電極チップ２０，２２を介して被溶接材２４，２６
に印加され、二次側回路に溶接電流Ｉ2 が流れる。二次
側回路で溶接電流Ｉ2 が流れている間、一次側回路には
Ｉ2 と相似な波形の小さな電流（一次側電流）Ｉ1 が流
れる。
１０，１２に入力された商用周波数の交流電源電圧（主
電源電圧）Ｅは、一対のサイリスタ１４，１６からなる
コンタクタを介して溶接トランス１８の一次側コイルに
供給される。溶接トランス１８の二次側コイルに発生し
た交流の誘導起電力（二次側電圧）は二次導体および一
対の電極チップ２０，２２を介して被溶接材２４，２６
に印加され、二次側回路に溶接電流Ｉ2 が流れる。二次
側回路で溶接電流Ｉ2 が流れている間、一次側回路には
Ｉ2 と相似な波形の小さな電流（一次側電流）Ｉ1 が流
れる。
【００１６】溶接電流Ｉ2 の大きさ（実効値）は、通電
角によって決まるが、点弧角と通電角との間にはほぼ一
定の関係があるので、点弧角によって決まるともいえ
る。この抵抗溶接機では、点弧回路（図示せず）より点
弧制御信号Ｇa ，Ｇb が両サイリスタ１４，１６にそれ
ぞれ与えられ、両サイリスタ１４，１６の点弧タイミン
グが制御されることによって、溶接電流Ｉ2 の実効値が
制御される。
角によって決まるが、点弧角と通電角との間にはほぼ一
定の関係があるので、点弧角によって決まるともいえ
る。この抵抗溶接機では、点弧回路（図示せず）より点
弧制御信号Ｇa ，Ｇb が両サイリスタ１４，１６にそれ
ぞれ与えられ、両サイリスタ１４，１６の点弧タイミン
グが制御されることによって、溶接電流Ｉ2 の実効値が
制御される。
【００１７】この実施例において、サイリスタ１４，１
６の端子間電圧を検出するためのサイリスタ電圧検出装
置１００は、波形変換用の一対のフォトトランジスタ出
力型フォトカプラ１０２，１０４と、電流制限用の抵抗
１０６と、開閉制御用のフォトＭＯＳＦＥＴ出力型のフ
ォトカプラ１０８とから構成されている。
６の端子間電圧を検出するためのサイリスタ電圧検出装
置１００は、波形変換用の一対のフォトトランジスタ出
力型フォトカプラ１０２，１０４と、電流制限用の抵抗
１０６と、開閉制御用のフォトＭＯＳＦＥＴ出力型のフ
ォトカプラ１０８とから構成されている。
【００１８】フォトカプラ１０２，１０４は、それぞれ
の発光ダイオード１０２ａ，１０４ａがサイリスタ１
４，１６に対して互いに逆向きで並列接続されている。
フォトカプラ１０２，１０４のそれぞれのフォトトラン
ジスタ１０２ｂ，１０４ｂは、たとえば５ボルトのバッ
テリからなる直流電源１１０と抵抗１１２とからなる出
力回路に同じ向きで並列に接続され、両フォトトランジ
スタ１０２ｂ，１０４ｂのコレクタ端子より装置出力端
子１１４が引き出されている。装置出力端子１１４は、
抵抗溶接制御装置（図示せず）の入力端子に接続されて
いる。
の発光ダイオード１０２ａ，１０４ａがサイリスタ１
４，１６に対して互いに逆向きで並列接続されている。
フォトカプラ１０２，１０４のそれぞれのフォトトラン
ジスタ１０２ｂ，１０４ｂは、たとえば５ボルトのバッ
テリからなる直流電源１１０と抵抗１１２とからなる出
力回路に同じ向きで並列に接続され、両フォトトランジ
スタ１０２ｂ，１０４ｂのコレクタ端子より装置出力端
子１１４が引き出されている。装置出力端子１１４は、
抵抗溶接制御装置（図示せず）の入力端子に接続されて
いる。
【００１９】サイリスタ（１４，１６）とフォトカプラ
（１０２，１０４）との間に、電流制限用の抵抗１０８
と開閉制御用のフォトカプラ１０８の出力スイッチング
素子１０８ｂとが直列に接続されている。抵抗１０６
は、たとえば３０ｋΩ程度の高い抵抗値を有している。
フォトカプラ１０８のスイッチング素子１０８ｂは、開
閉スイッチとして図示されているが、フォトＭＯＳＦＥ
Ｔからなるものである。フォトＭＯＳＦＥＴは、１００
０ボルトの高電圧に耐えられるほど耐圧性が大きい半導
体素子である。フォトカプラ１０８の発光ダイオード１
０８ａには、増幅器１１６および抵抗１１８を介して抵
抗溶接制御装置より二値レベルの開閉制御信号ＣＳが与
えられる。
（１０２，１０４）との間に、電流制限用の抵抗１０８
と開閉制御用のフォトカプラ１０８の出力スイッチング
素子１０８ｂとが直列に接続されている。抵抗１０６
は、たとえば３０ｋΩ程度の高い抵抗値を有している。
フォトカプラ１０８のスイッチング素子１０８ｂは、開
閉スイッチとして図示されているが、フォトＭＯＳＦＥ
Ｔからなるものである。フォトＭＯＳＦＥＴは、１００
０ボルトの高電圧に耐えられるほど耐圧性が大きい半導
体素子である。フォトカプラ１０８の発光ダイオード１
０８ａには、増幅器１１６および抵抗１１８を介して抵
抗溶接制御装置より二値レベルの開閉制御信号ＣＳが与
えられる。
【００２０】次に、図２の各部の波形を参照してこのサ
イリスタ電圧検出装置１００の作用を説明する。いま、
開閉制御信号ＣＳがＨレベルであるとすると、フォトカ
プラ１０８の発光ダイオード１０８ａに順電圧が印加さ
れてこれが発光し、その光でフォトＭＯＳＦＥＴ１０８
ｂがオン（閉成）状態になる。
イリスタ電圧検出装置１００の作用を説明する。いま、
開閉制御信号ＣＳがＨレベルであるとすると、フォトカ
プラ１０８の発光ダイオード１０８ａに順電圧が印加さ
れてこれが発光し、その光でフォトＭＯＳＦＥＴ１０８
ｂがオン（閉成）状態になる。
【００２１】かかる状態の下で、抵抗溶接が実行され、
サイリスタ１４，１６が所定の点弧角でスイッチング制
御されると、二次側回路で溶接電流Ｉ2 が流れ、一次側
回路でもＩ2 と波形の相似な一次側電流Ｉ1 が流れる
（図２の(B) ）。サイリスタ１４，１６の端子間（アノ
ード・カソード端子間）には、電流Ｉ1 およびＩ2 が流
れていない間、つまり両サイリスタ１４，１６が同時に
オフ状態になっている間に電圧ＶTHが現れる（図２の
(C) ）。
サイリスタ１４，１６が所定の点弧角でスイッチング制
御されると、二次側回路で溶接電流Ｉ2 が流れ、一次側
回路でもＩ2 と波形の相似な一次側電流Ｉ1 が流れる
（図２の(B) ）。サイリスタ１４，１６の端子間（アノ
ード・カソード端子間）には、電流Ｉ1 およびＩ2 が流
れていない間、つまり両サイリスタ１４，１６が同時に
オフ状態になっている間に電圧ＶTHが現れる（図２の
(C) ）。
【００２２】このサイリスタ端子間電圧ＶTHは、開閉制
御用フォトカプラ１０８のフォトＭＯＳＦＥＴ１０８ｂ
および電流制限用抵抗１０６を介して波形変換用の両フ
ォトカプラ１０２，１０４の発光ダイオード１０２ａ，
１０４ａに印加される。この場合、フォトＭＯＳＦＥＴ
１０８ｂはほぼ短絡状態になっているが、電流制限用抵
抗１０６が相当高い抵抗値を有しているため、この抵抗
１０６でＶTHの大部分が降下し、発光ダイオード１０２
ａ，１０４ａに流れる電流は、たとえば最大値２０ミリ
アンペア程に制限される。
御用フォトカプラ１０８のフォトＭＯＳＦＥＴ１０８ｂ
および電流制限用抵抗１０６を介して波形変換用の両フ
ォトカプラ１０２，１０４の発光ダイオード１０２ａ，
１０４ａに印加される。この場合、フォトＭＯＳＦＥＴ
１０８ｂはほぼ短絡状態になっているが、電流制限用抵
抗１０６が相当高い抵抗値を有しているため、この抵抗
１０６でＶTHの大部分が降下し、発光ダイオード１０２
ａ，１０４ａに流れる電流は、たとえば最大値２０ミリ
アンペア程に制限される。
【００２３】しかして、サイリスタ端子間電圧ＶTHが正
極性レベルの電圧波形になっている間は、フォトカプラ
１０４の発光ダイオード１０４ａが発光して、フォトト
ランジスタ１０４ｂがオンし、出力端子１１４はアース
レベル（０ボルト）になる。また、ＶTHが負極性レベル
の電圧波形になっている間でも、フォトカプラ１０２の
発光ダイオード１０２ａが発光して、フォトトランジス
タ１０２ｂがオンし、出力端子１１４はアースレベル
（０ボルト）になる。ＶTHが０レベルになっている間
は、両フォトカプラ１０２，１０４の発光ダイオード１
０２ａ，１０４ａのいずれも発光せず、それぞれのフォ
トトランジスタ１０２ｂ，１０４ｂのいずれもオフ状態
で、出力端子１１４は電源１１０の電圧レベルＶBB（＋
５ボルト）になる。
極性レベルの電圧波形になっている間は、フォトカプラ
１０４の発光ダイオード１０４ａが発光して、フォトト
ランジスタ１０４ｂがオンし、出力端子１１４はアース
レベル（０ボルト）になる。また、ＶTHが負極性レベル
の電圧波形になっている間でも、フォトカプラ１０２の
発光ダイオード１０２ａが発光して、フォトトランジス
タ１０２ｂがオンし、出力端子１１４はアースレベル
（０ボルト）になる。ＶTHが０レベルになっている間
は、両フォトカプラ１０２，１０４の発光ダイオード１
０２ａ，１０４ａのいずれも発光せず、それぞれのフォ
トトランジスタ１０２ｂ，１０４ｂのいずれもオフ状態
で、出力端子１１４は電源１１０の電圧レベルＶBB（＋
５ボルト）になる。
【００２４】この結果、出力端子１１４には、サイリス
タ端子間電圧ＶTHと同じタイミングを有し、かつＶTHの
波形とは異なる二値レベルまたは矩形の波形を有する電
圧信号ＳTHが得られる。この矩形波信号ＳTHの立ち上が
りおよび立ち下がりのタイミングは、一次側電流Ｉ1
（または溶接電流Ｉ2 ）の立ち下がりおよび立ち上がり
のタイミングにそれぞれ一致している（図２の(B) およ
び(D) ）。抵抗溶接制御装置は、この信号ＳTHのタイミ
ングを基に溶接電流Ｉ2 の測定演算を行ったり、通電角
や力率等を求めることができる。また、サイリスタ１
４，１６が故障または破壊すると、その異常事態がＳTH
に反映されるので、サイリスタ１４，１６の異常検出に
も信号ＳTHを利用することができる。
タ端子間電圧ＶTHと同じタイミングを有し、かつＶTHの
波形とは異なる二値レベルまたは矩形の波形を有する電
圧信号ＳTHが得られる。この矩形波信号ＳTHの立ち上が
りおよび立ち下がりのタイミングは、一次側電流Ｉ1
（または溶接電流Ｉ2 ）の立ち下がりおよび立ち上がり
のタイミングにそれぞれ一致している（図２の(B) およ
び(D) ）。抵抗溶接制御装置は、この信号ＳTHのタイミ
ングを基に溶接電流Ｉ2 の測定演算を行ったり、通電角
や力率等を求めることができる。また、サイリスタ１
４，１６が故障または破壊すると、その異常事態がＳTH
に反映されるので、サイリスタ１４，１６の異常検出に
も信号ＳTHを利用することができる。
【００２５】このように、この実施例のサイリスタ電圧
検出装置１００では、サイリスタ（１４，１６）の端子
間電圧を検出するために、降圧トランスを用いず、代わ
りに抵抗値の高い電流制限用抵抗１０６をサイリスタ
（１４，１６）と波形変換用フォトカプラ（１０２，１
０４）との間に直列に接続することで、降圧トランスを
用いた場合とほぼ等価な電圧および電流をフォトカプラ
（１０２，１０４）に供給し、標準波形（矩形波形）へ
の波形変換を行うようにしている。
検出装置１００では、サイリスタ（１４，１６）の端子
間電圧を検出するために、降圧トランスを用いず、代わ
りに抵抗値の高い電流制限用抵抗１０６をサイリスタ
（１４，１６）と波形変換用フォトカプラ（１０２，１
０４）との間に直列に接続することで、降圧トランスを
用いた場合とほぼ等価な電圧および電流をフォトカプラ
（１０２，１０４）に供給し、標準波形（矩形波形）へ
の波形変換を行うようにしている。
【００２６】一般に、抵抗溶接機の電源装置ないし制御
装置では、トランスが大きなスペースとコストを占めて
いる。本実施例によれば、溶接トランス１８はやむを得
ないにしても、サイリスタ端子間電圧検出用の降圧トラ
ンスを設けなくて済むため、装置の大幅な小型化および
低コスト化を達成することができる。
装置では、トランスが大きなスペースとコストを占めて
いる。本実施例によれば、溶接トランス１８はやむを得
ないにしても、サイリスタ端子間電圧検出用の降圧トラ
ンスを設けなくて済むため、装置の大幅な小型化および
低コスト化を達成することができる。
【００２７】また、このサイリスタ電圧検出装置１００
では、開閉制御用のフォトカプラ１０８のフォトＭＯＳ
ＦＥＴ１０８ｂをサイリスタ（１４，１６）と波形変換
用フォトカプラ（１０２，１０４）との間に直列に接続
し、開閉制御信号ＣＳによりフォトカプラ１０８の発光
ダイオード１０８ａを介してフォトＭＯＳＦＥＴ１０８
ｂのオン・オフ状態を制御するようにしている。これに
より、抵抗溶接または通電が行われない間は、開閉制御
信号ＣＳをＬレベルにしフォトＭＯＳＦＥＴ１０８ｂを
オフにして回路を遮断することにより、装置１００内で
電流が流れないようにし、消費電力を零にすることがで
きる。
では、開閉制御用のフォトカプラ１０８のフォトＭＯＳ
ＦＥＴ１０８ｂをサイリスタ（１４，１６）と波形変換
用フォトカプラ（１０２，１０４）との間に直列に接続
し、開閉制御信号ＣＳによりフォトカプラ１０８の発光
ダイオード１０８ａを介してフォトＭＯＳＦＥＴ１０８
ｂのオン・オフ状態を制御するようにしている。これに
より、抵抗溶接または通電が行われない間は、開閉制御
信号ＣＳをＬレベルにしフォトＭＯＳＦＥＴ１０８ｂを
オフにして回路を遮断することにより、装置１００内で
電流が流れないようにし、消費電力を零にすることがで
きる。
【００２８】なお、本抵抗溶接機の強電部（溶接機本
体）と弱電部（制御装置）とはフォトカプラ１０２，１
０４，１０８によって電気的に分離されているため、強
電部側の電圧・電流・ノイズ等が制御装置側に直接及ぶ
おそれはなく、制御装置の安全が確保されている。
体）と弱電部（制御装置）とはフォトカプラ１０２，１
０４，１０８によって電気的に分離されているため、強
電部側の電圧・電流・ノイズ等が制御装置側に直接及ぶ
おそれはなく、制御装置の安全が確保されている。
【００２９】図３は、本実施例によるサイリスタ電圧検
出装置を含む抵抗溶接制御装置の具体的構成例を示す。
この抵抗溶接制御装置は、マイクロプロセッサ２８、点
弧回路３０、ＣＴコイル（電流センサ）３２、溶接電流
測定回路３４、入出力インタフェース回路３５、入力装
置３６、メモリ３８、表示装置４０、ゼロ電流検出回路
４２およびゼロ電圧検出回路４４から構成されている。
出装置を含む抵抗溶接制御装置の具体的構成例を示す。
この抵抗溶接制御装置は、マイクロプロセッサ２８、点
弧回路３０、ＣＴコイル（電流センサ）３２、溶接電流
測定回路３４、入出力インタフェース回路３５、入力装
置３６、メモリ３８、表示装置４０、ゼロ電流検出回路
４２およびゼロ電圧検出回路４４から構成されている。
【００３０】これら各部のうち、ゼロ電流検出回路４２
が、上記した本実施例によるサイリスタ電圧検出装置１
００に相当する回路であって、一次側電流Ｉ1 または溶
接電流Ｉ2 の導通開始時点および導通終了時点のタイミ
ングを表す信号ＳTHをマイクロプロセッサ２８と溶接電
流測定回路３４とに与える。
が、上記した本実施例によるサイリスタ電圧検出装置１
００に相当する回路であって、一次側電流Ｉ1 または溶
接電流Ｉ2 の導通開始時点および導通終了時点のタイミ
ングを表す信号ＳTHをマイクロプロセッサ２８と溶接電
流測定回路３４とに与える。
【００３１】ＣＴコイル３２は、一次側回路の導体に掛
けられ、一次側電流Ｉ1 の微分波形を表す出力電圧を発
生する。溶接電流測定回路３４は、タイミング信号ＳTH
に基づいてＣＴコイル３２を時間積分し、溶接電流Ｉ2
の実効値［Ｉ］を求める。マイクロプロセッサ２８は、
溶接通電中の各サイクル毎に溶接電流測定値［Ｉ］をメ
モリ３８に格納されている設定電流値［ＩREF ］と比較
して、その比較誤差に対応したサイリスタ点弧角を求
め、次のサイクルではそのサイリスタ点弧角で点弧回路
３０を通じてサイリスタ１４，１６を点弧させる。この
ように、溶接電流Ｉ2 を一定の電流値［ＩREF ］にする
ためのフィードバック式定電流制御回路が構成されてい
る。
けられ、一次側電流Ｉ1 の微分波形を表す出力電圧を発
生する。溶接電流測定回路３４は、タイミング信号ＳTH
に基づいてＣＴコイル３２を時間積分し、溶接電流Ｉ2
の実効値［Ｉ］を求める。マイクロプロセッサ２８は、
溶接通電中の各サイクル毎に溶接電流測定値［Ｉ］をメ
モリ３８に格納されている設定電流値［ＩREF ］と比較
して、その比較誤差に対応したサイリスタ点弧角を求
め、次のサイクルではそのサイリスタ点弧角で点弧回路
３０を通じてサイリスタ１４，１６を点弧させる。この
ように、溶接電流Ｉ2 を一定の電流値［ＩREF ］にする
ためのフィードバック式定電流制御回路が構成されてい
る。
【００３２】ゼロ電圧検出回路４４は、各半サイクル毎
に主電源電圧Ｅの極性が変わる時点（ゼロクロス点）を
検出し、そのゼロクロス点のタイミングを表すゼロ電圧
検出信号ＳＥをマイクロプロセッサ２８に与える。マイ
クロプロセッサ２８は、ゼロ電流検出回路４２からのゼ
ロ電流検出信号ＳTHとゼロ電圧検出回路４４からのゼロ
電圧検出信号ＳＥとに基づいて所定の演算式またはテー
ブルより各サイクル毎の力率角θを求める。
に主電源電圧Ｅの極性が変わる時点（ゼロクロス点）を
検出し、そのゼロクロス点のタイミングを表すゼロ電圧
検出信号ＳＥをマイクロプロセッサ２８に与える。マイ
クロプロセッサ２８は、ゼロ電流検出回路４２からのゼ
ロ電流検出信号ＳTHとゼロ電圧検出回路４４からのゼロ
電圧検出信号ＳＥとに基づいて所定の演算式またはテー
ブルより各サイクル毎の力率角θを求める。
【００３３】交流式抵抗溶接機では、スプラッシュが発
生すると、電極チップ２０，２２間の抵抗値が急激に低
下し、この抵抗の急激な低下によって力率角が急激に増
大する特性がある。マイクロプロセッサ２８は、各サイ
クル毎の力率角θを監視し、力率角θが設定値を越えた
時はスプラッシュが発生したものと判定し、判定結果を
表示器４０に表示したり、所要の処置を行うために各部
を制御する。また、マイクロプロセッサ２８は、力率角
θの測定値を基に、次の溶接通電におけるサイリスタ点
弧角の初期値を求めることもできる。
生すると、電極チップ２０，２２間の抵抗値が急激に低
下し、この抵抗の急激な低下によって力率角が急激に増
大する特性がある。マイクロプロセッサ２８は、各サイ
クル毎の力率角θを監視し、力率角θが設定値を越えた
時はスプラッシュが発生したものと判定し、判定結果を
表示器４０に表示したり、所要の処置を行うために各部
を制御する。また、マイクロプロセッサ２８は、力率角
θの測定値を基に、次の溶接通電におけるサイリスタ点
弧角の初期値を求めることもできる。
【００３４】マイクロプロセッサ２８は、入出力インタ
フェース回路３５を通じて外部からの溶接指令信号に応
動して溶接通電を実行するよう各部を制御する。特に、
本実施例では、ゼロ電流検出回路４２が溶接通電中だけ
動作し、それ以外の時間は動作しないよう、マイクロプ
ロセッサ２８は開閉制御信号ＣＳをゼロ電流検出回路４
２（図１のサイリスタ電圧検出装置１００）に与える。
フェース回路３５を通じて外部からの溶接指令信号に応
動して溶接通電を実行するよう各部を制御する。特に、
本実施例では、ゼロ電流検出回路４２が溶接通電中だけ
動作し、それ以外の時間は動作しないよう、マイクロプ
ロセッサ２８は開閉制御信号ＣＳをゼロ電流検出回路４
２（図１のサイリスタ電圧検出装置１００）に与える。
【００３５】入力装置３６は、たとえばキーボードから
なり、各種設定値等のデータをマイクロプロセッサ２８
に入力するために用いられる。メモリ３８には、マイク
ロプロセッサ２８の演算または制御に関係する各種プロ
グラム、演算データ、ルック・アップ・テーブル等が格
納される。
なり、各種設定値等のデータをマイクロプロセッサ２８
に入力するために用いられる。メモリ３８には、マイク
ロプロセッサ２８の演算または制御に関係する各種プロ
グラム、演算データ、ルック・アップ・テーブル等が格
納される。
【００３６】以上好適な実施例について説明したが、本
発明は上記実施例に限定されるものではなく、その技術
思想の範囲内で種々の変形・変更が可能である。
発明は上記実施例に限定されるものではなく、その技術
思想の範囲内で種々の変形・変更が可能である。
【００３７】たとえば、図１のサイリスタ電圧検出装置
１００において、上記実施例では開閉制御用フォトカプ
ラ１０８のスイッチング素子はフォトＭＯＳＦＥＴであ
ったが、たとえばフォトトライアックでも可能である。
波形成形用フォトカプラ１０２，１０４においても、フ
ォトトランジスタ出力型のものに換えてフォトダイオー
ド出力型のものでもよい。電流制限用の抵抗１０６は、
１個の抵抗から構成されてもよく、あるいは複数の抵抗
が直列または並列に組み合わさったものでもよい。ま
た、本発明は、単相交流式の抵抗溶接機に限るものでは
なく、３相交流式の抵抗溶接機にも適用可能である。
１００において、上記実施例では開閉制御用フォトカプ
ラ１０８のスイッチング素子はフォトＭＯＳＦＥＴであ
ったが、たとえばフォトトライアックでも可能である。
波形成形用フォトカプラ１０２，１０４においても、フ
ォトトランジスタ出力型のものに換えてフォトダイオー
ド出力型のものでもよい。電流制限用の抵抗１０６は、
１個の抵抗から構成されてもよく、あるいは複数の抵抗
が直列または並列に組み合わさったものでもよい。ま
た、本発明は、単相交流式の抵抗溶接機に限るものでは
なく、３相交流式の抵抗溶接機にも適用可能である。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
降圧トランスを用いることなくサイリスタ端子間電圧を
検出するとともに、抵抗溶接が行われていない間は無駄
な電力消費をなくすことが可能であり、サイリスタ電圧
検出装置ないし交流式抵抗溶接機の小型化および低コス
ト化を達成することができる。
降圧トランスを用いることなくサイリスタ端子間電圧を
検出するとともに、抵抗溶接が行われていない間は無駄
な電力消費をなくすことが可能であり、サイリスタ電圧
検出装置ないし交流式抵抗溶接機の小型化および低コス
ト化を達成することができる。
【図１】本発明の一実施例によるサイリスタ電圧検出装
置を適用した単相交流式抵抗溶接機の基本構成を示す回
路図である。
置を適用した単相交流式抵抗溶接機の基本構成を示す回
路図である。
【図２】実施例における各部の電圧または電流波形を示
す波形図である。
す波形図である。
【図３】単相交流式抵抗溶接機において実施例によるサ
イリスタ電圧検出装置を含む抵抗溶接制御装置の構成を
示すブロック図である。
イリスタ電圧検出装置を含む抵抗溶接制御装置の構成を
示すブロック図である。
１４，１６…………… サイリスタ １８…………………… 溶接トランス ２０，２２…………… 電極チップ ２４，２６…………… 被溶接材 ２８…………………… マイクロプロセッサ ４２…………………… ゼロ電流検出回路 １００………………… サイリスタ電圧検出装置 １０２，１０４……… 波形変換用フォトカプラ １０２ａ，１０４ａ… 発光ダイオード １０２ｂ，１０４ｂ… フォトトランジスタ １０６………………… 電流制限用抵抗 １０８………………… 開閉制御用フォトカプラ １０８ａ……………… 発光ダイオード １０８ｂ……………… フォトＭＯＳＦＥＴ
Claims (4)
- 【請求項１】 交流式抵抗溶接機の一次側回路に設けら
れたサイリスタの端子間電圧を検出するためのサイリス
タ電圧検出装置において、 前記サイリスタに対して並列に接続され、前記サイリス
タの端子間電圧波形を所定の標準波形に変換する波形変
換手段と、 前記サイリスタと前記波形変換手段との間に直列に接続
された抵抗と、 前記サイリスタと前記波形変換手段との間に直列に接続
された開閉手段と、を具備することを特徴とするサイリ
スタ電圧検出装置。 - 【請求項２】 前記波形変換手段は、前記サイリスタに
対して並列に接続された発光ダイオードと前記発光ダイ
オードからの光によって導通して矩形波形の出力信号を
発生する半導体素子とからなるフォトカプラを備えるこ
とを特徴とする請求項１に記載のサイリスタ電圧検出装
置。 - 【請求項３】 前記波形変換手段は、それぞれの前記発
光ダイオードが前記サイリスタに対して逆向きで並列接
続され、それぞれの前記半導体素子が出力回路において
同じ向きで並列接続される一対の前記フォトカプラを備
える請求項２に記載のサイリスタ電圧検出装置。 - 【請求項４】 前記開閉手段は、開閉制御信号に応じて
条件的に発光する発光ダイオードと、前記サイリスタと
前記波形変換手段との間に直列に接続され、前記発光ダ
イオードからの光によって導通する高耐圧型のスイッチ
ング素子とからなるフォトカプラを備えることを特徴と
する請求項１に記載のサイリスタ電圧検出装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6139416A JP2818854B2 (ja) | 1994-05-30 | 1994-05-30 | 交流式抵抗溶接機におけるサイリスタ電圧検出装置 |
| KR1019940031785A KR950031351A (ko) | 1994-05-30 | 1994-11-29 | 교류식 저항용접기에서의 다이리스터 전압검출장치 |
| US08/445,205 US5607604A (en) | 1994-05-30 | 1995-05-23 | Apparatus for detecting voltage across thyristor in alternating-current resistance welding machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6139416A JP2818854B2 (ja) | 1994-05-30 | 1994-05-30 | 交流式抵抗溶接機におけるサイリスタ電圧検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07314150A JPH07314150A (ja) | 1995-12-05 |
| JP2818854B2 true JP2818854B2 (ja) | 1998-10-30 |
Family
ID=15244722
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6139416A Expired - Fee Related JP2818854B2 (ja) | 1994-05-30 | 1994-05-30 | 交流式抵抗溶接機におけるサイリスタ電圧検出装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5607604A (ja) |
| JP (1) | JP2818854B2 (ja) |
| KR (1) | KR950031351A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6011235A (en) * | 1996-09-11 | 2000-01-04 | Miyachi Technos Corporation | Method and apparatus for controlling resistance welding |
| FR2830475B1 (fr) * | 2001-10-08 | 2004-01-16 | Aro | Procede de calibrage d'une installation d'alimentation en courant electrique pour machine de soudage a electrodes |
| JP4301317B2 (ja) * | 2007-03-30 | 2009-07-22 | ダイキン工業株式会社 | 電源装置 |
| CN100456178C (zh) * | 2007-07-16 | 2009-01-28 | 清华大学深圳研究生院 | 一种单片机控制的闭环反馈自动进料装置 |
| CN104391158A (zh) * | 2014-10-09 | 2015-03-04 | 广西电网公司电力科学研究院 | 高压电气设备电压信号监测采样及转换装置 |
| RU2679829C1 (ru) * | 2018-06-07 | 2019-02-13 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Способ управления напряжением на нагрузке в регуляторе с регулируемым преобразователем напряжения |
| CN113843490B (zh) * | 2021-09-26 | 2022-10-18 | 北京科信机电技术研究所有限公司 | 电阻焊机焊接回路闭合检测电路及检测方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4104724A (en) * | 1977-06-27 | 1978-08-01 | Square D Company | Digital welder control system |
| US4388515A (en) * | 1981-03-19 | 1983-06-14 | Pertron Controls Corporation | Resistance welding control system |
| US4465918A (en) * | 1982-12-28 | 1984-08-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method for controlling welding current |
| JP2573302B2 (ja) * | 1988-04-25 | 1997-01-22 | 株式会社東芝 | 抵抗溶接機の制御装置 |
| FR2646297B1 (fr) * | 1989-04-21 | 1995-01-13 | Caen Claude | Procede de commande d'interrupteurs pour l'alimentation en ondes entieres d'un circuit triphase |
-
1994
- 1994-05-30 JP JP6139416A patent/JP2818854B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1994-11-29 KR KR1019940031785A patent/KR950031351A/ko not_active Application Discontinuation
-
1995
- 1995-05-23 US US08/445,205 patent/US5607604A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5607604A (en) | 1997-03-04 |
| JPH07314150A (ja) | 1995-12-05 |
| KR950031351A (ko) | 1995-12-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |