JP3122828B2 - 三相整流式抵抗溶接機の電流制御方法及び装置 - Google Patents

三相整流式抵抗溶接機の電流制御方法及び装置

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JP3122828B2 JP06199049A JP19904994A JP3122828B2 JP 3122828 B2 JP3122828 B2 JP 3122828B2 JP 06199049 A JP06199049 A JP 06199049A JP 19904994 A JP19904994 A JP 19904994A JP 3122828 B2 JP3122828 B2 JP 3122828B2
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勝夫 吉村
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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,抵抗溶接の通電制御を
サイリスタの位相制御によって行う三相整流式抵抗溶接
機の制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来,三相抵抗溶接機の位相制御回路に
用いている電源同期信号(パルス)は一般の電気機械が
そうであるように,制御の最終段と同相である。溶接機
の場合,サイリスタの電源と同相の電源から得てこの同
期信号を作っている。例えば三相においてA相のトラン
スの電流制御を行うA相のサイリスタの同期信号の電源
はA相の電源から得ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】三相整流式抵抗溶接機
は,一般に大形の機械である。二次側に流れる溶接電流
は6万アンペア〜15万アンペアもある。大形のもので
は30万アンペアのものもある。このため一次電流も1
000アンペア〜5000アンペアと非常に大きな電流
が電路に流れる。
【0004】その上,三相整流式抵抗溶接機の一次電流
は,通常の交流負荷と異なり滑らかな正弦波ではなく,
電流の立ち上がりが通常の交流溶接機に比べて急峻であ
る。
【0005】そのため,溶接一次電流が電路に流れる
と,その電流の立ち上がりと,立ち下がり時点でスパイ
ク状の大きな電源の落ち込みが生じる。すなわち,電路
のLと電流の立ち上がり,立ち下がりの電流変化率di
/dtによって電圧降下vは v=Ldi/dtによる
値で発生する。ところが,三相整流式抵抗溶接機は前述
したようにdi/dtはAC機より非常に大きな値にな
るのである。即ち,電圧降下vの落ち込みは甚だしいの
である。
【0006】図1はこのような電源の落ち込みの状況と
それにより同期信号(パルス)の位相が乱される様子を
示したものである。上記の電源の落ち込みは図1でZで
示されるようになるのである。
【0007】ところで,このような激しいスパイク状の
電源の落ち込みがあると,この電源から得て作る位相制
御回路の電源同期信号(パルス)は電源の激しい落ち込
みが0ボルト近くまで落ちれば図1における正規の同期
信号P1 に対し,P2或いはP3 として発信されてしま
う。
【0008】そしてこのP2 ,P3 を位相制御回路が受
信すると,図2の電流はP1 を受信するときの正しい電
流i1に対し,P2 を受信するとi2のように大きな電
流となってしまう。このように同期信号が誤動作させら
れると,位相制御の制御角も乱される。これがひどいと
きには正と負の電流を制御する二つのサイリスタが不平
衡の点弧制御をさせられ,その結果,溶接トランスは偏
磁し,磁気飽和して,サイリスタやトランスが損傷する
に至ることがある。例え破損しなくても溶接機の生命で
ある溶接電流の安定が得られなくなり,溶接不良,溶接
ハガレとなるなどを発生するので,溶接機にとってこの
電源同期信号の乱れは大きな問題なのである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明はこのような従来
からの電源電圧の落ち込みによる電源同期信号の乱れを
解決するものである。
【0010】先ず,電源同期電圧を電源の落ち込みを十
分に吸収できるフイルタ回路で吸収するのである。しか
し,十分なフイルタ効果を持たせると,出力電圧位相は
入力電圧位相,即ち,これから制御しようとサイリスタ
の電源位相より大幅に遅れるため,必要な点弧制御角ま
で進められない。このため,従来からこのような歪み電
源に対しての電源同期回路の対策として,大きなフイル
タ定数を与えることができなかったのである。
【0011】そこで,本発明は「十分なフイルタ定数
を与え」こうすることによって遅れた出力電圧(約60
度遅らせる)を「次の相の同期電源電圧として用い
る」のである。
【0012】今,A相の場合で説明する。即ち,三相の
相順がA相→B相→C相→A相→……となっている場合に,
前述のようにA相より60度進んでいる相,すなわち1
20度遅れているB相の負電,即ちA相より60度進ん
でいる電圧を,十分なフイルタ効果を持つフイルタ回路
によって約60度遅らせて得た出力電圧を,A相の位相
制御回路の同期電源電圧として用いて,A相のサイリス
タの通電電流を制御することを特徴としているのであ
る。
【0013】なお,このようにしてフイルタ回路で電源
歪みを吸収してから電源同期信号を作る方法は同一出願
人による特願平5−85606号と類似しているようだ
が,実はこれとは異なるのである。即ち前者は,今,制
御しようとしているサイリスタ電源の前の半波(180
度進んだ半波)の電圧を積分回路で平滑して,歪みを除
去するのであるが,C・R積分では180度までは遅ら
せないので,これを自分の電源位相の同期パルスとして
用いるためには,前述のC・R積分回路から得られた同
期パルスS1 をさらに90度遅らせ,Szを作り,これ
によって自分の電源位相の位相制御用,同期パルスとし
ているのである。
【0014】本発明の場合は前の相,即ち自分が制御し
ようとしている相よりも60度進んだ相,即ち120度
遅れた相の負電圧から同期電源電圧をとるので,前者よ
りも回路構成を簡単にすることができるので,三相の場
合の同期信号を作る方法としては優れているのである。
【0015】
【作用】上記の手段を講じることによって得た電源同期
信号を用いて位相制御を行うことにより,例え,激しい
スパイク状の電源電圧の落ち込みがあっても位相制御回
路に与える電源同期信号の位相が乱されることがなく,
この結果,サイリスタや溶接電流は安定に制御され,溶
接不良やサイリスタ,溶接トランス等が破壊することが
なくなり,また溶接結果の安定性,即ち溶接ハガレなど
をなくすことができる。
【0016】次に本発明の実施例を図3,図4,図5に
基づいて説明する。図3は従来の同期方法による同期信
号の誤動作を説明したものである。a相の電源が落ち込
むと,そのままa相の同期回路は誤った電源同期信号P
3 又はP2 を発信してしまう。
【0017】図4は本発明のフイルタ回路を通じて得ら
れた電源同期信号1であるPa1,Pa2を説明したもの
である。図4のようにb相の電源に激しい落ち込みがあ
っても電源の落ち込みを十分に吸収できるフイルタ回路
を通すことが出来たので,その出力にこの落ち込みは現
れない。即ち,同期信号の発信位相が電源波形に影響を
受けないのである。そして,このフイルタを通過して出
来た同期信号Pa1,Pa2をA相を制御する位相制御回
路に用いるのである。
【0018】図5は本発明の1実施例である。A相の動
作とについて説明する。B相,C相はA相に準ずるので
説明を省略する。
【0019】三相電源12からの電圧は同期電源vbを
受信するトランス1Aで受電し,その出力を反転させた
−vbを大きなフイルタであるフイルタ手段2Aに導
く。フイルタ手段によって入力された激しい電源の落ち
込みが除去され,きれいな交流電圧―(入力された同期
電源より60度遅れた電圧)―を同期信号発生回路3A
に導き,電源同期信号1であるPaパルスを作り出す。
この出力Paと通電時間制御手段4から来る通電許可信
号との論理積をANDゲート手段5Aで取る。そして,
このANDゲート手段5Aの出力である電源同期信号,
6Aを位相制御手段7Aに与える。
【0020】このように,大きなフイルタ定数をもフイ
ルタ手段によって得られた正確な電源同期パルスによっ
て同調された位相制御手段の出力を点弧手段8Aに与
え,この回路で電力増幅された点弧信号を溶接電流を制
御するサイリスタ9Aのゲートに与えて,サイリスタを
通電制御する。これにより溶接機10の電流が制御され
る。
【0021】
【発明の効果】以上で説明したように,三相整流式抵抗
溶接機の制御装置の電源同期手段として本発明方法を用
いることにより,電源電圧の落ち込みの激しい電路であ
っても同期信号の位相が,溶接電源の位相に対し,ずら
されることがなくなり,従来しばしば問題となった同期
信号の位相ズレによって生ずるサイリスタ或いは溶接ト
ランスの破壊或いは,溶接機が最も求められる溶接ハガ
レ,溶接不良が無くなるという大きな効果がもたらされ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の同期手段に於ける電源落ち込み波形によ
って乱される同期信号の様子を説明する波形図である。
【図2】従来の同期手段での同期信号が乱されたとき生
ずるサイリスタ及び溶接機に流れる過大電流の様子を説
明する波形図である。
【図3】従来の同期電源と,この電源から作られた同期
信号との関係を示す波形図である。
【図4】本発明のフイルタ手段の出力と同期信号との関
係を示す波形図である。
【図5】本発明方法を実施するための装置の1実施例を
示すブロック電気回路図である。
【符号の説明】
1A,1B,1C 制御トランス 2A,2B,2C フイルタ手段 3A,3B,3C 同期信号発生手段 4 通電時間制御手段 5A,5B,5C ANDゲート手段 7A,7B,7C 位相制御手段 8A,8B,8C 点弧手段 9A,9B,9C サイリスタ 10 三相整流式溶接機 12 三相電源

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 通電制御すべきサイリスタの電源電圧位
    相よりも120度遅れた電源位相の電圧を極性反転して
    60度進んだ同期電源にし,前記同期電源をフイルタ手
    段に導き,前記フイルタ手段によって,前記同期電源を
    60度遅らせ且つ電源歪みを除去し,前記フイルタ手段
    の出力信号を同期信号発生手段に与えて電源同期信号p
    a,pc,pdを作る,前記のようにして作った三相各
    相毎の電源同期信号,即ちA相,B相,C相の同期信号
    のそれぞれと,通電時間制御信号との論理積を三相各々
    の相の位相制御手段に与えて三相位相制御を行い,前記
    三相制御手段の出力信号を,点弧手段を経て前記通電す
    べきサイリスタのゲートに与えることによって電源電圧
    の歪みによる前記サイリスタの通電電流の乱調を抑制す
    ることを特徴とする三相整流式抵抗溶接機の電流制御方
    法。
  2. 【請求項2】 通電すべきサイリスタ(9A,9B,9
    C)の電源位相より120度遅れた電源を制御トランス
    (1a,1b,1c)に与え,前記制御トランスの出力
    電圧をフイルタ手段(2a,2b,2c)に与え,前記
    フイルタ手段によって同期電源より60度遅らせ且つ電
    源歪みを除去した後,得られた前記フイルタ手段の出力
    信号を同期信号発生手段(3A,3B,3C)に与え,
    前記同期信号発生手段で作られた電源同期信号と通電制
    御手段4の出力信号とをANDゲート(5A,5B,5
    C)に与え,更に前記ANDゲートの出力を位相制御手段
    (7A,7B,7C)に与え,前記位相制御手段の出力
    を点弧手段(8A,8B,8C)に与え,前記点弧手段の
    出力は前記通電制御すべきサイリスタのゲートに与え,
    これにより前記サイリスタを点弧させて,前記サイリス
    タに接続されている,三相整流式抵抗溶接機の電流を制
    御することを特徴とした三相整流式抵抗溶接機の制御装
    置。
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