JP3638700B2 - Resistance welding machine control device - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インバータ回路のＰＷＭ制御により、変圧器を介して溶接電流を供給する、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】
抵抗溶接機の制御装置としてインバータを用いるものがある。この種の従来の装置を図３に示す。
【０００３】
交流電源１の交流電圧は整流器２で直流に変換され、コンデンサ３で平滑された後、ＩＧＢＴ（スイッチ素子）４１〜４４で成るインバータ４により、１ｋＨｚ程度の高周波の交流に変換され、変圧器５により低い交流電圧に変換された後、整流器７で直流に変換されて溶接電極９に直流の溶接電流として供給される。溶接電極９への配線部には浮遊インダクタンス８が存在し、直流の溶接電流の平滑化に有効に作用している。
【０００４】
溶接電流の大きさは電流基準Ｉ＊により制御される。すなわち、溶接電流は変流器６を介して変圧器５の一次電流として検出された後、溶接電流シミュレータ回路１２により直流溶接電流の模擬信号（変圧器５の一次側には溶接電流の内整流器７の環流電流は流れない）として検出される。電流制御器１３は、この検出電流Ｉを電流基準Ｉ＊と比較し、その偏差を減少させるように電流制御信号ａを出力する。この信号ａは比較器１５でキャリア発生器１４から出力される三角波ｂと比較されＰＷＭ信号ｃとなる。キャリア発生器１４は三角波の周期に同期した信号ｄを出力し、分配回路１６は信号ｄに応じて出力信号ｅ，ｆのいずれか一方をアクティブにする。これによりアンド回路１７と１８を介して駆動回路２１と２２に交互にＰＷＭ信号ｃが与えられる。
【０００５】
一方、起動回路１９から駆動信号ｇが入力されるとタイマー２０が動作して設定時間のみ通電信号ｈが出力され、駆動回路２１，２２を動作状態にすることによりスイッチング信号ｊ，ｋが交互に出力される。したがって、ＩＧＢＴ４１，ＩＧＢＴ４４のグループとＩＧＢＴ４３，ＩＧＢＴ４２のグループが交互にオンして高周波の交流電圧が変圧器５の一次側に与えられ、溶接電流と溶接時間の制御が行われる。
【０００６】
ところで、溶接電極９やその配線ケーブル等に傷損が発生し、変圧器５の２次側が無通電状態になった場合は、これを検出して警報を出力することが必要となる。
【０００７】
従来は、平均値検出回路２３が、シミュレータ回路１２から１次側検出電流Ｉを入力してこれを平均化し、レベル検出器２４がそのレベルを検出していた。そして、無通電検出回路２５は、検出レベルが、変圧器５の励磁電流（一般に定格の１〜３％程度）よりやや高いレベル（定格の５〜６％程度）を検出した場合は、変圧器５の２次側が無通電状態になっていると判別し、警報を出力していた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、変圧器の周波数が低い（例えば、５０／６０Ｈｚ）用途の場合、コスト上の理由により、この変圧器の鉄心の磁束密度を比較的高く設計する場合が多い。そのため、励磁電流が増加したり変圧器が飽和したりするので、レベル検出器２４の検出レベルを上昇させないと誤動作が発生する。しかし、検出レベルを上昇させることは、電流基準Ｉ* の下限値が制限されることになり、溶接電流の変化範囲を狭くしてしまうという問題を生じさせることになる。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、溶接電流の変化範囲を狭めることなく、変圧器２次側の無通電状態を確実に検出することが可能な抵抗溶接機の制御装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための手段として、請求項１記載の発明は、変圧器の１次側にインバータ回路を接続すると共に、この変圧器の２次側に溶接電極を接続し、インバータ回路の交流出力をＰＷＭ制御することにより溶接電流の制御を行う抵抗溶接機の制御装置において、前記変圧器の１次側に流れる電流を検出する電流検出手段と、前記ＰＷＭ制御を行う際に生成するＰＷＭ信号から前記変圧器の１次側電圧を演算する電圧波形シミュレータ回路と、前記電流検出手段からの１次側検出電流及び前記電圧波形シミュレータ回路からの１次側電圧を入力し、前記変圧器の１次側電圧位相又は１次側電流基準位相が、前記変圧器の２次側が無通電状態になった場合に前記１次側検出電流のレベルが最低になることが知られている位相となった時点での当該１次側検出電流を、前記変圧器の２次側が無通電状態になっているか否かを判定するための判定要素として演算する判定要素演算回路と、前記判定要素演算回路の演算した判定要素のレベルを検出するレベル検出回路と、前記レベル検出回路が検出したレベルが所定値以下となった場合に、前記変圧器の２次側が無通電状態になっていることを判別する無通電検出回路と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の発明は、変圧器の１次側にインバータ回路を接続すると共に、この変圧器の２次側に溶接電極を接続し、インバータ回路の交流出力をＰＷＭ制御することにより溶接電流の制御を行う抵抗溶接機の制御装置において、前記変圧器の１次側に流れる電流を検出する電流検出手段と、前記ＰＷＭ制御を行う際に生成するＰＷＭ信号から前記変圧器の１次側電圧を演算する電圧波形シミュレータ回路と、前記ＰＷＭ制御を行う際に生成するＰＷＭ信号から変調率を検出する変調率検出回路と、前記電流検出手段からの１次側検出電流、前記電圧波形シミュレータ回路からの１次側電圧、及び前記変調率検出回路からのＰＷＭ変調率を入力し、前記変圧器の１次側電圧位相又は１次側電流基準位相が、前記変圧器の２次側が無通電状態になった場合に前記ＰＷＭ変調率が１になり且つ前記１次側検出電流のレベルが最低になることが知られている位相となった時点での当該ＰＷＭ変調率及び１次側検出電流を、前記変圧器の２次側が無通電状態になっているか否かを判定するための判定要素として演算する判定要素演算回路と、
前記判定要素演算回路の演算した判定要素のレベルを検出するレベル検出回路と、
前記レベル検出回路が検出したレベルを入力し、前記ＰＷＭ変調率が１であり、且つ前記１次側検出電流が所定値以下である場合に、前記変圧器の２次側が無通電状態になっていることを判別する無通電検出回路と、を備えたことを特徴とする。
【００１５】
請求項３記載の発明は、変圧器の１次側にインバータ回路を接続すると共に、この変圧器の２次側に溶接電極を接続し、インバータ回路の交流出力をＰＷＭ制御することにより溶接電流の制御を行う抵抗溶接機の制御装置において、前記変圧器の１次側に流れる電流を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段からの１次側検出電流を入力し、ピーク状となっている区間における前記変圧器の１次側検出電流についての実効値と平均値との比又はピーク値と平均値との比を、前記変圧器の２次側が無通電状態になっているか否かを判定するための判定要素として演算する判定要素演算回路と、前記判定要素演算回路の演算した判定要素のレベルを検出するレベル検出回路と、前記レベル検出回路が検出したレベルを入力し、前記実効値と平均値との比又は前記ピーク値と平均値との比が所定値以上である状態が所定区間以上継続した場合に、前記変圧器の２次側が無通電状態になっていることを判別する無通電検出回路と、を備えたことを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施形態の構成図であり、図３と同様の構成要素には同一符号を付して重複した説明を省略する。なお、本実施形態では、電流基準Ｉ* を商用周波数程度の交流とし、これを変圧器５の２次側では整流せずに、そのまま用いることとしている。したがって、変圧器５は大きくなるものの整流回路のダイオードか不要となるので、２次側のロスを少くすることができる。
【００２０】
図１において、電流制御回路１３は電流基準Ｉ＊及び１次側検出電流Ｉを入力し、これらの偏差信号を出力する。ＰＷＭ回路２６は、電流制御回路１３からのＰＷＭ信号ｖ ２６ を、クロック回路２７からのクロック信号に同期させて出力する。駆動回路２１は、このＰＷＭ信号ｖ ２６ によりインバータ回路４のＩＧＢＴ４１〜４４を駆動する。
【００２１】
ＰＷＭ回路２６は、また、電圧波形シミュレータ回路２８及び変調率検出回路２９にもＰＷＭ信号を出力する。電圧波形シミュレータ回路２８及び変調率検出回路２９は、ＰＷＭ信号のｖ26の入力に基いて、１次側電圧波形信号ｖ28及び変調率信号ｖ29を判定要素演算回路３０に出力する。
【００２２】
判定要素演算回路３０は、変流器６からの１次側検出電流Ｉ、電圧波形シミュレータ回路２８からの電圧波形信号、変調率検出回路２９からの変調波信号を入力し、変圧器５の２次側が無通電状態になっているか否かを判定するための判定要素を演算する。レベル検出回路２４は、この判定要素のレベルを検出し、無通電検出回路２５は、この検出したレベルから、無通電状態についての判別を行う。
【００２３】
図１のようなインバータ回路４によるＰＷＭ制御では、電流基準Ｉ* と一致するように１次側検出電流Ｉを制御するので、この１次側検出電流Ｉの最大値が電流基準Ｉ* を大幅に超えることはない。そして、負荷オープン時すなわち変圧器５の２次側無通電時には、変圧器５の励磁電流（鉄心が飽和することが多い）を１次側電流として検出することができる。鉄心が飽和すると１次側電流は部分的には流れるがその波形率が悪化するなど種々の特徴が現われる。本発明は、変圧器５の２次側が無通電状態になった場合に、１次側の波形に現われる種々の特徴を利用して、この無通電状態を検出しようとするものである。
【００２４】
図２は、変圧器５の１次側電圧Ｖ1 、１次側検出電流Ｉ、電流基準Ｉ* の各波形を示したものである。図２（ａ）は負荷オープン時すなわち２次側無通電時のものであり、図２（ｂ）は正常時のものである。
【００２５】
いま、２次側ケーブルの断線や溶接電極９の圧接不良等により溶接条件ができていない場合には、これを警報出力により知らせる必要がある。このような状態では、図２（ａ）に示すように、時刻ｔ0 にて電流基準Ｉ* を入力し、インバータ回路４の出力により変圧器５の１次側に全電圧を加え、電流Ｉを速やかに電流基準Ｉ* と一致させるようにする。
【００２６】
しかし、変圧器５の２次側はオープンとなっていため、検出電流Ｉは励磁電流のみで定格電流Ｉの２〜３％程度である。そして、定常的には電流基準Ｉ* の９０°位相（時刻ｔ1 ）付近で励磁電流は最低となる。したがって、判定要素演算回路３０により、１次側電圧Ｖ1 又は電流基準Ｉ* の９０°位相の位置における１次側検出電流Ｉを求め、レベル検出回路２４及び無通電検出回路２５により、そのレベルが著しく低いことを検出した場合には変圧器５の２次側が無通電状態となっていることを検出できる。
【００２７】
変圧器５の２次側が無通電状態になっていることは、図２（ａ）の波形に現われた次のような特徴を利用することによっても検出することができる。
【００２８】
（イ）９０°位相（時刻ｔ1 ）付近における変調率Ｍは１であり、そのときの検出電流Ｉのレベルは著しく低いものとなっているが、これは負荷側に電流を流すことができなくなっていることを意味しており、無通電状態と判別することができる。
【００２９】
（ロ）時刻ｔ2 〜ｔ3 を見ると、時刻ｔ2 で電流Ｉが電流基準Ｉ* と同レベルに到達し、時刻ｔ3 まで同レベルを維持している。しかし、１次側電圧Ｖ1 及び変調率Ｍは、この間に急速に低下している。これは、時刻ｔ2 で変圧器５が飽和したことを意味しており、これにより変圧器５の２次側の無通電を検出できる。
【００３０】
（ハ）１次側電圧Ｖ1 に対し、１次側検出電流Ｉの位相が約９０°遅れているが、これも変圧器５が飽和して電力が負荷側に供給されていないことを意味している。
【００３１】
（ニ）電力Ｐ及び力率は下記の演算式から求められるが、この電力Ｐや力率が著しく低いことからも２次側の無通電状態を検出できる。
【００３２】
【数１】

Figure 0003638700
（ホ）図２（ａ）と図２（ｂ）との比較から明らかなように、図２（ａ）の検出電流Ｉの波形はピーク状となっており、ピーク状となっている区間では、〔実効値／平均値〕の値又は〔ピーク値／平均値〕の値が大きくなっている。これらのことから２次側の無通電状態を検出できる。
【００３３】
（ヘ）図２（ａ）の検出電流Ｉと図２（ｂ）の検出電流Ｉとを比較してみれば明らかなように、レベルが一定となる区間は図２（ａ）の方が著しく短い。これらのことから２次側の無通電状態を検出できる。
【００３４】
（ト）図２（ａ）において、時刻ｔ1 〜ｔ2 では電流Ｉが増加しているにもかかわらず電圧Ｖ1 は一定であり、また、時刻ｔ2 〜ｔ3 では電圧Ｖ1 が低下しているにもかかわらず電流Ｉが一定となっている。したがって、電圧Ｖ1 及び電流Ｉの変化率についての極性を求め、両者の極性が一致しない区間がある場合には、２次側が無通電状態になっていると判別できる。
【００３５】
上述した無通電状態の検出方法は、変圧器１次側の各信号の波形の特徴を利用して行うものであり、電流基準Ｉ* のレベルを引上げる必要はない。したがって、溶接電流の変化範囲を狭くすることなく、２次側の無通電状態を検出することができる。そして、上記の構成は、マイクロコンピュータにより容易に実現できる。
【００３６】
なお、図１では変圧器５の２次側を交流のまま使用する構成について説明したが、図３のように変圧器５の２次側を整流する方式に対しても本発明を適用することができる。
【００３７】
また、上記実施形態では、変圧器５の１次側電圧Ｖ1 をＰＷＭ信号から求めるようにしているが、変圧器に３次巻線を設けたり、電圧検出用の変圧器を別個に設けることにより１次側電圧Ｖ1 を求める構成とすることもできる。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、溶接電流の変化範囲を狭めることなく、変圧器２次側の無通電状態を確実に検出することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の構成図。
【図２】図１の変圧器の２次側が異常な場合及び正常な場合の各信号の波形を示す波形図。
【図３】従来装置の構成図。
【符号の説明】
４ インバータ回路
５ 変圧器
９ 溶接電極
２４ レベル検出回路
２５ 無通電検出回路
２６ ＰＷＭ回路
２８ 電圧波形シミュレータ回路
２９ 変調率検出回路
３０ 判定要素演算回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a resistance welding machine control device that supplies a welding current via a transformer by PWM control of an inverter circuit.
[0002]
[Prior art]
Some control devices for resistance welding machines use inverters. A conventional device of this type is shown in FIG.
[0003]
The AC voltage of the AC power source 1 is converted to DC by the rectifier 2 and smoothed by the capacitor 3, and then converted to high-frequency AC of about 1 kHz by the inverter 4 composed of IGBTs (switch elements) 41 to 44. Is converted into a low AC voltage by the rectifier 7 and then converted into a direct current by the rectifier 7 and supplied to the welding electrode 9 as a direct current welding current. A floating inductance 8 exists in the wiring portion to the welding electrode 9 and effectively acts to smooth the DC welding current.
[0004]
The magnitude of the welding current is controlled by the current reference I * . That is, after the welding current is detected as the primary current of the transformer 5 via the current transformer 6, the welding current simulator circuit 12 simulates a DC welding current simulation signal (the primary side of the transformer 5 includes an internal rectifier of the welding current). 7 is not detected). The current controller 13 compares the detected current I with the current reference I * and outputs a current control signal a so as to reduce the deviation. This signal a is compared with the triangular wave b output from the carrier generator 14 by the comparator 15 to become a PWM signal c. The carrier generator 14 outputs a signal d synchronized with the period of the triangular wave, and the distribution circuit 16 activates one of the output signals e and f according to the signal d. As a result, the PWM signal c is alternately supplied to the drive circuits 21 and 22 via the AND circuits 17 and 18.
[0005]
On the other hand, when the drive signal g is input from the starting circuit 19, the timer 20 operates and the energization signal h is output only for a set time, and the switching signals j and k are alternately switched by setting the drive circuits 21 and 22 to the operating state. Is output. Therefore, the IGBT 41 and IGBT 44 groups and the IGBT 43 and IGBT 42 groups are alternately turned on, and a high-frequency AC voltage is applied to the primary side of the transformer 5 to control the welding current and the welding time.
[0006]
By the way, when damage is generated in the welding electrode 9 or its wiring cable and the secondary side of the transformer 5 is not energized, it is necessary to detect this and output an alarm.
[0007]
Conventionally, the average value detection circuit 23 inputs the primary detection current I from the simulator circuit 12 and averages it, and the level detector 24 detects the level. The non-energization detection circuit 25 detects that the level of detection is slightly higher than the exciting current of the transformer 5 (generally about 1 to 3% of the rating) (about 5 to 6% of the rating). 5 was determined to be in a non-energized state, and an alarm was output.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In general, in applications where the frequency of the transformer is low (for example, 50/60 Hz), the magnetic flux density of the iron core of the transformer is often designed to be relatively high for cost reasons. For this reason, the exciting current increases or the transformer is saturated, so that a malfunction occurs unless the detection level of the level detector 24 is increased. However, raising the detection level limits the lower limit value of the current reference I * , and causes a problem that the range of change of the welding current is narrowed.
[0009]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a resistance welding machine control device capable of reliably detecting a non-energized state on the secondary side of a transformer without narrowing the range of change in welding current. The purpose is to do.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
As means for solving the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 is characterized in that an inverter circuit is connected to the primary side of the transformer and a welding electrode is connected to the secondary side of the transformer, so In a resistance welding machine control device for controlling welding current by PWM control of output, current detection means for detecting current flowing on the primary side of the transformer, and PWM signal generated when performing the PWM control From the voltage waveform simulator circuit for calculating the primary side voltage of the transformer, the primary side detected current from the current detection means and the primary side voltage from the voltage waveform simulator circuit, and 1 of the transformer The secondary voltage phase or the primary current reference phase is a phase that is known to have the lowest primary-side detection current level when the secondary side of the transformer is in a non-energized state. Time And a determination element calculation circuit that calculates the primary-side detection current at the transformer as a determination element for determining whether or not the secondary side of the transformer is in a non-energized state, and the determination element calculation circuit calculates A level detection circuit for detecting a level of the determination element, and a non-energization for determining that the secondary side of the transformer is in a non-energized state when the level detected by the level detection circuit is equal to or less than a predetermined value And a detection circuit .
[0012]
According to the second aspect of the present invention, the inverter circuit is connected to the primary side of the transformer, the welding electrode is connected to the secondary side of the transformer, and the AC output of the inverter circuit is PWM-controlled to control the welding current. In a control apparatus for a resistance welder that performs control, a current detection unit that detects a current that flows on a primary side of the transformer, and a primary voltage of the transformer from a PWM signal that is generated when the PWM control is performed. A voltage waveform simulator circuit for calculating, a modulation rate detection circuit for detecting a modulation rate from a PWM signal generated when the PWM control is performed, a primary detection current from the current detection means, and a voltage waveform simulator circuit The primary side voltage and the PWM modulation rate from the modulation rate detection circuit are input, and the primary side voltage phase or primary side current reference phase of the transformer is in a non-energized state on the secondary side of the transformer. The PWM modulation rate and the primary detection current at the time when the PWM modulation rate becomes 1 and the phase where the level of the primary detection current is known to be the lowest is obtained. A determination element calculation circuit for calculating as a determination element for determining whether or not the secondary side of the transformer is in a non-energized state;
A level detection circuit for detecting the level of the determination element calculated by the determination element calculation circuit;
When the level detected by the level detection circuit is input, the PWM modulation factor is 1, and the primary detection current is not more than a predetermined value, the secondary side of the transformer is in a non-energized state. A non-energization detection circuit for determining whether or not there is.
[0015]
The invention according to claim 3 is that the inverter circuit is connected to the primary side of the transformer, the welding electrode is connected to the secondary side of the transformer, and the AC output of the inverter circuit is PWM-controlled to control the welding current. In the resistance welding machine control device that performs control, the current detection means for detecting the current flowing on the primary side of the transformer, and the primary detection current from the current detection means are input and have a peak shape. The ratio of the effective value to the average value or the ratio of the peak value to the average value for the primary side detection current of the transformer in the section is determined as to whether or not the secondary side of the transformer is in a non-energized state. A determination element calculation circuit that calculates as a determination element for performing, a level detection circuit that detects a level of the determination element calculated by the determination element calculation circuit, and a level detected by the level detection circuit, and the effective value flat When the state in which the ratio to the value or the ratio between the peak value and the average value is greater than or equal to a predetermined value continues for a predetermined period or longer, it is determined that the secondary side of the transformer is in a non-energized state And a detection circuit .
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention. Components similar to those in FIG. In the present embodiment, the current reference I * is an alternating current of about commercial frequency, and this is used as it is without being rectified on the secondary side of the transformer 5. Therefore, although the transformer 5 becomes large, the diode of the rectifier circuit becomes unnecessary, so that the loss on the secondary side can be reduced.
[0020]
In FIG. 1, a current control circuit 13 inputs a current reference I * and a primary side detection current I and outputs a deviation signal thereof. PWM circuit 26, a PWM signal v 26 from the current control circuit 13, and outputs in synchronization with the clock signal from the clock circuit 27. Drive circuit 21 by the PWM signal v 26 drives the IGBT41~44 inverter circuit 4.
[0021]
The PWM circuit 26 also outputs a PWM signal to the voltage waveform simulator circuit 28 and the modulation factor detection circuit 29. The voltage waveform simulator circuit 28 and the modulation rate detection circuit 29 output the primary side voltage waveform signal v 28 and the modulation rate signal v 29 to the determination element calculation circuit 30 based on the input of the PWM signal v 26 .
[0022]
The determination element calculation circuit 30 inputs the primary detection current I from the current transformer 6, the voltage waveform signal from the voltage waveform simulator circuit 28, and the modulation wave signal from the modulation factor detection circuit 29. A determination element for determining whether or not the secondary side is in a non-energized state is calculated. The level detection circuit 24 detects the level of the determination element, and the non-energization detection circuit 25 determines the non-energized state from the detected level.
[0023]
In the PWM control by the inverter circuit 4 as shown in FIG. 1, the primary side detection current I is controlled so as to coincide with the current reference I *. Therefore, the maximum value of the primary side detection current I greatly increases the current reference I * . Never exceed. When the load is opened, that is, when the secondary side of the transformer 5 is not energized, the exciting current of the transformer 5 (the iron core is often saturated) can be detected as the primary side current. When the iron core is saturated, the primary side current partially flows, but various characteristics appear, such as deterioration of the waveform rate. In the present invention, when the secondary side of the transformer 5 is in a non-energized state, the non-energized state is detected by utilizing various features that appear in the waveform on the primary side.
[0024]
FIG. 2 shows waveforms of the primary side voltage V 1 , the primary side detection current I, and the current reference I * of the transformer 5. FIG. 2 (a) is when the load is open, that is, when the secondary side is not energized, and FIG.
[0025]
Now, when the welding condition is not established due to disconnection of the secondary cable or poor pressure contact of the welding electrode 9, it is necessary to notify this by an alarm output. In such a state, as shown in FIG. 2A, the current reference I * is input at time t 0 , the entire voltage is applied to the primary side of the transformer 5 by the output of the inverter circuit 4, and the current I Is quickly matched with the current reference I * .
[0026]
However, since the secondary side of the transformer 5 is open, the detection current I is only an excitation current and is about 2 to 3% of the rated current I. In a steady state, the excitation current becomes the lowest in the vicinity of the 90 ° phase (time t 1 ) of the current reference I * . Therefore, the primary side detection current I at the 90 ° phase position of the primary side voltage V 1 or the current reference I * is obtained by the determination element arithmetic circuit 30, and the level detection circuit 24 and the non-energization detection circuit 25 detect the level. Can be detected that the secondary side of the transformer 5 is in a non-energized state.
[0027]
The fact that the secondary side of the transformer 5 is in a non-energized state can also be detected by utilizing the following characteristics appearing in the waveform of FIG.
[0028]
(B) The modulation factor M in the vicinity of the 90 ° phase (time t 1 ) is 1, and the level of the detection current I at that time is extremely low, but this allows current to flow to the load side. This means that it has disappeared, and it can be determined that the power is not supplied.
[0029]
Looking at (b) the time t 2 ~t 3, the current I reaches the current reference I * the same level at time t 2, the maintains the same level until time t 3. However, the primary side voltage V 1 and the modulation factor M are rapidly decreased during this time. This means that the transformer 5 is saturated at the time t 2 , and thereby the non-energization on the secondary side of the transformer 5 can be detected.
[0030]
(C) Although the phase of the primary detection current I is delayed by about 90 ° with respect to the primary voltage V 1 , this also means that the transformer 5 is saturated and no power is supplied to the load side. doing.
[0031]
(D) Although the power P and the power factor are obtained from the following arithmetic expression, the non-energized state on the secondary side can be detected because the power P and the power factor are extremely low.
[0032]
[Expression 1]
Figure 0003638700
(E) As apparent from the comparison between FIG. 2A and FIG. 2B, the waveform of the detected current I in FIG. 2A has a peak shape. The [effective value / average value] value or the [peak value / average value] value is large. From these things, the non-energized state of the secondary side can be detected.
[0033]
(F) As apparent from comparing the detection current I in FIG. 2A with the detection current I in FIG. 2B, the interval in which the level is constant is more marked in FIG. 2A. short. From these things, the non-energized state of the secondary side can be detected.
[0034]
(G) In FIG. 2A, the voltage V 1 is constant from time t 1 to time t 2 despite the increase in current I, and the voltage V 1 decreases from time t 2 to time t 3. In spite of this, the current I is constant. Accordingly, the polarities of the change rates of the voltage V 1 and the current I are obtained, and when there is a section where the polarities of the two do not match, it can be determined that the secondary side is in a non-energized state.
[0035]
The above-described detection method of the non-energized state is performed using the characteristics of the waveform of each signal on the primary side of the transformer, and it is not necessary to raise the level of the current reference I * . Therefore, it is possible to detect the non-energized state on the secondary side without narrowing the change range of the welding current. And said structure is easily realizable with a microcomputer.
[0036]
In addition, although the structure which uses the secondary side of the transformer 5 as alternating current was demonstrated in FIG. 1, this invention is applied also to the system which rectifies the secondary side of the transformer 5 like FIG. Can do.
[0037]
In the above embodiment, the primary voltage V 1 of the transformer 5 is obtained from the PWM signal. However, a tertiary winding is provided in the transformer or a voltage detecting transformer is provided separately. Thus, the primary voltage V 1 can be obtained.
[0038]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to reliably detect the non-energized state on the secondary side of the transformer without narrowing the change range of the welding current.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a waveform diagram showing waveforms of signals when the secondary side of the transformer of FIG. 1 is abnormal and when it is normal.
FIG. 3 is a configuration diagram of a conventional apparatus.
[Explanation of symbols]
4 Inverter circuit 5 Transformer 9 Welding electrode 24 Level detection circuit 25 Non-energization detection circuit 26 PWM circuit 28 Voltage waveform simulator circuit 29 Modulation rate detection circuit 30 Determination element calculation circuit

Claims (3)

変圧器の１次側にインバータ回路を接続すると共に、この変圧器の２次側に溶接電極を接続し、インバータ回路の交流出力をＰＷＭ制御することにより溶接電流の制御を行う抵抗溶接機の制御装置において、
前記変圧器の１次側に流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記ＰＷＭ制御を行う際に生成するＰＷＭ信号から前記変圧器の１次側電圧を演算する電圧波形シミュレータ回路と、
前記電流検出手段からの１次側検出電流及び前記電圧波形シミュレータ回路からの１次側電圧を入力し、前記変圧器の１次側電圧位相又は１次側電流基準位相が、前記変圧器の２次側が無通電状態になった場合に前記１次側検出電流のレベルが最低になることが知られている位相となった時点での当該１次側検出電流を、前記変圧器の２次側が無通電状態になっているか否かを判定するための判定要素として演算する判定要素演算回路と、
前記判定要素演算回路の演算した判定要素のレベルを検出するレベル検出回路と、
前記レベル検出回路が検出したレベルが所定値以下となった場合に、前記変圧器の２次側が無通電状態になっていることを判別する無通電検出回路と、
を備えたことを特徴とする抵抗溶接機の制御装置。Control of a resistance welding machine that controls the welding current by connecting an inverter circuit to the primary side of the transformer, connecting a welding electrode to the secondary side of the transformer, and PWM controlling the AC output of the inverter circuit In the device
Current detecting means for detecting a current flowing in the primary side of the transformer;
A voltage waveform simulator circuit for calculating a primary side voltage of the transformer from a PWM signal generated when performing the PWM control;
The primary side detection current from the current detection means and the primary side voltage from the voltage waveform simulator circuit are input, and the primary side voltage phase or the primary side current reference phase of the transformer is 2 of the transformer. When the secondary side is in a non-energized state, the primary side detection current at the time when the primary detection current level reaches a phase that is known to be the lowest is the secondary side of the transformer. A determination element calculation circuit that calculates as a determination element for determining whether or not it is in a non-energized state;
A level detection circuit for detecting the level of the determination element calculated by the determination element calculation circuit;
A non-energization detection circuit for determining that the secondary side of the transformer is in a non-energized state when the level detected by the level detection circuit is a predetermined value or less;
A resistance welding machine control device comprising: 変圧器の１次側にインバータ回路を接続すると共に、この変圧器の２次側に溶接電極を接続し、インバータ回路の交流出力をＰＷＭ制御することにより溶接電流の制御を行う抵抗溶接機の制御装置において、
前記変圧器の１次側に流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記ＰＷＭ制御を行う際に生成するＰＷＭ信号から前記変圧器の１次側電圧を演算する電圧波形シミュレータ回路と、
前記ＰＷＭ制御を行う際に生成するＰＷＭ信号から変調率を検出する変調率検出回路と、
前記電流検出手段からの１次側検出電流、前記電圧波形シミュレータ回路からの１次側電圧、及び前記変調率検出回路からのＰＷＭ変調率を入力し、前記変圧器の１次側電圧位相又は１次側電流基準位相が、前記変圧器の２次側が無通電状態になった場合に前記ＰＷＭ変調率が１になり且つ前記１次側検出電流のレベルが最低になることが知られている位相となった時点での当該ＰＷＭ変調率及び１次側検出電流を、前記変圧器の２次側が無通電状態になっているか否かを判定するための判定要素として演算する判定要素演算回路と、
前記判定要素演算回路の演算した判定要素のレベルを検出するレベル検出回路と、
前記レベル検出回路が検出したレベルを入力し、前記ＰＷＭ変調率が１であり、且つ前記１次側検出電流が所定値以下である場合に、前記変圧器の２次側が無通電状態になっていることを判別する無通電検出回路と、
を備えたことを特徴とする抵抗溶接機の制御装置。Control of a resistance welding machine that controls the welding current by connecting an inverter circuit to the primary side of the transformer, connecting a welding electrode to the secondary side of the transformer, and PWM controlling the AC output of the inverter circuit In the device
Current detecting means for detecting a current flowing in the primary side of the transformer;
A voltage waveform simulator circuit for calculating a primary side voltage of the transformer from a PWM signal generated when performing the PWM control;
A modulation rate detection circuit for detecting a modulation rate from a PWM signal generated when performing the PWM control;
The primary side detection current from the current detection means, the primary side voltage from the voltage waveform simulator circuit, and the PWM modulation rate from the modulation rate detection circuit are input, and the primary side voltage phase of the transformer or 1 It is known that the secondary current reference phase is such that when the secondary side of the transformer is in a non-energized state, the PWM modulation rate is 1 and the level of the primary detection current is minimum. A determination element calculation circuit that calculates the PWM modulation rate and the primary side detection current at the time of becoming as a determination element for determining whether or not the secondary side of the transformer is in a non-energized state;
A level detection circuit for detecting the level of the determination element calculated by the determination element calculation circuit;
When the level detected by the level detection circuit is input, the PWM modulation factor is 1, and the primary detection current is not more than a predetermined value, the secondary side of the transformer is in a non-energized state. A non-energization detection circuit for determining whether or not
A resistance welding machine control device comprising: 変圧器の１次側にインバータ回路を接続すると共に、この変圧器の２次側に溶接電極を接続し、インバータ回路の交流出力をＰＷＭ制御することにより溶接電流の制御を行う抵抗溶接機の制御装置において、
前記変圧器の１次側に流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段からの１次側検出電流を入力し、ピーク状となっている区間における前記変圧器の１次側検出電流についての実効値と平均値との比又はピーク値と平均値との比を、前記変圧器の２次側が無通電状態になっているか否かを判定するための判定要素として演算する判定要素演算回路と、
前記判定要素演算回路の演算した判定要素のレベルを検出するレベル検出回路と、
前記レベル検出回路が検出したレベルを入力し、前記実効値と平均値との比又は前記ピーク値と平均値との比が所定値以上である状態が所定区間以上継続した場合に、前記変圧 器の２次側が無通電状態になっていることを判別する無通電検出回路と、
を備えたことを特徴とする抵抗溶接機の制御装置。Control of a resistance welding machine that controls the welding current by connecting an inverter circuit to the primary side of the transformer, connecting a welding electrode to the secondary side of the transformer, and PWM controlling the AC output of the inverter circuit In the device
Current detecting means for detecting a current flowing in the primary side of the transformer;
The primary side detection current from the current detection means is input, and the ratio of the effective value and the average value or the peak value and the average value of the primary detection current of the transformer in the peaked section A determination element calculation circuit that calculates a ratio as a determination element for determining whether or not the secondary side of the transformer is in a non-energized state;
A level detection circuit for detecting the level of the determination element calculated by the determination element calculation circuit;
Enter the level of said level detecting circuit detects, when the state ratio between the average value and the ratio or the peak value and the average value and the effective value is equal to or greater than a predetermined value has continued for more than a predetermined period, the transformer A non-energization detection circuit for determining that the secondary side of the
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