JP4992304B2 - 電縫管溶接装置及びその再起動制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、金属板を管状に形成しながら移動させ直接加熱又は誘導加熱によって連続溶接する電縫管溶接電源装置及びその再起動制御方法に関する。

電縫管は、帯鋼の両端部が対向するように管状に成形し、帯鋼両端部に高周波電流を通電して溶接することにより製造されるもので、土木、建築、鉄塔、支柱、その他の構造物に広く使われている。

図４はコンタクト式電縫管溶接電源装置とライン設備の概略的な外観を示す図である。同図を参照して、電縫管の製造方法について説明する。コンタクト式電縫管溶接電源装置では、帯鋼の両端部が対向するように複数の成形ロールを用いて順次円筒状に成形しながら移動させるライン設備が用いられる。ライン設備によって帯鋼の両端部が対向するように複数の成形ロール（図示せず）を用いて順次円筒状に成形しつつ溶接線方向に送給する。円筒状帯鋼であるコンタクト式電縫管負荷１１の帯鋼両端部にコンタクトチップ１２ａ，１２ｂを接触し、電縫管溶接電源１３から数１０ｋＷ〜数１００ｋＷで数１０ｋＨｚ〜数１００ｋＨｚの電力をコンタクトチップ１２ａ，１２ｂを介してコンタクト式電縫管負荷１１に供給する。コンタクト式電縫管負荷１１の帯鋼両端部に高周波電流を通電することで、当該両端部が加熱溶融され、さらにスクイーズロール１４によって加圧されることにより、両端部が接合される。

コンタクト式電縫管負荷１１は、数ｍ／分〜数１０ｍ／分の速度で常に移動しており、コンタクトチップ１２ａ，１２ｂからみてコンタクト式電縫管負荷１１は上下左右に変動している。このため、コンタクトチップ１２ａ，１２ｂとコンタクト式電縫管負荷１１とは頻繁に接触と開放（離間）を繰り返している。また、コンタクトチップ１２ａ，１２ｂ間等の部分では頻繁に短絡が発生する。

図５は電縫管溶接電源１３の主回路構成並びにコンタクト式電縫管負荷１１の構成及び負荷１１側での接触、開放及び短絡を表した等価回路構成を示している。電力変換器２１は、真空管又はＭＯＳＦＥＴ等を用いて構成され電圧源として動作する電圧型インバータであり、電力変換器２１の出力端に誘導性インピーダンス２２を介してコンデンサ２３が並列に接続されている。電力変換器２１は、数１０ｋＷ〜数１００ｋＷで数１０ｋＨｚ〜数１００ｋＨｚの電力を出力する。電縫管溶接電源１３の出力端には、誘導性インピーダンス３１と抵抗成分３２で構成されたコンタクト式電縫管負荷１１が接続されている。スイッチ４０は、電縫管溶接電源１３とコンタクト式電縫管負荷１１との接触及び開放を表している。コンタクト式電縫管負荷１１の両入力端を結ぶ線路上に設けられたスイッチ４１は、コンタクト式電縫管負荷１１の短絡を表している。誘導性インピーダンス４２及び抵抗成分４３は、コンタクト式電縫管負荷１１の短絡時における誘導性インピーダンスと抵抗成分を表しており、コンタクト式電縫管負荷１１の誘導性インピーダンス３１及び抵抗成分３２に比べて小さなものとなっている。

一般的に加熱負荷の抵抗は数１０ｍΩ〜数１００ｍΩであるので通電して加熱するためには大電流が必要とされ、大電流を効率よく流すために共振回路が用いられている。図５において、誘導性インピーダンス２２（Ｌ２）と、誘導性インピーダンス３１(Ｌ９)の並列回路と、コンデンサ２３(Ｃ３)の並列回路とで共振回路が構成されている。かかる共振回路の共振周波数ｆｒは、例えば、Ｌ２＝１μＨ、Ｌ９＝０．０８μＨ、Ｃ３＝２μＦのとき、次のようになる。
ｆｒ＝１／[２×π×{（（Ｌ２×Ｌ９）／（Ｌ２＋Ｌ９））×Ｃ３}^１／２]＝４１３ｋＨｚ
したがって、コンタクト式電縫管負荷１１にコンタクトチップ１２ａ，１２ｂが接触している通常運転時は、電力変換器２１の運転周波数（共振周波数ｆｒ）を４１３ｋＨｚ近傍の周波数とすることにより、大電流を効率的にコンタクト式電縫管負荷１１へ供給することができる。

一方、コンタクト式電縫管負荷１１からコンタクトチップ１２ａ，１２ｂが離れた状態となる開放の場合は、共振周波数ｆｒは次のようになる。
ｆｒ＝１／｛２×π×（Ｌ２×Ｃ３）^１／２｝＝１１３ｋＨｚ
すなわち、コンタクト式電縫管負荷１１が開放になることにより、電力変換器２１の運転周波数である共振周波数ｆｒが大幅に低下する。

図６に接触及び開放の各状態での電縫管溶接電源１３の出力電圧Ｖｏ及び出力電流Ｉｏの変化を示している。同図に示すように、コンタクト式電縫管負荷１１が開放になると、電力変換器２１の運転周波数（共振周波数ｆｒ）が大幅に低下して制御が不安定となる。電力変換器２１の出力側に変圧器が接続された場合は変圧器の鉄心の飽和を引き起こすので、電力変換器２１を故障停止し、コンタクト式電縫管負荷１１の移動も停止することとなる（ライン停止）。その後、コンタクト式電縫管負荷１１を接触させてから、再びラインの運転を開始して電力変換器２１の運転も再開する。

また、コンタクト式電縫管負荷１１が短絡になった場合は、前述したように短絡時の誘導性インピーダンス４２と抵抗成分４３は、コンタクト式電縫管負荷１１の誘導性インピーダンス３１と抵抗成分３２に比較して小さいため、電力変換器２１の運転周波数（共振周波数ｆｒ）は大幅に高くなる。

図７に接触及び短絡の各状態での電縫管溶接電源１３の出力電圧Ｖｏ及び出力電流Ｉｏの変化を示している。同図に示すように、コンタクト式電縫管負荷１１が短絡になると、電力変換器２１の運転周波数（共振周波数ｆｒ）が大幅に高くなる。電力変換器２１の運転周波数が急激に高くなると、制御が不安定になると共に機器の発熱などの限界超過、出力電流が大きくなることによる出力過電流が生じるので、コンタクト式電縫管負荷１１の開放時と同様に、電力変換器２１を故障停止させて、ラインも停止させている。その後、コンタクト式電縫管負荷１１の短絡が除去された後、ラインの運転を開始し、電力変換器２１の運転を開始する。

このように、コンタクト式電縫管負荷１１の開放及び短絡が起きるたびに電縫管の製造が中断されていた。また、誘導加熱式電縫管負荷の場合も、コンタクト式電縫管負荷１１に比較して頻度は少ないが負荷定数の変化により同様の故障停止が生じることになる。

一方、故障停止した場合であっても自動的に再起動できるようにした電源装置が提案されている。例えば、誘導加熱装置や誘導溶解炉設備において運転中に異常停止した後、自動的に再起動するようにした高周波電源装置の制御回路がある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１記載の高周波電源装置の制御回路は、負荷転流形のサイリスタインバータの入力電流と出力電流との差から転流失敗故障を検出し、再起動ゲートパルスのタイミングと電圧を調整して自動的にサイリスタインバータを再起動させている。

また、負荷が短絡したことを検出した時に電源となる高周波インバータをゲート遮断して故障停止させると共に一定時間経過後に高周波インバータを再起動させる電源回路用自動再起動装置がある（例えば、特許文献２参照）。特許文献２記載の電源回路用自動再起動装置は、故障検出が所定回数に達したときには再起動を停止するように構成されている。
特開平１１−１１３２６８号公報 特開昭５２−５０５５０号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の高周波電源装置の制御回路は、加熱中の材料や溶解中の金属の温度低下を防止するためには有効であるが、電縫管溶接電源装置のようにライン設備に適用するには、次のような課題がある。

サイリスタインバータの運転周波数は一般的に数１００Ｈｚ程度であり、例えば５００Ｈｚであるとする。また、故障停止から自動的に再起動して通常運転に復帰するまでの所要時間を考えた場合、運転周波数の１周期程度で故障を検出して故障停止し、１０周期程度でライン停止の処理を完了し、さらに確認期間後に再起動して数十周期で電力を戻すとすると、合計で運転周波数の５０周期程度は必要である。したがって、故障停止してから通常運転に戻すまでの時間は、（１／５００Ｈｚ）×５０周期＝１００ｍ秒となる。また、ラインスピードを１００ｍ／分とすると、故障停止期間中である１００ｍ秒の間にラインの進む距離は、１００ｍ／分÷６０秒×１００ｍ秒＝０．１６７ｍ＝１６７ｍｍとなる。図８に示すように、サイリスタインバータが故障停止してから通常運転に戻るまでの１００ｍ秒の間にラインは１６７ｍｍ進むので、この１６７ｍｍの区間は溶接不良となり、製造された電縫管を製品として用いることはできないため、電縫管の製造を中断しなくてはならなくなる。

また、上記特許文献２記載の電源回路用自動再起動装置は、故障検出が所定回数に達すると再起動を停止する構成となっているが、コンタクト式電縫管負荷のように頻繁に接触、開放を繰り返す場合は、故障検出回数が多くなり、再起動を停止する動作も頻繁に発生し、電縫管の製造を中断する事態となる。また、故障検出時にゲート遮断して一定時間経過後に再起動を掛けるだけでは、本来の故障である負荷側の回路の開放や絶縁不具合などによる短絡でも再起動することとなるので、メンテナンス上問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、コンタクト式電縫管負荷の開放又は短絡並びに誘導加熱方式における負荷定数の変化に対して電縫管の製造を継続でき、溶接不良を増加させることなくラインの稼働率及び単位時間当たりの生産高を向上でき、しかも本来の故障に対しては再起動を停止でき、メンテナンス容易で信頼性の高い電縫管溶接電源装置及びその再起動制御方法を提供することを目的とする。

本発明の電縫管溶接装置は、ライン設備によって移動するオープンパイプの端部同士を直接加熱又は誘導加熱により連続して溶接する電縫管溶接装置において、前記電縫管溶接装置は、電縫管溶接電源装置と前記ライン設備とで構成され、前記電縫管溶接電源装置は、コンタクト式電縫管負荷の開放・短絡又は誘導加熱式電縫管負荷の負荷定数変化に伴う故障を検出して故障検出信号を出力する故障検出手段と、前記故障検出信号を受けて電力変換器を故障停止させると共に所定時間経過後に再起動させて通常運転に戻し、一定時間内に一定回数以上の再起動が繰り返された場合はそれ以降の再起動を停止する再起動制御手段と、を具備し、前記電力変換器の運転周波数は、数１０ｋＨｚ〜数１００ｋＨｚであり、前記ライン設備は、前記電力変換器が故障停止してから通常運転に戻るまでの期間、ライン停止せずに前記オープンパイプを移動させ、再起動を停止する場合はライン停止させることを特徴とする。

この構成によれば、コンタクト式電縫管負荷の開放・短絡又は誘導加熱式電縫管負荷の負荷定数変化に伴う故障を検出した場合に、ライン停止することなく電力変換器を故障停止させると共に所定時間経過後に再起動させて運転周波数の所定周期で通常運転に戻すので、故障停止する度にライン停止させて電縫管の製造を中断するといった不都合を回避できる。後述するように、電力変換器の運転周波数、故障停止してから通常運転に戻るまでの時間及びラインスピードによって、ラインを停止させずに電力変換器を故障停止して通常運転に戻しても溶接にはほとんど影響ない。また、この構成によれば、一定時間内に一定回数以上の再起動が繰り返された場合はそれ以降の再起動を停止するので、本来の故障の場合にも自動的に再起動されるといった不都合を解消できる。

また本発明は、上記電縫管溶接装置において、前記再起動制御手段は、前記故障検出手段から出力された前記故障検出信号をトリガにして前記電力変換器の運転を停止させるゲートオフ信号出力をホールドするホールド回路と、前記故障検出手段から出力された前記故障検出信号をトリガにしてタイマスタートし、予め定めた第１の時間に達すると前記ホールド回路にリセット信号を出力して前記ゲートオフ信号をリセットする第１のタイマ回路と、前記故障検出手段から出力された前記故障検出信号をカウントし、カウント値が所定数に達したならば前記ホールド回路にリセット中止信号を出力してリセットを中止させるカウンタ回路と、前記故障検出手段から出力された前記故障検出信号をトリガにしてタイマスタートし、前記電力変換器を故障停止してから通常運転に戻るまでを１周期として複数周期分を含む第２の時間に達すると前記カウンタ回路にリセット信号を出力してカウント値をリセットさせる第２のタイマ回路とを具備したことを特徴とする。

この構成により、コンタクト式電縫管負荷の開放・短絡又は誘導加熱式電縫管負荷の負荷定数変化に伴う故障を検出した場合に、電力変換器をゲートオフ信号にて故障停止できると共に第１の時間経過後にゲートオフ信号をリセットして再起動することができる。また、第２の時間内に故障検出信号のカウント値が所定数に達したならばホールド回路にリセット中止信号を出力して以降の再起動を中止させることができる。

本発明の電縫管溶接装置の再起動制御方法は、ライン設備によって移動するオープンパイプの端部同士を直接加熱又は誘導加熱により連続して溶接する電縫管溶接装置の再起動制御方法において、前記電縫管溶接装置は、電縫管溶接電源装置と前記ライン設備とで構成され、前記電縫管溶接電源装置において、コンタクト式電縫管負荷の開放・短絡又は誘導加熱式電縫管負荷の負荷定数変化に伴う故障を検出する工程と、前記故障検出を受けて、運転周波数が数１０ｋＨｚ〜数１００ｋＨｚの電力変換器を故障停止させると共に所定時間経過後に再起動させて通常運転に戻す工程と、一定時間内に一定回数以上の再起動が繰り返された場合は、それ以降の再起動を停止する工程と、を具備し、前記ライン設備においては、前記電力変換器が故障停止してから通常運転に戻るまでの期間、ライン停止せずに前記オープンパイプを移動させ、再起動を停止する場合はライン停止させることを特徴とする。

本発明によれば、コンタクト式電縫管負荷の開放又は短絡並びに誘導加熱方式における負荷定数の変化に対して電縫管の製造を継続でき、溶接不良を増加させることなくラインの稼働率及び単位時間当たりの生産高を向上できる。
また本発明によれば、頻繁に生じる負荷の開放又は短絡と、本来の故障である負荷側の回路の開放や絶縁不具合などによる短絡との区別が可能で、メンテナンスが容易で信頼性も向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は本実施の形態に係る電縫管溶接電源装置の概略的な構成図である。同図には、本実施の形態の電縫管溶接電源装置をコンタクト式電縫管負荷に接続した状態を示しており、図５に示す電縫管溶接電源１３及びコンタクト式電縫管負荷１１と同一部分には同一符号を付している。また、ライン設備の構成は図４に示すものと同様である。

図１に示すように、電縫管溶接電源１の主回路は、真空管又はＭＯＳＦＥＴ等を用いて構成され電圧源として動作する電圧型インバータの電力変換器２１を備える。電力変換器２１の出力端に誘導性インピーダンス２２を介してコンデンサ２３が並列に接続されている。電力変換器２１は、数１０ｋＷ〜数１００ｋＷで数１０ｋＨｚ〜数１００ｋＨｚの電力を出力するものとする。

本実施の形態は、電力変換器２１の運転状態を示す状態検出信号を入力して故障検出し故障検出信号を出力する故障検出回路２と、故障検出回路２から出力される故障検出信号に基づいて電力変換器２１の再起動を制御する再起動制御回路３とを備える。故障検出回路２に入力する状態検出信号として電力変換器２１の運転周波数を用いることができる。運転周波数以外にも、図１においてスイッチ４０で表される電縫管溶接電源１とコンタクト式電縫管負荷１１との間の開放、スイッチ４１で表されるコンタクト式電縫管負荷１１の短絡によって変化する電力変換器２１の状態を検出可能なパラメータであれば状態検出信号として用いることができる。

図２は再起動制御回路３の具体的な構成を示す図である。
図２に示すように、ホールド回路１３は、故障検出回路２からの故障検出信号の入力をトリガにしてゲートオフ信号をホールドし（アクティブ状態に維持）、第１のタイマ１４からリセット信号が与えられるとゲートオフ信号のホールドを解除する（ノンアクティブ状態とする）。また、ホールド回路１３は、カウンタ１５からリセット中止信号が与えられた場合は、その後に第１のタイマ１４からリセット信号が入力してもゲートオフ信号のホールドを維持するように構成されている。

第１のタイマ１４は、任意のインターバル時間Ｔ１が予め設定され、故障検出信号が入力される度に計時動作を開始し、インターバル時間Ｔ１が経過した時点でリセット信号をホールド回路１３へ出力する。インターバル時間Ｔ１は、コンタクト式電縫管負荷１１における開放及び短絡（本来的な故障を除く）で電縫管溶接電源１を故障停止してから再起動するまでの時間として望ましい時間が設定される。例えば、電縫管溶接電源１を故障停止してから再起動して通常運転に戻すまでに運転周波数の５０周期を要するとすれば、インターバル時間Ｔ１＝５０周期の時間−（再起動から通常運転までに要する時間）を設定することができる。

カウンタ１５は、故障検出回路２から入力する故障検出信号を順次カウントし、カウント数が予め定めた数値Ｍに達したらリセット中止信号をホールド回路１３へ出力する。また、カウンタ１５は、第２のタイマ１６からリセット信号が与えられると、現在のカウント数を０リセットする。ここで、本来の故障であるコンタクト式電縫管負荷１１における回路開放や絶縁不具合などによる短絡が発生している場合、インターバル時間Ｔ１が経過しても回路開放や短絡は継続しているので、インターバル時間Ｔ１が経過して再起動を掛ける度に電縫管溶接電源１の故障停止が繰り返される。したがって、一定時間内に一定回数以上の再起動が繰り返される場合は本来の故障であると判断できる。本実施の形態は、本来の故障であるか否か判断する基準値となる再起動繰返し回数を数値Ｍとしてカウンタ１５に設定する。

第２のタイマ１６は、任意のモニタ時間Ｔ２を設定可能であり、故障検出信号の入力をトリガにして計時動作を開始し、モニタ時間Ｔ２が経過するとリセット信号をカウンタ１５へ出力する。モニタ時間Ｔ２は、本来の故障であるか否か判断するために再起動繰返し回数を計測するための一定時間である。モニタ時間Ｔ２以内に再起動繰返し回数がＮ回（Ｎは２以上の自然数）に達した場合は本来の故障が発生しているものとする。

次に、以上のように構成された本実施の形態の動作について説明する。
図３は本実施の形態において通常運転から故障検出して故障停止し、再起動して通常運転に戻るまでのシーケンス図である。

通常運転においては、図４に示すライン設備によって帯鋼の両端部が対向するように複数の成形ロール（図示せず）を用いてオープンパイプに成形しつつ溶接線方向に一定速度で送給し、コンタクト式電縫管負荷１１となるオープンパイプの帯鋼両端部にコンタクトチップ１２ａ，１２ｂを接触し、電縫管溶接電源１から数１０ｋＷ〜数１００ｋＷで数１０ｋＨｚ〜数１００ｋＨｚの電力をコンタクトチップ１２ａ，１２ｂを介して供給する。コンタクト式電縫管負荷１１に高周波電流を通電することで、当該両端部が加熱溶融され、スクイーズロール１４によって加圧されることにより、両端部が接合される。このような、通常運転時には故障検出回路２から再起動制御回路３に対して故障検出信号は出力せず、ホールド回路１３からゲートオフ信号は出力されない。

今、本来の故障ではなく、オープンパイプの帯鋼両端部からコンタクトチップ１２ａ，１２ｂが離れてコンタクト式電縫管負荷１１の開放が発生し、又はコンタクト式電縫管負荷１１において一時的な短絡が発生したものとする。この場合、故障検出回路２から故障検出信号が再起動制御回路３へ出力される。

再起動制御回路３では、ホールド回路１３が入力した故障検出信号をトリガにしてゲートオフ信号をホールドして、電力変換器２１に対してゲートオフ信号を与える。電力変換器２１は、ゲートオフ信号によって故障停止する。

一方、第１のタイマ１４は、上記故障検出信号をトリガにして計時動作を開始し、インターバル時間Ｔ１が経過した時点でリセット信号をホールド回路１３へ出力する。ホールド回路１３は、第１のタイマ１４からリセット信号が入力すると、それまでホールドしていたゲートオフ信号の出力を停止する。電力変換器２１は、故障停止（故障発生）からインターバル時間Ｔ１経過後にゲートオフ信号が解除され、再起動を開始して所定時間後に通常運転に戻る。

本実施の形態は、再起動制御回路３が電力変換器２１にゲートオフ信号を与えて故障停止してからゲートオフ信号を解除して通常運転に戻るまでの期間、ライン設備によるライン停止は行わない。

ここで、電力変換器２１の故障停止後、通常運転に戻すまでの時間及びその間のラインの移動距離について詳しく説明する。電力変換器２１の運転周波数は数１０ｋＨｚ〜数１００ｋＨｚであるが、本計算例では３００ｋＨｚとする。また、背景技術での説明と同様に、故障停止後、通常運転に戻すまでの時間は運転周波数の５０周期とし、ラインスピードは１００ｍ／分とする。このような条件下において、故障停止後、通常運転に戻すまでの時間は、次のようになる。
（１／３００ｋＨｚ）×５０周期＝１６７μ秒
１６７μ秒の間にラインの進む距離は、次のようになる。
（１００ｍ／分÷６０秒）×１６７μ秒＝０．０００２８ｍ＝０．２８ｍｍ

したがって、故障停止後、通常運転に戻すまでにラインの進む距離は、０．２８ｍｍであり、熱の広がりなどを考えると、１６７μ秒程度の時間の電力変換器２１の停止は溶接にはほとんど影響ない。

このように、電力変換器２１が故障停止してから通常運転に戻るまでの１６７μ秒程度の期間（ライン移動距離０．２８ｍｍ）は、ラインを停止させなくても溶接にはほとんど影響を与えないので、上記したようにその間にライン停止は行わないものとした。よって、コンタクトチップ１２ａ，１２ｂとコンタクト式電縫管負荷１１とが頻繁に接触と開放を繰り返して又はコンタクトチップ１２ａ，１２ｂ間等の部分で頻繁に短絡が発生して、電力変換器２１が故障停止しても、故障停止する度にライン停止させて電縫管の製造を中断するといった不都合を回避でき、ラインの稼動効率を向上させることができ、単位時間当たりの生産高を増やすことができる。また、溶接不良の発生を大幅に低減でき、不良品選別に割く時間を短縮できると共にその手間を削減することができる。

一方、本来の故障である負荷１１側の回路開放や絶縁不具合などによる短絡が生じた場合は、ライン停止して不具合を取り除く必要がある。第１のタイマ１４に設定したインターバル時間Ｔ１の間に回復しない本来の故障が発生した場合、カウンタ１５において第２のタイマ１６に設定したモニタ時間Ｔ２内に再起動繰返し回数がＮ回に達する。カウンタ１５は、モニタ時間Ｔ２内の再起動繰返し回数がＮ回に達すると、リセット中止信号を出力する。

ホールド回路１３は、カウンタ１５からリセット中止信号が入力すると、以降は第１のタイマ１４からリセット信号が入力してもゲートオフ信号のホールドを維持して電力変換器１の再起動を中止する。

これにより、一定時間に故障停止と再起動を繰り返した場合は、ゲートオフ信号のホールドを維持して電力変換器１の再起動を防止することができる。すなわち、本来の故障による故障停止とそれ以外のライン停止の必要性の無い故障停止とを区別でき、本来の故障の場合は速やかにライン停止して不具合箇所の除去作業を開始することができる。

なお、以上の説明では電縫管負荷としてコンタクト式電縫管負荷１１を例にして説明したが、本発明はコンタクト式電縫管負荷１１以外の電縫管負荷にも適用可能である。例えば、誘導加熱式電縫管負荷に適用できる。誘導加熱式電縫管負荷の場合、故障検出回路２が負荷定数の変化を検出して故障検出信号を出力するように構成することができる。再起動制御回路３の構成は図２に示す回路構成を用いることができる。

また、電縫管溶接電源１の主回路は、真空管又はＭＯＳＦＥＴ等を用いて構成され電圧源として動作する電圧型インバータに限定されるものでは無く、その他の形式の電縫管溶接電源を用いることができる。電縫管溶接電源１の電源形式によっては、ゲートオフ信号以外の制御信号を電源に与えて故障停止させることとなる。

本発明は、コンタクト式電縫管負荷又は誘導加熱式電縫管負荷の電縫管溶接電源に適用可能である。

本発明の一実施の形態に係る電縫管溶接電源装置の構成及びコンタクト式電縫管負荷の構成図 図１に示す再起動制御回路の構成図 上記一実施の形態において通常運転から故障停止して通常運転に戻るまでのシーケンス図 電縫管溶接電源とライン設備の概略的な構成を示す図 従来の電縫管溶接電源装置の構成並びにコンタクト式電縫管負荷の構成図 コンタクト式電縫管負荷が開放したときの電縫管溶接電源の出力電圧及び出力電流の変化を示す図 コンタクト式電縫管負荷が短絡したときの電縫管溶接電源の出力電圧及び出力電流の変化を示す図 従来の電縫管溶接電源装置において通常運転から故障停止して通常運転に戻るまでのシーケンス図

符号の説明

１、１３ 電縫管溶接電源
２ 故障検出回路
３ 再起動制御回路
１１ コンタクト式電縫管負荷
１２ａ，１２ｂ コンタクトチップ
１４ スクイーズロール
２１ 電力変換器
２２ 誘導性インピーダンス（電源側）
２３ コンデンサ
３１ 誘導性インピーダンス（負荷構成分）
３２ 抵抗成分（負荷構成分）
４０，４１ スイッチ
４２ 誘導性インピーダンス（負荷短絡時）
４３ 抵抗成分（負荷短絡時）

Claims (3)

1. ライン設備によって移動するオープンパイプの端部同士を直接加熱又は誘導加熱により連続して溶接する電縫管溶接装置において、
   前記電縫管溶接装置は、電縫管溶接電源装置と前記ライン設備とで構成され、
   前記電縫管溶接電源装置は、
   コンタクト式電縫管負荷の開放・短絡又は誘導加熱式電縫管負荷の負荷定数変化に伴う故障を検出して故障検出信号を出力する故障検出手段と、
   前記故障検出信号を受けて電力変換器を故障停止させると共に所定時間経過後に再起動させて通常運転に戻し、一定時間内に一定回数以上の再起動が繰り返された場合はそれ以降の再起動を停止する再起動制御手段と、を具備し、
   前記電力変換器の運転周波数は、数１０ｋＨｚ〜数１００ｋＨｚであり、
   前記ライン設備は、前記電力変換器が故障停止してから通常運転に戻るまでの期間、ライン停止せずに前記オープンパイプを移動させ、再起動を停止する場合はライン停止させることを特徴とする電縫管溶接装置。
2. 前記再起動制御手段は、
   前記故障検出手段から出力された前記故障検出信号をトリガにして前記電力変換器の運転を停止させるゲートオフ信号出力をホールドするホールド回路と、
   前記故障検出手段から出力された前記故障検出信号をトリガにしてタイマスタートし、予め定めた第１の時間に達すると前記ホールド回路にリセット信号を出力して前記ゲートオフ信号をリセットする第１のタイマ回路と、
   前記故障検出手段から出力された前記故障検出信号をカウントし、カウント値が所定数に達したならば前記ホールド回路にリセット中止信号を出力してリセットを中止させるカウンタ回路と、
   前記故障検出手段から出力された前記故障検出信号をトリガにしてタイマスタートし、前記電力変換器を故障停止してから通常運転に戻るまでを１周期として複数周期分を含む第２の時間に達すると前記カウンタ回路にリセット信号を出力してカウント値をリセットさせる第２のタイマ回路と、を具備したことを特徴とする請求項１記載の電縫管溶接装置。
3. ライン設備によって移動するオープンパイプの端部同士を直接加熱又は誘導加熱により連続して溶接する電縫管溶接装置の再起動制御方法において、
   前記電縫管溶接装置は、電縫管溶接電源装置と前記ライン設備とで構成され、
   前記電縫管溶接電源装置において、コンタクト式電縫管負荷の開放・短絡又は誘導加熱式電縫管負荷の負荷定数変化に伴う故障を検出する工程と、
   前記故障検出を受けて、運転周波数が数１０ｋＨｚ〜数１００ｋＨｚの電力変換器を故障停止させると共に所定時間経過後に再起動させて通常運転に戻す工程と、
   一定時間内に一定回数以上の再起動が繰り返された場合は、それ以降の再起動を停止する工程と、を具備し、
   前記ライン設備においては、前記電力変換器が故障停止してから通常運転に戻るまでの期間、ライン停止せずに前記オープンパイプを移動させ、再起動を停止する場合はライン停止させることを特徴とする電縫管溶接装置の再起動制御方法。
   

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