JP5457912B2 - コンデンサ式抵抗溶接機 - Google Patents
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Description
図1〜図3によって本発明に係る実施形態1のコンデンサ式抵抗溶接機について説明する。図1は、本発明の実施形態1に係るコンデンサ式抵抗溶接機を説明するための図面である。図2は、本発明の実施形態1に係るコンデンサ式抵抗溶接機に用いられる充電回路の例を示す図である。また、図3は、本発明の実施形態1に係るコンデンサ式抵抗溶接機を説明するための電圧波形図と電流波形図である。なお、本実施形態1の説明においては、図1〜図3を適宜参照することとする。
コンデンサ式抵抗溶接機において、各溶接サイクルで溶接トランスの1次巻線に同方向だけに放電電流を流すと、溶接トランス5が偏励磁することが知られている。溶接トランス5が偏励磁すると、2次巻線5Bに流れる溶接電流が1次巻線5Aを流れる電流に比例しないで減少し、電力効率が低下する可能性がある。この偏励磁を軽減又は防止する対策として、溶接用コンデンサから溶接トランスの1次巻線に交互の向きに放電電流を流して、溶接トランスの残留磁束を磁気リセットする方法が知られている。この実施形態2のコンデンサ式抵抗溶接機では、溶接用コンデンサに充電される前述した逆極性のエネルギーを溶接トランスの1次巻線を流れる放電電流とは逆方向に流して、溶接トランスの偏励磁を軽減又は防止を図っている。
この実施形態3に係るコンデンサ式抵抗溶接機は、図6に示すように、溶接用コンデンサ4の放電電流と逆向きの充電電流が溶接トランス5の1次巻線5Aに流れるように構成される。前述したものと同様なエネルギー回収用スイッチ10Asとエネルギー回収用インダクタンス成分10Bとからなるエネルギー回収用手段10を溶接用コンデンサ4に並列に配置したことを特徴としている。この実施形態3においては、溶接トランスに偏励磁が生じないコンデンサ式抵抗溶接機にあっても、前述と同様にして電力効率を向上させることができる。
3・・・充電回路
3a、3b・・・充電回路3の直流出力端
3A・・・充電回路3の電源トランス
3A1・・・電源トランス3Aの1次巻線
3A2・・・電源トランス3Aの2次巻線
3B、3C・・・半導体スイッチ
3D、3E・・・整流ダイオード
4・・・溶接用コンデンサ
5・・・溶接トランス
5A・・・1次巻線
5B・・・2次巻線
6・・・放電用スイッチ
7・・・第1の溶接電極
8・・・第2の溶接電極
9・・・制御回路
10・・・エネルギー回収用手段
10A・・・エネルギー回収用素子(スイッチ又はダイオード)
10Ad・・・エネルギー回収用ダイオード
10As・・・エネルギー回収用スイッチ
10B・・・エネルギー回収用インダクタンス成分
11・・・合成インダクタンス11
11A・・・溶接トランス5の漏れインダクタンス
12・・・等価抵抗
W1、W2・・・被溶接物
Vc・・・溶接用コンデンサ4の電圧波形
Ic・・・溶接用コンデンサ4の放電電流の波形
Id・・・溶接用コンデンサ4の回収電流の波形
Claims (5)
- 入力端子に接続される充電回路と、
該充電回路によって充電される溶接用コンデンサと、
該溶接用コンデンサに充電されたエネルギーを放電する放電用スイッチと、
該放電用スイッチに直列に接続される1次巻線及び2次巻線とを有する溶接トランスと、
前記放電用スイッチを少なくともオンさせる制御回路と、
前記2次巻線の一方の端子に接続される第1の溶接電極と前記2次巻線の他方の端子に接続される第2の溶接電極と、を備え、
前記充電回路によって前記溶接用コンデンサが所定の極性の設定電圧まで充電された後に前記放電用スイッチを導通させ、前記溶接用コンデンサに充電されたエネルギーを前記溶接トランスの前記1次巻線と前記2次巻線とを介して放電させることによって、前記第1の溶接電極と前記第2の溶接電極との間に溶接電流を流して被溶接物を抵抗溶接する溶接機であって、
エネルギー回収用インダクタンス成分と、前記溶接用コンデンサと前記エネルギー回収用インダクタンス成分とを有する経路を形成するエネルギー回収用半導体素子とを備え、
前記放電用スイッチを導通させ、前記所定の極性で充電された前記溶接用コンデンサのエネルギーによって前記溶接トランスを介する経路に電流を流して前記所定の極性に対して逆極性に充電された前記溶接用コンデンサのエネルギーを、前記エネルギー回収用半導体素子を介して前記エネルギー回収用インダクタンス成分に移動させ、前記エネルギー回収用インダクタンス成分に蓄積されたエネルギーを前記エネルギー回収用半導体素子を介して前記所定の極性で前記溶接用コンデンサに回収させることを特徴とするコンデンサ式抵抗溶接機。 - 前記放電用スイッチを導通させて、前記所定の極性で充電された前記溶接用コンデンサのエネルギーによって前記溶接トランスと前記放電スイッチとを介する経路に電流が流れる期間に前記経路に存在するインダクタンス成分にエネルギーが蓄積され、該インダクタンス成分に蓄積されたエネルギーによって前記溶接用コンデンサが前記所定の極性とは逆極性に充電される方向に電流を流して前記インダクタンス成分に蓄積されたエネルギーを前記溶接用コンデンサに移動させることを特徴とする請求項1に記載のコンデンサ式抵抗溶接機。
- 前記エネルギー回収用インダクタンス成分又は前記インダクタンス成分は、前記溶接トランスに含まれる励磁インダクタンス、漏れインダクタンス又は前記溶接トランスとは別個のインダクタ手段のインダクタンスを有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のコンデンサ式抵抗溶接機。
- 前記放電用スイッチが双方向に導通する半導体スイッチのときには前記放電用スイッチの内部ダイオートを含めた前記エネルギー回収用ダイオード又は前記エネルギー回収用スイッチが前記エネルギー回収用半導体素子として前記放電用スイッチに逆並列に接続される場合に、
前記制御回路は、前記第1の溶接電極又は前記第2の溶接電極と前記被溶接物との電気的接触が開放された後に、前記エネルギー回収用半導体素子を導通させて、前記所定の極性とは逆極性に充電された前記溶接用コンデンサの電圧が前記エネルギー回収用半導体素子を介して前記溶接トランスの前記1次巻線に印加されることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載のコンデンサ式抵抗溶接機。 - 前記溶接用コンデンサは電解コンデンサの耐圧よりも高い耐圧を有する複数の両極性のコンデンサを並列接続してなり、
前記両極性のコンデンサは前記電解コンデンサの最高充電電圧よりも高い充電電圧値に充電されることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載のコンデンサ式抵抗溶接機。
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