JPH0211924B2 - - Google Patents
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- JPH0211924B2 JPH0211924B2 JP56119748A JP11974881A JPH0211924B2 JP H0211924 B2 JPH0211924 B2 JP H0211924B2 JP 56119748 A JP56119748 A JP 56119748A JP 11974881 A JP11974881 A JP 11974881A JP H0211924 B2 JPH0211924 B2 JP H0211924B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
- H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/12—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/145—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
- H02M7/155—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は、直流給電装置の制御装置、より詳細
には、交流電源から、インダクタンスを有する直
流負荷に、可制御電気弁から成る電流調整器およ
びダイオードから成る整流回路を介して直流電流
を供給する直流給電装置の制御装置に関する。
には、交流電源から、インダクタンスを有する直
流負荷に、可制御電気弁から成る電流調整器およ
びダイオードから成る整流回路を介して直流電流
を供給する直流給電装置の制御装置に関する。
（従来の技術）
この種の直流給電装置の制御装置の一例とし
て、従来行われている直流溶接機の主回路構成と
電流制御装置の回路構成を、第１図を参照して説
明する。
て、従来行われている直流溶接機の主回路構成と
電流制御装置の回路構成を、第１図を参照して説
明する。
第１図の装置においては、交流電源１からサイ
リスタ等の可制御電気弁から成る電流調整器２を
介して変圧器３の一次側に位相制御された交流電
圧を印加し、変圧器３の二次側にダイオードから
成る整流回路４を接続し、その整流出力を負荷す
なわち溶接機電極部５に供給する。
リスタ等の可制御電気弁から成る電流調整器２を
介して変圧器３の一次側に位相制御された交流電
圧を印加し、変圧器３の二次側にダイオードから
成る整流回路４を接続し、その整流出力を負荷す
なわち溶接機電極部５に供給する。
溶接機電極部５に流れる直流電流を制御するた
めに、その直流電流を電流検出器６により検出
し、その検出信号を増幅器７により増幅する。こ
のようにして検出された直流電流は電流基準IRと
比較され、その偏差すなわち電流偏差が増幅器８
を介して位相制御器９に供給される。この位相制
御器９は、電流偏差が零になるように、すなわち
直流電流実際値が電流基準IRに等しくなるよう
に、電流調整器２の点弧位相を制御する。
めに、その直流電流を電流検出器６により検出
し、その検出信号を増幅器７により増幅する。こ
のようにして検出された直流電流は電流基準IRと
比較され、その偏差すなわち電流偏差が増幅器８
を介して位相制御器９に供給される。この位相制
御器９は、電流偏差が零になるように、すなわち
直流電流実際値が電流基準IRに等しくなるよう
に、電流調整器２の点弧位相を制御する。
（発明が解決しようとする課題）
上述の従来の直流給電装置の制御装置には次の
ような不都合がある。
ような不都合がある。
(1) 溶接直流電流は一般に５〜30kA程度の大電
流となるので、電流検出器６の挿入場所の確保
が困難であつたり、電流検出器が大形となり経
済的に不利になつたりする。
流となるので、電流検出器６の挿入場所の確保
が困難であつたり、電流検出器が大形となり経
済的に不利になつたりする。
(2) 変圧器二次側には溶接直流電流に対応する大
電流が流れるので変圧器二次側は最短距離の配
線にする必要があり、そのため電流制御回路や
電気弁を収納した制御装置の設置場所と変圧器
および整流回路を収納した溶接器本体の設置場
所との間の距離は数十ｍにも達することが多
く、直流側電流を検出する方式では検出信号を
伝送するための配線距離が長くなるので、ノイ
ズ等のトラブルを生じたり、工事費が高価にな
つたりする。
電流が流れるので変圧器二次側は最短距離の配
線にする必要があり、そのため電流制御回路や
電気弁を収納した制御装置の設置場所と変圧器
および整流回路を収納した溶接器本体の設置場
所との間の距離は数十ｍにも達することが多
く、直流側電流を検出する方式では検出信号を
伝送するための配線距離が長くなるので、ノイ
ズ等のトラブルを生じたり、工事費が高価にな
つたりする。
他方、負荷として溶接機電極部５を含む直流電
流回路のような大きなインダクタンスを有する直
流負荷の場合、溶接機電極部５に流れる直流電流
と変圧器一次側に流れる交流電流との間に１：１
の対応関係は無い。すなわち、変圧器一次側の交
流電流には、電流調整器における可制御電気弁の
点弧位相に応じて電流が流れる区間と電流が流れ
ない区間とが生じる。それに対して溶接機電極部
５には、交流電流が流れない区間であつても直流
回路のインダクタンスの作用により直流回路の時
定数に従つて減衰する直流電流が流れ続ける。
流回路のような大きなインダクタンスを有する直
流負荷の場合、溶接機電極部５に流れる直流電流
と変圧器一次側に流れる交流電流との間に１：１
の対応関係は無い。すなわち、変圧器一次側の交
流電流には、電流調整器における可制御電気弁の
点弧位相に応じて電流が流れる区間と電流が流れ
ない区間とが生じる。それに対して溶接機電極部
５には、交流電流が流れない区間であつても直流
回路のインダクタンスの作用により直流回路の時
定数に従つて減衰する直流電流が流れ続ける。
この種の溶接機による溶接はジユール熱によつ
て行われるので、電流制御のための電流検出は実
際に負荷に流れる電流に基づいて行われる必要が
ある。しかるに、交流回路に流れる電流と直流回
路に流れる電流との間には、上述のごとく１：１
の対応関係が無いので、交流回路に流れる電流検
出値を直流電流のフイードバツク値として用いる
のは適当でない。
て行われるので、電流制御のための電流検出は実
際に負荷に流れる電流に基づいて行われる必要が
ある。しかるに、交流回路に流れる電流と直流回
路に流れる電流との間には、上述のごとく１：１
の対応関係が無いので、交流回路に流れる電流検
出値を直流電流のフイードバツク値として用いる
のは適当でない。
本発明は以上の事情を考慮してなされたもの
で、直流回路に流れる直流電流の実効値を交流回
路側の電流検出値に基づいて高精度に制御し得る
直流給電装置の制御装置を提供することにある。
で、直流回路に流れる直流電流の実効値を交流回
路側の電流検出値に基づいて高精度に制御し得る
直流給電装置の制御装置を提供することにある。
（課題を解決するための手段）
上記目的を達成するために本発明は、交流電源
から、インダクタンスを有する直流負荷に、可制
御電気弁から成る電流調整器およびダイオードか
ら成る整流回路を介して直流電流を供給する直流
給電装置の制御装置において、交流電源から供給
される交流電流を検出する電流検出手段と、電流
調整器の可制御電気弁のオン区間は電流検出手段
によつて検出された交流電流に応答してそれに応
じた電圧値に充電され、また可制御電気弁のオフ
区間は直流負荷を含む直流負荷回路の時定数を模
擬する時定数回路を通して放電するコンデンサの
両端電圧によつて直流負荷に流れる直流電流を模
擬する負荷シミユレーシヨン回路と、この負荷シ
ミユレーシヨン回路によつて模擬された直流電流
の実効値または平均値を演算する演算手段と、こ
の演算手段によつて算出された直流電流の実効値
または平均値が所定の電流基準に一致するように
電流調整器を制御する制御手段とを設けたことを
特徴とする。
から、インダクタンスを有する直流負荷に、可制
御電気弁から成る電流調整器およびダイオードか
ら成る整流回路を介して直流電流を供給する直流
給電装置の制御装置において、交流電源から供給
される交流電流を検出する電流検出手段と、電流
調整器の可制御電気弁のオン区間は電流検出手段
によつて検出された交流電流に応答してそれに応
じた電圧値に充電され、また可制御電気弁のオフ
区間は直流負荷を含む直流負荷回路の時定数を模
擬する時定数回路を通して放電するコンデンサの
両端電圧によつて直流負荷に流れる直流電流を模
擬する負荷シミユレーシヨン回路と、この負荷シ
ミユレーシヨン回路によつて模擬された直流電流
の実効値または平均値を演算する演算手段と、こ
の演算手段によつて算出された直流電流の実効値
または平均値が所定の電流基準に一致するように
電流調整器を制御する制御手段とを設けたことを
特徴とする。
さらに本発明は、上記制御装置において、可制
御電気弁のオン直前の模擬直流電流の値とオン直
後の交流電流検出値とを比較し、両者がほぼ一致
するように負荷シミユレーシヨン回路の時定数回
路の時定数を切換える切換手段を設けたことを特
徴とする。
御電気弁のオン直前の模擬直流電流の値とオン直
後の交流電流検出値とを比較し、両者がほぼ一致
するように負荷シミユレーシヨン回路の時定数回
路の時定数を切換える切換手段を設けたことを特
徴とする。
（作用）
可制御電気弁のオンオフによる位相制御によつ
て電流調整を行う直流給電装置においては、交流
側に流れる電流はオン区間とオフ区間とを有する
不連続波形の電流であるのに対し、直流側には交
流側のオフ電流期間であつても交流電流に関係な
く回路のインダクタンスの作用により整流回路を
介して直流回路の時定数に応じて減衰する循環電
流が流れ続ける。そこで電流調整器の可制御電気
弁のオン区間は電流検出手段によつて検出された
交流電流に応答してそれに応じた電圧値に充電さ
れ、また可制御電気弁のオフ区間は直流負荷を含
む直流負荷回路の時定数を模擬する時定数回路を
通して放電するコンデンサの両端電圧によつて直
流負荷に流れる直流電流を模擬する負荷シミユレ
ーシヨン回路を設け、その模擬直流電流に基づい
て算出された電流実効値または平均値をフイード
バツク量として電流調整器による電流制御を行う
ことにより、交流側で検出した電流に基づき直流
電流を正確に制御することができる。
て電流調整を行う直流給電装置においては、交流
側に流れる電流はオン区間とオフ区間とを有する
不連続波形の電流であるのに対し、直流側には交
流側のオフ電流期間であつても交流電流に関係な
く回路のインダクタンスの作用により整流回路を
介して直流回路の時定数に応じて減衰する循環電
流が流れ続ける。そこで電流調整器の可制御電気
弁のオン区間は電流検出手段によつて検出された
交流電流に応答してそれに応じた電圧値に充電さ
れ、また可制御電気弁のオフ区間は直流負荷を含
む直流負荷回路の時定数を模擬する時定数回路を
通して放電するコンデンサの両端電圧によつて直
流負荷に流れる直流電流を模擬する負荷シミユレ
ーシヨン回路を設け、その模擬直流電流に基づい
て算出された電流実効値または平均値をフイード
バツク量として電流調整器による電流制御を行う
ことにより、交流側で検出した電流に基づき直流
電流を正確に制御することができる。
直流回路の時定数が一定であるような直流負荷
の場合は、負荷シミユレーシヨン回路の時定数回
路の時定数を固定的に設定することができるが、
直流回路の時定数が溶接機負荷のように溶接材料
や電極位置などによつて大きく変動する場合に
は、可制御電気弁のオン直前の模擬直流電流の値
とオン直後の交流電流検出値とを比較し、両者が
ほぼ一致するように負荷シミユレーシヨン回路の
時定数回路の時定数を切換えることにより、直流
回路のインダクタンスすなわち時定数が変化する
場合であつても、時定数回路の時定数を常に実際
の回路状態に即して修正し、常に正確な電流検出
を行い、正確な電流制御を行うことができる。
の場合は、負荷シミユレーシヨン回路の時定数回
路の時定数を固定的に設定することができるが、
直流回路の時定数が溶接機負荷のように溶接材料
や電極位置などによつて大きく変動する場合に
は、可制御電気弁のオン直前の模擬直流電流の値
とオン直後の交流電流検出値とを比較し、両者が
ほぼ一致するように負荷シミユレーシヨン回路の
時定数回路の時定数を切換えることにより、直流
回路のインダクタンスすなわち時定数が変化する
場合であつても、時定数回路の時定数を常に実際
の回路状態に即して修正し、常に正確な電流検出
を行い、正確な電流制御を行うことができる。
（実施例）
以下、図面を参照して本発明をさらに詳細に説
明する。
明する。
第２図は本発明の一実施例を示すものである。
ここで主回路部分は機能的には第１図のものと実
質的に同一であるが、説明の都合上、部分的に等
価回路で示されている。すなわち、ここでは変圧
器の図示は省略され、その部分をも含めて交流側
インダクタンス１０が交流電流回路に挿入され、
また負荷を含めて直流側回路は直流側インダクタ
ンス１１および直流側負荷抵抗１２で示されてい
る。インダクタンス１１の値をＬ、負荷抵抗１２
の値をＲとすれば、直流側時定数Ｔは、Ｔ＝Ｌ／
Ｒで表される。
ここで主回路部分は機能的には第１図のものと実
質的に同一であるが、説明の都合上、部分的に等
価回路で示されている。すなわち、ここでは変圧
器の図示は省略され、その部分をも含めて交流側
インダクタンス１０が交流電流回路に挿入され、
また負荷を含めて直流側回路は直流側インダクタ
ンス１１および直流側負荷抵抗１２で示されてい
る。インダクタンス１１の値をＬ、負荷抵抗１２
の値をＲとすれば、直流側時定数Ｔは、Ｔ＝Ｌ／
Ｒで表される。
この装置の負荷電流は交流側で変流器等の電流
検出器１３、整流器１４およびその負担として接
続された抵抗１５を介して、交流電流Iacに比例
した直流電圧からなる交流電流検出信号iacとし
て検出される。この交流電流検出信号iacは負荷
シミユレーシヨン回路１６により溶接機直流電流
Idcと等価な電流波形に変換され、その出力は電
流値演算回路１７により電流の実効値（または平
均値）に変換され、さらに電流基準IRと比較さ
れ、その偏差が零になるように増幅器８を介して
位相制御器９により電流調整器２が制御される。
検出器１３、整流器１４およびその負担として接
続された抵抗１５を介して、交流電流Iacに比例
した直流電圧からなる交流電流検出信号iacとし
て検出される。この交流電流検出信号iacは負荷
シミユレーシヨン回路１６により溶接機直流電流
Idcと等価な電流波形に変換され、その出力は電
流値演算回路１７により電流の実効値（または平
均値）に変換され、さらに電流基準IRと比較さ
れ、その偏差が零になるように増幅器８を介して
位相制御器９により電流調整器２が制御される。
位相制御器９からは電流調整器２に対するオン
信号に同期してタイマー回路１８を駆動するため
のパルスＰも出力される。タイマー回路１８はパ
ルスＰに同期してパルスP2，P3を比較演算回路
１９に対して出力する。比較演算回路１９はパル
スP2，P3に同期して検出される後述の電流値I1，
I2を比較し、その比較結果によりアツプダウンカ
ウンタ（Ｕ／Ｄカウンタ）２０を駆動する。Ｕ／
Ｄカウンタ２０のカウント結果に従つて、直流主
回路の時定数Ｌ／Ｒと一致するような時定数が時
定数選択回路２１によつて選択され、それにより
切換回路２２を介して負荷シミユレーシヨン回路
１６内に設定される直流電流の時定数を切換える
ように構成されている。
信号に同期してタイマー回路１８を駆動するため
のパルスＰも出力される。タイマー回路１８はパ
ルスＰに同期してパルスP2，P3を比較演算回路
１９に対して出力する。比較演算回路１９はパル
スP2，P3に同期して検出される後述の電流値I1，
I2を比較し、その比較結果によりアツプダウンカ
ウンタ（Ｕ／Ｄカウンタ）２０を駆動する。Ｕ／
Ｄカウンタ２０のカウント結果に従つて、直流主
回路の時定数Ｌ／Ｒと一致するような時定数が時
定数選択回路２１によつて選択され、それにより
切換回路２２を介して負荷シミユレーシヨン回路
１６内に設定される直流電流の時定数を切換える
ように構成されている。
第２図の制御回路の動作を第３図を参照して説
明する。
明する。
第３図のタイムチヤートにおいて、Vdは直流
出力電圧、Idは負荷シミユレーシヨン回路１６に
よつて直流電流Idcを模擬した模擬直流電流、iac
は交流電流Iacを整流して得たそれに比例する交
流電流検出信号、Vgは電流調整器２の電気弁を
オンさせる点弧パルスを示す。
出力電圧、Idは負荷シミユレーシヨン回路１６に
よつて直流電流Idcを模擬した模擬直流電流、iac
は交流電流Iacを整流して得たそれに比例する交
流電流検出信号、Vgは電流調整器２の電気弁を
オンさせる点弧パルスを示す。
時刻t1で電流調整器２の電気弁を点弧パルスVg
でオンさせると、直流側には正の直流出力電圧
Vdが生じ、交流電流Iacが流れ始め、それは交流
電流検出信号iacとして検出される。溶接機装置
における交流側インダクタンス１０は直流側イン
ダクタンス１１に比較して著しく小さいので、整
流回路４を通して循環する直流電流は交流側へと
急速に転流する。
でオンさせると、直流側には正の直流出力電圧
Vdが生じ、交流電流Iacが流れ始め、それは交流
電流検出信号iacとして検出される。溶接機装置
における交流側インダクタンス１０は直流側イン
ダクタンス１１に比較して著しく小さいので、整
流回路４を通して循環する直流電流は交流側へと
急速に転流する。
直流電流Idcおよび交流電流Iacは相関関係をも
つて増加し、時刻t2において直流電圧Vdがゼロに
なると、交流電流Iac（交流電流検出信号iac参照）
は急速に減少するが、直流電流Idcは直流側イン
ダクタンス１１のため、交流側に関係なく、整流
回路４を通つて循環し、直流電圧Vdゼロの時点t2
から次の直流電圧Vdの発生時点t4までの間、時定
数Ｔ＝Ｌ／Ｒに従つて減衰する。
つて増加し、時刻t2において直流電圧Vdがゼロに
なると、交流電流Iac（交流電流検出信号iac参照）
は急速に減少するが、直流電流Idcは直流側イン
ダクタンス１１のため、交流側に関係なく、整流
回路４を通つて循環し、直流電圧Vdゼロの時点t2
から次の直流電圧Vdの発生時点t4までの間、時定
数Ｔ＝Ｌ／Ｒに従つて減衰する。
位相制御器９からは、点弧パルスVgの立上り
時刻t4よりやゝ早い時刻t3で立上り、時刻t4より
やゝ遅れた時刻t5で立下るパルスＰがタイマー回
路１８に向けて出力される。タイマー回路１８は
パルスＰの立上り時点でパルスP2を、パルスＰ
の立下り時点でパルスP3を出力する。パルスP2，
P3に基づいて比較演算回路１９は、時刻t3におい
て電気弁がオンする直前の負荷シミユレーシヨン
回路１６による模擬直流電流Idの値I1を検出し、
時刻t4において点弧パルスVgにより電気弁をオン
させ、交流電流Iacが立上つた直後の時刻t5におい
て交流電流Iac（交流電流検出信号iac参照）の値I2
を検出し、さらに電流値I1とI2とを比較し、I1≒
I2になるように負荷シミユレーシヨン回路１６の
時定数を切換えるように動作する。たとえば、I1
＞I2の場合はＵ／Ｄカウンタ２０をダウンカウン
トさせ、時定数選択回路２１により切換回路２２
を介して負荷シミユレーシヨン回路１６の時定数
をそれがより短くなるように切換える。逆にI1＜
I2の場合は負荷シミユレーシヨン回路１６の時定
数がより長くなるように切換える。このようにし
て、I1≒I2になるように負荷シミユレーシヨン回
路１６の時定数合わせを行う。こうすることによ
り負荷シミユレーシヨン回路１６の時定数を主回
路直流側時定数Ｔ＝Ｌ／Ｒに一致させることがで
きる。このようにして修正された時定数に基づき
負荷シミユレーシヨン回路１６によつて模擬直流
電流Idを得て、それを電流値演算回路１７に導
き、ここで実効値または平均値としての直流電流
Idcを求める。このようにして直流側主回路電流
を直接検出によらずに、交流側で検出した電流か
ら負荷シミユレーシヨン回路を通して正確に検出
することができる。このようにして得られた直流
電流をフイードバツク量とし、それが所定の電流
基準IRに一致するように増幅器８および位相制御
器９を介して電流調整器２の制御が行われる。
時刻t4よりやゝ早い時刻t3で立上り、時刻t4より
やゝ遅れた時刻t5で立下るパルスＰがタイマー回
路１８に向けて出力される。タイマー回路１８は
パルスＰの立上り時点でパルスP2を、パルスＰ
の立下り時点でパルスP3を出力する。パルスP2，
P3に基づいて比較演算回路１９は、時刻t3におい
て電気弁がオンする直前の負荷シミユレーシヨン
回路１６による模擬直流電流Idの値I1を検出し、
時刻t4において点弧パルスVgにより電気弁をオン
させ、交流電流Iacが立上つた直後の時刻t5におい
て交流電流Iac（交流電流検出信号iac参照）の値I2
を検出し、さらに電流値I1とI2とを比較し、I1≒
I2になるように負荷シミユレーシヨン回路１６の
時定数を切換えるように動作する。たとえば、I1
＞I2の場合はＵ／Ｄカウンタ２０をダウンカウン
トさせ、時定数選択回路２１により切換回路２２
を介して負荷シミユレーシヨン回路１６の時定数
をそれがより短くなるように切換える。逆にI1＜
I2の場合は負荷シミユレーシヨン回路１６の時定
数がより長くなるように切換える。このようにし
て、I1≒I2になるように負荷シミユレーシヨン回
路１６の時定数合わせを行う。こうすることによ
り負荷シミユレーシヨン回路１６の時定数を主回
路直流側時定数Ｔ＝Ｌ／Ｒに一致させることがで
きる。このようにして修正された時定数に基づき
負荷シミユレーシヨン回路１６によつて模擬直流
電流Idを得て、それを電流値演算回路１７に導
き、ここで実効値または平均値としての直流電流
Idcを求める。このようにして直流側主回路電流
を直接検出によらずに、交流側で検出した電流か
ら負荷シミユレーシヨン回路を通して正確に検出
することができる。このようにして得られた直流
電流をフイードバツク量とし、それが所定の電流
基準IRに一致するように増幅器８および位相制御
器９を介して電流調整器２の制御が行われる。
第４図は負荷シミユレーシヨン回路１６におけ
る電流調整器２のオフ区間における模擬直流電流
Idの挙動を、種々の時定数の場合について示した
拡大図である。直流側主回路の時定数と負荷シミ
ユレーシヨン回路１６の模擬時定数とが一致して
いる場合、すなわち模擬直流電流Idが図の特性線
T2に従う場合、時刻t3での電流値I1はｂ点で示さ
れ、I1≒I2である。負荷シミユレーシヨン回路１
６の時定数が直流側主回路の時定数より短い場
合、すなわち模擬直流電流Idがより急速に減衰し
図の特性線T1に従う場合、電流値I1はａ点で示さ
れ、I1＜I2となるので、この場合は負荷シミユレ
ーシヨン回路１６の時定数がより長くなるように
時定数選択回路２１を動作させる。逆に負荷シミ
ユレーシヨン回路１６の時定数が直流側主回路の
時定数より長い場合、すなわち模擬直流電流Idが
より緩慢に減衰し図の特性線T3に従う場合、電
流値I1はｃ点で示され、I1＞I2となるので、この
場合は負荷シミユレーシヨン回路１６の時定数が
より短くなるように時定数選択回路２１を動作さ
せる。
る電流調整器２のオフ区間における模擬直流電流
Idの挙動を、種々の時定数の場合について示した
拡大図である。直流側主回路の時定数と負荷シミ
ユレーシヨン回路１６の模擬時定数とが一致して
いる場合、すなわち模擬直流電流Idが図の特性線
T2に従う場合、時刻t3での電流値I1はｂ点で示さ
れ、I1≒I2である。負荷シミユレーシヨン回路１
６の時定数が直流側主回路の時定数より短い場
合、すなわち模擬直流電流Idがより急速に減衰し
図の特性線T1に従う場合、電流値I1はａ点で示さ
れ、I1＜I2となるので、この場合は負荷シミユレ
ーシヨン回路１６の時定数がより長くなるように
時定数選択回路２１を動作させる。逆に負荷シミ
ユレーシヨン回路１６の時定数が直流側主回路の
時定数より長い場合、すなわち模擬直流電流Idが
より緩慢に減衰し図の特性線T3に従う場合、電
流値I1はｃ点で示され、I1＞I2となるので、この
場合は負荷シミユレーシヨン回路１６の時定数が
より短くなるように時定数選択回路２１を動作さ
せる。
このようにして負荷シミユレーシヨン回路１６
の時定数が常に負荷回路の時定数に一致するよう
に作用するマイナーループを設けることにより、
交流側で検出した電流に基づいて正確な直流電流
を知ることができる。
の時定数が常に負荷回路の時定数に一致するよう
に作用するマイナーループを設けることにより、
交流側で検出した電流に基づいて正確な直流電流
を知ることができる。
第６図は第２図に示されている負荷シミユレー
シヨン回路１６および切換回路２２の部分の詳細
構成例を示すものである。交流電流Iacを整流し、
それに比例する瞬時値電圧として得られる交流電
流検出信号iacはダイオード４６を介してコンデ
ンサ４７を充電する。ダイオード４６は順方向電
圧降下の無い理想的ダイオードであることが望ま
しい。コンデンサ４７の両端からバツフア増幅器
として作用する演算増幅器４８を介して収出され
る電圧信号が直流電流Idcを模擬する模擬直流電
流Idとして負荷シミユレーシヨン回路１６から出
力される。コンデンサ４７には、交流電流検出信
号iacすなわち交流電流Iacのオフ区間における直
流電流Idcの時定数Ｌ／Ｒによる減衰を模擬する
ために、時定数Ｌ／Ｒを模擬する放電時定数を有
する時定数回路を形成するための直列接続の複数
の抵抗４９，５０，５１が設けられている。抵抗
４９，５０にはそれぞれ短絡用スイツチ５２，５
３が並列に接続されている。これらのスイツチを
選択的にオンオフすることにより、コンデンサ４
７に対する所定時定数の放電回路として作用する
抵抗回路の抵抗値Ｒを切換え、それによりコンデ
ンサ４７のキヤパシタンスＣと抵抗回路の抵抗値
Ｒとの積RCによつて表される時定数を調整し、
それを直流回路の時定数Ｌ／Ｒに合致させるよう
にする。第６図におけるスイツチ５２および５３
が第２図における切換回路２２を構成する。演算
増幅器４８はバツフア増幅器である。コンデンサ
４７にはさらに、時刻t4でオンされるスイツチ５
４と抵抗５５との直列回路が並列に接続されてい
る。コンデンサ４７、抵抗５１，５２，５３の各
インピーダンスが整流器１４の直流出力側に接続
されている抵抗１５の抵抗値に比較して十分大き
いものとすれば、時刻t1とt2の間でコンデンサ４
７の両端に生ずる電圧波形（瞬時値）は、交流電
流検出信号iacすなわち交流電流Iacの波形（模擬
直流電流Idの斜線部）をほぼ再現した、すなわち
模擬したものとなる。時刻t2とt3の間では、主回
路直流側の時定数Ｌ／Ｒをもつて減衰する波形を
模擬することになるが、それはコンデンサ４７に
抵抗４９〜５１およびスイツチ５２，５３から成
る抵抗回路を放電回路として接続したときのコン
デンサ４７の両端電圧によつて模擬することがで
きる。その場合、放電回路の時定数は、複数に分
割して設けられた抵抗を、電流値I1とI2との比較
結果に従つてスイツチ５２，５３を選択的にオン
またはオフすることにより短絡したりそれを解除
したりすることによつて調整される。放電回路の
時定数は、これをI1≒I2になるように調整するこ
とにより、結果的に主回路直流側の時定数Ｌ／Ｒ
に一致させることができる。このようにしてコン
デンサ４７の両端から演算増幅器４８を通して時
刻t1から時刻t2までの交流電流オン区間および時
刻t2から時刻t3までの交流電流オフ区間を通し
て、交流電流検出信号iacに基づいて直流電流Idc
を正確に模擬した模擬直流電流Idを得ることがで
きる。
シヨン回路１６および切換回路２２の部分の詳細
構成例を示すものである。交流電流Iacを整流し、
それに比例する瞬時値電圧として得られる交流電
流検出信号iacはダイオード４６を介してコンデ
ンサ４７を充電する。ダイオード４６は順方向電
圧降下の無い理想的ダイオードであることが望ま
しい。コンデンサ４７の両端からバツフア増幅器
として作用する演算増幅器４８を介して収出され
る電圧信号が直流電流Idcを模擬する模擬直流電
流Idとして負荷シミユレーシヨン回路１６から出
力される。コンデンサ４７には、交流電流検出信
号iacすなわち交流電流Iacのオフ区間における直
流電流Idcの時定数Ｌ／Ｒによる減衰を模擬する
ために、時定数Ｌ／Ｒを模擬する放電時定数を有
する時定数回路を形成するための直列接続の複数
の抵抗４９，５０，５１が設けられている。抵抗
４９，５０にはそれぞれ短絡用スイツチ５２，５
３が並列に接続されている。これらのスイツチを
選択的にオンオフすることにより、コンデンサ４
７に対する所定時定数の放電回路として作用する
抵抗回路の抵抗値Ｒを切換え、それによりコンデ
ンサ４７のキヤパシタンスＣと抵抗回路の抵抗値
Ｒとの積RCによつて表される時定数を調整し、
それを直流回路の時定数Ｌ／Ｒに合致させるよう
にする。第６図におけるスイツチ５２および５３
が第２図における切換回路２２を構成する。演算
増幅器４８はバツフア増幅器である。コンデンサ
４７にはさらに、時刻t4でオンされるスイツチ５
４と抵抗５５との直列回路が並列に接続されてい
る。コンデンサ４７、抵抗５１，５２，５３の各
インピーダンスが整流器１４の直流出力側に接続
されている抵抗１５の抵抗値に比較して十分大き
いものとすれば、時刻t1とt2の間でコンデンサ４
７の両端に生ずる電圧波形（瞬時値）は、交流電
流検出信号iacすなわち交流電流Iacの波形（模擬
直流電流Idの斜線部）をほぼ再現した、すなわち
模擬したものとなる。時刻t2とt3の間では、主回
路直流側の時定数Ｌ／Ｒをもつて減衰する波形を
模擬することになるが、それはコンデンサ４７に
抵抗４９〜５１およびスイツチ５２，５３から成
る抵抗回路を放電回路として接続したときのコン
デンサ４７の両端電圧によつて模擬することがで
きる。その場合、放電回路の時定数は、複数に分
割して設けられた抵抗を、電流値I1とI2との比較
結果に従つてスイツチ５２，５３を選択的にオン
またはオフすることにより短絡したりそれを解除
したりすることによつて調整される。放電回路の
時定数は、これをI1≒I2になるように調整するこ
とにより、結果的に主回路直流側の時定数Ｌ／Ｒ
に一致させることができる。このようにしてコン
デンサ４７の両端から演算増幅器４８を通して時
刻t1から時刻t2までの交流電流オン区間および時
刻t2から時刻t3までの交流電流オフ区間を通し
て、交流電流検出信号iacに基づいて直流電流Idc
を正確に模擬した模擬直流電流Idを得ることがで
きる。
第５図は第２図の回路装置の一部を、計算機を
用いて実現した実施例を示すものである。この実
施例においては、負荷シミユレーシヨン回路１６
で得られた模擬直流電流IdをＡ／Ｄ変換器３０を
通してデイジタル化し、計算機（以下、「CPU」
という）３１によりそのデイジタルデータを読取
る。CPU３１は、そのデータから電流値を演算
してＤ／Ａ変換器３２を通しアナログ値として出
力する。一方、タイマー回路１８から出力される
パルスP2，P3はCPU３１への割込み入力として
与えられ、CPU３１は第３図の電流値I1，I2の読
取り演算を行い、その演算結果を時定数選択回路
２１へ出力する。第５図の装置では電流値I2を得
るために、負荷シミユレーシヨン回路１６の模擬
直流電流Idを読込む方式を採用しているため、パ
ルスP3によりスイツチ５４（第６図）をオンし
て負荷シミユレーシヨン回路１６のコンデンサ４
７をリセツトするようにすればよい。
用いて実現した実施例を示すものである。この実
施例においては、負荷シミユレーシヨン回路１６
で得られた模擬直流電流IdをＡ／Ｄ変換器３０を
通してデイジタル化し、計算機（以下、「CPU」
という）３１によりそのデイジタルデータを読取
る。CPU３１は、そのデータから電流値を演算
してＤ／Ａ変換器３２を通しアナログ値として出
力する。一方、タイマー回路１８から出力される
パルスP2，P3はCPU３１への割込み入力として
与えられ、CPU３１は第３図の電流値I1，I2の読
取り演算を行い、その演算結果を時定数選択回路
２１へ出力する。第５図の装置では電流値I2を得
るために、負荷シミユレーシヨン回路１６の模擬
直流電流Idを読込む方式を採用しているため、パ
ルスP3によりスイツチ５４（第６図）をオンし
て負荷シミユレーシヨン回路１６のコンデンサ４
７をリセツトするようにすればよい。
以上述べた実施例は主回路が単相全波整流回路
を用いて構成されている場合のものであるが、本
発明は多相半波整流回路や多相全波整流回路を有
する主回路にも適用できることは、もちろんであ
る。
を用いて構成されている場合のものであるが、本
発明は多相半波整流回路や多相全波整流回路を有
する主回路にも適用できることは、もちろんであ
る。
また、第５図の回路は計算機で一部分のみを処
理しているが、第５図の回路全体を計算機で実現
することも可能である。
理しているが、第５図の回路全体を計算機で実現
することも可能である。
以上説明したように、本発明によれば、直流主
回路の電流を直接検出することなく、交流側で変
流器のような簡単な電流検出器を使用して検出
し、負荷シミユレーシヨン回路により直流主回路
電流を正確に模擬するので、非常に経済的に構成
することができると共に、負荷端でなく制御装置
側で電流検出が出来るので、配線工事が非常に簡
単になる。さらに、ロボツト溶接等の場合、直流
側主回路は可動部分が多く、配線の断線等による
信頼性の低下が著しいが、本発明では可動部の無
い固定側から電流を検出し得るので信頼性が著し
く向上する。
回路の電流を直接検出することなく、交流側で変
流器のような簡単な電流検出器を使用して検出
し、負荷シミユレーシヨン回路により直流主回路
電流を正確に模擬するので、非常に経済的に構成
することができると共に、負荷端でなく制御装置
側で電流検出が出来るので、配線工事が非常に簡
単になる。さらに、ロボツト溶接等の場合、直流
側主回路は可動部分が多く、配線の断線等による
信頼性の低下が著しいが、本発明では可動部の無
い固定側から電流を検出し得るので信頼性が著し
く向上する。
第１図は従来の制御装置を示す回路図、第２図
は本発明の一実施例を示す回路図、第３図は第２
図の装置の作用を説明するための線図、第４図は
第３図の要部の拡大図、第５図は本発明の他の実
施例を示す要部の回路図、第６図は第２図および
第５図の装置の負荷シミユレーシヨン回路および
切換回路部分の詳細構成を示す回路図、第７図は
第６図の回路装置の作用を説明するための線図で
ある。 １……交流電源、２……電流調整器、３……変
圧器、４……整流回路、５……溶接機電極部、９
……位相制御器、１０……交流側インダクタン
ス、１１……直流側インダクタンス、１２……負
荷抵抗、１３……電流検出器、１６……負荷シミ
ユレーシヨン回路、１７……電流値演算回路、１
８……タイマー回路、１９……比較演算回路、２
０……アツプダウン（Ｕ／Ｄ）カウンタ、２１…
…時定数選択回路、２２……切換回路、３０……
Ａ／Ｄ変換器、３１……計算機（CPU）、３２…
…Ｄ／Ａ変換器。
は本発明の一実施例を示す回路図、第３図は第２
図の装置の作用を説明するための線図、第４図は
第３図の要部の拡大図、第５図は本発明の他の実
施例を示す要部の回路図、第６図は第２図および
第５図の装置の負荷シミユレーシヨン回路および
切換回路部分の詳細構成を示す回路図、第７図は
第６図の回路装置の作用を説明するための線図で
ある。 １……交流電源、２……電流調整器、３……変
圧器、４……整流回路、５……溶接機電極部、９
……位相制御器、１０……交流側インダクタン
ス、１１……直流側インダクタンス、１２……負
荷抵抗、１３……電流検出器、１６……負荷シミ
ユレーシヨン回路、１７……電流値演算回路、１
８……タイマー回路、１９……比較演算回路、２
０……アツプダウン（Ｕ／Ｄ）カウンタ、２１…
…時定数選択回路、２２……切換回路、３０……
Ａ／Ｄ変換器、３１……計算機（CPU）、３２…
…Ｄ／Ａ変換器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 交流電源から、インダクタンスを有する直流
負荷に、可制御電気弁から成る電流調整器および
ダイオードから成る整流回路を介して直流電流を
供給する直流給電装置の制御装置において、 前記交流電源から供給される交流電流を検出す
る電流検出手段と、 前記電流調整器の可制御電気弁のオン区間は前
記電流検出手段によつて検出された交流電流に応
答してそれに応じた電圧値に充電され、また前記
可制御電気弁のオフ区間は前記直流負荷を含む直
流負荷回路の時定数を模擬する時定数回路を通し
て放電するコンデンサの両端電圧によつて前記直
流負荷に流れる直流電流を模擬する負荷シミユレ
ーシヨン回路と、 この負荷シミユレーシヨン回路によつて模擬さ
れた直流電流の実効値または平均値を演算する演
算手段と、 この演算手段によつて算出された直流電流の実
効値または平均値が所定の電流基準に一致するよ
うに前記電流調整器を制御する制御手段と を設けたことを特徴とする直流給電装置の制御装
置。 ２ 交流電源から、インダクタンスを有する直流
負荷に、可制御電気弁から成る電流調整器および
ダイオードから成る整流回路を介して直流電流を
供給する直流給電装置の制御装置において、 前記交流電源から供給される交流電流を検出す
る電流検出手段と、 前記電流調整器の可制御電気弁のオン区間は前
記電流検出手段によつて検出された交流電流に応
答してそれに応じた電圧値に充電され、また前記
可制御電気弁のオフ区間は前記直流負荷を含む直
流負荷回路の時定数を模擬する時定数回路を通し
て放電するコンデンサの両端電圧によつて前記直
流負荷に流れる直流電流を模擬する負荷シミユレ
ーシヨン回路と、 前記可制御電気弁のオン直前の模擬直流電流の
値とオン直後の交流電流検出値とを比較し、両者
がほぼ一致するように前記負荷シミユレーシヨン
回路の時定数回路の時定数を切換える切換手段
と、 前記負荷シミユレーシヨン回路によつて模擬さ
れた直流電流の実効値または平均値を演算する演
算手段と、 この演算手段によつて算出された直流電流の実
効値または平均値が所定の電流基準に一致するよ
うに前記電流調整器を制御する制御手段と を設けたことを特徴とする直流給電装置の制御装
置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56119748A JPS5819919A (ja) | 1981-07-30 | 1981-07-30 | 直流給電装置の制御装置 |
| US06/397,779 US4499363A (en) | 1981-07-30 | 1982-07-13 | DC Power source |
| GB08221812A GB2103396B (en) | 1981-07-30 | 1982-07-28 | Dc power source and control apparatus therefor |
| DE19823228564 DE3228564A1 (de) | 1981-07-30 | 1982-07-30 | Gleichstromspeisungssystem mit zugehoerigem regelungs- und steuerungssystem |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56119748A JPS5819919A (ja) | 1981-07-30 | 1981-07-30 | 直流給電装置の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5819919A JPS5819919A (ja) | 1983-02-05 |
| JPH0211924B2 true JPH0211924B2 (ja) | 1990-03-16 |
Family
ID=14769166
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56119748A Granted JPS5819919A (ja) | 1981-07-30 | 1981-07-30 | 直流給電装置の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5819919A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6035962A (ja) * | 1983-08-05 | 1985-02-23 | Nissin Electric Co Ltd | 直流電源装置 |
| JPH01114916A (ja) * | 1987-10-29 | 1989-05-08 | Japan Atom Energy Res Inst | 電源装置 |
| JPH0378470A (ja) * | 1989-08-18 | 1991-04-03 | Mitsubishi Electric Corp | サイリスタ変換器 |
-
1981
- 1981-07-30 JP JP56119748A patent/JPS5819919A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5819919A (ja) | 1983-02-05 |
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