JPH0240992B2

JPH0240992B2 -

Info

Publication number: JPH0240992B2
Application number: JP54035445A
Authority: JP
Inventors: Kinji Sugimoto; Takayuki Kashima
Original assignee: Hitachi Seiko Ltd
Current assignee: Via Mechanics Ltd
Priority date: 1979-03-28
Filing date: 1979-03-28
Publication date: 1990-09-14
Also published as: JPS55128158A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は電源と負荷とをつなぐ通電ケーブルを
流れる電流を検出する電流検出装置に関するもの
である。

TIG溶接などに用いる定電流（垂下）特性を得
る電源（例えばサイリスタ等の制御素子を用いた
もの）においては、溶接負荷の変動があつても一
定電流を得るために、出力電流に比例するフイー
ドバツク信号（アナログ信号）を検出する必要が
ある。また、手に持つたトーチの起動スイツチを
押した後に所定の時間遅れ信号を発生する各種タ
イマや、起動スイツチを離した後も溶接が継続す
るように溶接信号を自己保持するシーケンス回路
等を動作させるために、溶接電流が流れたことを
検出する信号（デイジタル信号）を検出すること
も必要である。

従来の溶接機では、第１図に示す溶接電源のブ
ロツク図のようにフイードバツク信号（アナログ
信号）と電流検出信号（デイジタル信号）を別々
に検出していたため回路構成が複雑であつた。す
なわち、第１図において、変圧器１の出力は例え
ばCT等の第１の電流検出体２を通つてサイリス
タ等の出力制御素子３から、更にシヤント抵抗等
の第２の電流検出体１１を介して負荷４へ供給さ
れている。負荷４は例えば溶接負荷である。第１
の電流検出体２の出力は第１の信号変換器６を介
して第１の出力装置５に接続されている。この第
１の信号変換機６と第１の出力装置５とにより構
成された電流検出装置の具体的回路図の例を第２
図に示す。同図において１３は変圧器１と出力制
御素子３とを結ぶ導体で、その周囲に変流器
（CT）１４が配置されている。変流器１４はその
二次巻線に流れる電流にほぼ比例した電流を検出
するもので、その出力には、ブリツジ整流回路１
５が接続されている。このブリツジ整流回路１５
で整流された直流出力は直列接続された３ケのダ
イオード６の両端に印加されている。このダイオ
ード１６には抵抗１７と抵抗１８との直列回路が
並列接続されていて、さらに抵抗１７と抵抗１８
の１端との接続点はトランジスタ１９のベースに
接続されている。トランジスタ１９のエミツタ側
は抵抗１８の他端と、ダイオード１６のカソード
側と、ブリツジ整流回路の（―）側出力端に接続
されるとともにコレクタ側はリレーコイル２０を
介して電源線２１に接続されている。このリレー
コイル２０の接点は、すでに述べた如く、図示し
なない溶接機のシーケンス回路の中で、各種タイ
マや起動スイツチの自己保持等のシーケンス動作
をさせる為のものである。７は基準電圧源でその
出力端（電圧e₀）は後述の誤差増幅器８の一方の
入力端に接続されている。誤差増幅器８の他方の
入力端にはシヤント抵抗１１の出力を増幅する増
幅器１２の出力端（電圧e₁）が接続されていて、
この２つの入力電圧の差（e₀―e₁）に応じた出力
電圧を出力する。９は入力電圧によつて出力信号
の位相が変化する位相制御回路で、誤差増幅器８
の出力端にその入力端が接続されているととも
に、その出力端はゲート信号増幅回路１０に接続
されている。ゲート信号増幅回路１０は出力制御
素子例えばサイリスタのゲートに接続されてい
て、位相制御回路９からの信号を増幅する。上記
の構成であるからトーチの起動スイツチを押した
ことにより、溶接部を大気からしや蔽するシール
ドガスを供給する図示しないシーケンス回路が作
動してシールドガスを供給し、次いで、出力制御
素子３を含む溶接電源を所定時間遅れて投入する
図示しないシーケンス回路が作動する。溶接電流
が流れると、第１の電流検出体２に検出電圧が誘
起されるのでこの電流信号は、第１の信号変換回
路６でステツプ信号に変換されて第１の出力装置
５に印加される。第１の出力装置５ではステツプ
信号によりリレー２０が励磁される。リレー２０
の接点は後述の各種シーケンス回に組込まれてい
るので、その後の溶接順序動作を行なうようにな
つている。各種シーケンス回路は、例えばアーク
スタート後作業者がトーチの起動スイツチを離し
ても溶接を続けるための自己保持回路、アークス
タート時に限り高い電圧または高周波電圧を溶接
電極と母材間に供給し、アークスタート後は低い
溶接電圧に戻すための始動電圧印加回路の切換シ
ーケンス回路、溶接中であることを示す表示ラン
プを点灯すること等、他の動作の運転準備のため
のシーケンス回路等の如きものである。また、第
２の電流検出体１１により検出された微弱な電流
は、増幅器１２で所定の大きさの電流信号e₁に増
幅されて誤差増幅器８に印加される。この電流信
号e₁は基準電圧e₀と比較されてその差電圧が零ま
たは所定の値となるようにサイリスタ３の点弧位
相を制御する。したがつて、溶接電極と母材との
間隙が、作業者の持つトーチの手遅れ（半自動溶
接）や、母材の盛り上がりの為に変化し、または
供給されるフイラワイヤの送給速度の変動等によ
り溶接負荷４が変つても常にe₀とe₁の差電圧が一
定になるように働き電定流特性が得られるように
なつている。以上述べたように従来の電流検出装
置及びこれを使用した溶接装置はフイードバツク
信号（アナログ信号）と電流検出信号を別々に検
出していたために回路が複雑になるということが
あつた。

本発明は上記従来の欠点を除去したもので、通
電ケーブルとこの通電ケーブルに係合された電流
検出体と、この電流検出体に接続された線形抵抗
体および非線形抵抗体とを設け、これらの線形抵
抗体およよび非線形抵抗体の端子間に発生する線
形および非線形の検出信号の組合せにより、上記
通電ケーブルに通電されたことおよびその電流値
を検知するようにした電流検出装置である。

以下、本発明の一実施例を図面に従がい詳細に
説明する。第３図は、本発明に係る電源装置の一
実施例を示すブロツク図である。同図において、
第１図と同一部分には同一符号を付す。２２は電
流信号変換回路で、電流検出体２からの出力をそ
の入力とし、且つその出力端の１方は、第１の出
力装置５へ接続されるとともに、他方の出力端は
誤差増幅器８の１方の入力端に接続されている。
誤差増幅器８は第１図の説明において述べたと同
様、基準電圧源７の出力電圧e₀と電流信号変換回
路２２の出力電圧e₃とを比較し、その差電圧に応
じた出力電圧を位相制御回路９に印加するように
なつている。電流信号変換回路２２は、第４図に
示す如く４個のダイオードから成るブリツジ整流
回路１５と、その出力端に直列に接続された抵抗
（線形抵抗）と２３および３個のダイオード（非
線形抵抗体）１６とにより構成されている。な
お、第４図において第２図と同一部分には同一符
号を付した。抵抗２３の電圧降下をe₄、ダイオー
ド１６の電圧降下をe₂とし、ブリツジ整流回路１
５の出力電圧をe₃，とすると電圧e₃e₃e₄の関係は
第５図に示す如くである。第５図において縦軸は
検出電圧（Ｖ）を示し横軸は通電ケーブル導体１
３を流れる回路電流(A)である。ダイオード１６
の電圧降下e₂はダイオードの抵抗の非線形性によ
り、回路電流が増加しても変らずにほぼ一定の
電圧であり、回路電流が流れたことを検知する
信号としては高感度且つ安定な出力電圧を得るこ
とができる。抵抗２３の電圧降下e₄ダイオード１
６の電圧降下e₂の和e₃は、ダイオード１６の非線
形抵抗により折線になるが各々の領域においては
回路電流とほぼ一次関数的な一意的関係をも
つ。このように抵抗２３とダイオード１６の組合
せによりアナログ信号（フイードバツク）とデイ
ジタル信号（電流検出）を得ることができる。な
お、抵抗２３、抵抗１７、１８およびダイオード
１６の数（第４図に示した実施例では３個）によ
つては、第５図に示した回路電流と検出電圧の
特性図における変曲点Ｐの位置を適宜変えること
が可能である。

例えば変曲点Ｐがフイードバツク上不要の場合
は、ダイオード１６を１個にして変曲点Ｐの電圧
を低く押え、抵抗２３を比較的大きくして電圧e₃
を大きくとれば実用上無視できる程度とすること
も可能である。逆に、溶接機の小電流出力時の設
定精度を上げるため、基本電圧e₀の変化に対する
出力電流の変化を、小電流時は大電流時より小さ
くするためにこの変曲点Ｐを積極的に利用できる
ので、極めて有用である。なお、上記実施例の説
明においてはフイードバツク信号（アナログ信
号）は抵抗２３とダイオード１６の両端の電圧降
下e₃とする例示したが線形抵抗２３のみによる電
圧降下e₄を用いてもよい。また、電流検出体２は
交流電流を検出する例を示したが、直流回路にシ
ヤント抵抗を捜入してもよい。この場合は出力電
流路に抵抗を入れるので出来る限り小さい値のも
のとするという制約があり、検出信号を微弱なも
のとせざるを得ないので増幅器により検出信号を
増幅する必要がある。さらに、検出したアナログ
信号e₄、e₃はフイードバツク信号のみならず電流
計を振らすことも、また他の電流表示装置の入力
として用いることもできる。また、本実施例は
TIG溶接に用いる定電流電源について述べたが消
耗性電極を使用する定電圧電源、他に交流溶接電
源にも用いることができることはいうまでもな
い。

以上述べた如く、本発明は通電ケーブルとこの
通電ケーブルに係合された電流検出体と、この電
流検出体に接続された線形抵抗および非線形抵抗
体とを設け、これら抵抗体の端子間に発生する線
形および非線形の検出信号により、上記通電ケー
ブルに通電されたことおよびその電流値を検出す
るようにした電流検出装置であるから簡単な回路
で電流検出装置を構成でき、以つて装置の信頼性
を向上することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の溶接電源装置を示すブロツク図
である。第２図は、第１図における従来の電流検
出装置を示す回路図である。第３図は本発明の一
実施例を示ブロツク図、第４図は第３図における
電流検出装置の一実施例を示す回路図である。第
５図は第４図における回路電流と検出電圧の関係
を示す特性図である。１……変圧器、２……電流検出体、３……出力
制御素子、４……負荷、５……出力装置、６……
第１の信号変換器、７……基準電圧源、８……誤
差増幅器、９……位相制御回路、１０……ゲート
信号増幅回路、１３……導体（通電ケーブル）、
１４……変流器、１５……ブリツジ整流回路、１
６……ダイオード、１７，１８……抵抗、２２…
…電流信号変換回路、２３……抵抗。

Claims

【特許請求の範囲】

１変圧器と、この変圧器に接続された出力制御
素子と、上記変圧器と上記出力制御素子とを接続
する通電ケーブルと、この通電ケーブルに係合さ
れた電流検出体と、この電流検出体に接続された
線形抵抗体および非線形抵抗体から成る直列回路
と、上記非線形抵抗体の端子間電圧により制御さ
れるシーケンス回路と、上記直列回路の端子間に
発生する折線特性出力と、基準電圧とを比較しそ
の差電圧により上記出力制御素子を制御する制御
回路とを有することを特徴とする電流検出装置。