JPH03124381A - コンデンサ形スポット溶接機 - Google Patents
コンデンサ形スポット溶接機Info
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- JPH03124381A JPH03124381A JP26184689A JP26184689A JPH03124381A JP H03124381 A JPH03124381 A JP H03124381A JP 26184689 A JP26184689 A JP 26184689A JP 26184689 A JP26184689 A JP 26184689A JP H03124381 A JPH03124381 A JP H03124381A
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- Japan
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- charging
- current
- inductance
- voltage
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- 238000003466 welding Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 21
- 238000007600 charging Methods 0.000 abstract description 31
- 238000013459 approach Methods 0.000 abstract description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 2
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 13
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000010277 constant-current charging Methods 0.000 description 2
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- 101150052863 THY1 gene Proteins 0.000 description 1
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- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
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- Generation Of Surge Voltage And Current (AREA)
- Arc Welding Control (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、コンデンサ形スポット溶接機、特にコンデ
ンサの充電回路の効率を改善したコンデンサ形スポット
溶接機に関する。
ンサの充電回路の効率を改善したコンデンサ形スポット
溶接機に関する。
〔従来の技術と発明が解決しようとする課題〕従来のコ
ンデンサ形スポット溶接機としては。
ンデンサ形スポット溶接機としては。
例えば第３図に示す構成のものがある。同図において５
商用周波数の変圧器７の一次巻線７１に商用周波数の交
流電源ｌが接続され、二次巻線７２に昇圧された交流電
圧を発生させる。この交流電圧はサイリスタＴｈｙ１．
Ｔｈｙ２とダイオードＤ７． Ｃ８とによる位相制御整
流回路７５により制御整流され、抵抗器７６を介してコ
ンデンサ８を充電する。コンデンサ８の充電電圧が所定
の値になった後に、サイリスタ９のオン動作によってコ
ンデンサ８の充電エネルギーは溶接変圧器ｌＯの一次巻
線＋０１に励磁電流を流し、二次巻線＋０２から大電流
を溶接電極１０３に流し、被溶接物１０４．１０５に大
きな電力損失熱を与えて自己溶接させる。
商用周波数の変圧器７の一次巻線７１に商用周波数の交
流電源ｌが接続され、二次巻線７２に昇圧された交流電
圧を発生させる。この交流電圧はサイリスタＴｈｙ１．
Ｔｈｙ２とダイオードＤ７． Ｃ８とによる位相制御整
流回路７５により制御整流され、抵抗器７６を介してコ
ンデンサ８を充電する。コンデンサ８の充電電圧が所定
の値になった後に、サイリスタ９のオン動作によってコ
ンデンサ８の充電エネルギーは溶接変圧器ｌＯの一次巻
線＋０１に励磁電流を流し、二次巻線＋０２から大電流
を溶接電極１０３に流し、被溶接物１０４．１０５に大
きな電力損失熱を与えて自己溶接させる。
ここでコンデンサ８の両端の電圧Ｖｃと充電電流ｉｃの
経時変化を第４図によって考える。第４図＋８１は時間
軸を短く描いてあり、同（ｂ）は時間軸を一部分、拡大
して交流周期との関係が分かるよう描いである。まず起
動初期ｔｏからすぐに充電電流ｉｃは最大値が流れ、こ
の最大電流は抵抗器７６の値で制限された電流値である
。充電電圧Ｖｃが徐々に上昇して１時間ｔｒにおいて所
定電圧Ｖｃｍに達すると充電電流ｉｃは小さくなるが２
わずかな放電電流を補うための電流が流れる。この時は
（ｂｌにその波形を示すようにパルス状の電流が流れて
いる。
経時変化を第４図によって考える。第４図＋８１は時間
軸を短く描いてあり、同（ｂ）は時間軸を一部分、拡大
して交流周期との関係が分かるよう描いである。まず起
動初期ｔｏからすぐに充電電流ｉｃは最大値が流れ、こ
の最大電流は抵抗器７６の値で制限された電流値である
。充電電圧Ｖｃが徐々に上昇して１時間ｔｒにおいて所
定電圧Ｖｃｍに達すると充電電流ｉｃは小さくなるが２
わずかな放電電流を補うための電流が流れる。この時は
（ｂｌにその波形を示すようにパルス状の電流が流れて
いる。
このように従来のコンデンサ形スポット溶接機にあって
は、コンデンサ８の充電電流の制限用抵抗器７６の熱損
失が大きく、はぼ有効充電エネルギーと同程度のエネル
ギーが損失するという問題があった。
は、コンデンサ８の充電電流の制限用抵抗器７６の熱損
失が大きく、はぼ有効充電エネルギーと同程度のエネル
ギーが損失するという問題があった。
本発明においては、コンデンサ型溶接機の充電回路の効
率を向上させることが課題である。
率を向上させることが課題である。
この発明は、このような課題を解決するため。
互いに直列接続されたインダクタンスとコンデンサに交
番電流を与えるスイッチング手段を設ける。
番電流を与えるスイッチング手段を設ける。
そのコンデンサと並列に接続された整流回路を経て溶接
エネルギー蓄積用コンデンサを充電し、その両端電圧を
検出して所定電圧を維持するようスイッチング手段を駆
動する制御駆動回路とを設けるものである。
エネルギー蓄積用コンデンサを充電し、その両端電圧を
検出して所定電圧を維持するようスイッチング手段を駆
動する制御駆動回路とを設けるものである。
交番電流を与えられたインダクタンスとコンデンサの直
列回路はインバータを形成し、溶接エネルギー蓄積用コ
ンデンサを充電する。溶接エネルギー蓄積用コンデンサ
への充電初期は、コンデンサは等測的に短絡状態で、こ
の期間はインダクタンスが充電電流の最大値を適正な値
に制限する。
列回路はインバータを形成し、溶接エネルギー蓄積用コ
ンデンサを充電する。溶接エネルギー蓄積用コンデンサ
への充電初期は、コンデンサは等測的に短絡状態で、こ
の期間はインダクタンスが充電電流の最大値を適正な値
に制限する。
次にコンデンサの充電電圧が所定値に近づくと。
直列共振モードになり、１１圧検出回路が作動し。
振幅制御されて必要最小振幅の電流でコンデンサを充電
する。
する。
以下２本発明の一実施例を示す第１図に基づいて説明す
る。同図において、交流電源１は入力端子１１．１２を
介してブリッジ接続された４個のダイオードＤＩ−０４
からなる整流回路２に接続される。
る。同図において、交流電源１は入力端子１１．１２を
介してブリッジ接続された４個のダイオードＤＩ−０４
からなる整流回路２に接続される。
この整流回路２の直流出力電圧は互いに直列接続された
コンデンサ３１．３２に供給される。そしてコンデンサ
３１．３２の両端には互いに直列接続された電界効果ト
ランジスタ４１．４２が接続される。これらの電界効果
トランジスタ４１．４２は制御駆動回路４５によって交
互にオン、オフを繰り返すよう駆動される。このオンオ
フの周期は５０ｐｓまたはそれ以下（周波数にして２０
ｋｌｌｚまたはそれ以上）に選定すると２振動音が聞こ
えず、かつ変圧器やコンデンサの寸法が小さくなって好
都合である。
コンデンサ３１．３２に供給される。そしてコンデンサ
３１．３２の両端には互いに直列接続された電界効果ト
ランジスタ４１．４２が接続される。これらの電界効果
トランジスタ４１．４２は制御駆動回路４５によって交
互にオン、オフを繰り返すよう駆動される。このオンオ
フの周期は５０ｐｓまたはそれ以下（周波数にして２０
ｋｌｌｚまたはそれ以上）に選定すると２振動音が聞こ
えず、かつ変圧器やコンデンサの寸法が小さくなって好
都合である。
電界効果トランジスタ４１．４２の相互接続点とコンデ
ンサ３１．３２の相互接続点との間には、互いに直列接
続されたインダクタンス５とコンデンサ６とが接続され
る。すなわち、ハーフブリッジ型インバータ回路が形成
される。そしてこのコンデンサ６には並列に変圧器７の
一次巻線７１が接続される。その二次巻線７２は整流回
路７３に接続されて溶接エネルギー蓄積用のコンデンサ
８を充電する。
ンサ３１．３２の相互接続点との間には、互いに直列接
続されたインダクタンス５とコンデンサ６とが接続され
る。すなわち、ハーフブリッジ型インバータ回路が形成
される。そしてこのコンデンサ６には並列に変圧器７の
一次巻線７１が接続される。その二次巻線７２は整流回
路７３に接続されて溶接エネルギー蓄積用のコンデンサ
８を充電する。
このコンデンサ８の両端電圧は制御駆動回路４５の端子
ｆａ＋、 （ｂｌに接続されて検出されて、内部の基準
電圧（図示せず）と比較してコンデンサ８の両端の電圧
が所定の端子電圧になるような、駆動信号を作り、端子
（Ｃ１，（ｄｌから電界効果トランジスタ４１゜の各ゲ
ートに駆動信号を供給する。
ｆａ＋、 （ｂｌに接続されて検出されて、内部の基準
電圧（図示せず）と比較してコンデンサ８の両端の電圧
が所定の端子電圧になるような、駆動信号を作り、端子
（Ｃ１，（ｄｌから電界効果トランジスタ４１゜の各ゲ
ートに駆動信号を供給する。
このようにして所定電圧に充電されたコンデンサ８のエ
ネルギーはサイリスタ９にオン信号が印加される時、放
電導通して溶接変圧器ｌＯの一次巻線１０１に放電電流
を流す。この変圧器】０の一次巻線１０１は二次巻線１
０２とは約６０：ｌの巻数比なので、その逆比で電流増
倍された大電流が溶接電極＋０３とその間に挟持された
被溶接物１０４．１０５を通して流れる。この時２被溶
接物１０４．１０５の間の接触抵抗による電力損失熱で
自己溶接される。
ネルギーはサイリスタ９にオン信号が印加される時、放
電導通して溶接変圧器ｌＯの一次巻線１０１に放電電流
を流す。この変圧器】０の一次巻線１０１は二次巻線１
０２とは約６０：ｌの巻数比なので、その逆比で電流増
倍された大電流が溶接電極＋０３とその間に挟持された
被溶接物１０４．１０５を通して流れる。この時２被溶
接物１０４．１０５の間の接触抵抗による電力損失熱で
自己溶接される。
ここでコンデンサ８の両端の電圧Ｖｃと充電電流ｉｃの
経時変化を第２図によって考える。第２図［ａｌは時間
軸を短く描いてあり、同（ｂ）は時間軸を一部分、拡大
してインバータの周期との関係が分かるよう描いである
。まず起動初期ｔｏにはコンデンサ８にはエネルギーが
蓄えられていなく５等価的に短絡状態である。この時、
第２図（ｂｌに示すように時刻ｔｏから時刻１１までは
、電界効果トランジスタ４２がオンし、 ４１がオフし
ているとすると、Ａ点→巻線７１→インダクタンス５→
電界効果トランジスタ４２→Ｃ点の経路で電流が流れる
。次に時刻１＋で電界効果トランジスタ４２がオフする
とインダクタンス５の慣性電流が作用してダイオード４
３が導通して、コンデンサ３１を充電して時刻ｔ２で電
流Ｏとなる。次に電界効果トランジスタ４１が導通する
と。
経時変化を第２図によって考える。第２図［ａｌは時間
軸を短く描いてあり、同（ｂ）は時間軸を一部分、拡大
してインバータの周期との関係が分かるよう描いである
。まず起動初期ｔｏにはコンデンサ８にはエネルギーが
蓄えられていなく５等価的に短絡状態である。この時、
第２図（ｂｌに示すように時刻ｔｏから時刻１１までは
、電界効果トランジスタ４２がオンし、 ４１がオフし
ているとすると、Ａ点→巻線７１→インダクタンス５→
電界効果トランジスタ４２→Ｃ点の経路で電流が流れる
。次に時刻１＋で電界効果トランジスタ４２がオフする
とインダクタンス５の慣性電流が作用してダイオード４
３が導通して、コンデンサ３１を充電して時刻ｔ２で電
流Ｏとなる。次に電界効果トランジスタ４１が導通する
と。
Ｄ点→電界効果ｌ・ランジメタ４１→インダクタンス５
→巻線７１→→Ａ点の経路で逆方向の電流が流れる。次
に時刻ｔ３で電界効果トランジスタ４１がオフするとイ
ンダクタンス５の慣性電流が作用してダイオード４４が
導通して、コンデンサ３２を充電して時刻ｔ４で電流０
となる。以下同様の動作を繰り返す。変圧器７の一次巻
線７１には第２図Ｔｂｌに示すように＋ｉｐｍと−ｉｐ
ｍを頂点とするほぼ三角形の波形の電流が流れ、変圧器
の二次巻線７２と整流回路７３を経て、コンデンサ８に
は第２図ｔａ＋に示すようにほぼ一定値ｉｃｓの充電電
流が流れる。そして充電電圧Ｖｃが徐々に上昇して１時
間ｔｒにおいて所定電圧Ｖｃｍに達すると充電電流ｉｃ
は小さくなる。上記の最大電流値ｉｐｍはインダクタン
ス５の値と電源電圧値と導通期間によって決定されるも
のである。
→巻線７１→→Ａ点の経路で逆方向の電流が流れる。次
に時刻ｔ３で電界効果トランジスタ４１がオフするとイ
ンダクタンス５の慣性電流が作用してダイオード４４が
導通して、コンデンサ３２を充電して時刻ｔ４で電流０
となる。以下同様の動作を繰り返す。変圧器７の一次巻
線７１には第２図Ｔｂｌに示すように＋ｉｐｍと−ｉｐ
ｍを頂点とするほぼ三角形の波形の電流が流れ、変圧器
の二次巻線７２と整流回路７３を経て、コンデンサ８に
は第２図ｔａ＋に示すようにほぼ一定値ｉｃｓの充電電
流が流れる。そして充電電圧Ｖｃが徐々に上昇して１時
間ｔｒにおいて所定電圧Ｖｃｍに達すると充電電流ｉｃ
は小さくなる。上記の最大電流値ｉｐｍはインダクタン
ス５の値と電源電圧値と導通期間によって決定されるも
のである。
時間ｔｒ以後は、インダクタンス５とコンデンサ６とは
直列共振モードとなって、わずかな放電電流を補うため
の電流が流れる。この時は（ｂｌにその波形を示すよう
に微小振幅の正弦波状の電流が流れる。
直列共振モードとなって、わずかな放電電流を補うため
の電流が流れる。この時は（ｂｌにその波形を示すよう
に微小振幅の正弦波状の電流が流れる。
電界効果トランジスタ４１．４２のオンオフ駆動は以上
述べたように充電期間はインダクタンス５が所定充電電
流値を与えるに必要なオン期間とする。
述べたように充電期間はインダクタンス５が所定充電電
流値を与えるに必要なオン期間とする。
そして充電完了後、すなわち第２図のｔｒ後の補充電期
間ではインダクタンス５とコンデンサ６の直列共振して
、その周波数が設定上、好ましい値になるような各定数
とする。
間ではインダクタンス５とコンデンサ６の直列共振して
、その周波数が設定上、好ましい値になるような各定数
とする。
この実施例において、変圧器７を省いて直接スイッチン
グ波形を整流回路７３に接続することもできる。ただし
、商用交流電源１と溶接電極１０３との絶縁は溶接変圧
器ＩＯのみで行うことになるので。
グ波形を整流回路７３に接続することもできる。ただし
、商用交流電源１と溶接電極１０３との絶縁は溶接変圧
器ＩＯのみで行うことになるので。
制御・駆動回路４５の端子（ａｌ、 （ｂｌと、端子（
Ｃ１，（ｄｌとの相互間の直流的絶縁が必要となる。
Ｃ１，（ｄｌとの相互間の直流的絶縁が必要となる。
尚、スイッチング回路としては、ハーフブリッジ回路に
限らず、フルブリッジ回路、あるいはシングルエンデツ
ド回路も使用できる。
限らず、フルブリッジ回路、あるいはシングルエンデツ
ド回路も使用できる。
本発明は以上述べたような特徴を有するので。
下記のような効果を奏する。
ｆｉ＋ 充電経路の電流制限要素はインダクタンスの
みであるので、従来のように抵抗器が不要となり。
みであるので、従来のように抵抗器が不要となり。
消費電力が減少し、経済的である。また冷却装置が簡易
化される点においても経済的となる。
化される点においても経済的となる。
（２） 電流制限要素たるインダクタンスにより、は
ぼ定電流充電特性であるので、充電期間中に放電用スイ
ッチング素子が同時導通となっても、相変わらず定電流
充電特性が維持される。従って部品損傷が起こり得ず、
安全である。
ぼ定電流充電特性であるので、充電期間中に放電用スイ
ッチング素子が同時導通となっても、相変わらず定電流
充電特性が維持される。従って部品損傷が起こり得ず、
安全である。
（３）充電電流の実効値が小さくなるので、コンデンサ
の発熱が減少して、コンデンサの寿命を長くする。また
、充電用配線の導体断面積をより小さ０ くできる。
の発熱が減少して、コンデンサの寿命を長くする。また
、充電用配線の導体断面積をより小さ０ くできる。
（４） 溶接エネルギー蓄積用コンデンサに直接整流
器が接続されているので、溶接変圧器からの放電時の逆
電圧サージを、この整流器が導通抑制することができる
。
器が接続されているので、溶接変圧器からの放電時の逆
電圧サージを、この整流器が導通抑制することができる
。
第１図は本発明の一実施例であるコンデンサ形スポット
溶接機を示し、第２図はその動作を説明するための特性
図を示す。第３図は従来のコンデンサ形スポット溶接機
の一例を示し、第４図はその動作を説明するだめの特性
図を示す。 ８・・・コンデンサ ９・・・サイリスタ。 １０１・・・−次巻線 １０３・・・溶接電極、 ＩＯ・・・変圧器 １０２・・・二次巻線 １０４、１０５・・・被溶接物 ｌ・・・交流電源、 １１．１２・・・入力端子、２
・・・整流回路３１．３２・・・コンデンサ ４１．４２・・・電界効果トランジスタ４３、４４・・
・ダイオード、４５・・・制御・駆動回路。
溶接機を示し、第２図はその動作を説明するための特性
図を示す。第３図は従来のコンデンサ形スポット溶接機
の一例を示し、第４図はその動作を説明するだめの特性
図を示す。 ８・・・コンデンサ ９・・・サイリスタ。 １０１・・・−次巻線 １０３・・・溶接電極、 ＩＯ・・・変圧器 １０２・・・二次巻線 １０４、１０５・・・被溶接物 ｌ・・・交流電源、 １１．１２・・・入力端子、２
・・・整流回路３１．３２・・・コンデンサ ４１．４２・・・電界効果トランジスタ４３、４４・・
・ダイオード、４５・・・制御・駆動回路。
Claims (2)
- （１）互いに直列接続されたインダクタンスと第１のコ
ンデンサに交番電流を与える第１のスイッチング手段と
、該第１のコンデンサと並列に接続された一次巻線を有
する第１の変圧器と、該第１の変圧器の二次巻線に整流
手段を介して充電される第２のコンデンサと、該第２の
コンデンサより第２のスイッチング手段を介して付勢さ
れる第２の変圧器の一次巻線と、該第２の変圧器の二次
巻線に接続されて、被溶接物を挟持する一対の電極と、
前記第２のコンデンサの両端電圧を検出して所定電圧を
維持するよう前記第１のスイッチング手段を駆動する制
御駆動回路とを備えてなるコンデンサ形スポット溶接機
。 - （２）互いに直列接続されたインダクタンスと第１のコ
ンデンサに交番電流を与える第１のスイッチング手段と
、該第１のコンデンサと並列に接続された整流手段を介
して充電される第２のコンデンサと、該第２のコンデン
サより第２のスイッチング手段を介して付勢される変圧
器の一次巻線と、該変圧器の二次巻線に接続されて、被
溶接物を挟持する一対の電極と、前記第２のコンデンサ
の両端電圧を検出して所定電圧を維持するよう前記第１
のスイッチング手段を駆動する制御駆動回路とを備えて
なるコンデンサ形スポット溶接機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1261846A JPH0681672B2 (ja) | 1989-10-06 | 1989-10-06 | コンデンサ形スポット溶接機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1261846A JPH0681672B2 (ja) | 1989-10-06 | 1989-10-06 | コンデンサ形スポット溶接機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03124381A true JPH03124381A (ja) | 1991-05-27 |
| JPH0681672B2 JPH0681672B2 (ja) | 1994-10-19 |
Family
ID=17367561
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1261846A Expired - Lifetime JPH0681672B2 (ja) | 1989-10-06 | 1989-10-06 | コンデンサ形スポット溶接機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0681672B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114448036A (zh) * | 2022-01-17 | 2022-05-06 | 贵州大学 | 一种电阻-mosfet调控的焊接电源电容快速充电方法 |
| CN116810114A (zh) * | 2023-05-16 | 2023-09-29 | 天津商科数控技术股份有限公司 | 储能电阻焊智能充电系统及方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6144596A (ja) * | 1984-08-08 | 1986-03-04 | 細谷火工株式会社 | 切断装置 |
-
1989
- 1989-10-06 JP JP1261846A patent/JPH0681672B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6144596A (ja) * | 1984-08-08 | 1986-03-04 | 細谷火工株式会社 | 切断装置 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114448036A (zh) * | 2022-01-17 | 2022-05-06 | 贵州大学 | 一种电阻-mosfet调控的焊接电源电容快速充电方法 |
| CN114448036B (zh) * | 2022-01-17 | 2022-08-23 | 贵州大学 | 一种电阻-mosfet调控的焊接电源电容快速充电方法 |
| CN116810114A (zh) * | 2023-05-16 | 2023-09-29 | 天津商科数控技术股份有限公司 | 储能电阻焊智能充电系统及方法 |
| CN116810114B (zh) * | 2023-05-16 | 2024-05-28 | 天津商科数控技术股份有限公司 | 储能电阻焊智能充电系统的储能充电方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0681672B2 (ja) | 1994-10-19 |
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