JPH0357569A - コンデンサ型溶接電源装置 - Google Patents

コンデンサ型溶接電源装置

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JPH0357569A
JPH0357569A JP19228089A JP19228089A JPH0357569A JP H0357569 A JPH0357569 A JP H0357569A JP 19228089 A JP19228089 A JP 19228089A JP 19228089 A JP19228089 A JP 19228089A JP H0357569 A JPH0357569 A JP H0357569A
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welding
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capacitor
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welding current
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Mikio Watanabe
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ 本発明は、コンデンサ型溶接電源装置に係り、特にコン
デンサの放電の制御に関する。
[従来の技術コ コンデンサ型の溶接電源装置は、コンデンサに蓄積した
電力エネルギを瞬時に溶接トランスを通して被溶接材に
供給するもので、コンデンサを徐々に充電し瞬時に放電
させるため電源設備容量が比較的小さくても安定した溶
接を可能とする。
従来のこの種装置では、各溶接(放電)毎にコンデンサ
の電荷を全て放電させていた。そして、溶接電流または
溶接工ネルギを調整するには、コンデンサ充電電圧を調
整するか、または溶接トランスのタップを切り替えてい
た。
[発明が解決しようとする課題] しかし、従来装置においては、溶接電源容量に対して溶
接トランスの容量が小さい場合、溶接トランスで磁束が
飽和し、コンデンサの放電エネルギが全て二次側に伝わ
らずトランスで電力損失を生しることがある。
第3図にその現象を示す。第3図(口)において実線I
Iは溶接トランスが磁気飽和を起こしたときの特性曲線
で、点線I+’は磁気飽和が起きないときの理想的な特
性曲線であり、IlとII’との差は二次側に伝わらな
い電流部分であってトランスで損失として消費される。
また、二次側の溶接電極が被溶接材にセットされていな
い(接触していない)のに、作業員の勘違いやシステム
の誤動作によってコンデンサを放電させてしまうことが
ある。この場合、二次側回路は開放状態となっているの
で溶接電流(二次電流)は流れないが、放電電流(一次
電流)は流れる。しかるに、従来装置では、そのままコ
ンデンサを放電させ、電力を無駄にしてした。
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、無駄
な電力損失を防止ないし最小限に抑えてコンデンサの充
電エネルギを効率的に利用できるようにしたコンデンサ
型溶接電源装置を提供することを目的とする。
[課題を解決するための手段コ 上記の目的を達成するため、本発明の第1のコンデンサ
型溶接電源装置は、溶接トランスの一次側に接続された
コンデンサを充電したのち瞬間的に放電させ、それによ
って溶接トランスの二次側回路に生した溶接電流を被溶
接材に供給するようにしたコンデンサ型の溶接電源装置
において、溶接トランスの二次側の溶接電流を時時刻刻
と検出する溶接電流検出手段と、溶接電流検出手段の出
力信号を受け取り、溶接電流が所定の基準値に達した時
に放電停止指示信号を発生する放電停止制御手段と、放
電開始を指示する信号に応答してコンデンサと溶接トラ
ンスとの間に接続された電流スイッチング素子をオンに
し、放電停止指示手段からの放電停止指示信号に応答し
て電流スイッチング素子をオフにする電流スイッチング
素子制御手段とを具備する構成とした。
また、上記の目的を達成するため、本発明の第2のコン
デンサ型溶接電源装置は、溶接トランスの一次側に接続
されたコンデンサを充電したのち瞬間的に放電させ、そ
れによって溶接トランスの二次側回路に生成した溶接電
流を被溶接材に供給するようにしたコンデンサ型の溶接
電源装置において、溶接トランスの二次側の溶接電流を
時時刻刻と検出する溶接電流検出手段と、溶接電流検出
手段の出力信号を受け取り、溶接電流が流れているか否
かを時時刻刻と判定する溶接電流有無判定手段と、溶接
電流有無判定手段の出力信号を受け取り、放電開始から
所定時間経過後にも溶接電流が流れないときに放電停止
指示信号を発生するタイマ手段と、放電開始を指示する
信号に応答してコンデンサと溶接トランスとの間に接続
された電流スイノチング素子をオンにし、タイマ手段か
らの放電停止指示信号に応答して電流スイッチング素子
をオフにする電流スイッチング素子制御手段とを具備す
る構成とした。
[作用コ コンデンサを充電した後、放電開始指示信号が電流スイ
ッチング素子制御手段に与えられると、制御回路は電流
スイッチング素子をオンにしてコンデンサを放電させる
。そうすると、溶接トランスの一次側で放電電流(一次
電流)が流れ、それに対応して二次側で溶接電流(二次
電流)が流れて、被溶接材で抵抗溶接が行われる。
第1のコンデンサ型溶接電源装置では、溶接電流検出手
段が溶接電流を時時刻刻と検出してその検出値を放電停
止指示手段に与え、放電停止指示手段は溶接電流が所定
の基準値、例えばピーク値に達した時点で放電停止指示
信号を発生し、これに応答して電流スイッチング素子制
御手段が電流スイ,チング素子をオフにする。その結果
、コンデンサの放電が止まり、溶接トランスの一次電流
は速やかに減少する。これにより、磁気飽和に至らずに
済み、トランスで無駄な電力損失が生ずることはない。
一般に、溶接電流がピーク値付近を過ぎたところで、実
質的に抵抗溶接は終了するので、電流ピーク値を管理す
れば、コンデンサの放電を途中で止めても安定な溶接品
質が得られる。
第2のコンデンサ型溶接電源装置は、溶接電極が被溶接
材にセットされていない状態の下でコンデンサを放電さ
せた場合に有効に機能する。この場合、放電開始より所
定時間が経過しても溶接電流が流れないのでタイマ手段
が放電停止指示信号を出力し、これに応答して電流スイ
ッチング素子制御手段が電流スイッチング素子をオフに
する。
その結果、コンデンサは放電開始からまもなく放電をス
トソプし、溶接トランスの一次電流も直ぐに断たれ、無
駄な電力消費が止められる。
[実施例コ 第l図は、本発明の一実施例によるコンデンサ型溶接電
源装置の回路構成を示す。
この装置において、入力端子10a,10bには商用交
流電圧Eが供給される。トライアノク12,充電トラン
ス14,およびダイオードIE3a〜16dからなる全
波整流回路18は、コンデンサ20に対する充電回路を
構成する。充電電圧検出回路22はコンデンサ20の端
子間電圧(充電電圧)を検出し、充電制御回路24はコ
ンデンサ20を所定の電圧まで充電するようトライアソ
ク12を制御する。
コンデンサ20と溶接トランス32との間にはGTO 
(ゲート●ターン●オフ●サイリスタ)26が直列に接
続される。このGTO26は、コンデンサ充電時にオフ
状態、コンデンサ放電時にオン状態となるよう、後述す
るGTO制御回路50によって制御される。溶接トラン
ス32の一次コイルに並列接続された抵抗器28および
ダイオード30の直列回路は、GTO26がオフに切り
替わった直後に一次コイルとの間で一次電流を流すため
の回路である。
溶接トランス32の二次コイルは一対の溶接電極34.
36に接続され、これらの溶接電極は被溶接材38.4
0を挟むようにセソトされる。
しかして、コンデンサ20にエネルギが蓄えられた状態
でGTO26がオンに切り替わると、コンデンサ20,
GTO26、トランス32の一次コイルで形成される閉
回路でコンデンサ20が瞬時に放電され、その放電電流
(一次電流)に対応したトランス二次側の溶接電流(二
次電流)は溶接電極34.36を介して被溶接材38.
40に供給される。
さて、この実施例によれば、二次側回路に取り付けられ
たトロイダルコイル42と、その出力端子に接続された
積分回路44が、溶接電流検出手段を構成する。トロイ
ダルコイル42は溶接電流I2の微分波形を表す電圧信
号V1を出力し、したがって積分回路44の出力端子に
は溶接電流工2を表す電圧信号v1が得られ、この信号
Vlは比較器46の一方の入力端子に与えられる。
比較器46と基準値発生回路48は放電停止指示手段を
構成するもので、比較器46の他方の入力端子には基準
値発生回路48より溶接電流I2のピーク値付近に対応
した値に設定された基準値SRが与えられる。しかして
、各溶接において、溶接電流I2がピーク値付近に達す
ると、比較器46より“H”レベルの出力信号が放電停
止指示信号ENとして発生される。
GTO制御回路50は、電流スイッチング素子制御手段
として機能するもので、GTOドライバを含む。この制
御回路50は、入力端子52より溶接開始指示信号ST
を受けると、それに応答してGTO26をオンにし、コ
ンデンサ20を放電させる。そして、しかる後に比較器
46より放電停止指示信号ENを受けると、それに応動
してGTO26をオフにし、コンデンサ20の放電を停
止させる。
上述したような本実施例の回路構成によれば、第2図に
示すような作用が奏される。つまり、溶接トランス32
の二次側で溶接電流I2がピーク値付近に達すると、そ
の時点tpで、GT026がオフに切り替えられること
によりコンデンサ20の放電が止まってトランスの一次
電圧が急激にドロップし(第2図(イ))、それによっ
て一次電流I1は速やかに減少する。その結果、溶接ト
ランス32では磁気飽和が起こらす、一次電流IIの全
部が二次側に伝わって溶接電流電流I2として被溶接材
38.40に供給される。なお、溶接電流がピーク値を
過ぎたところで抵抗溶接は実質的に終了するため、時点
tpでコンデンサ20の放電を止めても溶接品質には影
響しない。むしろ、溶接電流I2のピーク値が一定に管
理されることで、安定した溶接品質が得られる。また、
コンデンサ20の蓄積電荷を全部使い切らずに一部を残
すので、次の溶接のための充電を短い時間で行うことが
可能であり、したがって高速の繰り返し放電(溶接)も
可能となる。
次に、実施例の第2の特徴をなす部分について説明する
。電流有無検出回路56、タイマ回路58はそれぞれ電
流有無検出手段、タイマ手段を構成する。検出回路56
は、増幅回路54を介してトロイダルコイル42の出力
端子に接続され、コイル42の出力信号v2ひいては溶
接電流工2が存在しているか否かを検出し、例えば、存
在していれば“L”を、存在していなければ11 }I
 I1を出力する。タイマ回路58は、入力端子52か
らの放電開始指示信号STによって起動し、一定時間計
時後に検出回路42からの信号の状態を検査する。その
結果、その信号が“L”のままであったなら、放電停止
を指示する出力信号enをGTO制御回路50に出力す
る。これにより、放電開始指示信号STに応動してGT
O2Bをオンにしたばかりの制御回路50は、この放電
停止指示信号enに応動して直ぐにGTO26をオフ状
態に戻す。このように、コンデンサ20を放電させても
二次側に溶接電流■2が流れないのは、溶接電極34.
36が被溶接材38.40にセットされていない(接触
していない)からであり、間違った動作といえるのであ
るが、この場合、本実施例では電流有無検出回路56、
タイマ回路58の働きによって早急にコンデンサ20の
放電を止めるので、電力を無駄に消費することはない。
なお、上述した実施例では、電流スイ・ソチング素子と
してGTOを用いたものであったが、トランジスタとし
た場合も同様であり、溶接電流検出手段もトロイダルコ
イル42の他に種々のものが使用できる。また、基準値
発生回路48は可変抵抗器で、比較器46は演算増幅器
でそれぞれ構成できるが、マイクロコンピュータまたは
デイジタル回路で構成してもよい。
[発明の効果] 本発明は、上述したような構成を有することにより、次
のような効果を奏する。
請求項1のコンデンサ型溶接電源装置によれば、溶接ト
ランス二次側の溶接電流を時時刻刻と検出し、その検出
値が所定の基準値に達した時点で放電停止指示信号を発
生させて電流スイッチング素子をオフしコンデンサの放
電を止めるようにしたので、溶接トランスの容量が小さ
くても、磁気飽和を起こすことなく、一次電流の殆どを
二次側に伝えることができ、またコンデンサの電荷を一
部残すことで次の充電を高速に行うことができ、電力損
失を少な<シ、使用効率を高くすることができる。
請求項2のコンデンサ型溶接電源装置によれば、溶接電
極が被溶接材にセノトされていない状態の下でコンデン
サを放電させた場合に、溶接電流の不存在を検出するこ
とで放電停止指示信号を出力させ電流スイッチング素子
をオフにしコンデンサの放電を直ぐに止めるようにした
ので、無駄な電力消費を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例によるコンデンサ型溶接電
源装置の回路構成を示すブロック図、第2図は、実施例
装置の作用を示すための各部の電圧または電流の波形図
、および 第3図は、従来装置の作用を示すための各部の電圧また
は電流の波形図である。 20・・・・コンデンサ、 6・・・・GTO1 2・・・・溶接トランス、 4,36・・・・溶接電極、 8,40・・・・被溶接材、 2・・・・トロイダルコイル、 4・・・・積分回路、 6・・・・比較器、 8・・・・基準値発生回路、 0・・・・GTO制御回路、 6・・・・電流有無検出回路、 8・・・・タイマ回路。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)溶接トランスの一次側に接続されたコンデンサを
    充電したのち瞬間的に放電させ、それによって前記溶接
    トランスの二次側回路に生じた溶接電流を被溶接材に供
    給するようにしたコンデンサ型の溶接電源装置において
    、 前記溶接トランスの二次側の溶接電流を時時刻刻と検出
    する溶接電流検出手段と、 前記溶接電流検出手段の出力信号を受け取り、前記溶接
    電流が所定の基準値に達した時に放電停止指示信号を発
    生する放電停止指示手段と、放電開始を指示する信号に
    応答して前記コンデンサと前記溶接トランスとの間に接
    続された電流スイッチング素子をオンにし、前記放電停
    止指示手段からの放電停止指示信号に応答して前記電流
    スイッチング素子をオフにする電流スイッチング素子制
    御手段と、 を具備することを特徴とする溶接電源装置。
  2. (2)溶接トランスの一次側に接続されたコンデンサを
    充電したのち瞬間的に放電させ、それによって前記溶接
    トランスの二次側回路に生じた溶接電流を被溶接材に供
    給するようにしたコンデンサ型の溶接電源装置において
    、 前記溶接トランスの二次側の溶接電流を時時刻刻と検出
    する溶接電流検出手段と、 前記溶接電流検出手段の出力信号を受け取り、前記溶接
    電流が流れているか否かを時時刻刻と判定する溶接電流
    有無判定手段と、 前記溶接電流有無判定手段の出力信号を受け取り、放電
    開始から所定時間経過後にも溶接電流が流れないときに
    放電停止指示信号を発生するタイマ手段と、 放電開始を指示する信号に応答して前記コンデンサと前
    記溶接トランスとの間に接続された電流スイッチング素
    子をオンにし、前記タイマ手段からの放電停止指示信号
    に応答して前記電流スイッチング素子をオフにする電流
    スイッチング素子制御手段と、 を具備することを特徴とする溶接電源装置。
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