JPH04105774A - コンデンサ型スポット溶接機 - Google Patents

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〕 本発明はコンデンサ型スポット溶接機、特にコンデンサ
の放電時の逆電圧印加を防止すると共に。

溶接電流波形の後尾を除去可能にしたコンデンサ型スポ
ット溶接機に関する。

〔従来の技術・発明が解決しようとする課題〕コンデン
サ型スポット溶接機はコンデンサに充電したエネルギー
をサイリスタ等のスイッチング素子により瞬時に放電さ
せ２変圧器でさらにＮ流が増大するように巻線比を選定
しておき、変圧器の二次巻線に接続した溶接電極に挟持
された被溶接物を溶接させるものである。この場合サイ
リスタは大電流を瞬時に放電させるには好適なスイッチ
ング素子ではあるが、非自己消弧特性であって。

−旦導通した後は保持電流以下にならない限りは自己制
御能力ではオフできない。また、サイリスクがオフした
後の変圧器の励磁エネルギーのリセット方法が不完全で
あり、コンデンサに逆電圧が印加されるので、寿命を縮
める要因ともなっていた。

例をあげて説明すると、従来、第３図に示すような構成
である。すなわち、交流電源ｌを変圧器２の一次巻線に
接続して、二次巻線で所定の電圧に昇圧し、この電圧を
サイリスタ３１．３２とダイオード３３．３４とからな
るブリノン回路で制御整流し抵抗器３６を介して電解コ
ンデンサ４を充電する。

次にサイリスタ５のゲートに放電制御回路５１によって
オンさせる信号を駆動する。コンデンサ４の放電電流が
変圧器６の一次巻線６１を通って２サイリスタ５を流れ
る。変圧器６の二次巻線６２には溶接電極７が接続され
ると共に被溶接物７１が挟持されており、これに大電流
が流れるので、高熱が発生して溶接される。

このときの各部の電流電圧波形を第４図ｆａｔ〜ｆｄｌ
に示す。同図ｆａ）にコンデンサ４の電圧波形を示すよ
うに１時刻ｔｏにおいてサイリスタ５がオンするとはじ
めＶ４＝ＶＯから徐々に電圧ｖ４が減少してきて。

ついにｔｌにおいて電圧がゼロとなる。この間サイリス
タ５の電流は同（Ｃ）に示すように時刻ｔｏから山形の
電流が流れた後、徐々に減少してくるが７時刻ｔｌにお
いては電流は変圧器６の励磁エネルギーに相当する分だ
け電流値が存在している。この電流源により変圧器６の
一次巻線６１の電圧ｖ６１は極性が逆転して同（ｄｉに
示すような波形となる。この電流はダイオード４３と抵
抗器４４との直列回路を通じて流れる。したがってコン
デンサ４の電圧は（ａ）に示すように時刻ｔ１から１２
までの間は負の電圧となり、その大きさの最高値はＶｒ
となる。この最高値Ｖ「はコンデンサ４の性能を害する
ので、抵抗器４４の値をいろいろ調整して減少を試みら
れているが１通常充電電圧Ｖｏ−４７５ｙに対してＶｒ
＝１２０ｖ位に留まる。

本発明は溶接変圧器の励磁電流のリセットを完全にし、
かつコンデンサの逆印加電圧を本質的になくすと共に、
溶接電流の波形の後尾を除去することを課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

以上の課題を解決するため、先ず溶接用変圧器にリセッ
ト手段を設ける。そして、放電用の非自己消弧特性を有
するスイッチング素子に並列にトランジスタ等の自己消
弧特性を有するスイッチング素子を設けて、コンデンサ
の電圧がゼロになる以前に、この自己消弧特性を有する
スイッチング素子を短時間、オンさせる手段を用いるも
のである。

〔作用〕

自己消弧特性を有するスイッチング素子を短時間オンす
ると、放電用の非自己消弧特性を有するスイッチング素
子は保持電流以下となり、オフする。このとき、溶接用
変圧器の励磁エネルギーはリセット手段の経路を流れ、
励磁エネルギーが消滅するまで短時間続く。

従って溶接用変圧器の励磁エネルギーは静かに消滅し、
磁芯はリセットできると共に、スイッチング素子はオフ
しているので、コンデンサには全く逆電圧は印加されな
い。このように、コンデンサの放電電流は任意の時刻に
おいて遮断できる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例を示す。図において交流電源
ｌは変圧器２の一次巻線に接続されて二次巻線で所定の
電圧に昇圧される。この電圧はサイリスタ３１．３２と
ダイオード３３．３４とからなるブリッジ回路で制御整
流されて、抵抗器３６を介して電解コンデンサ４を充電
する。サイリスタ３１．３２は充電制御口８３５により
制御されている。

次にサイリスタ５のゲートに放電制御回路５Ｉによって
オンさ七る信号を駆動する。電流が変圧器６の一次巻線
６１を通って、サイリスタ５を流れる。

変圧器６の二次巻線６２には溶接電極７が接続されると
共に被溶接物７１が挟持されており、これに大［流が流
れるので、高熱が発生して溶接される。

このときの各部の電流電圧波形を第２図ｉａ）〜（ｄｉ
に示す。同図（ａｌにコンデンサ４の電圧波形を示すよ
うに１時刻ｔｏにおいてサイリスタ５がオンするとはじ
めＶ４＝ＶＯから徐々に電圧ｖ４が減少してくる。

Ｖ４＝Ｖｎとなる時刻ｔ１のとき、コンデンサ４の両端
に接続された電圧検出器４１からの検出信号と放電制御
回路５１内の基準電圧と比較し、パルス発生回路による
駆動信号を、端子Ｊ、Ｈからトランジスタ５２のベース
・エミッタに与えて、第２図ｆｃｌに示すように１＝１
＋からｔ＝ｔｌ＋　までの短時間、トランジスタ５２を
オンさせる。このオン時間はサイリスタ５がオフするま
での数μｓ乃至数十μｓが必要である。

トランジスタ５２に流れる電流＋５２は（Ｃ）に示すよ
うにサイリスタ５の最大電流に比較して小さい値であり
、耐圧のみコンデンサ４の最大印加電圧が必要であり、
その導通時間が短いので、比較的小容量のトランジスタ
で済む。ｔ＝ｔ１１以後はサイリスタ５と並列接続され
たトランジスタ５２とはオフとなるので、コンデンサ４
の電圧ｖ４はＶｎの値を維持する。一方、変圧器６の励
磁エネルギーにより。

−次巻線６１の電圧Ｖ６１は極性が逆転して同（ｄ）に
示すような波形となる。この電流はダイオード６３と抵
抗器６４との直列回路を通じて流れる。以上のようにし
て、変圧器６のリセットとコンデンサ４の逆電圧防止と
が達成される。そしてコンデンサ４の放電波形は任意の
時刻に遮断できるので、溶接電流波形の後尾を除去でき
ると共に、コンデンサには第２図ｆａｌに示すように残
留電荷による電圧Ｖｎが存在して次の充電の開始時ｔ３
には僅かではあるが、エネルギーと充電待ち時間を節約
できる。

尚、第１図の実施例において、電圧検出器４１による時
間１１の設定方法は一例であって、他の手段として、充
電制御回路３５の起動信号によりタイマーを作動させる
ことによっても同様の動作が可能である。またサイリス
タ５に直列に電流検出器を設けることによっても同様の
動作が可能となる。

溶接用変圧器６のリセット手段としては２本実施例に示
す方法は簡単であるが、他に別巻線を設けてこれに抵抗
とダイオードの直列回路を接続する方法もとれる。また
別巻線にダイオードをを介してコンデンサ４に帰還する
こともできる。

トランジスタ５２は電界効果トランジスタ等の他の種類
の自己消弧形スイッチング素子に置き換えることもでき
る。

〔発明の効果〕

本発明は以上述べたような特徴を有し、溶接用変圧器の
リセットを確実にするため、コンデンサに逆電圧が印加
されるのを完全に防止できる。したがってコンデンサの
寿命を伸ばすことができる。

従来この種のコンデンサ型スポット溶接機においてはコ
ンデンサに逆電圧が印加されるのは不可避であったので
、その耐母の分だけコンデンサは大型にならざるを得な
かった。したがって本発明によれば、コンデンサを小型
、長寿命とすることができる。

本発明においては、さらにコンデンサの放電波形の後尾
を任意に除去でき、溶接性の制御選択が可能となる。そ
して、コンデンサの残留電荷が再充電には利用できるの
で、わずかではあるが消費電力と充電時間が節約でき、
経済的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るコンデンサ型スポット溶接機の一
実施例を示し、第２図はその動作を説明するための波形
を示す。第３図は従来のコンデンサ型スポット溶接機の
一例を示し、第４図はその動作を説明するための波形を
示す。 ｌ・・・交流電源、２・・・変圧器、　３１．３２・・
・サイリスタ３３、３４・・・ダイオード、３５・−・
充電制御回路４・・・コンデンサ、　４１・・・電圧検
出器５・・・サイリスタ、　５１・・・放電制御回路６
・・・変圧器、６３・・・ダイオード、６４・・・抵抗
器７・・・溶接電極、７１・・・被溶接物特許出願人　
オリジン電気株式会社 冨 図 第 図 華 午 呪

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 充電回路により充電されるコンデンサと 一次巻線と二次巻線とを有し、該二次巻線に溶接電極を
   接続した変圧器と、 該変圧器の一次巻線と前記コンデンサとを接続する非自
   己消弧形スイッチング素子と、 前記変圧器に接続されたリセット手段と、 前記非自己消弧形スイッチング素子に並列接続された自
   己消弧形スイッチング素子と、 該自己消弧形スイッチング素子を短時間オンさせる制御
   回路とからなることを特徴とするコンデンサ型スポット
   溶接機。