JPH0642783B2 - インバータ用変圧器の偏磁防止方法 - Google Patents
インバータ用変圧器の偏磁防止方法Info
- Publication number
- JPH0642783B2 JPH0642783B2 JP59105576A JP10557684A JPH0642783B2 JP H0642783 B2 JPH0642783 B2 JP H0642783B2 JP 59105576 A JP59105576 A JP 59105576A JP 10557684 A JP10557684 A JP 10557684A JP H0642783 B2 JPH0642783 B2 JP H0642783B2
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- JP
- Japan
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- inverter
- signal
- winding current
- output
- transformer
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-
- 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
- H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、インバータ式溶接電源等に適用して好適な
インバータ用変圧器の偏磁防止方法に関する。
インバータ用変圧器の偏磁防止方法に関する。
第3図は、従来のインバータ式溶接電源の一例を示すブ
ロツク図である。この図において、1は、3相交流電源
2よりスイツチ3を介して供給される交流電圧を整流す
る順変換器、4は平滑用のコンデンサである。順変換器
1から供給される直流は、4つのスイツチング素子5a
〜5dからなるインバータ5によつて交流電圧V1に変
換され、この交流電圧V1が直流分除去用のコンデンサ
6を介して変圧器7の1次巻線7aに供給される。前記
交流電圧V1は変圧器7で電圧変換され、2次巻線7b
の両端に接続されたダイオード8a,8bによつて全波
整流されて再び直流となる。そして、この直流のプラス
側がリアクトル9、接触子10を介してワイヤ11に接
続され、マイナス側がシヤント抵抗13を介して溶接母
材14に接続されている。そして、リアクトル9→接触
子10→ワイヤ11→アーク15→溶接母材14→シヤ
ント抵抗13を通つて溶接電流Iが流れ、ワイヤ11が
溶融されて溶接が行われる。
ロツク図である。この図において、1は、3相交流電源
2よりスイツチ3を介して供給される交流電圧を整流す
る順変換器、4は平滑用のコンデンサである。順変換器
1から供給される直流は、4つのスイツチング素子5a
〜5dからなるインバータ5によつて交流電圧V1に変
換され、この交流電圧V1が直流分除去用のコンデンサ
6を介して変圧器7の1次巻線7aに供給される。前記
交流電圧V1は変圧器7で電圧変換され、2次巻線7b
の両端に接続されたダイオード8a,8bによつて全波
整流されて再び直流となる。そして、この直流のプラス
側がリアクトル9、接触子10を介してワイヤ11に接
続され、マイナス側がシヤント抵抗13を介して溶接母
材14に接続されている。そして、リアクトル9→接触
子10→ワイヤ11→アーク15→溶接母材14→シヤ
ント抵抗13を通つて溶接電流Iが流れ、ワイヤ11が
溶融されて溶接が行われる。
一方、シヤント抵抗13によつて検出された溶接電流I
は、増幅器16で増幅されてフイードバツク信号Ifに
変換され、PI演算器17に供給される。PI演算器1
7は、溶接電流設定器18によつて設定される設定値I
sと、前記フイードバツク信号Ifの差を比例・積分演
算して出力するもので、その出力(動作信号)Δeが加
え合わせ点19に供給される。加え合わせ点19には、
三角波発生器20から三角波TWが供給されて、動作信
号Δeとの和がとられ、和信号がコンパレータ21に供
給される。このコンパレータ21は、TW+Δe>0の
とき、すなわち、TW>−Δeのときに“L”レベルの
信号を出力し、これがパルス分配器22に供給される
と、パルス分配器22は信号SGにより、スイツチング
素子5aおよび5d、または、5bおよび5cを交互に
オン/オフ制御する。こうして、変圧器7の1次巻線7
aには、第2図(ロ)に示す交流電圧V1がコンデンサ6
を介して供給される。なお、同図(イ)は三角波TWの波
形図である。また、第3図中、Mはワイヤ11送給用の
電動機、Dは環流用のダイオードである。
は、増幅器16で増幅されてフイードバツク信号Ifに
変換され、PI演算器17に供給される。PI演算器1
7は、溶接電流設定器18によつて設定される設定値I
sと、前記フイードバツク信号Ifの差を比例・積分演
算して出力するもので、その出力(動作信号)Δeが加
え合わせ点19に供給される。加え合わせ点19には、
三角波発生器20から三角波TWが供給されて、動作信
号Δeとの和がとられ、和信号がコンパレータ21に供
給される。このコンパレータ21は、TW+Δe>0の
とき、すなわち、TW>−Δeのときに“L”レベルの
信号を出力し、これがパルス分配器22に供給される
と、パルス分配器22は信号SGにより、スイツチング
素子5aおよび5d、または、5bおよび5cを交互に
オン/オフ制御する。こうして、変圧器7の1次巻線7
aには、第2図(ロ)に示す交流電圧V1がコンデンサ6
を介して供給される。なお、同図(イ)は三角波TWの波
形図である。また、第3図中、Mはワイヤ11送給用の
電動機、Dは環流用のダイオードである。
ところで、上述した従来のインバータ式溶接電源におい
ては、スイツチング素子5a〜5dの遅れ等の要因によ
り、インバータ5の出力電圧V1が正負いずれかの側に
偏つてしまい、この出力電圧V1に直流成分が現われる
という問題があつた。このため、インバータ5の出力電
圧V1を1次巻線7aに直接供給すると電圧×時間面積
に支配される励磁電流が直流成分によつて過大なものと
なつて強磁界ができ、これが鉄心の許容する磁束密度を
超えると飽和が生じて急激なインピーダンスの低下を招
き、過電流が流れて正常な動作を続けられなくなつてし
まう。そこで、これを防止するためには、負荷電流を流
しうる偏磁防止用のコンデンサ6を挿入して、変圧器7
に直流成分が加わるのを防止することが不可欠となる。
しかしながら、コンデンサ6は、半導体素子などと較べ
ると極めて効果なために、装置全体のコストに占める割
合が無視し得なくなるという問題があつた。
ては、スイツチング素子5a〜5dの遅れ等の要因によ
り、インバータ5の出力電圧V1が正負いずれかの側に
偏つてしまい、この出力電圧V1に直流成分が現われる
という問題があつた。このため、インバータ5の出力電
圧V1を1次巻線7aに直接供給すると電圧×時間面積
に支配される励磁電流が直流成分によつて過大なものと
なつて強磁界ができ、これが鉄心の許容する磁束密度を
超えると飽和が生じて急激なインピーダンスの低下を招
き、過電流が流れて正常な動作を続けられなくなつてし
まう。そこで、これを防止するためには、負荷電流を流
しうる偏磁防止用のコンデンサ6を挿入して、変圧器7
に直流成分が加わるのを防止することが不可欠となる。
しかしながら、コンデンサ6は、半導体素子などと較べ
ると極めて効果なために、装置全体のコストに占める割
合が無視し得なくなるという問題があつた。
本発明は、この問題を解決しようとするものである。
上記問題を解決するために、この発明は、インバータ
と、このインバータの出力側に接続された変圧器とを有
し、前記インバータのスイッチング素子の導通期間を決
定する動作信号により出力制御を行うようにした電源装
置において、前記変圧器のインバータ側の巻線電源を正
側負側それぞれ独立して検出するとともに、一方の側か
ら他方の側を減算し、この減算結果の積分信号を、設定
値と前記インバータの制御対象から得られたフィードバ
ック信号との偏差信号である前記動作信号に、前記巻線
電流が前記一方の側であるときには極性を反転して重畳
する一方、前記他方の側であるときには正転して重畳
し、前記各スイッチング素子の各動作サイクル毎に前記
巻線電流の大きい側のインバータスイッチング素子導通
期間を小とし、かつ、前記巻線電流の小さい側のインバ
ータスイッチング素子導通期間を大とするか、あるい
は、上記動作の少くとも一方を行うことを特徴としてい
る。
と、このインバータの出力側に接続された変圧器とを有
し、前記インバータのスイッチング素子の導通期間を決
定する動作信号により出力制御を行うようにした電源装
置において、前記変圧器のインバータ側の巻線電源を正
側負側それぞれ独立して検出するとともに、一方の側か
ら他方の側を減算し、この減算結果の積分信号を、設定
値と前記インバータの制御対象から得られたフィードバ
ック信号との偏差信号である前記動作信号に、前記巻線
電流が前記一方の側であるときには極性を反転して重畳
する一方、前記他方の側であるときには正転して重畳
し、前記各スイッチング素子の各動作サイクル毎に前記
巻線電流の大きい側のインバータスイッチング素子導通
期間を小とし、かつ、前記巻線電流の小さい側のインバ
ータスイッチング素子導通期間を大とするか、あるい
は、上記動作の少くとも一方を行うことを特徴としてい
る。
前記積分信号の重畳された動作信号によつてインバータ
スイツチング素子を動作サイクル毎にオン/オフするこ
とにより、巻線電流の大きい側のインバータスイツチン
グ素子導通期間を小とし、巻線電流の小さい側のインバ
ータスイツチング素子導通期間を大として、巻線電流の
正負双方の平衡をとる。または、上記動作のいずれか一
方を行うことにより前記平衡をとる。これによつてイン
バータから出力される交流は直流成分を含まないものと
なり、偏磁防止用のコンデンサを除去することが可能と
なる。
スイツチング素子を動作サイクル毎にオン/オフするこ
とにより、巻線電流の大きい側のインバータスイツチン
グ素子導通期間を小とし、巻線電流の小さい側のインバ
ータスイツチング素子導通期間を大として、巻線電流の
正負双方の平衡をとる。または、上記動作のいずれか一
方を行うことにより前記平衡をとる。これによつてイン
バータから出力される交流は直流成分を含まないものと
なり、偏磁防止用のコンデンサを除去することが可能と
なる。
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
第1図は、本発明の一実施例の構成を示すブロツク図で
あり、第3図の各部に対応する部分には同一の符号を付
してある。この図において、インバータ5の出力は変圧
器7の1次巻線7aに直結され、偏磁防止用のコンデン
サ6が除かれている。また、31,32は、ホール素子
と増幅器からなる電流検出器であり、電流検出器31は
1次巻線7aに流れる電流I1の正側、電流検出器32
は負側を各々検出し、前者の検出出力S1は加え合わせ
点33に加算され、後者の検出出力S2は減算される。
そして、加え合わせ点33の出力は、増幅率が−1の積
分器34の入力端に印加され、前記検出出力S1,S2
の積分値SIが出力される(第2図(ハ))。この場合、
検出出力S1,S2の時間幅が一致しているときのみ積
分値SI=0となり、S1>S2のときS1<0、S1
<S2のときS1>0となる。
あり、第3図の各部に対応する部分には同一の符号を付
してある。この図において、インバータ5の出力は変圧
器7の1次巻線7aに直結され、偏磁防止用のコンデン
サ6が除かれている。また、31,32は、ホール素子
と増幅器からなる電流検出器であり、電流検出器31は
1次巻線7aに流れる電流I1の正側、電流検出器32
は負側を各々検出し、前者の検出出力S1は加え合わせ
点33に加算され、後者の検出出力S2は減算される。
そして、加え合わせ点33の出力は、増幅率が−1の積
分器34の入力端に印加され、前記検出出力S1,S2
の積分値SIが出力される(第2図(ハ))。この場合、
検出出力S1,S2の時間幅が一致しているときのみ積
分値SI=0となり、S1>S2のときS1<0、S1
<S2のときS1>0となる。
前記積分値SIは、巻線電流I1が負のときにオン、正
のときにオフとなるスイツチング素子35の一端に供給
される一方、巻線電流I1が正のときにオン、負のとき
にオフとなるスイツチング素子36の一端に、符号反転
増幅器37を介して供給される。また、上記スイツチン
グ素子35,36の各他端は共通接続され、その出力信
号(積分信号)SIa(第2図(ニ))が加え合わせ点3
8へ供給される。
のときにオフとなるスイツチング素子35の一端に供給
される一方、巻線電流I1が正のときにオン、負のとき
にオフとなるスイツチング素子36の一端に、符号反転
増幅器37を介して供給される。また、上記スイツチン
グ素子35,36の各他端は共通接続され、その出力信
号(積分信号)SIa(第2図(ニ))が加え合わせ点3
8へ供給される。
なお、前記スイツチング素子35,36のオン/オフ
は、パルス分配器22からの信号によつて行われる。加
え合わせ点38は、PI演算器17から出力される動作
信号Δeから積分信号SIaを減算して得た信号Se
(第2図(ヘ))を加え合わせ点19へ供給する。この結
果コンパレータ21は、TW+Se>0のとき、すなわち、T
W>-Seのときに“L”レベルの信号を出力し、これがパ
ルス分配器22に供給されると、パルス分配器22は信
号SGによりスイツチング素子5aおよび5d、または
5bおよび5cを交互にオン/オフ制御し、出力電圧V
1を形成する。この場合、第2図(イ),(ヘ)から判るよう
に、信号−Δeおよび−Seが下がるほど、電圧V1の
パルス幅が広がるようになつている。
は、パルス分配器22からの信号によつて行われる。加
え合わせ点38は、PI演算器17から出力される動作
信号Δeから積分信号SIaを減算して得た信号Se
(第2図(ヘ))を加え合わせ点19へ供給する。この結
果コンパレータ21は、TW+Se>0のとき、すなわち、T
W>-Seのときに“L”レベルの信号を出力し、これがパ
ルス分配器22に供給されると、パルス分配器22は信
号SGによりスイツチング素子5aおよび5d、または
5bおよび5cを交互にオン/オフ制御し、出力電圧V
1を形成する。この場合、第2図(イ),(ヘ)から判るよう
に、信号−Δeおよび−Seが下がるほど、電圧V1の
パルス幅が広がるようになつている。
次に、第2図の波形図を参照して本実施例の動作を説明
する。
する。
まず、インバータ5の出力電圧V1に偏りのない場合に
ついて説明する。このとき、電圧V1の波形は第2図
(ロ)に破線で示すように、正負のパルス幅が一致したも
のとなり、これら正負のパルスの積分値が互に打消し合
い、零の上下に微小振幅で振動する(第2図(ハ),(ニ)の
破線参照)。この結果、信号SeはΔeとほぼ一致し
(厳密にはΔeを中心に、上記の1パルスを積分した微
小振幅で振動する)、正負の平衡が維持される。
ついて説明する。このとき、電圧V1の波形は第2図
(ロ)に破線で示すように、正負のパルス幅が一致したも
のとなり、これら正負のパルスの積分値が互に打消し合
い、零の上下に微小振幅で振動する(第2図(ハ),(ニ)の
破線参照)。この結果、信号SeはΔeとほぼ一致し
(厳密にはΔeを中心に、上記の1パルスを積分した微
小振幅で振動する)、正負の平衡が維持される。
次に、第2図(ロ)に実線で示すように、正のパルス幅が
広がり、負のパルス幅が狭まつた場合について説明す
る。このとき、正パルスの積分値の方が負パルスの積分
値より大きくなるので、積分値SIが負の方向へ漸増す
る(第2図(ハ))。この積分値SIは、スイツチング素
子35,36および符号反転増幅器37の働きによつて
正負に振られ、同図(ニ)に示す積分信号SIaが形成さ
れる。積分信号SIaは動作信号Δeから減算され、同
図(ヘ)に示す信号Seとなる。そして、三角形TW>-Seの
ときに、パルス分配器22から信号SGが出力され、イ
ンバータスイツチング素子5aおよび5dまたは5bお
よび5cが交互にオン/オフされ、電圧V1が出力され
る。
広がり、負のパルス幅が狭まつた場合について説明す
る。このとき、正パルスの積分値の方が負パルスの積分
値より大きくなるので、積分値SIが負の方向へ漸増す
る(第2図(ハ))。この積分値SIは、スイツチング素
子35,36および符号反転増幅器37の働きによつて
正負に振られ、同図(ニ)に示す積分信号SIaが形成さ
れる。積分信号SIaは動作信号Δeから減算され、同
図(ヘ)に示す信号Seとなる。そして、三角形TW>-Seの
ときに、パルス分配器22から信号SGが出力され、イ
ンバータスイツチング素子5aおよび5dまたは5bお
よび5cが交互にオン/オフされ、電圧V1が出力され
る。
この場合、第2図(ヘ)に示すように、電圧V1が正のと
きには、信号−Seが動作信号−Δeより正となり、V
1が負のときには−Δeより負となるから、スイツチン
グ素子5a〜5dは、正パルス幅が狭まり、負パルス幅
が広がるようにコントロールされる。こうして、動作信
号Δeに積分信号SIaを重畳することによつて、正負
パルスの平衡がとられて積分信号SIaが零になる方向
の制御が行われる。この結果、正、負のパルス幅が常に
等しく保たれるので、偏磁防止用のコンデンサ6がなく
ても、変圧器7は偏磁現象を起こすおとがなく、常に良
好な動作をなすことができる。
きには、信号−Seが動作信号−Δeより正となり、V
1が負のときには−Δeより負となるから、スイツチン
グ素子5a〜5dは、正パルス幅が狭まり、負パルス幅
が広がるようにコントロールされる。こうして、動作信
号Δeに積分信号SIaを重畳することによつて、正負
パルスの平衡がとられて積分信号SIaが零になる方向
の制御が行われる。この結果、正、負のパルス幅が常に
等しく保たれるので、偏磁防止用のコンデンサ6がなく
ても、変圧器7は偏磁現象を起こすおとがなく、常に良
好な動作をなすことができる。
なお、上記実施例においては、正負両方のパルス幅をコ
ントロールする場合について述べたが、どちらか一方の
パルス幅を他方のパルス幅に合致させるようにしても同
様の効果を上げることができる。また、電圧検出器3
1,32は、スイツチング素子5aおよび5c側に設け
てもよい。
ントロールする場合について述べたが、どちらか一方の
パルス幅を他方のパルス幅に合致させるようにしても同
様の効果を上げることができる。また、電圧検出器3
1,32は、スイツチング素子5aおよび5c側に設け
てもよい。
以上説明したように、この発明によれば、変圧器のイン
バータ側の巻線電流を正側負側それぞれ独立して検出す
るとともに、一方の側から他方の側を減算し、この減算
結果の積分信号を、設定値と前記インバータの制御対象
から得られたフィードバック信号との偏差信号である前
記動作信号に、前記巻線電流が前記一方の側であるとき
には極性を反転して重畳する一方、前記他方の側である
ときには正転して重畳して、インバータの正負の偏りを
除去したので、偏磁防止用コンデンサがなくても変圧器
の偏磁を極めて早期に、かつ高精度に防止することがで
きる。また、前記コンデンサが不要となるので、装置全
体の価格を下げることができる。
バータ側の巻線電流を正側負側それぞれ独立して検出す
るとともに、一方の側から他方の側を減算し、この減算
結果の積分信号を、設定値と前記インバータの制御対象
から得られたフィードバック信号との偏差信号である前
記動作信号に、前記巻線電流が前記一方の側であるとき
には極性を反転して重畳する一方、前記他方の側である
ときには正転して重畳して、インバータの正負の偏りを
除去したので、偏磁防止用コンデンサがなくても変圧器
の偏磁を極めて早期に、かつ高精度に防止することがで
きる。また、前記コンデンサが不要となるので、装置全
体の価格を下げることができる。
第1図は、本発明の一実施例の構成を示すブロツク図、
第2図は同実施例の要部の波形を示す波形図、第3図は
従来のインバータ式溶接電源の一例を示すブロツク図で
ある。 5……インバータ、5a〜5d…スイツチング素子(イ
ンバータスイツチング素子)、7……変圧器、Δe……
動作信号、I1……1次巻線電流、If……フイードバ
ツク信号、IS……設定値、SIa……積分信号。
第2図は同実施例の要部の波形を示す波形図、第3図は
従来のインバータ式溶接電源の一例を示すブロツク図で
ある。 5……インバータ、5a〜5d…スイツチング素子(イ
ンバータスイツチング素子)、7……変圧器、Δe……
動作信号、I1……1次巻線電流、If……フイードバ
ツク信号、IS……設定値、SIa……積分信号。
Claims (1)
- 【請求項1】インバータと、このインバータの出力側に
接続された変圧器とを有し、前記インバータのスイッチ
ング素子の導通期間を決定する動作信号により出力制御
を行うようにした電源装置において、 前記変圧器のインバータ側の巻線電流を正側負側それぞ
れ独立して検出するとともに、一方の側から他方の側を
減算し、 この減算結果の積分信号を、設定値と前記インバータの
制御対象から得られたフィードバック信号との偏差信号
である前記動作信号に、前記巻線電流が前記一方の側で
あるときには極性を反転して重畳する一方、前記他方の
側であるときには正転して重畳し、 前記各スイッチング素子の各動作サイクル毎に前記巻線
電流の大きい側のインバータスイッチング素子導通期間
を小とし、かつ、前記巻線電流の小さい側のインバータ
スイッチング素子導通期間を大とするか、あるいは、上
記動作の少くとも一方を行う ことを特徴とするインバータ用変圧器の偏磁防止方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59105576A JPH0642783B2 (ja) | 1984-05-24 | 1984-05-24 | インバータ用変圧器の偏磁防止方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59105576A JPH0642783B2 (ja) | 1984-05-24 | 1984-05-24 | インバータ用変圧器の偏磁防止方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60249874A JPS60249874A (ja) | 1985-12-10 |
JPH0642783B2 true JPH0642783B2 (ja) | 1994-06-01 |
Family
ID=14411338
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59105576A Expired - Lifetime JPH0642783B2 (ja) | 1984-05-24 | 1984-05-24 | インバータ用変圧器の偏磁防止方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0642783B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0817575B2 (ja) * | 1986-03-20 | 1996-02-21 | 澤藤電機株式会社 | インバ−タ保護方式 |
JPH0777516B2 (ja) * | 1989-04-27 | 1995-08-16 | 三菱電機株式会社 | 多相インバータの出力直流分防止装置 |
JP2774685B2 (ja) * | 1990-09-12 | 1998-07-09 | 株式会社東芝 | 3相変圧器の直流偏磁抑制制御を備えたインバータ制御装置 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5067953A (ja) * | 1973-10-23 | 1975-06-06 |
-
1984
- 1984-05-24 JP JP59105576A patent/JPH0642783B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS60249874A (ja) | 1985-12-10 |
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