JPH06656A - Welding transformer for inverter type dc resistance welding equipment - Google Patents
Welding transformer for inverter type dc resistance welding equipmentInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はインバータ式直流抵抗溶
接装置の溶接トランスに関し、一層詳細には、小型化お
よび軽量化を実現することのできるインバータ式直流抵
抗溶接装置の溶接トランスに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a welding transformer of an inverter type direct current resistance welding apparatus, and more particularly to a welding transformer of an inverter type direct current resistance welding apparatus which can be reduced in size and weight.
【0002】[0002]
【従来の技術】産業界においては、種々のワークを溶接
するために、インバータ式直流抵抗溶接装置が広範に用
いられているが、この種の溶接装置では装置の低廉化お
よび省スペース化のために溶接トランスの小型化および
軽量化が要求されている。2. Description of the Related Art In the industrial field, an inverter type DC resistance welding apparatus is widely used for welding various works. However, this type of welding apparatus is used to reduce the cost and space of the apparatus. There is a demand for smaller and lighter welding transformers.
【0003】前記インバータ式直流抵抗溶接装置は通
常、コンバータ回路、インバータ回路、溶接トランス回
路、溶接ガン部および制御回路等を備え、前記制御回路
から前記インバータ回路に対して溶接電流の制御信号が
出力されるが、この制御信号の周波数および溶接トラン
スに供給される1次電流の周波数を高めることによっ
て、溶接トランスのコアの断面積を小さくすることがで
き、溶接トランスの小型化を実現できることが知られて
いる(図6参照)。The inverter type DC resistance welding apparatus is usually provided with a converter circuit, an inverter circuit, a welding transformer circuit, a welding gun section, a control circuit, etc., and a control signal of welding current is output from the control circuit to the inverter circuit. However, by increasing the frequency of this control signal and the frequency of the primary current supplied to the welding transformer, it is known that the cross-sectional area of the core of the welding transformer can be reduced and the welding transformer can be miniaturized. (See FIG. 6).
【0004】前記インバータ回路に対して出力される制
御信号の周波数をワークの種類によって可変することに
より、溶接トランスの小型化を図る技術的思想が特開昭
63−273575号の「インバータ式直流抵抗溶接
機」に開示されている。A technical idea for downsizing a welding transformer by varying the frequency of a control signal output to the inverter circuit according to the type of work is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 63-273575 entitled "Inverter DC Resistance". Welder ".
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術における制御信号の周波数を高くすることによ
り溶接トランスの小型化を図る方法では、溶接トランス
の漏れインダクタンスおよび1次側の抵抗値に起因する
過渡現象によって発生する1次電流の立上り時間および
立下り時間によって、図7に示すように所定の周波数、
例えば、1kHz以上で出力電圧VO が著しく低下する
という不都合がある。However, in the method for reducing the size of the welding transformer by increasing the frequency of the control signal in the above-mentioned conventional technique, the leakage inductance of the welding transformer and the resistance value on the primary side cause the leakage. Depending on the rise time and fall time of the primary current generated by the transient phenomenon, as shown in FIG.
For example, there is an inconvenience that the output voltage V O drops significantly at 1 kHz or higher.
【0006】このため、単に周波数のみを高めて溶接ト
ランスの小型化を図ろうとしても、所望の出力が得られ
ないという問題がある。For this reason, there is a problem that a desired output cannot be obtained even if an attempt is made to reduce the size of the welding transformer by simply increasing only the frequency.
【0007】本発明はこのような従来の問題を解決する
ためになされたものであって、溶接トランスの巻数比と
1次電流の立上りおよび立下りにおける電流変化量とが
相関を有することに着目し、該相関に基づいて溶接トラ
ンスの設計を行うことにより小型、軽量であって、且
つ、効率の良い溶接トランスを得ることのできるインバ
ータ式直流抵抗溶接装置の溶接トランスを提供すること
を目的とする。The present invention has been made in order to solve such a conventional problem, and pays attention to the fact that the turns ratio of the welding transformer and the current change amount at the rise and fall of the primary current have a correlation. However, an object of the present invention is to provide a welding transformer of an inverter type DC resistance welding device which is small and lightweight and which can obtain an efficient welding transformer by designing a welding transformer based on the correlation. To do.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、ワークに通電する溶接電流をパルス状
の1次電流によって生成するインバータ式直流抵抗溶接
装置の溶接トランスであって、前記溶接トランスの巻数
比と、前記パルス状の1次電流の立上りおよび立下りに
おける単位時間当たりの電流変化量から、溶接トランス
に通電される1次電流の周波数が設定されることを特徴
とする。In order to achieve the above object, the present invention provides a welding transformer of an inverter type DC resistance welding apparatus for generating a welding current to be applied to a work by a pulse-shaped primary current. The frequency of the primary current supplied to the welding transformer is set based on the turns ratio of the welding transformer and the amount of change in current per unit time at the rise and fall of the pulsed primary current. To do.
【0009】[0009]
【作用】本発明に係るインバータ式直流抵抗溶接装置の
溶接トランスでは、溶接トランスの巻数比からパルス状
の1次電流の立上りおよび立下りにおける単位時間当た
りの電流変化量の関係から1次電流が取り得る周波数の
最大値を求め、この周波数の最大値から溶接トランスの
体積を求めることが容易となる。In the welding transformer of the inverter type DC resistance welding apparatus according to the present invention, the primary current is determined from the relationship between the turn ratio of the welding transformer and the amount of change in current per unit time at the rise and fall of the pulse-shaped primary current. It becomes easy to obtain the maximum value of the possible frequencies and the volume of the welding transformer from the maximum value of the frequency.
【0010】[0010]
【実施例】次に、本発明に係るインバータ式直流抵抗溶
接装置の溶接トランスについて、好適な実施例を挙げ、
添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。EXAMPLES Next, preferred examples of the welding transformer of the inverter type DC resistance welding apparatus according to the present invention will be described.
The following is a detailed description with reference to the accompanying drawings.
【0011】図1は本発明を実施するインバータ式直流
抵抗溶接装置20の全体構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing the overall construction of an inverter type DC resistance welding apparatus 20 embodying the present invention.
【0012】インバータ式直流抵抗溶接装置20は交流
電源21から出力される交流を全波整流するコンバータ
回路22と、全波整流された直流を高周波交流に変換す
るインバータ回路24と、前記高周波交流を変成し整流
する溶接トランス回路26と、ワークWを挟持する溶接
ガン部28と、ワークWに通電される溶接電流を制御す
る制御回路30とを備える。The inverter type DC resistance welding device 20 includes a converter circuit 22 for full-wave rectifying the alternating current output from the alternating current power source 21, an inverter circuit 24 for converting the full-wave rectified direct current into a high frequency alternating current, and the high frequency alternating current. A welding transformer circuit 26 for rectifying and rectifying, a welding gun portion 28 for sandwiching the work W, and a control circuit 30 for controlling a welding current supplied to the work W are provided.
【0013】さらに、インバータ式直流抵抗溶接装置2
0は、溶接トランス回路26の1次コイルに通電される
電流(以下、1次電流という)I1 を検出するトロイダ
ルコイルからなる1次側電流検出器32と、溶接トラン
ス回路26の2次側コイルに誘起される電流(以下、2
次電流という)I2 を検出する2次側電流検出器34
と、制御回路30に溶接条件等を入力するためのキーボ
ード36と、表示手段としてのディスプレイ装置である
CRT38とを備える。Further, an inverter type DC resistance welding device 2
Reference numeral 0 denotes a primary side current detector 32 formed of a toroidal coil for detecting a current (hereinafter, referred to as a primary current) I 1 applied to a primary coil of the welding transformer circuit 26, and a secondary side of the welding transformer circuit 26. Current induced in the coil (hereinafter 2
Secondary current detector 34 for detecting I 2 (referred to as secondary current)
And a keyboard 36 for inputting welding conditions and the like to the control circuit 30, and a CRT 38 which is a display device as a display means.
【0014】前記溶接ガン部28はワークWを挟持する
可動ガンアーム40、41と、この可動ガンアーム4
0、41に固着される電極チップ42、43と、前記可
動ガンアーム40、41を開閉自在に駆動するシリンダ
44とからなり、該シリンダ44には電磁切替弁46を
介して空圧源48が接続される。前記電磁切替弁46の
切替動作は前記制御回路30から出力される制御信号に
よって制御される。The welding gun section 28 has movable gun arms 40 and 41 for holding the work W, and the movable gun arm 4
Electrode tips 42 and 43 fixed to 0 and 41, and a cylinder 44 that drives the movable gun arms 40 and 41 to open and close freely. An air pressure source 48 is connected to the cylinder 44 via an electromagnetic switching valve 46. To be done. The switching operation of the electromagnetic switching valve 46 is controlled by a control signal output from the control circuit 30.
【0015】前記溶接トランス回路26は溶接トランス
50と整流素子としてのダイオード52、54とから構
成され、前記インバータ回路24はスイッチング素子で
あるトランジスタ56、58、60、62を備える。The welding transformer circuit 26 comprises a welding transformer 50 and diodes 52, 54 as rectifying elements, and the inverter circuit 24 has transistors 56, 58, 60, 62 as switching elements.
【0016】以上のように構成されるインバータ式直流
抵抗溶接装置20において、ワークWを溶接する作用に
ついて、図1の構成ブロック図、および図2のタイミン
グチャートを参照しながら説明する。The operation of welding the work W in the inverter type DC resistance welding apparatus 20 configured as described above will be described with reference to the configuration block diagram of FIG. 1 and the timing chart of FIG.
【0017】制御回路30から出力される切替信号によ
って電磁切替弁46が付勢され、空圧源48の圧縮空気
がシリンダ44に導入される。この圧縮空気の作用下に
シリンダ44が摺動して、可動ガンアーム40、41を
閉動し、可動ガンアーム40、41に配設された電極チ
ップ42、43によってワークWが挟持される。The electromagnetic switching valve 46 is energized by the switching signal output from the control circuit 30, and the compressed air from the air pressure source 48 is introduced into the cylinder 44. The cylinder 44 slides under the action of this compressed air to close the movable gun arms 40 and 41, and the work W is held by the electrode tips 42 and 43 arranged on the movable gun arms 40 and 41.
【0018】次いで、制御回路30から出力されるパル
ス状のドライブ信号Ia 、Ib によって(図2(A)参
照)、インバータ回路24を構成するトランジスタ56
〜62の夫々のベースが順次付勢されて、コンバータ回
路22から溶接トランス50の1次側コイルに1次電流
I1 が供給される(図2(B)参照)。この1次電流I
1 によって溶接トランス50の2次側コイルにはパルス
状の2次電圧V2 (図2(C)参照)が誘起され、2次
電流I2 がダイオード52、54によって整流されて溶
接電流I3 となり、可動ガンアーム40、41および電
極チップ42、43等を介してワークWに通電される。Next, by the pulse-shaped drive signals I a and I b output from the control circuit 30 (see FIG. 2A), the transistor 56 forming the inverter circuit 24.
The bases 62 to 62 are sequentially energized, and the primary current I 1 is supplied from the converter circuit 22 to the primary side coil of the welding transformer 50 (see FIG. 2B). This primary current I
A pulse-shaped secondary voltage V 2 (see FIG. 2C) is induced in the secondary coil of the welding transformer 50 by 1 and the secondary current I 2 is rectified by the diodes 52 and 54 and the welding current I 3 Then, the work W is energized via the movable gun arms 40 and 41 and the electrode tips 42 and 43.
【0019】このとき、図2(B)に示すように、パル
ス状の1次電流I1 には溶接トランス50の漏れインダ
クタンスLと1次側抵抗R1とに起因する過渡現象によ
って立上り時間Tr および立下り時間Tf が発生する。
この立上り時間Tr および立下り時間Tf は前記漏れイ
ンダクタンスLと1次側抵抗R1とからなる時定数によ
る回路定数であるから常に一定であり、このため、制御
回路30から出力されるドライブ信号Ia 、Ib の周波
数を高くすると(図3(A)参照)、1次電流I1 が取
り得る周波数の上限値は前記立上り時間Tr と立下り時
間Tf との和の時間(以下、むだ時間TD という)によ
って制限される(図3(B)参照)。At this time, as shown in FIG. 2B, the rise time T r is caused by the transient phenomenon caused by the leakage inductance L of the welding transformer 50 and the primary side resistance R1 in the pulsed primary current I 1. And a fall time T f occurs.
The rising time T r and the falling time T f are always constant because they are circuit constants based on the time constant composed of the leakage inductance L and the primary side resistance R1, and therefore the drive signal output from the control circuit 30. When the frequencies of I a and I b are increased (see FIG. 3A), the upper limit of the frequency that the primary current I 1 can take is the time of the sum of the rise time Tr and the fall time T f (hereinafter , Dead time T D ) (see FIG. 3B).
【0020】そこで、本願発明者は鋭意研究の結果、前
記むだ時間TD となる1次電流I1の立上り時間Tr お
よび立下り時間Tf における単位時間当たりの電流変化
量ΔI1 /Δtが、溶接トランス50の巻数比Nと密接
な関係にあることを突き止めた。Therefore, as a result of earnest studies, the inventor of the present application found that the amount of change in current ΔI 1 / Δt per unit time at the rising time T r and the falling time T f of the primary current I 1 which is the dead time T D is as follows. , And found that there is a close relationship with the winding ratio N of the welding transformer 50.
【0021】すなわち、溶接トランス50の1次側コイ
ルL1 に1次電流I1 を通電したとき、1次側コイルL
1 に発生する起電力Eは、磁束をΦとすると下式によっ
て求められる。 E=N(ΔΦ/Δt) =N{Δ(kNI1 )/Δt} =kN2 (ΔI1 /Δt) …(1) ここで起電力Eを1次側コイルL1 の両端電圧V1 とす
ると、前記(1)式から、 (ΔI1 /Δt)=V1 /(kN2 ) …(2) となり、1次電流I1 の立上り時間Tr および立下り時
間Tf における電流変化量ΔI1 /Δtと巻数比Nとは
上記(2)式の関係となり、定数kと1次側コイルL1
の両端電圧V1 とを一定として、巻数比Nに対する電流
変化量ΔI1 /Δtを演算によって求めることができる
ようになる。これを、実験によって求めた実測値(図4
(B))と比較すると、非常によい相関が得られ、前記
(2)式が実用式であることを確認することができる。That is, when the primary current I 1 is applied to the primary coil L 1 of the welding transformer 50, the primary coil L 1
The electromotive force E generated at 1 is obtained by the following equation, where Φ is the magnetic flux. E = N (ΔΦ / Δt) = N {Δ (kNI 1 ) / Δt} = kN 2 (ΔI 1 / Δt) (1) Here, the electromotive force E is defined as the voltage V 1 across the primary coil L 1. Then, from the equation (1), (ΔI 1 / Δt) = V 1 / (kN 2 ) ... (2), and the current change amount ΔI at the rising time T r and the falling time T f of the primary current I 1 becomes. 1 / Δt and the turns ratio N have the relation of the above equation (2), and the constant k and the primary coil L 1
It becomes possible to obtain the current change amount ΔI 1 / Δt with respect to the winding number ratio N by the calculation with the voltage V 1 between the both ends being constant. This is the actual measurement value (Fig.
When compared with (B)), a very good correlation is obtained, and it can be confirmed that the equation (2) is a practical equation.
【0022】前記(2)式に基づいて、巻数比Nと電流
変化量ΔI1 /Δtとの関係が明らかになり、1次電流
I1 が取り得る最大周波数fmax を求めることができ
る。Based on the equation (2), the relationship between the turn ratio N and the current change amount ΔI 1 / Δt becomes clear, and the maximum frequency f max that the primary current I 1 can take can be obtained.
【0023】このようにして、求めた1次電流I1 が取
り得る最大周波数fmax からトランス重量を容易に求め
ることができる。In this way, the transformer weight can be easily obtained from the maximum frequency f max that the obtained primary current I 1 can take.
【0024】溶接トランス50の出力、例えば、140
kVAとしたとき、巻数比NO 〜N 8 における最大周波
数fmax および溶接トランス50の重量の関係を図5に
示す。図5から明らかなように、巻数比Nを値N4 に設
定すれば、最大周波数fmaxは約3.8(kHz)であ
り、このとき、溶接トランス50の重量は、従来の略5
5%となる。Output of welding transformer 50, eg 140
When kVA, the turns ratio NO~ N 8Maximum frequency at
Number fmaxAnd the relationship of the weight of the welding transformer 50 is shown in FIG.
Show. As is apparent from FIG. 5, the winding ratio N is set to the value N.FourSet up
Maximum frequency fmaxIs about 3.8 (kHz)
At this time, the weight of the welding transformer 50 is about 5 times that of the conventional one.
It will be 5%.
【0025】以上説明したように、本実施例によれば、
溶接トランス50の巻数比Nによって1次電流I1 の電
流変化量ΔI1 /Δtの値を決定することができるた
め、溶接トランス50の小型化に関する限界設計が可能
となる。As described above, according to this embodiment,
Since the value of the current change amount ΔI 1 / Δt of the primary current I 1 can be determined by the winding ratio N of the welding transformer 50, it is possible to limit the design of the welding transformer 50 in terms of downsizing.
【0026】[0026]
【発明の効果】本発明に係るインバータ式直流抵抗溶接
装置の溶接トランスでは、出力を満足し、且つ、最大周
波数で作動し得る最小体積の溶接トランスを得ることが
できるという効果を奏する。With the welding transformer of the inverter type DC resistance welding apparatus according to the present invention, it is possible to obtain a welding transformer having a minimum volume that satisfies the output and can operate at the maximum frequency.
【図1】本発明を実施するインバータ式直流抵抗溶接装
置の全体構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of an inverter type DC resistance welding apparatus for carrying out the present invention.
【図2】図1に示す実施例において、溶接電流の制御信
号と溶接電流との関係を示すタイミングチャートであ
る。2 is a timing chart showing the relationship between the welding current control signal and the welding current in the embodiment shown in FIG. 1. FIG.
【図3】図2に示すタイミングチャートにおいて、溶接
電流の制御信号の周波数を高くした場合における溶接電
流の制御信号と溶接電流との関係を示すタイミングチャ
ートである。FIG. 3 is a timing chart showing the relationship between the welding current control signal and the welding current when the frequency of the welding current control signal is increased in the timing chart shown in FIG. 2;
【図4】図1に示す実施例において、溶接トランスの巻
数比と1次電流の電流変化量との関係を説明するグラフ
である。FIG. 4 is a graph illustrating the relationship between the turns ratio of the welding transformer and the amount of change in the primary current in the embodiment shown in FIG.
【図5】図1に示す実施例において、溶接トランスの夫
々の巻数比と、最大周波数および溶接トランスの重量と
の関係を説明するグラフである。5 is a graph for explaining the relationship between each winding ratio of the welding transformer, the maximum frequency, and the weight of the welding transformer in the embodiment shown in FIG.
【図6】従来技術におけるインバータ回路に出力される
制御信号の周波数と溶接トランスのコアの断面積との関
係を説明するグラフである。FIG. 6 is a graph illustrating the relationship between the frequency of the control signal output to the inverter circuit and the cross-sectional area of the core of the welding transformer in the related art.
【図7】従来技術における制御信号の周波数と出力電圧
との関係を説明するグラフである。FIG. 7 is a graph illustrating the relationship between the frequency of a control signal and the output voltage in the related art.
【符号の説明】 20…インバータ式直流抵抗溶接装置 24…インバータ回路 26…溶接トランス回路 28…溶接ガン部 30…制御回路 40、41…可動ガンアーム 50…溶接トランス 56、58、60、62…トランジスタ[Explanation of Codes] 20 ... Inverter type DC resistance welding device 24 ... Inverter circuit 26 ... Welding transformer circuit 28 ... Welding gun section 30 ... Control circuit 40, 41 ... Movable gun arm 50 ... Welding transformer 56, 58, 60, 62 ... Transistor
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮永 健二 埼玉県狭山市新狭山1−10−1 ホンダエ ンジニアリング株式会社内 (72)発明者 辻井 元 埼玉県狭山市新狭山1−10−1 ホンダエ ンジニアリング株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Kenji Miyanaga 1-10-1 Shin-Sayama, Sayama-shi, Saitama Prefecture Honda Engineering Co., Ltd. (72) Gen Moto Tsujii 1-10-1 Shin-sayama, Sayama-shi, Saitama Prefecture Engineering Co., Ltd.
Claims (1)
次電流によって生成するインバータ式直流抵抗溶接装置
の溶接トランスであって、 前記溶接トランスの巻数比と、前記パルス状の1次電流
の立上りおよび立下りにおける単位時間当たりの電流変
化量から、溶接トランスに通電される1次電流の周波数
が設定されることを特徴とするインバータ式直流抵抗溶
接装置の溶接トランス。1. A pulse-shaped welding current applied to a workpiece is used.
What is claimed is: 1. A welding transformer of an inverter type DC resistance welding device which is generated by a secondary current, wherein the welding transformer is obtained from the winding ratio of the welding transformer and the amount of change in current per unit time at the rising and falling of the pulsed primary current. A welding transformer of an inverter type DC resistance welding device, wherein a frequency of a primary current applied to the device is set.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4155011A JP2755524B2 (en) | 1992-06-15 | 1992-06-15 | Inverter type DC resistance welding equipment welding transformer |
GB9602165A GB2296348B (en) | 1992-06-15 | 1993-06-08 | Direct current resistance welding machine |
GB9311765A GB2267982B (en) | 1992-06-15 | 1993-06-08 | Direct current resistance welding machine and method of controlling the same |
US08/076,146 US5360959A (en) | 1992-06-15 | 1993-06-14 | Direct current resistance welding machine and method of controlling the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4155011A JP2755524B2 (en) | 1992-06-15 | 1992-06-15 | Inverter type DC resistance welding equipment welding transformer |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06656A true JPH06656A (en) | 1994-01-11 |
JP2755524B2 JP2755524B2 (en) | 1998-05-20 |
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ID=15596737
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
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JP (1) | JP2755524B2 (en) |
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JPH04284979A (en) * | 1991-03-11 | 1992-10-09 | Nkk Corp | Self-traveling type resistance seam welding machine |
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1992
- 1992-06-15 JP JP4155011A patent/JP2755524B2/en not_active Expired - Fee Related
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JP2755524B2 (en) | 1998-05-20 |
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