JPH07136776A - Inverter type resistance welding method and equipment therefor - Google Patents

Inverter type resistance welding method and equipment therefor

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JPH07136776A
JPH07136776A JP31133593A JP31133593A JPH07136776A JP H07136776 A JPH07136776 A JP H07136776A JP 31133593 A JP31133593 A JP 31133593A JP 31133593 A JP31133593 A JP 31133593A JP H07136776 A JPH07136776 A JP H07136776A
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JP
Japan
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vector
current
primary current
inverter
pulse
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Application number
JP31133593A
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Japanese (ja)
Inventor
Keiichiro Kitsunai
敬一郎 橘内
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Miyachi Technos Corp
Original Assignee
Miyachi Technos Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To effectively suppress biased manetization and to prevent breakdown of a circuit element, etc., by outputting a biased magnetization detection signal by a determination part when comparative erroneous angles given in order from a comparison part exceed an erroneous angle threshold value from a setting circuit. CONSTITUTION:The comparison part 56 compares monitoring vectors IM1, IM2, IM3... in order with a reference vector IS and the comparative erroneous angles theta1, theta2, theta3... are generated in order. The determination part 58 determines in order whether or not the comparative erroneous angles theta1, theta2, theta3... given in order from the comparison part 56 exceed the erroneous angle threshold value thetaM from the setting circuit and when these angles exceed the threshold value, the biased magnetization detection signal MD is outputted. When the biased magnetization detection signal MD is outputted from the determination part 58, an inverter control circuit brings down an inverter control pulse at a point of that time. Consequently, since a primary current is suppressed before sufficiently increasing in an exponential function, this does not exceed a limitter value and the threshold value and there is no fear that a switching element, etc., in the inverter circuit are broken down.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、インバータ式抵抗溶接
機の溶接トランスにおける偏磁現象を自動的に抑制する
ようにしたインバータ式抵抗溶接制御方法および装置に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inverter type resistance welding control method and apparatus for automatically suppressing a magnetic bias phenomenon in a welding transformer of an inverter type resistance welding machine.

【0002】[0002]

【従来の技術】インバータ式の抵抗溶接機は、溶接トラ
ンスに流す交流の周波数が高いため、溶接トランスのコ
アの断面積を小さくして、トランスの小型・軽量化をは
かることができるという利点がある。しかし、溶接トラ
ンスを小型・軽量化すると、正・負極のどちらか一方の
極性で磁気飽和になる現象、いわゆる偏磁現象が生じ易
い。偏磁現象が発生した状態で電流をそのまま流し続け
ると、溶接トランスに直流成分を重畳させて流したよう
な状態になり、蓄積された残留飽和による過大な一次電
流が流れてインバータ内のスイッチング素子等を焼損さ
せたりして極めて危険である。
2. Description of the Related Art Inverter-type resistance welding machines have the advantage that the cross-sectional area of the core of the welding transformer can be reduced and the size and weight of the transformer can be reduced because the frequency of the alternating current flowing through the welding transformer is high. is there. However, if the welding transformer is reduced in size and weight, a phenomenon of magnetic saturation depending on one of the positive and negative polarities, that is, a so-called magnetic bias phenomenon is likely to occur. If the current continues to flow as it is when the demagnetization phenomenon has occurred, it becomes as if a direct current component had been superimposed on the welding transformer, causing an excessive primary current due to residual saturation that has accumulated and causing a switching element in the inverter. It is extremely dangerous as it burns out etc.

【0003】そこで、従来は、インバータ制御部のリミ
ッタ機能を利用して、溶接トランスの一次電流がスイッ
チング素子等の最大許容電流値(限界値)よりも所定値
だけ低い設定値(リミッタ値)に達した時点でインバー
タ制御パルスを立ち下げる(切る)ような制御を行って
いた。
Therefore, conventionally, the limiter function of the inverter controller is used to set the primary current of the welding transformer to a set value (limiter value) lower than the maximum allowable current value (limit value) of the switching element or the like by a predetermined value. When it reached, control was performed such that the inverter control pulse was made to fall (cut).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、一般に、イン
バータ制御部でインバータ制御パルスを立ち下げてから
インバータ式抵抗溶接機で一次電流パルスが立ち下がる
までには幾らかの時間遅れ(一次電流遅れ)がある。こ
のため、偏磁現象が発生した場合は、図6に示すよう
に、リミッタ値IL に達した時点te でインバータ制御
パルスが立ち下がっても、インバータ式抵抗溶接機では
該時間遅れ(一次電流遅れ)の間に一次電流I1 が指数
関数的に急激に増大して一瞬にリミッタ値IL のみなら
ず限界値Iuをも越えてしまい、スイッチング素子等を
破壊するおそれがあった。
However, in general, there is some time delay (primary current delay) from the fall of the inverter control pulse in the inverter control unit to the fall of the primary current pulse in the inverter resistance welding machine. There is. Therefore, in the case where the demagnetization phenomenon occurs, as shown in FIG. 6, even if the inverter control pulse falls at the time point te when the limiter value IL is reached, the inverter type resistance welding machine will experience the time delay (primary current delay). During the period ()), the primary current I1 exponentially increases exponentially and exceeds the limit value IL as well as the limit value Iu in a moment, and there is a possibility that the switching element or the like is destroyed.

【0005】このような不具合を回避するために、従来
は、図7に示すように、一次電流遅れの分を見込んでリ
ミッタ値を本来の設定値IL よりもかなり低い値IL'ま
で下げて、偏磁が発生してから一次電流I1 がリミッタ
値IL'に到達するまでの時間を早めるような調整を行っ
ていた。しかし、そのような調整を行うと、図5におい
て破線I1'で示すように、偏磁現象のない正常な一次電
流パルスまでもが低めのリミッタ値IL'によってパルス
幅を制限され、被溶接材に供給可能な溶接電流または溶
接電力の最大実効値が制限されてしまうという新たな不
具合を生じた。
In order to avoid such a problem, conventionally, as shown in FIG. 7, the limiter value is lowered to a value IL 'considerably lower than the original set value IL, in consideration of the primary current delay. Adjustments are made to accelerate the time from the occurrence of magnetic bias until the primary current I1 reaches the limiter value IL '. However, if such an adjustment is performed, the pulse width is limited by the lower limiter value IL 'even for a normal primary current pulse without a magnetic bias phenomenon, as indicated by a broken line I1' in FIG. There was a new problem that the maximum effective value of the welding current or welding power that could be supplied to the engine was limited.

【0006】本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてな
されたもので、偏磁現象のない正常な一次電流パルスの
最大可能パルス幅を制限することなく偏磁を効果的に抑
制して回路素子等の破壊を確実に防止するようにしたイ
ンバータ式抵抗溶接制御方法および装置を提供すること
を目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and effectively suppresses the magnetic bias without limiting the maximum possible pulse width of the normal primary current pulse without the magnetic bias phenomenon. It is an object of the present invention to provide an inverter type resistance welding control method and device which surely prevent destruction of elements and the like.

【0007】[0007]

【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、本発明のインバータ式抵抗溶接制御方法は、商用
交流を整流して直流にし、前記直流をインバータにより
所定周波数のパルス状高周波交流に変換し、前記高周波
交流を溶接トランスに通したのち整流器に通して再び直
流にし、この直流を溶接電極を介して被溶接材に供給す
るようにしたインバータ式抵抗溶接制御方法において、
前記溶接トランスの一次電流を検出する第1のステップ
と、前記一次電流の各パルスの前半部ないし中間部の所
定の基準点または基準区間における前記一次電流の変化
率または平均変化率のベクトルを基準ベクトルとして求
める第2のステップと、前記基準点または基準区間以後
に所定の時間間隔毎に前記一次電流の変化率のベクトル
を監視ベクトルとして求める第3のステップと、前記監
視ベクトルを逐次前記基準ベクトルと比較し、その比較
誤差が所定値を越えるか否かを判定する第4のステップ
と、前記第4のステップの判定結果に応じて前記一次電
流の各パルスの立下げを制御する第5のステップとを有
する構成とした。
In order to achieve the above-mentioned object, an inverter type resistance welding control method of the present invention rectifies a commercial alternating current into a direct current, and the direct current is converted into a pulsed high frequency alternating current of a predetermined frequency by an inverter. In the inverter resistance welding control method, wherein the high-frequency alternating current is passed through a welding transformer and then made into a direct current again through a rectifier, and this direct current is supplied to the material to be welded via a welding electrode,
A first step of detecting the primary current of the welding transformer; and a vector of a rate of change or an average rate of change of the primary current at a predetermined reference point or reference section in the first half or the middle of each pulse of the primary current. A second step for obtaining a vector, a third step for obtaining a vector of the rate of change of the primary current as a monitoring vector at predetermined time intervals after the reference point or the reference section, and the monitoring vector successively for the reference vector And a fourth step of determining whether or not the comparison error exceeds a predetermined value, and a fifth step of controlling the fall of each pulse of the primary current according to the determination result of the fourth step. And a step.

【0008】また、上記の目的を達成するために、本発
明のインバータ式抵抗溶接制御装置は、商用交流を整流
して直流にし、前記直流をインバータにより所定周波数
のパルス状高周波交流に変換し、前記高周波交流を溶接
トランスに通したのち整流器に通して再び直流にし、こ
の直流を溶接電極を介して被溶接材に供給するようにし
たインバータ式抵抗溶接制御装置において、前記溶接ト
ランスの一次電流を検出する電流検出手段と、前記電流
検出手段の出力信号を受け取り、前記一次電流の各パル
スの前半部ないし中間部の所定の基準点または基準区間
における前記一次電流の変化率のベクトルを基準ベクト
ルとして求め、前記基準点または基準区間以後に所定の
間隔毎に前記一次電流の変化率のベクトルを監視ベクト
ルとして逐次求め、前記監視ベクトルを前記基準ベクト
ルと逐次比較し、その比較誤差が所定値を越えるか否か
を判定する偏磁検出手段と、前記偏磁検出手段からの判
定結果に応じて前記一次電流の各パルスの立下げを制御
するインバータ制御手段とを具備する構成とした。
In order to achieve the above object, the inverter resistance welding control apparatus of the present invention rectifies commercial alternating current into direct current, and converts the direct current into pulsed high frequency alternating current of a predetermined frequency by an inverter, After passing the high-frequency alternating current through the welding transformer and then through the rectifier to make it direct current again, in the inverter type resistance welding control device for supplying this direct current to the material to be welded through the welding electrode, the primary current of the welding transformer is Current detection means for detecting, and receiving the output signal of the current detection means, the vector of the rate of change of the primary current in a predetermined reference point or reference section of the first half or the middle part of each pulse of the primary current as a reference vector Then, the vector of the rate of change of the primary current is sequentially obtained as a monitoring vector at predetermined intervals after the reference point or the reference section. Sequential comparison of the monitoring vector with the reference vector, and a bias magnetic detection means for determining whether or not the comparison error exceeds a predetermined value, and each pulse of the primary current according to the determination result from the bias magnetic detection means. And an inverter control means for controlling the fall of the power supply.

【0009】本発明では、所定サイクル毎に一次電流の
各パルスにおいて前半部ないし中間部で基準ベクトルを
確定し、その後は、所定の時間間隔毎にパルス内各部を
サンプリングして変化率のベクトル(監視ベクトル)を
逐次求め、監視ベクトルが求まる度毎にそれを基準ベク
トルと比較し、その比較誤差が所定値を越えるか否かを
判定することによって、偏磁をその発生初期の段階で検
出する。偏磁が検出されると、直ちにインバータ制御パ
ルスが立ち下げられ、一次電流は指数関数的に十分増大
する前に抑制される。このように、一次電流パルス内の
各部の変化率のベクトル(大きさおよび向き)を動的に
モニタして、偏磁の検出および抑制を行うので、リミッ
タ機能に頼る必要はない。したがって、リミッタ値を本
来の最適値に設定することが可能であり、偏磁現象のな
い正常な一次電流パルスの最大可能パルス幅を可能な限
り大きくすることができる。
According to the present invention, the reference vector is determined in the first half or the middle of each pulse of the primary current in every predetermined cycle, and thereafter, each portion in the pulse is sampled at every predetermined time interval and the change rate vector ( (Monitoring vector) is successively obtained, and each time the monitoring vector is obtained, it is compared with the reference vector, and it is determined whether or not the comparison error exceeds a predetermined value, thereby detecting the magnetic bias at the initial stage of its occurrence. . Immediately upon detection of a bias, the inverter control pulse is dropped and the primary current is suppressed before it exponentially increases sufficiently. As described above, since the vector (magnitude and direction) of the rate of change of each part in the primary current pulse is dynamically monitored to detect and suppress the magnetic bias, it is not necessary to rely on the limiter function. Therefore, the limiter value can be set to the original optimum value, and the maximum possible pulse width of the normal primary current pulse without the magnetic bias phenomenon can be maximized.

【0010】[0010]

【実施例】以下、図1〜図5を参照して本発明の実施例
を説明する。図1は、本発明の一実施例によるインバー
タ式抵抗溶接機システムの主要な構成を示す。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 shows a main configuration of an inverter type resistance welding machine system according to an embodiment of the present invention.

【0011】三相の商用交流電源端子10に整流回路1
2の入力端子が接続され、整流回路12の出力端子には
直流が得られる。この直流は、コイル14とコンデンサ
16とからなる平滑回路で平滑されてからインバータ回
路18に入力される。このインバータ回路18は、GT
RまたはIGBTをスイッチング素子とする周知のもの
であって、入力した直流を高周波のスイッチング動作に
よってパルス状(矩形波)の高周波交流に変換する。イ
ンバータ回路18のスイッチングひいてはその高周波交
流出力のパルス幅は、後述するようにインバータ・ドラ
イブ回路40を介してインバータ制御回路42により制
御される。
A rectifier circuit 1 is connected to a three-phase commercial AC power supply terminal 10.
Two input terminals are connected, and direct current is obtained at the output terminal of the rectifier circuit 12. This direct current is smoothed by a smoothing circuit including the coil 14 and the capacitor 16, and then input to the inverter circuit 18. This inverter circuit 18 is a GT
This is a well-known device that uses R or IGBT as a switching element, and converts the input direct current into a pulsed (rectangular wave) high frequency alternating current by a high frequency switching operation. The switching of the inverter circuit 18, and thus the pulse width of its high-frequency AC output, is controlled by an inverter control circuit 42 via an inverter drive circuit 40, as will be described later.

【0012】インバータ回路18より出力された高周波
交流は溶接トランス20の一次側コイルに供給され、そ
の二次側コイルには降圧された高周波交流が得られる。
この高周波交流は一対のダイオード22a,22bから
なる整流回路24により直流に変換され、この直流の電
流Iw が溶接電極26a,26bを介して被溶接材28
a,28bに供給される。
The high frequency alternating current output from the inverter circuit 18 is supplied to the primary side coil of the welding transformer 20, and the reduced high frequency alternating current is obtained in the secondary side coil thereof.
This high-frequency alternating current is converted into direct current by the rectifier circuit 24 composed of a pair of diodes 22a and 22b, and this direct current Iw is passed through the welding electrodes 26a and 26b to the material to be welded 28.
a, 28b.

【0013】インバータ制御回路42は、パルス幅変調
(PWM)方式によりインバータ回路18の高周波交流
出力のパルス幅を制御するもので、タイミング回路46
からのスタート信号STを受けると周波数発生器44か
ら変調波たとえば一定周波数の三角波信号SFを入力し
てPWM信号SPWM を生成し、この信号SPWM をインバ
ータ制御パルスとしてインバータ回路18の各スイッチ
ング素子をオン・オフ制御する。
The inverter control circuit 42 controls the pulse width of the high frequency AC output of the inverter circuit 18 by the pulse width modulation (PWM) method, and the timing circuit 46.
When a start signal ST is received from the frequency generator 44, a modulation wave, for example, a triangular wave signal SF having a constant frequency is input to generate a PWM signal SPWM, and this signal SPWM is used as an inverter control pulse to turn on each switching element of the inverter circuit 18.・ Off control.

【0014】本実施例における電流検出手段は、溶接ト
ランス20の一次側コイルとインバータ回路18の出力
端子とを接続する導体(一次導体)に掛けられた電流セ
ンサたとえばトロイダルコイルまたはカレントトランス
30と、この電流センサ30の出力信号を基に一次電流
I1 の瞬時値を求める一次電流検出回路32とから構成
される。一次電流検出回路32で得られた一次電流検出
値[I1 ]は、リミッタ検出回路34と偏磁検出回路3
6とに与えられる。
The current detecting means in this embodiment includes a current sensor, for example, a toroidal coil or a current transformer 30, which is hung on a conductor (primary conductor) connecting the primary coil of the welding transformer 20 and the output terminal of the inverter circuit 18. A primary current detection circuit 32 for obtaining an instantaneous value of the primary current I1 based on the output signal of the current sensor 30. The primary current detection value [I1] obtained by the primary current detection circuit 32 is used as the limiter detection circuit 34 and the magnetic bias detection circuit 3
6 and given to.

【0015】リミッタ検出回路34は、周知の回路構成
を有するもので、一次電流検出回路32からの一次電流
検出値[I1 ]を設定回路38からのリミッタ値[IL
]と比較し、前者[I1 ]が後者[IL ]のレベルま
で達した時にリミッタ検出信号LGをインバータ制御回
路42に与える。
The limiter detection circuit 34 has a well-known circuit configuration, and the primary current detection value [I1] from the primary current detection circuit 32 is changed to the limiter value [IL] from the setting circuit 38.
], The limiter detection signal LG is given to the inverter control circuit 42 when the former [I1] reaches the latter [IL] level.

【0016】リミッタ値[IL ]は、偏磁現象の抑制と
は無関係に、インバータ回路18内のスイッチング素子
の破壊を招かない限度で正常なインバータ出力パルスの
パルス幅を最大値まで選べるようなレベルに設定され
る。本実施例では、後述するように、溶接トランス20
で偏磁が発生しても偏磁検出回路36およびインバータ
制御回路42により偏磁の初期段階で早期にパルス立下
げ制御が行われる。このため、リミッタ機能を偏磁の抑
制から独立させることができ、リミッタ値を本来の最適
値に設定することが可能となっている。
The limiter value [IL] is a level at which a normal pulse width of an inverter output pulse can be selected up to a maximum value within a range that does not damage the switching element in the inverter circuit 18 regardless of suppression of the magnetic bias phenomenon. Is set to. In this embodiment, as will be described later, the welding transformer 20 is used.
Even if the demagnetization occurs, the demagnetization detection circuit 36 and the inverter control circuit 42 perform the pulse fall control early in the demagnetization initial stage. For this reason, the limiter function can be made independent from the suppression of the bias magnetism, and the limiter value can be set to the original optimum value.

【0017】偏磁検出回路36は、溶接トランス20で
偏磁現象が発生しているか否かを検出する回路であり、
本実施例の特徴をなすものである。図2に、偏磁検出回
路36の具体的構成例を示す。この偏磁検出回路36
は、絶対値回路50、基準ベクトル演算部52、監視ベ
クトル演算部54、比較部56および判定部58から構
成される。
The bias magnetism detection circuit 36 is a circuit for detecting whether or not a bias magnetism phenomenon is occurring in the welding transformer 20.
This is a feature of this embodiment. FIG. 2 shows a specific configuration example of the bias magnetic detection circuit 36. This bias magnetic detection circuit 36
Is composed of an absolute value circuit 50, a reference vector calculation unit 52, a monitor vector calculation unit 54, a comparison unit 56, and a determination unit 58.

【0018】絶対値回路50は一次電流検出回路32か
らの一次電流検出値[I1 ]を絶対値化する回路であ
り、これにより一次電流I1 の負極性パルスも正極性パ
ルスに変換(反転)されたうえで、半サイクル毎で各パ
ルスが同じ演算処理を受けるようになっている。絶対値
回路50で絶対値化された一次電流検出値[I1 ]は基
準ベクトル演算部52と監視ベクトル演算部54とに入
力される。
The absolute value circuit 50 is a circuit for converting the primary current detection value [I1] from the primary current detection circuit 32 into an absolute value, whereby the negative polarity pulse of the primary current I1 is also converted (inverted) into a positive polarity pulse. Moreover, each pulse is subjected to the same arithmetic processing every half cycle. The primary current detection value [I1] that has been converted into an absolute value by the absolute value circuit 50 is input to the reference vector calculation unit 52 and the monitor vector calculation unit 54.

【0019】図3に、基準ベクトル演算部52および監
視ベクトル演算部54におけるベクトル演算処理の仕方
を示す。基準ベクトル演算部52は、一次電流I1 の各
パルスの立上がり時点t0 から所定時間Tb 経過後の時
点tb における[I1 ]の変化率のベクトル(大きさお
よび向き)を、または時点t0 から所定時間Ta 経過後
の時点ta と上記時点tb との間の区間Tcにおける
[I1 ]の平均変化率のベクトル(傾き)を、基準ベク
トル<Is >として求める。監視ベクトル演算部54
は、上記時点tb 以後に所定の時間間隔△TP 毎に[I
1 ]を高速でサンプリングして、各サンプリング点にお
ける一次電流I1 の変化率のベクトル(傾き)を監視ベ
クトル<IM1>,<IM2>,<IM3>,…として逐次求
める。
FIG. 3 shows a method of vector calculation processing in the reference vector calculation section 52 and the monitor vector calculation section 54. The reference vector calculation unit 52 calculates the vector (magnitude and direction) of the rate of change of [I1] at the time tb after the elapse of the predetermined time Tb from the rising time t0 of each pulse of the primary current I1, or the predetermined time Ta from the time t0. The vector (gradient) of the average change rate of [I1] in the section Tc between the time point ta after the lapse of time and the time point tb is obtained as the reference vector <Is>. Monitoring vector calculator 54
Is [I at every predetermined time interval ΔTP after the time tb.
1] is sampled at high speed, and the vector (gradient) of the rate of change of the primary current I1 at each sampling point is sequentially obtained as monitoring vectors <IM1>, <IM2>, <IM3>, ....

【0020】再び図2において、基準ベクトル演算部5
2からの基準ベクトル<Is >および監視ベクトル演算
部54からの監視ベクトル<IM1>,<IM2>,<IM3
>,…は比較部56に与えられる。
Referring again to FIG. 2, the reference vector calculation unit 5
2 from the reference vector <Is> and the monitoring vectors <IM1>, <IM2>, <IM3 from the monitoring vector calculator 54.
>, ... Are provided to the comparison unit 56.

【0021】比較部56は、監視ベクトル<IM1>,<
IM2>,<IM3>,…を基準ベクトル<Is >と逐次比
較し、比較誤差角<θ1 >,<θ2 >,<θ3 >,…を
逐次発生する。判定部58は、比較部56より逐次与え
られる比較誤差角<θ1 >,<θ2 >,<θ3 >,…が
設定回路38からの誤差角限界値<θM >を越えている
か否かを逐次判定し、越えているときは偏磁検出信号M
Dを出力する。判定部58より偏磁検出信号MDが出力
されると、その時点でインバータ制御回路42がインバ
ータ制御パルスSPWM を立ち下げるようになっている。
The comparator 56 monitors the monitor vectors <IM1>, <IM1>
, IM2>, <IM3>, ... are successively compared with the reference vector <Is>, and comparison error angles <θ1>, <θ2>, <θ3>, ... Are sequentially generated. The determination unit 58 sequentially determines whether or not the comparison error angles <θ1>, <θ2>, <θ3>, ... Given by the comparison unit 56 exceed the error angle limit value <θM> from the setting circuit 38. However, when it exceeds, the bias detection signal M
Output D. When the eccentricity detection signal MD is output from the determination unit 58, the inverter control circuit 42 causes the inverter control pulse SPWM to fall at that time.

【0022】上記のような偏磁検出回路36の各演算部
52〜58にはタイミング回路46からのクロック信号
CKが与えられる。なお、偏磁検出回路36の各部は、
DSPのような高速演算ハードウェア回路によって構成
されてよく、あるいはマイクロコンピュータによりソフ
トウエアで実現されてもよい。
The clock signal CK from the timing circuit 46 is applied to each of the arithmetic units 52 to 58 of the above-described bias magnetic detection circuit 36. In addition, each part of the bias magnetic detection circuit 36,
It may be configured by a high speed arithmetic hardware circuit such as a DSP, or may be realized by software by a microcomputer.

【0023】図4および図5に、偏磁検出回路36によ
る偏磁検出の作用を示す。上記のように、一次電流I1
の半サイクル毎の各パルスにつき、その中間部の所定の
基準点つまり立上がり時点t0 から所定時間Tb 経過後
の時点tb のところで基準ベクトル<Is >が確定され
る。そして、時点tb 以降は、所定の時間間隔△TP毎
に一次電流I1 の変化率が監視ベクトル<IM1>,<I
M2>,<IM3>,…として逐次求められ、それらの監視
ベクトル<IM1>,<IM2>,<IM3>,…と基準ベク
トル<Is >との比較誤差角<θ1 >,<θ2 >,<θ
3 >,…が逐次求められる。
FIGS. 4 and 5 show the operation of bias detection by the bias detection circuit 36. As described above, the primary current I1
For each pulse of each half cycle, the reference vector <Is> is determined at a predetermined reference point in the intermediate portion, that is, at a time tb after a lapse of a predetermined time Tb from the rising time t0. After the time point tb, the rate of change of the primary current I1 is monitored vectors <IM1>, <I at every predetermined time interval ΔTP.
M2>, <IM3>, ... Sequentially obtained, and the comparison error angles <θ1>, <θ2>, <of the monitor vectors <IM1>, <IM2>, <IM3>, ... And the reference vector <Is>. θ
3>, ... are successively obtained.

【0024】図4に示すように、偏磁が発生すると、監
視ベクトル<IM1>の傾きおよび絶対値が大きくなり、
それにつれて比較誤差角<θi >も大きくなる。そうし
て、図5に示すように比較誤差角<θj >が誤差角限界
値<θM >を越えると、その時点te で偏磁検出信号M
Dが発生され、これに応動してインバータ制御パルスS
PWM が立ち下げられる。これによって、インバータ回路
18内のスイッチング素子は全てオフ状態に切り換えら
れるが、一次電流遅れがあるために、一次電流I1 は制
御パルス立下げ時点te で直ぐには立ち下がらず、いっ
たん尖頭値IPまで増大してから立ち下がる。しかし、
尖等値IP がリミッタ値IL や限界値IU を越えるまで
には至らない。
As shown in FIG. 4, when the demagnetization occurs, the inclination and absolute value of the monitor vector <IM1> increase,
As a result, the comparison error angle <θi> also increases. Then, as shown in FIG. 5, when the comparison error angle <θj> exceeds the error angle limit value <θM>, the bias magnetic detection signal M is detected at the time te.
D is generated, and in response to this, the inverter control pulse S
PWM is turned off. As a result, all the switching elements in the inverter circuit 18 are switched to the OFF state, but because of the primary current delay, the primary current I1 does not fall immediately at the control pulse falling time te, but once reaches the peak value IP. It increases and then falls. But,
The peak value IP does not reach the limiter value IL or the limit value IU.

【0025】本実施例では、一次電流I1 の各パルスに
おいて中間部の基準点(tb)以後は高速サンプリングに
より微小な時間間隔で動的にパルス各部の変化率のベク
トル(大きさと向き)がモニタされ、偏磁が発生した時
は、その初期段階で偏磁検出信号MDが発生され、早期
にパルス立下げ制御が行われる。これにより、一次電流
I1 は指数関数的に十分増大する前に抑制されるために
リミッタ値IL や限界値IL を越えることがなく、イン
バータ回路18内のスイッチング素子等が破壊するおそ
れはない。
In the present embodiment, in each pulse of the primary current I1, after the reference point (tb) at the intermediate portion, the vector (magnitude and direction) of the rate of change of each pulse portion is dynamically monitored at minute time intervals by high-speed sampling. When the demagnetization occurs, the demagnetization detection signal MD is generated at the initial stage, and the pulse fall control is performed early. As a result, the primary current I1 is suppressed before it exponentially increases sufficiently, so that it does not exceed the limiter value IL or the limit value IL, and there is no fear that the switching elements or the like in the inverter circuit 18 will be destroyed.

【0026】なお、本実施例においては、半サイクル周
期で一次電流I1 の各パルスを監視するので、偏磁だけ
でなく、溶接トランス20の両極性で磁気飽和が発生し
た場合でも、上記と同様の作用によって一次電流I1 が
効果的に抑制され、回路素子等の破壊が防止される。狭
義の偏磁だけを抑制する場合は、1サイクル周期で一次
電流I1 の各パルスを監視してもよい。すなわち、残留
磁気との関係で偏磁は奇数番目のパルスで発生するが常
であるから、奇数番目のパルスについてだけ上記の偏磁
検出および抑制機能を働かせるようにしてもよい。
In this embodiment, since each pulse of the primary current I1 is monitored in the half cycle period, the same as above is applied not only when the magnetic field is biased but also when the magnetic saturation occurs in both polarities of the welding transformer 20. By this action, the primary current I1 is effectively suppressed, and the destruction of circuit elements and the like is prevented. When suppressing only the biased magnetic field in the narrow sense, each pulse of the primary current I1 may be monitored in one cycle period. That is, since the bias magnetism always occurs in the odd-numbered pulse in relation to the residual magnetism, the above-mentioned bias magnetism detection and suppression function may be activated only for the odd-numbered pulse.

【0027】また、上記した実施例では、偏磁検出回路
36において判定部58は比較部56からの比較誤差角
θi を設定された誤差角限界値θM を越えるか否かを判
定するようにしたが、そのような設定値θM を用いる代
わりに、監視ベクトルIMiの傾きが基準ベクトルIs の
傾きに対して所定の比率たとえば3倍の値に達した時点
で偏磁検出信号MDを発生するような構成とすることも
可能である。
Further, in the above-described embodiment, the determination unit 58 in the magnetic bias detection circuit 36 determines whether or not the comparison error angle θi from the comparison unit 56 exceeds the set error angle limit value θM. However, instead of using such a set value θM, the bias magnetic detection signal MD is generated at the time when the inclination of the monitor vector IMi reaches a predetermined ratio, for example, three times the inclination of the reference vector Is. It can also be configured.

【0028】また、一次電流パルスの波形はある関数に
沿って上昇するのが常であるから、この上昇関数または
上昇の挙動を予測しておき、実際の各一次電流パルスの
波形が該上昇関数に乗っているか外れているかを監視し
て、外れているときはその逸脱の程度が限界値を越える
直前で一次電流パルスを立ち下げするような制御を行っ
てもよい。
Further, since the waveform of the primary current pulse always rises along a certain function, this rising function or the behavior of the rise is predicted, and the actual waveform of each primary current pulse is the rising function. Whether or not the vehicle is on or off is monitored, and when it is off, control may be performed such that the primary current pulse is made to fall just before the degree of deviation exceeds the limit value.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のインバー
タ式抵抗溶接制御方法または装置によれば、一次電流パ
ルスの中間部ないし後半部における変化率のベクトルを
動的にモニタするので、偏磁を初期の段階で検出し、早
期にパルス立下げ制御を行うことができる。また、リミ
ッタ機能に頼らずに偏磁を抑制できるため、リミッタ値
を本来の最適値に設定し、偏磁現象のない正常な一次電
流パルスの最大可能パルス幅を可能な限り大きくするこ
とができる。
As described above, according to the inverter type resistance welding control method or apparatus of the present invention, the vector of the rate of change in the middle portion or the latter half portion of the primary current pulse is dynamically monitored. Can be detected at an early stage, and pulse fall control can be performed early. In addition, since bias magnetism can be suppressed without relying on the limiter function, the limiter value can be set to the original optimum value, and the maximum possible pulse width of a normal primary current pulse without bias magnetism phenomenon can be maximized. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例によるインバータ式抵抗溶接
機システムの構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an inverter resistance welding machine system according to an embodiment of the present invention.

【図2】実施例における偏磁検出回路の具体的構成例を
示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a specific configuration example of a bias magnetic detection circuit in the embodiment.

【図3】実施例における偏磁検出回路内のベクトル演算
処理の仕方を説明するための波形図である。
FIG. 3 is a waveform diagram for explaining a method of vector calculation processing in the bias magnetic detection circuit in the example.

【図4】実施例における偏磁検出の作用を説明するため
の波形図である。
FIG. 4 is a waveform diagram for explaining the action of bias magnetic detection in the example.

【図5】実施例における偏磁検出の作用を説明するため
のベクトル図である。
FIG. 5 is a vector diagram for explaining an operation of bias magnetism detection in the embodiment.

【図6】偏磁現象を示す波形図である。FIG. 6 is a waveform diagram showing a demagnetization phenomenon.

【図7】従来方式のリミッタ機能によって偏磁を抑制す
る場合の作用を説明するための波形図である。
FIG. 7 is a waveform diagram for explaining an operation when suppressing magnetic bias by a conventional limiter function.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

18 インバータ回路 20 溶接トランス 30 電流センサ 32 一次電流検出回路 36 偏磁検出回路 38 設定回路 42 インバータ制御回路 18 Inverter circuit 20 Welding transformer 30 Current sensor 32 Primary current detection circuit 36 Deflection detection circuit 38 Setting circuit 42 Inverter control circuit

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 商用交流を整流して直流にし、前記直流
をインバータにより所定周波数のパルス状高周波交流に
変換し、前記高周波交流を溶接トランスに通したのち整
流器に通して再び直流にし、この直流を溶接電極を介し
て被溶接材に供給するようにしたインバータ式抵抗溶接
制御方法において、 前記溶接トランスの一次電流を検出する第1のステップ
と、 前記一次電流の各パルスの前半部ないし中間部の所定の
基準点または基準区間における前記一次電流の変化率ま
たは平均変化率のベクトルを基準ベクトルとして逐次求
める第2のステップと、 前記基準点または基準区間以後に所定の時間間隔毎に前
記一次電流の変化率のベクトルを監視ベクトルとして逐
次求める第3のステップと、 前記監視ベクトルを前記基準ベクトルと逐次比較し、そ
の比較誤差が所定値を越えるか否かを判定する第4のス
テップと、 前記第4のステップの判定結果に応じて前記一次電流の
各パルスの立下げを制御する第5のステップと、を有す
ることを特徴とするインバータ式抵抗溶接制御方法。
1. A commercial alternating current is rectified into a direct current, the direct current is converted into a pulsed high frequency alternating current of a predetermined frequency by an inverter, the high frequency alternating current is passed through a welding transformer, and then passed through a rectifier to be converted back into a direct current. In a resistance welding control method of the inverter type adapted to supply the material to the material to be welded via a welding electrode, a first step of detecting a primary current of the welding transformer, and a first half portion or an intermediate portion of each pulse of the primary current. Second step of sequentially obtaining a vector of the rate of change or average rate of change of the primary current at a predetermined reference point or reference section as a reference vector, and the primary current at predetermined time intervals after the reference point or reference section. The step of sequentially obtaining the vector of the change rate of the monitoring vector as a monitoring vector, and the monitoring vector is sequentially compared with the reference vector. A fourth step of determining whether or not the comparison error exceeds a predetermined value, and a fifth step of controlling the fall of each pulse of the primary current according to the determination result of the fourth step, An inverter-type resistance welding control method comprising:
【請求項2】 商用交流を整流して直流にし、前記直流
をインバータにより所定周波数のパルス状高周波交流に
変換し、前記高周波交流を溶接トランスに通したのち整
流器に通して再び直流にし、この直流を溶接電極を介し
て被溶接材に供給するようにしたインバータ式抵抗溶接
制御装置において、 前記溶接トランスの一次電流を検出する電流検出手段
と、 前記電流検出手段の出力信号を受け取り、前記一次電流
の各パルスの前半部ないし中間部の所定の基準点または
基準区間における前記一次電流の変化率のベクトルを基
準ベクトルとして求め、前記基準点または基準区間以後
に所定の間隔毎に前記一次電流の変化率のベクトルを監
視ベクトルとして逐次求め、前記監視ベクトルを前記基
準ベクトルと逐次比較し、その比較誤差が所定値を越え
るか否かを判定する偏磁検出手段と、 前記偏磁検出手段からの判定結果に応じて前記一次電流
の各パルスの立下げを制御するインバータ制御手段と、
を具備することを特徴とするインバータ式抵抗溶接制御
装置。
2. A commercial alternating current is rectified into a direct current, the direct current is converted into a pulsed high frequency alternating current of a predetermined frequency by an inverter, and the high frequency alternating current is passed through a welding transformer and then passed through a rectifier to be turned into a direct current again. In the resistance welding control device of the inverter type adapted to supply to the material to be welded via the welding electrode, current detection means for detecting the primary current of the welding transformer, and an output signal of the current detection means, the primary current The vector of the rate of change of the primary current at a predetermined reference point or reference section in the first half or the middle of each pulse is obtained as a reference vector, and the change of the primary current at predetermined intervals after the reference point or reference section. A rate vector is sequentially obtained as a monitoring vector, the monitoring vector is sequentially compared with the reference vector, and the comparison error is a predetermined value. Means leaving polarized 磁検 determines whether obtain, an inverter control unit for controlling the falling edge of each pulse of the polarized 磁検 out the primary current in accordance with the determination result from the means,
An inverter type resistance welding control device comprising:
JP31133593A 1993-11-17 1993-11-17 Inverter type resistance welding method and equipment therefor Pending JPH07136776A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5257704B2 (en) * 2007-10-19 2013-08-07 株式会社村田製作所 Switching power supply

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5257704B2 (en) * 2007-10-19 2013-08-07 株式会社村田製作所 Switching power supply

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