JPH0810966A

JPH0810966A - 抵抗溶接機の制御装置

Info

Publication number: JPH0810966A
Application number: JP6143729A
Authority: JP
Inventors: Chihiro Okatsuchi; 千尋岡土; Tatsuaki Anpo; 達明安保
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba FA Systems Engineering Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba FA Systems Engineering Corp
Priority date: 1994-06-27
Filing date: 1994-06-27
Publication date: 1996-01-16

Abstract

(57)【要約】【目的】品質の良い溶接を行うと共に溶接電極の摩耗
を少なくして稼動率を向上させること。【構成】直流電圧をパルス幅変調して交流電圧に変換
するインバ―タ16と、前記交流電圧が加えられる一次巻
線を有し交流の溶接電流を供給する二次巻線を有する変
圧器３と、所定周波数の矩形波状の交流の電流基準を発
生し、この電流基準と前記インバ―タの出力電流とを比
較し、その偏差が零となるように前記インバ―タをＰＷ
Ｍ制御する制御手段９，23〜29を備え、波高値を一定と
した交流の溶接電流を供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インバ―タの交流出力
を変圧器の一次巻線に加え、二次巻線から交流の溶接電
流を供給する抵抗溶接機の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】抵抗溶接機の制御装置は、溶接電流の電
源として商用電源をそのまま用いるものと、商用電源を
一旦、直流に変換し、インバ―タを用いて所望の周波数
の交流に変換して用いるものがある。

【０００３】図５（ａ）は商用電源をそのまま用いる場
合の構成を示したもので、商用周波数の交流電源１の電
圧を逆並列接続されたサイリスタ２によって点弧位相を
制御し、制御された可変電圧が変圧器３の一次巻線に加
えられる。変圧器３の二次巻線は溶接電極５に接続さ
れ、電極５で挟んだ金属の溶接対象物に溶接電流を流し
て抵抗溶接を行う。

【０００４】溶接電流の大きさは、電流設定部７により
実効値で設定され、電流検出器４を介して検出される変
圧器３の一次電流は実効値演算部８で実効値に変換さ
れ、電流制御部９で両者が比較されその偏差を減少させ
る制御信号を出力し、位相制御部10で点弧位相を決定す
る。起動回路12から通電開始指令が与えられると、タイ
マ―13に設定された所定の期間、通電指令が出力され、
駆動回路11は位相制御部10から出力される点弧位相で点
弧パルスを出力し、サイリスタ２を導通させる。この場
合、図５（ｂ）に示すように、１サイクルの電源電圧の
正の半波と負の半波の点弧位相α₁ ，α₂ が対で制御さ
れる。また、変圧器３のリ―ケ―ジインダクタンスや二
次巻線と溶接電極５の間のケ―ブルに存在する浮遊イン
ダクタンス６により変圧器３の一次側から見た負荷は遅
れ力率となり、図５（ｂ）に示すような溶接電流Ｉが流
れる。

【０００５】この方式は電流の大きさが常に変化するの
で溶接部の熱の変動が大きく溶接品質に限界がある。ま
た、商用周波数の１サイクル毎の制御を行うので制御応
答に限界があり、最適溶接電流より余裕を持って溶接を
行わないと不良品が発生する場合がある。また、負荷の
力率が悪く単相負荷となるので３相電源の負荷にアンバ
ランスが生じる問題がある。

【０００６】これらの問題を解決したのが図６（ａ）に
示すインバ―タを用いたものである。この方式は、商用
周波数の３相の交流電源１から整流器14を介して直流電
圧を得、コンデンサ15で平滑された直流電圧をインバ―
タ16でパルス幅変調（ＰＷＭ）し、 600〜1000Ｈｚの高
周波の交流電圧Ｖ₁ に変換して変圧器３の一次巻線に加
え、二次巻線に誘起する交流電圧をダイオ―ド17で全波
整流して直流電圧Ｖ₂に変換し溶接電極５で挟んだ溶接
対象物に直流の溶接電流Ｉを流すようにしている。

【０００７】溶接電流は電流設定部７で定められ、変流
器４を介して検出される変圧器３の一次電流がシミュレ
―ション回路18で溶接電流に変換され、これらが電流制
御部９で比較されその偏差を零とする制御信号が出力さ
れる。この制御信号は、ＰＷＭ制御部20でキャリア発生
部19から出力される高周波の三角波と比較されるＰＷＭ
制御信号として駆動部11に入力され、起動回路12、タイ
マ―回路13を介して入力される通電指令の間駆動部11か
らＰＷＭ制御信号が出力されインバ―タ16は図６（ｂ）
に示すＰＷＭ制御された交流電圧Ｖ₁ を出力する。変圧
器３の二次巻線にはこれと同じ波形の低電圧の交流電圧
が誘起し、通電容量の大きいダイオ―ド17で全波整流さ
れた直流電圧Ｖ₂ に変換され、図示のような直流の溶接
電流を流すようにしている。この方式は、前述した問題
を解消して高品質の溶接を可能とし、しかも高周波を採
用することで変圧器を小形軽量化することができるとい
う利点がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
のインバ―タを用いた抵抗溶接機の制御装置では、変圧
器の二次側に設けたダイオ―ドの電力損失が大きく、イ
ンバ―タ出力の10〜15％にも達して効率低下の原因とな
り、ダイオ―ドを冷却するための水冷装置等を必要とす
る。また、直流の溶接電流を流すので溶接電極が電気分
解し、摩耗が激しく、溶接工程がロボット化されるにつ
れて電極交換のための休止期間が問題点として浮上して
いる。

【０００９】本発明は、上記の問題を解消するためにな
されたもので、その目的とするところは、品質の良い溶
接を効率良く行うと共に、溶接電極の摩耗を少なくし休
止期間を少なくして稼動率を向上させる抵抗溶接機の制
御装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明として、
直流電圧をパルス幅変調して交流電圧に変換するインバ
―タと、前記交流電圧が加えられる一次巻線を有し交流
の溶接電流を供給する二次巻線を有する変圧器と、所定
周波数の矩形波状の交流の電流基準を発生し、この電流
基準と前記インバ―タの出力電流とを比較し、その偏差
が零となるように前記インバ―タをＰＷＭ制御する制御
手段を備える。

【００１１】請求項２の発明として、更に、前記変圧器
の磁束密度を直接あるいは間接的に検出する検出手段を
備え、前記制御手段は、更に、前記検出手段の出力信号
が所定値を越えるとき、前記変圧器の磁束密度が所定値
を越えると判定して、前記電流基準の極性を反転させる
周波数補正手段を備えて構成する。

【００１２】請求項３の発明として、前記制御手段は、
更に、起動指令が与えられたとき、予め設定された時間
の通電指令を発生させ、この通電指令に応じて前記電流
基準を発生させ前記インバ―タをＰＷＭ制御する通電制
御手段と、通電指令の終了時点における前記変圧器の残
留磁束の極性を判定して、次の通電指令で最初に発生さ
せる前記電流基準の極性を決定する初期通電制御手段を
備える。

【００１３】請求項４の発明として、前記検出手段は、
前記変圧器の一次巻線と並列に接続される小容量のリア
クトルと、このリアクトルに流れる電流が所定値を越え
るとき、前記変圧器の磁束密度が所定値を越えると判定
するレベル検出手段を備えて構成する。

【００１４】請求項５の発明として、前記検出手段は、
前記変圧器の一次巻線と二次巻線に流れる電流をそれぞ
れ検出し、その差分値が所定値を越えるとき、前記変圧
器の磁束密度が所定値を越えると判定するレベル検出手
段を備えて構成する。

【００１５】請求項６の発明として、前記検出手段は、
前記変圧器の一次巻線に加えられる電圧を積分して前記
変圧器の磁束密度を模疑する磁束密度模疑手段と、模疑
した磁束密度が所定値を越えるとき信号を出力するレベ
ル検出手段を備えて構成する。

【００１６】請求項７の発明として、請求項３に記載の
前記初期通電制御手段は、通電指令の終了時点における
電流基準の極性と、最終通電周期における通電時間から
前記残留磁束の極性を判定する構成とする。

【００１７】請求項８の発明として、請求項３に記載の
前記初期通電制御手段は、通電指令の終了時点における
前記変圧器の励磁電流の極性から前記残留磁束の極性を
判定する構成とする。

【００１８】

【作用】請求項１の発明において、前記制御手段は、電
流基準とインバ―タ出力電流を比較してインバ―タ出力
電流が電流基準と等しくなるように前記インバ―タをＰ
ＷＭ制御する。これによりインバ―タは直流電圧をパル
ス幅変調してインバ―タ出力電流が電流基準と等しくな
るような交流電圧を変圧器の一次巻線に加え、二次巻線
から波高値が一定の矩形波状の交流の溶接電流が供給さ
れる。この場合、前記制御手段は、前記変圧器の磁束密
度が所定値を越えない範囲の所定周波数（40〜 100Ｈ
ｚ）の矩形波状の交流の電流基準を出力し、溶接電流の
極性が反転する過渡期間において変圧器の一次巻線にフ
ォ―シング電圧が加えられ速い電流変化率で溶接電流の
極性が反転する。

【００１９】請求項２の発明において、前記検出手段が
前記変圧器の磁束密度が所定値を越えると判定すると、
前記周波数補正手段によって電流基準の極性が反転さ
れ、周波数を高めるように作用させ磁束密度が所定値を
越えないように制御される。

【００２０】請求項３の発明において、起動指令が与え
られると、前記通電制御手段は予め設定された溶接時間
の通電指令を出力し、これに応じて前記電流基準が出力
され前記インバ―タは通電指令の間ＰＷＭ制御された交
流電圧を出力して前記変圧器の一次巻線に加える。ま
た、初期通電制御手段は、通電指令の終了時点で前記変
圧器の残留時速の極性を判定し、次の通電指令で最初に
出力する電流基準の極性を前記残留磁束の極性の反対の
極性の方向に変化するように決定する。これにより前記
変圧器の磁束の偏磁をなくし磁束変化分を有効に利用す
ることができる。

【００２１】請求項４の発明において、前記リアクトル
に流れる電流は前記変圧器の一次巻線に流れる励磁電流
に近似し、前記変圧器の磁束密度に近似され、前記リア
クトルに流れる電流が所定値を越えると、前記レベル検
出手段は前記変圧器の磁束密度が所定値を越えたと判定
する。

【００２２】請求項５の発明において、前記変圧器の一
次巻線に流れる電流から二次巻線に流れる電流を一次電
流に換算した値を減算しその差分値から該変圧器の励磁
電流を近似し、該変圧器の磁束密度を近似して、該差分
値が所定値を越えると、前記レベル検出手段は該変圧器
の磁束密度が所定値を越えたと判定する。

【００２３】請求項６の発明において、前記磁束密度模
疑手段は、前記変圧器の一次巻線に加えられる電圧を積
分して前記変圧器の磁束密度を模疑し、この値が所定値
を越えると前記レベル検出手段は前記変圧器の磁束密度
が所定値を越えたと判定する。

【００２４】請求項７の発明において、前記初期通電制
御手段は、最終通電周期の通電時間が半周期を越えると
き、通電指令の終了時点における電流基準の極性に対応
した残留磁束の極性と判定する。

【００２５】請求項８の発明において、前記初期通電制
御手段は、変圧器の磁束が励磁電流と同相で変化すると
仮定して、通電指令の終了時点における励磁電流の極性
に対応した残留磁束の極性と判定する。

【００２６】

【実施例】本発明の実施例を図１に示す。図１の構成は
請求項１，２，３，４，７に対応するものである。図１
において、23は一定周期のクロックパルスを発生するク
ロック発生回路を内蔵したカウンタで、通電指令ＲＵＮ
がアクティブの間、予め設定された数のクロックパルス
をカウントする度にオ―バ―フロ―してパルス信号Ａを
出力する。24は通電指令ＲＵＮがアクティブの間、パル
ス信号Ａが入力される度に極性の反転する矩形波状の一
定の大きさの信号Ｂを出力する極性決定回路である。25
は乗算器で信号Ｂと電流設定器７で設定された電流値Ｉ
_m とを乗算して矩形波状の交流の電流基準Ｉ^* を出力す
る。26は電流検出回路で変流器４の検出出力からインバ
―タ出力電流の瞬時値を検出する。27はラッチ回路で通
電指令ＲＵＮの終了時点におけるカウンタ23のカウント
値と極性決定回路24の出力信号Ｂの正負の極性を保持す
る。28は保持されたカウント値が所定カウントを越えた
かどうかを判定すると共に保持された信号Ｂの極性の正
負から残留磁束の極性を判定する判定回路、29は判定結
果に応じてカウンタ23を所定値にプリセットすると共に
極性決定回路24に次の通電指令ＲＵＮが入力されたと
き、最初に出力する信号Ｂの極性をプリセットするプリ
セット回路である。30は小容量のリアクトルで変圧器３
の励磁電流をシミュレ―ションするものである。31は電
流検出器、32は電流検出器31の検出出力が所定値を越え
るときカウンタ23をオ―バ―フロ―させてリセットする
パルス信号を出力するレベル検出回路である。その他は
従来と同様なので従来と同符号で示している。

【００２７】上記構成において、起動回路12、タイマ―
13を介して通電指令ＲＵＮがアクティブになると、図２
（ａ）に示すように、カウンタ23は一定周期のクロック
パルスのカウントを開始し、カウント値が所定数に達す
るとオ―バ―フロ―してゼロクリアすると共にパルス信
号Ａを出力し、再び０からカウントを開始する動作を繰
り返す。このパルス信号Ａが入力される度に極性決定回
路24は一定の大きさで正負に変化する矩形波状の信号Ｂ
を出力する。この信号Ｂは乗算器25で電流設定器７で設
定された電流値Ｉ_m と乗算されＩ_m の大きさで正負に変
化する矩形波状の電流基準Ｉ^* に変換される。従って、
電流基準Ｉ^* は信号Ｂと同じ波形で大きさがＩ_m とな
る。電流基準Ｉ^* は電流制御部９に入力され、変流器
４、電流検出回路26を介して検出されるインバ―タ出力
電流Ｉ₁ と比較され、Ｉ₁ がＩ^* に一致するように制御
信号が出力され、ＰＷＭ制御部20、駆動部11を介してイ
ンバ―タ16がＰＷＭ制御される。これにより変圧器３の
一次巻線にＰＷＭ制御された交流電圧Ｖが加えられ、二
次巻線から設定電流Ｉ_m に応じた交流の溶接電流Ｉ₂ が
供給される。

【００２８】この場合、変圧器３のリ―ケ―ジインダク
タンスや二次巻線から溶接電極５までのケ―ブルに存在
する浮遊インダクタンスによって、起動時や電流の極性
が反転する電流変化を伴う過渡期間において大きな逆起
電力が発生する。図２（ａ）のｔ₀ ，ｔ₁ 間やｔ₂ ，ｔ
₃ 間はこの過渡状態を示している。この過渡期間におい
て、インバ―タ出力電流Ｉ₁ と電流基準Ｉ^* との間には
電流制御の遅れによって大きな偏差が生じ、電流制御部
９は偏差を減少させる方向に最大の制御信号を出力し、
これに応じてインバ―タ16は最大の交流電圧を出力す
る。従って、電流変化を伴う過渡期間において、変圧器
３の一次巻線には図２（ａ）に示すようにフォ―シング
電圧が加えられ、このフォ―シング電圧を大きく設定す
ることにより電流変化率を大きくして電流の変化する過
渡期間を短かくすることができる。インバ―タ出力電流
Ｉ₁ が電流基準に一致して一定値に安定すると負荷（溶
接）抵抗と溶接電流で決まる電圧で安定し波高値が一定
のフラットな電流Ｉ₁ が流れる。変圧器３の励磁電流は
溶接電流と比較すると無視できるのでインバ―タ出力電
流Ｉ₁ は溶接電流Ｉ₂ と見なすことができる。

【００２９】溶接電極５に挟まれる溶接対象に付随する
金属が鉄板等の強磁性体であるとき、ケ―ブルの浮遊イ
ンダクタンス６はその影響を受け、かなりの幅で変化す
る。浮遊イダクタンス６が大きくなると電流変化率ｄｉ
／ｄｔが減少して過渡期間が延び溶接品質を低下させる
場合があるので、これらの条件を見込んでインバ―タの
最大出力電圧を決定しなければならない。変圧器３の磁
束密度は一次巻線に加えられる交流電圧の積分値で変化
し、変圧器の容量をインバ―タの最大出力電圧で設計す
ると必要以上に大きな容量の変圧器となり大形となる。
一般の変圧器は、図３（ａ）のＢ−Ｈ特性のＢ₁ に示す
ように最大磁束密度Ｂ₂ の60〜80％で設計するので変圧
器が大形となる。そこで、本実施例では、変圧器３の容
量は上述した条件のフォ―シング電圧程度を見込んだ通
常必要な容量とし、この条件を越えて浮遊インダクタン
スが増加したとき、磁束密度が図３（ａ）の最大磁束密
度Ｂ₂ を越えないように制限する機能を備えている。

【００３０】すなわち、リアクトル30は変圧器３のＢ−
Ｈ特性とほぼ等しい鉄心を用いて変圧器３の一次電圧を
加え、変圧器３の磁束密度を模疑する小容量のリアクト
ルとし、このリアクトル30に流れる電流ｉ_R は変圧器３
の励磁電流を模疑した波形となる。磁界の強さＨは励磁
電流に比例し、リアクトル30の鉄心のＢ−Ｈ特性が変圧
器３のＢ−Ｈ特性と同じであれは、リアクトル30の磁束
密度は変圧器３の磁束密度と等しくなる。従って、リア
クトル30に流れる電流ｉ_R を監視することで変圧器３の
磁束密度を監視することができ、電流ｉ_R の大きさが所
定値を越えるとき、レベル検出器32からパルス信号が出
力されカウンタ23をオ―バ―フロ―させると共にゼロク
リアさせ、極性決定回路24の出力信号Ｂの極性を反転さ
せる。これにより電流基準Ｉ^* の極性が反転してインバ
―タの出力電圧Ｖの極性が反転し、変圧器３の磁束密度
を所定値以下に制限することが可能となる。図３（ｂ）
の（イ）はインバ―タの出力電圧Ｖが低い場合、（ロ）
は高い場合を示したもので、説明を簡単にするためフォ
―シング電圧分は省略している。

【００３１】（イ）に示すように、インバ―タの出力電
圧Ｖが低い場合、リアクトル30に流れる電流ｉ_R は検出
レベル（±ｉ_RM）以下で変化するのでレベル検出器32は
動作せず、カウンタ23から出力されるパルス信号Ａは決
められた一定周波数で動作する。しかし、（ロ）に示す
ように、インバ―タの出力電圧Ｖが高くなり、リアクト
ル30に流れる電流ｉ_R が検出レベル（±ｉ_RM）を越える
とレベル検出器32が動作してパルス信号が出力され、こ
のパルス信号によりカウンタ23は設定されたカウント値
に達する前にオ―バ―フロ―されてパルス信号Ａが出力
され同時にゼロクリアされる。これにより極性決定回路
23の出力信号Ｂの極性が反転されインバ―タの出力電圧
Ｖの極性が反転し、リアクトル30に流れる電流ｉ_R は検
出レベル（±ｉ_RM）に制限され、結果としてインバ―タ
の出力周波数が少し高い方向に補正され、変圧器３の磁
束密度は所定値内に制限される。

【００３２】また、変圧器３の鉄心は、図３（ａ）のＢ
−Ｈ特性に示すように、最後に加えられた磁界の極性
（方向）によって残留磁束密度（±Ｂ₀ ）の極性が決定
され、最初にインバ―タから出力される電圧Ｖの極性に
よって鉄心の磁束密度変化を有効に使えるかどうかが決
まる。本実施例では、この残留磁束の極性に応じて最初
にインバ―タから出力する電圧Ｖの極性を決定する機能
を備え、常に変圧器鉄心の磁束変化を有効に利用してい
る。

【００３３】すなわち、ラッチ回路27は通電指令ＲＵＮ
の終了時点におけるカウンタ23のカウント値と極性決定
回路24の出力信号Ｂの極性を保持し、判定回路28は保持
された信号Ｂの極性からインバ―タの出力電圧Ｖの最終
通電時の極性を判別すると共に、保持されたカウント値
から最終通電時の極性で通電された時間をチェックし半
周期を越えて通電されたかどうかを判定して残留磁束の
極性を判定する。プリセット回路29は上記判定結果に応
じて次の通電指令ＲＵＮがアクティブになったとき極性
決定回路24から最初に出力する信号Ｂの極性をプリセッ
トすると共に、カウンタ23をオ―バ―フロ―するときの
カウント値の１／２にプリセットする。図２（ｂ）は、
通電終了時点ｔ₅ の直前の通電周期Ｔ_x が半周期以上の
場合を示した例で、この場合、次の通電指令ＲＵＮがア
クティブになる時点ｔ₆ で最初に出力される信号Ｂの極
性が反転して出力され、その最初の周期Ｔ_y はカウンタ
23が通常の周期の１／２でオ―バ―フロ―し信号Ｂの極
性が反転する。これにより通電指令に応じてインバ―タ
から出力される電圧Ｖは、変圧器鉄心の磁束変化を有効
に利用するように出力させることが可能となる。

【００３４】本実施例によれば、電流の極性が反転する
過渡期間の短かい矩形波状の溶接電流を供給することが
できるので品質の良い抵抗溶接を行うことが可能となり
しかも、交流の溶接電流なので溶接電極の電気分解を少
なくし摩耗を少なくすることが可能となる。また、変圧
器の磁束密度が所定値を越えないように制御されるので
最大磁束密度まで磁束変化を有効に利用することが可能
となり、変圧器を小形、軽量化することが可能となる。

【００３５】本発明の請求項５に対応する実施例の要部
構成を図４（ａ）に示す。この実施例は、変圧器３の二
次電流を検出する電流検出器41を設け、電流検出回路42
と４３を介して一次電流と二次電流を検出し、減算回路
４４で一次電流から一次電流に換算した二次電流を差し
引いて励磁電流ｉφを検出するようにしたものである。
この励磁電流ｉφを図１のレベル検出器23へ入力るよう
にして前述と同様の作用、効果を得ることができる。

【００３６】また、変圧器３の磁束密度は、一次巻線に
加えられる電圧から鉄心のＢ−Ｈ特性を考慮して電圧の
積分を行う磁束密度模疑手段を設け、模疑された磁束密
度が所定値を越えるとき、パルス信号を出力するレベル
検出手段で構成しても前述と同様の作用、効果を得るこ
とができる。（請求項６に対応）本発明の請求項８に対
応する実施例の要部構成を図４（ｂ）に示す。同図にお
いて、33は、変圧器３の励磁電流ｉφまたはリアクトル
30に流る電流ｉ_R の極性に対応した論理信号ＰＯＬを出
力する極性判別器であり、ラッチ回路27は通電指令ＲＵ
Ｎの終了時点で信号ＰＯＬを保持し、プリセット回路29
は保持した信号ＰＯＬの論理値に応じて次の通電指令Ｒ
ＵＮで最初に出力する信号Ｂの極性をプリセットする。
図４（ｃ）はインバ―タの出力電圧Ｖが矩形波状に出力
されたときの各信号波形例を示したもので、励磁電流と
磁束がほぼ同相となることから通電終了時点の励磁電流
の極性（信号ＰＯＬ）で残留磁束の極性を判別するよう
にしている。この実施例を用いても前述と同様の作用、
効果が得られる。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、交流の溶接電流を用い
るので溶接電極の電気分解による摩耗が少なくなり、電
極変換までの稼動期間が延び稼動率を向上させることが
できる。しかも、交流の溶接電流の波高値を一定にして
電流変化の過渡期間を短かくすることができ、ダイオ―
ドによる溶接電流の整流を行わないのでダイオ―ドの電
力損失がなくなり、品質の良い溶接を効率良く行うこと
ができる。更に、変圧器の磁束密度を最大限に利用する
ことが可能となるので変圧器を小形、軽量化することが
可能となり、経済性の高い抵抗溶接機の制御装置を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の請求項１〜４，７に対応する実施例の
構成図

【図２】上記実施例の作用を説明するための波形図

【図３】上記実施例の作用を説明するための図で、
（ａ）は変圧器鉄心のＢ−Ｈ特性図、（ｂ）は波形図

【図４】（ａ）本発明の請求項５に対応する実施例の要
部構成図、（ｂ）本発明の請求項８に対応する実施例の
要部構成図、（ｃ）上記実施例の作用を説明するための
波形図

【図５】（ａ）商用電源をそのまま用いた従来装置の構
成図、（ｂ）その作用を説明するための波形図

【図６】（ａ）インバ―タを用いた従来装置の構成図、
（ｂ）その作用を説明するための波形図

【符号の説明】

１…交流（商用）電源３…変圧器４，31，41…電流検出器５…溶接電極６…浮遊インダクタンス７…電流設定器９…電流制御部 11…駆動部 12…起動回路 13…タイマ― 14…整流器 15…コンデンサ 16…インバ―タ 19…キャリア発生部 20…ＰＷＭ制御部 23…カウンタ 24…極性決定回路 25…乗算器 26，42，43…電流検出回路 27…ラッチ回路 28…判定回路 29…プリセット回路 30…リアクトル 32…レベル検出器 33…極性判別回路 44…減算器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者安保達明東京都府中市東芝町１番地株式会社東芝府中工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直流電圧をパルス幅変調して交流電圧に
変換するインバ―タと、前記交流電圧が加えられる一次
巻線を有し交流の溶接電流を供給する二次巻線を有する
変圧器と、所定周波数の矩形波状の交流の電流基準を発
生し、この電流基準と前記インバ―タの出力電流とを比
較し、その偏差が零となるように前記インバ―タをＰＷ
Ｍ制御する制御手段を備えたことを特徴とする抵抗溶接
機の制御装置。
【請求項２】請求項１に記載の抵抗溶接機の制御装置
において、更に、前記変圧器の磁束密度を直接あるいは
間接的に検出する検出手段を備え、前記制御手段は、更
に、前記検出手段の出力信号が所定値を越えるとき、前
記変圧器の磁束密度が所定値を越えると判定して、前記
電流基準の極性を反転させる周波数補正手段を備えて構
成することを特徴とする抵抗溶接機の制御装置。
【請求項３】請求項１に記載の抵抗溶接機の制御装置
において、前記制御手段は、更に、起動指令が与えられ
たとき、予め設定された時間の通電指令を発生させ、こ
の通電指令に応じて前記電流基準を発生させ前記インバ
―タをＰＷＭ制御する通電制御手段と、通電指令の終了
時点における前記変圧器の残留磁束の極性を判定して、
次の通電指令で最初に発生させる前記電流基準の極性を
決定する初期通電制御手段を備えたことを特徴とする抵
抗溶接機の制御装置。
【請求項４】請求項２に記載の抵抗溶接機の制御装置
において、前記検出手段は、前記変圧器の一次巻線と並
列に接続される小容量のリアクトルと、このリアクトル
に流れる電流が所定値を越えるとき、前記変圧器の磁束
密度が所定値を越えると判定するレベル検出手段を備え
て構成することを特徴とする抵抗溶接機の制御装置。
【請求項５】請求項２に記載の抵抗溶接機の制御装置
において、前記検出手段は、前記変圧器の一次巻線と二
次巻線に流れる電流をそれぞれ検出し、その差分値が所
定値を越えるとき、前記変圧器の磁束密度が所定値を越
えると判定するレベル検出手段を備えて構成することを
特徴とする抵抗溶接機の制御装置。
【請求項６】請求項２に記載の抵抗溶接機の制御装置
において、前記検出手段は、前記変圧器の一次巻線に加
えられる電圧を積分して前記変圧器の磁束密度を模疑す
る磁束密度模疑手段と、模疑した磁束密度が所定値を越
えるとき信号を出力するレベル検出手段を備えて構成す
ることを特徴とする抵抗溶接機の制御装置。
【請求項７】請求項３に記載の抵抗溶接機の制御装置
において、前記初期通電制御手段は、通電指令の終了時
点における電流基準の極性と、最終通電周期における通
電時間から前記残留磁束の極性を判定する構成とするこ
とを特徴とする抵抗溶接機の制御装置。
【請求項８】請求項３に記載の抵抗溶接機の制御装置
において、前記初期通電制御手段は、通電指令の終了時
点における前記変圧器の励磁電流の極性から前記残留磁
束の極性を判定する構成とすることを特徴とする抵抗溶
接機の制御装置。