JPH09239555A - 抵抗溶接機の制御装置 - Google Patents
抵抗溶接機の制御装置Info
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- JPH09239555A JPH09239555A JP8048940A JP4894096A JPH09239555A JP H09239555 A JPH09239555 A JP H09239555A JP 8048940 A JP8048940 A JP 8048940A JP 4894096 A JP4894096 A JP 4894096A JP H09239555 A JPH09239555 A JP H09239555A
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- Inverter Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 溶接電流の変化範囲を狭めることなく、変圧
器２次側の無通電状態を確実に検出する。 【解決手段】 ＰＷＭ回路２６は、変圧器５の１次側検
出電流Ｉと電流基準Ｉ*との偏差を入力し、ＰＷＭ信号
を駆動回路２１を介してインバータ回路４に送ってい
る。電圧波形シミュレータ回路２８及び変調率検出回路
２９は、ＰＷＭ回路２６からのＰＷＭ信号に基き変圧器
５の１次側電圧Ｖ1 及び変調率Ｍを検出する。判定要素
演算回路３０は、１次側検出電流Ｉ、１次側電圧Ｖ1 、
変調率Ｍを入力して、変圧器５の２次側が無通電状態に
有るか否かについての判定要素を演算する。レベル検出
器２４は、この判定要素のレベルを検出し、無通電検出
回路２５は、そのレベルが所定値以上又は所定値以下の
場合に無通電状態と判別する。
器２次側の無通電状態を確実に検出する。 【解決手段】 ＰＷＭ回路２６は、変圧器５の１次側検
出電流Ｉと電流基準Ｉ*との偏差を入力し、ＰＷＭ信号
を駆動回路２１を介してインバータ回路４に送ってい
る。電圧波形シミュレータ回路２８及び変調率検出回路
２９は、ＰＷＭ回路２６からのＰＷＭ信号に基き変圧器
５の１次側電圧Ｖ1 及び変調率Ｍを検出する。判定要素
演算回路３０は、１次側検出電流Ｉ、１次側電圧Ｖ1 、
変調率Ｍを入力して、変圧器５の２次側が無通電状態に
有るか否かについての判定要素を演算する。レベル検出
器２４は、この判定要素のレベルを検出し、無通電検出
回路２５は、そのレベルが所定値以上又は所定値以下の
場合に無通電状態と判別する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、インバータ回路の
ＰＷＭ制御により、変圧器を介して溶接電流を供給す
る、抵抗溶接機の制御装置に関するものである。
ＰＷＭ制御により、変圧器を介して溶接電流を供給す
る、抵抗溶接機の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】抵抗溶接機の制御装置としてインバータ
を用いるものがある。この種の従来の装置を図３に示
す。
を用いるものがある。この種の従来の装置を図３に示
す。
【０００３】交流電源１の交流電圧は整流器２で直流に
変換され、コンデンサ３で平滑された後、ＩＧＢＴ（ス
イッチ素子）４１〜４４で成るインバータ４により、１
ｋＨｚ程度の高周波の交流に変換され、変圧器５により
低い交流電圧に変換された後、整流器７で直流に変換さ
れて溶接電極９に直流の溶接電流として供給される。溶
接電極９への配線部には浮遊インダクタンス８が存在
し、直流の溶接電流の平滑化に有効に作用している。
変換され、コンデンサ３で平滑された後、ＩＧＢＴ（ス
イッチ素子）４１〜４４で成るインバータ４により、１
ｋＨｚ程度の高周波の交流に変換され、変圧器５により
低い交流電圧に変換された後、整流器７で直流に変換さ
れて溶接電極９に直流の溶接電流として供給される。溶
接電極９への配線部には浮遊インダクタンス８が存在
し、直流の溶接電流の平滑化に有効に作用している。
【０００４】溶接電流の大きさは電流基準Ｉ* により制
御される。すなわち、溶接電流は変流器６を介して変圧
器５の一次電流として検出された後、溶接電流シミュレ
ータ回路１２により直流溶接電流の模擬信号（変圧器５
の一次側には溶接電流の内整流器７の環流電流は流れな
い）として検出される。電流制御器１３は、この検出電
流１を電流基準Ｉ* と比較し、その偏差を減少させるよ
うに電流制御信号ａを出力する。この信号ａは比較器１
５でキャリア発生器１４から出力される三角波ｂと比較
されＰＷＭ信号ｃとなる。キャリア発生器１４は三角波
の周期に同期した信号ｄを出力し、分配回路１６は信号
ｄに応じて出力信号ｅ，ｆのいずれか一方をアクティブ
にする。これによりアンド回路１７と１８を介して駆動
回路２１と２２に交互にＰＷＭ信号ｃが与えられる。
御される。すなわち、溶接電流は変流器６を介して変圧
器５の一次電流として検出された後、溶接電流シミュレ
ータ回路１２により直流溶接電流の模擬信号（変圧器５
の一次側には溶接電流の内整流器７の環流電流は流れな
い）として検出される。電流制御器１３は、この検出電
流１を電流基準Ｉ* と比較し、その偏差を減少させるよ
うに電流制御信号ａを出力する。この信号ａは比較器１
５でキャリア発生器１４から出力される三角波ｂと比較
されＰＷＭ信号ｃとなる。キャリア発生器１４は三角波
の周期に同期した信号ｄを出力し、分配回路１６は信号
ｄに応じて出力信号ｅ，ｆのいずれか一方をアクティブ
にする。これによりアンド回路１７と１８を介して駆動
回路２１と２２に交互にＰＷＭ信号ｃが与えられる。
【０００５】一方、起動回路１９から駆動信号ｇが入力
されるとタイマー２０が動作して設定時間のみ通電信号
ｈが出力され、駆動回路２１，２２を動作状態にするこ
とによりスイッチング信号ｊ，ｋが交互に出力される。
したがって、ＩＧＢＴ４１，ＩＧＢＴ４４のグループと
ＩＧＢＴ４３，ＩＧＢＴ４２のグループが交互にオンし
て高周波の交流電圧が変圧器５の一次側に与えられ、溶
接電流と溶接時間の制御が行われる。
されるとタイマー２０が動作して設定時間のみ通電信号
ｈが出力され、駆動回路２１，２２を動作状態にするこ
とによりスイッチング信号ｊ，ｋが交互に出力される。
したがって、ＩＧＢＴ４１，ＩＧＢＴ４４のグループと
ＩＧＢＴ４３，ＩＧＢＴ４２のグループが交互にオンし
て高周波の交流電圧が変圧器５の一次側に与えられ、溶
接電流と溶接時間の制御が行われる。
【０００６】ところで、溶接電極９やその配線ケーブル
等に傷損が発生し、変圧器５の２次側が無通電状態にな
った場合は、これを検出して警報を出力することが必要
となる。
等に傷損が発生し、変圧器５の２次側が無通電状態にな
った場合は、これを検出して警報を出力することが必要
となる。
【０００７】従来は、平均値検出回路２３が、シミュレ
ータ回路１２から１次側検出電流Ｉを入力してこれを平
均化し、レベル検出器２４がそのレベルを検出してい
た。そして、無通電検出回路２５は、検出レベルが、変
圧器５の励磁電流（一般に定格の１〜３％程度）よりや
や高いレベル（定格の５〜６％程度）を検出した場合
は、変圧器５の２次側が無通電状態になっていると判別
し、警報を出力していた。
ータ回路１２から１次側検出電流Ｉを入力してこれを平
均化し、レベル検出器２４がそのレベルを検出してい
た。そして、無通電検出回路２５は、検出レベルが、変
圧器５の励磁電流（一般に定格の１〜３％程度）よりや
や高いレベル（定格の５〜６％程度）を検出した場合
は、変圧器５の２次側が無通電状態になっていると判別
し、警報を出力していた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】一般に、変圧器の周波
数が低い（例えば、５０／６０Ｈｚ）用途の場合、コス
ト上の理由により、この変圧器の鉄心の磁束密度を比較
的高く設計する場合が多い。そのため、励磁電流が増加
したり変圧器が飽和したりするので、レベル検出器２４
の検出レベルを上昇させないと誤動作が発生する。しか
し、検出レベルを上昇させることは、電流基準Ｉ* の下
限値が制限されることになり、溶接電流の変化範囲を狭
くしてしまうという問題を生じさせることになる。
数が低い（例えば、５０／６０Ｈｚ）用途の場合、コス
ト上の理由により、この変圧器の鉄心の磁束密度を比較
的高く設計する場合が多い。そのため、励磁電流が増加
したり変圧器が飽和したりするので、レベル検出器２４
の検出レベルを上昇させないと誤動作が発生する。しか
し、検出レベルを上昇させることは、電流基準Ｉ* の下
限値が制限されることになり、溶接電流の変化範囲を狭
くしてしまうという問題を生じさせることになる。
【０００９】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、溶接電流の変化範囲を狭めることなく、変圧器２
次側の無通電状態を確実に検出することが可能な抵抗溶
接機の制御装置を提供することを目的としている。
あり、溶接電流の変化範囲を狭めることなく、変圧器２
次側の無通電状態を確実に検出することが可能な抵抗溶
接機の制御装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、請求項１記載の発明は、変圧器の１次側
にインバータ回路を接続すると共に、この変圧器の２次
側に溶接電極を接続し、インバータ回路の交流出力をＰ
ＷＭ制御することにより溶接電流の制御を行う抵抗溶接
機の制御装置において、前記変圧器の１次側に流れる電
流を検出する電流検出手段と、前記ＰＷＭ制御を行う際
に生成するＰＷＭ信号から前記変圧器の１次側電圧を演
算する電圧波形シミュレータ回路と、前記ＰＷＭ制御を
行う際に生成するＰＷＭ信号から変調率を検出する変調
率検出回路と、前記電流検出手段、前記電圧波形シミュ
レータ回路、前記変調率検出回路からの信号入力に基い
て、前記変換器の２次側が無通電状態になっているか否
かについての判定要素を演算する判定要素演算回路と、
前記判定要素演算回路の演算した判定要素のレベルを検
出するレベル検出回路と、前記レベル検出回路が検出し
たレベルが所定値以上又は所定値以下となった場合に、
前記変圧器の２次側が無通電状態になっていることを判
別する無通電検出回路と、を備えたことを特徴とする。
の手段として、請求項１記載の発明は、変圧器の１次側
にインバータ回路を接続すると共に、この変圧器の２次
側に溶接電極を接続し、インバータ回路の交流出力をＰ
ＷＭ制御することにより溶接電流の制御を行う抵抗溶接
機の制御装置において、前記変圧器の１次側に流れる電
流を検出する電流検出手段と、前記ＰＷＭ制御を行う際
に生成するＰＷＭ信号から前記変圧器の１次側電圧を演
算する電圧波形シミュレータ回路と、前記ＰＷＭ制御を
行う際に生成するＰＷＭ信号から変調率を検出する変調
率検出回路と、前記電流検出手段、前記電圧波形シミュ
レータ回路、前記変調率検出回路からの信号入力に基い
て、前記変換器の２次側が無通電状態になっているか否
かについての判定要素を演算する判定要素演算回路と、
前記判定要素演算回路の演算した判定要素のレベルを検
出するレベル検出回路と、前記レベル検出回路が検出し
たレベルが所定値以上又は所定値以下となった場合に、
前記変圧器の２次側が無通電状態になっていることを判
別する無通電検出回路と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記判定要素は、前記変圧器の１次側電圧
位相又は１次側電流基準位相の９０度付近における１次
側検出電流であること、を特徴とする。
明において、前記判定要素は、前記変圧器の１次側電圧
位相又は１次側電流基準位相の９０度付近における１次
側検出電流であること、を特徴とする。
【００１２】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記判定要素は、前記変圧器の１次側電圧
位相又は１次側電流基準位相の９０度付近におけるＰＷ
Ｍ変調率及び１次側検出電流であり、前記無通電検出回
路は、前記ＰＷＭ変調率が１であり、且つ前記１次側検
出電流が所定値以下である場合に、前記無通電状態と判
別するものである、ことを特徴とする。
明において、前記判定要素は、前記変圧器の１次側電圧
位相又は１次側電流基準位相の９０度付近におけるＰＷ
Ｍ変調率及び１次側検出電流であり、前記無通電検出回
路は、前記ＰＷＭ変調率が１であり、且つ前記１次側検
出電流が所定値以下である場合に、前記無通電状態と判
別するものである、ことを特徴とする。
【００１３】請求項４記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記判定要素は、前記１次側電圧位相又は
１次側電流基準位相の１８０度手前付近から１８０度ま
での区間におけるＰＷＭ変調率及び１次側検出電流であ
り、前記無通電検出回路は、前記１次側検出電流が電流
基準付近のレベルを維持し、且つ前記ＰＷＭ変調率が次
第に低下している場合に、前記無通電状態と判別するも
のである、ことを特徴とする。
明において、前記判定要素は、前記１次側電圧位相又は
１次側電流基準位相の１８０度手前付近から１８０度ま
での区間におけるＰＷＭ変調率及び１次側検出電流であ
り、前記無通電検出回路は、前記１次側検出電流が電流
基準付近のレベルを維持し、且つ前記ＰＷＭ変調率が次
第に低下している場合に、前記無通電状態と判別するも
のである、ことを特徴とする。
【００１４】請求項５記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記判定要素は、前記変圧器の１次側電圧
位相に対する１次側検出電流位相の遅れであり、前記無
通電検出回路は、前記遅れが約９０度となった場合に、
前記無通電状態と判別するものである、ことを特徴とす
る。
明において、前記判定要素は、前記変圧器の１次側電圧
位相に対する１次側検出電流位相の遅れであり、前記無
通電検出回路は、前記遅れが約９０度となった場合に、
前記無通電状態と判別するものである、ことを特徴とす
る。
【００１５】請求項６記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記判定要素は、前記変圧器の１次側検出
電流についての実効値と平均値との比又はピーク値と平
均値との比であり、前記無通電検出回路は、前記実効値
と平均値との比又は前記ピーク値と平均値との比が所定
値以上である状態が所定区間以上継続した場合に、前記
無通電状態と判別するものである、ことを特徴とする。
明において、前記判定要素は、前記変圧器の１次側検出
電流についての実効値と平均値との比又はピーク値と平
均値との比であり、前記無通電検出回路は、前記実効値
と平均値との比又は前記ピーク値と平均値との比が所定
値以上である状態が所定区間以上継続した場合に、前記
無通電状態と判別するものである、ことを特徴とする。
【００１６】請求項７記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記判定要素は、前記変圧器の１次側電圧
又は変調率の変化率と１次側検出電流の変化率であり、
前記無通電検出回路は、前記両変化率の極性が一致しな
い区間を検出した場合に、前記無通電状態と判別するも
のである、ことを特徴とする。
明において、前記判定要素は、前記変圧器の１次側電圧
又は変調率の変化率と１次側検出電流の変化率であり、
前記無通電検出回路は、前記両変化率の極性が一致しな
い区間を検出した場合に、前記無通電状態と判別するも
のである、ことを特徴とする。
【００１７】請求項８記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記判定要素は、前記変圧器の１次側電圧
及び１次側検出電流に基き求められる電力又は力率であ
り、前記無通電検出回路は、前記電力又は力率が所定値
以下である場合に、前記無通電状態と判別するものであ
る、ことを特徴とする。
明において、前記判定要素は、前記変圧器の１次側電圧
及び１次側検出電流に基き求められる電力又は力率であ
り、前記無通電検出回路は、前記電力又は力率が所定値
以下である場合に、前記無通電状態と判別するものであ
る、ことを特徴とする。
【００１８】請求項９記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記判定要素は、前記変圧器の１次側検出
電流であり、前記無通電検出回路は、前記１次側検出電
流の所定値以上となる区間が所定区間より短い場合に、
前記無通電状態と判別するものである、ことを特徴とす
る。
明において、前記判定要素は、前記変圧器の１次側検出
電流であり、前記無通電検出回路は、前記１次側検出電
流の所定値以上となる区間が所定区間より短い場合に、
前記無通電状態と判別するものである、ことを特徴とす
る。
【００１９】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施形態の構成図
であり、図３と同様の構成要素には同一符号を付して重
複した説明を省略する。なお、本実施形態では、電流基
準Ｉ* を商用周波数程度の交流とし、これを変圧器５の
２次側では整流せずに、そのまま用いることとしてい
る。したがって、変圧器５は大きくなるものの整流回路
のダイオードか不要となるので、２次側のロスを少くす
ることができる。
であり、図３と同様の構成要素には同一符号を付して重
複した説明を省略する。なお、本実施形態では、電流基
準Ｉ* を商用周波数程度の交流とし、これを変圧器５の
２次側では整流せずに、そのまま用いることとしてい
る。したがって、変圧器５は大きくなるものの整流回路
のダイオードか不要となるので、２次側のロスを少くす
ることができる。
【００２０】図１において、電流制御回路１３は電流基
準Ｉ* 及び１次側検出電流Ｉを入力し、これらの偏差信
号を出力する。ＰＷＭ回路２６は、電流制御回路１３か
らの信号をルート化したＰＷＭ信号を、クロック回路２
７からのクロック信号に同期させて出力する。駆動回路
２１は、このＰＷＭ信号によりインバータ回路４のＩＧ
ＢＴ４１〜４４を駆動する。
準Ｉ* 及び１次側検出電流Ｉを入力し、これらの偏差信
号を出力する。ＰＷＭ回路２６は、電流制御回路１３か
らの信号をルート化したＰＷＭ信号を、クロック回路２
７からのクロック信号に同期させて出力する。駆動回路
２１は、このＰＷＭ信号によりインバータ回路４のＩＧ
ＢＴ４１〜４４を駆動する。
【００２１】ＰＷＭ回路２６は、また、電圧波形シミュ
レータ回路２８及び変調率検出回路２９にもＰＷＭ信号
を出力する。電圧波形シミュレータ回路２８及び変調率
検出回路２９は、それぞれＰＷＭ信号をルート化し、１
次側電圧波形信号及び変調波信号を判定要素演算回路３
０に出力する。
レータ回路２８及び変調率検出回路２９にもＰＷＭ信号
を出力する。電圧波形シミュレータ回路２８及び変調率
検出回路２９は、それぞれＰＷＭ信号をルート化し、１
次側電圧波形信号及び変調波信号を判定要素演算回路３
０に出力する。
【００２２】判定要素演算回路３０は、変流器６からの
１次側検出電流Ｉ、電圧波形シミュレータ回路２８から
の電圧波形信号、変調率検出回路２９からの変調波信号
を入力し、変圧器５の２次側が無通電状態になっている
か否かを判定するための判定要素を演算する。レベル検
出回路２４は、この判定要素のレベルを検出し、無通電
検出回路２５は、この検出したレベルから、無通電状態
についての判別を行う。
１次側検出電流Ｉ、電圧波形シミュレータ回路２８から
の電圧波形信号、変調率検出回路２９からの変調波信号
を入力し、変圧器５の２次側が無通電状態になっている
か否かを判定するための判定要素を演算する。レベル検
出回路２４は、この判定要素のレベルを検出し、無通電
検出回路２５は、この検出したレベルから、無通電状態
についての判別を行う。
【００２３】図１のようなインバータ回路４によるＰＷ
Ｍ制御では、電流基準Ｉ* と一致するように１次側検出
電流Ｉを制御するので、この１次側検出電流Ｉの最大値
が電流基準Ｉ* を大幅に超えることはない。そして、負
荷オープン時すなわち変圧器５の２次側無通電時には、
変圧器５の励磁電流（鉄心が飽和することが多い）を１
次側電流として検出することができる。鉄心が飽和する
と１次側電流は部分的には流れるがその波形率が悪化す
るなど種々の特徴が現われる。本発明は、変圧器５の２
次側が無通電状態になった場合に、１次側の波形に現わ
れる種々の特徴を利用して、この無通電状態を検出しよ
うとするものである。
Ｍ制御では、電流基準Ｉ* と一致するように１次側検出
電流Ｉを制御するので、この１次側検出電流Ｉの最大値
が電流基準Ｉ* を大幅に超えることはない。そして、負
荷オープン時すなわち変圧器５の２次側無通電時には、
変圧器５の励磁電流（鉄心が飽和することが多い）を１
次側電流として検出することができる。鉄心が飽和する
と１次側電流は部分的には流れるがその波形率が悪化す
るなど種々の特徴が現われる。本発明は、変圧器５の２
次側が無通電状態になった場合に、１次側の波形に現わ
れる種々の特徴を利用して、この無通電状態を検出しよ
うとするものである。
【００２４】図２は、変圧器５の１次側電圧Ｖ1 、１次
側検出電流Ｉ、電流基準Ｉ* の各波形を示したものであ
る。図２（ａ）は負荷オープン時すなわち２次側無通電
時のものであり、図２（ｂ）は正常時のものである。
側検出電流Ｉ、電流基準Ｉ* の各波形を示したものであ
る。図２（ａ）は負荷オープン時すなわち２次側無通電
時のものであり、図２（ｂ）は正常時のものである。
【００２５】いま、２次側ケーブルの断線や溶接電極９
の圧接不良等により溶接条件ができていない場合には、
これを警報出力により知らせる必要がある。このような
状態では、図２（ａ）に示すように、時刻ｔ0 にて電流
基準Ｉ* を入力し、インバータ回路４の出力により変圧
器５の１次側に全電圧を加え、電流Ｉを速やかに電流基
準Ｉ* と一致させるようにする。
の圧接不良等により溶接条件ができていない場合には、
これを警報出力により知らせる必要がある。このような
状態では、図２（ａ）に示すように、時刻ｔ0 にて電流
基準Ｉ* を入力し、インバータ回路４の出力により変圧
器５の１次側に全電圧を加え、電流Ｉを速やかに電流基
準Ｉ* と一致させるようにする。
【００２６】しかし、変圧器５の２次側はオープンとな
っていため、検出電流Ｉは励磁電流のみで定格電流Ｉの
２〜３％程度である。そして、定常的には電流基準Ｉ*
の９０°位相（時刻ｔ1 ）付近で励磁電流は最低とな
る。したがって、判定要素演算回路３０により、１次側
電圧Ｖ1 又は電流基準Ｉ* の９０°位相の位置における
１次側検出電流Ｉを求め、レベル検出回路２４及び無通
電検出回路２５により、そのレベルが著しく低いことを
検出した場合には変圧器５の２次側が無通電状態となっ
ていることを検出できる。
っていため、検出電流Ｉは励磁電流のみで定格電流Ｉの
２〜３％程度である。そして、定常的には電流基準Ｉ*
の９０°位相（時刻ｔ1 ）付近で励磁電流は最低とな
る。したがって、判定要素演算回路３０により、１次側
電圧Ｖ1 又は電流基準Ｉ* の９０°位相の位置における
１次側検出電流Ｉを求め、レベル検出回路２４及び無通
電検出回路２５により、そのレベルが著しく低いことを
検出した場合には変圧器５の２次側が無通電状態となっ
ていることを検出できる。
【００２７】変圧器５の２次側が無通電状態になってい
ることは、図２（ａ）の波形に現われた次のような特徴
を利用することによっても検出することができる。
ることは、図２（ａ）の波形に現われた次のような特徴
を利用することによっても検出することができる。
【００２８】（イ）９０°位相（時刻ｔ1 ）付近におけ
る変調率Ｍは１であり、そのときの検出電流Ｉのレベル
は著しく低いものとなっているが、これは負荷側に電流
を流すことができなくなっていることを意味しており、
無通電状態と判別することができる。
る変調率Ｍは１であり、そのときの検出電流Ｉのレベル
は著しく低いものとなっているが、これは負荷側に電流
を流すことができなくなっていることを意味しており、
無通電状態と判別することができる。
【００２９】（ロ）時刻ｔ2 〜ｔ3 を見ると、時刻ｔ2
で電流Ｉが電流基準Ｉ* と同レベルに到達し、時刻ｔ3
まで同レベルを維持している。しかし、１次側電圧Ｖ1
及び変調率Ｍは、この間に急速に低下している。これ
は、時刻ｔ2 で変圧器５が飽和したことを意味してお
り、これにより変圧器５の２次側の無通電を検出でき
る。
で電流Ｉが電流基準Ｉ* と同レベルに到達し、時刻ｔ3
まで同レベルを維持している。しかし、１次側電圧Ｖ1
及び変調率Ｍは、この間に急速に低下している。これ
は、時刻ｔ2 で変圧器５が飽和したことを意味してお
り、これにより変圧器５の２次側の無通電を検出でき
る。
【００３０】（ハ）１次側電圧Ｖ1 に対し、１次側検出
電流Ｉの位相が約９０°遅れているが、これも変圧器５
が飽和して電力が負荷側に供給されていないことを意味
している。
電流Ｉの位相が約９０°遅れているが、これも変圧器５
が飽和して電力が負荷側に供給されていないことを意味
している。
【００３１】（ニ）電力Ｐ及び力率は下記の演算式から
求められるが、この電力Ｐや力率が著しく低いことから
も２次側の無通電状態を検出できる。
求められるが、この電力Ｐや力率が著しく低いことから
も２次側の無通電状態を検出できる。
【００３２】
【数１】 （ホ）図２（ａ）と図２（ｂ）との比較から明らかなよ
うに、図２（ａ）の検出電流Ｉの波形はピーク状となっ
ており、ピーク状となっている区間では、〔実効値／平
均値〕の値又は〔ピーク値／平均値〕の値が大きくなっ
ている。これらのことから２次側の無通電状態を検出で
きる。
うに、図２（ａ）の検出電流Ｉの波形はピーク状となっ
ており、ピーク状となっている区間では、〔実効値／平
均値〕の値又は〔ピーク値／平均値〕の値が大きくなっ
ている。これらのことから２次側の無通電状態を検出で
きる。
【００３３】（ヘ）図２（ａ）の検出電流Ｉと図２
（ｂ）の検出電流Ｉとを比較してみれば明らかなよう
に、レベルが一定となる区間は図２（ａ）の方が著しく
短い。これらのことから２次側の無通電状態を検出でき
る。
（ｂ）の検出電流Ｉとを比較してみれば明らかなよう
に、レベルが一定となる区間は図２（ａ）の方が著しく
短い。これらのことから２次側の無通電状態を検出でき
る。
【００３４】（ト）図２（ａ）において、時刻ｔ1 〜ｔ
2 では電流Ｉが増加しているにもかかわらず電圧Ｖ1 は
一定であり、また、時刻ｔ2 〜ｔ3 では電圧Ｖ1 が低下
しているにもかかわらず電流Ｉが一定となっている。し
たがって、電圧Ｖ1 及び電流Ｉの変化率についての極性
を求め、両者の極性が一致しない区間がある場合には、
２次側が無通電状態になっていると判別できる。
2 では電流Ｉが増加しているにもかかわらず電圧Ｖ1 は
一定であり、また、時刻ｔ2 〜ｔ3 では電圧Ｖ1 が低下
しているにもかかわらず電流Ｉが一定となっている。し
たがって、電圧Ｖ1 及び電流Ｉの変化率についての極性
を求め、両者の極性が一致しない区間がある場合には、
２次側が無通電状態になっていると判別できる。
【００３５】上述した無通電状態の検出方法は、変圧器
１次側の各信号の波形の特徴を利用して行うものであ
り、電流基準Ｉ* のレベルを引上げる必要はない。した
がって、溶接電流の変化範囲を狭くすることなく、２次
側の無通電状態を検出することができる。そして、上記
の構成は、マイクロコンピュータにより容易に実現でき
る。
１次側の各信号の波形の特徴を利用して行うものであ
り、電流基準Ｉ* のレベルを引上げる必要はない。した
がって、溶接電流の変化範囲を狭くすることなく、２次
側の無通電状態を検出することができる。そして、上記
の構成は、マイクロコンピュータにより容易に実現でき
る。
【００３６】なお、図１では変圧器５の２次側を交流の
まま使用する構成について説明したが、図３のように変
圧器５の２次側を整流する方式に対しても本発明を適用
することができる。
まま使用する構成について説明したが、図３のように変
圧器５の２次側を整流する方式に対しても本発明を適用
することができる。
【００３７】また、上記実施形態では、変圧器５の１次
側電圧Ｖ1 をＰＷＭ信号から求めるようにしているが、
変圧器に３次巻線を設けたり、電圧検出用の変圧器を別
個に設けることにより１次側電圧Ｖ1 を求める構成とす
ることもできる。
側電圧Ｖ1 をＰＷＭ信号から求めるようにしているが、
変圧器に３次巻線を設けたり、電圧検出用の変圧器を別
個に設けることにより１次側電圧Ｖ1 を求める構成とす
ることもできる。
【００３８】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、溶接電
流の変化範囲を狭めることなく、変圧器２次側の無通電
状態を確実に検出することが可能になる。
流の変化範囲を狭めることなく、変圧器２次側の無通電
状態を確実に検出することが可能になる。
【図１】本発明の実施形態の構成図。
【図２】図１の変圧器の２次側が異常な場合及び正常な
場合の各信号の波形を示す波形図。
場合の各信号の波形を示す波形図。
【図３】従来装置の構成図。
４ インバータ回路 ５ 変圧器 ９ 溶接電極 ２４ レベル検出回路 ２５ 無通電検出回路 ２６ ＰＷＭ回路 ２８ 電圧波形シミュレータ回路 ２９ 変調率検出回路 ３０ 判定要素演算回路
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成８年４月２３日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００４】溶接電流の大きさは電流基準Ｉ＊により制
御される。すなわち、溶接電流は変流器６を介して変圧
器５の一次電流として検出された後、溶接電流シミュレ
ータ回路１２により直流溶接電流の模擬信号（変圧器５
の一次側には溶接電流の内整流器７の環流電流は流れな
い）として検出される。電流制御器１３は、この検出電
流Ｉを電流基準Ｉ＊と比較し、その偏差を減少させるよ
うに電流制御信号ａを出力する。この信号ａは比較器１
５でキャリア発生器１４から出力される三角波ｂと比較
されＰＷＭ信号ｃとなる。キャリア発生器１４は三角波
の周期に同期した信号ｄを出力し、分配回路１６は信号
ｄに応じて出力信号ｅ，ｆのいずれか一方をアクティブ
にする。これによりアンド回路１７と１８を介して駆動
回路２１と２２に交互にＰＷＭ信号ｃが与えられる。
御される。すなわち、溶接電流は変流器６を介して変圧
器５の一次電流として検出された後、溶接電流シミュレ
ータ回路１２により直流溶接電流の模擬信号（変圧器５
の一次側には溶接電流の内整流器７の環流電流は流れな
い）として検出される。電流制御器１３は、この検出電
流Ｉを電流基準Ｉ＊と比較し、その偏差を減少させるよ
うに電流制御信号ａを出力する。この信号ａは比較器１
５でキャリア発生器１４から出力される三角波ｂと比較
されＰＷＭ信号ｃとなる。キャリア発生器１４は三角波
の周期に同期した信号ｄを出力し、分配回路１６は信号
ｄに応じて出力信号ｅ，ｆのいずれか一方をアクティブ
にする。これによりアンド回路１７と１８を介して駆動
回路２１と２２に交互にＰＷＭ信号ｃが与えられる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、請求項１記載の発明は、変圧器の１次側
にインバータ回路を接続すると共に、この変圧器の２次
側に溶接電極を接続し、インバータ回路の交流出力をＰ
ＷＭ制御することにより溶接電流の制御を行う抵抗溶接
機の制御装置において、前記変圧器の１次側に流れる電
流を検出する電流検出手段と、前記ＰＷＭ制御を行う際
に生成するＰＷＭ信号から前記変圧器の１次側電圧を演
算する電圧波形シミュレータ回路と、前記ＰＷＭ制御を
行う際に生成するＰＷＭ信号から変調率を検出する変調
率検出回路と、前記電流検出手段、前記電圧波形シミュ
レータ回路、前記変調率検出回路からの信号のうち少く
ともいずれか一つの信号の入力に基いて、前記変換器の
２次側が無通電状態になっているか否かについての判定
要素を演算する判定要素演算回路と、前記判定要素演算
回路の演算した判定要素のレベルを検出するレベル検出
回路と、前記レベル検出回路が検出したレベルが所定値
以上又は所定値以下となった場合に、前記変圧器の２次
側が無通電状態になっていることを判別する無通電検出
回路と、を備えたことを特徴とする。
の手段として、請求項１記載の発明は、変圧器の１次側
にインバータ回路を接続すると共に、この変圧器の２次
側に溶接電極を接続し、インバータ回路の交流出力をＰ
ＷＭ制御することにより溶接電流の制御を行う抵抗溶接
機の制御装置において、前記変圧器の１次側に流れる電
流を検出する電流検出手段と、前記ＰＷＭ制御を行う際
に生成するＰＷＭ信号から前記変圧器の１次側電圧を演
算する電圧波形シミュレータ回路と、前記ＰＷＭ制御を
行う際に生成するＰＷＭ信号から変調率を検出する変調
率検出回路と、前記電流検出手段、前記電圧波形シミュ
レータ回路、前記変調率検出回路からの信号のうち少く
ともいずれか一つの信号の入力に基いて、前記変換器の
２次側が無通電状態になっているか否かについての判定
要素を演算する判定要素演算回路と、前記判定要素演算
回路の演算した判定要素のレベルを検出するレベル検出
回路と、前記レベル検出回路が検出したレベルが所定値
以上又は所定値以下となった場合に、前記変圧器の２次
側が無通電状態になっていることを判別する無通電検出
回路と、を備えたことを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２０】図１において、電流制御回路１３は電流基
準Ｉ＊及び１次側検出電流Ｉを入力し、これらの偏差信
号を出力する。ＰＷＭ回路２６は、電流制御回路１３か
らのＰＷＭ信号ｖ２６を、クロック回路２７からのクロ
ック信号に同期させて出力する。駆動回路２１は、この
ＰＷＭ信号ｖ２６ によりインバータ回路４のＩＧＢＴ４
１〜４４を駆動する。
準Ｉ＊及び１次側検出電流Ｉを入力し、これらの偏差信
号を出力する。ＰＷＭ回路２６は、電流制御回路１３か
らのＰＷＭ信号ｖ２６を、クロック回路２７からのクロ
ック信号に同期させて出力する。駆動回路２１は、この
ＰＷＭ信号ｖ２６ によりインバータ回路４のＩＧＢＴ４
１〜４４を駆動する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２１】ＰＷＭ回路２６は、また、電圧波形シミュ
レータ回路２８及び変調率検出回路２９にもＰＷＭ信号
を出力する。電圧波形シミュレータ回路２８及び変調率
検出回路２９は、ＰＷＭ信号のｖ２６の入力に基いて、
１次側電圧波形信号ｖ２８及び変調波信号ｖ２９ を判定
要素演算回路３０に出力する。
レータ回路２８及び変調率検出回路２９にもＰＷＭ信号
を出力する。電圧波形シミュレータ回路２８及び変調率
検出回路２９は、ＰＷＭ信号のｖ２６の入力に基いて、
１次側電圧波形信号ｖ２８及び変調波信号ｖ２９ を判定
要素演算回路３０に出力する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡 土 千 尋 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 (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 (9)
- 【請求項１】変圧器の１次側にインバータ回路を接続す
ると共に、この変圧器の２次側に溶接電極を接続し、イ
ンバータ回路の交流出力をＰＷＭ制御することにより溶
接電流の制御を行う抵抗溶接機の制御装置において、 前記変圧器の１次側に流れる電流を検出する電流検出手
段と、 前記ＰＷＭ制御を行う際に生成するＰＷＭ信号から前記
変圧器の１次側電圧を演算する電圧波形シミュレータ回
路と、 前記ＰＷＭ制御を行う際に生成するＰＷＭ信号から変調
率を検出する変調率検出回路と、 前記電流検出手段、前記電圧波形シミュレータ回路、前
記変調率検出回路からの信号入力に基いて、前記変換器
の２次側が無通電状態になっているか否かについての判
定要素を演算する判定要素演算回路と、 前記判定要素演算回路の演算した判定要素のレベルを検
出するレベル検出回路と、 前記レベル検出回路が検出したレベルが所定値以上又は
所定値以下となった場合に、前記変圧器の２次側が無通
電状態になっていることを判別する無通電検出回路と、 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記載の抵抗溶接機の制御装置にお
いて、 前記判定要素は、前記変圧器の１次側電圧位相又は１次
側電流基準位相の９０度付近における１次側検出電流で
あること、 を特徴とする抵抗溶接機の制御装置。 - 【請求項３】請求項１記載の抵抗溶接機の制御装置にお
いて、 前記判定要素は、前記変圧器の１次側電圧位相又は１次
側電流基準位相の９０度付近におけるＰＷＭ変調率及び
１次側検出電流であり、 前記無通電検出回路は、前記ＰＷＭ変調率が１であり、
且つ前記１次側検出電流が所定値以下である場合に、前
記無通電状態と判別するものである、 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１記載の抵抗溶接機の制御装置にお
いて、 前記判定要素は、前記１次側電圧位相又は１次側電流基
準位相の１８０度手前付近から１８０度までの区間にお
けるＰＷＭ変調率及び１次側検出電流であり、 前記無通電検出回路は、前記１次側検出電流が電流基準
付近のレベルを維持し、且つ前記ＰＷＭ変調率が次第に
低下している場合に、前記無通電状態と判別するもので
ある、 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１記載の抵抗溶接機の制御装置にお
いて、 前記判定要素は、前記変圧器の１次側電圧位相に対する
１次側検出電流位相の遅れであり、 前記無通電検出回路は、前記遅れが約９０度となった場
合に、前記無通電状態と判別するものである、 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１記載の抵抗溶接機の制御装置にお
いて、 前記判定要素は、前記変圧器の１次側検出電流について
の実効値と平均値との比又はピーク値と平均値との比で
あり、 前記無通電検出回路は、前記実効値と平均値との比又は
前記ピーク値と平均値との比が所定値以上である状態が
所定区間以上継続した場合に、前記無通電状態と判別す
るものである、 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１記載の抵抗溶接機の制御装置にお
いて、 前記判定要素は、前記変圧器の１次側電圧又は変調率の
変化率と１次側検出電流の変化率であり、 前記無通電検出回路は、前記両変化率の極性が一致しな
い区間を検出した場合に、前記無通電状態と判別するも
のである、 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１記載の抵抗溶接機の制御装置にお
いて、 前記判定要素は、前記変圧器の１次側電圧及び１次側検
出電流に基き求められる電力又は力率であり、 前記無通電検出回路は、前記電力又は力率が所定値以下
である場合に、前記無通電状態と判別するものである、 ことを特徴とする抵抗溶接機の制御装置。 - 【請求項９】請求項１記載の抵抗溶接機の制御装置にお
いて、 前記判定要素は、前記変圧器の１次側検出電流であり、 前記無通電検出回路は、前記１次側検出電流の所定値以
上となる区間が所定区間より短い場合に、前記無通電状
態と判別するものである、 ことを特徴とする抵抗溶接機の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04894096A JP3638700B2 (ja) | 1996-03-06 | 1996-03-06 | 抵抗溶接機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04894096A JP3638700B2 (ja) | 1996-03-06 | 1996-03-06 | 抵抗溶接機の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09239555A true JPH09239555A (ja) | 1997-09-16 |
| JP3638700B2 JP3638700B2 (ja) | 2005-04-13 |
Family
ID=12817280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04894096A Expired - Fee Related JP3638700B2 (ja) | 1996-03-06 | 1996-03-06 | 抵抗溶接機の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3638700B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102091848A (zh) * | 2010-12-21 | 2011-06-15 | 无锡市大德科技有限公司 | 一种逆变式co2/mag/mig焊机电弧控制电路 |
-
1996
- 1996-03-06 JP JP04894096A patent/JP3638700B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102091848A (zh) * | 2010-12-21 | 2011-06-15 | 无锡市大德科技有限公司 | 一种逆变式co2/mag/mig焊机电弧控制电路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3638700B2 (ja) | 2005-04-13 |
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