JPS5949605B2

JPS5949605B2 - 交流位相制御用電圧変動補正回路

Info

Publication number: JPS5949605B2
Application number: JP170577A
Authority: JP
Inventors: 一恩田
Original assignee: NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1977-01-10
Filing date: 1977-01-10
Publication date: 1984-12-04
Also published as: JPS5386454A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、抵抗溶接機等の制御に使用される交流位相
制御装置の電圧変動に対する補正回路に関するものであ
る。

近年、交流位相制御装置としては、１０回路技術の発達
により、点弧位相角を基準周波数のパルス数によつて決
定するようになした、デジタル化したものが多くなつて
いる。

そして、デジタル化したものでは、アナグロ型のものに
比べるとドリフトの問題がなくなり、精度は計数パルス
の桁数を増加すれば原理的には無限大までとれるため、
高精度の制御が可能である他、直接、計算機からの信号
によつて制御できる等のメリットがある。特に、溶接機
においては、溶接電流の正及び負の半波における電流が
ドリフト等により異なつてくると溶接変圧器の直流偏磁
（飽和）の問題があるためデジタル化して正及び負の点
弧角を完全に一致させることは非常なメリットとなる。
従来、デジタル化した交流位相制御回路としては、第１
図に示すようなものがあつた。

この回路は点弧角に相当するパルス数を電流設定回路１
に設定しておき、第２図ａ、ｂに示す如く電流電圧Ａが
零電位になつたことを検出する電源同期回路１１の出力
Ｐで、リセットされるカウンタＴで、基準周波数の計数
パルスを計数し、このカウンタの計数値が、セットした
点弧角に相当するパルス数と一致した時、点弧パルスを
発生させるものである。１は点弧角に相当するパルス数
を設定する溶接電流設定回路、２は溶接電流設定部で設
定し１た数値を２進化コードに信号が入力された時の
み、コード変換部の出力を次段に送出するゲート回路、
４は二種の入力信号が一致した時、ハイレベル出力をす
る一致回路、５は基準周波数の計数パルスを発生する計
数パルス発振器、６は計数パルスを、逓減する分周回路
、Ｔは分周回路６の出力パルスを計数するカウンタ、８
は一致回路４の全ての入力が一致したことを検出するア
ンド回路、９はアンド回路の出力により反転するフリッ
プフロップ回路、１０はフリップフロップ回路の反転時
の出フ力により点弧パルスを発生するパルス発生回路
、１１は交流の溶接電源電圧Ａを受けて、第２図ｂに示
す如く、その零電位に同期し、その瞬間にリセットパル
スＰを、カウンタ７及びフリップフロップ回路９に送る
電源同期回路である。

５この回路の動作を第２図の波形図について次に説明
する。

まず、点弧角を定めるパルス数を溶接電流設定部１に入
力し、アンドゲート３にゲート信号を入力すると、２進
化された数値が一致回路４に入力するようになる。

一方、計数パルス発信器５で発生した計数パルスは分周
回路６で第３図ｃに示す如く逓減されて、カウンタ７に
入力されている。そして、電源同期回路１１が電源の零
電位の時点を検出して、りセツトパルスＰをカウンタ７
及びフリツプフロツプ回路９に送出するとカウンタの出
力は第２図ｄの如く計数値零の状態になり、フリツブフ
ロツプ回路９は反転して、点弧パルス発生への待期状態
となり、カウンタ７は計数パルスを計数していく、そし
て所定時間経過してその計数値が溶接電流設定回路１に
入力した値ｔと一致すると、一致回路４がそれを検出し
てアンド回路にハイレベル出力をさせる。このハイレベ
ル出力がフリツプフロツプ回路９に入力させると、フリ
ツプフロツプ回路９は反転して、その出力端子がロウレ
ベルになるので、パルス発生回路１０のコンデンサＣに
蓄えられていた電荷が放電して、第２図ｅの如く点弧パ
ルスが発生する。このようにして、負荷に通流する電流
は第２図ｆのように制御され、その点弧角θは常に一定
に保たれる。ところが、このように交流電源の周期に一
定のパルス数を対応させ、ある位相角に対応するパルス
数の時、点弧パルスを発生する方式では点弧角を正確に
制御することはできても次のような欠点が生じていた。
即ち、電源電圧の変動があると、第３図に示すように、
点弧角θを一定に保つにもかかわらず、電流の平均値は
Ｓ１からＳ２にと変動し負荷側ではそのまま、影響を受
けてしまう。

そこでこの欠点を改善した方式として、電源電圧の変動
に対応するよう計数パルスの基準周波数を変化させて、
これを補正する方式があつた。

これは第４図に示す如く、第１図の計数パルス発振器５
に代えて、電源電圧に対応した周波数のパルスを発振す
る電圧一周波数変換回路１２を使用したものである。こ
れは、電圧低下時には基準周波数を増加させて点弧角を
小さく、電圧上昇時には周波数を減少させて点弧角を大
きくすることにより、負荷電流に変動を生じさせないよ
うにするものである。この方式であれば、確かに電圧変
動による影響を補正し得る。ところが、この回路方式で
は、その制御回路内に電圧一周波数変換回路１２を含み
、これが持つ通常動作時定数が大きいため、少くとも電
源周期の数倍の時定数（約０．１秒位）は動作が遅れる
。

このため、通電時間の短い溶接、例えばスポツト溶接機
等で利用すると、電圧変動時には溶接不良等を生じるこ
とになり、不適当であつた。そこで、本発明は上記欠点
に鑑み、これを改良・除去したもので、補正の動作速度
が速く、しかも正確に電源電圧変動を補正するデジタル
式位相制御回路を提供する。

本発明の要点は、第１図に示した、電源電圧のゼロ点を
検出する電源同期回路１１を改良したもので、その構成
は第５図に示すように、電源同期回路１３の内容が異な
るのみで、本質的には第１図に示したものと同一である
。

以下本発明を図面を参照して説明すると次のとおりであ
る。

本発明の特長である、電圧変動を検出し補正を行なう電
源同期回路１３は、第６図に示す構成を持つている。

この回路は、従来の如くりセツトパルスを電源電圧の零
電位に同期させて発生させるのではなく、一定の基準電
圧Ｒを設定しておき、電源電圧をこの電圧Ｒに同期させ
てりセツトパルスを発生させるものである。即ち、１３
ａは交流波形４ｃを整流する全波整流器、１３ｂは全波
整流器の出力を基準電圧Ｒと比較して交流波形の絶対値
がＲより小になつた時パルスを発生する比較器、１３ｃ
は比較器の出力の立上がりによつてりセツトパルスを発
生する微分回路である。このようにすると、この電源同
期回路１３の出力であるりセツトパルスは第７図ｂに示
すように電源電圧のゼロ点よりＴ１だけ進んで発生する
。一方、点弧パルスＥにこのりセツトパルスの後、溶接
電流設定回路１で設定した時間Ｔ３遅れて発生するので
、実際に点弧角を決定する点弧パルスＥのゼロ点よりの
時間はＴ３−Ｔ１＝Ｔ２となる。このためＴ１に相当す
るパルスだけ溶接電流設定回路１への設定値を多くして
いる。そしてこのような構成であると電源電圧変動に対
する補正は次のように行なわれる。

まず、電源電圧が低くなつた場合（第７図ａ一点鎖線）
は、第７図ｃに示す如く、りセツトパルスＤが電源電圧
のゼロ点よりＴ／だけ進んで発生する。

そして、この場合Ｔ１〈Ｔτとなり正常時よりりセツト
パルスは進む。一方点弧パルスＥはりセツトパルスＤよ
りＴ３だけ遅れて発生するので、点弧パルスＥは（Ｔ
３− Ｔ３’ ）後に発生する。結局、点弧パルスＥは
正常な場合より（Ｔ１’−Ｔｒ）だけ進んで発生し、電
源電圧の低下を補正すべく点弧が速くなる。そして負荷
電流は正常値に保たれる。また、電源電圧が上昇した場
合は同様にして点弧パルスは遅れて発生し、同様に電圧
上昇分を補正する。このような補正回路であれば電圧変
動に対して遅れなしに補正するので前述した欠点が取り
除かれて、応用範囲の広い補正回路となる。なお、補正
時間Ｔ１に相当する分だけ設定値をバイアス分として増
加しておくには、デジタル加算器を用いて、設定すべき
点弧角と補正時間Ｔ１に相当する分のパルスを加算した
ものを、設定値と考えて行なえばよい。なお、本発明の
実施例では設定した値とカウンタの内容が一致した時、
点弧パルスを発生する如き回路について説明したが、時
間Ｔ３に相当するように設定したパルス数をカウンタに
プリセツトし、基準パルスによりこれを減算してその内
容がゼロになつた時、点弧パルスを発生するようになし
た回路構成にしてもよい。

なお、上記実施例では、溶接機を制御対象として説明し
たが、本発明の適用対象は溶接機に限らず、他の交流位
相制御を行う方式において全て適用可能なのは無論であ
る。

以上説明したように、本発明は設定された点弧角に相当
するパルス数を出力する電流設定回路と、計数パルス発
振器から出力される計数パルスを計数するカウンタと、
電源電圧に同期してパルスを発しカウンタをりセツトす
る電源電圧同期回路と、電流設定回路の出力及びカウン
タの出力が一致した時に出力して点弧パルスを発生させ
る一致回路とを具備したデジタル式交流位相制御回路に
於いて、電源電圧同期回路を、電源電圧交流波形を全波
整流する整流回路と、この整流波形を基準設定電圧と比
較する比較回路と、該比較回路出力の立ち上がりによつ
てりセツトパルスを発生する微分回路とで、構成したか
ら、電源電圧変動に対する応答遅れを簡単な構造で除去
することができ、スポツト溶接機等の溶接時間の短い溶
接機でも電圧変動の影響を与えないので、その応用分野
が広（−ｏまた、構造が簡単であるので、安価な装置を
提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はデジタル式位相制御回路の従来例を示すプロツ
ク図、第２図はその回路動作を説明する波形図、第３図
は電源電圧変動時における負荷電流変動の説明図、第４
図は電圧変動補正式デジタル位相制御回路の従来例を示
すブロツク図、第５図は本発明の一実施例である電圧変
動補正式デジタル位相制御回路のブロツク図、第６図は
本発明の要部である電圧変動検出及び同期回路の構成を
示すブロツク図、第７図は本発明回路の動作を説明する
波形図である。１・・・電流設定回路、４・・・一致回路、５・・・
計数パルス発振器、７・・・カウンタ、１０・・・点弧
パルス発生回路、１３・・・電源同期回路、１３ａ・・
・全波整流器、１３ｂ・・・比較回路、１３ｃ・・・微
分回路（りセツトパルス発生回路）。

Claims

【特許請求の範囲】

１設定された点弧角に相当するパルス数を出力する電
流設定回路と、計数パルス発振器から出力される計数パ
ルスを計数するカウンタと、電源電圧に同期してパルス
を発しカウンタをリセットする電源電圧同期回路と、電
流設定回路の出力及びカウンタの出力が一致した時に出
力して点弧パルスを発生させる一致回路とを具備したデ
ィジタル式交流位相制御回路に於いて、電源電圧同期回
路を、電源電圧交流波形を全波整流する整流回路と、こ
の整流波形を基準設定電圧と比較する比較回路と、該比
較回路出力の立ち上がりによつてリセットパルスを発生
する微分回路とで、構成したことを特徴とする交流位相
制御用電圧変動補正回路。