JPS63157B2 - - Google Patents
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- JPS63157B2 JPS63157B2 JP430979A JP430979A JPS63157B2 JP S63157 B2 JPS63157 B2 JP S63157B2 JP 430979 A JP430979 A JP 430979A JP 430979 A JP430979 A JP 430979A JP S63157 B2 JPS63157 B2 JP S63157B2
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- Expired
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Landscapes
- Control Of Voltage And Current In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は鋼板等の溶接に使用する抵抗溶接機
用サイリスタ電源、この場合、シリコン制御整流
素子を逆並列に接続して商用電源に接続したサイ
リスタ電源の制御方法に関する。
用サイリスタ電源、この場合、シリコン制御整流
素子を逆並列に接続して商用電源に接続したサイ
リスタ電源の制御方法に関する。
従来、溶接過程のシーケンス制御はタイマーや
リレーなどで構成されていた。溶接過程は数サイ
クルの過渡現象であるためそれら各素子の高速応
答が要求され被溶接物の負荷インピーダンスが毎
度異なる為充分な制御が行なわれていなかつた。
リレーなどで構成されていた。溶接過程は数サイ
クルの過渡現象であるためそれら各素子の高速応
答が要求され被溶接物の負荷インピーダンスが毎
度異なる為充分な制御が行なわれていなかつた。
特に近年需要の増加している耐蝕性亜鉛メツキ
鋼板の溶接条件は軟鋼板とかなり異なり溶接の適
性電流値の幅が狭い上に、これを越えると溶接不
能に至るなどの特徴が有りより高精能な制御方法
が望まれていた。
鋼板の溶接条件は軟鋼板とかなり異なり溶接の適
性電流値の幅が狭い上に、これを越えると溶接不
能に至るなどの特徴が有りより高精能な制御方法
が望まれていた。
この発明の実施例を図面にもとづいて説明すれ
ば次の通りである。
ば次の通りである。
第１図に示すように溶接機の制御は、本質的に
は位相制御によるＲ―Ｌ直列回路での定電流制御
と考える事が出来る。一般の位相制御では、回路
動作は電源１周期内で独立している。そして、こ
れを支配しているのは点弧角α、導通角β、およ
び力率角φで、これを知れば電流実効値を一義的
に決定できる。
は位相制御によるＲ―Ｌ直列回路での定電流制御
と考える事が出来る。一般の位相制御では、回路
動作は電源１周期内で独立している。そして、こ
れを支配しているのは点弧角α、導通角β、およ
び力率角φで、これを知れば電流実効値を一義的
に決定できる。
この場合一般の位相制御に対して溶接機用電源
は １ 被制御対象物の負荷インピーダンス及び力率
角が不明である。
は １ 被制御対象物の負荷インピーダンス及び力率
角が不明である。
２ 制御期間が電源数サイクルに限定されている
という特徴がある。ここでもし力率角φを事前
に知ることが出来れば、位相制御の上記の特質
から制御期間の最初の１サイクル目から指定さ
れた電流実効値を得ることが出来る。
という特徴がある。ここでもし力率角φを事前
に知ることが出来れば、位相制御の上記の特質
から制御期間の最初の１サイクル目から指定さ
れた電流実効値を得ることが出来る。
第４図は発明者の製作した抵抗溶接機用サイリ
スタ電源の制御システムの構成を示し、第５図は
そのシステムの制御フローチヤートを示したもの
である。
スタ電源の制御システムの構成を示し、第５図は
そのシステムの制御フローチヤートを示したもの
である。
サイリスタの点弧信号は電源半周期を1024等分
して α＝180/1024・θd（θd＝１、２、…1024） の関係でマイクロプロセツサから与えられる制御
データθdにより決定される。この時の分解能は
0.17578゜になる。サイリスタの電圧検出には電源
半周期に512個のクロツクパルスを与え、サイリ
スタ両端の電圧が零の間のクロツクを計数し、そ
れから導通角を知る様にしている。
して α＝180/1024・θd（θd＝１、２、…1024） の関係でマイクロプロセツサから与えられる制御
データθdにより決定される。この時の分解能は
0.17578゜になる。サイリスタの電圧検出には電源
半周期に512個のクロツクパルスを与え、サイリ
スタ両端の電圧が零の間のクロツクを計数し、そ
れから導通角を知る様にしている。
溶接電流の検出は溶接変圧器の一次側で行い、
その実効値変換と対数変換をハードでバツクアツ
プした後８ビツトのデジタル量に変換する。電流
実効値を対数変換しているのは、マイクロプロセ
ツサで演算時間を要する乗算を加算で行うための
処理である。このためマイクロプロセツサ内の電
流実効値に関するデータは総て対数化されてい
る。
その実効値変換と対数変換をハードでバツクアツ
プした後８ビツトのデジタル量に変換する。電流
実効値を対数変換しているのは、マイクロプロセ
ツサで演算時間を要する乗算を加算で行うための
処理である。このためマイクロプロセツサ内の電
流実効値に関するデータは総て対数化されてい
る。
第６図に示すように実際の溶接電流を流す前の
電源１周期前で点弧角120゜（厳密には180/1024×
680＝119.53125゜）で微弱試験電流を流す。この
場合の電流実効値は負荷力率にもよるが大体40％
前後で溶接には直接寄与しない。
電源１周期前で点弧角120゜（厳密には180/1024×
680＝119.53125゜）で微弱試験電流を流す。この
場合の電流実効値は負荷力率にもよるが大体40％
前後で溶接には直接寄与しない。
試験電流iSの導通角βsは負荷の力率角φの関数
である。そのため、点弧角α＝120゜での導通角βs
に対する力率角φを記憶しておけば導通角βsを測
定することにより、被制御対象の負荷の力率角φ
を決定することが出来る。なお、上記の方法で力
率角を決定するには原理的に電源半周期で充分で
あるが、溶接変圧器の偏磁をさけるために、電源
１周期を用いている。
である。そのため、点弧角α＝120゜での導通角βs
に対する力率角φを記憶しておけば導通角βsを測
定することにより、被制御対象の負荷の力率角φ
を決定することが出来る。なお、上記の方法で力
率角を決定するには原理的に電源半周期で充分で
あるが、溶接変圧器の偏磁をさけるために、電源
１周期を用いている。
上記試験電流の処理を行なつた後は、予め指定
された通電サイクル数だけ定電流制御を行う。
された通電サイクル数だけ定電流制御を行う。
この定電流処理も溶接変圧器の偏磁をさけるた
め１周期毎の制御を行う。
め１周期毎の制御を行う。
第６図は試験電流の処理タイミング、第７図は
定電流処理タイミングである。いずれも電源の正
の半周期のデータを用いて、負の半周期で次段の
制御情報を処理するようになつている。次段の点
弧角αの決定に際しては、電流実効値に関する乗
算処理が必要であるが、このためのデータは、対
数化されているので加減算処理で済み演算処理の
スピードアツプが計られており、かつ、以下(1)〜
(3)に示す必要な制御情報を予め計算した、データ
テーブルを記憶しているのでそれを利用する為さ
らに演算処理スピードが早くなつている。
定電流処理タイミングである。いずれも電源の正
の半周期のデータを用いて、負の半周期で次段の
制御情報を処理するようになつている。次段の点
弧角αの決定に際しては、電流実効値に関する乗
算処理が必要であるが、このためのデータは、対
数化されているので加減算処理で済み演算処理の
スピードアツプが計られており、かつ、以下(1)〜
(3)に示す必要な制御情報を予め計算した、データ
テーブルを記憶しているのでそれを利用する為さ
らに演算処理スピードが早くなつている。
(1) 試験電流特性データテーブル
βs＝π−α120＋180/512・ｌ
（ｌ＝１、２、…256）
α＝120゜で点弧し上式の導通角となる負荷の
力率角φとそのときの電流実効値Io120を計算し
記憶する。
力率角φとそのときの電流実効値Io120を計算し
記憶する。
(2) 電流―点弧角特性データテーブル
負荷の力率角φを
φm＝360×16/1024・ｍ（ｍ＝１、２…16）
と16種与えそれぞれの力率角に対して所望の、
電流実効値を５％刻みで Io＝1.00、0.95、0.90、…0.10、0.05 と指定する場合の点弧角αを計算し、結果を記
憶させる。
電流実効値を５％刻みで Io＝1.00、0.95、0.90、…0.10、0.05 と指定する場合の点弧角αを計算し、結果を記
憶させる。
(3) 電流―点弧角特性の傾きデータテーブル
定電流制御は電流―点弧角特性データテーブ
ル を用いて為されるが、この場合、負荷の力率角
刻み幅Δφが5.625゜である。したがつて実際の負
荷の力率角がそれらの間にあるときのデータは
テーブル上にはない。そこで補正計算を行うた
めの各電流値での傾き角のデータテーブルを記
憶させる。
ル を用いて為されるが、この場合、負荷の力率角
刻み幅Δφが5.625゜である。したがつて実際の負
荷の力率角がそれらの間にあるときのデータは
テーブル上にはない。そこで補正計算を行うた
めの各電流値での傾き角のデータテーブルを記
憶させる。
次に実際の点弧角決定の方法を説明する、まず
試験電流から被制御対象物の力率角φLと％電流
値を試験電流特性テーブルを用いて決定する。こ
の％電流値とは点弧角α＝０のときの電流、即
ち、100％全通電を100とし％で表現したものであ
る。なお、このときの実際の電流実効値も検出し
ておく。このとき％電流値は５％力率角は5.625゜
きざみのデータしか用意されていないので補正計
算を行つて正しい点弧角を計算する様にしてい
る。このとき溶接電流が指定電流を越えないよう
に配慮している。
試験電流から被制御対象物の力率角φLと％電流
値を試験電流特性テーブルを用いて決定する。こ
の％電流値とは点弧角α＝０のときの電流、即
ち、100％全通電を100とし％で表現したものであ
る。なお、このときの実際の電流実効値も検出し
ておく。このとき％電流値は５％力率角は5.625゜
きざみのデータしか用意されていないので補正計
算を行つて正しい点弧角を計算する様にしてい
る。このとき溶接電流が指定電流を越えないよう
に配慮している。
この点弧角によつて一周期目に実際に流れた電
流実効値を測定しこのデータにもとづいて、指定
値に近づける様に点弧角を修正し、２周期目の溶
接電流を流す。
流実効値を測定しこのデータにもとづいて、指定
値に近づける様に点弧角を修正し、２周期目の溶
接電流を流す。
以下、同様の手順で毎周期ごとに点弧角を修正
していけばよい。このとき毎周期、溶接電流の実
効値を検出していくが前の周期の実効値に対し±
10％以上の差がでた場合には、異常動作と判断し
て溶接を中止するようにしている。
していけばよい。このとき毎周期、溶接電流の実
効値を検出していくが前の周期の実効値に対し±
10％以上の差がでた場合には、異常動作と判断し
て溶接を中止するようにしている。
本システムを採用したため、試験電流を流した
後の溶接サイクルの１〜２周期で指定値の±５％
以内に確実に収束する事が確認できた。又大体10
％程度の電源電圧変動が起つた場合に電源変動時
の最初の１周期での電流の変動はさけられないが
２周期目からは指定値の±数％の範囲に収束する
事も確認できた。又この場合±５％以上電流変動
が起こると溶接を中止させる様にする事は簡単に
出来る。又被溶接物の負荷インピーダンスが大き
く変化した場合にも同様に±５％以内の溶接電流
変化に制御する事が出来た。
後の溶接サイクルの１〜２周期で指定値の±５％
以内に確実に収束する事が確認できた。又大体10
％程度の電源電圧変動が起つた場合に電源変動時
の最初の１周期での電流の変動はさけられないが
２周期目からは指定値の±数％の範囲に収束する
事も確認できた。又この場合±５％以上電流変動
が起こると溶接を中止させる様にする事は簡単に
出来る。又被溶接物の負荷インピーダンスが大き
く変化した場合にも同様に±５％以内の溶接電流
変化に制御する事が出来た。
この発明は以上説明したように、マイクロコン
ピユータを導入する事により溶接電流を各サイク
ルとも独立に指定値の±５％以内の変動に制御す
る事が出来るとともに各サイクルでのパラメータ
の変動に対しても極めて早く応答し、良く制御す
る事が出来るとともにある設定範囲を越える異常
に対し敏速に溶接を中止させる様にする事も出来
危険を未然に防止する事が出来る。さらに本シス
テムの各部分の分解能を高くすればさらに高精度
の制御をする事が出来る事は明らかである。本方
式を採用する事により従来の方式では問題の多か
つた耐蝕性亜鉛メツキ鋼板の溶接が極めて高い信
頼性で行える上に、省電力、溶接用チツプの長寿
命化、ドレツシンズ回数の低減などのメンテナン
スの向上と溶接品質の安定化等を実現する事が出
来た。
ピユータを導入する事により溶接電流を各サイク
ルとも独立に指定値の±５％以内の変動に制御す
る事が出来るとともに各サイクルでのパラメータ
の変動に対しても極めて早く応答し、良く制御す
る事が出来るとともにある設定範囲を越える異常
に対し敏速に溶接を中止させる様にする事も出来
危険を未然に防止する事が出来る。さらに本シス
テムの各部分の分解能を高くすればさらに高精度
の制御をする事が出来る事は明らかである。本方
式を採用する事により従来の方式では問題の多か
つた耐蝕性亜鉛メツキ鋼板の溶接が極めて高い信
頼性で行える上に、省電力、溶接用チツプの長寿
命化、ドレツシンズ回数の低減などのメンテナン
スの向上と溶接品質の安定化等を実現する事が出
来た。
第１図は本発明の一実施例の抵抗溶接機の基本
的電気回路図、第２図はその動作シーケンスを示
す波形図、第３図はその抵抗溶接機の等価回路
図、第４図はその制御システムの構成を示す電気
系統図、第５図はその予備計測の制御タイミング
を示す動作系統図、第６図はその溶接サイクルの
動作波形と制御タイミングを示す波形図、第７図
はその定電流処理タイミングを示す波形図であ
る。 １…溶接変圧器、２…チツプ、３…被溶接物、
４…加圧期間、５…溶接期間、６…保持期間、７
…休止期間、８…βlの測定、９…iS実効値の読み
込み、１０…テーブルデータの選択処理と初段点
弧角の決定、１１…電流実効値の読み込み、１２
…通電サイクルのカウント、１３…テーブルデー
タの選択処理と次段点弧角の決定。
的電気回路図、第２図はその動作シーケンスを示
す波形図、第３図はその抵抗溶接機の等価回路
図、第４図はその制御システムの構成を示す電気
系統図、第５図はその予備計測の制御タイミング
を示す動作系統図、第６図はその溶接サイクルの
動作波形と制御タイミングを示す波形図、第７図
はその定電流処理タイミングを示す波形図であ
る。 １…溶接変圧器、２…チツプ、３…被溶接物、
４…加圧期間、５…溶接期間、６…保持期間、７
…休止期間、８…βlの測定、９…iS実効値の読み
込み、１０…テーブルデータの選択処理と初段点
弧角の決定、１１…電流実効値の読み込み、１２
…通電サイクルのカウント、１３…テーブルデー
タの選択処理と次段点弧角の決定。
Claims (1)
- １ シリコン制御整流素子を逆並列に接続して商
用電源に接続したサイリスタ電源の導通角に従つ
て被溶接物に流れる溶接電流を制御する抵抗溶接
機において、チツプを被溶接物に圧接させた後、
被溶接物に供給する商用電源の少なくとも最初の
半サイクルで試験電流を流して、被溶接物に流れ
る溶接電流の点弧角を、前記試験電流から被溶接
物の力率角φLと％電流値を試験特性テーブルを
用いて決定して求め、更に、この点弧角によつて
一周期目に実際に流れた電流実効値を測定し、こ
のデータに基づいて溶接電流の実効値を指定値に
近ずけるように前記点弧角を修正することを特徴
とする抵抗溶接機用サイリスタ電源の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP430979A JPS5597884A (en) | 1979-01-17 | 1979-01-17 | Control system of thyristor power source for resistance welding machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP430979A JPS5597884A (en) | 1979-01-17 | 1979-01-17 | Control system of thyristor power source for resistance welding machine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5597884A JPS5597884A (en) | 1980-07-25 |
| JPS63157B2 true JPS63157B2 (ja) | 1988-01-05 |
Family
ID=11580880
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP430979A Granted JPS5597884A (en) | 1979-01-17 | 1979-01-17 | Control system of thyristor power source for resistance welding machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5597884A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61123481A (ja) * | 1984-11-19 | 1986-06-11 | Dengensha Mfg Co Ltd | 抵抗溶接機の定電流制御方法 |
| JPS62107877A (ja) * | 1985-11-06 | 1987-05-19 | Miyachi Denshi Kk | スポツト溶接機における定電流制御方法 |
-
1979
- 1979-01-17 JP JP430979A patent/JPS5597884A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5597884A (en) | 1980-07-25 |
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