KR20140053982A

KR20140053982A - Capacitor type welding method and welding device

Info

Publication number: KR20140053982A
Application number: KR1020147001959A
Authority: KR
Inventors: 야스오 가도야; 고우지 아라이; 아키오 고마츠; 기요미 와타나베
Original assignee: 오리진 일렉트릭 캄파니 리미티드
Priority date: 2011-09-01
Filing date: 2012-08-27
Publication date: 2014-05-08
Also published as: WO2013031717A1; KR101676927B1; JP2013052402A; CN103781583B; CN103781583A; JP5551664B2

Abstract

본 발명은 간단한 회로 구성으로, 여자 전류가 흐르고 있는 용접 전극 사이를 개방할 때에 애프터 플래시가 발생하거나, 1차 권선에 큰 서지 전압이 발생하거나 하는 것을 방지하는 것을 과제로 한다.
본 발명에 따른 콘덴서식 용접 방법은, 용접용 콘덴서에 충전된 충전 전하를 방전하여, 방전용 스위치를 통하여 방전 전류가 실질적으로 흐르지 않는 상태가 되면, 용접 트랜스의 1차 권선을 흐르고 있었던 여자 전류는 2차 권선으로 전류된다. 이 전류된 여자 전류가 2차 권선을 흐르고 있는 상태에서 제1 용접 전극과 제2 용접 전극 사이를 개방할 때에는, 방전용 스위치에 구동 신호를 부여하여 온으로 할 수 있는 상태로 한다. 이에 따라, 제1 용접 전극과 상기 제2 용접 전극 사이를 개방할 때에 용접 트랜스의 1차 권선에 생기는 서지 전압을 방전용 스위치를 통하여 용접용 콘덴서에 서지 전류로서 흐르게 한다.An object of the present invention is to prevent occurrence of afterflash and generation of a large surge voltage in the primary winding when opening between the welding electrodes through which the exciting current flows with a simple circuit configuration.
In the condenser welding method according to the present invention, when the charged charge charged in the welding capacitor is discharged and the discharge current does not substantially flow through the discharge switch, the excitation current flowing through the primary winding of the welding transformer is Current is applied to the secondary winding. When the first exciting electrode and the second exciting electrode are to be opened in a state in which the excited exciting current is flowing through the secondary winding, a driving signal is given to the discharging switch so as to be turned on. Thus, when the first welding electrode and the second welding electrode are opened, the surge voltage generated in the primary winding of the welding transformer flows through the discharge switch as a surge current to the welding capacitor.

Description

[0001] CAPACITOR TYPE WELDING METHOD AND WELDING DEVICE [0002]

본 발명은, 충전 회로에 의해 용접용 콘덴서에 축적한 에너지를 용접 트랜스를 통해 단시간에 용접 전극 사이로 방전함으로써 피용접물을 용접하는 콘덴서식 용접 방법 및 용접 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a condenser type welding method and a welding apparatus for welding an object to be welded by discharging energy accumulated in a welding capacitor by a charging circuit through a welding transformer in a short time between welding electrodes.

콘덴서식 용접 장치는, 방전 시간에 비해서 긴 시간을 들여 용접용 콘덴서에 용접 전력을 축적하고, 그것을 단시간에 단숨에 방전한다. 이 때문에, 일반적인 교류 용접 장치에 비해서, 수전(受電) 설비가 대용량화되지 않는다고 하는 설비면에서의 이점이 있다. 또한, 피용접물에 대하여 가열하는 정도가 작기 때문에, 용접 부위에서의 용접 흔적이 거의 없고, 또한 왜곡 등도 작다고 하는 이점을 갖는다. 콘덴서식 용접 장치는 소형부터 대형까지의 산업 설비에서 널리 채용되고 있다. The condenser type welding apparatus accumulates the welding power in the welding capacitor by taking a long time compared to the discharge time and discharges it in a short time at a short time. Therefore, there is an advantage in terms of facility that the capacity of the receiving apparatus is not increased as compared with a general AC welding apparatus. Further, since the degree of heating of the workpieces to be welded is small, there is an advantage that there is almost no welding mark at the welded part, and distortion is small. Condenser type welding machines are widely used in industrial equipment from small size to large size.

콘덴서식 용접 장치는, 일반적으로 다수의 전해 콘덴서를 병렬로 접속한 콘덴서 뱅크를 용접용 콘덴서로서 이용한다(예컨대, 특허문헌 1 참조). 콘덴서식 용접 장치는, 용접 전극 사이에 피용접물을 배치한 후, 용접 전극 사이의 간격을 좁혀, 용접 전극으로 피용접물에 정해진 가압력[단압(鍛壓)]을 부여한다. 이러한 기계적 동작을 하면서, 병행하여 용접용 콘덴서를 충전한다. 용접용 콘덴서의 충전 전압이 정해진 값까지 상승하면, 충전 회로를 오프로 하여, 용접 전극이 피용접물에 가압력을 부여한 상태에서, 방전용 스위치를 온으로 한다. 방전용 스위치가 온으로 되면, 용접 트랜스의 1차 권선에는 급격하게 증대되는 펄스형의 전류가 흐른다. 용접 트랜스의 2차 권선은 1 턴 정도이며, 1차 권선의 권수보다도 대폭 적기 때문에, 2차 권선에는 1차측 전류보다도 대폭 큰 펄스형의 용접 전류가 흐른다. 이 용접 전류에 의해서 피용접물을 용접되어, 단시간에 용접 물품을 얻을 수 있다. The condenser type welding apparatus generally uses a capacitor bank in which a plurality of electrolytic capacitors are connected in parallel as a welding capacitor (see, for example, Patent Document 1). In the condenser type welding apparatus, after the workpiece is disposed between the welding electrodes, a distance between the welding electrodes is narrowed, and a predetermined pressing force (forging) is given to the workpiece with the welding electrode. While performing such a mechanical operation, the welding capacitor is charged in parallel. When the charging voltage of the welding capacitor rises to a predetermined value, the charging circuit is turned off, and the discharging switch is turned on with the welding electrode applying the pressing force to the workpiece. When the discharge switch is turned on, a pulse-like current that increases rapidly flows in the primary winding of the welding transformer. Since the secondary winding of the welding transformer is about one turn and is much smaller than the number of turns of the primary winding, a pulse type welding current which is much larger than the primary current flows in the secondary winding. The welding current is welded by the welding current, and a welding article can be obtained in a short time.

종래의 콘덴서식 용접 장치에서는, 용접용 콘덴서의 방전 회로의 회로 상수 등에 따라 방전 전류, 즉 용접 전류의 파미(波尾)가 길어지는 것이 있다. 파미가 긴 용접 전류가 흐르는 콘덴서식 용접 장치에서는, 짧은 주기로 용접을 하는 경우, 용접 전극의 기계적인 동작 시간을 고려하여, 용접 결과에 영향을 미치지 않는 용접 전류의 파미를 커트한다. 즉, 작은 용접 전류가 용접 전극 사이를 아직 흐르고 있을 때에, 용접 전극 사이를 개방하는 방향으로 용접 전극을 이동시킴으로써 용접 주기를 짧게 하고 있다. In the conventional condenser type welding apparatus, the discharge current, that is, the wave current of the welding current becomes longer depending on the circuit constant of the discharge circuit of the welding capacitor. In a condenser type welding apparatus in which a long ammeter welding current flows, when the welding is performed in a short cycle, the machining time of the welding electrode is taken into consideration, and the commutation of the welding current which does not affect the welding result is cut. That is, when the small welding current is still flowing between the welding electrodes, the welding electrode is moved in the direction of opening between the welding electrodes, thereby shortening the welding cycle.

이 경우, 용접 트랜스의 2차 권선에서 용접 전류의 파미 부분이 흐르고 있을 때에 2차 권선 사이를 개방하면, 1차 권선 사이에 큰 전압이 유기되는 동시에, 용접 전극과 피용접물 사이에 애프터 플래시라고 불리는 스파크가 발생하여, 피용접물에 흠집을 내어 버린다고 하는 문제가 있다. 이 애프터 플래시의 문제를 해결하는 고안이 이미 제안되어 있다(예컨대, 특허문헌 2 참조). 특허문헌 2에서는, 애프터 플래시를 방지하기 위해서, 용접 트랜스의 1차 권선 사이에, 다이오드와 임피던스를 직렬로 접속한 1 방향 임피던스 회로를 이용하고 있다. 이 1 방향 임피던스 회로는, 용접 전류의 파미 부분이 용접 전극 사이를 흐르고 있는 상태에서, 용접 전극 사이를 개방할 때에 발생하는 애프터 플래시를 방지하는 데에는 유효한 수단이다. In this case, when the frictional portion of the welding current flows in the secondary winding of the welding transformer, when a gap between the secondary windings is opened, a large voltage is induced between the primary windings, and between the welding electrode and the workpiece, There is a problem that sparks are generated and scratches are caused on the workpieces to be welded. A design for solving the problem of the afterflash has already been proposed (for example, see Patent Document 2). Patent Document 2 uses a one-way impedance circuit in which a diode and an impedance are connected in series between primary windings of a welding transformer to prevent afterflash. This one-way impedance circuit is an effective means for preventing afterflash that occurs when the gap between the welding electrodes flows between the welding electrodes.

한편, 본 발명의 콘덴서식 용접 방법 및 용접 장치는, 회로 내의 인덕턴스 성분과 용접용 콘덴서 등의 커패시턴스 성분의 진동(공진)을 이용한다. 인덕턴스 성분과 커패시턴스 성분의 진동 동작에 의해서, 용접용 콘덴서의 방전 전류 파형은 정현파형에 가까운 파형으로 되기 때문에, 용접 주기에 영향을 주는 긴 파미는 생기지 않는다. 따라서, 본 발명에서는, 용접 주기를 짧게 하는 경우에 있어서, 용접 전류의 파미는 특별히 고려할 필요가 없다. 그런데, 용접 트랜스의 여자 전류가 문제가 될 것을 알았기 때문에, 이 여자 전류로 기인하는 문제를 해결한다. On the other hand, the condenser type welding method and the welding apparatus of the present invention use vibration (resonance) of an inductance component in a circuit and a capacitance component such as a welding capacitor. The discharge current waveform of the welding capacitor becomes a waveform close to the sinusoidal waveform by the oscillation operation of the inductance component and the capacitance component, and therefore, there is no long-lasting influence that affects the welding cycle. Therefore, in the present invention, in the case of shortening the welding cycle, there is no need to specially consider the contribution of the welding current. However, since it was found that the exciting current of the welding transformer is a problem, the problem caused by the exciting current is solved.

용접용 콘덴서가 방전될 때의 용접 트랜스의 여자 전류에 대해서는 후에 상세하게 설명할 것이므로, 여기서는 간단히 설명한다. 방전용 스위치가 온으로 되어, 용접용 콘덴서의 충전 전압이 용접 트랜스의 1차 권선에 가해지고 있을 때, 1차 권선에 여자 전류가 흐른다. 이 1차 권선에 여자 전류가 흐르고 있는 상태에서, 방전용 스위치가 오프로 되면, 1차 권선을 흐르고 있었던 여자 전류는 용접 트랜스의 2차 권선으로 전류(轉流)되어, 2차 권선 및 용접 전극을 통해 환류된다. 한편, 이 2차 권선으로 여자 전류가 전류될 때에는, 용접용 콘덴서의 충전 전하의 방전에 따른 용접 전류는 이미 소멸되어, 2차 권선을 흐르고 있지 않다. 일반적으로, 용접이 끝난 후의 용접 전극 사이의 임피던스는 매우 작고, 용접 트랜스의 2차측의 회로의 저항 성분은 작아지도록 제작되어 있다. 이 때문에, 용접 전류가 소멸하고 나서 수초 이내에, 여자 전류가 용접 트랜스의 2차측의 회로 내에서 소비됨으로써 소멸되는 일은 거의 없다. The exciting current of the welding transformer when the welding capacitor is discharged will be described later in detail, and will be briefly described here. When the discharging switch is turned on and the charging voltage of the welding capacitor is applied to the primary winding of the welding transformer, an exciting current flows through the primary winding. When the discharge switch is turned off with the exciting current flowing through the primary winding, the exciting current flowing through the primary winding is commutated to the secondary winding of the welding transformer, and the secondary winding and the welding electrode . On the other hand, when the exciting current is supplied to the secondary winding, the welding current due to the discharge of the charging charge of the welding capacitor has already disappeared, and the secondary winding is not flowing. In general, the impedance between the welding electrodes after welding is very small, and the resistance component of the circuit on the secondary side of the welding transformer is made to be small. Therefore, within a few seconds after the welding current disappears, the exciting current is rarely consumed in the circuit of the secondary side of the welding transformer.

따라서, 인덕턴스 성분과 용접용 콘덴서 등의 커패시턴스 성분과의 진동을 이용하는 콘덴서식 용접에서는, 용접 주기를 매우 길게 하지 않는 한, 여자 전류가 2차 권선으로부터 용접 전극 사이를 흐르고 있는 상태에서, 용접 전극 사이를 개방하게 된다. 2차 권선에 여자 전류가 흐르는 상태에서 용접 전극 사이를 개방하면, 여자 전류에 의한 애프터 플래시가 생기는 동시에, 용접 트랜스의 1차 권선에 매우 큰 서지 전압이 발생한다. 따라서, 애프터 플래시에 의한 흠집이 생기기 쉬워, 고품질의 용접 물품을 얻기가 곤란하였다. 또한, 내압이 큰 사이리스터 등의 방전용 스위치를 이용해야만 하기 때문에 비용 상승의 원인이 되었다.Therefore, in the condenser type welding using the vibration of the inductance component and the capacitance component such as the welding capacitor, it is possible to prevent the excitation current between the welding electrode and the welding electrode in the state that the exciting current flows from the secondary winding to the welding electrode, . When the welding electrodes are opened in the state that the exciting current flows through the secondary winding, after-flash by excitation current occurs and a very large surge voltage is generated in the primary winding of the welding transformer. Therefore, scratches due to after-flash tends to occur, making it difficult to obtain a high-quality welded article. In addition, since a discharge switch such as a thyristor having a large withstand voltage has to be used, the cost has been increased.

일본 특허공개 2004-167541호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-167541 일본 실용신안공고 평7-56137호 공보Japanese Utility Model Publication No. 7-56137

특허문헌 1에는, 콘덴서식 용접기가 기재되어 있지만, 용접 트랜스의 2차 권선으로부터 용접 전극 사이로 전류가 흐르고 있을 때에 용접 전극 사이를 개방하는 것은 물론, 그 때의 문제점 등에 관해서도 기술되어 있지 않다. 특허문헌 1에 기재된 발명에서는, 용접 트랜스의 2차 권선으로부터 용접 전극 사이로 전류가 흐르고 있을 때에 용접 전극 사이를 개방하면 애프터 플래시가 생기고, 1차 권선에는 큰 서지 전압이 발생한다. 이 때문에, 내압이 큰 방전용 스위치나 충전 회로 등을 이용하여야만 한다. Patent Document 1 discloses a condenser type welding machine. However, there is no description about not only opening the space between the welding electrodes when the current flows from the secondary winding of the welding transformer to the welding electrodes, but also problems at that time. According to the invention described in Patent Document 1, when a current flows from the secondary winding of the welding transformer to the welding electrodes, there arises afterflash, and a large surge voltage is generated in the primary winding. For this reason, it is necessary to use a discharge switch or a charging circuit having a large internal pressure.

특허문헌 2에 기재된 고안은, 충전 전류의 파미가 긴 경우에 있어서, 용접 주기를 단축할 때에 발생하는 애프터 플래시를 방지하기 위한 것이다. 이 대책으로서, 다이오드와 임피던스를 직렬 접속하여 이루어지는 1 방향 임피던스 회로를 새롭게 구비하고 있다. 그러나, 특허문헌 2에는, 용접 트랜스의 1차 권선에 흐르고 있었던 여자 전류가 2차 권선으로 전류되어 흐르는 동작이나, 여자 전류가 2차 권선에 흐르고 있을 때에 용접 전극 사이를 개방한 경우의 문제 및 그 문제를 해결하는 방법이나 수단에 관해서는 기술되어 있지 않다. The design described in Patent Document 2 is for preventing afterflash that occurs when the welding cycle is shortened when the charge current is long. As a countermeasure to this, a one-way impedance circuit in which a diode and an impedance are connected in series is newly provided. However, in Patent Document 2, there is a problem in that excitation current flowing in the primary winding of the welding transformer flows through the secondary winding and current flows when the exciting current flows in the secondary winding, There is no description of a method or means for solving the problem.

본 발명은, 여자 전류가 흐르고 있는 상태에서 용접 전극 사이를 개방할 때에는, 용접용 콘덴서의 충전 전하를 방전하기 위한 방전용 스위치가 온 상태에 있도록 설정한다. 여자 전류가 흐르고 있는 용접 전극 사이를 개방할 때에 애프터 플래시가 발생하거나, 1차 권선에 서지 전압이 발생하거나 하는 것을 방지할 수 있다. In the present invention, when the welding electrodes are opened in a state in which the exciting current flows, the discharging switch for discharging the charging charge of the welding capacitor is set to be in the ON state. It is possible to prevent the occurrence of afterflash and the generation of a surge voltage in the primary winding when opening between the welding electrodes through which the exciting current flows.

제1 발명은, 충전 회로로부터 급전되는 전력에 의해서 용접용 콘덴서를 충전하고, 방전용 스위치를 온으로 하여 상기 용접용 콘덴서에 충전된 충전 전하를 용접 트랜스의 1차 권선에 방전하고, 상기 용접 트랜스의 2차 권선 및 이 2차 권선에 접속된 제1 용접 전극과 제2 용접 전극을 통하여 용접 전류를 피용접물에 통전하여 이 피용접물을 용접하는 콘덴서식 용접 방법으로서, 상기 용접용 콘덴서에 충전된 상기 충전 전하를 방전하여, 방전 전류가 상기 방전용 스위치를 통하여 실질적으로 흐르지 않는 상태가 되면, 상기 용접 트랜스의 상기 1차 권선을 흐르고 있었던 여자 전류는 상기 2차 권선으로 전류(轉流)되고, 상기 2차 권선에 상기 여자 전류가 흐르고 있는 상태에서 상기 제1 용접 전극과 상기 제2 용접 전극 사이를 개방할 때에는, 구동 신호를 부여하여 상기 방전용 스위치를 온으로 할 수 있는 상태로 하고, 상기 제1 용접 전극과 상기 제2 용접 전극 사이를 개방할 때에 상기 용접 트랜스의 상기 1차 권선에 생기는 서지 전압을 상기 방전용 스위치를 통하여 상기 용접용 콘덴서에 서지 전류로서 흐르게 하는 것을 특징으로 하는 콘덴서식 용접 방법을 제안한다. According to a first aspect of the present invention, there is provided a welding apparatus comprising: a welding capacitor charged by electric power supplied from a charging circuit; a discharging switch being turned on to discharge charged electric charge charged in the welding capacitor to a primary winding of a welding transformer; And a welding current is supplied to the workpiece through the first welding electrode and the second welding electrode connected to the secondary winding of the welding electrode and welded to the workpiece, The excitation current flowing through the primary winding of the welding transformer is commutated to the secondary winding when the charging charge is discharged and the discharging current does not substantially flow through the discharge switch, When the first welding electrode and the second welding electrode are opened while the exciting current flows in the secondary winding, A surge voltage generated in the primary winding of the welding transformer when the first welding electrode is opened between the first welding electrode and the second welding electrode, And then flows as a surge current to the welding capacitor.

제2 발명은, 상기 제1 발명에 있어서, 상기 구동 신호는 연속적인 신호 또는 고주파에서 단속적인 신호이며, 상기 구동 신호는, 상기 용접용 콘덴서에 충전된 충전 전하를 방전할 때에 상기 반도체 스위치에 부여되고, 그 후, 상기 제1 용접 전극과 상기 제2 용접 전극 사이를 개방할 때까지 적어도 상기 반도체 스위치에 부여되는 것을 특징으로 하는 콘덴서식 용접 방법을 제안한다. A second aspect of the present invention is the semiconductor device according to the first aspect of the present invention, wherein the drive signal is a continuous signal or an intermittent signal at a high frequency, and the drive signal is applied to the semiconductor switch when the charge charge charged in the welding capacitor is discharged And is then applied to at least the semiconductor switch until it is opened between the first welding electrode and the second welding electrode.

제3 발명은, 상기 제1 발명에 있어서, 상기 구동 신호는 연속적인 신호 또는 고주파에서 단속적인 신호이며, 상기 구동 신호는, 상기 용접용 콘덴서에 충전된 충전 전하를 방전할 때에 상기 반도체 스위치에 부여된 후, 상기 구동 신호는 상기 반도체 스위치로부터 제거되고, 상기 제1 용접 전극과 상기 제2 용접 전극 사이를 개방하기 직전에는 적어도 상기 반도체 스위치에 다시 부여되는 것을 특징으로 하는 콘덴서식 용접 방법을 제안한다. According to a third invention, in the first invention, the drive signal is a continuous signal or an intermittent signal at a high frequency, and the drive signal is applied to the semiconductor switch when the charge charge charged in the welding capacitor is discharged The drive signal is removed from the semiconductor switch and is applied to at least the semiconductor switch immediately before opening between the first welding electrode and the second welding electrode .

제4 발명은, 상기 제1 발명 내지 상기 제3 발명 중 어느 하나에 있어서, 상기 방전용 스위치가 재차 온으로 됨으로써 상기 용접용 콘덴서에 충전되는 상기 서지 전류에 의한 전하는 상기 충전 전하의 극성과 반대의 역극성 전하이고, 그 역극성 전하는 상기 충전 전하와 동극성의 전하로서 상기 용접용 콘덴서에 환류되어 충전되며, 다음 주기의 상기 충전 전하의 일부분으로 되는 것을 특징으로 하는 콘덴서식 용접 방법을 제안한다. The fourth invention is characterized in that, in any one of the first to third inventions described above, since the discharging switch is turned on again, the charge due to the surge current charged in the welding capacitor is reversed from the polarity of the charging charge And the opposite polarity charge is charged to the welding capacitor as an electric charge of the same polarity as that of the charging electric charge to be charged and becomes a part of the charging electric charge in the next cycle.

제5 발명은, 역(逆)저지 기능을 갖는 충전 회로와, 그 충전 회로로부터 급전되는 전력에 의해서 충전되는 용접용 콘덴서와, 상기 용접용 콘덴서의 충전 전하를 방전하는 방전용 스위치와, 1차 권선과 2차 권선을 갖는 용접 트랜스와, 상기 2차 권선에 접속된 제1 용접 전극과 제2 용접 전극을 구비하고, 상기 방전용 스위치가 온으로 될 때 상기 용접용 콘덴서의 상기 충전 전하를 상기 1차 권선에 방전하고, 상기 2차 권선 및 상기 제1 용접 전극과 상기 제2 용접 전극을 통해 용접 전류를 피용접물에 통전하여, 이 피용접물을 용접하는 콘덴서식 용접 장치로서, 상기 용접 트랜스의 상기 2차 권선에 여자 전류가 흐르고 있는 상태에서 상기 제1 용접 전극과 상기 제2 용접 전극 사이를 개방할 때에, 상기 방전용 스위치를 온으로 할 수 있는 상태로 하기 위한 구동 신호를 상기 방전용 스위치에 부여하는 컨트롤러를 구비하고, 상기 제1 용접 전극과 상기 제2 용접 전극 사이를 개방할 때에, 상기 용접 트랜스의 상기 1차 권선에 생기는 서지 전압을 상기 방전용 스위치를 통하여 상기 용접용 콘덴서에 서지 전류로서 흐르게 하는 것을 특징으로 하는 콘덴서식 용접 장치를 제안한다. According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a charging device comprising: a charging circuit having a reverse blocking function; a welding capacitor charged by electric power supplied from the charging circuit; a discharge switch for discharging charged charges of the welding capacitor; A welding transformer having a winding and a secondary winding; and a first welding electrode and a second welding electrode connected to the secondary winding, wherein when the discharging switch is turned on, A condenser type welding apparatus for discharging a primary winding and supplying a welding current to an object to be welded through the secondary winding and the first welding electrode and the second welding electrode to weld the object to be welded, A drive for turning on the discharge switch when the first welding electrode and the second welding electrode are opened in a state in which an exciting current flows in the secondary winding, And a controller for applying a signal to the discharge switch, wherein when a first welding electrode and a second welding electrode are opened, a surge voltage generated in the primary winding of the welding transformer is transmitted through the discharge switch And then flows as a surge current to the welding capacitor.

제6 발명은, 상기 제5 발명에 있어서, 상기 방전용 스위치가 재차 온으로 됨으로써 상기 용접용 콘덴서에 충전되는 상기 서지 전류에 의한 전하는 상기 충전 전하의 극성과 반대의 역극성 전하이며, 이 역극성 전하를 상기 충전 전하와 동극성의 전하로서 상기 용접용 콘덴서에 흐르게 하는 에너지 회수용 스위치가, 상기 방전용 스위치와 역극성으로 병렬로 접속되는 것을 특징으로 하는 콘덴서식 용접 장치를 제안한다. The sixth invention is characterized in that, in the fifth invention, the charge due to the surge current charged in the welding capacitor by turning on the discharge switch again is a reverse polarity charge opposite to the polarity of the charge charge, An energy recovery switch for causing electric charges to flow to the welding capacitor as electric charges of the same polarity as the charging electric charge is connected in parallel to the discharging switch in a polarity opposite to that of the discharging switch.

본 발명은, 간단한 회로 구성으로, 여자 전류가 흐르고 있는 용접 전극 사이를 개방할 때에 애프터 플래시가 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 1차 권선에 큰 서지 전압이 발생하는 것을 방지할 수 있다. According to the present invention, it is possible to prevent occurrence of afterflash when opening between the welding electrodes through which excitation current flows, with a simple circuit configuration, and it is possible to prevent a large surge voltage from being generated in the primary winding.

도 1은 본 발명의 실시형태 1에 따른 콘덴서식 용접 방법 및 용접 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시형태 1에 따른 콘덴서식 용접 방법 및 용접 장치를 설명하기 위한 도면으로, 방전용 스위치(6)가 온으로 된 직후의 상태를 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시형태 1에 따른 콘덴서식 용접 방법 및 용접 장치를 설명하기 위한 도면으로, 방전용 스위치(6)가 오프로 된 직후의 상태를 설명하는 도면이다.
도 4 본 발명의 실시형태 1에 따른 콘덴서식 용접 방법 및 용접 장치를 설명하기 위한 도면으로, 용접 전극 사이가 개방된 직후의 상태를 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시형태 1에 따른 콘덴서식 용접 방법을 설명하기 위한 도면으로, 용접 전극 사이가 개방될 때에 방전용 스위치(6)가 온으로 되는 상태를 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시형태 1에 따른 콘덴서식 용접 방법 및 용접 장치를 설명하기 위한 전압 파형, 전류 파형, 구동 신호 파형을 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시형태 2에 따른 콘덴서식 용접 방법 및 용접 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시형태 2에 따른 콘덴서식 용접 방법 및 용접 장치를 설명하기 위한 전압 파형, 전류 파형, 구동 신호 파형을 도시하는 도면이다. BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a view for explaining a condenser type welding method and a welding apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. FIG.
Fig. 2 is a view for explaining a condenser welding method and a welding apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, and is a view for explaining a state immediately after the discharge switch 6 is turned on.
3 is a view for explaining a condenser welding method and a welding apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, and is a view for explaining a state immediately after the discharge switch 6 is turned off.
Fig. 4 is a view for explaining a condenser type welding method and a welding apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, and is a view for explaining a state immediately after welding electrodes are opened. Fig.
Fig. 5 is a view for explaining a condenser welding method according to the first embodiment of the present invention, in which the discharge switch 6 is turned on when welding electrodes are opened. Fig.
6 is a diagram showing voltage waveforms, current waveforms, and driving signal waveforms for explaining a condenser welding method and a welding apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
7 is a view for explaining a condenser-type welding method and a welding apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
Fig. 8 is a view showing voltage waveforms, current waveforms, and drive signal waveforms for explaining the condenser welding method and the welding apparatus according to the second embodiment of the present invention. Fig.

본 발명에 따른 콘덴서식 용접 방법 및 용접 장치는, 용접용 콘덴서에 충전된 충전 전하를 용접 트랜스의 1차 권선을 통하여 방전하기 위해서 필요 불가결한 방전용 스위치를 갖는다. 이 방전용 스위치를, 용접 트랜스의 2차 권선으로부터 용접 전극 사이로 여자 전류가 흐르고 있는 상태에서 용접용 전극 사이를 개방할 때에, 온 상태에 있도록 설정한다. 이에 따라, 용접 트랜스의 여자 전류가 흐르고 있는 용접 전극 사이를 개방할 때에 애프터 플래시가 발생하거나, 1차 권선에 서지 전압이 발생하거나 하는 것을 방지할 수 있다. The condenser type welding method and the welding apparatus according to the present invention have a discharge switch which is indispensable for discharging the charged charge charged in the welding capacitor through the primary winding of the welding transformer. The discharge switch is set to be in the ON state when the welding electrodes are opened between the welding wire and the secondary winding of the welding transformer in a state in which excitation current flows between the welding electrodes. Thereby, it is possible to prevent occurrence of afterflash or generation of a surge voltage in the primary winding when opening between the welding electrodes through which the exciting current of the welding transformer flows.

첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 이하에 나타내는 실시형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술 사상으로부터 일탈하지 않는 한, 본 발명에 포함되는 것으로 한다. 본 발명에서 이용하는 용접이라는 용어는, 용접 부위의 발열에 의해 쌍방의 금속이 용융되어 너깃(nugget)을 형성하는 용접뿐만 아니라, 용접 부위의 발열에 의해 쌍방의 금속이 소성 유동화하여 접합하는 확산 접합도 포함한다. 한편, 본 명세서 및 도면에 있어서, 부호가 동일한 구성 요소는 동일한 명칭의 부재를 나타내는 것으로 한다. 제1 용접 전극(7)과 제2 용접 전극(8) 사이에 용접 전류를 흐르게 하기 위해서 가압력(단압)을 부여하는 가압 기구나 제1 용접 전극(7) 또는 제2 용접 전극(8)을 구동하는 구동 기구, 각종 검출 회로 등, 본 발명의 동작을 설명하는 데에 있어서 특별히 필요하지 않는 기구는 도시를 생략한다. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The present invention is not limited to the embodiments described below, but is included in the present invention unless it departs from the technical idea of the present invention. The term " welding " used in the present invention is not limited to welding in which both metals are melted due to heat generated at the welding site to form a nugget, . In the specification and drawings, the same reference numerals denote the same elements. A pressing mechanism or a first welding electrode 7 or a second welding electrode 8 for applying a pressing force (an unilateral pressure) to flow a welding current between the first welding electrode 7 and the second welding electrode 8 is driven A drive mechanism, a variety of detection circuits, and the like, which are not particularly required for explaining the operation of the present invention, are not shown.

[실시형태 1][Embodiment 1]

도 1∼도 6으로써, 본 발명에 따른 실시형태 1의 용접 방법 및 콘덴서식 용접 장치에 관해서 설명한다. 도 1에 도시하는 콘덴서식 용접 장치는, 충전 회로(1), 충전 회로(1)의 직류 출력 단자(2와 3), 1차 권선(4a)와 2차 권선(4b)을 갖는 용접 트랜스(4), 용접용 콘덴서(5), 방전용 스위치(6), 2차 권선(4b)에 접속되어 있는 제1 용접 전극(7)과 제2 용접 전극(8), 방전용 스위치(6)에 절연 구동 회로(9)를 통해 온 신호를 부여하는 컨트롤러(10)로 구성된다. 한편, 본 실시형태 1의 설명에서는 도 1∼도 6을 적절하게 참조하는 것으로 한다. 1 to 6, a welding method and a condenser welding apparatus according to Embodiment 1 of the present invention will be described. 1 includes a charging circuit 1, DC output terminals 2 and 3 of a charging circuit 1, a welding transformer 1 having a primary winding 4a and a secondary winding 4b, The first welding electrode 7 and the second welding electrode 8 connected to the secondary winding 4b, the welding capacitor 5, the discharging switch 6 and the secondary winding 4b, and the discharging switch 6 And a controller 10 for applying an ON signal through the isolation drive circuit 9. [ On the other hand, in the description of the first embodiment, FIGS. 1 to 6 are referred to as appropriate.

W1과 W2는 제1 용접 전극(7)과 제2 용접 전극(8) 사이에 배치되어, 가압된 상태로 용접 전류가 통전됨으로써 용접되는 피용접물이다. 용접 전류가 통전하여 용접이 행해진 후의 피용접물을 용접 물품이라고 한다. 도 1에 도시하는 콘덴서식 용접 장치는 용접용 콘덴서(5)의 충전 전류와 방전 전류가 용접 트랜스(4)의 1차 권선(4a)을 서로 역방향으로 흐르기 때문에, 용접 트랜스(4)가 편여자되기 어렵다고 하는 이점이 있다. W1 and W2 are workpieces to be welded by being disposed between the first welding electrode 7 and the second welding electrode 8 and being energized with a welding current in a pressurized state. A work to be welded after welding current is energized is called a welding article. 1, since the charging current and the discharging current of the welding capacitor 5 flow in opposite directions to the primary winding 4a of the welding transformer 4, There is an advantage that it is difficult to be made.

충전 회로(1)는 용접용 콘덴서(5)를 충전하기 위한 회로이며, 회로 구성은 특별히 한정되지 않는다. 충전 회로(1)에 관해서 구체적인 회로를 도시하지 않지만, 몇 개의 예를 간단히 설명한다. 입력 전원으로서는, 단상 혹은 3상의 상용 교류 전원 또는 발전기 등이 이용된다. 입력 전원이 단상 교류 전력인 경우에는, 정류용 다이오드를 브릿지 구성에 접속한 단상 전파(全波) 정류 회로와 그 직류 출력 측에 직렬 접속된 사이리스터와 같은 반도체 스위치를 포함하는 개폐 기능을 갖는 충전 회로, 또는 정류용 다이오드와 사이리스터를 브릿지 구성에 접속한 개폐 기능을 갖는 단상의 혼합 브릿지형 전파 정류 회로 등을 충전 회로(1)로서 이용하더라도 좋다. 또한, 입력 전원이 3상 교류 전력인 경우에는, 정류용 다이오드를 3상 브릿지 구성에 접속한 3상 전파 정류 회로와 그 직류 출력 측에 직렬 접속된 반도체 스위치를 구비한 개폐 기능을 갖는 충전 회로, 또는 정류용 다이오드와 사이리스터를 3상 브릿지 구성에 접속한 개폐 기능을 갖는 3상의 혼합 브릿지형 전파 정류 회로 등을 충전 회로(1)로서 이용하더라도 좋다. The charging circuit 1 is a circuit for charging the welding capacitor 5, and the circuit configuration is not particularly limited. Although a specific circuit is not shown with respect to the charging circuit 1, several examples will be briefly described. As the input power source, a single-phase or three-phase commercial AC power source or a generator is used. In the case where the input power source is single-phase AC power, a charging circuit having an open / close function including a single-phase full-wave rectifier circuit in which a rectifier diode is connected to a bridge configuration and a semiconductor switch such as a thyristor connected in series to the DC output side Or a single-phase mixed bridge type full-wave rectification circuit having an open / close function in which a rectifier diode and a thyristor are connected to a bridge configuration may be used as the charging circuit 1. [ When the input power source is three-phase AC power, a charging circuit having a three-phase full-wave rectifier circuit connected to a three-phase bridge structure and a semiconductor switch connected in series to the direct- Or a three-phase mixed-bridge type full-wave rectification circuit having an open / close function in which a rectifier diode and a thyristor are connected to a three-phase bridge configuration may be used as the charging circuit 1.

충전 회로(1)는, 용접용 콘덴서(5)가 방전된 후, 용접 트랜스(4)의 누설 인덕턴스나 회로의 인덕턴스분을 갖는 합성 인덕턴스(L)와 용접용 콘덴서(5)의 커패시턴스(C)를 포함하는 진동(공진)에 의한 충전 전압과는 역극성의 전압, 즉 반전 전압에서는 온으로 되지 않도록 한다. 이 동작을 실현하기 위해서, 반전 전압을 저지하는 개폐 기능을 갖는 회로 구성인 것을 이용한다. 구체적으로는, 충전용의 정류 회로의 플러스극 또는 마이너스극 측의 정류 소자에 사이리스터를 이용하여, 충전 종료 후에 게이트 신호를 부여하지 않도록 한다. The charging circuit 1 is a circuit in which the composite inductance L having the leakage inductance of the welding transformer 4 or the inductance of the circuit and the capacitance C of the welding capacitor 5, (Resonance), which is a reverse polarity to the charging voltage by the vibration (resonance), that is, the reverse voltage. In order to realize this operation, a circuit configuration having an open / close function for blocking the reverse voltage is used. More specifically, a thyristor is used for the rectifying element on the positive or negative side of the rectifying circuit for charging so as not to give a gate signal after charging is finished.

용접 트랜스(4)의 1차 권선(4a)과 용접용 콘덴서(5)의 직렬 회로는, 충전 회로(1)의 직류 출력 단자(2, 3) 사이에 병렬로 접속된다. 용접 트랜스(4)는 1 턴 정도의 2차 권선(4b)과 이것에 비해서 권수가 큰 1차 권선(4a)를 갖는다. 용접 트랜스(4)의 2차 권선(4b)의 양끝에는 제1, 제2 용접 전극(7, 8)이 접속된다. 제1, 제2 용접 전극(7, 8)은 일반적인 것이라도 좋기 때문에 설명을 생략한다. 용접용 콘덴서(5)는, 예컨대 복수의 유극성 전해 콘덴서를 병렬로 접속한 블록이나 이들 블록을 복수개 병렬로 접속한 콘덴서 뱅크, 또는 무극성(양극성)의, 예컨대 폴리프로필렌 필름 콘덴서를 복수개 병렬로 접속한 블록이나 이들 블록을 복수개 병렬로 접속한 콘덴서 뱅크 등이다. The series circuit of the primary winding 4a of the welding transformer 4 and the welding capacitor 5 is connected in parallel between the DC output terminals 2 and 3 of the charging circuit 1. [ The welding transformer 4 has a secondary winding 4b of about one turn and a primary winding 4a having a larger number of turns than the secondary winding 4b. First and second welding electrodes 7 and 8 are connected to both ends of the secondary winding 4b of the welding transformer 4. Since the first and second welding electrodes 7 and 8 may be general ones, their description is omitted. The welding capacitor 5 may be, for example, a block in which a plurality of polar electrolytic capacitors are connected in parallel, a capacitor bank in which a plurality of these blocks are connected in parallel, or a plurality of nonpolar (bipolar) And a capacitor bank in which a plurality of blocks are connected in parallel.

방전용 스위치(6)는 용접 트랜스(4)의 1차 권선(4a)과 용접용 콘덴서(5)의 직렬 회로에 병렬로 접속된다. 방전용 스위치(6)가 온으로 되면, 용접용 콘덴서(5)로부터의 방전 회로가 형성된다. 실시형태 1에서는, 방전용 스위치(6)로서 사이리스터를 이용하기 때문에, 실시형태 1의 이하의 설명에서는, 방전용 스위치(6)를 방전용 사이리스터(6)로서 설명한다. 또한, 방전용 사이리스터(6)는, 애노드 측이 충전 회로(1)의 직류 출력 단자(2)에, 캐소드 측이 직류 출력 단자(3)에 각각 접속된다. 충전 회로(1)가 콘덴서(5)를 충전하는 기간에는 방전용 사이리스터(6)는 오프 상태로 한다. The discharge switch 6 is connected in parallel to the series circuit of the primary winding 4a of the welding transformer 4 and the welding capacitor 5. [ When the discharging switch 6 is turned on, a discharging circuit from the welding capacitor 5 is formed. In the first embodiment, since the thyristor is used as the discharge switch 6, the discharge switch 6 will be described as the discharge thyristor 6 in the following description of the first embodiment. The anode side of the discharge thyristor 6 is connected to the DC output terminal 2 of the charging circuit 1 and the cathode side thereof is connected to the DC output terminal 3 respectively. During the period in which the charging circuit 1 charges the condenser 5, the discharge thyristor 6 is turned off.

컨트롤러(10)는 절연 구동 회로(9)를 통해 방전용 스위치(6)에 구동 신호를 부여한다. 절연 구동 회로(9)는, 예컨대 포토 커플러를 이용하여, 컨트롤러(10)로부터의 게이트 신호를 절연 전달하고, 도시하지 않는 게이트 앰프에서 사이리스터의 게이트 신호를 발생시킨다. 포토 커플러와 게이트 앰프는 일반적인 것이라도 좋기 때문에, 상세한 설명을 생략한다. 실시형태 1에서는, 컨트롤러(10)는 절연 구동 회로(9)를 통하여, 도 6의 (C)에 도시한 것과 같은 시각 t1부터 시각 t2 후까지 연속적인 구동 신호를 방전용 사이리스터(6)의 게이트-캐소드 사이에 부여한다. The controller 10 gives a drive signal to the discharge switch 6 through the insulation drive circuit 9. [ The isolation drive circuit 9 insulates and transfers the gate signal from the controller 10 using, for example, a photocoupler, and generates a gate signal of the thyristor in a gate amplifier (not shown). Since the photocoupler and the gate amplifier may be general ones, detailed description is omitted. In the first embodiment, the controller 10 supplies a continuous drive signal from the time t1 to the time t2, as shown in Fig. 6 (C), to the gate of the discharge thyristor 6 through the insulation drive circuit 9 - Between the cathodes.

이어서, 실시형태 1에 따른 콘덴서식 용접 방법 및 장치의 동작을 설명한다. 도 2는 방전용 사이리스터(6)가 온으로 되어 용접용 콘덴서(5)의 충전 전하를 방전하는 상태를 설명하기 위한 도면이다. 도 3은 용접용 콘덴서(5)의 충전 전하를 방전하여 방전용 사이리스터(6)가 오프로 된 상태를 설명하기 위한 도면이다. 도 4는 방전용 사이리스터(6)가 오프로 된 상태에서 제1 용접 전극(7)과 제2 용접 전극(8) 사이가 개방된 상태를 설명하기 위한 도면이다. 도 5는 제1 용접 전극(7)과 제2 용접 전극(8) 사이가 개방될 때에 방전용 사이리스터(6)가 온으로 되는 상태를 설명하기 위한 도면이다. 도 6은 각 부의 전류 파형과 전압 파형, 구동 신호 파형을 도시하는 도면이다. Next, the operation of the condenser type welding method and apparatus according to the first embodiment will be described. Fig. 2 is a view for explaining a state in which the discharging thyristor 6 is turned on to discharge the charging charge in the welding capacitor 5. Fig. 3 is a diagram for explaining a state in which the discharging charge of the welding capacitor 5 is discharged to turn off the discharge thyristor 6. 4 is a view for explaining a state in which the first welding electrode 7 and the second welding electrode 8 are opened in a state in which the discharge thyristor 6 is turned off. 5 is a view for explaining a state in which the discharge thyristor 6 is turned on when the first welding electrode 7 and the second welding electrode 8 are opened. 6 is a diagram showing current waveforms, voltage waveforms, and drive signal waveforms of the respective parts.

도 1에 있어서, 충전 회로(1)가 충전 동작을 시작하면, 직류 전류가 직류 출력 단자(2)로부터 용접 트랜스(4)의 1차 권선(4a), 용접용 콘덴서(5)를 통하여 직류 출력 단자(3)에 흐른다. 용접용 콘덴서(5)는 도 2에 도시하는 극성으로, 정해진 전압(+V1)까지 충전된다. 충전 제어 방법에 관해서는, 예컨대 용접용 콘덴서(5)가 설정 전압이 될 때까지는, 용접용 콘덴서(5)에 거의 일정한 충전 전류를 흐르게 하는 정전류 제어가 행해진다. 1, when the charging circuit 1 starts the charging operation, a DC current is supplied from the DC output terminal 2 through the primary winding 4a of the welding transformer 4, the welding capacitor 5, And flows to the terminal 3. The welding capacitor 5 is charged to a predetermined voltage (+ V1) with the polarity shown in Fig. Regarding the charging control method, the constant current control is performed to flow a substantially constant charging current to the welding capacitor 5, for example, until the welding capacitor 5 becomes the set voltage.

용접용 콘덴서(5)가 정해진 전압(+V1)까지 충전되면, 개폐 기능을 갖는 충전 회로(1)는 직류 출력 단자(2, 3)로부터 전기적으로 차단된다. 용접용 콘덴서(5)의 충전 중에는, 방전용 사이리스터(6)가 오프 상태에 있다. 이 후, 컨트롤러(10)로부터 절연 구동 회로(9)를 통하여, 도 6의 (C)에 도시한 것과 같이, 시각 t1에 방전용 사이리스터(6)에 구동 신호가 부여된다. 그 구동 신호에 의해서 방전용 사이리스터(6)가 턴온된다. 도 2에 도시한 것과 같이, 용접 트랜스(4)의 1차 권선(4a)에는 용접용 콘덴서(5)의 충전 전하에 의한 방전 전류(I1)가 흐른다. 방전 전류(I1)는 주로 용접 전류(I2)로서 용접 트랜스(4)의 2차 권선(4b)에 흐르고, 일부는 여자 전류(I3)로서 용접 트랜스(4)의 1차 권선(4a)에 흐른다. 용접 트랜스(4)의 1차 권선(4a)과 2차 권선(4b)의 권수비를 n이라고 하면, 방전 전류 I1=I2/n+I3이 된다. When the welding capacitor 5 is charged to a predetermined voltage (+ V1), the charging circuit 1 having an opening / closing function is electrically disconnected from the DC output terminals 2 and 3. During charging of the welding capacitor (5), the discharge thyristor (6) is in the off state. 6 (C), a drive signal is given to the discharge thyristor 6 at time t1 from the controller 10 through the insulating drive circuit 9, as shown in Fig. And the discharge thyristor 6 is turned on by the drive signal. As shown in Fig. 2, a discharge current I1 due to the charging charge of the welding capacitor 5 flows in the primary winding 4a of the welding transformer 4. [ The discharge current I1 flows mainly to the secondary winding 4b of the welding transformer 4 as the welding current I2 and partly flows to the primary winding 4a of the welding transformer 4 as the exciting current I3 . Assuming that the turns ratio of the primary winding 4a and the secondary winding 4b of the welding transformer 4 is n, the discharge current I1 = I2 / n + I3.

방전용 사이리스터(6)가 턴온되면, 1차 권선(4a)과 2차 권선(4b)의 권수비에 상응하는 큰 급격한 용접 전류(I2)가 제1 용접 전극(7), 피용접물(W1과 W2), 제2 용접 전극(8)을 흐른다. 용접 전류(I2)가 흐름으로써, 피용접물(W1과 W2)의 용접이 행해진다. 이 실시형태 1에서는, 방전용 사이리스터(6)가 턴온되면, 방전 전류(I1)의 전류 파형은 도 6의 (B)에 도시한 것과 같이, 정현파형이 된다. 이 정현파형은 용접 트랜스(4)의 누설 인덕턴스나 회로의 인덕턴스분으로 이루어지는 합성 인덕턴스(L)와 용접용 콘덴서(5)의 커패시턴스(C)에 의한 진동(공진)에 따른다. 따라서, 도 6의 (B)에 도시하는 방전 전류(I1)의 전류 파형의 펄스 폭은 실제상 수백 밀리초 이상으로 되지 않고, 제1, 제2 용접 전극(7, 8)의 기계적 동작에 요하는 시간에 비해서 짧기 때문에, 본 발명에서는 방전 전류(I1)의 파미의 문제를 고려할 필요는 없다. When the discharge thyristor 6 is turned on, a large abrupt welding current I2 corresponding to the turns ratio of the primary winding 4a and the secondary winding 4b is applied to the first welding electrode 7, the workpieces W1 and W2 ), And flows through the second welding electrode 8. As the welding current I2 flows, welding of the workpieces W1 and W2 is performed. In the first embodiment, when the discharge thyristor 6 is turned on, the current waveform of the discharge current I1 becomes sinusoidal waveform as shown in Fig. 6B. This sinusoidal waveform depends on the composite inductance L composed of the leakage inductance of the welding transformer 4 or the inductance of the circuit and the vibration (resonance) caused by the capacitance C of the welding capacitor 5. Therefore, the pulse width of the current waveform of the discharge current I1 shown in Fig. 6 (B) does not become more than several hundreds of milliseconds in actuality, and the pulse width of the current waveform of the discharge current I1 It is not necessary to consider the problem of the pumping of the discharge current I1 in the present invention.

방전용 사이리스터(6)의 온에 의해서, 인덕턴스(L)과 커패시턴스(C)의 진동에 따라 콘덴서(5)의 전압이 역극성으로 반전한다. 방전용 사이리스터(6)를 통하여 방전 전류(I1)가 실질적으로 흐르지 않는 상태가 되면, 즉 방전 전류(I1)가 방전용 사이리스터(6)의 유지 전류보다도 작아지면, 방전용 사이리스터(6)는 자연 소호로 오프된다. 오프 시점에서는, 용접용 콘덴서(5)는 상기 충전 전하와는 역극성으로 충전되기 때문에, 용접용 콘덴서(5)의 전압은 도 6의 (A) 및 도 3에 도시하는 역극성의 전압(-V2)으로 된다. 개폐 기능을 갖는 충전 회로(1)는 오프로 되어 있기 때문에, 이 역극성의 전압(-V2)은 방전되지 않고서 유지된다. 이 역극성의 전압(-V2)은 충전 전하에 의한 정해진 충전 전압(+V1)에 비해서 작은 값이다. 방전용 사이리스터(6)가 온으로 되어 용접용 콘덴서(5)의 충전 전하를 방전한 후, 방전용 사이리스터(6)가 오프로 된다. 도 2에 도시하는 1차 권선(4a)을 흐르고 있었던 1차 측의 여자 전류(I3)는 그대로 1차 권선(4a)을 계속해서 흐를 수 없게 되기 때문에, 2차 권선(4b)으로 전류하여 도 3에 도시하는 2차 측의 여자 전류(I4)가 된다. 이 여자 전류(I4)는 용접 전류(I2)의 방향과 역방향으로 흘러, 2차 권선(4b)의 극성을 보이는 흑점 측으로부터 제1 용접 전극(7), 피용접물(W1, W2), 제2 용접 전극(8)을 통해 2차 권선(4b)의 비흑점 측으로 흐른다. The voltage of the capacitor 5 is reversed to the opposite polarity in accordance with the vibration of the inductance L and the capacitance C due to the turning on of the discharge thyristor 6. If the discharging current I1 does not substantially flow through the discharging thyristor 6, that is, if the discharging current I1 becomes smaller than the holding current of the discharging thyristor 6, It is turned off as a soho. Since the welding capacitor 5 is charged with the polarity opposite to that of the charging electric charge at the time of the off-time, the voltage of the welding capacitor 5 is lower than the voltage (-) of the reverse polarity shown in Fig. 6 (A) V2). Since the charging circuit 1 having an opening / closing function is turned off, the voltage (-V2) of this reverse polarity is maintained without discharging. The voltage (-V2) of this reverse polarity is smaller than the charging voltage (+ V1) determined by the charging charge. The discharge thyristor 6 is turned on to discharge the charging charge of the welding capacitor 5, and then the discharge thyristor 6 is turned off. The excitation current I3 on the primary side which has flowed through the primary winding 4a shown in Fig. 2 can not continue to flow through the primary winding 4a as it is. Therefore, even when the secondary current is supplied to the secondary winding 4b The exciting current I4 on the secondary side shown in Fig. The exciting current I4 flows in a direction opposite to the direction of the welding current I2 and flows from the black spot side showing the polarity of the secondary winding 4b to the first welding electrode 7, the workpieces W1 and W2, And flows through the welding electrode 8 to the non-black point side of the secondary winding 4b.

이 상태에서는, 피용접물(W1과 W2)은 이미 용접되어 용접 물품이 되어 있다. 용접 물품은 용접되기 전보다도 저항치는 작고, 또한 용접 트랜스(4)의 2차 측의 회로 내의 저항 성분은 작아지도록 제작되어 있기 때문에, 여자 전류(I4)는 단시간에는 소멸하지 않는다. 용접 속도를 향상시키기 위해서는, 용접 주기를 짧게 한다. 이 때문에, 여자 전류(I4)가 소멸하지 않고서 아직 2차측 회로를 흐르고 있는 기간에, 제1 용접 전극(7)과 제2 용접 전극(8) 사이를 분리하는 방향으로 기계적 동작을 하게 하여, 제1 용접 전극(7)과 제2 용접 전극(8) 사이를 개방한다. 여기서는, 제1 용접 전극(7)과 제2 용접 전극(8) 사이를 개방한다는 것은, 제1 용접 전극(7)과 제2 용접 전극(8) 중 어느 것이 용접 물품(W1, W2)으로부터 떨어져, 전기적으로 비접속으로 되는 것을 말한다. 도 6의 (C)의 시각 t2에, 제1 용접 전극(7)과 제2 용접 전극(8) 사이를 개방하는 것으로 한다. In this state, the workpieces W1 and W2 have already been welded to become welded articles. Since the welding article is manufactured so that the resistance value is smaller than that before welding and the resistance component in the circuit on the secondary side of the welding transformer 4 is made smaller, the exciting current I4 does not disappear in a short time. In order to improve the welding speed, the welding cycle is shortened. For this reason, in the period during which the exciting current I4 does not disappear and the secondary circuit is still flowing, a mechanical operation is performed in a direction for separating the first welding electrode 7 and the second welding electrode 8, 1 between the welding electrode 7 and the second welding electrode 8 is opened. Opening between the first welding electrode 7 and the second welding electrode 8 means that either the first welding electrode 7 or the second welding electrode 8 is separated from the welding products W1 and W2 , And electrically disconnected. It is assumed that the first welding electrode 7 and the second welding electrode 8 are opened at time t2 in Fig. 6 (C).

도 4에 도시한 것과 같이, 시각 t2에 제1 용접 전극(7)과 제2 용접 전극(8) 사이를 개방하면, 도 3에 도시되는 여자 전류(I4)는 2차측 회로를 흐를 수 없게 된다. 이 때문에, 용접 트랜스(4)의 1차 권선(4a)과 2차 권선(4b)에는 도 4의 극성에서 이론적으로는 무한대의 서지 전압(+Vs1, +Vs2)이 발생한다. 여기서는, 1차 권선(4a)에 발생하는 서지 전압(Vs1)은 용접용 콘덴서(5)의 충전 전압(+V1)과 동일한 극성이다. 따라서, 서지 전압(Vs1)이 발생할 때에 방전용 사이리스터(6)가 온으로 될 수 있는 상태가 된다면, 1차 권선(4a)에 생기는 큰 서지 전압(Vs1)은 방전용 사이리스터(6)의 애노드-캐소드 사이로 인가된다. 이 경우에는, 순방향 저지 특성이 큰 사이리스터를 이용하여야만 한다. 한편, 용접 트랜스(4)의 1차 권선(4a)에 발생하는 서지 전압(Vs1)은 2차 권선(4b)에 발생하는 서지 전압(Vs2)보다도 1차 권선과 2차 권선의 권수비 n분만큼 커진다(Vs1=n×Vs2). As shown in Fig. 4, when the first welding electrode 7 and the second welding electrode 8 are opened at the time t2, the exciting current I4 shown in Fig. 3 can not flow through the secondary circuit . Therefore, surge voltages (+ Vs1, + Vs2) theoretically infinite are generated in the primary winding 4a and the secondary winding 4b of the welding transformer 4 in the polarity in Fig. Here, the surge voltage Vs1 generated in the primary winding 4a has the same polarity as the charging voltage (+ V1) of the welding capacitor 5. Therefore, if the discharge thyristor 6 is turned on when the surge voltage Vs1 is generated, the large surge voltage Vs1 generated in the primary winding 4a is supplied to the anode of the discharge thyristor 6, Lt; / RTI > In this case, a thyristor having a large forward blocking characteristic should be used. On the other hand, the surge voltage Vs1 generated in the primary winding 4a of the welding transformer 4 is lower than the surge voltage Vs2 generated in the secondary winding 4b by the turn ratio n of the primary winding and the secondary winding (Vs1 = nxVs2).

그러나, 실시형태 1에 있어서는, 제1 용접 전극(7)과 제2 용접 전극(8) 사이를 개방하는 시각 t2에는, 방전용 사이리스터(6)의 게이트에 구동 신호를 인가한다. 이 때문에, 1차 권선(4a)에 발생하는 서지 전압(+Vs1)이 용접용 콘덴서(5)의 역극성의 전압(-V2)의 절대치를 넘는 동시에, 방전용 사이리스터(6)는 재차 턴온된다. 방전용 사이리스터(6)를 통하여 도 6에 도시하는 서지 전류(I5)를 용접용 콘덴서(5)에 흘려, 용접용 콘덴서(5)를 전압(-V3)으로 충전한다. 즉, 1차 권선(4a)에 발생하는 서지 에너지는 방전용 사이리스터(6)를 통하여 용접용 콘덴서(5)에서 흡수된다. 한편, 실시형태 1에서는 용접용 콘덴서(5)의 용량이 크기 때문에, 전압(-V3)은 전압(-V2)과 거의 같다.In Embodiment 1, however, a drive signal is applied to the gate of the discharge thyristor 6 at time t2 when the first welding electrode 7 and the second welding electrode 8 are opened. Therefore, the surge voltage (+ Vs1) generated in the primary winding (4a) exceeds the absolute value of the voltage (-V2) of the reverse polarity of the welding capacitor (5) and the discharge thyristor (6) is turned on again . The surge current I5 shown in Fig. 6 is supplied to the welding capacitor 5 through the discharge thyristor 6 and the welding capacitor 5 is charged with the voltage (-V3). That is, the surge energy generated in the primary winding 4a is absorbed by the welding capacitor 5 through the discharge thyristor 6. On the other hand, in the first embodiment, since the capacity of the welding capacitor 5 is large, the voltage -V3 is almost equal to the voltage -V2.

따라서, 이 실시형태 1에 있어서는, 용접 트랜스(4)의 여자 전류(I4)가 제1, 제2 용접 전극(7, 8) 및 용접 물품에 흐르고 있을 때에 제1 용접 전극(7)과 제2 용접 전극(8) 사이를 개방하더라도, 방전용 사이리스터(6)에 큰 값의 서지 전압(+Vs1)은 발생하지 않는다. 용접용 콘덴서(5)의 전압을 -V2로 하면, 방전용 사이리스터(6)의 전압은 용접용 콘덴서(5)의 전압(-V2)으로 제한된다. 이 때문에, 방전용 사이리스터(6)는 높은 서지 전압(Vs1)까지의 내압을 필요로 하지 않는다. 용접 트랜스(4)의 권수비를 n으로 한다. 여자 전류(I4)가 흐르고 있는 상태에서 제1 용접 전극(7)과 제2 용접 전극(8) 사이를 개방한다. 방전용 사이리스터(6)의 온에 의해, 제1 용접 전극(7)과 제2 용접 전극(8) 사이에 발생하는 서지 전압은 V2/n으로 저하된다. 이 경우, 애프터 플래시는 생기기 어렵다. 따라서, 실시형태 1에 따르면, 여자 전류(I4)가 용접 전극 사이를 흐르고 있는 상태에서 용접 전극 사이를 개방하는 경우에, 특별한 회로 부품을 부가할 필요가 없다. 또한, 방전용 사이리스터(6)의 내압을 증대시키지 않고서, 서지 전압을 충분히 작은 값으로 억제할 수 있기 때문에, 애프터 플래시를 방지할 수 있다. 한편, 용접용 콘덴서(5)의 전압(-V2)이나 전압(-V3)의 값은 회로의 손실 등에 따라, 충전 전압(+V1)의 값보다도 당연히 작은 값으로 된다. Therefore, in the first embodiment, when the exciting current I4 of the welding transformer 4 flows through the first and second welding electrodes 7 and 8 and the welding article, the first welding electrode 7 and the second welding electrode 7 Even when the space between the welding electrodes 8 is opened, a surge voltage (+ Vs1) of a large value is not generated in the discharge thyristor 6. The voltage of the discharge thyristor 6 is limited to the voltage (-V2) of the welding capacitor 5 when the voltage of the welding capacitor 5 is -V2. For this reason, the discharge thyristor 6 does not require the breakdown voltage up to the high surge voltage Vs1. Let the turn ratio of the welding transformer 4 be n. The first welding electrode 7 and the second welding electrode 8 are opened while the exciting current I4 flows. The surge voltage generated between the first welding electrode 7 and the second welding electrode 8 is lowered to V2 / n by turning on the discharge thyristor 6. In this case, after-flash is hard to occur. Therefore, according to the first embodiment, in the case of opening between the welding electrodes in a state in which the excitation current I4 flows between the welding electrodes, it is not necessary to add special circuit components. Since the surge voltage can be suppressed to a sufficiently small value without increasing the internal pressure of the discharge thyristor 6, afterflash can be prevented. On the other hand, the values of the voltage (-V2) and the voltage (-V3) of the welding capacitor 5 are naturally smaller than the value of the charging voltage (+ V1)

[실시형태 2][Embodiment 2]

이어서, 도 7 및 도 8을 이용하여, 본 발명의 실시형태 2에 따른 용접 방법 및 콘덴서식 용접 장치를 설명한다. 실시형태 2에서는, 직류 출력 단자(2, 3) 사이에 병렬로 용접용 콘덴서(5)가 접속된다. 용접 트랜스(4)의 1차 권선(4a)과 방전용 스위치(6)의 직렬 회로는 용접용 콘덴서(5)에 대하여 병렬로 접속된다. 충전 회로(1)는 용접용 콘덴서(5)의 직류 출력 단자(2) 측이 플러스, 직류 출력 단자(3) 측이 마이너스가 되는 극성으로 용접용 콘덴서(5)를 충전한다. 충전 회로(1)로부터 용접용 콘덴서(5)에 공급되는 충전 전류는 용접 트랜스(4)의 1차 권선(4a)을 흐르지 않는다. 충전 회로(1)가 용접용 콘덴서(5)를 충전하는 기간은, 방전용 스위치(6)를 오프 상태로 한다. 또한, 실시형태 2에서는, 방전용 스위치(6)와 병렬로 역극성으로 접속된 에너지 회수용 스위치(11)를 이용한다. 여기서는, 방전용 스위치(6)로서 역방향 저지 특성을 갖는 사이리스터를 이용하고, 에너지 회수용 스위치(11)로서 사이리스터를 이용한다. 실시형태 2의 이하의 설명에서는, 방전용 스위치(6)를 방전용 사이리스터(6), 에너지 회수용 스위치(11)를 에너지 회수용 사이리스터(11)로 하여 설명한다. 제1 용접 전극(7)과 제2 용접 전극(8)은, 도 1과 마찬가지로 용접 트랜스(4)의 2차 권선에 병렬로 접속된다. 제1 용접 전극(7)과 제2 용접 전극(8) 사이에 있는 피용접물(W1, W2)에 용접 전류를 흘려 용접을 한다. Next, a welding method and a condenser type welding apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to Figs. 7 and 8. Fig. In the second embodiment, the welding capacitors 5 are connected in parallel between the DC output terminals 2 and 3. The series circuit of the primary winding 4a of the welding transformer 4 and the discharge switch 6 is connected to the welding capacitor 5 in parallel. The charging circuit 1 charges the welding capacitor 5 with a polarity such that the DC output terminal 2 side of the welding capacitor 5 becomes positive and the DC output terminal 3 side becomes negative. The charging current supplied from the charging circuit 1 to the welding capacitor 5 does not flow through the primary winding 4a of the welding transformer 4. [ During the period in which the charging circuit 1 charges the welding capacitor 5, the discharge switch 6 is turned off. In Embodiment 2, the energy recovery switch 11 connected in parallel with the discharge switch 6 in the opposite polarity is used. Here, a thyristor having a reverse blocking characteristic is used as the discharging switch 6, and a thyristor is used as the energy returning switch 11. In the following description of the second embodiment, the discharging switch 6 is referred to as a discharge thyristor 6 and the energy recovery switch 11 is referred to as an energy recovery thyristor 11. [ The first welding electrode 7 and the second welding electrode 8 are connected in parallel to the secondary winding of the welding transformer 4 as in Fig. The welding current is supplied to the workpieces W1 and W2 between the first welding electrode 7 and the second welding electrode 8 to perform welding.

컨트롤러(10)는 절연 구동 회로(9)를 통하여 도 8의 (C)에 도시한 것과 같은 2개의 구동 신호(Sa, Sb)를 방전용 사이리스터(6)에 부여한다. 시각 t2 후의 시각 t3에는 파선으로 나타내는 구동 신호(Ss)를 에너지 회수용 사이리스터(11)에 부여한다. 충전 회로(1)에 의해서 용접용 콘덴서(5)가 설정 전압(V1)까지 충전된 후, 시각 t1에 방전용 사이리스터(6)가 온으로 된다. 컨트롤러(10)는 절연 구동 회로(9)를 통하여, 도 8의 (C)에 도시한 것과 같이, 시각 t1에 구동 신호(Sa)를 방전용 사이리스터(6)의 게이트-캐소드 사이에 인가한다. The controller 10 applies the two drive signals Sa and Sb to the discharge thyristor 6 through the insulation drive circuit 9 as shown in Fig. 8 (C). At time t3 after time t2, the drive signal Ss indicated by a broken line is given to the energy recovery thyristor 11. [ After the welding capacitor 5 is charged to the set voltage V1 by the charging circuit 1, the discharge thyristor 6 is turned on at time t1. The controller 10 applies the drive signal Sa between the gate and the cathode of the discharge thyristor 6 at time t1, as shown in Fig. 8 (C), through the insulation drive circuit 9. [

이에 따라, 방전용 사이리스터(6)는 턴온되어, 용접용 콘덴서(5)의 충전 전하를 방전하고, 용접 트랜스(4)의 1차 권선(4a)을 통하여 도 8의 (B)에 도시한 것과 같은 방전 전류(I1)를 흐르게 한다. 실시형태 1과 마찬가지로, 방전 전류(I1)의 전류 파형은, 용접 트랜스(4)의 인덕턴스나 회로의 인덕턴스분을 갖는 인덕턴스(L)와 용접용 콘덴서(5)의 커패시턴스(C)로 이루어지는 진동(공진)에 의한 정현파형의 파형으로 된다. 실시형태 1과 마찬가지로, 1차 권선(4a)에는 방전 전류와 여자 전류가 흐른다. 용접 전류는 2차 권선(4b)의 흑점 측으로부터 제1 용접 전극(7), 피용접물(W1과 W2), 제2 용접 전극(8)을 통하여 2차 권선(4b)의 비흑점 측으로 흘러 용접이 이루어진다. Thus, the discharging thyristor 6 is turned on to discharge the charging charge of the welding capacitor 5, and is discharged through the primary winding 4a of the welding transformer 4 as shown in Fig. 8 (B) The same discharge current I1 flows. The current waveform of the discharge current I1 is the same as in the first embodiment except for the vibration consisting of the inductance L having the inductance of the welding transformer 4 and the inductance of the circuit and the capacitance C of the welding capacitor 5 Resonance) of the sine wave. As in Embodiment 1, a discharge current and an exciting current flow in the primary winding 4a. The welding current flows from the black spot side of the secondary winding 4b to the non-black spot side of the secondary winding 4b through the first welding electrode 7, the workpieces W1 and W2 and the second welding electrode 8, .

또한, 방전용 사이리스터(6)의 온에 의해서, 인덕턴스(L)와 커패시턴스(C)의 진동이 생기면, 방전용 사이리스터(6)가 오프인 시점에서는, 용접용 콘덴서(5)는 충전 전하와는 역극성의 전압(-V2)으로 충전된다. 이 역극성의 전압은 충전 전하에 의한 충전 전압(+V1)에 비해서 작은 값이다. 이어서 방전용 사이리스터(6)가 오프로 되면, 실시형태 1과 마찬가지로, 1차 권선(4a)을 흐르고 있었던 여자 전류는 2차 권선(4b)로 전류된다. 여자 전류는 2차 권선(4b)의 비흑점 측으로부터 제2 용접 전극(8), 피용접물(W2와 W1), 제1 용접 전극(7)을 통하여 2차 권선(4b)의 흑점 측으로 흐른다. 이 여자 전류는 단시간에는 소멸하지 않고 2차측 회로를 흐른다. When the discharge thyristor 6 is turned on and the inductance L and the capacitance C are vibrated, the welding capacitor 5 is charged with the charge And is charged to the voltage (-V2) of the opposite polarity. The voltage of this reverse polarity is smaller than the charging voltage (+ V1) by the charging charge. Subsequently, when the discharge thyristor 6 is turned off, the exciting current that has flowed through the primary winding 4a is supplied to the secondary winding 4b as in the first embodiment. The excitation current flows from the non-black point side of the secondary winding 4b to the black spot side of the secondary winding 4b through the second welding electrode 8, the workpieces W2 and W1 and the first welding electrode 7. [ This exciting current flows through the secondary circuit without disappearing in a short time.

시각 t2 직전에, 컨트롤러(10)로부터 절연 구동 회로(9)를 통하여 구동 신호(Sb)가 방전용 사이리스터(6)의 게이트-캐소드 사이에 인가된다. 이 때문에, 방전용 사이리스터(6)는 캐소드 측의 전압에 비해서 애노드 측의 전압이 커지면 언제라도 턴온될 수 있는 상태가 된다. 시각 t2에, 제1, 제2 용접 전극(7과 8)의 적어도 한쪽이 움직여, 제1 용접 전극(7) 또는 제2 용접 전극(8)이 피용접물(W1 또는 W2)로부터 떨어져 전기적으로 비접속 상태가 된다. 시각 t2 직전까지 제1, 제2 용접 전극(7, 8)을 통해 흐르고 있었던 여자 전류는 시각 t2 후에 2차측 회로를 흐를 수 없게 되므로, 1차 권선(4a)에 서지 전압이 발생한다. 이 서지 전압은 용접용 콘덴서(5)를 통해 방전용 사이리스터(6)의 애노드에 인가된다. 서지 전압이 용접용 콘덴서(5)의 전압(-V2)의 값을 넘으면, 방전용 사이리스터(6)는 턴온되어, 1차 권선(4a)에 발생한 서지 전압을 서지 전류(I5)로서 용접용 콘덴서(5)에서 흡수하게 한다. 이 때문에, 상기 전압(-V2)을 실질상 넘는 서지 전압이 방전용 사이리스터(6)의 애노드-캐소드 사이에 인가되는 일이 없다. 따라서, 용접 전극 사이의 개방시에 애프터 플래시의 발생을 방지할 수 있다. Immediately before the time t2, the drive signal Sb is applied between the gate and the cathode of the discharge thyristor 6 from the controller 10 through the insulating drive circuit 9. Therefore, the discharge thyristor 6 is in a state where it can be turned on at any time when the voltage on the anode side becomes larger than the voltage on the cathode side. At least one of the first and second welding electrodes 7 and 8 is moved at a time t2 so that the first welding electrode 7 or the second welding electrode 8 is separated from the workpiece W1 or W2, The connection state is established. The exciting current that has flowed through the first and second welding electrodes 7 and 8 until immediately before the time t2 can not flow through the secondary circuit after the time t2 and thus a surge voltage is generated in the primary winding 4a. This surge voltage is applied to the anode of the discharge thyristor (6) through the welding capacitor (5). When the surge voltage exceeds the value of the voltage (-V2) of the welding capacitor 5, the discharge thyristor 6 is turned on and the surge voltage generated in the primary winding 4a is used as the surge current I5, (5). Therefore, a surge voltage substantially exceeding the voltage (-V2) is not applied between the anode and the cathode of the discharge thyristor 6. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of afterflash when the welding electrodes are opened.

시각 t2에 방전용 사이리스터(6)가 온으로 되어, 서지 에너지를 용접용 콘덴서(5)에 흡수한 후에 방전용 사이리스터(6)가 오프로 된다. 시각 t3에, 컨트롤러(10)는 절연 구동 회로(9)를 통하여 에너지 회수용 사이리스터(11)에 구동 신호(Ss)를 부여하여 턴온시킨다. 전술한 것과 같이, 이 때 용접용 콘덴서(5)는 직류 출력 단자(3)가 직류 출력 단자(2)에 대하여 플러스극인 전압으로 충전되고 있다. 이 때문에, 그 전하는 에너지 회수용 사이리스터(11)를 통하여 회로 인덕턴스와 진동하여, 직류 출력 단자(2)가 직류 출력 단자(3)에 대하여 플러스 극성으로 용접용 콘덴서(5)를 충전한다. 이 충전은 충전 회로(1)에 의해서 충전되는 충전 전하의 극성(플러스 극성)과 같고, 서지 에너지도 중첩되어 있기 때문에, 그 만큼 다음 충전 시간을 보다 단축할 수 있고, 또한 절전도 가능하다. 또한, 그 전압분만큼 다음 충전 개시시에 돌입 전류가 흐르기 어렵게 되기 때문에, 충전 회로(1)의 부담을 경감할 수 있다. At time t2, the discharge thyristor 6 is turned on, and the discharge thyristor 6 is turned off after the surge energy is absorbed by the welding capacitor 5. At time t3, the controller 10 applies the drive signal Ss to the energy recovery thyristor 11 via the insulation drive circuit 9 to turn it on. As described above, at this time, the DC output terminal 3 of the welding capacitor 5 is charged with the voltage of the positive polarity with respect to the DC output terminal 2. Therefore, the electric charge is vibrated with the circuit inductance through the energy recovery thyristor 11 so that the DC output terminal 2 charges the welding capacitor 5 with the positive polarity with respect to the DC output terminal 3. This charging is the same as the polarity (positive polarity) of the charging charge to be charged by the charging circuit 1, and the surge energy is also superimposed, so that the subsequent charging time can be shortened further and the power saving is possible. In addition, since the inrush current hardly flows at the start of the next charging by the voltage, the burden on the charging circuit 1 can be reduced.

특히, 피용접물(W1과 W2)이 구리 또는 알루미늄 등과 같이 저항률이 작은 고도전성의 금속 재료로 이루어질 때에는, 급격하게 증대되는 펄스형의 용접 전류를 이용하고, 피용접물(W1과 W2)에 대한 가압력의 응답성을 고속으로 하는 용접 방법을 이용하는 것이 유효하게 된다. 이 때문에, 용접용 콘덴서(5)에 역극성으로 충전되는 전압(-V2)의 에너지는 커지는 경향이 있다. 이 경우에, 용접용 콘덴서(5)로서 유극성 전해 콘덴서를 이용하는 경우보다는, 폴리프로필렌 필름 등을 유전체로서 이용하는 무극성 필름 콘덴서를 이용한 쪽이 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 용접용 콘덴서(5)에 아무런 손상을 주는 일없이, 큰 에너지를 보다 안전하게 회수할 수 있다. Particularly, when the workpieces W1 and W2 are made of a highly conductive metal material having a low resistivity such as copper or aluminum, a pulsed type welding current which is abruptly increased is used, and a pressing force for the workpieces W1 and W2 It is effective to use a welding method for increasing the responsiveness of the welding tool. For this reason, the energy of the voltage (-V2) charged in reverse polarity to the welding capacitor 5 tends to increase. In this case, it is preferable to use a non-polar film capacitor using a polypropylene film or the like as a dielectric, instead of using a polar electrolytic capacitor as the welding capacitor 5. [ By doing so, a large energy can be recovered more safely without causing any damage to the welding capacitor 5.

전술한 실시형태 1에서는, 방전용 사이리스터(6)에 부여되는 구동 신호는 도 6의 (C)에 도시된다. 방전용 사이리스터(6)의 구동 신호는 용접용 콘덴서(5)에 충전된 충전 전하를 방전하는 시각 t1일 때에 부여되고, 그 후, 제1 용접 전극(7)과 제2 용접 전극(8) 사이를 개방하는 시각 t2일 때까지 적어도 부여된다. 즉 방전용 사이리스터(6)에는 연속적인 구동 신호가 부여된다. 또한, 실시형태 2에서는, 방전용 사이리스터(6)에 부여되는 구동 신호는 도 8의 (C)에 도시된다. 용접용 콘덴서(5)에 충전된 충전 전하를 방전하는 시각 t1일 때에 구동 신호(Sa)가 부여된 후, 구동 신호는 방전용 사이리스터(6)에 부여되지 않게 된다. 그리고, 제1 용접 전극(7)과 제2 용접 전극(8) 사이를 개방하는 시각 t2 직전에는 적어도 방전용 사이리스터(6)에 구동 신호(Sb)가 부여된다. 즉 방전용 사이리스터(6)에는 도중에 차단되는 구동 신호가 부여된다. 이들 실시형태는 일례이며, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 실시형태 1에 있어서, 실시형태 2와 같은 구동 신호가 방전용 사이리스터(6)에 부여되어도 좋으며, 실시형태 2에 있어서, 실시형태 1과 같은 구동 신호가 방전용 사이리스터(6)에 부여되어도 좋다. In the first embodiment described above, the drive signal given to the discharge thyristor 6 is shown in Fig. 6 (C). The drive signal of the discharge thyristor 6 is given at time t1 when the charged charge charged in the welding capacitor 5 is discharged and thereafter the drive signal is applied between the first welding electrode 7 and the second welding electrode 8 T2 " at which < / RTI > That is, a continuous driving signal is given to the discharge thyristor 6. In Embodiment 2, the drive signal given to the discharge thyristor 6 is shown in Fig. 8 (C). The drive signal is not given to the discharge thyristor 6 after the drive signal Sa is applied at the time t1 when the charged charge charged in the welding capacitor 5 is discharged. Immediately before the time t2 when the first welding electrode 7 and the second welding electrode 8 are opened, the driving signal Sb is applied to at least the discharge-dedicated thyristor 6. In other words, a driving signal which is interrupted in the middle of the discharge thyristor 6 is applied. These embodiments are merely examples, and the present invention is not limited thereto. For example, in the first embodiment, a drive signal similar to that in the second embodiment may be given to the discharge thyristor 6, and in the second embodiment, even if the drive signal as in the first embodiment is given to the discharge thyristor 6 good.

전술한 실시형태 1의 콘덴서식 용접 장치에 있어서의 방전용 스위치(6)와 역극성으로 하여 병렬로 에너지 회수용 사이리스터(11)를 접속하더라도, 전술한 바와 같은 효과를 얻을 수 있다. 전술한 실시형태 1, 2의 방전용 스위치(6), 에너지 회수용 사이리스터(11)로서는, 사이리스터 외에 역방향 저지 특성을 갖는 바이폴라 트랜지스터, 혹은 IGBT이나 MOSFET 등의 반도체 스위치를 이용하더라도 좋다. 또한, 방전용 스위치(6)로서 양방향의 온/오프 기능을 갖는 양방향 반도체 스위치를 이용하여, 이 양방향 반도체 스위치에 방전용 스위치(6)와 에너지 회수용 사이리스터(11) 양자의 기능을 하게 하더라도 좋다. 전술한 실시형태 1, 2에서는 절연 구동 회로(9)를 포토 커플러로서 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 예컨대 절연 트랜스 등을 이용하더라도 좋다. The effects described above can be obtained even when the energy recovery thyristor 11 is connected in parallel with the discharge switch 6 of the capacitor type welding apparatus according to the first embodiment. As the discharging switch 6 and the energy recovery thyristor 11 of the above-described first and second embodiments, a bipolar transistor having a reverse blocking characteristic in addition to a thyristor, or a semiconductor switch such as an IGBT or a MOSFET may be used. The bi-directional semiconductor switch having bidirectional ON / OFF function may be used as the discharging switch 6 to make the bi-directional semiconductor switch function as both the discharging switch 6 and the energy recovery thyristor 11 . In the first and second embodiments, the insulated drive circuit 9 is described as a photocoupler. However, the present invention is not limited to this. For example, an insulating transformer may be used.

도시하지 않지만, 전술한 실시형태 1, 2 등에 있어서, 저항 수단과 다이오드를 직렬 접속한 회로를 용접용 콘덴서(5)에 병렬로 접속하더라도 좋다. 이 저항 수단과 다이오드의 직렬 회로를 통하여 용접용 콘덴서(5)의 상기 역극성의 전압(-V2)을 띠는 역극성 전하를 방전시킬 수 있다. 즉, 저항 수단과 다이오드의 직렬 회로에 의해서 역극성의 에너지를 소비시키기 때문에, 역극성의 전압(-V2)을 내릴 수 있다. 예컨대, 이 역극성의 전압(-V2)을 거의 제로 볼트로 할 수 있다. 이 결과, 제1 용접 전극(7)과 제2 용접 전극(8) 사이를 개방할 때에, 용접 트랜스(4)의 여자 전류로 기인하여 생기는 서지 전압을 예컨대 거의 제로 볼트까지 억제할 수 있어, 애프터 플래시를 보다 확실하게 방지할 수 있다. 한편, 전술한 저항 수단과 다이오드의 직렬 회로에 있어서, 다이오드 대신에 사이리스터나 반도체 스위치를 이용할 수도 있다.Although not shown, in the first and second embodiments described above, a circuit in which the resistor means and the diode are connected in series may be connected in parallel to the welding capacitor 5. It is possible to discharge the reverse polarity charge having the voltage (-V2) of the reverse polarity of the welding capacitor 5 through the series circuit of the resistance means and the diode. In other words, since the reverse polarity energy is consumed by the series circuit of the resistance means and the diode, the voltage (-V2) of the opposite polarity can be reduced. For example, the voltage (-V2) of this reverse polarity can be made almost zero volts. As a result, when the first welding electrode 7 and the second welding electrode 8 are opened, the surge voltage caused by the exciting current of the welding transformer 4 can be suppressed to almost zero volts, for example, It is possible to more reliably prevent the flash. On the other hand, in the series circuit of the resistor means and the diode described above, a thyristor or a semiconductor switch may be used instead of the diode.

또한, 전술한 실시형태 1의 방전용 스위치(6)를 제1 방전용 사이리스터로 하고, 이 제1 방전용 사이리스터와 역병렬로 제2 방전용 사이리스터를 접속하더라도 좋다. 이에 따라, 제1 방전용 사이리스터와 제2 방전용 사이리스터를 이용하여 용접용 콘덴서(5)에 축적되는 전하를 방전할 수 있다. 전술한 실시형태 1과 마찬가지로, 제1 방전용 사이리스터(6)를 온으로 한다. 용접용 콘덴서(5)의 플러스 극성의 전압, 즉 도 2에 도시되는 용접용 콘덴서(5)의 전압(+V1)에 의해서 플러스 극성의 전하를 방전시킨다. 이 플러스 극성의 전하에 의한 방전이 끝나면, 이어서, 제2 방전용 사이리스터를 온으로 한다. 플러스 극성 전하의 방전에 의해서 용접용 콘덴서(5)에 충전되는 역극성의 전압, 즉 도 3에 도시되는 용접용 콘덴서(5)의 극성의 전압(-V2)을 띠는 전하를 방전시킨다. 이 용접용 콘덴서(5)의 극성의 전압(-V2)의 방전에 의해서, 용접용 콘덴서(5)는 다시 플러스 극성의 전압, 즉 도 2의 전압(+V1)과 같은 극성의 전압이며, V1, V2보다도 절대치가 낮은 전압으로 충전된다. The discharging switch 6 of the first embodiment may be a first discharging thyristor and the second discharging thyristor may be connected in anti-parallel to the first discharging thyristor. Thus, the charges accumulated in the welding capacitor 5 can be discharged by using the first discharge-only thyristor and the second discharge-only thyristor. The first discharge-dedicated thyristor 6 is turned on as in the first embodiment described above. The positive polarity charge is discharged by the positive polarity voltage of the welding capacitor 5, that is, the voltage (+ V1) of the welding capacitor 5 shown in Fig. When discharging by the positive polarity charge is completed, the second discharge-dedicated thyristor is then turned on. The discharge of the positive polarity voltage charged to the welding capacitor 5 by the discharge of the positive polarity charge, that is, the charge of the voltage (-V2) of the polarity of the welding capacitor 5 shown in Fig. By the discharge of the voltage (-V2) of the polarity of the welding capacitor 5, the welding capacitor 5 is again a voltage of positive polarity, that is, a voltage of the same polarity as the voltage (+ V1) , And is charged to a voltage lower than the absolute value of V2.

제1 방전용 사이리스터를 통해 흐르고 있었던 용접용 콘덴서의 방전 전류가 자연 소호에 의해 실질적으로 흐르지 않는 상태가 되었을 때에, 제2 방전용 사이리스터는 온으로 되지 않는 것으로 한다. 이 경우는, 실시형태 1과 마찬가지로, 도 2의 I3 방향으로 흐르고 있었던 용접 트랜스(4)의 1차 권선의 여자 전류는, 도 3의 I4 방향으로 2차 권선의 여자 전류로서 전류된다. 이 I4의 방향으로 2차 권선의 여자 전류가 흐르고 있는 상태에서 제1 용접 전극(7)과 제2 용접 전극(8) 사이를 개방할 때에 발생하는 서지 전압은, 도 4에 도시한 Vs1, Vs2와 같은 극성으로 된다. 따라서, 실시형태 1과 마찬가지로, 제1 방전용 사이리스터를 온으로 하여, 용접 트랜스(4)의 여자 전류로 기인하는 서지 전압을 용접용 콘덴서(5)에 의해서 흡수할 수 있다. 한편, 이 경우에는, 방전 스위치로서 이용되는 제2 방전용 사이리스터를 대신하여 반도체 스위치를 이용하더라도 좋다. It is assumed that the second discharge-dedicated thyristor does not turn on when the discharge current of the welding capacitor flowing through the first discharge-only thyristor becomes substantially non-flowing by the natural arc. In this case, as in the first embodiment, the exciting current of the primary winding of the welding transformer 4, which has flowed in the direction I3 in Fig. 2, is energized as the exciting current of the secondary winding in the direction I4 in Fig. The surge voltage generated when the first welding electrode 7 and the second welding electrode 8 are opened in a state in which the exciting current of the secondary winding flows in the direction of I4 is Vs1 and Vs2 shown in Fig. . Therefore, similarly to the first embodiment, the first discharge thyristor can be turned on, and the surge voltage caused by the exciting current of the welding transformer 4 can be absorbed by the welding capacitor 5. In this case, a semiconductor switch may be used instead of the second discharge-dedicated thyristor used as the discharge switch.

한편, 제1 방전용 사이리스터가 오프로 된 후, 제2 방전용 사이리스터를 통해 흐르고 있었던 용접용 콘덴서의 방전 전류가 자연 소호에 의해 실질적으로 흐르지 않는 상태가 되었을 때, 제1 방전용 사이리스터는 재차 온으로 되지 않는 것으로 한다. 이 경우는, 실시형태 1과는 달리, 도 2의 I3과 역방향으로 흐르고 있었던 용접 트랜스의 1차 권선의 여자 전류는 도 3의 I4와 역방향으로 2차 권선의 여자 전류로서 전류된다. 이 때문에, 2차 권선의 여자 전류가 도 3의 I4와 역방향으로 흐르고 있는 상태에서 제1 용접 전극(7)과 제2 용접 전극(8) 사이를 개방할 때에 발생하는 서지 전압은 도 4에 도시한 Vs1, Vs2와는 반대의 극성, 즉 용접 트랜스의 1차 권선 및 2차 권선의 흑점이 마이너스의 극성으로 된다. 따라서, 제2 방전용 사이리스터를 온 상태로 하여, 1차 권선에 생기는 서지 전압을 제2 방전용 사이리스터를 통하여 용접용 콘덴서(5)에 서지 전류로서 흘림으로써, 용접 트랜스(4)의 여자 전류로 기인하는 서지 전압을 용접용 콘덴서(5)에 의해서 흡수할 수 있다. 한편, 이 경우에는, 방전 스위치로서 이용되는 제2 방전용 사이리스터를 대신하여 다이오드나 반도체 스위치를 이용하더라도 좋다. On the other hand, when the discharge current of the welding capacitor, which has flowed through the second discharge-dedicated thyristor after the first discharge-only thyristor is turned off, becomes substantially non-flowing by the natural arc, the first discharge- . In this case, unlike the first embodiment, the exciting current of the primary winding of the welding transformer, which flows in the direction opposite to I3 of Fig. 2, is energized as the exciting current of the secondary winding in the direction opposite to I4 of Fig. Therefore, the surge voltage generated when the first welding electrode 7 and the second welding electrode 8 are opened in a state in which the exciting current of the secondary winding flows in the direction opposite to I4 in Fig. 3, The polarity opposite to that of Vs1 and Vs2, that is, the black point of the primary winding and the secondary winding of the welding transformer becomes a negative polarity. Therefore, the second discharge-dedicated thyristor is turned on, and the surge voltage generated in the primary winding is passed through the second discharge-dedicated thyristor as a surge current to the welding capacitor 5, And the surge voltage caused thereby can be absorbed by the welding capacitor (5). On the other hand, in this case, a diode or a semiconductor switch may be used instead of the second discharge-dedicated thyristor used as a discharge switch.

따라서, 제1 방전용 사이리스터와 역병렬로 제2 방전용 사이리스터를 접속한 경우도, 여자 전류로 기인하여 생기는 서지 전압의 극성에 따른 제1 또는 제2 방전용 사이리스터를 온으로 한다. 이에 따라, 여자 전류가 흐르고 있는 용접 전극 사이를 개방할 때에 애프터 플래시가 발생하는 것을 방지할 수 있고, 1차 권선에 큰 서지 전압이 발생하는 것을 방지할 수 있다고 하는 본 발명의 효과를 발휘한다. 한편, 실시형태 2의 회로 구성으로, 도 7에 도시하는 방전용 스위치(6)에 역병렬로 접속되는 에너지 회수용 사이리스터(11)를 전술한 제2 방전용 사이리스터로서 작용하게 할 수도 있다. 이 경우에는, 에너지 회수용 사이리스터(11)도 방전용 스위치에 포함되는 것으로 한다. Therefore, when the second discharge-dedicated thyristor is connected in anti-parallel to the first discharge-dedicated thyristor, the first or second discharge thyristor according to the polarity of the surge voltage caused by the exciting current is turned on. Thereby, it is possible to prevent occurrence of afterflash when opening between the welding electrodes through which the exciting current flows, and it is possible to prevent the occurrence of a large surge voltage in the primary winding. On the other hand, in the circuit configuration of the second embodiment, the energy recovery thyristor 11 connected in anti-parallel to the discharge switch 6 shown in Fig. 7 may serve as the second discharge thyristor described above. In this case, the energy recovery thyristor 11 is also included in the discharge switch.

1: 충전 회로 2, 3: 충전 회로의 직류 출력 단자
4: 용접 트랜스 4a: 용접 트랜스(4)의 1차 권선
4b: 용접 트랜스(4)의 2차 권선 5: 용접용 콘덴서
6: 방전용 스위치(방전용 사이리스터) 7: 제1 용접 전극
8: 제2 용접 전극 9: 절연 구동 회로
10: 컨트롤러
11: 에너지 회수용 스위치(에너지 회수용 사이리스터)
W1, W2: 피용접물 L: 합성 인덕턴스
C: 용접용 콘덴서(5)의 커패시턴스
V1: 용접용 콘덴서(5)의 설정 충전 전압
V2: 용접용 콘덴서(5)의 역극성 전압
V3: 방전용 스위치(6)가 2번째로 온으로 된 후의 용접용 콘덴서(5)의 역극성 전압
Vs1: 용접 트랜스(4)의 1차 권선(4a)에 생기는 서지 전압
Vs2: 용접 트랜스(4)의 2차 권선(4b)에 생기는 서지 전압
I1: 용접용 콘덴서(5)의 방전 전류 I2: 용접 전류
I3: 용접 트랜스(4)의 1차 권선(4a)을 흐르는 여자 전류
I4: 용접 트랜스(4)의 2차 권선(4b)을 흐르는 여자 전류
I5: 1차 권선(4a)에 생기는 서지 전압(Vs1)에 의한 서지 전류
Sa, Sb: 방전용 스위치(6)의 구동 신호
Ss: 에너지 회수용 스위치(11)의 구동 신호1: charging circuit 2, 3: DC output terminal of the charging circuit
4: welding transformer 4a: primary winding of welding transformer 4
4b: secondary winding of the welding transformer 4, 5: welding capacitor
6: Discharge switch (discharge thyristor) 7: First welding electrode
8: second welding electrode 9: insulated drive circuit
10: Controller
11: Energy recovery switch (energy recovery thyristor)
W1, W2: Welded material L: Synthetic inductance
C: Capacitance of the welding capacitor (5)
V1: Setting of the welding capacitor (5) Charging voltage
V2: reverse polarity voltage of the welding capacitor (5)
V3: Reverse polarity voltage of the welding capacitor 5 after the discharge switch 6 is turned on for the second time
Vs1: surge voltage generated in the primary winding 4a of the welding transformer 4
Vs2: surge voltage generated in the secondary winding 4b of the welding transformer 4
I1: Discharge current of the welding capacitor (5) I2: Welding current
I3: Excitation current flowing through the primary winding (4a) of the welding transformer (4)
I4: excitation current flowing through the secondary winding 4b of the welding transformer 4
I5: Surge current by the surge voltage Vs1 generated in the primary winding 4a
Sa, Sb: a drive signal of the discharge switch 6
Ss: the drive signal of the energy recovery switch 11

Claims

The welding capacitor is charged by the electric power supplied from the charging circuit, the discharging switch is turned on to discharge the charged electric charge filled in the welding capacitor to the primary winding of the welding transformer, and the secondary winding of the welding transformer and And a welding current is supplied to the workpiece through the first welding electrode and the second welding electrode connected to the secondary winding to weld the workpiece,
When the charged electric charge charged in the welding capacitor is discharged so that the discharge current does not substantially flow through the discharge switch, an excitation current flowing through the primary winding of the welding transformer is supplied to the secondary winding And when the first welding electrode and the second welding electrode are opened in a state where the exciting current flows through the secondary winding, a drive signal is given to turn on the discharge switch In this state,
And a surge voltage generated in the primary winding of the welding transformer flows through the discharge switch as surge current to the welding capacitor when the first welding electrode and the second welding electrode are opened. Method of welding.

2. The plasma display apparatus according to claim 1, wherein the drive signal is applied to the discharging switch when discharging the charging charge charged in the welding capacitor, and thereafter the first welding electrode and the second welding electrode are opened Wherein the at least one discharge switch is provided with at least the discharge switch.

2. The plasma display apparatus according to claim 1, wherein the driving signal is not given to the discharge switch after the discharging charge charged in the welding capacitor is applied to the discharging switch, And the second electrode is provided to at least the discharge switch immediately before opening between the welding electrode and the second welding electrode.

The plasma display apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein when the discharge switch is turned on when the first welding electrode is opened between the first welding electrode and the second welding electrode, the surge current charged in the welding capacitor Wherein the charge is accumulated in the welding capacitor through an energy recovery switch connected in anti-parallel with the discharge switch, and becomes a part of the charge charge in the next cycle.

A discharge switch for discharging the charging charge of the welding capacitor; a welding transformer having a primary winding and a secondary winding; And a first welding electrode and a second welding electrode connected to the secondary winding and discharging the charged charge of the welding capacitor to the primary winding when the discharge switch is turned on, A capacitor type welding apparatus for welding a workpiece to be welded with a welding current through a secondary winding and a first welding electrode and a second welding electrode,
A drive signal for bringing the discharge switch into a state capable of being turned on when the first welding electrode and the second welding electrode are opened in a state in which excitation current flows through the secondary winding of the welding transformer And a controller provided to the discharge switch,
A surge voltage generated in the primary winding of the welding transformer flows through the discharge switch as a surge current to the welding capacitor when the first welding electrode and the second welding electrode are opened. A condenser type welding device.

6. The apparatus according to claim 5, wherein an energy recovery switch is connected in anti-parallel with the discharge switch,
Wherein when the discharge switch is turned on when the first welding electrode and the second welding electrode are opened, electric charge due to the surge current charged in the welding capacitor flows in a direction opposite to the surge current And is returned to the welding capacitor through an energy recovery switch.