WO2023249057A1 - 溶接用電源装置及びその制御方法 - Google Patents

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WO2023249057A1
WO2023249057A1 PCT/JP2023/022966 JP2023022966W WO2023249057A1 WO 2023249057 A1 WO2023249057 A1 WO 2023249057A1 JP 2023022966 W JP2023022966 W JP 2023022966W WO 2023249057 A1 WO2023249057 A1 WO 2023249057A1
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WO
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welding
current
inverter circuits
power supply
abnormality
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PCT/JP2023/022966
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French (fr)
Inventor
善行 濱野
英俊 大山
大樹 伊藤
Original Assignee
パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/10—Other electric circuits therefor; Protective circuits; Remote controls
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac

Definitions

  • the present disclosure relates to a welding power supply device that generates a welding current to flow through a welding wire for arc welding using a plurality of alternating current voltages output by a plurality of inverter circuits.
  • Patent Document 1 discloses a pair of inverter circuits that have a plurality of switching elements and convert a DC voltage into an AC voltage by switching the plurality of switching elements, and a pair of inverter circuits that convert a welding current to a welding wire for arc welding.
  • a welding current generation circuit that generates a welding current using a plurality of alternating current voltages output by an inverter circuit, and a welding current generation circuit that controls the plurality of switching elements of the plurality of inverter circuits so that the welding current reaches a predetermined target current value.
  • a welding power supply device is disclosed that includes a control device that generates a control signal. This welding power supply device is provided with an abnormality determining section that determines the presence or absence of an abnormality based on the induced current flowing through the current transformer through which the output wires of the pair of inverter circuits are inserted.
  • Patent Document 1 only the difference in the current value flowing through the output wires of a pair of inverter circuits is detected, so if an overcurrent flows through both inverter circuits at the same time, the abnormality determination section cannot determine that there is an abnormality. . Therefore, appropriate measures such as stopping the inverter circuit cannot be taken, which may lead to damage or shortened lifespan of the inverter circuit.
  • the present disclosure has been made in view of this point, and its purpose is to suppress damage and shortening of the life of an inverter circuit caused by overcurrent.
  • the present disclosure provides a plurality of inverter circuits having a plurality of switching elements and converting a DC voltage into an AC voltage by switching the plurality of switching elements, and a plurality of inverter circuits that convert DC voltage into an AC voltage by switching the plurality of switching elements, and a a welding current generating circuit that generates a welding current using a plurality of alternating current voltages outputted by the plurality of inverter circuits;
  • a welding power supply device comprising: a control device that generates a control signal for controlling a switching element; , an overcurrent determination circuit that is provided for each of the inverter circuits and determines the presence or absence of an overcurrent based on whether the current detected by the corresponding input current detection section is equal to or higher than a threshold current; If the overcurrent determination circuit also determines that there is no overcurrent, the control signal generated by the control device is transmitted to the plurality of inverter circuits, while at least one overcurrent determination circuit determines that there is an overcurrent.
  • the control device further includes a logic circuit that stops the plurality of inverter circuits when it is determined that
  • the present invention is characterized in that the presence or absence of an abnormality regarding the balance is determined, and when it is determined that there is an abnormality, the plurality of inverter circuits are stopped or the duty ratio of the control signal is changed so that the abnormality is eliminated.
  • the corresponding overcurrent determination circuit determines that there is an overcurrent, and the logic circuit stops the plurality of inverter circuits. Therefore, even if overcurrent flows through a plurality of inverter circuits at the same time, the plurality of inverter circuits can be stopped, and damage and shortening of the life of the inverter circuits caused by overcurrent can be suppressed.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an arc welding apparatus according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a circuit diagram showing the configuration of the inverter circuit.
  • FIG. 3 is a circuit diagram showing the configurations of an overcurrent determination circuit, an AND circuit, and an inverter drive circuit.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a display screen indicating an abnormality in the balance of input currents of both inverter circuits.
  • FIG. 5 is a timing chart illustrating the input currents of both inverter circuits when no overcurrent occurs.
  • FIG. 6 is a diagram corresponding to FIG. 5 when an overcurrent occurs in one of the inverter circuits.
  • FIG. 7 is a diagram corresponding to FIG. 1 of the second embodiment.
  • FIG. 8 is a diagram corresponding to FIG. 4 of a modified example.
  • FIG. 1 shows an arc welding device 1. As shown in FIG. This arc welding apparatus 1 performs arc welding while feeding a welding wire 3 held by a torch 2 toward a workpiece W.
  • This arc welding device 1 includes a welding power supply device 10 according to Embodiment 1 of the present disclosure. Welding power supply device 10 supplies welding current to welding wire 3 using electric power from power system 100 . Thereby, a welding voltage is applied between the workpiece W and the welding wire 3.
  • the welding power supply device 10 includes an input rectifier circuit 11, a pair (plurality) of inverter circuits 12a, 12b, a welding current generation circuit 20, a pair of input current detection sections 13a, 13b, and a welding current detection section. 14, a pair of overcurrent determination circuits 30a and 30b, an AND circuit 60, a pair of inverter drive circuits 40a and 40b, a setting device 15, a control device 50, an indicator 16, and a smoothing reactor 17 and an output terminal 18.
  • the input rectifier circuit 11 converts the 200V three-phase AC voltage supplied from the power system 100 into approximately 280V DC voltage.
  • Each inverter circuit 12a, 12b has a plurality of switching elements S1 to S4, as shown in FIG.
  • Each inverter circuit 12a, 12b converts the DC voltage output by the input side rectifier circuit 11 into a first AC voltage having a predetermined frequency between 20 kHz and 100 kHz by switching the plurality of switching elements S1 to S4.
  • a full bridge type is used as each inverter circuit 12a, 12b, but a half bridge type may be used.
  • a free wheel diode RD is connected in parallel to each of the switching elements S1 to S4.
  • the welding current generation circuit 20 generates a welding current to be passed through the welding wire 3 using a pair (plurality) of first AC voltages output by a pair of inverter circuits 12a, 12b.
  • the welding current generation circuit 20 includes a pair of transformer circuits 21a, 21b and a pair of output side rectifier circuits 22a, 22b.
  • Transformer circuits 21a and 21b are provided for each inverter circuit 12a and 12b. Each transformer circuit 21a, 21b steps down the first AC voltage output by the corresponding inverter circuit 12a, 12b, and converts it into a second AC voltage. Each transformer circuit 21a, 21b has a primary coil 23 and a secondary coil 24. The voltage of the primary coil 23 becomes the first AC voltage, and the voltage of the secondary coil 24 becomes the second AC voltage.
  • Output side rectifier circuits 22a and 22b are also provided for each inverter circuit 12a and 12b (for each transformer circuit). Each output side rectifier circuit 22a, 22b converts the second AC voltage outputted by the corresponding transformer circuit 21a, 21b into a DC voltage of 10V to 60V.
  • the output side rectifier circuits 22a and 22b have first and second diodes 25 and 26, respectively.
  • the anode of the first diode 25 is connected to one end of the secondary coil 24
  • the anode of the second diode 26 is connected to the other end of the secondary coil 24 .
  • the cathodes of the first and second diodes 25 and 26 of the respective output side rectifier circuits 22a and 22b are connected to the common output nodes N1 and N2.
  • the currents output to the output nodes N1 and N2 of both output side rectifier circuits 22a and 22b are combined at a merging node N3 and output as a welding current.
  • Input current detection units 13a and 13b are provided for each inverter circuit 12a and 12b. Each input current detection section 13a, 13b detects the input current of the corresponding inverter circuit 12a, 12b, respectively.
  • the welding current detection unit 14 detects the welding current generated by the welding current generation circuit 20.
  • Overcurrent determination circuits 30a and 30b are provided for each inverter circuit 12a and 12b.
  • Each overcurrent determination circuit 30a, 30b determines the presence or absence of an overcurrent based on whether the current detected by the corresponding input current detection section 13a, 13b is equal to or higher than a threshold current. If the current detected by the corresponding input current detection unit 13a, 13b is equal to or higher than the threshold current, it is determined that there is an overcurrent, while the current detected by the corresponding input current detection unit 13a, 13b is the threshold current If it is less than the current value, it is determined that there is no overcurrent.
  • the threshold current is set to 100A.
  • each overcurrent determination circuit 30a, 30b includes a comparison circuit 31 and a filter circuit 32, as shown in FIG.
  • the comparison circuit 31 outputs a low level signal when the input current detected by the corresponding input current detection section 13a, 13b is equal to or higher than a predetermined threshold current, while When the input current detected by is less than a predetermined threshold current, a high level signal is output.
  • the filter circuit 32 removes high-frequency noise components from the signal output by the comparison circuit 31, and outputs the signal after removing the noise components as a signal indicating the determination result.
  • the AND circuit 60 is a logic circuit that outputs the AND of the outputs of both overcurrent determination circuits 30a and 30b. In other words, the AND circuit 60 outputs a high-level signal when the input currents detected by both the input current detectors 13a and 13b are less than a predetermined threshold current, while outputting a high-level signal; When the input current detected by at least one of the transistors 13b is equal to or higher than a predetermined threshold current, a low level signal is output.
  • Inverter drive circuits 40a and 40b are provided for each inverter circuit 12a and 12b. Inverter drive circuits 40a and 40b transmit a control signal (described later) generated by control device 50 to corresponding inverter circuit 12a when it is determined that there is no overcurrent by any of overcurrent determination circuits 30a and 30b. , 12b. On the other hand, if at least one (one) overcurrent determination circuit 30a, 30b determines that there is an overcurrent, both inverter drive circuits 40a, 40b stop the corresponding inverter circuits 12a, 12b, respectively. Each inverter drive circuit 40a, 40b has a 3-state buffer 41 as shown in FIG. 3 for each bit of a control signal (described later).
  • each 3-state buffer 41 transmits (transmits) a control signal (described later) generated by the control device 50 to the corresponding inverter circuit 12a, 12b as it is. do).
  • each 3-state buffer 41 does not transmit the control signal (described later) to the corresponding inverter circuit 12a, 12b, and outputs high impedance. .
  • the setting device 15 sets a target current value as a target value of the welding current based on the user's input operation.
  • the control device 50 includes an abnormality determination section 51, an inverter control section 52, and a display instruction section 53.
  • the abnormality determination unit 51 determines whether there is an abnormality regarding the balance between the two currents, based on both currents (a plurality of currents) detected by the two input current detection units 13a and 13b. Specifically, the abnormality determination unit 51 compares the magnitude of the difference between the plurality of currents detected by the input current detection units 13a and 13b with a predetermined reference value as a reference value for the difference in current. do. Then, when the difference between the currents detected by both input current detection units 13a and 13b is equal to or greater than a predetermined reference value, the abnormality determination unit 51 determines that there is an abnormality. If the difference in current detected by 13b is less than a predetermined reference value, it is determined that there is no abnormality.
  • the abnormality determination unit 51 determines the reference value based on the target current value set by the setting device 15. Specifically, when the target value is less than a predetermined value, the reference value is set lower than when the target value is greater than or equal to the predetermined value. Specifically, in the first embodiment, when the target current value of the welding current is 100 A or more, the abnormality determination unit 51 determines the reference value of the difference between the plurality of currents detected by the input current detection units 13a and 13b. 10A, and when the target current value is less than 100A, the reference value is set to 20A. Note that the reference value for the current difference may be set to another value depending on the target current value.
  • the abnormality determination section 51 receives the determination results of both overcurrent determination circuits 30a and 30b.
  • the abnormality determination unit 51 determines that there is an abnormality when the difference between the currents detected by the input current detection units 13a and 13b is equal to or greater than a predetermined reference value based on whether the difference is equal to or greater than a predetermined reference value.
  • the overcurrent determination circuits 30a and 30b determines that there is an overcurrent based on whether the current detected by the corresponding input current detection section 13a and 13b is equal to or higher than the threshold current.
  • Outputs display instructions.
  • the inverter control unit 52 generates a control signal to control the plurality of switching elements S1 to S4 of the pair of inverter circuits 12a and 12b so that the welding current reaches the target current value set by the setting device 15. Specifically, the inverter control unit 52 performs PID control (feedback control) based on the difference value between the current detected by the welding current detection unit 14 and the target current value, its differential value, and the integral value. Calculate the control value. Note that the control value is not limited to PID control, but may be calculated using P control, PI control, or PD control. The inverter control unit 52 then generates a control signal through PWM (Pulse Width Modulation) control based on the calculated control value. During normal operation, the inverter control section 52 provides a common control signal to both inverter circuits 12a, 12b.
  • PWM Pulse Width Modulation
  • the inverter control unit 52 stops both inverter circuits 12a and 12b.
  • the display instruction unit 53 causes the display 16 to display a display screen indicating an abnormality in the balance of the input currents of both inverter circuits 12a and 12b when a display instruction is output by the abnormality determination unit 51.
  • the display screen In addition to the presence of an abnormality in balance, the display screen also displays information identifying the inverter circuit 12a, 12b with the higher input current, information indicating the difference between the input currents of both inverter circuits 12a, 12b, and information indicating that the input current is overcurrent. At least one piece of information identifying the inverter circuits 12a, 12b may be displayed.
  • FIG. 4 illustrates a display screen. The display example of the display screen in Fig.
  • inverter unbalance abnormality please perform maintenance on the upper inverter circuit (inverter circuit 12a)
  • a message urging maintenance of the circuit (inverter circuit 12a) is displayed.
  • the display 16 displays a display screen according to instructions from the display instruction section 53.
  • Smoothing reactor 17 smoothes the welding current output to merging node N3.
  • the output terminal 18 outputs the welding current smoothed by the smoothing reactor 17 to the welding wire 3.
  • the target current value set by the setting device 15 is 350A, and a current of 45A is input to each of the inverter circuits 12a and 12b.
  • the abnormality determination section 51 sets the reference value of the difference between the currents detected by the input current detection sections 13a and 13b to 10A.
  • the overcurrent determination circuits 30a and 30b set the threshold current of the input current of the inverter circuits 12a and 12b to 100A.
  • both overcurrent determination circuits 30a and 30b determine that there is no overcurrent. Therefore, the output of the AND circuit 60 becomes high level.
  • Both inverter drive circuits 40a and 40b transmit the control signals generated by the inverter control section 52 as they are to the corresponding inverter circuits 12a and 12b. Further, since the difference between the detection values of both input current detection units 13a and 13b is 0, the abnormality determination unit 51 determines that there is no abnormality and does not output a display instruction. Therefore, the inverter control unit 52 does not stop the operation of both inverter circuits 12a and 12b. Furthermore, the display 16 does not display a display screen indicating an abnormality in the balance of the input currents of both inverter circuits 12a and 12b.
  • the current flowing through both inverter circuits 12a and 12b is It may not be the same.
  • the target current value of the welding current is 350A
  • a current of 30A is input to one inverter circuit 12a and a current of 60A is input to the other inverter circuit 12b.
  • the detection value of one input current detection section 13a is 30A
  • the detection value of the other input current detection section 13b is 60A, so both overcurrent determination circuits 30a and 30b determine that there is no overcurrent.
  • both input current detection sections 13a and 13b are less than the predetermined threshold current (100A)
  • the output of the AND circuit 60 becomes high level.
  • Both inverter drive circuits 40a and 40b transmit the control signals generated by the inverter control section 52 as they are to the corresponding inverter circuits 12a and 12b. Further, since the difference between the detection values of both input current detection units 13a and 13b is 30A, the abnormality determination unit 51 determines that there is an abnormality based on the reference value of the current difference of 10A, and outputs a display instruction. .
  • the display instruction unit 53 causes the display 16 to display a display screen indicating an abnormality in the balance of the input currents of both inverter circuits 12a and 12b, as shown in FIG. Furthermore, since the abnormality determination unit 51 determines that there is an abnormality, the inverter control unit 52 stops both inverter circuits 12a and 12b.
  • both inverter circuits 12a and 12b are less than the threshold current of 100A and continue to have the same value.
  • both overcurrent determination circuits 30a and 30b continue to determine that there is no overcurrent
  • the abnormality determination section 51 also continues to determine that there is no abnormality. Therefore, the operation of both inverter circuits 12a and 12b continues without stopping.
  • the display 16 does not display a display screen indicating an abnormality in the balance of the input currents of both inverter circuits 12a and 12b.
  • the input current of one inverter circuit 12a exceeds 100A at a predetermined timing T, and in light of the threshold current of 100A for the input current of the inverter circuits 12a and 12b, the input current of one inverter circuit 12a exceeds 100A.
  • the overcurrent determination circuit 30a determines that there is an overcurrent, and the input current detected by at least one of the input current detection units 13a and 13b that detects the input current of the corresponding inverter circuit 12a and 12b, respectively, reaches a predetermined value. Since the current is above the threshold current (100 A), the output of the AND circuit 60 becomes low level.
  • both inverter drive circuits 40a and 40b stop sending control signals to the corresponding inverter circuits 12a and 12b, respectively. do.
  • both inverter circuits 12a and 12b stop, and the current having the waveform shown by the two-dot chain line in FIG. 6 stops flowing.
  • the abnormality determination unit 51 outputs a display instruction, and the display 16 displays a display screen indicating an abnormality in the balance of input currents of both inverter circuits 12a and 12b.
  • both overcurrent determination circuits 30a and 30b determine that there is an overcurrent, and the output of the AND circuit 60 becomes a low level. becomes. Therefore, regardless of whether the magnitude of the difference between both input currents exceeds the reference value of 10A, both inverter drive circuits 40a and 40b stop sending control signals to the corresponding inverter circuits 12a and 12b, respectively. do. In this way, when an overcurrent flows through at least one of the inverter circuits 12a, 12b, both inverter circuits 12a, 12b can be stopped, thereby suppressing damage and shortening of the life of the inverter circuits 12a, 12b caused by overcurrent. can.
  • the input current of the corresponding inverter circuits 12a and 12b is lower than when the target current value is 100A or more.
  • the reference value of the difference between the plurality of currents detected by the input current detecting sections 13a and 13b, which respectively detect the current is set high, so that it is difficult to determine that there is an abnormality.
  • the input currents of both inverter circuits 12a and 12b are small and the difference between the input currents of both inverter circuits 12a and 12b does not easily affect the life of the inverter circuits 12a and 12b, the generation of welding current is reduced. Not stopped unnecessarily. Therefore, productivity can be improved.
  • the overcurrent determination circuits 30a, 30b, the AND circuit 60, and the inverter drive circuits 40a, 40b are realized by having a microcomputer execute a program, the inverter circuit 12a , 12b, and there is a risk that damage to the elements included in the inverter circuits 12a, 12b due to overcurrent may increase.
  • the overcurrent determination circuits 30a and 30b, the AND circuit 60, and the inverter drive circuits 40a and 40b are configured with logic circuits and filter circuits, and are compact and simple electric circuits. The time from when a current is generated until the inverter circuits 12a, 12b are stopped can be shortened. Therefore, damage to the elements included in the inverter circuits 12a, 12b due to overcurrent can be more reliably suppressed.
  • FIG. 7 is a diagram corresponding to FIG. 1 of the second embodiment.
  • the abnormality determination unit 51 determines whether the corresponding inverter circuits 12a, 12b are adjusted based on the welding current detected by the welding current detection unit 14 instead of the target current value set by the setting device 15.
  • the reference value of the difference between the currents of the input current detection units 13a and 13b that respectively detect the input current is determined. Specifically, for example, the abnormality determination unit 51 sets the reference value of the current difference to 10 A when the welding current is 100 A or more, and sets the reference value of the current difference to 20 A when the welding current is less than 100 A. Note that the reference value for the difference in current may be set to another value depending on the welding current.
  • the abnormality determination unit 51 determines whether the difference between the pair of currents detected by the pair of input current detection units 13a and 13b is greater than or equal to a predetermined reference value. The presence or absence of an abnormality was determined. However, the abnormality determination unit 51 may determine whether there is an abnormality based on the ratio of the pair of currents detected by the pair of input current detection units 13a and 13b. Specifically, when at least one of the value of the ratio of the pair of currents detected by the input current detection units 13a and 13b and the reciprocal of the value of the ratio is greater than or equal to a predetermined reference value, it is determined that there is an abnormality. You may.
  • the reference value of the current ratio is S
  • the detected value of one input current detector 13a is A1
  • the detected value of the other input current detector 13b is A2, A1/A2 ⁇ S. It may be determined that there is an abnormality when at least one of A2/A1 ⁇ S holds true, and it may be determined that there is no abnormality when neither A1/A2 ⁇ S nor A2/A1 ⁇ S holds true.
  • the reference value of the current ratio here may also be determined based on the target current value or the welding current. Specifically, when the target current value or welding current is less than a predetermined value, the reference value may be set larger than when the target current value or welding current is greater than or equal to the predetermined value.
  • the reference value of the current ratio is set to 2
  • the reference value of the current ratio is set to 2. It may be set to 4.
  • the abnormality determination unit 51 calculates the difference in current.
  • the reference value was set to 20 A, which is higher than the target current value or the case where the welding current detected by the welding current detection unit 14 is equal to or higher than the current threshold value.
  • the abnormality determination unit 51 always determines that there is no abnormality. good.
  • the inverter control unit 52 stops both inverter circuits 12a and 12b when the abnormality determination unit 51 determines that there is an abnormality.
  • the inverter control unit 52 changes the duty ratio of the control signal given to at least one of the inverter circuits 12a, 12b so that the abnormality disappears when the abnormality determination unit 51 determines that there is an abnormality. good.
  • the inverter control unit 52 determines the duty ratio of both inverter circuits 12a and 12b (the ratio of the period in which the output voltage of the inverter circuit is at a high level in one cycle).
  • the duty ratio of the inverter circuit 12a with more input current becomes larger than the duty ratio of the inverter circuit 12b with less input current (for example, the duty ratio of the inverter circuit 12b with less input current (approximately 110% of the current), and the output of the welding current may be continued.
  • the duty ratio of the inverter circuit 12a with more input current becomes larger than the duty ratio of the inverter circuit 12b with less input current (for example, the duty ratio of the inverter circuit 12b with less input current (approximately 110% of the current)
  • the output of the welding current may be continued. In this way, by balancing the input currents of both inverter circuits 12a and 12b, welding can be continued without stopping the output of welding current.
  • the display screen displays a message urging maintenance of one of the inverter circuits 12a and 12b, but instead of this, as shown in FIG. A predetermined error number may be displayed. This allows the display area on the display screen to be reduced.
  • one pair of inverter circuits 12a and 12b are provided, but the present invention can also be applied to a case where three or more inverter circuits are provided.
  • the welding power supply device of the present disclosure can suppress damage and shortening of the life of an inverter circuit caused by overcurrent, and converts the welding current flowing through the welding wire for arc welding into a plurality of AC voltages output by a plurality of inverter circuits. It is useful as a welding power supply device generated using

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Abstract

溶接用電源装置１０に、インバータ回路１２ａ，１２ｂの入力電流をそれぞれ検出する入力電流検出部１３ａ，１３ｂと、入力電流検出部１３ａ，１３ｂによって検出された電流が閾値電流以上であるか否かに基づいて、過電流の有無を判定する過電流判定回路３０ａ，３０ｂと、少なくとも一方の過電流判定回路３０ａ，３０ｂによって過電流が有ると判定された場合に、両インバータ回路１２ａ，１２ｂを停止させるインバータ駆動回路４０ａ，４０ｂとをインバータ回路１２ａ，１２ｂ毎に設ける。制御装置５０に、複数の入力電流検出部１３ａ，１３ｂによって検出された複数の電流に基づいて、それら複数の電流のバランスに関する異常の有無を判定させ、異常有りと判定した場合に、インバータ回路１２ａ，１２ｂを停止させる。

Description

溶接用電源装置及びその制御方法
　本開示は、アーク溶接用の溶接ワイヤに流す溶接電流を、複数のインバータ回路によって出力される複数の交流電圧を用いて生成する溶接用電源装置に関する。
　特許文献１には、複数のスイッチング素子を有し、前記複数のスイッチング素子のスイッチングによって直流電圧を交流電圧に変換する一対のインバータ回路と、アーク溶接用の溶接ワイヤに流す溶接電流を、前記一対のインバータ回路によって出力された複数の交流電圧を用いて生成する溶接電流生成回路と、前記溶接電流が所定の目標電流値となるように、前記複数のインバータ回路の前記複数のスイッチング素子を制御する制御信号を生成する制御装置とを備えた溶接用電源装置が開示されている。この溶接用電源装置には、一対のインバータ回路の出力電線が１本ずつ挿通された電流トランスに流れる誘導電流に基づいて、異常の有無を判定する異常判定部が設けられている。
国際公開第２０１９／１４６２４７号
　しかし、上記特許文献１では、一対のインバータ回路の出力電線に流れる電流値の差分だけを検出するので、両インバータ回路に過電流が同時に流れた場合には、異常判定部が異常有りと判定できない。したがって、インバータ回路の停止等の適切な処置を行えず、インバータ回路の破損や短寿命化を招く虞がある。
　本開示は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、過電流に起因するインバータ回路の破損及び短寿命化を抑制することにある。
　上記の目的を達成するため、本開示は、複数のスイッチング素子を有し、前記複数のスイッチング素子のスイッチングによって直流電圧を交流電圧に変換する複数のインバータ回路と、アーク溶接用の溶接ワイヤに流す溶接電流を、前記複数のインバータ回路によって出力された複数の交流電圧を用いて生成する溶接電流生成回路と、前記溶接電流が所定の目標電流値となるように、前記複数のインバータ回路の前記複数のスイッチング素子を制御する制御信号を生成する制御装置とを備えた溶接用電源装置であって、前記インバータ回路毎に設けられ、対応する前記インバータ回路の入力電流をそれぞれ検出する入力電流検出部と、前記インバータ回路毎に設けられ、対応する前記入力電流検出部によって検出された電流が閾値電流以上であるか否かに基づいて、過電流の有無を判定する過電流判定回路と、いずれの前記過電流判定回路によっても過電流が無いと判定された場合には、前記制御装置により生成された制御信号を前記複数のインバータ回路に送信する一方、少なくとも１つの過電流判定回路によって過電流が有ると判定された場合には、前記複数のインバータ回路を停止させる論理回路とをさらに備え、前記制御装置は、複数の前記入力電流検出部によって検出された複数の電流に基づいて、当該複数の電流のバランスに関する異常の有無を判定し、異常有りと判定した場合に、前記複数のインバータ回路を停止させるか、又は前記異常が無くなるように前記制御信号のデューティ比を変更することを特徴とする。
　これにより、少なくとも１つのインバータ回路に過電流が流れた場合には、対応する過電流判定回路が過電流が有ると判定し、論理回路が前記複数のインバータ回路を停止させる。したがって、複数のインバータ回路に過電流が同時に流れた場合にも、当該複数のインバータ回路を停止でき、過電流に起因するインバータ回路の破損及び短寿命化を抑制できる。
　本開示によれば、過電流に起因するインバータ回路の破損及び短寿命化を抑制できる。
図１は、本開示の実施形態に係るアーク溶接装置の構成を示す概略図である。 図２は、インバータ回路の構成を示す回路図である。 図３は、過電流判定回路、論理積回路及びインバータ駆動回路の構成を示す回路図である。 図４は、両インバータ回路の入力電流のバランスの異常を示す表示画面の例を示す説明図である。 図５は、過電流が生じない場合の両インバータ回路の入力電流を例示するタイミングチャートである。 図６は、一方のインバータ回路に過電流が生じる場合の図５相当図である。 図７は、実施形態２の図１相当図である。 図８は、変形例の図４相当図である。
　以下、本開示の実施形態について図面に基づいて説明する。
　以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。
　（実施形態１）
　図１は、アーク溶接装置１を示す。このアーク溶接装置１は、トーチ２に保持された溶接ワイヤ３を被加工物Ｗに向けて送給しながらアーク溶接を行う。このアーク溶接装置１は、本開示の実施形態１に係る溶接用電源装置１０を備えている。溶接用電源装置１０は、電力系統１００からの電力を用いて溶接ワイヤ３に溶接電流を流す。これにより、被加工物Ｗと溶接ワイヤ３との間に、溶接電圧が印加される。
　溶接用電源装置１０は、入力側整流回路１１と、１対（複数）のインバータ回路１２ａ，１２ｂと、溶接電流生成回路２０と、１対の入力電流検出部１３ａ，１３ｂと、溶接電流検出部１４と、１対の過電流判定回路３０ａ，３０ｂと、論理積回路６０と、１対のインバータ駆動回路４０ａ，４０ｂと、設定装置１５と、制御装置５０と、表示器１６と、平滑リアクトル１７と、出力端子１８とを備えている。
　入力側整流回路１１は、電力系統１００から供給される２００Ｖの三相交流電圧を約２８０Ｖの直流電圧に変換する。
　各インバータ回路１２ａ，１２ｂは、図２に示すように、複数のスイッチング素子Ｓ１～Ｓ４を有する。各インバータ回路１２ａ，１２ｂは、入力側整流回路１１によって出力された直流電圧を、前記複数のスイッチング素子Ｓ１～Ｓ４のスイッチングによって２０ｋＨｚ～１００ｋＨｚの間の所定周波数を有する第１交流電圧に変換する。本実施形態１では、各インバータ回路１２ａ，１２ｂとして、フルブリッジ式のものを用いるが、ハーフブリッジ式のものを用いてもよい。各スイッチング素子Ｓ１～Ｓ４には、還流ダイオードＲＤが並列に接続されている。
　溶接電流生成回路２０は、溶接ワイヤ３に流す溶接電流を、１対のインバータ回路１２ａ，１２ｂによって出力された１対（複数）の第１交流電圧を用いて生成する。具体的には、溶接電流生成回路２０は、１対の変圧回路２１ａ，２１ｂと、１対の出力側整流回路２２ａ，２２ｂとを有している。
　変圧回路２１ａ，２１ｂは、インバータ回路１２ａ，１２ｂ毎に設けられる。各変圧回路２１ａ，２１ｂは、対応するインバータ回路１２ａ，１２ｂにより出力される第１交流電圧を降圧して、第２交流電圧に変換する。各変圧回路２１ａ，２１ｂは、一次コイル２３と、二次コイル２４とを有する。一次コイル２３の電圧が、第１交流電圧となり、二次コイル２４の電圧が、第２交流電圧となる。
　出力側整流回路２２ａ，２２ｂも、インバータ回路１２ａ，１２ｂ毎（変圧回路毎）に設けられる。各出力側整流回路２２ａ，２２ｂは、対応する変圧回路２１ａ，２１ｂによって出力される第２交流電圧を、１０Ｖ～６０Ｖの直流電圧に変換する。出力側整流回路２２ａ，２２ｂは、それぞれ、第１及び第２のダイオード２５，２６を有している。第１のダイオード２５のアノードは、二次コイル２４の一端部に接続され、第２のダイオード２６のアノードは、二次コイル２４の他端部に接続されている。各出力側整流回路２２ａ，２２ｂの第１及び第２のダイオード２５，２６のカソードは、共通の出力ノードＮ１，Ｎ２に接続されている。両出力側整流回路２２ａ，２２ｂの出力ノードＮ１，Ｎ２に出力された電流は、合流ノードＮ３で合流し、溶接電流として出力される。
　入力電流検出部１３ａ，１３ｂは、インバータ回路１２ａ，１２ｂ毎に設けられる。各入力電流検出部１３ａ，１３ｂは、対応するインバータ回路１２ａ，１２ｂの入力電流をそれぞれ検出する。
　溶接電流検出部１４は、溶接電流生成回路２０によって生成された溶接電流を検出する。
　過電流判定回路３０ａ，３０ｂは、インバータ回路１２ａ，１２ｂ毎に設けられる。各過電流判定回路３０ａ，３０ｂは、対応する入力電流検出部１３ａ，１３ｂによって検出された電流が閾値電流以上であるか否かに基づいて、過電流の有無を判定する。対応する入力電流検出部１３ａ，１３ｂによって検出された電流が閾値電流以上である場合には、過電流が有ると判定する一方、対応する入力電流検出部１３ａ，１３ｂによって検出された電流が閾値電流未満である場合には、過電流がないと判定する。本実施形態では、閾値電流は、１００Ａに設定される。具体的には、各過電流判定回路３０ａ，３０ｂは、図３に示すように、比較回路３１と、フィルタ回路３２とを有している。
　比較回路３１は、対応する入力電流検出部１３ａ，１３ｂによって検出された入力電流が、所定の閾値電流以上である場合に、ローレベルの信号を出力する一方、対応する入力電流検出部１３ａ，１３ｂによって検出された入力電流が、所定の閾値電流未満である場合に、ハイレベルの信号を出力する。
　フィルタ回路３２は、比較回路３１により出力された信号から高周波数のノイズ成分を除去し、ノイズ成分除去後の信号を、判定結果を示す信号として出力する。
　論理積回路６０は、両過電流判定回路３０ａ，３０ｂの出力の論理積を出力する論理回路である。つまり、論理積回路６０は、両入力電流検出部１３ａ，１３ｂによって検出された入力電流が、所定の閾値電流未満である場合には、ハイレベルの信号を出力する一方、入力電流検出部１３ａ，１３ｂの少なくとも一方によって検出された入力電流が、所定の閾値電流以上である場合には、ローレベルの信号を出力する。
　インバータ駆動回路４０ａ，４０ｂは、インバータ回路１２ａ，１２ｂ毎に設けられる。インバータ駆動回路４０ａ，４０ｂは、いずれの過電流判定回路３０ａ，３０ｂによっても過電流が無いと判定された場合には、前記制御装置５０により生成された制御信号（後述）を対応するインバータ回路１２ａ，１２ｂに送信する。一方、少なくとも一つ（一方）の過電流判定回路３０ａ，３０ｂによって過電流が有ると判定された場合には、両インバータ駆動回路４０ａ，４０ｂは、それぞれ対応するインバータ回路１２ａ，１２ｂを停止させる。各インバータ駆動回路４０ａ，４０ｂは、図３に示すような３ステートバッファ４１を制御信号（後述）の各ビット毎に有している。各３ステートバッファ４１は、論理積回路６０によって出力された信号がハイレベルである場合には、制御装置５０により生成される制御信号（後述）をそのまま対応するインバータ回路１２ａ，１２ｂに伝える（送信する）。一方、論理積回路６０によって出力された信号がローレベルである場合には、各３ステートバッファ４１は、前記制御信号（後述）を対応するインバータ回路１２ａ，１２ｂに伝えず、ハイインピーダンスを出力する。
　設定装置１５は、ユーザの入力操作に基づいて、溶接電流の目標値としての目標電流値を設定する。
　制御装置５０は、異常判定部５１と、インバータ制御部５２と、表示指示部５３とを有している。
　異常判定部５１は、両入力電流検出部１３ａ，１３ｂによって検出された両電流（複数の電流）に基づいて、当該両電流のバランスに関する異常の有無を判定する。具体的には、異常判定部５１は、前記両入力電流検出部１３ａ，１３ｂによって検出された複数の電流の差分の大きさと、電流の差分の基準値としての所定の基準値との大小を比較する。そして、異常判定部５１は、両入力電流検出部１３ａ，１３ｂによって検出された電流の差分が、所定の基準値以上である場合には、異常有りと判定する一方、両入力電流検出部１３ａ，１３ｂによって検出された電流の差分が、所定の基準値未満である場合には、異常無しと判定する。
　異常判定部５１は、設定装置１５によって設定された目標電流値に基づいて、前記基準値を決定する。詳しくは、目標値が所定値未満であるときに、目標値が所定値以上であるときよりも基準値を低く設定する。具体的には、本実施形態１では、異常判定部５１は、溶接電流の目標電流値が１００Ａ以上であるときには、入力電流検出部１３ａ，１３ｂによって検出された複数の電流の差分の基準値を１０Ａ、前記目標電流値が１００Ａ未満であるときには前記基準値を２０Ａに設定する。なお、電流の差分の基準値は、目標電流値に応じて他の値に設定してもよい。
　また、異常判定部５１は、両過電流判定回路３０ａ，３０ｂの判定結果を受信する。異常判定部５１は、入力電流検出部１３ａ，１３ｂによって検出された電流の差分が、所定の基準値以上であるか否かに基づいて、基準値以上である場合に異常が有ると判定した場合と、少なくとも一方の過電流判定回路３０ａ，３０ｂによって、対応する入力電流検出部１３ａ，１３ｂによって検出された電流が閾値電流以上であるか否かに基づいて、過電流有りと判定されている場合に、表示指示を出力する。
　インバータ制御部５２は、溶接電流が設定装置１５によって設定された目標電流値となるように、１対のインバータ回路１２ａ，１２ｂの複数のスイッチング素子Ｓ１～Ｓ４を制御する制御信号を生成する。具体的には、インバータ制御部５２は、溶接電流検出部１４により検出された電流と目標電流値との差分値、その微分値、及び積分値に基づくＰＩＤ制御（フィードバック制御）を行うことにより、制御値を算出する。なお、制御値は、ＰＩＤ制御に限らず、Ｐ制御、ＰＩ制御、又はＰＤ制御によって算出してもよい。そして、インバータ制御部５２は、算出した制御値に基づいて、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御により制御信号を生成する。正常動作時において、インバータ制御部５２は、両インバータ回路１２ａ，１２ｂに共通の制御信号を与える。
　また、インバータ制御部５２は、異常判定部５１によって異常有りと判定された場合には、両インバータ回路１２ａ，１２ｂを停止させる。
　表示指示部５３は、異常判定部５１によって表示指示が出力された場合に、両インバータ回路１２ａ，１２ｂの入力電流のバランスの異常を示す表示画面を表示器１６に表示させる。表示画面は、バランスの異常が有ることに加え、入力電流が多い方のインバータ回路１２ａ，１２ｂを特定する情報、両インバータ回路１２ａ，１２ｂの入力電流の差分を示す情報、及び入力電流が過電流となったインバータ回路１２ａ，１２ｂを特定する情報のうちの少なくとも１つの情報を表示するようにしてもよい。図４は、表示画面を例示する。図４の表示画面の表示例（インバータアンバランス異常　上側インバータ回路（インバータ回路１２ａ）のメンテナンスを実施してください。）は、両インバータ回路１２ａ，１２ｂのうちの一方のメンテナンス（この例では上側インバータ回路（インバータ回路１２ａ）のメンテナンス）を促す文を表示している。
　表示器１６は、表示指示部５３の指示に応じて表示画面を表示する。
　平滑リアクトル１７は、合流ノードＮ３に出力された溶接電流を平滑化する。
　出力端子１８は、平滑リアクトル１７によって平滑化された後の溶接電流を溶接ワイヤ３に出力する。
　以下、上述のように構成された溶接用電源装置１０の動作例について説明する。
　まず、設定装置１５によって設定される目標電流値が３５０Ａであり、両インバータ回路１２ａ，１２ｂに、それぞれ４５Ａの電流が入力される場合の例について説明する。この例では、溶接電流の目標電流値が３５０Ａであるので、異常判定部５１は、入力電流検出部１３ａ，１３ｂによって検出された電流の差分の基準値を１０Ａに設定する。また、過電流判定回路３０ａ，３０ｂは、インバータ回路１２ａ，１２ｂの入力電流の閾値電流を１００Ａと設定する。また、両入力電流検出部１３ａ，１３ｂの検出値はそれぞれ４５Ａとなるので、両過電流判定回路３０ａ，３０ｂは、過電流がないと判定する。したがって、論理積回路６０の出力は、ハイレベルとなる。そして、両インバータ駆動回路４０ａ，４０ｂは、インバータ制御部５２により生成された制御信号を対応する両インバータ回路１２ａ，１２ｂにそのまま送信する。また、異常判定部５１は、両入力電流検出部１３ａ，１３ｂの検出値の差分が０であるので、異常なしと判定し、表示指示を出力しない。したがって、インバータ制御部５２は、両インバータ回路１２ａ，１２ｂの動作を停止させない。また、表示器１６は、両インバータ回路１２ａ，１２ｂの入力電流のバランスの異常を示す表示画面を表示しない。
　一方、インバータ回路１２ａ，１２ｂを構成するスイッチング素子Ｓ１～Ｓ４のばらつきや配線の経年劣化によるインピーダンスの変化に起因して、同じ制御信号が与えられても、両インバータ回路１２ａ，１２ｂに流れる電流が同じにならない場合がある。このような場合の例として、次に、溶接電流の目標電流値が３５０Ａであり、一方のインバータ回路１２ａに３０Ａ、他方のインバータ回路１２ｂに６０Ａの電流が入力される場合の例について説明する。この例では、一方の入力電流検出部１３ａの検出値は３０Ａ、他方の入力電流検出部１３ｂの検出値は６０Ａとなるので、両過電流判定回路３０ａ，３０ｂは、過電流がないと判定する。したがって、両入力電流検出部１３ａ，１３ｂによって検出された入力電流が、所定の閾値電流（１００Ａ）未満であるので、論理積回路６０の出力は、ハイレベルとなる。そして、両インバータ駆動回路４０ａ，４０ｂは、インバータ制御部５２により生成された制御信号を対応する両インバータ回路１２ａ，１２ｂにそのまま送信する。また、異常判定部５１は、両入力電流検出部１３ａ，１３ｂの検出値の差分が３０Ａであるので、電流の差分の基準値の１０Ａに照らして、異常有りと判定し、表示指示を出力する。これに応じて、表示指示部５３は、図４に示すように、両インバータ回路１２ａ，１２ｂの入力電流のバランスの異常を示す表示画面を表示器１６に表示させる。また、インバータ制御部５２は、異常判定部５１によって異常有りと判定されたので、両インバータ回路１２ａ，１２ｂを停止させる。
　また、図５の例では、両インバータ回路１２ａ，１２ｂの入力電流が１００Ａの閾値電流未満であり、かつ互いに等しい値の状態が継続する。この例では、両過電流判定回路３０ａ，３０ｂは、過電流がないと判定し続け、異常判定部５１も、異常なしと判定し続ける。したがって、両インバータ回路１２ａ，１２ｂの動作も停止することなく継続する。また、表示器１６は、両インバータ回路１２ａ，１２ｂの入力電流のバランスの異常を示す表示画面を表示しない。
　一方、図６の例では、所定のタイミングＴで一方のインバータ回路１２ａの入力電流が１００Ａを超え、インバータ回路１２ａ，１２ｂの入力電流の閾値電流の１００Ａに照らして、インバータ回路１２ａに対応する一方の過電流判定回路３０ａが、過電流が有ると判定し、対応するインバータ回路１２ａ，１２ｂの入力電流をそれぞれ検出する入力電流検出部１３ａ，１３ｂの少なくとも一方によって検出された入力電流が、所定の閾値電流（１００Ａ）以上であるので、論理積回路６０の出力が、ローレベルとなる。したがって、両入力電流の差分の大きさが１０Ａの基準値を超えているか否かに関わらず、両インバータ駆動回路４０ａ，４０ｂがそれぞれ、対応するインバータ回路１２ａ，１２ｂへの制御信号の送信を停止する。これにより、両インバータ回路１２ａ，１２ｂが停止し、図６中、２点鎖線で示す波形の電流が流れなくなる。また、異常判定部５１が表示指示を出力し、表示器１６が、両インバータ回路１２ａ，１２ｂの入力電流のバランスの異常を示す表示画面を表示する。
　また、両インバータ回路１２ａ，１２ｂに１００Ａを超える過電流が同時に流れた場合には、両過電流判定回路３０ａ，３０ｂが、過電流が有ると判定し、論理積回路６０の出力が、ローレベルとなる。したがって、両入力電流の差分の大きさが１０Ａの基準値を超えているか否かに関わらず、両インバータ駆動回路４０ａ，４０ｂがそれぞれ、対応するインバータ回路１２ａ，１２ｂへの制御信号の送信を停止する。このように、少なくとも一方のインバータ回路１２ａ，１２ｂに過電流が流れた場合に、両インバータ回路１２ａ，１２ｂを停止できるので、過電流に起因するインバータ回路１２ａ，１２ｂの破損及び短寿命化を抑制できる。
　したがって、本実施形態１によれば、溶接電流の目標電流値が１００Ａ（所定値）未満であるときに、目標電流値が１００Ａ以上であるときよりも、対応するインバータ回路１２ａ，１２ｂの入力電流をそれぞれ検出する入力電流検出部１３ａ，１３ｂによって検出された複数の電流の差分の基準値が高く設定され、異常が有ると判定されにくい。これにより、両インバータ回路１２ａ，１２ｂの入力電流が小さく、両インバータ回路１２ａ，１２ｂの入力電流に生じた差分が、インバータ回路１２ａ，１２ｂの寿命に影響しにくい場合には、溶接電流の生成が不必要に停止されない。したがって、生産性を向上できる。
　また、過電流判定回路３０ａ，３０ｂ、論理積回路６０及びインバータ駆動回路４０ａ，４０ｂの機能をマイクロコンピュータにプログラムを実行させることにより実現した場合には、過電流が発生してから、インバータ回路１２ａ，１２ｂを停止させるまでに時間がかかり、インバータ回路１２ａ，１２ｂに含まれる素子の過電流による破損が拡大する虞がある。これに対し、本実施形態１では、過電流判定回路３０ａ，３０ｂ、論理積回路６０及びインバータ駆動回路４０ａ，４０ｂを論理回路とフィルタ回路とで、コンパクトにシンプルな電気回路で構成したので、過電流が発生してから、インバータ回路１２ａ，１２ｂを停止させるまでの時間を短縮できる。したがって、インバータ回路１２ａ，１２ｂに含まれる素子の過電流による破損をより確実に抑制できる。
　（実施形態２）
　図７は、実施形態２の図１相当図である。本実施形態２では、異常判定部５１が、設定装置１５にて設定される目標電流値に代えて、溶接電流検出部１４によって検出された溶接電流に基づいて、対応するインバータ回路１２ａ，１２ｂの入力電流をそれぞれ検出する入力電流検出部１３ａ，１３ｂの電流の差分の前記基準値を決定する。詳しくは、例えば、異常判定部５１は、溶接電流が１００Ａ以上であるときには電流の差分の基準値を１０Ａ、溶接電流が１００Ａ未満であるときには電流の差分の基準値を２０Ａに設定する。なお、電流の差分の基準値は、溶接電流に応じて他の値に設定してもよい。
　その他の構成及び動作は、実施形態１と同じであるので、同一の構成には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
　なお、上記実施形態１，２では、異常判定部５１が、１対の入力電流検出部１３ａ，１３ｂによって検出された１対の電流の差分が、所定の基準値以上であるか否かに基づいて、異常の有無を判定した。しかし、異常判定部５１が、１対の入力電流検出部１３ａ，１３ｂによって検出された１対の電流の比に基づいて、異常の有無を判定するようにしてもよい。詳しくは、入力電流検出部１３ａ，１３ｂによって検出された１対の電流の比の値、及び当該比の値の逆数のうちの少なくとも一方が所定の基準値以上であるときに、異常有りと判定してもよい。具体的には、電流の比の基準値をＳ、一方の入力電流検出部１３ａの検出値をＡ１、他方の入力電流検出部１３ｂの検出値をＡ２としたときに、Ａ１／Ａ２≧ＳとＡ２／Ａ１≧Ｓの少なくとも一方が成立した場合に異常有りと判定し、Ａ１／Ａ２≧ＳとＡ２／Ａ１≧Ｓのいずれも成立しない場合に異常無しと判定してもよい。また、ここでの電流の比の基準値も、目標電流値又は溶接電流に基づいて決定してもよい。詳しくは、目標電流値又は溶接電流が所定値未満であるときに、目標電流値又は溶接電流が所定値以上であるときよりも基準値を大きくしてもよい。例えば、溶接電流の目標電流値又は検出された溶接電流が１００Ａ以上であるときには、電流の比の基準値を２、目標電流値又は溶接電流が１００Ａ未満であるときには、電流の比の基準値を４としてもよい。
　また、上記実施形態１，２では、異常判定部５１が、溶接電流の目標電流値、又は溶接電流検出部１４によって検出された溶接電流が１００Ａの電流閾値未満である場合に、電流の差分の基準値を、目標電流値、又は溶接電流検出部１４によって検出された溶接電流が電流閾値以上である場合よりも高い２０Ａに設定した。しかし、溶接電流の目標電流値、又は溶接電流検出部１４によって検出された溶接電流が１００Ａの電流閾値未満である場合には、異常判定部５１が、常に異常がないと判定するようにしてもよい。このようにした場合でも、両インバータ回路１２ａ，１２ｂの入力電流が小さく、両インバータ回路１２ａ，１２ｂの入力電流の差分が両インバータ回路１２ａ，１２ｂの寿命に影響しにくい場合に、溶接電流の生成が不必要に停止されないので、生産性を向上できる。
　また、上記実施形態１，２では、インバータ制御部５２は、異常判定部５１によって異常有りと判定された場合に、両インバータ回路１２ａ，１２ｂを停止させた。しかし、異常判定部５１によって異常有りと判定された場合に、異常が無くなるように、インバータ制御部５２が、少なくとも一方のインバータ回路１２ａ，１２ｂに与える制御信号のデューティ比を変更するようにしてもよい。例えば、異常判定部５１によって異常有りと判定された場合に、インバータ制御部５２が、両インバータ回路１２ａ，１２ｂのデューティ比（インバータ回路の出力電圧がハイレベルになる期間の１周期における割合）を、互いに等しい状態から、入力電流が多い方のインバータ回路１２ａのデューティ比が、入力電流が少ない方のインバータ回路１２ｂのデューティ比より大きくなる（例えば、入力電流が少ない方のインバータ回路１２ｂのデューティ比の１１０％程度となる）状態にして、溶接電流の出力を継続させるようにしてもよい。このように、両インバータ回路１２ａ，１２ｂの入力電流のバランスをとることにより、溶接電流の出力を停止させることなく、溶接を継続できる。
　また、上記実施形態１，２では、表示画面が、両インバータ回路１２ａ，１２ｂのうちの一方のメンテナンスを促す文を表示したが、これに代えて、図８に示すように、インバータアンバランス異常として、所定のエラー番号を表示するようにしてもよい。これにより、表示画面における表示領域を小さくできる。
　また、上記実施形態１，２では、インバータ回路１２ａ，１２ｂを１対設けたが、本発明は、インバータ回路を３つ以上設けた場合にも適用できる。
　本開示の溶接用電源装置は、過電流に起因するインバータ回路の破損及び短寿命化を抑制でき、アーク溶接用の溶接ワイヤに流す溶接電流を、複数のインバータ回路によって出力される複数の交流電圧を用いて生成する溶接用電源装置として有用である。
１０　　　溶接用電源装置 
１２ａ，１２ｂ　インバータ回路 
１３ａ，１３ｂ　入力電流検出部 
１４　　　溶接電流検出部 
１５　　　設定装置 
２０　　　溶接電流生成回路 
３０ａ，３０ｂ　過電流判定回路 
４０ａ，４０ｂ　インバータ駆動回路（論理回路）
５１　　　異常判定部 
５２　　　インバータ制御部 
６０　　　論理積回路（論理回路） 
Ｓ１～Ｓ４　　スイッチング素子

Claims (9)

  1. 　複数のスイッチング素子を有し、前記複数のスイッチング素子のスイッチングによって直流電圧を交流電圧に変換する複数のインバータ回路と、
    　アーク溶接用の溶接ワイヤに流す溶接電流を、前記複数のインバータ回路によって出力された複数の交流電圧を用いて生成する溶接電流生成回路と、
    　前記溶接電流が所定の目標電流値となるように、前記複数のインバータ回路の前記複数のスイッチング素子を制御する制御信号を生成する制御装置とを備えた溶接用電源装置であって、
    　前記インバータ回路毎に設けられ、対応する前記インバータ回路の入力電流をそれぞれ検出する入力電流検出部と、
    　前記インバータ回路毎に設けられ、対応する前記入力電流検出部によって検出された電流が閾値電流以上であるか否かに基づいて、過電流の有無を判定する過電流判定回路と、
    　いずれの前記過電流判定回路によっても過電流が無いと判定された場合には、前記制御装置により生成された制御信号を前記複数のインバータ回路に送信する一方、少なくとも１つの過電流判定回路によって過電流が有ると判定された場合には、前記複数のインバータ回路を停止させる論理回路とをさらに備え、
    　前記制御装置は、複数の前記入力電流検出部によって検出された複数の電流に基づいて、当該複数の電流のバランスに関する異常の有無を判定し、異常有りと判定した場合に、前記複数のインバータ回路を停止させるか、又は前記異常が無くなるように前記制御信号のデューティ比を変更することを特徴とする溶接用電源装置。
  2. 　請求項１に記載の溶接用電源装置において、
    　前記制御装置は、複数の前記入力電流検出部によって検出された複数の電流の差分の大きさと、所定の基準値との大小を比較することにより、前記異常の有無の判定を行うことを特徴とする溶接用電源装置。
  3. 　請求項２に記載の溶接用電源装置において、
    　前記目標電流値を設定する設定装置をさらに備え、
    　前記制御装置は、前記設定装置に設定された前記目標電流値に基づいて、前記基準値を決定することを特徴とする溶接用電源装置。
  4. 　請求項２に記載の溶接用電源装置において、
    　前記溶接電流を検出する溶接電流検出部をさらに備え、
    　前記制御装置は、前記溶接電流検出部によって検出された電流に基づいて、前記基準値を決定することを特徴とする溶接用電源装置。
  5. 　請求項１に記載の溶接用電源装置において、
    　前記目標電流値を設定する設定装置をさらに備え、
    　前記制御装置は、前記設定装置に設定された前記目標電流値が、所定の電流閾値未満である場合には、常に前記異常が無いと判定することを特徴とする溶接用電源装置。
  6. 　請求項１に記載の溶接用電源装置において、
    　前記制御装置は、複数の前記入力電流検出部によって検出された複数の電流の比に基づいて、前記異常の有無の判定を行うことを特徴とする溶接用電源装置。
  7. 　請求項１に記載の溶接用電源装置において、
    　表示器をさらに備え、
    　前記制御装置は、前記異常の有無の判定において、異常有りと判定した場合に、所定の表示画面を前記表示器に表示させることを特徴とする溶接用電源装置。
  8. 　複数のスイッチング素子を有し、前記複数のスイッチング素子のスイッチングによって直流電圧を交流電圧に変換する複数のインバータ回路と、
    　アーク溶接用の溶接ワイヤに流す溶接電流を、前記複数のインバータ回路によって出力された複数の交流電圧を用いて生成する溶接電流生成回路とを備えた溶接用電源装置において、前記溶接電流が所定の目標電流値となるように、前記複数のインバータ回路の前記複数のスイッチング素子を制御する制御信号を生成する制御方法であって、
    　前記溶接用電源装置は、
    　前記インバータ回路毎に設けられ、対応する前記インバータ回路の入力電流をそれぞれ検出する入力電流検出部と、
    　前記インバータ回路毎に設けられ、対応する前記入力電流検出部によって検出された電流が閾値電流以上であるか否かに基づいて、過電流の有無を判定する過電流判定回路と、
    　いずれの前記過電流判定回路によっても過電流が無いと判定された場合には、前記制御信号を前記複数のインバータ回路に送信する一方、少なくとも１つの過電流判定回路によって過電流が有ると判定された場合には、前記複数のインバータ回路を停止させる論理回路とをさらに備え、
    　当該制御方法は、複数の前記入力電流検出部によって検出された複数の電流に基づいて、当該複数の電流のバランスに関する異常の有無を判定し、異常有りと判定した場合に、前記複数のインバータ回路を停止させるか、又は前記異常が無くなるように前記制御信号のデューティ比を変更することを特徴とする溶接用電源装置の制御方法。
  9. 　請求項８に記載の溶接用電源装置の制御方法において、
    　複数の前記入力電流検出部によって検出された複数の電流の差分の大きさ、又は複数の前記入力電流検出部によって検出された複数の電流の比に基づいて、前記異常の有無の判定を行うことを特徴とする溶接用電源装置の制御方法。
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