JPH03230869A

JPH03230869A - コンデンサ型多重インバ−タ溶接機

Info

Publication number: JPH03230869A
Application number: JP29528889A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Neo; 滋根尾; Junkichi Shimada; 島田　純吉
Original assignee: Origin Electric Co Ltd
Current assignee: Origin Electric Co Ltd
Priority date: 1989-11-14
Filing date: 1989-11-14
Publication date: 1991-10-14

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はコンデンサ型多重インバータ溶接機に関する。

〔従来の技術〕

従来のコンデンサ型スポット溶接機としては例えば、第
５図に示すようなものがある。同図において、交流電源
１が変圧器１１の一次巻線に接続され、その二次巻線は
ブリッジ接続された整流器２に接続される。整流器２の
整流出力はサイリスタ３０と抵抗器３００を介してコン
デンサ６に接続される。サイリスタ３０には交流電源１
に同期した。制御パルスがそのゲート電極に供給されて
、コンデンサ６への充電電流を所期の値に制御する。コ
ンデンサ６はさらにサイリスタ７０を介して変圧器８の
一次巻線に送られる。変圧器８の一次巻線と二次巻線と
の巻数比の逆比で増倍された大電流が二次巻線から溶接
電極９に流れる。この溶接電極９に挟まれた被溶接物が
溶接される。この溶接機では溶接電極９に流れる電流１
２は同図に示すようにコンデンサ放電の波形となり、電
流通流期間ｔとその波形はほぼ固定される。

〔発明が解決しようとする課題〕

このような従来のコンデンサ型スポット溶接機の放電制
御にあっては、溶接用変圧器を介して一方向電流として
放電される。この放電電流は一方向で、第６図に示すよ
うに、導通期間がｔ＝０．１秒程度のワンパルスであり
、サイリスタ７０はその保持電流以下になるまで、オフ
はできず、放電波形の後ろの部分が長い。この期間で、
溶接電極を開いて被溶接物から離すと、その溶接電極と
被溶接物間に発生するアークのためスパッタが生ずると
いう問題もあった。そして溶接電流波形はコンデンサの
充電電圧と溶接変圧器の巻数によってのみ決定されるの
で、溶接電流波形は限られており。

さまざまな抵抗率を有する材質に適合する多様性をもっ
た波形を送出することはできなかった。

本発明は、放電波形の広範囲の成形可能性を得て、溶接
機の溶接条件の拡大を計ることを課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明はこのような課題を解決するため。

［１１コンデンサに充電したエネルギーを複数のインバ
ータにより高周波変換した後、単一の変圧器における上
記インバータ数に対応する数の一次巻線に印加して、該
変圧器の単一の二次巻線を溶接電極に接続することを特
徴とするコンデンサ型多重インバータ溶接機と。

（２）　　コンデンサに充電したエネルギーを複数のイ
ンバータにより高周波変換した後、該インバータ数に対
応する数の変圧器の一次巻線に接続して。

該変圧器の二次巻線を直列接続して溶接電極に接続する
ことを特徴とするコンデンサ型多重インバータ溶接機とを提案するものである。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例を示す図である。先ず構成を
説明、すると、三相交流電源ｌはブリッジ接続されたサ
イリスタ３０１〜３０３とダイオード３０４〜３０６か
らなる制御整流器３００に接続される。

制御整流器３００の整流出力はコンデンサ６に接続され
る。図示されていないが、サイリスタ３０１〜３０３に
は三相交流電源１に同期した。制御パルスがそれらのゲ
ート電極に供給されて、コンデンサ６への充電電流を所
期の値に制御する。コンデンサ６はさらに電界効果トラ
ンジスタ７０１〜７０４からなるインバータフに接続さ
れる。電界効果トランジスタ７０１〜７０４は制御回路
７０９によって約２０ｋＨｚでスイッチング駆動されて
、変圧器８の一次巻線８０１に送られる。

また同様に三相交流電源ｌはブリッジ接続されたサイリ
スタ３２１〜３２３とダイオード３２４〜３２６からな
る制御整流器３２０に接続される。制御整流器３２０の
整流出力はコンデンサ６２に接続される。

図示されていないが、サイリスタ３２１〜３２３には三
相交流電源１に同期した。制御パルスがそれらのゲート
電極に供給されて、コンデンサ６２への充電電流を所期
の値に制御する。コンデンサ６２はさらに電界効果トラ
ンジスタ７２１〜７２４からなるインバータ７２に接続
される。電界効果トランジスタ７２１〜７２４は制御回
路７２９によって約２０ｋＨｚでスイッチング駆動され
て、変圧器８の第２の一次巻線８０２に送られる。この
ように変圧器８の二つの二次巻線８０１と８０２とによ
り励磁された変圧器は磁気エネルギーが合成されて、二
次巻線８０３から出力電流ｉｏが得られる。変圧器８の
一次巻線と二次との巻数比は約６０＝１に選ばれており
、この逆比で増倍された大電流が二次巻線から溶接電極
９に流れる。この溶接電極９に挟まれた被溶接物が溶接
される。

ここで、制御回路７０９と制御回路７２９はそれぞれ、
総合制御回路７７０によって相関的に制御されて、以下
に述べるように所定の出力電流波形を発生する。すなわ
ちインバータ７により第２図ｔａ＋に示すより波形の電
流を第１の一次巻線８０１に流し、インバータ７２によ
りｔｂ）に示すような電流を第２の一次巻線８０２に流
す。すると二次巻線８０３にはこれらが合成されて（Ｃ
１に示すような波形が得られる。このようにして（ｄｌ
に示すような波形、あるいはｔｅｌに示すような片側極
性のみの波形も得られる。

尚、第１図に示す実施例において、変圧器８の二次巻線
を第３図に示すような構成とすることにより（ｄｌに示
す出力波形であっても溶接電極９に流れる電流は両波整
流されて（ｅ）と同様な波形となる。

この場合は変圧器８の利用率が向上する。

第４図は本発明の他の実施例を示す。この実施例は第１
図に示した実施例において、コンデンサ６の充電を高周
波で動作するコンバータ３を経由して行い、かつコンデ
ンサ６からのエネルギーをインバータ（７，７２）と溶
接用変圧器（８，８２）の２系統を介して被溶接物に供
給している。構成を説明すると、交流電源ｌはダイオー
ド２１〜２４からなる整流器２によって整流され、コン
デンサ３１と３２とを互いに等しい電位に充電する。こ
のコンデンサ３１．３２の両端には互いに直列接続され
た電界効果トランジスタ３３．３４が接続される。コン
デンサ３１゜の接合点と電界効果トランジスタ３３．３
４の接合点との間にコンデンサ３８とインダクタ３７と
が直列に接続されている。そしてコンデンサ３８の両端
には変圧器４の一次巻線が接続され、その二次巻線はダ
イオード５１〜５４からなる整流器５に接続される。

電界効果トランジスタ３３．３４は制御回路３９で高周
波でオンオフ駆動され、コンバータ３を形成する。

すなわち、交流電源ｌの５０〜６０Ｈｚの波形はそれよ
り数百〜千倍の周波数に変換されてコンデンサ６を制御
充電する。コンデンサ６の充電エネルギーはインバータ
７．７２へ並列供給され、出力電流向は、直列接続され
た変圧器８．８２の各二次巻線８０３．８０２から合成
して得られる。

図示はしていないが、第４図の実施例を拡張して、任意
の数、ｎ個のインバータを設け、溶接用変圧器の二次側
を直列にすることもできる。また任意の数、ｎ個のコン
バータを設け、それぞれ任意の数、ｎ個のそウバータに
接続し、溶接用変圧器の二次側を直列にすることもでき
る。さらにまた、溶接用変圧器８．８２のそれぞれの二
次巻線８０３と８２３とを直列接続してなる二次回路に
整流器を直列に接続することにより、一方向の放電電流
を被溶接物に供給できる。

〔発明の効果〕

本発明は以上述べたような特徴を有するので。

下記のような効果を奏する。

（１）　　種々の溶接電流波形制御ができるとしたため
。

従来溶接困難あるいは溶接条件が得にくい溶接が多重イ
ンバータ方式の溶接電流波形により可能となった。

（２）　　溶接物に応じて、何ら接続変更をしなくとも
インバータのスイッチング素子の導通時間と重なり幅の
設定だけで、即座に溶接電流波形と電流の大きさとを目
的に適合させることができる。

（３）　　溶接物に応じて、何ら接続変更をしなくとも
制御モードを設定するだけで、即座に溶接電流方向を両
方向から片方向に、あるいはその逆にも変更できる。し
たがってナゲツト（溶込み部分）を被溶接物の性質に適
合させることができる。

（４）　　等しい標準容量のインバータを複数用意すれ
ば限られた容量の標準インバータで目的の大容量の溶接
機が製作でき、量産性に優れている。

（５）　　高周波インバータを利用しているので、溶接
用変圧器の磁芯が小型軽量となりあるいは磁芯を無くし
て空芯とすることもでき、溶接機の利用分野が拡大され
る。例えばロボット等に搭載することも可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるコンデンサ型多重インバータ溶接
機の一実施例を示し、第２図はその特性を説明するため
の波形を示し、第３図は他の実施例の部分図を示す。ま
た第４図は本発明によるコンデンサ型多重インバータ溶
接機の他の実施例を示す。第５図は従来のコンデンサ型
スポット溶接機の一例を示し、第６図はその特性を説明
するための波形を示す。０ ■・・・交流電源、　１１・・・変圧器、２・・・整流
器。２１．２２．２３，２４・・・ダイオード　３・・・コ
ンバータ３０・・・サイリスタ、３９０・・−抵抗器３
１．３２・・・コンデンサ、　３３．３４・・・電界効
果トランジスタ、　３５．３Ｂ・・・ダイオード３７・・・インダクタ、３８・・・コンデンサ。３９・・・制御回路、４・・・変圧器　５・・・整流器
。５１．５２，５３．５４・・・ダイオード６・・・コン
デンサ７．７２・・・インバータ７０１　、７０２．７０３．７０４・・・電界効果トラ
ンジスタ７０５、７０６．７０７．７０８・・−ダイオ
ード７２１．７０２，７２３，７２４−・・電界効果ト
ランジスタ７２５、７２６．７２７，７２８・・・ダイ
オード７０９、７２９・・・制御回路

Claims

【特許請求の範囲】

（１）コンデンサに充電したエネルギーを複数のインバ
ータにより高周波変換した後、単一の変圧器における上
記インバータ数に対応する数の一次巻線に印加して、該
変圧器の単一の二次巻線を溶接電極に接続することを特
徴とするコンデンサ型多重インバータ溶接機。
（２）コンデンサに充電したエネルギーを複数のインバ
ータにより高周波変換した後、該インバータ数に対応す
る数の変圧器の一次巻線に接続して、該変圧器の二次巻
線を直列接続して溶接電極に接続することを特徴とする
コンデンサ型多重インバータ溶接機。