JPH0678565A - 電源装置 - Google Patents
電源装置Info
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- JPH0678565A JPH0678565A JP4227475A JP22747592A JPH0678565A JP H0678565 A JPH0678565 A JP H0678565A JP 4227475 A JP4227475 A JP 4227475A JP 22747592 A JP22747592 A JP 22747592A JP H0678565 A JPH0678565 A JP H0678565A
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- capacity capacitor
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Abstract
(57)【要約】
【目的】受電容量を著しく減少させることができ、設備
の維持費の低減をはかると同時に、瞬時電力が減少しフ
リッカなどが無くなるなど高品質の電源回路を構成でき
る装置を得ることにある。 【構成】交流電源１の電力を直流電力に変換する整流器
２と、２の出力を昇圧または降圧する電流制御ループを
有するチョッパー２６，２３，２４と、このチョッパー
の出力側に接続され定電圧充電可能な大容量コンデンサ
２５と、２５で充電された電力を、交流電力に変換して
抵抗溶接機１１に供給するパルス幅変調制御方式のイン
バータ７と、抵抗溶接機１１に対して交流電源１から平
均的な電力を供給すると共に、大容量コンデンサ２５か
ら瞬時電力を供給する制御回路とを具備したもの。
の維持費の低減をはかると同時に、瞬時電力が減少しフ
リッカなどが無くなるなど高品質の電源回路を構成でき
る装置を得ることにある。 【構成】交流電源１の電力を直流電力に変換する整流器
２と、２の出力を昇圧または降圧する電流制御ループを
有するチョッパー２６，２３，２４と、このチョッパー
の出力側に接続され定電圧充電可能な大容量コンデンサ
２５と、２５で充電された電力を、交流電力に変換して
抵抗溶接機１１に供給するパルス幅変調制御方式のイン
バータ７と、抵抗溶接機１１に対して交流電源１から平
均的な電力を供給すると共に、大容量コンデンサ２５か
ら瞬時電力を供給する制御回路とを具備したもの。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は抵抗溶接機などのような
短時間に大電力を使用するものであって、平均電力は低
い電源装置に関する。
短時間に大電力を使用するものであって、平均電力は低
い電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の抵抗溶接機の技術を図１１にその
構成を示し説明する。
構成を示し説明する。
【０００３】交流電源１からダイオードブリッジ２によ
り直流に変換し、抵抗３を介してコンデンサ６を初期充
電する。充電完了を見計ってオンディレイタイマ５を介
して接触器４をオンして抵抗３を短絡する。
り直流に変換し、抵抗３を介してコンデンサ６を初期充
電する。充電完了を見計ってオンディレイタイマ５を介
して接触器４をオンして抵抗３を短絡する。
【０００４】コンデンサ６で平滑化された直流電源から
インバータブリッジ７で高周波に変換し変圧器８により
電圧変換にダイオード９、ダイオード１０により直流に
変換して溶接電極１１に供給する。
インバータブリッジ７で高周波に変換し変圧器８により
電圧変換にダイオード９、ダイオード１０により直流に
変換して溶接電極１１に供給する。
【０００５】溶接電流は電流検出器１２で検出する。溶
接電流Ｉの設定は電流設定器１３で設定し、起動信号Ｓ
Ｔが入力された時に通電タイマ２９により通電信号接点
１４をオンさせて電流基準を増幅器１５に入力する。溶
接電流を電流検出器１２で検出して増幅器１５に入力
し、電流基準を比較増幅してＰＷＭ回路１６を介してイ
ンバータブリッジのＩＧＢＴをＰＷＭ制御することによ
り溶接電流を制御する。
接電流Ｉの設定は電流設定器１３で設定し、起動信号Ｓ
Ｔが入力された時に通電タイマ２９により通電信号接点
１４をオンさせて電流基準を増幅器１５に入力する。溶
接電流を電流検出器１２で検出して増幅器１５に入力
し、電流基準を比較増幅してＰＷＭ回路１６を介してイ
ンバータブリッジのＩＧＢＴをＰＷＭ制御することによ
り溶接電流を制御する。
【０００６】この通電シーケンスの一例を図１２に示
す。起動信号ＳＴが一度入力されると、１サイクル期間
ホールドされ、電流Ｉを設定された通電時間ｔ1 の間流
す。次の通電までの時間はｔ1 に比して長く、一般にｔ
1 ／ｔ0 は０．１〜０．０５以下である。ｔ1 ／ｔ0 を
一般にデューティ（％）と呼んでいる。抵抗溶接機の場
合（ｔ0 −ｔ1 ）の間に溶接点の位置決めが（一般には
ロボットによる）行われている時間である。ｔ1 は一般
に１秒前後が多い。
す。起動信号ＳＴが一度入力されると、１サイクル期間
ホールドされ、電流Ｉを設定された通電時間ｔ1 の間流
す。次の通電までの時間はｔ1 に比して長く、一般にｔ
1 ／ｔ0 は０．１〜０．０５以下である。ｔ1 ／ｔ0 を
一般にデューティ（％）と呼んでいる。抵抗溶接機の場
合（ｔ0 −ｔ1 ）の間に溶接点の位置決めが（一般には
ロボットによる）行われている時間である。ｔ1 は一般
に１秒前後が多い。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このような抵抗溶接の
溶接電力Ｐの様子を図１３に示す。一般にＰは５０ＫＷ
〜２００ＫＷを１ｓ程度通電し１０〜２０ｓ程度のサイ
クルで通電を行う。なお、図１３において、平均電力は
Ｐｍｅａｎで示したようにＴ1 の間は１／２０で１０Ｋ
Ｗ、Ｔ2 の期でも１／１０で２０ＫＷである。
溶接電力Ｐの様子を図１３に示す。一般にＰは５０ＫＷ
〜２００ＫＷを１ｓ程度通電し１０〜２０ｓ程度のサイ
クルで通電を行う。なお、図１３において、平均電力は
Ｐｍｅａｎで示したようにＴ1 の間は１／２０で１０Ｋ
Ｗ、Ｔ2 の期でも１／１０で２０ＫＷである。
【０００８】このような溶接機の電源容量は２００ＫＷ
が必要であり、設備費や基本料金が高くなる。しかもこ
の２００ＫＷが瞬時加わって瞬時にゼロになることか
ら、電源電圧変動が大きくフリッカが生じるなどの不具
合が発生する。本発明は上記の不具合に対し、設備容量
を低減ししかもフリッカなどの瞬時電力変動を少くした
電源装置を得ることを目的とする。
が必要であり、設備費や基本料金が高くなる。しかもこ
の２００ＫＷが瞬時加わって瞬時にゼロになることか
ら、電源電圧変動が大きくフリッカが生じるなどの不具
合が発生する。本発明は上記の不具合に対し、設備容量
を低減ししかもフリッカなどの瞬時電力変動を少くした
電源装置を得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項１に対応する発明は、負荷に交流電力を供給
する電源装置において、交流電源の電力を直流電力に変
換する整流器と、この整流器の出力を昇圧または降圧す
る電流制御ループを有するチョッパーと、このチョッパ
ーの出力側に接続され定電圧充電可能な大容量コンデン
サと、この大容量コンデンサで充電された電力を、交流
電力に変換して前記負荷に供給するパルス幅変調制御方
式のインバータと、前記負荷に対して前記交流電源から
平均的な電力を供給すると共に、前記大容量コンデンサ
から瞬時電力を供給する制御回路と、を具備した電源装
置である。前記目的を達成するため、請求項２に対応す
る発明は、負荷に交流電力を供給する電源装置におい
て、交流電源の電力を直流電力に変換する整流器と、こ
の整流器の出力を昇圧または降圧する電流制御ループを
有するチョッパーと、このチョッパーの出力側に接続さ
れ定電圧充電可能な大容量コンデンサと、この大容量コ
ンデンサで充電された電力を、交流電力に変換して前記
負荷に供給するパルス幅変調制御方式のインバータと、
前記負荷に対して前記交流電源から平均的な電力を供給
すると共に、前記大容量コンデンサから瞬時電力を供給
する制御回路と、前記大容量コンデンサを初期充電する
限流値抵抗を時間的に切換える手段と、を具備した電源
装置である。前記目的を達成するため、請求項３に対応
する発明は、負荷に交流電力を供給する電源装置におい
て、交流電源の電力を直流電力に変換するダイオードと
サイリスタの混合ブリッジまたはサイリスタブリッジか
らなる整流器と、この整流器の出力を昇圧する電流制御
ループを有するチョッパーと、このチョッパーの出力側
に接続され定電圧充電可能な大容量コンデンサと、この
大容量コンデンサで充電された電力を、交流電力に変換
して前記負荷に供給するパルス幅変調制御方式のインバ
ータと、前記負荷に対して前記交流電源から平均的な電
力を供給すると共に、前記大容量コンデンサから瞬時電
力を供給する制御回路と、前記サイリスタを初期充電時
のみ位相制御して充電電流を制限する回路と、を具備し
た電源装置である。前記目的を達成するため、請求項４
に対応する発明は、負荷に交流電力を供給する電源装置
において、交流電源の電力を直流電力に変換する整流器
と、この整流器の出力を昇圧または降圧する電流制御ル
ープを有するチョッパーと、このチョッパーの出力側に
接続され定電圧充電可能な大容量コンデンサと、この大
容量コンデンサで充電された電力を、交流電力に変換し
て前記負荷に供給するパルス幅変調制御方式のインバー
タと、前記負荷に対して前記交流電源から平均的な電力
を供給すると共に、前記大容量コンデンサから瞬時電力
を供給する制御回路と、前記大容量コンデンサを定電圧
に充電する回路の初期充電抵抗を、共通的に取り付ける
前記インバータの半導体素子冷却用フィンと、を具備し
た電源装置である。前記目的を達成するため、請求項５
に対応する発明は、負荷に交流電力を供給する電源装置
において、交流電源の電力を直流電力に変換する整流器
と、この整流器の出力を昇圧または降圧する電流制御ル
ープを有するサイリスタブリッジと、このサイリスタブ
リッジの出力側に接続され定電圧充電可能な大容量コン
デンサと、この大容量コンデンサで充電された電力を、
交流電力に変換して前記負荷に供給するパルス幅変調制
御方式のインバータと、前記負荷に対して前記交流電源
から平均的な電力を供給すると共に、前記大容量コンデ
ンサから瞬時電力を供給する制御回路と、前記大容量コ
ンデンサの電圧が設定値以下の場合に前記負荷に対する
起動信号をロックする手段と、を具備した電源装置であ
る。
め、請求項１に対応する発明は、負荷に交流電力を供給
する電源装置において、交流電源の電力を直流電力に変
換する整流器と、この整流器の出力を昇圧または降圧す
る電流制御ループを有するチョッパーと、このチョッパ
ーの出力側に接続され定電圧充電可能な大容量コンデン
サと、この大容量コンデンサで充電された電力を、交流
電力に変換して前記負荷に供給するパルス幅変調制御方
式のインバータと、前記負荷に対して前記交流電源から
平均的な電力を供給すると共に、前記大容量コンデンサ
から瞬時電力を供給する制御回路と、を具備した電源装
置である。前記目的を達成するため、請求項２に対応す
る発明は、負荷に交流電力を供給する電源装置におい
て、交流電源の電力を直流電力に変換する整流器と、こ
の整流器の出力を昇圧または降圧する電流制御ループを
有するチョッパーと、このチョッパーの出力側に接続さ
れ定電圧充電可能な大容量コンデンサと、この大容量コ
ンデンサで充電された電力を、交流電力に変換して前記
負荷に供給するパルス幅変調制御方式のインバータと、
前記負荷に対して前記交流電源から平均的な電力を供給
すると共に、前記大容量コンデンサから瞬時電力を供給
する制御回路と、前記大容量コンデンサを初期充電する
限流値抵抗を時間的に切換える手段と、を具備した電源
装置である。前記目的を達成するため、請求項３に対応
する発明は、負荷に交流電力を供給する電源装置におい
て、交流電源の電力を直流電力に変換するダイオードと
サイリスタの混合ブリッジまたはサイリスタブリッジか
らなる整流器と、この整流器の出力を昇圧する電流制御
ループを有するチョッパーと、このチョッパーの出力側
に接続され定電圧充電可能な大容量コンデンサと、この
大容量コンデンサで充電された電力を、交流電力に変換
して前記負荷に供給するパルス幅変調制御方式のインバ
ータと、前記負荷に対して前記交流電源から平均的な電
力を供給すると共に、前記大容量コンデンサから瞬時電
力を供給する制御回路と、前記サイリスタを初期充電時
のみ位相制御して充電電流を制限する回路と、を具備し
た電源装置である。前記目的を達成するため、請求項４
に対応する発明は、負荷に交流電力を供給する電源装置
において、交流電源の電力を直流電力に変換する整流器
と、この整流器の出力を昇圧または降圧する電流制御ル
ープを有するチョッパーと、このチョッパーの出力側に
接続され定電圧充電可能な大容量コンデンサと、この大
容量コンデンサで充電された電力を、交流電力に変換し
て前記負荷に供給するパルス幅変調制御方式のインバー
タと、前記負荷に対して前記交流電源から平均的な電力
を供給すると共に、前記大容量コンデンサから瞬時電力
を供給する制御回路と、前記大容量コンデンサを定電圧
に充電する回路の初期充電抵抗を、共通的に取り付ける
前記インバータの半導体素子冷却用フィンと、を具備し
た電源装置である。前記目的を達成するため、請求項５
に対応する発明は、負荷に交流電力を供給する電源装置
において、交流電源の電力を直流電力に変換する整流器
と、この整流器の出力を昇圧または降圧する電流制御ル
ープを有するサイリスタブリッジと、このサイリスタブ
リッジの出力側に接続され定電圧充電可能な大容量コン
デンサと、この大容量コンデンサで充電された電力を、
交流電力に変換して前記負荷に供給するパルス幅変調制
御方式のインバータと、前記負荷に対して前記交流電源
から平均的な電力を供給すると共に、前記大容量コンデ
ンサから瞬時電力を供給する制御回路と、前記大容量コ
ンデンサの電圧が設定値以下の場合に前記負荷に対する
起動信号をロックする手段と、を具備した電源装置であ
る。
【００１０】
【作用】請求項１，２，３，４，５に対応する発明によ
れば、瞬時電力を大容量コンデンサからインバータを介
して負荷に供給し、かつ、交流電源から平均電力に近い
電力を供給するようにしたので、受電容量を著しく減少
させることができ、設備の維持費の低減を図ることがで
きると共に、瞬時電力が減少し、フリッカなどが無くな
る。
れば、瞬時電力を大容量コンデンサからインバータを介
して負荷に供給し、かつ、交流電源から平均電力に近い
電力を供給するようにしたので、受電容量を著しく減少
させることができ、設備の維持費の低減を図ることがで
きると共に、瞬時電力が減少し、フリッカなどが無くな
る。
【００１１】また、請求項４に対応する発明によれば、
インバータの半導体素子冷却用フィンに、大容量コンデ
ンサを定電圧に充電する回路の初期充電抵抗を、共通的
に取り付けたので、初期充電抵抗を小形化できる。
インバータの半導体素子冷却用フィンに、大容量コンデ
ンサを定電圧に充電する回路の初期充電抵抗を、共通的
に取り付けたので、初期充電抵抗を小形化できる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は本発明の第１の実施例を示す回路図
であり、ここでは図１１と同一部分には同一番号を記し
説明は省略する。
て説明する。図１は本発明の第１の実施例を示す回路図
であり、ここでは図１１と同一部分には同一番号を記し
説明は省略する。
【００１３】交流電源１からリアクトル２６を介してダ
イオードブリッジ２で直流に変換し、抵抗３を通してダ
イオード２４を通って電気２重層コンデンサ２５を初期
充電する。充電完了後、タイマ５により接触器４を閉と
して抵抗３を短絡する。ダイオードブリッジ２の出力を
ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌ
ａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：絶縁ゲートバイポーラト
ランジスタ）２３で短絡し、リアクトル２６にエネルギ
ーを蓄えてＩＧＢＴ２３をオフした時、ダイオード２４
を通って電気２重層コンデンサ２５を充電する昇圧チョ
ッパ回路を構成し、電源の電流は電流検出器２０をダイ
オードブリッジ２の直流側に挿入して検出する。
イオードブリッジ２で直流に変換し、抵抗３を通してダ
イオード２４を通って電気２重層コンデンサ２５を初期
充電する。充電完了後、タイマ５により接触器４を閉と
して抵抗３を短絡する。ダイオードブリッジ２の出力を
ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌ
ａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：絶縁ゲートバイポーラト
ランジスタ）２３で短絡し、リアクトル２６にエネルギ
ーを蓄えてＩＧＢＴ２３をオフした時、ダイオード２４
を通って電気２重層コンデンサ２５を充電する昇圧チョ
ッパ回路を構成し、電源の電流は電流検出器２０をダイ
オードブリッジ２の直流側に挿入して検出する。
【００１４】電圧基準１７とコンデンサ２５の両端電圧
を電圧検出器１８で検出した値を比較して増幅器１９で
増幅して電流基準とし、電流検出器２０で検出した電流
と比較して増幅器２１で増幅しＰＷＭ（パルス幅変調）
回路２２によりＩＧＢＴ２３をオンオフ制御することに
より交流電源電流を制御する。
を電圧検出器１８で検出した値を比較して増幅器１９で
増幅して電流基準とし、電流検出器２０で検出した電流
と比較して増幅器２１で増幅しＰＷＭ（パルス幅変調）
回路２２によりＩＧＢＴ２３をオンオフ制御することに
より交流電源電流を制御する。
【００１５】一方、電圧検出器１８で検出したコンデン
サ電圧をレベル検出器２７でレベル判定し、設定値以上
になると出力をアンド回路２８へ入力する。起動信号Ｓ
Ｔの入力もアンド回路２８へ入力され条件が成立すると
通電タイマ２９により通電を開始する。インバータ部は
従来と同じである。次に、図１の実施例の動作について
図２を参照して説明する。
サ電圧をレベル検出器２７でレベル判定し、設定値以上
になると出力をアンド回路２８へ入力する。起動信号Ｓ
Ｔの入力もアンド回路２８へ入力され条件が成立すると
通電タイマ２９により通電を開始する。インバータ部は
従来と同じである。次に、図１の実施例の動作について
図２を参照して説明する。
【００１６】コンデンサ２５の電圧Ｖ25は時刻ｔ1 にお
いて設定値迄充電しているのでレベル検出器２７は
“１”を出力している。起動信号ＳＴが入力されるとア
ンド回路２８は“１”を出力しタイマ２９が通電信号接
点１４を閉とし溶接電流を流す。タイマ２９は設定され
た時間セルフホールドして通電を続けるよう信号を出力
する。時刻ｔ2 でコンデンサ電圧Ｖ25が低下しレベル検
出器２７の出力は“０”となるが、タイマ２９はホール
ドして通電を時刻ｔ3 まで続ける。
いて設定値迄充電しているのでレベル検出器２７は
“１”を出力している。起動信号ＳＴが入力されるとア
ンド回路２８は“１”を出力しタイマ２９が通電信号接
点１４を閉とし溶接電流を流す。タイマ２９は設定され
た時間セルフホールドして通電を続けるよう信号を出力
する。時刻ｔ2 でコンデンサ電圧Ｖ25が低下しレベル検
出器２７の出力は“０”となるが、タイマ２９はホール
ドして通電を時刻ｔ3 まで続ける。
【００１７】時刻ｔ1 において電圧Ｖ25は設定値より低
下するので昇圧チョッパ回路は交流電源から電力Ｐｉ
（電流検出器２０の出力Ｖ26）（電流）を入力するよう
制御する。この電力Ｐｉは溶接電力Ｐｏの平均値に余裕
を持たせた値に制御する。
下するので昇圧チョッパ回路は交流電源から電力Ｐｉ
（電流検出器２０の出力Ｖ26）（電流）を入力するよう
制御する。この電力Ｐｉは溶接電力Ｐｏの平均値に余裕
を持たせた値に制御する。
【００１８】時刻ｔ4 でコンデンサ電圧Ｖ25が上昇しレ
ベル検出器２７の出力が“１”となり溶接可能となる。
時刻ｔ5 でコンデンサ２５は充電完了し、Ｖ２０はゼロ
となる。ｔ6 で再度起動信号ＳＴが入力されるとｔ6 、
ｔ7 、ｔ8 と再度溶接電流通電のシーケンスが続行され
る。
ベル検出器２７の出力が“１”となり溶接可能となる。
時刻ｔ5 でコンデンサ２５は充電完了し、Ｖ２０はゼロ
となる。ｔ6 で再度起動信号ＳＴが入力されるとｔ6 、
ｔ7 、ｔ8 と再度溶接電流通電のシーケンスが続行され
る。
【００１９】このように溶接電力はＰｏに示すように大
きな値を示すが、交流電源１の入力電力Ｐｉは溶接電力
Ｐｏの最大値を平均化した値の１．５倍程度に設定でき
る。溶接デューティが最大１０％程度の使用率が一般的
なので０．１×１．５＝０．１５即ち最大溶接電力の１
５％程度の電源容量で使用できることになる。ここで、
使用する電気二重層コンデンサ２５の一例を参考のため
に示す。松下電子部品株式会社 ２．３Ｖ、４．７０Ｆ、外形５１φ×１２５Ｌ ２．３Ｖ、１５００Ｆ、外形７７φ×１２５Ｌ（ｍｍ）
きな値を示すが、交流電源１の入力電力Ｐｉは溶接電力
Ｐｏの最大値を平均化した値の１．５倍程度に設定でき
る。溶接デューティが最大１０％程度の使用率が一般的
なので０．１×１．５＝０．１５即ち最大溶接電力の１
５％程度の電源容量で使用できることになる。ここで、
使用する電気二重層コンデンサ２５の一例を参考のため
に示す。松下電子部品株式会社 ２．３Ｖ、４．７０Ｆ、外形５１φ×１２５Ｌ ２．３Ｖ、１５００Ｆ、外形７７φ×１２５Ｌ（ｍｍ）
【００２０】以上説明した第１の実施例によれば、溶接
電力を大容量コンデンサ、すなわち、二重層コンデンサ
２５に蓄え、この電力をインバータのＰＷＭ制御により
溶接電流を制御すると同時に交流電源電力は溶接電力の
平均値が流入するよう制御することにより、電源容量が
１５％程度となり、電源設備が極めて経済的になると同
時に瞬時パワーによるフリッカなどがなくなり電源の質
が向上し、他機器への障害がなくなり工場電力の信頼性
が向上する。
電力を大容量コンデンサ、すなわち、二重層コンデンサ
２５に蓄え、この電力をインバータのＰＷＭ制御により
溶接電流を制御すると同時に交流電源電力は溶接電力の
平均値が流入するよう制御することにより、電源容量が
１５％程度となり、電源設備が極めて経済的になると同
時に瞬時パワーによるフリッカなどがなくなり電源の質
が向上し、他機器への障害がなくなり工場電力の信頼性
が向上する。
【００２１】図３は本発明の第２の実施例を示す回路図
であり、溶接電流設定器１３の値と通電タイマ２９の値
から次回にコンデンサ２５から放電する電力は判明する
ので、この放電電力から起動必要電圧が算出できるので
起動電圧基準発生回路３０の出力と電圧検出器１８の出
力をレベル検出器２７で判定し起動インターロックを取
ることにより最短溶接間隔を保つことも可能である。な
お、図１、図３の制御の大部分はマイクロコンピュータ
を使うのでこれらの計算や判定は容易に実現できる。
であり、溶接電流設定器１３の値と通電タイマ２９の値
から次回にコンデンサ２５から放電する電力は判明する
ので、この放電電力から起動必要電圧が算出できるので
起動電圧基準発生回路３０の出力と電圧検出器１８の出
力をレベル検出器２７で判定し起動インターロックを取
ることにより最短溶接間隔を保つことも可能である。な
お、図１、図３の制御の大部分はマイクロコンピュータ
を使うのでこれらの計算や判定は容易に実現できる。
【００２２】図４（ａ）、（ｂ）は図１のダイオードブ
リッジ２およびＩＧＢＴブリッジ７の冷却構造を示す正
面図および側面図で、水冷チューブ４１で冷却される冷
却フィン４０に、ダイオードブリッジ２、抵抗３、ＩＧ
ＢＴブリッジ７、ＩＧＢＴ２３、ダイオード２４を図の
ように取りつけられる。
リッジ２およびＩＧＢＴブリッジ７の冷却構造を示す正
面図および側面図で、水冷チューブ４１で冷却される冷
却フィン４０に、ダイオードブリッジ２、抵抗３、ＩＧ
ＢＴブリッジ７、ＩＧＢＴ２３、ダイオード２４を図の
ように取りつけられる。
【００２３】図１のような大容量コンデンサ２５を初期
充電する抵抗３の電力は短時間ではあっても極めて大き
い。このため、図４に示すように、パワー素子冷却用の
フィン４０の一部に、この抵抗３を取り付けることによ
り、抵抗３が冷却されるため抵抗３の小形化を図ること
ができる。運転中は抵抗３の損失はゼロのためパワー素
子の冷却には影響がない。
充電する抵抗３の電力は短時間ではあっても極めて大き
い。このため、図４に示すように、パワー素子冷却用の
フィン４０の一部に、この抵抗３を取り付けることによ
り、抵抗３が冷却されるため抵抗３の小形化を図ること
ができる。運転中は抵抗３の損失はゼロのためパワー素
子の冷却には影響がない。
【００２４】図５は本発明の第３の実施例を示す回路図
であり、リアクトル２６をダイオードブリッジ２の直流
側に設け、大容量コンデンサ２５を短時間で充電するた
め、抵抗３ａ，３ｂ，３ｃと分け、各抵抗３ａ，３ｂ，
３ｃに並列にタイマ５ａ，５ｂ，５ｃの接点４ａ，４
ｂ，４ｃを並列に接続し、充電電流が減少するに従って
抵抗値を下げるように構成したものである。
であり、リアクトル２６をダイオードブリッジ２の直流
側に設け、大容量コンデンサ２５を短時間で充電するた
め、抵抗３ａ，３ｂ，３ｃと分け、各抵抗３ａ，３ｂ，
３ｃに並列にタイマ５ａ，５ｂ，５ｃの接点４ａ，４
ｂ，４ｃを並列に接続し、充電電流が減少するに従って
抵抗値を下げるように構成したものである。
【００２５】この実施例も前述の第１、第２の実施例と
同様な効果が得られる。図６は本発明の第４の実施例を
示す回路図であり、チョッパブリッジ４５により交流電
流を正弦波の力率１にＰＷＭ制御するようにしたもので
ある。なお、２０ａ，２０ｂは電流検出器である。この
場合、電力の質は更に向上する。
同様な効果が得られる。図６は本発明の第４の実施例を
示す回路図であり、チョッパブリッジ４５により交流電
流を正弦波の力率１にＰＷＭ制御するようにしたもので
ある。なお、２０ａ，２０ｂは電流検出器である。この
場合、電力の質は更に向上する。
【００２６】また、抵抗３ａ，３ｂはサイリスタ４４
ａ，４４ｂをタイマ５ａ，５ｂで駆動することにより静
止化できる。さらにコンデンサ２５から溶接用のインバ
ータ７ａ，７ｂなど複数個並列に接続することも可能で
ある。
ａ，４４ｂをタイマ５ａ，５ｂで駆動することにより静
止化できる。さらにコンデンサ２５から溶接用のインバ
ータ７ａ，７ｂなど複数個並列に接続することも可能で
ある。
【００２７】図７（ａ）は本発明の第５の実施例を示す
回路図であり、初期充電抵抗の回路を省略するように構
成したものである。すなわち、ダイオードブリッジ２の
一部にサイリスタ３２を使用し初期充電時のみ点弧位相
回路３３により図７（ｂ）に示すような出力電力Ｖacを
制御するソフトスタート回路でコンデンサ２５を充電
し、充電完了後はサイリスタを全点弧してダイオードと
して動作させるように構成したものである。
回路図であり、初期充電抵抗の回路を省略するように構
成したものである。すなわち、ダイオードブリッジ２の
一部にサイリスタ３２を使用し初期充電時のみ点弧位相
回路３３により図７（ｂ）に示すような出力電力Ｖacを
制御するソフトスタート回路でコンデンサ２５を充電
し、充電完了後はサイリスタを全点弧してダイオードと
して動作させるように構成したものである。
【００２８】図８は本発明の第６の実施例を示すもので
あり、交流電源１を単相とし、ダイオードブリッジ２の
出力側にコンデンサ３６を接続して平滑化し、ＩＧＢＴ
３７、ダイオード３８、リアクトル２６から成る降圧チ
ョッパ回路を構成し、リアクトル２６、ＩＧＢＴ２３、
ダイオード２４から成る昇圧チョッパ回路をカスケード
に接続し、電流検出器２０の出力を制御するように構成
したものである。このように構成することにより、コン
デンサ２５の電圧を自由に制御することができ、コンデ
ンサ２５のエネルギーを有効に利用でき、初期充電も降
圧チョッパで行える利点がある。
あり、交流電源１を単相とし、ダイオードブリッジ２の
出力側にコンデンサ３６を接続して平滑化し、ＩＧＢＴ
３７、ダイオード３８、リアクトル２６から成る降圧チ
ョッパ回路を構成し、リアクトル２６、ＩＧＢＴ２３、
ダイオード２４から成る昇圧チョッパ回路をカスケード
に接続し、電流検出器２０の出力を制御するように構成
したものである。このように構成することにより、コン
デンサ２５の電圧を自由に制御することができ、コンデ
ンサ２５のエネルギーを有効に利用でき、初期充電も降
圧チョッパで行える利点がある。
【００２９】図９は本発明の第７の実施例を示す回路図
であり、ＩＧＢＴ２３と、ダイオード２４と、リアクト
ル２６からなる昇降圧チョッパを、コンデンサ２５に接
続したものである。
であり、ＩＧＢＴ２３と、ダイオード２４と、リアクト
ル２６からなる昇降圧チョッパを、コンデンサ２５に接
続したものである。
【００３０】図１０は本発明の第８の実施例を示すもの
であり、交流電源（三相）１の電圧をサイリスタブリッ
ジ３９で降圧制御し、リアクトル２６、ＩＧＢＴ２３、
ダイオード２４からなる昇圧チョッパとカスケード接続
したものである。この場合には、コンデンサ２５と並列
にバッテリを接続するなどの回路があるのは説明するま
でもない。
であり、交流電源（三相）１の電圧をサイリスタブリッ
ジ３９で降圧制御し、リアクトル２６、ＩＧＢＴ２３、
ダイオード２４からなる昇圧チョッパとカスケード接続
したものである。この場合には、コンデンサ２５と並列
にバッテリを接続するなどの回路があるのは説明するま
でもない。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
瞬時電力を大容量コンデンサからインバータを介して供
給し、その平均電力に近い電力を交流電源から注入する
電流制御は電力変換器で大容量コンデンサを充電するこ
とにより、受電容量を著しく減少させることができ、設
備の維持費の低減をはかると同時に、瞬時電力が減少し
フリッカなどが無くなるなど高品質の電源回路を構成で
きるので他機器の信頼性と長寿命につながる電源装置を
提供できる。
瞬時電力を大容量コンデンサからインバータを介して供
給し、その平均電力に近い電力を交流電源から注入する
電流制御は電力変換器で大容量コンデンサを充電するこ
とにより、受電容量を著しく減少させることができ、設
備の維持費の低減をはかると同時に、瞬時電力が減少し
フリッカなどが無くなるなど高品質の電源回路を構成で
きるので他機器の信頼性と長寿命につながる電源装置を
提供できる。
【図１】本発明の第１の実施例を示す回路図。
【図２】図１の動作を説明するための図。
【図３】本発明の第２の実施例を示す回路図。
【図４】図１のＩＧＢＴ等の冷却構造を示す図。
【図５】本発明の第３の実施例を示す回路図。
【図６】本発明の第４の実施例を示す回路図。
【図７】本発明の第５の実施例を示す回路図。
【図８】本発明の第６の実施例を示す回路図。
【図９】本発明の第７の実施例を示す回路図。
【図１０】本発明の第８の実施例を示す回路図。
【図１１】従来の溶接電源装置の一例を示す回路図。
【図１２】図１１の動作を説明するためのタイムチャー
ト。
ト。
【図１３】図１１の動作を説明するためのタイムチャー
ト。
ト。
１…交流電源、２…ダイオードブリッジ、３…抵抗、４
…接触器、５…オンディレイタイマ、６…コンデンサ、
７…ＩＧＢＴブリッジ、８…変圧器、９，１０…ダイオ
ード、１１…溶接電極、１２…電流検出器、１３…電流
設定器、１４…通電信号接点、１５…増幅器、１６…Ｐ
ＷＭ回路、１７…電圧基準、１８…電圧検出器、１９…
増幅器、２０…電流検出器、２１…増幅器、２２…ＰＷ
Ｍ回路、２３…ＩＧＢＴ、２４…ダイオード、２５…コ
ンデンサ、２６…リアクトル、２７…レベル検出器、２
８…アンド回路、２９…通電タイマ、３０…基準発生回
路、３２…サイリスタ、３３…点弧位相回路、３６…コ
ンデンサ、３７…ＩＧＢＴ、３８…ダイオード、３９…
サイリスタブリッジ、４０…冷却フィン、４１…水冷チ
ューブ、４４…サイリスタ、４５…チョッパブリッジ
…接触器、５…オンディレイタイマ、６…コンデンサ、
７…ＩＧＢＴブリッジ、８…変圧器、９，１０…ダイオ
ード、１１…溶接電極、１２…電流検出器、１３…電流
設定器、１４…通電信号接点、１５…増幅器、１６…Ｐ
ＷＭ回路、１７…電圧基準、１８…電圧検出器、１９…
増幅器、２０…電流検出器、２１…増幅器、２２…ＰＷ
Ｍ回路、２３…ＩＧＢＴ、２４…ダイオード、２５…コ
ンデンサ、２６…リアクトル、２７…レベル検出器、２
８…アンド回路、２９…通電タイマ、３０…基準発生回
路、３２…サイリスタ、３３…点弧位相回路、３６…コ
ンデンサ、３７…ＩＧＢＴ、３８…ダイオード、３９…
サイリスタブリッジ、４０…冷却フィン、４１…水冷チ
ューブ、４４…サイリスタ、４５…チョッパブリッジ
フロントページの続き (72)発明者 野村 芳士 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 相馬 三郎 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内
Claims (5)
- 【請求項１】 負荷に交流電力を供給する電源装置にお
いて、 交流電源の電力を直流電力に変換する整流器と、 この整流器の出力を昇圧または降圧する電流制御ループ
を有するチョッパーと、 このチョッパーの出力側に接続され定電圧充電可能な大
容量コンデンサと、 この大容量コンデンサで充電された電力を、交流電力に
変換して前記負荷に供給するパルス幅変調制御方式のイ
ンバータと、 前記負荷に対して前記交流電源から平均的な電力を供給
すると共に、前記大容量コンデンサから瞬時電力を供給
する制御回路と、 を具備した電源装置。 - 【請求項２】 負荷に交流電力を供給する電源装置にお
いて、 交流電源の電力を直流電力に変換する整流器と、 この整流器の出力を昇圧または降圧する電流制御ループ
を有するチョッパーと、 このチョッパーの出力側に接続され定電圧充電可能な大
容量コンデンサと、 この大容量コンデンサで充電された電力を、交流電力に
変換して前記負荷に供給するパルス幅変調制御方式のイ
ンバータと、 前記負荷に対して前記交流電源から平均的な電力を供給
すると共に、前記大容量コンデンサから瞬時電力を供給
する制御回路と、 前記大容量コンデンサを初期充電する限流値抵抗を時間
的に切換える手段と、を具備した電源装置。 - 【請求項３】 負荷に交流電力を供給する電源装置にお
いて、 交流電源の電力を直流電力に変換するダイオードとサイ
リスタの混合ブリッジまたはサイリスタブリッジからな
る整流器と、 この整流器の出力を昇圧する電流制御ループを有するチ
ョッパーと、 このチョッパーの出力側に接続され定電圧充電可能な大
容量コンデンサと、 この大容量コンデンサで充電された電力を、交流電力に
変換して前記負荷に供給するパルス幅変調制御方式のイ
ンバータと、 前記負荷に対して前記交流電源から平均的な電力を供給
すると共に、前記大容量コンデンサから瞬時電力を供給
する制御回路と、 前記サイリスタを初期充電時のみ位相制御して充電電流
を制限する回路と、 を具備した電源装置。 - 【請求項４】 負荷に交流電力を供給する電源装置にお
いて、 交流電源の電力を直流電力に変換する整流器と、 この整流器の出力を昇圧または降圧する電流制御ループ
を有するチョッパーと、 このチョッパーの出力側に接続され定電圧充電可能な大
容量コンデンサと、 この大容量コンデンサで充電された電力を、交流電力に
変換して前記負荷に供給するパルス幅変調制御方式のイ
ンバータと、 前記負荷に対して前記交流電源から平均的な電力を供給
すると共に、前記大容量コンデンサから瞬時電力を供給
する制御回路と、 前記大容量コンデンサを定電圧に充電する回路の初期充
電抵抗を、共通的に取り付ける前記インバータの半導体
素子冷却用フィンと、 を具備した電源装置。 - 【請求項５】 負荷に交流電力を供給する電源装置にお
いて、 交流電源の電力を直流電力に変換する整流器と、 この整流器の出力を昇圧または降圧する電流制御ループ
を有するサイリスタブリッジと、 このサイリスタブリッジの出力側に接続され定電圧充電
可能な大容量コンデンサと、 この大容量コンデンサで充電された電力を、交流電力に
変換して前記負荷に供給するパルス幅変調制御方式のイ
ンバータと、 前記負荷に対して前記交流電源から平均的な電力を供給
すると共に、前記大容量コンデンサから瞬時電力を供給
する制御回路と、 前記大容量コンデンサの電圧が設定値以下の場合に前記
負荷に対する起動信号をロックする手段と、 を具備した電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4227475A JPH0678565A (ja) | 1992-08-26 | 1992-08-26 | 電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4227475A JPH0678565A (ja) | 1992-08-26 | 1992-08-26 | 電源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0678565A true JPH0678565A (ja) | 1994-03-18 |
Family
ID=16861466
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4227475A Pending JPH0678565A (ja) | 1992-08-26 | 1992-08-26 | 電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0678565A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0688626A1 (en) * | 1994-05-27 | 1995-12-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Control equipment for resistance welding machine |
| JP2004015939A (ja) * | 2002-06-10 | 2004-01-15 | Meidensha Corp | コンデンサの充電装置 |
| JP2007295766A (ja) * | 2006-04-27 | 2007-11-08 | Nichicon Corp | パルス電源 |
| JP2010529824A (ja) * | 2007-06-08 | 2010-08-26 | イー２ヴイ テクノロジーズ （ユーケイ） リミテッド | 高周波加熱装置のための電源 |
| US11478175B1 (en) | 2021-10-20 | 2022-10-25 | Paulus Holdings Limited | Devices for collecting capillary blood and methods for same |
-
1992
- 1992-08-26 JP JP4227475A patent/JPH0678565A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0688626A1 (en) * | 1994-05-27 | 1995-12-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Control equipment for resistance welding machine |
| JP2004015939A (ja) * | 2002-06-10 | 2004-01-15 | Meidensha Corp | コンデンサの充電装置 |
| JP2007295766A (ja) * | 2006-04-27 | 2007-11-08 | Nichicon Corp | パルス電源 |
| JP2010529824A (ja) * | 2007-06-08 | 2010-08-26 | イー２ヴイ テクノロジーズ （ユーケイ） リミテッド | 高周波加熱装置のための電源 |
| US11478175B1 (en) | 2021-10-20 | 2022-10-25 | Paulus Holdings Limited | Devices for collecting capillary blood and methods for same |
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