JPH0815670B2 - インバータ式抵抗溶接制御装置 - Google Patents
インバータ式抵抗溶接制御装置Info
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- JPH0815670B2 JPH0815670B2 JP1192281A JP19228189A JPH0815670B2 JP H0815670 B2 JPH0815670 B2 JP H0815670B2 JP 1192281 A JP1192281 A JP 1192281A JP 19228189 A JP19228189 A JP 19228189A JP H0815670 B2 JPH0815670 B2 JP H0815670B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、インバータ式の抵抗溶接機においてインバ
ータを制御する装置に関する。
ータを制御する装置に関する。
［従来の技術］ 第３図にインバータ式抵抗溶接機の主要な回路の構成
を示す。
を示す。
インバータ回路100は、GTO、パワーFET等をスイッチ
ング素子として内蔵し、制御回路（図示せず）からの制
御信号Ｃにしたがい、直流入力電圧Ｅを一定周波数のス
イッチングで切り刻むようにして交流のパルスを出力す
る。インバータ回路100より出力された交流パルスは溶
接トランス102の一時コイルに供給され、その二次コイ
ルには一次側と相似な交流パルスが得られ、この二次側
交流パルスはダイオード104a,104bからなる整流回路106
により直流に整流される。そして、この直流の電流Iwが
溶接電極108,110を介して被溶接材112,114に供給され
る。
ング素子として内蔵し、制御回路（図示せず）からの制
御信号Ｃにしたがい、直流入力電圧Ｅを一定周波数のス
イッチングで切り刻むようにして交流のパルスを出力す
る。インバータ回路100より出力された交流パルスは溶
接トランス102の一時コイルに供給され、その二次コイ
ルには一次側と相似な交流パルスが得られ、この二次側
交流パルスはダイオード104a,104bからなる整流回路106
により直流に整流される。そして、この直流の電流Iwが
溶接電極108,110を介して被溶接材112,114に供給され
る。
［発明が解決しようとする課題］ ところで、従来のインバータ式抵抗溶接機ではインバ
ータ回路のスイッチング周波数を1kHz〜2kHzとしている
が、溶接電流にリップルが重畳することで問題が生ずる
場合もあった。第４図は、インバータ・スイッチング周
波数を1kHz〜2kHzとした場合の交流パルス電流（一次電
流）Ilおよび溶接電流Iwの波形を示す。図示のように、
溶接電流Iwに大きなリップルが現れ具合が悪い。
ータ回路のスイッチング周波数を1kHz〜2kHzとしている
が、溶接電流にリップルが重畳することで問題が生ずる
場合もあった。第４図は、インバータ・スイッチング周
波数を1kHz〜2kHzとした場合の交流パルス電流（一次電
流）Ilおよび溶接電流Iwの波形を示す。図示のように、
溶接電流Iwに大きなリップルが現れ具合が悪い。
このようにリップルはスイッチング周波数を高くする
ことで（例えば10kHzにすると）抑制できるのではある
が、しかし、その場合は第５図に示すように溶接電流Iw
の立上がりが遅く、リップル以上に不具合な結果とな
る。
ことで（例えば10kHzにすると）抑制できるのではある
が、しかし、その場合は第５図に示すように溶接電流Iw
の立上がりが遅く、リップル以上に不具合な結果とな
る。
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、溶
接電流の立上がりを良くし、かつリップルを小さくした
インバータ式抵抗溶接機用の制御装置を提供することを
目的とする。
接電流の立上がりを良くし、かつリップルを小さくした
インバータ式抵抗溶接機用の制御装置を提供することを
目的とする。
［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、本発明のインバータ式
抵抗溶接制御装置は、制御パルスに応動してスイッチン
グ動作を行うインバータにより直流を交流のパルスに変
換し、この交流パルスを溶接トランスに通したのち整流
器に通して再び直流にし、この直流の溶接電流を溶接電
極を介して被溶接材に供給するようにしたインバータ式
抵抗溶接機において、前記インバータ式抵抗溶接機で流
れる電流を検出する電流検出手段と、通電開始直後に前
記溶接電流の立ち上げを早めるための大きなパルス幅を
有する低周波の第１の制御パルスを前記インバータに供
給する第１の制御パルス発生手段と、通電開始後に前記
電流検出手段より得られる電流検出値と所定の電流基準
値とを比較し、前記電流検出値が前記電流基準値に達し
た時点で所定の出力信号を発生する比較手段と、前記比
較手段より前記所定の出力信号が発生された時から通電
終了まで前記溶接電流のリップルを抑制するための小さ
なパルス幅を有する高周波の第２の制御パルスを前記イ
ンバータに供給する第２の制御パルス発生手段とを具備
する構成とした。
抵抗溶接制御装置は、制御パルスに応動してスイッチン
グ動作を行うインバータにより直流を交流のパルスに変
換し、この交流パルスを溶接トランスに通したのち整流
器に通して再び直流にし、この直流の溶接電流を溶接電
極を介して被溶接材に供給するようにしたインバータ式
抵抗溶接機において、前記インバータ式抵抗溶接機で流
れる電流を検出する電流検出手段と、通電開始直後に前
記溶接電流の立ち上げを早めるための大きなパルス幅を
有する低周波の第１の制御パルスを前記インバータに供
給する第１の制御パルス発生手段と、通電開始後に前記
電流検出手段より得られる電流検出値と所定の電流基準
値とを比較し、前記電流検出値が前記電流基準値に達し
た時点で所定の出力信号を発生する比較手段と、前記比
較手段より前記所定の出力信号が発生された時から通電
終了まで前記溶接電流のリップルを抑制するための小さ
なパルス幅を有する高周波の第２の制御パルスを前記イ
ンバータに供給する第２の制御パルス発生手段とを具備
する構成とした。
また、通電開始直後の大パルスで溶接トランスが磁気
飽和を来さないようにするため、該低周波パルスのパル
ス幅を溶接トランスの磁気容量に応じた所定の上限値以
内に制御する手段を備える構成とした。
飽和を来さないようにするため、該低周波パルスのパル
ス幅を溶接トランスの磁気容量に応じた所定の上限値以
内に制御する手段を備える構成とした。
［作用］ 通電開始直後に低周波で大きなパルス幅を有する第１
の制御パルスがインバータに供給されることで、そのパ
ルス幅にほぼ等しい交流パルスがインバータより出力さ
れ、そのパルス幅の時間（接続時間）電流が流れ続ける
ことにより、溶接電流は急激（高速）に立ち上がる。そ
して、電流が電流基準値に達して、溶接通電の立ち上が
りがほぼ終了した後は、高周波で小さなパルス幅を有す
る第２の制御パルスがインバータに供給されることで、
溶接電流は小さなリップルで設定値付近に維持される。
の制御パルスがインバータに供給されることで、そのパ
ルス幅にほぼ等しい交流パルスがインバータより出力さ
れ、そのパルス幅の時間（接続時間）電流が流れ続ける
ことにより、溶接電流は急激（高速）に立ち上がる。そ
して、電流が電流基準値に達して、溶接通電の立ち上が
りがほぼ終了した後は、高周波で小さなパルス幅を有す
る第２の制御パルスがインバータに供給されることで、
溶接電流は小さなリップルで設定値付近に維持される。
また、低周波パルスのパルス幅が溶接トランスの磁気
容量に応じた所定の上限値以内に設定されることによ
り、溶接トランスに過大な電流は流れないので、磁気飽
和が防止される。
容量に応じた所定の上限値以内に設定されることによ
り、溶接トランスに過大な電流は流れないので、磁気飽
和が防止される。
［実施例］ 以下、第１図および第２図を参照して本発明の一実施
例を説明する。
例を説明する。
第１図は、この実施例による制御装置を適用したイン
バータ式抵抗溶接機の主要な回路の構成を示す。この図
において、ブリッジ接続された４つのジャイアント・ト
ランジスタ（GTR）10〜16がインバータ回路を構成す
る。このインバータ回路の出力側に接続された溶接トラ
ンジスタ18、ダイオード20a,20b、溶接電極22,24および
被溶接材26,28の回路は従来通りである（第３図と同じ
である）。また、整流器29は、３相交流の入力電圧を所
定電圧の直流に変換してインバータ回路側へ出力する。
バータ式抵抗溶接機の主要な回路の構成を示す。この図
において、ブリッジ接続された４つのジャイアント・ト
ランジスタ（GTR）10〜16がインバータ回路を構成す
る。このインバータ回路の出力側に接続された溶接トラ
ンジスタ18、ダイオード20a,20b、溶接電極22,24および
被溶接材26,28の回路は従来通りである（第３図と同じ
である）。また、整流器29は、３相交流の入力電圧を所
定電圧の直流に変換してインバータ回路側へ出力する。
この実施例による制御装置はCPU30およびタイミング
制御回路40を備える。CPU30は溶接開始を指示するため
のスタート信号STをタイミング制御回路40に与えるとと
もに、溶接電極Iwの設定値に対応するインバータ出力電
流（一次電流）Ilのディジタル値［Il］およびその半値
［Il/2］をそれぞれ基準値としてD/A変換器32,34に与え
る。これらの基準値［Il］，［Il/2］は、D/A変換器32,
34によりアナログ値Il,Il/2に変換されてからコンパレ
ータ36,38の一方の入力端子に与えられる。
制御回路40を備える。CPU30は溶接開始を指示するため
のスタート信号STをタイミング制御回路40に与えるとと
もに、溶接電極Iwの設定値に対応するインバータ出力電
流（一次電流）Ilのディジタル値［Il］およびその半値
［Il/2］をそれぞれ基準値としてD/A変換器32,34に与え
る。これらの基準値［Il］，［Il/2］は、D/A変換器32,
34によりアナログ値Il,Il/2に変換されてからコンパレ
ータ36,38の一方の入力端子に与えられる。
これらコンパレータ36,38の他方の入力端子には、イ
ンバータ回路の入力側に設けられた電流センサ（例えば
トロイダルコイル）48により波形復元（積分）回路50を
通してインバータ回路の入力電流Ieを表す電流検出信号
Viが与えられる。ここで、インバータ入力電流Ieは交流
のインバータ出力電流パルスIlを全波整流したものに相
当する直流の電流で、Ilと略々同一の絶対値を有する。
コンパレータ36,38は、それぞれ電流検出信号Viを基準
値Il,Il/2と比較し、前者が後者に達した時に“H"レベ
ルの出力信号を発生する。
ンバータ回路の入力側に設けられた電流センサ（例えば
トロイダルコイル）48により波形復元（積分）回路50を
通してインバータ回路の入力電流Ieを表す電流検出信号
Viが与えられる。ここで、インバータ入力電流Ieは交流
のインバータ出力電流パルスIlを全波整流したものに相
当する直流の電流で、Ilと略々同一の絶対値を有する。
コンパレータ36,38は、それぞれ電流検出信号Viを基準
値Il,Il/2と比較し、前者が後者に達した時に“H"レベ
ルの出力信号を発生する。
タイミング制御回路40は、CPU30からのスタート信号S
Tを受けると出力端子Y1lより“H"レベルの制御パルスyl
を発生し、しかる後にコンパレータ38からの出力信号
“H"に立上がると出力端子Y3より“H"レベルの制御パル
スy3を発生し、次にコンパレータ36からの出力信号が
“H"に立上がると出力端子Y2,Y4より“H"レベルの制御
パルスy2,y4を一定の高周波数（例えば10kHz〜20kHz）
で交互に出力する。これら出力端子Y2,Y4からの制御パ
ルスy2,y4は、クロック回路42より与えられる一定周波
数の２相クロックC1,C2に対応している。
Tを受けると出力端子Y1lより“H"レベルの制御パルスyl
を発生し、しかる後にコンパレータ38からの出力信号
“H"に立上がると出力端子Y3より“H"レベルの制御パル
スy3を発生し、次にコンパレータ36からの出力信号が
“H"に立上がると出力端子Y2,Y4より“H"レベルの制御
パルスy2,y4を一定の高周波数（例えば10kHz〜20kHz）
で交互に出力する。これら出力端子Y2,Y4からの制御パ
ルスy2,y4は、クロック回路42より与えられる一定周波
数の２相クロックC1,C2に対応している。
タイミング制御回路40からの制御パルスy1,y2の各々
はオアゲート44、駆動回路52,56を介してGTR10,16を同
時にオンにし、この時は溶接トランス18の一次側に正方
向の電流（一次電流）Ilが流れる。また、タイミング制
御回路40からの制御パルスy3,y4の各々はオアゲート4
6、駆動回路58,54を介してGTR12,14を同時にオンにし、
この時溶接トランス18の一次電流Ilは負方向に流れる。
はオアゲート44、駆動回路52,56を介してGTR10,16を同
時にオンにし、この時は溶接トランス18の一次側に正方
向の電流（一次電流）Ilが流れる。また、タイミング制
御回路40からの制御パルスy3,y4の各々はオアゲート4
6、駆動回路58,54を介してGTR12,14を同時にオンにし、
この時溶接トランス18の一次電流Ilは負方向に流れる。
第２図は、この実施例による抵抗溶接システムの各部
の信号波形を示す。以下、この信号波形図につき実施例
の作用を説明する。
の信号波形を示す。以下、この信号波形図につき実施例
の作用を説明する。
タイミング制御回路40は、CPU30からのスタート信号S
Tに応動して“H"レベルの制御パルスy1を出力する（第
２図（ニ））。この制御パルスy1に応動してGTR10,16が
オンになり一次電流（インバータ出力電流）Ilが正方向
に流れる（第２図（ロ））。そして、この一次電流Ilが
1/2基準値［Il/2］に達すると、コンパレータ38の出力
信号が“H"に立上がることにより、タイミング制御回路
40は制御パルスylを“L"に立下げると同時に、制御パル
スy3を“H"に立上げる（第２図（ニ），（ホ））。
Tに応動して“H"レベルの制御パルスy1を出力する（第
２図（ニ））。この制御パルスy1に応動してGTR10,16が
オンになり一次電流（インバータ出力電流）Ilが正方向
に流れる（第２図（ロ））。そして、この一次電流Ilが
1/2基準値［Il/2］に達すると、コンパレータ38の出力
信号が“H"に立上がることにより、タイミング制御回路
40は制御パルスylを“L"に立下げると同時に、制御パル
スy3を“H"に立上げる（第２図（ニ），（ホ））。
これにより、GTR10,16がオフになると同時にGTR12,14
がオンになり、一次電流（インバータ出力電流）Ilは負
方向に流れる（第２図（ロ））。そして、この一次電流
Ilが基準値［Il］に達すると、コンパレータ38の出力信
号が“H"に立上がり、タイミング制御回路40は制御パル
スy3を“L"に立下げ、以後溶接終了時まで一定周波数
（定常周波数）の２相制御パルスy2,y4を出力し続ける
（第２図（ヘ），（ト））。
がオンになり、一次電流（インバータ出力電流）Ilは負
方向に流れる（第２図（ロ））。そして、この一次電流
Ilが基準値［Il］に達すると、コンパレータ38の出力信
号が“H"に立上がり、タイミング制御回路40は制御パル
スy3を“L"に立下げ、以後溶接終了時まで一定周波数
（定常周波数）の２相制御パルスy2,y4を出力し続ける
（第２図（ヘ），（ト））。
この結果、第２図（イ）に示すように、溶接電流Iw
は、溶接開始直後は低周波（10Hz〜1kHz）で大きなパル
ス幅の一次電流パルス（第２図（ニ），（ホ））に応じ
て基準値［Iw］まで急峻に立ち上がり、その後は定常の
高周波数（10kHz〜20kHz）で所定のパルス幅をもつ一次
電流パルス（第２図（ヘ），（ト））に応じてリップル
の小さな設定値［Iw］に維持される。
は、溶接開始直後は低周波（10Hz〜1kHz）で大きなパル
ス幅の一次電流パルス（第２図（ニ），（ホ））に応じ
て基準値［Iw］まで急峻に立ち上がり、その後は定常の
高周波数（10kHz〜20kHz）で所定のパルス幅をもつ一次
電流パルス（第２図（ヘ），（ト））に応じてリップル
の小さな設定値［Iw］に維持される。
なお、溶接開始直後にパルス幅の極めて大きなパルス
電流が溶接トランスに流れると、トランスが磁気飽和し
て破壊するおそれがある。そこで、使用中の溶接トラン
ス18の磁気容量に応じて、制御パルスy1,y3のパルス幅
を所定の上限値ＴM1,TM3（第２図（ニ），（ホ））以内
に制限するようにタイミング制御回路40が構成されてい
る。
電流が溶接トランスに流れると、トランスが磁気飽和し
て破壊するおそれがある。そこで、使用中の溶接トラン
ス18の磁気容量に応じて、制御パルスy1,y3のパルス幅
を所定の上限値ＴM1,TM3（第２図（ニ），（ホ））以内
に制限するようにタイミング制御回路40が構成されてい
る。
以上、好適な実施例を説明したが、本発明はこれに限
定されるものではない。例えば、上記実施例では、溶接
開始直後に２つの低周波交流パルスを出力するようイン
バータ回路を制御したが、基準値の数を１つまたは３つ
以上設けて１つまたは３つ以上の低周波交流パルスを出
力するように制御することも可能である。また、上記実
施例ではインバータ電流が基準値に達する度に低周波パ
ルスを切り替え、低周波パルスによって溶接電流を設定
値まで迅速に立ち上がらせるようにした。しかし、その
ような精細な制御でなくとも、予め設定したパルス幅お
よび周波数を有する予め設定した数の低周波パルスを通
電開始直後に出力してから高周波パルスに切り替えるよ
うな制御でも可能である。
定されるものではない。例えば、上記実施例では、溶接
開始直後に２つの低周波交流パルスを出力するようイン
バータ回路を制御したが、基準値の数を１つまたは３つ
以上設けて１つまたは３つ以上の低周波交流パルスを出
力するように制御することも可能である。また、上記実
施例ではインバータ電流が基準値に達する度に低周波パ
ルスを切り替え、低周波パルスによって溶接電流を設定
値まで迅速に立ち上がらせるようにした。しかし、その
ような精細な制御でなくとも、予め設定したパルス幅お
よび周波数を有する予め設定した数の低周波パルスを通
電開始直後に出力してから高周波パルスに切り替えるよ
うな制御でも可能である。
［発明の効果］ 本発明は、上述したような構成を有することにより、
次のような効果を奏する。
次のような効果を奏する。
通電開始直後に低周波で大きなパルス幅を有する第１
の制御パルスをインバータに供給することによって溶接
電流を高速に立ち上げ、立ち上げ後は高周波で小さなパ
ルス幅を有する第２の制御パルスをインバータに供給す
ることによって定常状態における溶接電流のリップルを
効果的に抑制することができる。
の制御パルスをインバータに供給することによって溶接
電流を高速に立ち上げ、立ち上げ後は高周波で小さなパ
ルス幅を有する第２の制御パルスをインバータに供給す
ることによって定常状態における溶接電流のリップルを
効果的に抑制することができる。
また、低周波パルスのパルス幅を溶接トランスの磁気
容量に応じた所定の上限値以内で制御することで、溶接
トランスに過大な電流が流れないようにして磁気飽和を
防止することができる。
容量に応じた所定の上限値以内で制御することで、溶接
トランスに過大な電流が流れないようにして磁気飽和を
防止することができる。
第１図は、本発明の一実施例による制御装置を適用した
インバータ式抵抗溶接機の主要な回路の構成を示す図、 第２図は、実施例の制御装置の作用を説明するための第
１図の各部の電流および信号の波形を示すタイミング
図、 第３図は、一般的なインバータ式抵抗溶接機の主要な回
路の構成を示す図、 第４図は、従来のインバータ式抵抗溶接機において比較
的低いインバータ周波数を選んだ場合の各部の電流の波
形を示す図、および 第５図は、従来のインバータ式抵抗溶接機において比較
的高いインバータ周波数を選んだ場合の各部の電流の波
形を示す図である。 10〜16……GTR、18……溶接トランス、30……CPU、32,3
4……D/A変換器、36,38……コンパレータ、40……タイ
ミング制御回路、48……トロイダルコイル、50……波形
復元回路。
インバータ式抵抗溶接機の主要な回路の構成を示す図、 第２図は、実施例の制御装置の作用を説明するための第
１図の各部の電流および信号の波形を示すタイミング
図、 第３図は、一般的なインバータ式抵抗溶接機の主要な回
路の構成を示す図、 第４図は、従来のインバータ式抵抗溶接機において比較
的低いインバータ周波数を選んだ場合の各部の電流の波
形を示す図、および 第５図は、従来のインバータ式抵抗溶接機において比較
的高いインバータ周波数を選んだ場合の各部の電流の波
形を示す図である。 10〜16……GTR、18……溶接トランス、30……CPU、32,3
4……D/A変換器、36,38……コンパレータ、40……タイ
ミング制御回路、48……トロイダルコイル、50……波形
復元回路。
Claims (2)
- 【請求項１】制御パルスに応動してスイッチング動作を
行うインバータにより直流を交流のパルスに変換し、こ
の交流パルスを溶接トランスに通したのち整流器に通し
て再び直流にし、この直流の溶接電流を溶接電極を介し
て被溶接材に供給するようにしたインバータ式抵抗溶接
機において、 前記インバータ式抵抗溶接機で流れる電流を検出する電
流検出手段と、 通電開始直後に前記溶接電流の立ち上げを早めるための
大きなパルス幅を有する低周波の第１の制御パルスを前
記インバータに供給する第１の制御パルス発生手段と、 通電開始後に前記電流検出手段より得られる電流検出値
と所定の電流基準値とを比較し、前記電流検出値が前記
電流基準値に達した時点で所定の出力信号を発生する比
較手段と、 前記比較手段より前記所定の出力信号が発生された時
から通電終了まで前記溶接電流のリップルを抑制するた
めの小さなパルス幅を有する高周波の第２の制御パルス
を前記インバータに供給する第２の制御パルス発生手段
と、 を具備することを特徴とするインバータ式抵抗溶接制御
装置。 - 【請求項２】前記第１の制御パルスのパルス幅を前記溶
接トランスの容量に応じた所定の上限値以内に制限する
パルス幅制限手段を備えたことを特徴とする請求項１に
記載のインバータ式抵抗溶接制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1192281A JPH0815670B2 (ja) | 1989-07-25 | 1989-07-25 | インバータ式抵抗溶接制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1192281A JPH0815670B2 (ja) | 1989-07-25 | 1989-07-25 | インバータ式抵抗溶接制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0357568A JPH0357568A (ja) | 1991-03-12 |
| JPH0815670B2 true JPH0815670B2 (ja) | 1996-02-21 |
Family
ID=16288669
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1192281A Expired - Lifetime JPH0815670B2 (ja) | 1989-07-25 | 1989-07-25 | インバータ式抵抗溶接制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0815670B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5732161B2 (ja) * | 2014-03-31 | 2015-06-10 | Ａｒｔ−Ｈｉｋａｒｉ株式会社 | 電源装置及び電源制御方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53103951A (en) * | 1977-02-18 | 1978-09-09 | Vni Pk I Chiefunorogiichiesuki | Battery type welding machine that control welding current pulse |
| JPS54148152A (en) * | 1978-05-12 | 1979-11-20 | Mitsubishi Electric Corp | Inverter for flush welding |
| JPS63154274A (ja) * | 1986-12-16 | 1988-06-27 | Miyachi Electric Co | インバ−タ式抵抗溶接機 |
-
1989
- 1989-07-25 JP JP1192281A patent/JPH0815670B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0357568A (ja) | 1991-03-12 |
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