JPS5926408Y2 - サイリスタ制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本案は誘導性負荷の電力を供給する電源装置に係り、特
に抵抗溶接機等への適用に好適な点弧角を制御して電力
を制御するサイリスタ制御装置に関する。

第１図は、従来の抵抗溶接機用電源装置の一例をブロッ
ク図で示したものである。

図に於いて、１は開閉器、２，３は相互に逆並列接続さ
れたサイリスタ、４は溶接変圧器、５は溶接機、１０は
サイリスタ２，３の点弧信号を形成する制御装置で溶接
電流設定回路１１．パルス形成回路１２、パルス増幅器
１３および同期信号発生回路１４より戒る。

第２図は、第１図に於ける各部の波形を示す。

図に於いて、ｅは電源電圧波形、ｉは溶接電流波形、ａ
は溶接電流設定回路１１から与えられる電流設定信号、
ｂは電流電圧ｅに基づいて同期信号発生回路１４で形成
される同期信号、Ｃは信号ａとｂに基づいて形威さる点
弧信号である。

以下第１図、第２図にそって本例の動作を説明する。

溶接動作前に、溶接機５へ電流を流し、溶接電流とサイ
リスタ２，３の制御角αの関係を求める。

この関係に基づいて、溶接電流設定回路１１は、ａに示
す如き溶接電流に応じた信号を出力する。

一方、同期信号発生回路１４は、電源電圧波形の半周期
を一周剤とする。

ｂに示す如き鋸歯状波を発生する。

パルス形成回路１２は、設定信号ａと同期信号すを比較
し、両者の信号値が等しくなった時点でパルスＣを発生
スる。

このパルスＣは、パルス増幅器１３で増幅されて、サイ
リスタ２，３に印加される。

サイリスタ２，３の点弧位相αを変えることにより、溶
接電流が設定値に制御される。

溶接変圧器の偏励磁による電源装置の故障を防止するた
めには、溶接変圧器に印加する正、負の電圧を等しくす
る必要がある。

このため、サイリスタ２，３の点弧位相を等しくするこ
とは勿論のこと、更にサイリスタの破壊や不導通等の故
障を早急に検出して装置を保護する必要がある。

ところで、抵抗溶接では、溶接電流の通電サイクルｃｙ
により溶接部の接触が変わり溶接部の抵抗ｒが第３図に
示す如く増減するという現象が生ずる。

この抵抗の変化により回路の力率が変動するため、同一
制御角でサイリスタを点弧しても、通電電流値と通流期
間が変動する。

例えば、溶接部の接触抵抗が減少して力率が低下すると
、同一の制御角αでサイリスタを点弧しても、第２図の
ｆに示す如く通流期間が長くなり、ｉ′がＯとなる時点
ｔ′１が、点弧パルスＣの印加時点ｔ１より遅れるため
負の半波の電流ｉ″が流れなくなってしまい、溶接不良
が生じると共に溶接変圧器４の偏磁をまねき電源装置の
破壊に至る危険がある。

ｔ′１時点がらの電流ｉ″１を流すためには、点弧パル
スＣの幅をｔ′１以降まで広げたＣ′の如き点弧パルス
を形成する必要がある。

しかしＣ′の如き点弧パルスを形成すると、点弧パルス
の印加していないサイリスクの故障の検出が遅れ、故障
が波及して装置の破壊を生ずるという欠点がある。

力率が変動してもｉ′がＯとなる時点が４１時点より前
になるように制御角の最小値を大きく定めると、電流の
制御範囲が狭くなるという欠点がある。

本案の目的は、従来の欠点をなくし、良好な電流制御が
行なえる溶接機用電源装置を提供するにある。

本案は、点弧指令とサイリスタの印加電圧の論理積で形
威した点弧パルスでサイリスクを点弧することにより、
サイリスタ破壊や不導通等の故障の検出と、適切な位相
でサイリスタを点弧するようにしたものである。

以下図面にそって本案を詳述する。

第４図は本案の一実施例である。

図において、第１図と同じものは同一符号を付す。

更に１５．１６はアンド回路、１７は遅延回路、１８は
波形整形回路、１９は電圧検出回路、２０．２１はフリ
ップフロップ、２２は電流制御回路、３０は変流器であ
る。

第５図は第４図の各部波形を示す。

以下に、第４図、第５図にそって、本実施例の動作を説
明する。

電流制御回路２２から溶接電流の設定値と変流器３０で
検出した電流値に応じて、サイリスタ２゜３の点弧角を
制御する制御信号ａをパルス形成回路１２に与える。

パルス形成回路１２は、この信号ａと同期信号１４から
の同期信号すとがら出力信号Ｃを形威し、これを遅延回
路１７とフリップフロップ２１のセット端子Ｓにセット
信号として与える。

遅延回路１７は、印加した信号Ｃより一定時間遅延した
信号ｄを形成しアンド回路１６に与える。

フリップフロップ２１は、信号ＣがＳ端子に印加される
とＱ出力が“１”レベルの信号ｇを出力し、アンド回路
１５．１６に与える。

アンド回路１５は、この信号ｇとサイリスタ２，３の印
加電圧の有無を検出する電圧検出回路１９の出力信号ｆ
との論理積による信号を出力し、波形整形回路１８を介
して一定幅の点弧パルスｈを形威し、パルス増幅器１３
を介してサイリスタ２，３に与える。

サイリスタの導通により、溶接電流ｉが流れる。

また、点弧パルスｈは、リセット信号としてフリップフ
ロップ２１のＲ端子に与える。

２１は、信号りによりリセットされ、出力信号ｇは、“
０゛レベルとなる。

アンド回路１６は、信号ｄとｇの論理積による信号をセ
ット端子Ｓに与えフリップフロップ２０をセットするが
、通常時は信号ｄが印加される以前に信号ｇが°“０“
レベルとなるので２０は動作しない。

次に、ｔｌ１時点からの通電電流が溶接部の抵抗減少に
よりｉ′の如く変動した場合の動作について以下に従べ
る。

第５図の八に示す信号Ｃの出力時点ｔ１３以降の１１４
時点まで電流ｉ′が連続すると、サイリスタの印加電圧
の有無を検出する電圧検出回路１つはｉ′がＯとなるｔ
ｌＪ時点まで出力信号ｆ′を生じない。

このため、波形整形回路１８の出力として与えられる点
弧パルスはｈ′の如くなり、１１４時点に生じパルス増
幅器１３を介してサイリスタ２，３に与えられ溶接電流
ｉ″を流す。

溶接部の抵抗変化による溶接電流の通流幅の変動より遅
延回路１７の遅延時間Ｔｄを大きく定めることにより、
正常動作時はフリップフロップ２０は動作しない。

サイリスタ２，３の破壊時は、点弧信号の有無にかかわ
らず導通状態を保つため、溶接変圧器や溶接部位の状態
等の回路インピーダンスで定まる電流が流れる。

例えば、この時の電流をｉ′とすれば、ｉ′がＯとなる
ｔｌＪ点以降は引き続きｉ／／が流れ、サイリスタ２，
３には電圧の印加される期間がないので、電圧検出回路
１９の出力信号ｆはレベル“０゛の状態を保つ。

このため、信号ｇとｆの論理積が得られないので、アン
ド回路１５の出力信号は生じない。

したがって、波形整形回路１８の出力信号りは生じない
ので、波形整形回路１８の出力信号りによるフリップフ
ロップ２１のリセットが行なわれないので、遅延回路１
７の出力信号ｄとフリップフロップ２１の出力信号ｇと
の論理積がアンド回路１６より出力され、フリップフロ
ップ２０がセットされる。

フリップフロップ２０がら、開閉器１の開路動作を行う
信号ｋが出力し、開閉器１を開き装置を保護する。

第６図は、本案の他の実施例を示す。

図において、第４図と同じものは同一符号を付す。

本実施例は、更に、アンド回路２３．２５、遅延回路２
４、オ子回路２６及び通電指令回路２７を付加したもの
であり、本実施例が第４図に示した実施例と相違すると
ころは、サイリスタの不導通検出機能を備えた点であり
回路は以下に述べる如く動作する。

サイリスタ２，３の通電時は波形整形回路１８の出力信
号りと通電指令回路２７から与える°“１゛レベルの通
電指令信号との論理積をアンド回路２３で形成し、パル
ス増幅器１３を介してサイリスタ２．３に印加する。

また、２３の出力信号は遅延回路２４を介して一定時間
遅延しアンド回路２５に与え、電圧検出回路１９の出力
信号ｆとの論理積の出力をオア回路２６を介してフリッ
プフロップ２０のセット端子に与えるようにしている。

通常はサイノスタ２，３に点弧パルスを印加すると、サ
イリスタ２，３が導通し、電流が流れる。

この時、電圧検出回路１９の出力信号ｆは、サイリスタ
２，３の導通を示すレベル“Ｏ”の信号となる。

しかるに、サイリスタ２，３の不導通時には、電圧検出
回路１９の出力信号ｆは、常に不導通を示すレベル“１
”の信号を保つことになる。

このため、波形整形回路１８の出力信号りと通電指令回
路２７の出力信号との論理積として得られたアンド回路
２３の出力信号が遅延回路２４を介してアンド回路２５
に印加される時点（２４の遅延時間は１７の遅延時間よ
りも長く設定される）で、信号ｆとの論理積がアンド回
路２５で得られ、オア回路２６を介してフリップフロッ
プ２０がセットされる。

フリップフロップ２０の出力信号ｋにより開閉器１を開
放し装置を保護する。

なお、通電指令のない時は２３から信号出力がないため
、サイリスタの不導通検出機能は動作しない。

以上に述べたように、本案によればサイリスタの破壊や
不導通の故障検出と保護機能を備え、しかも適切な溶接
電流に制御出来る溶接機用の電源装置を得ることが出来
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の抵抗溶接用電源装置のブロック図、第２
図は第１図における各部の波形図、第３図は溶接部の抵
抗変化を示す図、第４図は本案の一実施例を示すブロッ
ク図、第５図は第４図における各部の波形図、第６図は
本案の他の実施例を示すブロック図である。 １５、１６・・・・・・アンド回路、１７・・・・・・
遅延回路、１８・・・・・・波形整形回路、１９・・・
・・・電圧検出回路、２０．２１・・・・・・フリップ
フロップ、２２・・・・・・電流制御回路、３０・・・
・・・変流器。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 逆並列接続された制御整流素子を介して交流電源から負
   荷に電力を供給する電源装置において、通電電流に基づ
   いて形成された上記制御整流素子を点弧する制御信号の
   発生後一定時間内に上記制御整流素子の電圧印加信号が
   得られた時には、上記の制御整流素子を点弧制御するよ
   うにし、一定時間内に上記制御整流素子の電圧印加信号
   が得られない時には電源を開放するようにしたことを特
   徴とするサイリスタ制御装置。