JPS6361114B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、放電型溶接機のコンデンサ充電回路
に関する。

従来、放電型溶接機のコンデンサへの充電に当
つては、抵抗によつて充電電流を制御していた
が、抵抗に無駄な電力消費を生じ、抵抗の発熱に
よつて溶接機内部の温度が上昇して回路の動作を
不良にしたり素子に故障を生じさせたりしてお
り、また高い電圧に充電する場合その充電時間が
長く作業時間を長くしてしまい、更に充電開始時
に過大電流が流れ電源トランス等の回路素子を焼
損させる等の欠点があつた。

従つて、本発明の目的は、コンデンサへの充電
路には電流制御用の抵抗を排除し、しかも常に一
定の電流値でコンデンサへ充電する回路を提供す
ることにある。

かかる目的を達成するために、本発明は、一方
の極性でのみ変化する脈流をサイリスタを介して
コンデンサに充電し、このコンデンサに蓄えた電
気エネルギーにより放電溶接を行なう溶接機のコ
ンデンサ充電回路であつて、その特徴は、前記脈
流を発生する整流器と、充電用コンデンサと、整
流器と充電用コンデンサとの間に設けたサイリス
タと、前記整流器からの脈流を受けて該脈流の１
山毎に１つのパルスを発生し、このパルスを前記
サイリスタのゲートに与えて脈流の１山毎にサイ
リスタを導通させるパルス発生回路と、前記充電
用コンデンサの充電電圧を直接測定し、この充電
電圧レベルによつて変化する信号を前記パルス発
生回路に与えて脈流の各山におけるパルス発生時
期を制御する充電電圧検出回路とから成ることに
あり、このような構成により、コンデンサの充電
路にはサイリスタがあるだけで抵抗は一切不要に
なり、抵抗に伴なう幣害を排除することができ
る。

本発明の実施態様においては、充電用コンデン
サの充電電圧が低い時点では前記パルスの発生時
期が脈流の各山の終り近くであり、充電電圧が上
昇するにつれて各山の頂部近くに移動するように
構成されており、これによつて充電開始時の過渡
的過大電流を防止し、またコンデンサ短絡時の過
大電流も防止される。また、充電電圧検出回路と
パルス発生回路とはフオトカプラで結合され、こ
れにより両回路を電気的に分離することができ
る。

以下本発明の実施例について図面を用いて説明
する。

図面は本発明による放電型溶接機の回路を示し
ており、電源トランスＴ１には、交流100ボルト
の商用電力が供給される。トランスＴ１の２次側
には全波整流回路REIが設けられ、一方の極性で
のみ変化する脈流を得ており、この脈流電圧は位
相制御用サイリスタＱ４及びサイリスタＱ５を介
して充電コンデンサＣ２に充電される。サイリス
タＱ５はコンデンサＣ２が完全に充電された後に
それ以上の充電を阻止するものであるが、このサ
イリスタＱ５は必要に応じて設けられるもので、
必ずしも必要としない。コンデンサＣ２は、その
一方の端がサイリスタＱ６を介して溶接ボルトす
なわちスタツドＳに、他方の端が例えば板金等の
母材Ｍにそれぞれ接続され、サイリスタＱ６は、
溶接機（図示せず）のトリガーTGを引くことに
よつて導通してスタツドＳが母材Ｍに溶接され
る。

本発明においては、位相制御用サイリスタＱ４
の導通時を制御する制御パルス発生回路１と、充
電コンデンサＣ２の充電電圧を測定してこの電圧
値に応じて制御パルス発生回路１のパルス発生時
期を制御する充電電圧検出回路２とが設けられて
いる。回路２から回路１へ信号を伝達するのはフ
オトカプラＱ２であり、その発光素子LDは回路
２へ、受光素子PDは回路１へそれぞれ設けられ
ている。

制御パルス発生回路１には整流回路REIからの
脈流電圧が供給され、この電圧は抵抗Ｒ１とＲ２
により分圧され、更に抵抗Ｒ３とＲ４とによつて
分圧される。抵抗Ｒ３とＲ４とによつて分圧され
た電圧はダイオードＤ１を介してＮゲートサイリ
スタＱ１のゲートに印加され、その接続点から抵
抗Ｒ５が回路の共通線LCに接続されサイリスタ
Ｑ１を保護している。抵抗Ｒ１とＲ２とによつて
分圧された電圧はフオトカプラＱ２の受光素子
PDと可変抵抗Ｒ６との並列抵抗体を通つてＮゲ
ートサイリスタＱ１のアノードへ加えられると同
時にコンデンサＣ１へも充電される。フオトカプ
ラＱ２の受光素子の内部抵抗は、発光素子LDが
発光しないときは非常に高く、電流は抵抗Ｒ６を
通つてコンデンサＣ１へ充電される。発光素子
LDが発光すると受光素子の内部抵抗が下がり、
電流は抵抗Ｒ６だけでなく受光素子をも通つてコ
ンデンサＣ１に速やかに充電される。

コンデンサＣ１へ加わる電圧は脈流波であり、
トランスＴ１への交流電圧の半サイクル（180゜）
すなわち１山分でその充電電圧の様子を考案する
と、0゜から充電を開始し、充電電圧がＮゲートサ
イリスタＱ１のゲート電圧より高くなつた時点で
サイリスタＱ１が導通してコンデンサＣ１の電荷
を瞬時に放電する。しかしながら、サイリスタＱ
１のゲート電圧も脈流であるため位相90゜の時点
までは上昇を続けていることと、並列抵抗体PD、
Ｒ６の抵抗値及びコンデンサＣ１の容量値が適正
に選択されているために、位相90゜未満の時点で
はゲート電圧を越えることがない。また並列抵抗
体が最も高い抵抗値であるとき、すなわちフオト
カプラＱ２の受光素子LDが受光しないときには、
位相180゜に近い時点でゲート電圧を越えるように
可変抵抗Ｒ６の値が調節されている。Ｎゲートサ
イリスタＱ１はコンデンサＣ１が放電する瞬間だ
け導通してパルスを発生する。このパルスは脈流
１山毎に発生するので電源同期したものであり、
このパルスがパルストランスＴ２に与えられる。

パルストランスＴ２の２次側巻線は、その一方
が位相制御用サイリスタＱ４のゲートに、他方が
サイリスタＱ４のカソードにそれぞれ接続されて
おり、トランスＴ２からパルスが与えられるとサ
イリスタＱ４が導通する。ここでサイリスタＱ４
に加えられている電圧が全波整流した脈流である
ことを考慮すると、その半サイクル（180゜）すな
わち１山毎にアノード電圧が０ボルトになるの
で、サイリスタＱ４の導通は半サイクル（１山）
で遮断される。しかし、前記したように、制御パ
ルス発生回路１は半サイクルに１個ずつパルスを
発生するので、サイリスタＱ４は導通、非導通を
半サイクル毎に繰返す。

位相制御用サイリスタＱ４の導通によつて充電
コンデンサＣ２が充電される。この充電電圧は検
出回路２によつて観測されている。コンデンサＣ
２の電圧は抵抗Ｒ９、可変抵抗Ｒ８及びポテンシ
ヨメータＲ７から成る抵抗回路に加えられる。ポ
テンシヨメータＲ７の両端にはフオトカプラＱ２
の発光素子LDとトランジスタＱ３が直列に接続
されており、トランジスタＱ３のベースはポテン
シヨメータＲ７のセンタータツプに接続されてい
る。従つて、トランジスタＱ３はポテンシヨメー
タＲ７のセンタータツプに現われる電圧によつて
変化する可変抵抗として作用する。トランジスタ
Ｑ３のコレクタ・エミツタ抵抗が低くなれば発光
素子LDは発光して受光素子PDの内部抵抗を低く
し、トランジスタ・エミツタ抵抗が高くなると素
子LDは発光せずあるいは光量が低くなり受光素
子PDの内部抵抗を高くする。可変抵抗Ｒ８及び
ポテンシヨメータＲ７のセンタタツプ位置は、フ
オトカプラＱ２の発光素子LDの発光の程度及び
トランジスタの内部抵抗の変化の程度を適正にす
るように調整される。

充電の開始時において、充電コンデンサＣ２の
電圧は０ボルトであるから、フオトカプラＱ２の
発光素子LDには電流が流れず発光しない。従つ
て、制御パルス発生回路１に設けられたフオトカ
プラＱ２の受光素子PDの抵抗値は非常に高く、
コンデンサＣ１の充電は可変抵抗Ｒ６を介してゆ
つくりと行なわれる。この場合、前記したように
この充電電圧がＮゲートサイリスタＱ１のゲート
電圧を越えるのは、脈流１山（半サイクル）の終
り近く（180゜付近）であるよう抵抗Ｒ６が調整さ
れているので制御パルスは180゜近くで発生して位
相制御用サイリスタＱ４を導通させる。このサイ
リスタＱ４には脈流が加えられているので１山の
終り（180゜）で非導通となり、この状態が各半サ
イクル（１山）毎に繰返される。従つて、充電コ
ンデンサC2には小電流しか流れないことになる。
これは、非常な利点である。すなわち、コンデン
サＣ２に電荷が無い時には、非常に大きな電流を
要求し、このために電源が大容量にならざるを得
ないのであるが、上記したように本発明では充電
開始時には小電流しか流れないので電源の小型化
が図れる。充電開始時の過渡的大電流による他の
回路への回り込みによる悪影響もない。本発明に
おいては、充電コンデンサＣ２が短絡するという
重大事故があつても、上記したようにサイリスタ
Ｑ４が作動して、過大電流が流れることがなくこ
の点においても利点がある。

充電が継続して、コンデンサＣ２の充電電圧が
上昇すると、検出回路２のトランジスタＱ３のコ
レクタ・エミツタ抵抗が下がり、フオトカプラＱ
２の発光素子LDに電流が流れるため、パルス発
生回路１のフオトカプラＱ２の受光素子PDの抵
抗値が低くなりコンデンサＣ１への充電時間が速
くなる。これにより、ＮゲートサイリスタＱ１の
導通時期が、脈流１山（半サイクル）各々におい
て、180゜側（山の終り）から90゜側（山の頂部）
へ移動する。すなわち、サイリスタＱ４からコン
デンサＣ２に加わる電位差が常に一定になるよう
にコンデンサＣ２の充電電圧に従つて各半サイク
ルにおいてパルストランスＴ２からのパルスの発
生時期が徐々に速くなり、位相制御用サイリスタ
Ｑ４は各半サイクル毎にその通電電位が高くな
り、コンデンサＣ２への充電電流は常に一定にな
る。

本発明によれば、電流制御抵抗がなく、溶接機
の内部電力消費がなくなるとともに、溶接機の発
熱もないので温度上昇がなくなる。また抵抗がな
いので電圧降下もなく充電電圧が高くなるにつれ
て電流を多くすることができるので充電時間が短
縮され、更に、充電開始時には電流量を少なくで
きるので電源回路に負担がかからない。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明による充電回路を示す回路図で
ある。 Ｃ１……パルス発生用コンデンサ、Ｃ２……充
電コンデンサ、Ｑ１……Ｎゲートサイリスタ、Ｑ
２……フオトカプラ、Ｑ３……トランジスタ、Ｑ
４……位相制御用サイリスタ、Ｑ６……放電用サ
イリスタ、PD……発光素子、LD……受光素子、
REI……整流器、Ｔ１……電源トランス、Ｔ２…
…パルストランス、１……制御パルス発生回路、
２……充電電圧検出回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一方の極性でのみ変化する脈流をサイリスタ
   を介してコンデンサに充電し、コンデンサに蓄え
   た電気エネルギーにより放電溶接を行なう溶接機
   のコンデンサ充電回路において、前記脈流を発生
   する整流器と、充電用コンデンサと、整流器と充
   電用コンデンサとの間に設けたサイリスタと、前
   記整流器からの脈流を受けて該脈流の１山毎に１
   つのパルスを発生し、このパルスを前記サイリス
   タのゲートに与えて脈流の１山毎にサイリスタを
   導通させるパルス発生回路と、前記充電用コンデ
   ンサの充電電圧を直接測定し、この充電電圧レベ
   ルによつて変化する信号を前記パルス発生回路に
   与えて脈流の各山におけるパルス発生時期を制御
   する充電電圧検出回路とから成ることを特徴とす
   る回路。 ２ 充電用コンデンサの充電電圧が低い時には、
   前記パルスの発生時期が脈流の各山の終り近くで
   あり、充電電圧が上昇するにつれて各山の頂部近
   くに移動するように構成された前記第１項記載の
   回路。 ３ 充電電圧検出回路には充電電圧が増加するに
   つれて光量を増す発光素子が設けられ、パルス発
   生回路には該発光素子の光を受光する受光素子が
   設けられ、両素子がフオトカプラである前記第２
   項記載の回路。