JP5868712B2 - 溶接用電源装置 - Google Patents

Description

本発明は、電極先端から生じるアークにて溶接を行うための溶接用電源の生成に際し、電極先端電圧の算出に基づいてフィードバック制御を実施する溶接用電源装置に関するものである。

アーク溶接用電源装置は、例えば特許文献１にて示されるように、商用電源からの交流入力電力を整流した直流電力をインバータ回路にて高周波交流電力に変換し、溶接トランスにて電圧調整された高周波交流電力を整流回路と直流リアクトルとでアーク溶接に適した直流出力電力に変換するように構成されている。電源装置にて生成された出力電力はトーチにて支持される電極に供給され、これにより電極先端と溶接対象との間にアークが生じて、溶接対象の溶接が行われるようになっている。

また、このような溶接用電源装置の制御装置は、出力電流及び出力電圧の検出を行っており、制御装置は、その時々で検出された出力電流及び出力電圧をインバータ回路のＰＷＭ制御にフィードバックし、その時々の出力電力を適正値とする制御を実施することで、溶接性能の向上が図られている。

特公平７−１１５１８３号公報

ところで、好適なアークを生じさせ更なる溶接性能の向上を図るためには、電源装置内で検出する出力電圧をインバータ回路の制御値に反映させるよりも、アークの生じる電極の先端電圧を制御値に反映させるのが望ましい。

これは、トーチ（電極）と電源装置との間の電路上の主にパワーケーブルにおいて、そのケーブル長に係る抵抗値や敷設状態（直線敷設や周回敷設、その周回数）に係るインダクタンス値による電圧変動分があるためである。従って、電源装置内で検出する出力電圧に基づいてインバータ回路を制御したのでは、実先端電圧が溶接性能の向上を目指したときの望ましい電圧から異なってくるため、電源装置内で検出した出力電圧に対して先の電圧変動分を補正した電極先端電圧を算出して制御に用いれば、溶接性能の更なる向上が可能である。

このような先端電圧の算出に際して、トーチ（電極）や電源装置を使用時の設置状態とした時の主にパワーケーブルに係る抵抗値やインダクタンス値を電源装置内に保持する必要がある。そして、その後に設置状態を変更したり、パワーケーブルを変更したりすると、現状の抵抗値やインダクタンス値が電源装置内に保持されているものと異なってくる。また、長尺構造物の溶接中にケーブルが移動するような状況等では、その時々の抵抗値やインダクタンス値が電源装置内に保持されているものと異なってしまう。

つまり、保持している回路パラメータが適正範囲内であるか、範囲外となっているのかが作業者には不明で、容易で適切に判定する手法の確立が望まれていた。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、電極先端電圧に基づいて溶接制御が行われるものにおいて、その先端電圧の算出に用いる回路パラメータが適正範囲か否かを容易で適切に判定することができる溶接用電源装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、直流電力を高周波交流電力に変換するインバータ回路と、変換した交流電力の電圧調整を行うトランスと、該トランスの二次側交流電力からアーク溶接のための直流出力電力を生成する直流変換回路とを備え、電源装置の出力端子からパワーケーブルを介して溶接機の電極に出力電力を供給して電極先端からアークを生じさせるものであり、前記出力端子から出力する出力電流及び出力電圧を検出する検出手段と、前記出力端子と前記電極との間の抵抗値及びインダクタンス値を保持する保持手段と、前記検出した出力電流及び出力電圧を用いて前記出力端子から外部の抵抗値及びインダクタンス値の電圧変化分を算出し、算出した電圧変化分と前記検出した出力電圧とから前記電極の先端電圧を算出する先端電圧算出手段と、前記算出した先端電圧に基づいて前記インバータ回路を制御する制御手段とを備えた溶接用電源装置であって、前記検出手段を第１検出手段とするに対し、前記電源装置の二次側内部電圧を検出する第２検出手段と、前記二次側内部電圧の測定点から前記出力端子までの内部の抵抗値及びインダクタンス値を前記保持手段にて保持しておき、前記二次側内部電圧、前記外部の抵抗値及びインダクタンス値、及び前記内部の抵抗値及びインダクタンス値から逆算用の先端電圧を算出し、該算出した先端電圧から出力電圧を逆算する出力電圧算出手段と、前記逆算した出力電圧と前記検出した出力電圧とを比較し、前記保持している外部の抵抗値及びインダクタンス値が許容範囲か否かの判定を行う判定手段とを備えたことをその要旨とする。

この発明では、それぞれ取得した二次側内部電圧、外部の抵抗値及びインダクタンス値、及び内部の抵抗値及びインダクタンス値から逆算用の先端電圧が算出され、該算出した先端電圧から出力電圧の逆算が行われる。そして、逆算した出力電圧と検出した出力電圧とが比較され、保持手段にて保持している外部の抵抗値及びインダクタンス値が許容範囲か否かの判定が行われる。つまり、各パラメータの取得が容易であるとともに判定に係る比較（演算）が簡単なため、保持している抵抗値及びインダクタンスの適正値判定を容易且つ適切に行うことが可能である。そして、保持している外部の抵抗値及びインダクタンス値が許容範囲外と判定された場合、例えば報知による設置状況の見直しやパラメータ修正等を実施させるようにすれば、良好な溶接性能を安定して発揮させることに寄与できる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の溶接用電源装置において、前記判定手段にて前記保持している外部の抵抗値及びインダクタンス値が許容範囲外と判定された場合、作業者に対してその旨の報知を行うための報知手段を備えたことをその要旨とする。

この発明では、保持している外部の抵抗値及びインダクタンス値が許容範囲外と判定されると、作業者に対してその旨の報知が行われるため、作業者にその旨を認識させることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の溶接用電源装置において、前記判定手段にて前記保持している外部の抵抗値及びインダクタンス値が許容範囲外と判定された場合、前記逆算した出力電圧と前記検出した出力電圧との比較に基づいて前記保持している外部の抵抗値及びインダクタンス値の修正値の算出及びその更新を行う自動修正手段を備えたことをその要旨とする。

この発明では、保持している外部の抵抗値及びインダクタンス値が許容範囲外と判定されると、外部の抵抗値及びインダクタンス値の修正値の算出及びその更新が行われる。これにより、抵抗値及びインダクタンス値が適正値に更新されることから溶接性能の向上に寄与でき、またその抵抗値及びインダクタンス値の修正にかかる作業者の負担が軽減される。

請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の溶接用電源装置において、前記保持している外部の抵抗値及びインダクタンス値の修正を作業者の操作に基づいて行う手動修正手段を備えたことをその要旨とする。

この発明では、保持している外部の抵抗値及びインダクタンス値の作業者による手動修正が可能なため、外部の抵抗値及びインダクタンス値が許容範囲外と判定された場合等に両値の調整を行うことができる。また、溶接性能に対して作業者の好みを反映させることもできる。

請求項５に記載の発明は、請求項３又は４に記載の溶接用電源装置において、前記判定手段にて前記保持している外部の抵抗値及びインダクタンス値が許容範囲外と判定された場合に、修正モード、修正不要モードのいずれかに切替可能なモード切替手段を備えたことをその要旨とする。

この発明では、保持している外部の抵抗値及びインダクタンス値の修正を行う修正モードと、修正不要モードとのいずれかに切替可能なため、作業者の好みに応じて修正するか否かの切り替えが可能となる。

請求項６に記載の発明は、請求項２に記載の溶接用電源装置において、前記判定手段にて前記保持している外部の抵抗値及びインダクタンス値が許容範囲外と判定された場合、前記逆算した出力電圧と前記検出した出力電圧との比較に基づいて前記保持している外部の抵抗値及びインダクタンス値の修正値の算出及び更新を行う自動修正手段と、前記保持している外部の抵抗値及びインダクタンス値の修正を作業者の操作に基づいて行う手動修正手段とを備えるものであり、前記判定手段にて前記保持している外部の抵抗値及びインダクタンス値が許容範囲外と判定された場合に、自動修正モード、手動修正モード、修正不要モードのいずれかに切替可能なモード切替手段を備えたことをその要旨とする。

この発明では、保持している外部の抵抗値及びインダクタンス値の修正を自動で行う自動修正モードと、修正を手動で行う手動修正モードと、修正不要モードとのいずれかに切替可能なため、作業者の好みに応じて自動・手動の修正か又は修正しないかの切り替えが可能となる。

請求項７に記載の発明は、請求項２、及び請求項２に従属の請求項３〜６のいずれか１項に記載の溶接用電源装置において、前記報知手段の報知有無を切り替える報知有無切替手段を備えたことをその要旨とする。

この発明では、報知手段の報知有無が切り替え可能なため、作業者の好みに応じてその切り替えが可能となる。

本発明によれば、電極先端電圧に基づいて溶接制御が行われるものにおいて、その先端電圧の算出に用いる回路パラメータが適正範囲か否かを容易で適切に判定することができる溶接用電源装置を提供することができる。

アーク溶接機の電源装置の概略構成図である。 電圧先端電圧に係る回路パラメータの算出手法の説明図である。 溶接中の電流変化を示す波形図である。 回路パラメータの修正手法の説明図である。 回路パラメータの修正手法の説明図である。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、消耗電極式のアーク溶接機１０は、アーク溶接のための直流出力電力を生成する溶接用電源装置１１を備える。溶接用電源装置１１は、プラス側出力端子１１ａにトーチＴＨにて支持されるワイヤ電極１２が接続され、該電源装置１１のマイナス側出力端子１１ｂに溶接対象Ｍが接続され、該電源装置１１にて生成された直流出力電力のワイヤ電極１２への給電によりアーク溶接が行われる。このとき、ワイヤ電極１２は溶接時に消耗するため、ワイヤ供給装置１３にて消耗に応じて送給がなされる。ワイヤ電極１２及び溶接対象Ｍには、電源装置１１の出力端子１１ａ，１１ｂに接続されるパワーケーブル１４を介して出力電力が供給されるようになっている。

溶接用電源装置１１は、商用電源から供給される三相の交流入力電力をアーク溶接に適した直流出力電力に変換するものである。交流入力電力は、ダイオードブリッジ及び平滑コンデンサよりなる整流平滑回路２１にて直流電力に変換され、変換された直流電力はインバータ回路２２で高周波交流電力に変換される。インバータ回路２２は、ＩＧＢＴ等のスイッチング素子ＴＲを４個用いたブリッジ回路にて構成され、制御装置３１によるＰＷＭ制御が実施される。

インバータ回路２２にて生成された高周波交流電力は、溶接トランス２３にて所定電圧値に調整された二次側交流電力に変換される。溶接トランス２３の二次側交流電力は、ダイオードを用いた整流回路２４と直流リアクトル２５とで、アーク溶接に適した直流出力電力に変換される。

制御装置３１は、インバータ回路２２のスイッチング素子ＴＲに対しＰＷＭ制御を実施し、直流出力電力をその時々で適正値とする制御を行う。
本実施形態の電源装置１１内には、先ず、出力端子１１ａ，１１ｂから出力される出力電流Ｉ及び出力電圧Ｖ１を検出するための電流センサ２６と電圧センサ２７とが備えられている。制御装置３１の処理部３２は、電流センサ２６の出力信号に基づいて電源装置１１の出力電流Ｉを検出し、電圧センサ２７の出力信号に基づいて出力端子１１ａ，１１ｂ間の電圧（出力電圧Ｖ１）を検出している。また、トランス２３の二次側内部電圧Ｖ０を検出するための電圧センサ２８が備えられており、制御装置３１の処理部３２は、電圧センサ２８の出力信号に基づいてトランス２３の二次側内部電圧Ｖ０の検出も行っている。因みに、トランス２３の二次側内部電圧Ｖ０としては、トランス２３の二次側コイル電圧を直流値に変換した電圧、若しくはトランス２３の二次側コイル電圧を整流回路２４にて直流化された電圧が用いられる。そして、本実施形態の制御装置３１（処理部３２）は、その時々に検出する電流Ｉ及び電圧Ｖ１，Ｖ０を用いてＰＷＭ制御のデューティの算出を行い、インバータ回路２２に出力するＰＷＭ制御信号を生成する。

ここで、ＰＷＭ制御には、正にアークが生じるワイヤ電極１２の先端電圧Ｖａを用いるのが好ましいが、先端電圧Ｖａの直接的な検出は困難である。そこで、制御装置３１は、その時々に検出した出力電圧Ｖ１に対して出力端子１１ａ，１１ｂから電極１２までの間の電圧変化分の補正を行って先端電圧Ｖａを得るようにし、算出した先端電圧Ｖａを用いたＰＷＭ制御を実施している。

電源装置１１の出力端子１１ａ，１１ｂから電極１２までの間の電圧変化分は、電源装置１１の出力端子１１ａ，１１ｂからパワーケーブル１４を介しての電極１２先端までの抵抗値Ｒａとインダクタンス値Ｌａによる電圧変化分である。電源装置１１の外部電圧変化分は、初期設置時や設置変更時、使用中でのパワーケーブル１４の移動等によるパワーケーブル１４のケーブル長や敷設状態（直線敷設や周回敷設、その周回数）等の条件相違にて、抵抗値Ｒａ、特にインダクタンス値Ｌａの変化の影響を大きく受ける。

そのため、本実施形態の電源装置１１は、実ワークへの溶接を行うための溶接モードに加え、外部の抵抗値Ｒａ及びインダクタンス値Ｌａの測定を行う測定モードを備えている。溶接モードと測定モードとの切り替えは、電源装置１１に備えられる例えば操作スイッチ（図示略）の操作に基づいて行われる。測定した抵抗値Ｒａ及びインダクタンス値Ｌａは、制御装置３１（処理部３２）内のメモリ３２ａに保持される。尚、抵抗値Ｒａは、測定により取得するのみならず、使用するパワーケーブル１４の抵抗値を数値入力することでも取得可能であり、パワーケーブル１４の型番、ケーブル情報（ケーブル長や断面積）等の入力からでも取得が可能となっている。この場合、抵抗値Ｒａの測定を省略することもできる。

測定モードについて詳述すると、制御装置３１（処理部３２）は、図２のような測定専用の電流波形を用いて行う。測定の際には負荷側を短絡させる必要があるが、電極１２に給電を行うトーチＴＨのコンタクトチップＴＨａをその電極１２に代わりに短絡させて行われる（図１参照）。

測定を開始すべく先ず、制御装置３１は、インバータ回路２２を動作させて、図２に示すように出力電流Ｉを電流値Ｉｐまで増大させる。次いで、制御装置３１は、出力電流Ｉの電流値Ｉｐを所定期間一定に保持し、その期間での出力電圧Ｖ１の平均電圧値Ｖｅを算出する。そして、制御装置３１は、次式（ａ）から抵抗値Ｒａ（図４参照）を算出する。

Ｒａ＝Ｖｅ／Ｉｐ ・・・ （ａ）

制御装置３１は、算出した抵抗値Ｒａを処理部３２のメモリ３２ａに記憶する。

次いで、制御装置３１は、インバータ回路２２の動作を停止させて、この時の時刻Ｔ０から計時を開始する。制御装置３１は、刻々と変化する出力電流Ｉをサンプリングし、時定数に該当する電流減衰量となる電流値ΔＩｐ（＝Ｉｐ×３６．８％）に到達した時刻をＴ１とし、その時刻Ｔ１−Ｔ０間の時間（時定数）τを求める。そして、制御装置３１は、次式（ｂ）からインダクタンス値Ｌａ（図４参照）を算出する。

Ｌａ＝Ｒａ×τ（＝Ｖｅ×τ／Ｉｐ） ・・・ （ｂ）

制御装置３１は、算出したインダクタンス値Ｌａを処理部３２のメモリ３２ａに記憶する。こうして、現状での抵抗値Ｒａ及びインダクタンス値Ｌａが取得され、制御装置３１内に保持される。以上が測定モードである。

そして、制御装置３１は、溶接動作時において、保持している抵抗値Ｒａ及びインダクタンス値Ｌａと、時々で検出する出力電流Ｉ及び出力電圧Ｖ１とを用い、次式（ｃ）から電極１２の先端電圧Ｖａを算出する。

Ｖａ＝Ｖ１−Ｌａ×ｄＩ／ｄｔ−Ｒａ×Ｉ ・・・ （ｃ）

制御装置３１は、その時々で算出される先端電圧Ｖａを用いたＰＷＭ制御を実施する。先端電圧Ｖａには、現状のパワーケーブル１４の敷設状態を含む現状の溶接機１０の溶接環境にかかる電圧変化分が反映されているため、より溶接に適切な出力電力の生成が可能である。

ところで、上記測定を実施してから溶接機１０の設置変更を行った場合や、使用中にパワーケーブル１４が移動する場合等、制御装置３１内に現在保持している抵抗値Ｒａやインダクタンス値Ｌａが適正範囲内か否かが疑わしい状況になり得る。そこで、本実施形態の制御装置３１は、保持している抵抗値Ｒａやインダクタンス値Ｌａが適正範囲外となった場合には、警告装置３３による作業者への報知と、抵抗値Ｒａ及びインダクタンス値Ｌａの修正が可能に構成されている。

先ず、制御装置３１は、図４に示すように、電圧センサ２８にて検出のトランス２３の二次側内部電圧Ｖ０と、トランス２３の二次側における装置３１内部の抵抗値Ｒｉｎ及びインダクタンス値Ｌｉｎとを用い、実測の出力電圧Ｖ１を用いないで先端電圧Ｖａを算出する。ここで用いる内部の抵抗値Ｒｉｎ及びインダクタンス値Ｌｉｎは、正確には二次側内部電圧Ｖ０の測定点から出力端子１１ａ，１１ｂまでの内部抵抗値及び内部インダクタンス値であり、基本的に溶接用電源装置１１に対する固有値である。内部の抵抗値Ｒｉｎ及びインダクタンス値Ｌｉｎは、予め実測又は算出にて得られるものであり、制御装置３１（処理部３２）のメモリ３２ａに予め保持される。そして、次式（ｄ）から実測の出力電圧Ｖ１を用いないで電極１２の先端電圧Ｖａ１を算出すると、

Ｖａ１＝Ｖ０−（Ｌｉｎ＋Ｌａ）×ｄＩ／ｄｔ−（Ｒｉｎ＋Ｒａ）×Ｉ ・・・ （ｄ）

となる。

次いで、制御装置３１は、上記式（ｄ）にて算出した先端電圧Ｖａ１から逆算した出力電圧Ｖ_a+LRを次式（ｅ）から算出する。

Ｖ_a+LR＝Ｖａ１＋Ｌａ×ｄＩ／ｄｔ＋Ｒａ×Ｉ ・・・ （ｅ）

次いで、制御装置３１は、逆算した出力電圧Ｖ_a+LRと実測の出力電圧Ｖ１との比較を行う。次式（ｆ）、

｜Ｖ_a+LR−Ｖ１｜＞ｋ ・・・ （ｆ）

を用い、出力電圧Ｖ_a+LRと出力電圧Ｖ１との差の絶対値が許容判定値ｋを超えた場合、制御装置３１は、自身で保持している抵抗値Ｒａ及びインダクタンス値Ｌａが適正範囲外となったと判定する。尚、許容判定値ｋは、溶接状況が変化したと実感できる電圧値、例えば１〜２ボルト程度に設定されるものである。

このような抵抗値Ｒａ及びインダクタンス値Ｌａの適正値判定は、負荷が短絡状態の時に行われる。消耗電極式のアーク溶接においては、実溶接中に図３に示すように短絡期間とアーク期間とが交互に繰り返されるが、その短絡期間に適正値判定が行われている。抵抗値Ｒａ及びインダクタンス値Ｌａが適正範囲外である判定されると、制御装置３１は、警告装置３３を作動させて作業者にその旨を報知する。作業者はその異常報知を受け、現在用いているパワーケーブル１４自体の確認やその敷設状態の確認等を行うことができる。また、後述のような抵抗値Ｒａ及びインダクタンス値Ｌａの自動修正動作を行う場合はその旨の報知であり、また手動修正動作を行うものにおいては、作業者にその修正作業を行わせることを促すことにもなる。

次に、その抵抗値Ｒａ及びインダクタンス値Ｌａの自動修正について、図３に示す短絡期間の電流変化のように、制御装置３１は、短絡時の出力電流Ｉの一定上昇制御を行うのが一般的なため、特に安定的に一定変化する期間（修正値算出期間）Ｔａにおいて、抵抗値Ｒａ及びインダクタンス値Ｌａの自動修正が容易に可能となっている。

ここで、短絡期間中の修正値算出期間Ｔａにおいて出力電圧Ｖ_a+LRと出力電圧Ｖ１との電圧上昇を一次方程式に置き換えると、次式（ｇ）（ｈ）、

出力電圧Ｖ_a+LRの電圧上昇式 ｙ_１＝ａ_１ｘ_１＋ｂ_１ ・・・ （ｇ）
出力電圧Ｖ１の電圧方程式 ｙ_０＝ａ_０ｘ_０＋ｂ_０ ・・・ （ｈ）

と表すことができる。出力電圧Ｖ_a+LRと出力電圧Ｖ１の電圧上昇の一次式ｙ_１，ｙ_０は図５に示す通りである。短絡期間中の修正値算出期間Ｔａでは、単位時間当たりの電流上昇が一定となるため、インダクタンスに係る電圧変化（ＬｄＩ／ｄｔ）は固定値であり、上記一次式の切片ｂである。また、上記一次式の傾きについては、期間Ｔａが短絡期間中であるため抵抗変化はほとんど無いことから、抵抗Ｒが傾きａとなる。ｘは、出力電流Ｉである。

そして、実測の出力電圧Ｖ１の電圧上昇式ｙ_０に対し、逆算にて得られた出力電圧Ｖ_a+LRの電圧上昇式ｙ_１が近接する場合は、制御装置３１内に保持されている抵抗値Ｒａ及びインダクタンス値Ｌａが適正値に近似することを意味する。これに対し、実測の出力電圧Ｖ１の電圧上昇式ｙ_０に対して出力電圧Ｖ_a+LRの電圧上昇式ｙ_１が大きく相違する場合は、抵抗値Ｒａ及びインダクタンス値Ｌａの一方、若しくはその両方が適正値から大きくずれたことを意味する。換言すれば、抵抗値Ｒａ及びインダクタンス値Ｌａを適正値に修正すれば、実測の出力電圧Ｖ１の電圧上昇式ｙ_０に対して出力電圧Ｖ_a+LRの電圧上昇式ｙ_１が近似するようになる。

そこで、修正ステップ１として、先ず、出力電圧Ｖ_a+LRの電圧上昇式ｙ_１の傾きａ_１を実測の出力電圧Ｖ１の電圧上昇式ｙ_０の傾きａ_０に一致させる。即ち、傾きは抵抗値に相当することから、新たな抵抗値Ｒｂは次式（ｉ）、

Ｒｂ＝ａ_０／ａ_１×Ｒａ ・・・ （ｉ）

から算出できる。次いで修正ステップ２として、出力電圧Ｖ_a+LRの電圧上昇式ｙ_１の切片ｂ_１を実測の出力電圧Ｖ１の電圧上昇式ｙ_０の切片ｂ_０に一致させる。即ち、切片はインダクタンス値に相当することから、新たなインダクタンス値Ｌｂは次式（ｊ）、

Ｌｂ＝ｂ_０／ｂ_１×Ｌａ ・・・ （ｊ）

から算出できる。

従って、本実施形態の制御装置３１（処理部３２）は、上記のような算出を実施し、算出した新たな抵抗値Ｒｂ及びインダクタンス値Ｌｂを修正値として、制御装置３１内に保持されている抵抗値Ｒａ及びインダクタンス値Ｌａの書き換えを行う。制御装置３１は、このようにして更新された適正範囲内の抵抗値Ｒａ及びインダクタンス値Ｌａを用いて電極１２の先端電圧Ｖａの算出を行う。つまり、先端電圧Ｖａの算出を精度良く行うことができる。尚、抵抗値Ｒａ及びインダクタンス値Ｌａの更新は、毎回の短絡期間毎に行ってもよく、また毎回の短絡期間毎でなくとも、所定間隔を空けた短絡期間毎に行っても、十分な効果を得ることが期待できる。結果、設置状況や動作により溶接環境が変化しても、良好な溶接性能を安定して発揮することができるものとなる。

次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
（１）制御装置３１（処理部３２）は、二次側内部電圧Ｖ０、外部の抵抗値Ｒａ及びインダクタンス値Ｌａ、及び内部の抵抗値Ｒｉｎ及びインダクタンス値Ｌｉｎから逆算用の先端電圧Ｖａ１を算出し、該算出した先端電圧Ｖａ１から出力電圧Ｖ_a+LRの逆算を行う。そして、逆算した出力電圧Ｖ_a+LRと検出した出力電圧Ｖ１とを比較し、メモリ３２ａに保持している外部の抵抗値Ｒａ及びインダクタンス値Ｌａが許容範囲か否かの判定を行う。つまり、各パラメータの取得が容易であるとともに判定に係る演算が簡単なため、保持している外部の抵抗値Ｒａ及びインダクタンス値Ｌａの適正値判定を容易且つ適切に行うことができる。そして、保持している外部の抵抗値Ｒａ及びインダクタンス値Ｌａが許容範囲外と判定された場合、本実施形態のようにパラメータ修正を実施することで、良好な溶接性能を安定して発揮することが可能となる。

（２）保持している外部の抵抗値Ｒａ及びインダクタンス値Ｌａが許容範囲外と判定されると、制御装置３１は警告装置３３を作動させ、作業者に対してその旨の報知を行う。そのため、作業者にその旨を認識させることができ、設置状況の見直しを促すこともできる。

（３）保持している外部の抵抗値Ｒａ及びインダクタンス値Ｌａが許容範囲外と判定されると、制御装置３１は、外部の抵抗値Ｒａ及びインダクタンス値Ｌａの修正値（Ｒｂ，Ｌｂ）の算出及びその更新を行う。これにより、抵抗値Ｒａ及びインダクタンス値Ｌａが適正値に更新されることから溶接性能の向上に寄与でき、またその抵抗値Ｒａ及びインダクタンス値Ｌａの修正にかかる作業者の負担を軽減することができる。

尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・外部の抵抗値Ｒａ及びインダクタンス値Ｌａの測定を行う測定モードを備えていたが、測定モードを備えていなくてもよい。例えば抵抗値Ｒａ及びインダクタンス値Ｌａに初期値を入力しておき、そこから修正する態様とすれば、測定モードは不要である。

・メモリ３２ａに保持されている外部の抵抗値Ｒａ及びインダクタンス値Ｌａの自動修正を行う態様としたが、作業者による手動操作にて抵抗値Ｒａ及びインダクタンス値Ｌａの調整が可能な調整部３４（図１参照）を備え、手動修正が可能な態様としてもよい。この手動修正では、溶接性能に対して作業者の好みを反映させることもできる。

・また、自動修正・手動修正の両者を備えていてもよく、自動修正モード、手動修正モードの切り替え、更には修正不要モードも加えて、各モードへの切り替えを行うモード切替部３５（図１参照）を備えていてもよい。因みに、３つのモードの切り替え、自動・手動修正モードの切り替え、自動修正モードと修正不要モードとの切り替え、手動修正モードと修正不要モードとの切り替えといった組み合わせが考えられる。このようにすれば、作業者の好みに応じて修正するか修正しないか、また修正する場合でも自動・手動の切り替え等が可能となる。

・メモリ３２ａに保持されている外部の抵抗値Ｒａ及びインダクタンス値Ｌａが許容範囲外と判定された場合に警告装置３３による報知を行ったが、例えば自動修正する場合等、その旨を報知しなくてもよく、この場合、警告装置３３を省略できる。また、警告装置３３による報知有無を切り替え可能な態様としてもよく、例えば作業者によって報知が煩わしいような場合に報知無しとする等、作業者の好みに応じてその切り替えが可能となる。

・溶接用電源装置１１の回路構成は一例であって適宜変更してもよい。例えば、入力部に整流平滑回路２１を備えて交流入力対応としたが、直流入力に対応する入力部の回路構成としてもよい。また、トランス２３の二次側の直流変換回路として整流回路２４と直流リアクトル２５とを用いたが、他の直流変換回路を用いてもよい。

１０ 溶接機
１１ 溶接用電源装置
１１ａ 出力端子
１１ｂ 出力端子
１２ 電極
１４ パワーケーブル
２１ 整流平滑回路
２２ インバータ回路
２３ トランス
２４ 整流回路（直流変換回路）
２５ 直流リアクトル（直流変換回路）
２６ 電流センサ（検出手段、第１検出手段）
２７ 電圧センサ（検出手段、第１検出手段）
２８ 電圧センサ（第２検出手段）
３１ 制御装置（先端電圧算出手段、制御手段、出力電圧算出手段、判定手段、自動修正手段）
３２ 処理部
３２ａ メモリ（保持手段）
３３ 警告装置（報知手段、報知有無切替手段）
３４ 調整部（手動修正手段）
３５ モード切替部（モード切替手段）
Ｉ 出力電流
Ｌａ インダクタンス値（外部）
Ｌｂ インダクタンス値（修正値）
Ｌｉｎ インダクタンス値（内部）
Ｒａ 抵抗値（外部）
Ｒｂ 抵抗値（修正値）
Ｒｉｎ 抵抗値（内部）
Ｖ０ 二次側内部電圧
Ｖ１ 出力電圧（検出）
Ｖ_a+LR 出力電圧（逆算）
Ｖａ 先端電圧
Ｖａ１ 先端電圧（逆算用）

Claims (7)

1. 直流電力を高周波交流電力に変換するインバータ回路と、変換した交流電力の電圧調整を行うトランスと、該トランスの二次側交流電力からアーク溶接のための直流出力電力を生成する直流変換回路とを備え、電源装置の出力端子からパワーケーブルを介して溶接機の電極に出力電力を供給して電極先端からアークを生じさせるものであり、
   前記出力端子から出力する出力電流及び出力電圧を検出する検出手段と、
   前記出力端子と前記電極との間の抵抗値及びインダクタンス値を保持する保持手段と、
   前記検出した出力電流及び出力電圧を用いて前記出力端子から外部の抵抗値及びインダクタンス値の電圧変化分を算出し、算出した電圧変化分と前記検出した出力電圧とから前記電極の先端電圧を算出する先端電圧算出手段と、
   前記算出した先端電圧に基づいて前記インバータ回路を制御する制御手段と
   を備えた溶接用電源装置であって、
   前記検出手段を第１検出手段とするに対し、前記電源装置の二次側内部電圧を検出する第２検出手段と、
   前記二次側内部電圧の測定点から前記出力端子までの内部の抵抗値及びインダクタンス値を前記保持手段にて保持しておき、前記二次側内部電圧、前記外部の抵抗値及びインダクタンス値、及び前記内部の抵抗値及びインダクタンス値から逆算用の先端電圧を算出し、該算出した先端電圧から出力電圧を逆算する出力電圧算出手段と、
   前記逆算した出力電圧と前記検出した出力電圧とを比較し、前記保持している外部の抵抗値及びインダクタンス値が許容範囲か否かの判定を行う判定手段と
   を備えたことを特徴とする溶接用電源装置。
2. 請求項１に記載の溶接用電源装置において、
   前記判定手段にて前記保持している外部の抵抗値及びインダクタンス値が許容範囲外と判定された場合、作業者に対してその旨の報知を行うための報知手段を備えたことを特徴とする溶接用電源装置。
3. 請求項１又は２に記載の溶接用電源装置において、
   前記判定手段にて前記保持している外部の抵抗値及びインダクタンス値が許容範囲外と判定された場合、前記逆算した出力電圧と前記検出した出力電圧との比較に基づいて前記保持している外部の抵抗値及びインダクタンス値の修正値の算出及びその更新を行う自動修正手段を備えたことを特徴とする溶接用電源装置。
4. 請求項２に記載の溶接用電源装置において、
   前記保持している外部の抵抗値及びインダクタンス値の修正を作業者の操作に基づいて行う手動修正手段を備えたことを特徴とする溶接用電源装置。
5. 請求項３又は４に記載の溶接用電源装置において、
   前記判定手段にて前記保持している外部の抵抗値及びインダクタンス値が許容範囲外と判定された場合に、修正モード、修正不要モードのいずれかに切替可能なモード切替手段を備えたことを特徴とする溶接用電源装置。
6. 請求項２に記載の溶接用電源装置において、
   前記判定手段にて前記保持している外部の抵抗値及びインダクタンス値が許容範囲外と判定された場合、前記逆算した出力電圧と前記検出した出力電圧との比較に基づいて前記保持している外部の抵抗値及びインダクタンス値の修正値の算出及び更新を行う自動修正手段と、
   前記保持している外部の抵抗値及びインダクタンス値の修正を作業者の操作に基づいて行う手動修正手段と
   を備えるものであり、
   前記判定手段にて前記保持している外部の抵抗値及びインダクタンス値が許容範囲外と判定された場合に、自動修正モード、手動修正モード、修正不要モードのいずれかに切替可能なモード切替手段を備えたことを特徴とする溶接用電源装置。
7. 請求項２、及び請求項２に従属の請求項３〜６のいずれか１項に記載の溶接用電源装置において、
   前記報知手段の報知有無を切り替える報知有無切替手段を備えたことを特徴とする溶接用電源装置。