JPS5886614A - 直流給電装置の制御装置 - Google Patents

直流給電装置の制御装置

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JPS5886614A
JPS5886614A JP56184685A JP18468581A JPS5886614A JP S5886614 A JPS5886614 A JP S5886614A JP 56184685 A JP56184685 A JP 56184685A JP 18468581 A JP18468581 A JP 18468581A JP S5886614 A JPS5886614 A JP S5886614A
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Takatomo Izume
井爪 孝友
Chihiro Okatsuchi
千尋 岡土
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/145Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • H02M7/155Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
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    • H02M7/1623Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only in a bridge configuration with control circuit

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Control Of Voltage And Current In General (AREA)
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  • Power Conversion In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 VS発明の技術分野 本発明は、直流給電装置の制御装置に係り、より詳細に
は、交流電源から可制御マヲ弁から成る電流調整器およ
び整流回路を介して得られた制御された直流電力を直流
91萄に供給する直流給電装置の制御装置に、wAする
ものである。
(2)従来技術 この種の゛装置の一例として、従来性われている直流式
溶#欅の電流制御装置の回路構成を第1図に示す、交流
電IJl/からサイリスタ等め可“制御電気弁から成る
電流調整器コを介して変圧器3の一次@に位相制御され
た交流電力を供給し、変圧器3の二次full K I
: ffi回路参を接続し、その整流出力を・直流負荷
すなわち溶接Iat極部jK供給・する。
溶III機電極部!に流れる直流電流を電流検出器4に
より検出し、その検出信号を増幅器7により増幅する。
このよう圧して検出された負荷電流実際値は電流基準工
Rと比較され、その偏差が増幅器tを介して位相制御器
デに供給される。この位相制御器りは、偏差が零になる
ようK、すなわち電流実際値が電流基準工RK擲しくな
るように、Iff流調整器コの通電位相を制御する。
(3)従来技斬の問題点 この従来装flKは次のような欠点があった。
の 溶接直流電流は一般[1〜3oKh @にの大電流
となるので、電流検出器tの挿入場所の確保が甲難であ
ったり、電流検出器が大形となり経済的に不利になった
りする。
■ 電流制御回路や電、気弁を収納した制御装置の設置
場所と変圧器および整流回路を収納した溶接機本体の設
置場所との間の距離は数十mにも達することが多く(変
圧器二次111には数十Xムの電流が流れるので最短距
離の配#にする必要があるため)、直流側電流を検出す
る方式ではi!ie線距離が長くなり、ノイズ等のトラ
ブルや、工事が高価になる。
(→発明の目的 したがって本発明の目的は、このような欠点のない直流
給電装置の制御装置を提供することKある。
(j1発明の構成 この目的を達成するために本発明は、交流側電流からシ
ミニレ−ジョンによりffi流1fl[流を算出してそ
れを電流実際値信号として用いることにより、経済的な
装置を実現で^るようにしたものである・ (77発明の実施例 以下、一実施例を示す第2図を参照して本発明の詳細な
説明する。第2図の主回路部分は機能的にはwk1図の
ものと実質的には同一であるが、説明の都合上、部分的
に等価回路で示されている。すなわち、ここでは変圧器
の図示は省略され、その分をも含めて交流側インダクタ
ンスIOが交流電流回路に挿入され。
また負荷を含めて直流側回路は直流−インダクタンス/
/および直流側負荷抵抗12で示されている。インダク
タンス/lの値をり、負荷抵抗/Jの値をRとすれば、
直流側時定数丁は、!=し乍で表わされる。
この装置の負荷電流は交流側で変流器等の電流検出器/
3、整流器/lおよびその負荷と17て接続された抵抗
15を介して、交流電流Iacに比例した直流の電圧信
号iaaとして検出される。この電圧信号1acは負荷
シミュレー7目〕回路/AKより溶接機直流側電流Id
oと等価な電流波形和変換され、その出力は電流値演算
回路77により電流の実効値(または平均値→に変換さ
れ、電流基準X、と比較さ創。
その偏差が零になるように増幅器lを介して位相制御器
りにより電流調整器−を制御する。
位相制御器、りから電気弁のオン信号に同期して出力さ
れるパルスPによりタイマー回路/Iを駆動し、その出
力信号?、、P、により後述の電流HII mxs及び
tを求め比較演算(ロ)路19を用いて直流側主回路の
時定数と比較し、時定数選択回路コlの時定数が前記計
算された直流−主回路の時定数と一致するよう選択し、
切換回路−に上り自荷シ建ニレージョン回路16の時定
数を切換えるよう構成している。
第2図の制御回路の動作を第3図に従って説明する。
V毎ま直流側出力電圧、Iaは直流給電装置aCをシ之
ユシーシgノした自衛シ電ニレージョン回路14の出力
電圧、1lLeは交流憚電流Iaaを整流して得た工a
oK比例する電圧、Vgは電流11111isJの電気
弁をオ/させる点弧パルスを示す。
時刻t1で電流調整器コの電気弁を点弧パルスVgでオ
ンさせると、直流機には正電圧Vaが出力され、交流電
流工acが流れ始める(信号1ao参照)。溶接機装置
における交2流側インダクタ/ス10は直流伸イ/ダク
タンス//に比較して著しく小さいので、電流は整流回
路ダのWI環電流から交流側へ急速に転流する。
直流電流工da 、交流m’tt* Iac ハ比例関
係をもって共に増加し、酪刻t、において直流電圧Va
が零圧なると、交流m*流工aQは急速に減少する。し
かし直流@電流1cは、直流伸イ/ダクタ/ス//のた
め、交流111に関係なく、整流回路参を通って循堺し
1時刻t!〜t4の間は特定PIT=L/Rに従って減
衰する。ここで時刻t、における交流1llllj流工
aaの値を工8とする。
位相制御器りから、点弧パルスvgの立上り時′1il
l t 、よりやや逆んだ時刻t、で立上り。
時刻1.よりやや遅れた時刻t、で立下るパルスPが出
力される。タイマー回路/lはパルスPの立上シでパル
スP、を、パルスPの立下シでパルスP、を出力する。
パルスPIsP、に基づいて比較演算回路19は、時刻
t4において点弧パルスvgにより一気弁をオンさせ、
交流側電流Macが立上った時刻t、において交流側電
流Macの慎重2を検出し、さらに時刻1.と1番よ9
時間間隔 1=1.−1雪を求める。
時刻1.〜t4の間は主回路直流電流は? == L/
it K従って減衰するから次の関係式が成立する。
(1)式から時定数Tは、 と表わされる。このようにして工1+”ff1e”の値
から主回路時定数Tを求めることができる。
比較演算回路19にて(2)式の計算をするため通常比
較演算回路/9jfCはマイクロプロセッサ−が用いら
れる。工、、工、の値を0−.2封ぐらいの数値に量子
化し、1nXM、 1n4はあらかじめ計算してマイ!
ロブ曹セッサの主起tiに格納しておく、また時間tの
計測は、時刻1、でゲートが開き1時刻t、6(てゲー
トが閉じるようにし、ゲートが開の間、時間計算に充分
なりロックパルスをカウントするカラyりを用いれば容
JAK行なうことができる。
従って(2)式の解はマイクロプロセッサの本来の機能
である減算、除算で求めることができる。この様にして
求めた時定数〒に等しくなるよ’5負荷シミュレーショ
ン回路/基の時定数を合わせると、負荷シミュレーショ
ン回路/40時?数と主回路直流側時定数テにし全を一
致させることができるので、負荷シ建ニレージョン回路
l乙の出カニdの電流を電流値演算回路77により演算
して直流l!I1w流工meを求める。このようにして
直流側主回路電流を直接検出せず、交流側電流から貴荷
シ2ユレーシ曹ン回路を通すことにより検出することが
できる。
以上説明したように、負荷シイニレ−ショア回路14の
時定数が常に直流負荷回路の時定数に一致するようなマ
イナーループを設けることにより、交流側電流のみから
直流側電流を算出することが可能となる。
(η発明の変形例 第1図は、第1図の回路製雪を、計算機を使って実現し
た一実施例を示すものである。
この実施例においては、負荷シイニレ−73ン回路16
の出力1aを〜勺変換器30を通してディジタル化し、
計算+1!(以下、OPUと称する)3/IICよりこ
のデー!を読み取る (l P T131はこのデータ
から電流値を演算してD/A変換器3コを通して出力す
る。一方パルスP! 。
P、出力はOPU3/への割込み入力として与えられ、
第3図に示した電流値I、と1雪を読み取り、演算して
時定数選択回路コlへ出力する。第参図では電流慎重1
 、* Ilを負荷シ建ニレーショア回路16の出カニ
dを紗み込む方式を採用しているため、パルスP1によ
り負荷シミュレーション回路16のフィルタをリセット
するようにしている。この様子を第5図゛に示す。
第!図に第参図の負荷シ建ニレージョン回路/4と切換
回路−の部分の詳細構成を示し、パルスP、によりスイ
ッチSを動作させてフィルターコンデンサ参7をリセッ
トする様子を第1図に示す。
ダイオード侮は理−的ダイオード(If方向電圧降下が
無いもの)が望ましく、演算増幅器を使用した回路で実
現できる。コ/デ/す蓼7は、直流側主回路゛のインダ
クタンス//をシミュレーションするための素子、抵抗
参9 、30 。
3/はコンデンサ幻の放電回路を構成し、時定数を決宇
する。折抗ダ9,30に並ダリのスイッチjコ、 !3
は切換回路工に相当し、スイッチjコ。
幻のオン・オフにより時定数が変化する。演算増幅器a
tはバッファ増幅器である。抵抗SSとスイッチ評は時
刻t4でコ/デ/す鈎をリセットするための回路である
0例えば、負荷シ建エレーショ/回路は第4図工dの実
線で示す時定数K、直流主回路は破線で示す時定数にな
っていたとすると、時刻1.で正確な電流値X鵞を求め
るためK、コンデンサ参7を時刻t4で放電し、負荷シ
電エレーシ目ン回路/4を正確な交流側電流1ao(i
ao ) 4C一致させるように動作させるものである
以上は単相の主回路について説明したが、本発明を多相
半波整流回路や多相全波整流(ロ)路を有する直流―主
回路、にも適用できることはもちろんである。
また第参図の回路は計算機で一部分のみを処理している
が、tI/L参図の回路全体を計算機で実現することも
可能である。
(n発明の効果 以上説明したように本発明によれば、直流側主回路の大
電流を直接検出することなく、交流側の変圧器−次−の
小電流を変流器のような簡単な電流検出器を使用して検
出し、負荷シ電ユレーシvy回路により直流−主回路電
流を間接的に算出することができるので、非常に経済的
であると同時に、負荷端でなく制御装置側で電流検出が
できるので、工事が非常に簡単である。さらK、ロボッ
ト溶接部の場合、直流側主回路は可動部分が多く配線の
断?a婢による信頼性の低下が著しいが、本発明では固
定側から電流を検出し得るので信頼性が著しく向上する
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の制御装置を示す回路図、第1図は本発明
の一実施例を示す回路図、第3図は第2図の装置の動作
を説明するための線図、第ダ図は本発明の他の実施例を
示す要部の回路図、第tlfiは第参図の装置の要部の
詳細を示す回路図、第を図は第1図の回路ve蓋の一1
作をt明するため・7)線図である。 ハ・・交fII重源、コ・・・電流−整器、3・・・変
比器、弘・・・整流Lc!l路、!・・・溶接榊電極部
、り・・・位相制御・・・電流検出器、/6・・・負荷
シ2ユレーシNノ回路、17・・・電流値演算回路、l
ト・・タイオー回路、19・・・比較演算回路、コト・
・時定数選択回路、30・・・〜勺変換器、31・・・
計算機(OPU)、jコ・・・D/A変換器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 交流電源から可制御電気弁から成る電流調整aIおよび
    整流回路を介して得られた制御された直流電流を、イン
    ダクタ7スを有する直流負荷に供給する直流給電装量の
    制御装置において。 負荷電流を交流側で検出する電流検出装置と、この電流
    検出装置の検出出力と直流負荷の模擬された時定数とに
    従って前記電流調整器のオフ区間をも含めて直流負荷に
    流れる直流電流をシ建ニレ−ジョンする負荷シミュレー
    タ1フ回路と、この負荷シミュレータ1フ回路によって
    シ建エレーシayされた直流電流が目標値に一致するよ
    うに前記電流調整器を制御する制御器と、前記可制御電
    気弁に印加される交流電源の電圧がゼロ時点t、の交流
    電流検出値x1と、前記可制御電気弁のオン直後t、の
    交流電流検出値I!とさらに前記2つの交流電流検出値
    I、、I、の時間間隔t(”t4− ”t )とから前
    記直流負荷の時定数丁を算出し、前記負荷シミュレーシ
    :i17回路の時定数が前記計算された時定数Tに郷し
    くなる様に切換える切換簡略とを設けたことを特徴とす
    る直流給電装置の制御装置。
JP56184685A 1981-07-30 1981-11-18 直流給電装置の制御装置 Granted JPS5886614A (ja)

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US06/397,779 US4499363A (en) 1981-07-30 1982-07-13 DC Power source
GB08221812A GB2103396B (en) 1981-07-30 1982-07-28 Dc power source and control apparatus therefor
DE19823228564 DE3228564A1 (de) 1981-07-30 1982-07-30 Gleichstromspeisungssystem mit zugehoerigem regelungs- und steuerungssystem

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