(57)【要約】      （修正有）【課題】軽負荷での低速回転時のノッキングを防ぐとともに、高負荷での高速回転時の回転数低下を防止するモータ回転数の制御回路を提供する。【解決手段】ワイヤ送給装置のモータの誘起電圧を回転数のフィードバック信号として利用するモータ回転数の制御回路であって、モータ電流を検出する手段４と、モータ電流の大きさによってモータ電流を短時間遮断する同期周波数を計算する手段５を設け、同期周波数をモータ電流の大きさによって変えられるようにしている。【選択図】図１
0003231342.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤ送給装置のモータの誘起電圧を回転数のフィードバック信号として利用している回転数の制御回路において、モータ電流を検出する手段と、前記モータ電流を検出する手段から得られたモータ電流の値に対応するモータ電流を短時間遮断する同期周波数を計算する手段と、前記同期周波数を計算する手段からの信号を受けて、前記トランジスタの出力を短時間停止する手段と、前記同期周波数を計算する手段からの信号を受けてモータ電流を遮断し、前記モータの回転数に比例するモータの誘起電圧を取り込む手段と、回転数指令信号を設定するモータの回転数設定器と、前記モータの回転数に比例するモータの誘起電圧を取り込む手段からの回転数のフィードバック信号と前記モータの回転数設定器の設定値を比較する比較回路と、モータ駆動用トランジスタを駆動する駆動回路と、前記モータを駆動するモータ駆動用トランジスタより構成され、前記比較回路からの信号を前記駆動回路に加え、前記駆動回路で前記モータ駆動用トランジスタを駆動し、モータを一定速度で回転するように構成したことを特徴とするモータ回転数の制御回路。
【請求項２】
モータ電流が流れている時間を計測する手段と、前記モータ電流を検出する手段からの信号を受けて、一定以上のモータ電流が一定時間を超えて流れたら、モータのドライブ信号を遮断する手段を設け、前記モータのドライブ信号を遮断する手段から前記駆動回路に信号を与え、モータの回転を停止するように構成したことを特徴とする前記請求項１に記載するモータ回転数の制御回路
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、永久磁石を用いたモータの誘起電圧を回転数のフィードバック信号として用いるモータの回転数の制御回路に関するものである。特に軽負荷低速回転時に生じるノッキングと高負荷高速回転時における回転数の低下を抑える新しい制御方法を提案するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般にアーク溶接機のワイヤ送給装置のワイヤ送給モータは、エンコーダを用いてモータ回転数を一定にする方法と、モータの誘起電圧を回転数のフィードバック信号として利用してモータ回転数を一定にする方法の二種類がある。本考案はモータの誘起電圧を回転数のフィードバック信号として利用してモータ回転数の制御を行う方法に関するものである。
【０００３】
非特許文献１のダイヘン株式会社  商品カタログ「ダイナオートXW５００」に記載されているものは、この問題を解決するためにエンコーダを使用した一例である。エンコーダ方式でモータの回転数を制御する場合、駆動用トランジスタの出力を一定周期でオフする必要はないため、モータの回転数を一定にする制御は容易である。
【０００４】
図３に従来例のワイヤ送給装置の送給モータの回転数の制御回路の構成を示す。従来例の永久磁石を用いたモータの誘起電圧を回転数のフィードバック信号として用いたモータの回転数の制御回路では、モータ電流を短時間遮断する同期周波数を受けてモータ電流を短時間遮断し、モータの回転数に比例するモータの誘起電圧を取り込み、モータの誘起電圧をモータの回転数設定器の設定値と比較して一定の回転数が得られるように制御していた。
【０００５】
従来例のモータの誘起電圧を回転数のフィードバック信号として利用する回転数制御装置は、図４の従来例の回転数の制御回路の同期周波数とモータ電流・モータ電圧の関係に示されるように軽負荷で低速回転している時、緻密なモータ電流の供給ができなくなりノッキングしやすい。また、高負荷で高速回転している時、パワー不足で回転数が下がるという問題が発生していた。
【０００６】
従来例のワイヤ送給装置の回転数の制御回路は、負荷が大きくなり大きな電流が流れた場合、ヒューズが溶断させて駆動用のトランジスタを保護する方法が採られたていた。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】ダイヘン株式会社  商品カタログ「ダイナオートXW５００」
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００８】
ワイヤ送給装置のモータの誘起電圧を回転数のフィードバック信号として利用する回転数の制御回路において、軽負荷で低速回転時ノッキングしないようにすることと、高負荷で高速回転時に回転数が下がらないようにすることが解決すべき課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
モータの誘起電圧を回転数のフィードバック信号として利用する回転数を一定にするためには一定間隔で駆動用トランジスタを短時間オフし制御回路にモータの回転数に比例するモータの誘起電圧を制御回路に取り込む必要がある。この一定間隔で駆動用トランジスタをオフしモータの誘起電圧を取り込む周波数を同期周波数と呼んでいる。
【００１０】
本考案では、モータに流れるモータ電流を検出する手段と、モータの回転数に比例するモータの誘起電圧を取り込む手段と、モータ電流の値に対応する同期周波数を計算する手段を設けている。モータ電流の値に対応する同期周波数を計算する手段で、溶接電流に対応した同期周波数を決定している。
【００１１】
モータの回転数が低く負荷が軽い時には、同期周波数を高く設定し、駆動用のトランジスタがオンしている時間を短くし、きめ細かな回転数制御が行えるようにしている。
【００１２】
モータの回転数が高く負荷が大きい時には、同期周波数を低く設定し、駆動用のトランジスタがオンしている時間を長くしてスイッチングロスを減らし、電源からモータに供給されるパワーを大きくし回転数の低下を防いでいる。モータにパワーを供給する電源の利用率を高くして、できるだけ大きな電力をモータに供給できるようにしてモータの回転数の低下を防止している。
【００１３】
本考案ではワイヤ送給装置のモータ回転数の制御回路は、モータ電流を検出する手段と、モータにモータ電流が流れている時間を計測する手段を設けている。モータの負荷が大きくなって回転軸が拘束され、一定以上の大きなモータ電流が一定時間を超えて流れたら、モータのドライブ信号を遮断して駆動用のトランジスタを保護する方法が採られている。
【考案の効果】
【００１４】
本考案のモータの回転数の制御回路は、軽負荷で低速回転している時、ノッキングしないようにすることができる。同時に、高負荷で高速回転している時、回転数が下がらないようにすることも可能にしている。
【００１５】
本考案のモータ回転数の制御回路は、低速回転から高速回転まで、軽負荷から高負荷まで安定した安定したスムースな回転を、エンコーダを使用しないで実現することができる。そのため、モータの回転数の制御回路を安く製作することが可能となる。
【００１６】
本考案のワイヤ送給装置の回転数の制御回路は、モータの負荷が大きくなって大きなモータ電流が流れ続けた場合、ヒューズの溶断を心配する必要がない。また、モータの回転を停止すれば自動的に復帰するので、異常が発生した時の回復が容易となる。  
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本考案のワイヤ送給装置のモータ回転数の制御回路の構成
【図２】本考案のモータ回転数の制御回路の同期周波数とモータ電流・モータ電圧の関係
【図３】従来例のワイヤ送給装置のモータ回転数の制御回路の構成
【図４】従来例のモータ回転数の制御回路の同期周波数とモータ電流・モータ電圧の関係
【考案を実施するための形態】
【００１８】
モータ電流の大きさを測定し、同期周波数をモータ電流の大きさによって変えられるようにして、負荷が小さい時には同期周波数を高くし、負荷が大きい時には同期周波数を低くしている。また、大きなモータ電流が一定時間流れ続けた場合、モータ電流を遮断するようにしている。
【実施例】
【００１９】
図１は、本考案のワイヤ送給装置のワイヤ送給モータの回転数の制御回路を示すものである。ワイヤ送給装置のモータの誘起電圧を回転数のフィードバック信号として利用している回転数の制御回路において、Cのモータに流れる４のモータ電流を検出する手段と、モータ電流を検出する手段から得られたモータ電流の値に対応するモータ電流を短時間遮断する５の同期周波数を計算する手段、同期周波数を計算する手段からの信号を受けて、６のトランジスタの出力を短時間停止する手段、５の同期周波数を計算する手段からの信号を受けてモータ電流を遮断し、８のモータの回転数に比例するモータの誘起電圧を取り込む手段から実際のモータの回転数のフィードバック信号を得ている。
【００２０】
モータの回転数指令信号を設定するBのモータの回転数設定器を設け、モータの回転数に比例する回転数のフィードバック信号とBのモータの回転数設定器の設定値を３の比較回路で比較し、比較回路からの信号を１のモータ駆動用トランジスタの２の駆動回路に加え、モータを駆動する１のモータ駆動用トランジスタを駆動している。
【００２１】
本考案では、実際のモータの回転数のフィードバック信号と回転数設定器の設定値をリアルタイムで比較しているので、モータの負荷の大小にかかわらずモータは一定速度で回転するようになる。
【００２２】
図２に考案のモータ回転数の制御回路の同期周波数とモータ電流・モータ電圧の関係を示す。本考案の同期周波数は、モータ電流により変わるので、モータの回転数が低く負荷が軽い時には、同期周波数を高く設定し、モータの回転数が高く負荷が大きい時には、同期周波数を低くなるようにしている。
【００２３】
モータの回転数が低く負荷が軽い時には、駆動用のトランジスタがオンしている時間を短くし、きめ細かな回転数制御が行えるようにし、ノッキングを起こさないようにしている。
【００２４】
モータの回転数が高く負荷が大きい時には、駆動用のトランジスタがオンしている時間を長くしのスイッチングロスを減らし、電源からモータに供給される電源のパワーの利用率を大きくしているので、負荷が大きくなっても回転数の低下することは少ない。また、始動時の応答性もよくなる。
【００２５】
８のモータ電流が流れている時間を計測する手段と、４のモータ電流を検出する手段からの信号を受けて、一定以上のモータ電流が一定時間を超えて流れたら、９のモータのドライブ信号を遮断する手段でモータの回転を停止するようにしている。
【００２６】
モータの回転軸が拘束されるような事故が起きた時、大きな電流が長時間流れることになるが、本考案ではこのモータ電流を検出し、大きなモータ電流が一定時間を超すとドライブ信号を遮断し、駆動用トランジスタの破壊やプリント基板の箔が焼損することのないようにしている。
【００２７】
図４は従来例のモータ回転数の制御回路の同期周波数とモータ電流・モータ電圧の関係を示している。従来例の同期周波数は、モータの負荷電流に関わらず常に一定になっている。
【００２８】
従来例ではモータの回転数が低く負荷が軽い時には、同期周波数が低く、きめ細かな回転数制御が行えない。そのため、同期周波数の１パルス毎にモータ電流が流れない歯抜けの現象が起きやすく、ノッキングを起こす可能性が大きい。
【００２９】
従来例でモータの回転数が高く負荷が大きい時には、同期周波数が高く、駆動用のトランジスタがオフしている時間の比率が大きく、電源からモータに供給されるパワーが不足することになり、負荷が大きくなった時にモータの回転数が低下する。
【００３０】
従来例ではモータ電流が流れている時間を計測する手段も、モータ電流を検出する手段もない。そのため、一定以上のモータ電流が一定時間を超えて流れたら、１０のヒューズで回路を遮断し１の駆動用のトランジスタを保護する方法が採られていた。そのため、ヒューズが溶断する度に機械が停止していた。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
アーク溶接機のワイヤ送給装置に本考案のモータ回転数の制御回路が利用される可能性が期待される。特に移動作業が多く、モータにかかる負荷が変動しやすい作業現場に使用されるアーク溶接機に本考案のモータの回転数の制御回路が利用されると効果がある。
【００３２】
また、本考案のモータの回転数制御方法は、安い生産コストで回転数の変動を少ないモータ回転数の制御回路を作ることができる。したがって、すべての永久磁石を使用しているモータの回転数の制御回路に採用される可能性がある。
【符号の説明】
【００３３】
A   ワイヤ送給装置
B  モータの回転数設定器
C  モータ
D  モータ回転数の制御回路
１  モータ駆動用トランジスタ
２  駆動回路
３  加算器
４  モータ電流を検出する手段
５  同期周波数を計算する手段
６  トランジスタの出力を短時間停止する手段
７  モータ回転数に比例するモータの誘起電圧を取り込む手段
８  モータ電流の流れている時間を計算する手段
９  モータのドライブ信号を遮断する手段
１０  ヒューズ
【図１】
0003231342.tif 000003
【図２】
0003231342.tif 000004
【図３】
0003231342.tif 000005
【図４】
0003231342.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】令和3年1月21日(2021.1.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
ワイヤ送給装置のモータの誘起電圧を回転数のフィードバック信号として利用し、トランジスタを用いてモータを駆動している回転数の制御回路において、モータ電流を検出する手段と、前記モータ電流を検出する手段から得られたモータ電流の値に対応するモータ電流を短時間遮断する同期周波数を計算する手段と、前記同期周波数を計算する手段からの信号を受けて、前記トランジスタの出力を短時間停止する手段と、前記同期周波数を計算する手段からの信号を受けてモータ電流を遮断し、前記モータの回転数に比例するモータの誘起電圧を取り込む手段と、回転数指令信号を設定するモータの回転数設定器と、前記モータの回転数に比例するモータの誘起電圧を取り込む手段からの回転数のフィードバック信号と前記モータの回転数設定器の設定値を比較する比較回路と、モータ駆動用トランジスタを駆動する駆動回路と、前記モータを駆動するモータ駆動用トランジスタより構成され、前記比較回路からの信号を前記駆動回路に加え、前記駆動回路で前記モータ駆動用トランジスタを駆動し、モータを一定速度で回転するように構成したことを特徴とするモータ回転数の制御回路。
【手続補正書】
【提出日】令和3年2月5日(2021.2.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
ワイヤ送給装置のモータの誘起電圧を回転数のフィードバック信号として利用し、トランジスタを用いてモータを駆動している回転数の制御回路において、モータ電流を検出する手段と、前記モータ電流を検出する手段から得られたモータ電流の値に対応するモータ電流を短時間遮断する同期周波数を計算する手段と、前記同期周波数を計算する手段からの信号を受けて、前記トランジスタの出力を短時間停止する手段と、前記同期周波数を計算する手段からの信号を受けてモータ電流を遮断し、前記モータの回転数に比例するモータの誘起電圧を取り込む手段と、回転数指令信号を設定するモータの回転数設定器と、前記モータの回転数に比例するモータの誘起電圧を取り込む手段からの回転数のフィードバック信号と前記モータの回転数設定器の設定値を比較する比較回路と、モータ駆動用トランジスタを駆動する駆動回路と、前記モータを駆動するモータ駆動用トランジスタより構成され、前記比較回路からの信号を前記駆動回路に加え、前記駆動回路で前記モータ駆動用トランジスタを駆動し、モータを一定速度で回転するように構成したことを特徴とするモータ回転数の制御回路。