(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力電流を出力する電源回路と、
前記出力電流を検出する電流検出回路と、
装置の周囲の温度を検出する温度センサと、
前記電源回路を制御する制御回路と、
を有し、
前記制御回路は、前記温度センサにより検出した周囲温度に応じた第１補正係数に基づいて使用率基準値を設定し、計測期間における出力電流の２乗の平均値を算出し、前記使用率基準値と前記平均値とを互いに比較し、比較結果に基づいて前記平均値が前記使用率基準値以上のときに前記出力電流を停止させること、を特徴とする電源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電源装置において、
装置内を冷却する冷却ファンと、
前記冷却ファンの回転を検出する回転センサと、
を有し、
前記制御回路は、前記回転センサにて検出した前記冷却ファンの回転速度と前記周囲温度とに応じて前記第１補正係数を設定し、前記第１補正係数に基づいて前記使用率基準値を設定すること、
を特徴とする電源装置。
【請求項３】
出力電流を出力する電源回路と、
前記出力電流を検出する電流検出回路と、
装置内を冷却する冷却ファンと、
前記冷却ファンの回転を検出する回転センサと、
前記電源回路を制御する制御回路と、
を有し、
前記制御回路は、前記回転センサにより検出した前記冷却ファンの回転速度に応じた第１補正係数に基づいて使用率基準値を設定し、計測期間における出力電流の２乗の平均値を算出し、前記使用率基準値と前記平均値とを互いに比較し、比較結果に基づいて前記平均値が前記使用率基準値以上のときに前記出力電流を停止させること、を特徴とする電源装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の電源装置において、
前記制御回路は、定格出力電流の２乗に定格使用率を乗算して得られる値よりも前記使用率基準値を大きな値とするように設定される第２補正係数を前記第１補正係数に加算して許容補正係数を設定し、前記定格出力電流の２乗に前記定格使用率と前記許容補正係数とを乗算して得られる値を前記使用率基準値とすること、
を特徴とする電源装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の電源装置は、溶接対象を加工する出力電流を生成するように構成されたこと、を特徴とする溶接用電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源装置及び溶接用電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえばアーク溶接機に用いられる電源装置は、定格出力電流値，定格使用率が定められている（たとえば、特許文献１，２参照）。電源装置の制御装置は、定格使用率に基づいて電源装置の使用（出力電流や電流を出力する期間）を制限する。これにより、トランジスタや変圧器などの発熱による耐久性の低下等を抑制する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１４６７３５号公報
【特許文献２】特開平１１−２５９１４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、電源装置に含まれるトランジスタ等の温度は、電源装置の使用状態（たとえば、トランジスタ等の冷却状態）に応じて変化する。しかしながら、上記のように定格使用率にて電流を出力する期間を制限すると、溶接などの処理が中断されることがある。このような処理の中断は、工数の増加を招き、生産効率を低下させる。
【０００５】
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、効率低下を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する電源装置は、出力電流を出力する電源回路と、前記出力電流を検出する電流検出回路と、装置の周囲の温度を検出する温度センサと、前記電源回路を制御する制御回路と、を有し、前記制御回路は、前記温度検出回路により検出した周囲温度に応じた第１補正係数に基づいて使用率基準値を設定し、計測期間における出力電流の２乗の平均値を算出し、前記使用率基準値と前記平均値とを互いに比較し、比較結果に基づいて前記平均値が前記使用率基準値以上のときに前記出力電流を停止させる。
【０００７】
この構成によれば、温度センサにより検出される周囲温度に応じて使用率基準値が調整される。そして、使用率基準値と出力電流の２乗の平均値との比較結果に応じて出力電流が制御されるため、出力電流による作業の効率低下が抑制される。
【０００８】
上記の電源装置は、装置内を冷却する冷却ファンと、前記冷却ファンの回転を検出する回転センサと、を有し、前記制御回路は、前記回転センサにて検出した前記冷却ファンの回転速度と前記周囲温度とに応じて前記第１補正係数を設定し、前記第１補正係数に基づいて前記使用率基準値を設定することが好ましい。
【０００９】
この構成によれば、温度センサにより検出される周囲温度と、装置内部を冷却する冷却ファンの回転速度とに応じて使用率基準値が調整される。そして、使用率基準値と出力電流の２乗の平均値との比較結果に応じて出力電流が制御されるため、出力電流による作業の効率低下が抑制される。
【００１０】
上記課題を解決する電源装置は、出力電流を出力する電源回路と、前記出力電流を検出する電流検出回路と、装置内を冷却する冷却ファンと、前記冷却ファンの回転を検出する回転センサと、前記電源回路を制御する制御回路と、を有し、前記制御回路は、前記回転センサにより検出した前記冷却ファンの回転速度に応じた第１補正係数に基づいて使用率基準値を設定し、計測期間における出力電流の２乗の平均値を算出し、前記使用率基準値と前記平均値とを互いに比較し、比較結果に基づいて前記平均値が前記使用率基準値以上のときに前記出力電流を停止させる。
【００１１】
この構成によれば、装置内部を冷却する冷却ファンの回転速度に応じて使用率基準値が調整される。そして、使用率基準値と出力電流の２乗の平均値との比較結果に応じて出力電流が制御されるため、出力電流による作業の効率低下が抑制される。
【００１２】
上記の電源装置において、前記制御回路は、定格出力電流の２乗に定格使用率を乗算して得られる値よりも前記使用率基準値を大きな値とするように設定される第２補正係数を前記第１補正係数に加算して許容補正係数を設定し、前記定格出力電流の２乗に前記定格使用率と前記許容補正係数とを乗算して得られる値を前記使用率基準値とすることが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、温度センサにより検出される周囲温度と、装置内部を冷却する冷却ファンの回転速度と、第２補正係数に応じて使用率基準値が調整される。第２補正係数は、定格出力電流Ｉｅと定格使用率αとに基づく基準値よりも使用率基準値を大きくする。そして、使用率基準値と出力電流の２乗の平均値との比較結果に応じて出力電流が制御されるため、定格にて出力電流を制御する場合と比べ、出力電流による作業の効率低下が抑制される。
【００１４】
また上記課題を解決する溶接用電源装置は、上記の電源装置を用い、溶接対象を加工する出力電流を生成するように構成される。
この構成によれば、溶接対象に対する加工における効率低下が抑制される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、効率低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】アーク溶接機のブロック回路図である。
【図２】出力電流と使用率の関係の一例を示す特性図である。
【図３】周囲温度と補正係数の関係の一例を示す特性図である。
【図４】周囲温度と補正係数の関係の一例を示す説明図である。
【図５】回転速度と補正係数の関係の一例を示す特性図である。
【図６】回転速度と補正係数の関係の一例を示す説明図である。
【図７】別例の周囲温度と補正係数の関係を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、一実施形態を説明する。
図１に示すように、アーク溶接機１０は、溶接電源装置（以下、単に電源装置という）１１を有している。電源装置１１のプラス出力端子１１ｐは溶接トーチ１２に接続され、電源装置１１のマイナス出力端子１１ｍは溶接対象（母材）Ｍに接続される。電源装置１１は、商用電源から供給される三相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）の交流入力電力を、設定値に応じた直流出力電力に変換する。この直流出力電力は、溶接トーチ１２に保持された電極（たとえば溶接ワイヤ）と溶接対象Ｍの間にアークを発生する。このように発生するアークにより溶接対象Ｍが加工される。
【００１８】
電源装置１１の整流回路２１は、たとえばダイオードブリッジ回路である。整流回路２１は、交流入力電力を直流電力に変換する。インバータ回路２２は、複数（たとえば４個）のスイッチング素子ＴＲを用いたブリッジ回路を有している。スイッチング素子ＴＲは、たとえば絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ：Insulated Gate Bipolar Transistor）である。インバータ回路２２は、整流回路２１の直流出力電力を高周波の交流電力に変換する。
【００１９】
変圧器２３は、たとえば一次コイルと二次コイルを有するトランスである。変圧器２３は、インバータ回路２２による交流電力を、巻線比に応じた電圧に変換する。整流回路２４は、変圧器２３の出力電圧を直流出力電力に変換する。整流回路２４は、プラス出力端子１１ｐとマイナス出力端子１１ｍに接続されている。整流回路２４の直流出力電力は、溶接トーチ１２に供給される。
【００２０】
インバータ回路２２、変圧器２３、整流回路２４は、電源装置１１の電源回路２０に含まれる。なお、電源回路２０に整流回路２１を含めてもよい。
電圧検出回路２５は、出力端子間の電圧（出力電圧）Ｖｗを検出し、その出力電圧Ｖｗに応じた電圧検出信号Ｖｄを出力する。電流検出回路２６は、出力電流Ｉｗを検出し、その出力電流Ｉｗに応じた電流検出信号Ｉｄを出力する。制御回路３１は、電圧検出信号Ｖｄと電流検出信号Ｉｄに基づいて、制御信号Ｉｃを出力する。インバータ回路２２に含まれるスイッチング素子ＴＲは、制御信号Ｉｃに基づいてオンオフする。制御回路３１は、制御信号Ｉｃに基づいて、スイッチング素子ＴＲのオン期間を制御する。したがって、インバータ回路２２は、制御信号Ｉｃに応じた交流電力を生成する。
【００２１】
電源装置１１には、冷却ファン２７が設置されている。制御回路３１は、制御信号Ｆｃにより冷却ファン２７をオンオフする。オンした冷却ファン２７の送風により、電源装置１１内部のインバータ回路２２等が冷却される。
【００２２】
冷却ファン２７には、回転センサ２７ａが設置されている。回転センサ２７ａは、冷却ファン２７の回転速度（回転数）を検出し、その回転速度（回転数）に応じた回転検出信号Ｆｖを出力する。
【００２３】
電源装置１１には、温度センサ２８が設置されている。温度センサ２８には、たとえばサーミスタ等が使用される。温度センサ２８は、電源装置１１内の所定箇所、たとえば冷却ファン２７近傍の筐体開口部（たとえば空気取り入れ口）に配設されている。温度センサ２８は、周囲温度（雰囲気温度）に応じた温度検出信号Ｔｄを出力する。
【００２４】
制御回路３１は、電流検出信号Ｉｄ、温度検出信号Ｔｄ、回転検出信号Ｆｖに基づいて、出力電流Ｉｗを出力または停止する。
制御回路３１のメモリ３１ａには、定格出力電流Ｉｅ（Ａ）、定格使用率α（％）が設定されている。
【００２５】
図２は、出力電流−使用率特性の一例を示す。図２において、実線にて示す特性曲線Ｌ１は、電源装置１１の定格における出力電流−使用率特性を示す。
電源装置１１には、定格出力電流Ｉｅ，定格使用率αが設定されている。たとえば、定格出力電流Ｉｅは４００（Ａ）、定格使用率αは２５（％）である。この場合、出力電流Ｉｗの設定値を定格出力電流Ｉｅと等しくした場合、１０分間を１周期として、出力電流Ｉｗ（＝４００）による溶接を合計２．５分間行い、残りの７．５分間は溶接を休止する必要がある。出力電流Ｉｗの設定値を２７０（Ａ）とすると、許容使用率は、（定格出力電流／出力設定値）２×定格使用率＝（４００／２７０）２×２５＝５５（％）となる。なお、出力電流Ｉｗの設定値を２００（Ａ）とすると、許容使用率は１００（％）となり、連続溶接が可能となる。
【００２６】
また、制御回路３１のメモリ３１ａには、許容補正係数βが設定されている。
制御回路３１は、温度検出信号Ｔｄに基づいて電源装置１１の周囲の温度（環境温度）Ｔを検出する。また、制御回路３１は、回転検出信号Ｆｖに基づいて、冷却ファン２７の回転速度Ｖを検出する。そして、制御回路３１は、許容補正係数β、定格出力電流Ｉｅ、定格使用率α、環境温度Ｔ、回転速度Ｖに基づいて使用率基準値ＵＡを残出する。
【００２７】
たとえば、制御回路３１は、使用率基準値ＵＡを以下の式に基づいて算出する。
ＵＡ＝（Ｉｅ）２×α×（β＋ｎ（Ｔ，Ｖ））  …［１］
ここで、許容補正係数βは、溶接電源の焼損の発生及び耐久性の低下が生じない範囲で使用率の一時的な超過を可能とする係数である。この許容補正係数βは、「１」より大きな値（たとえば、１．０３〜１．１程度）にて設定される。
【００２８】
補正係数ｎ（Ｔ，Ｖ）は、電源装置１１の使用状態に応じて使用率基準値ＵＡを補正するための係数である。電源装置１１の使用状態は、電源装置１１を使用する環境の温度、電源装置１１の動作状態、を含む。動作状態は、たとえば電源装置１１に含まれる部材を冷却する冷却ファン２７の状態（回転速度、回転数）である。制御回路３１は、温度検出信号Ｔｄと回転検出信号Ｆｖに基づいて、補正係数ｎ（Ｔ，Ｖ）を得る。
【００２９】
ここで、定格出力電流Ｉｅと定格使用率αとに基づく制御を説明する。
たとえば、図２にて実線にて示す特性曲線Ｌ１に基づいて基準値α０を設定する。この基準値α０は、定格出力電流Ｉｅと定格使用率αに基づいて、
α０＝（Ｉｅ）２×α  …［２］
により求められる。つまり、基準値α０は、定格出力電流Ｉｅの２乗に定格使用率αを乗算した結果の値に設定される。そして、この基準値α０を、計測期間Ｔｋ（１０分間）における出力電流Ｉｗの２乗の平均値Ｓｉが越えるとき、出力電流Ｉｗを停止する。
【００３０】
上記の式［１］において、補正係数ｎ（Ｔ，Ｖ）を考慮しない、つまり補正係数ｎ（Ｔ，Ｖ）を「０」とした場合を考える。このときの基準値をα１とする。この基準値α１は、上記の基準値α０に対して許容補正係数βを適用した値となる。そして、この基準値α１は、基準値α０よりも大きい。
【００３１】
図２において、特性曲線Ｌ２は、電源装置１１の特性曲線Ｌ１を、許容補正係数βで補正した出力電流−使用率特性を示す。つまり、許容補正係数βは、定格出力電流Ｉｅと定格使用率αのみにより設定される基準値α０よりも大きな基準値を設定するものである。
【００３２】
そして、補正係数ｎ（Ｔ，Ｖ）は、上記のように許容補正係数βを適用した基準値α１を、環境温度Ｔと回転速度Ｖに応じて補正するものである。
【００３３】
環境温度Ｔと補正係数ｎＴ（Ｔ）の関係の一例を説明する。
図３に示すように、高い環境温度Ｔに対する補正係数ｎＴ（Ｔ）は、低い環境温度Ｔに対する補正係数ｎＴ（Ｔ）よりも値が小さくなるように設定されている。なお、補正係数ｎＴ（Ｔ）は、環境温度Ｔに対して、段階的に変化するように設定されている。
【００３４】
たとえば、電源装置１１が使用される温度範囲の最大値（最高温度）ＴＭＡＸと最小値（最低温度）ＴＭＩＮの間を所定数（図３では８個）の区間に区分し、各区間における補正係数ｎＴ（Ｔ）を用いる。なお、環境温度Ｔに対する区間の数は、任意の値に変更が可能である。
【００３５】
たとえば、温度範囲の最大値ＴＭＡＸは５０（℃）、最小値ＴＭＩＮは−２０（℃）である。
区間の境界を示す温度（区間温度）をＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６，Ｔ７とする。
【００３６】
各区間に応じた補正係数ｎＴ（Ｔ）がメモリ３１ａに格納されている。図１に示す制御回路３１は、環境温度Ｔに応じた補正係数ｎＴ（Ｔ）をメモリ３１ａから読み出す。
図４に示すように、環境温度Ｔが最低温度ＴＭＩＮより低い場合、補正係数には、アラームを発する値が設定されている。アラームを発する値は、格納される数値が表現する最大値（または最小値）であり、たとえば「−９９」である。
【００３７】
環境温度Ｔが最低温度ＴＭＩＮ以上、区間温度Ｔ７未満の場合、補正係数ｎＴ（Ｔ）は、最低温度ＴＭＩＮと区間温度Ｔ７の中間温度（＝（ＴＭＩＮ＋Ｔ７）／２）に応じた値が補正係数ｎＴ（Ｔ）として図１に示すメモリ３１ａに格納されている。
【００３８】
同様に、環境温度Ｔが区間温度Ｔ７以上、区間温度Ｔ６未満の場合、補正係数ｎＴ（Ｔ）は、区間温度Ｔ７と区間温度Ｔ６の中間温度（＝（Ｔ６＋Ｔ７）／２）に応じた値が補正係数ｎＴ（Ｔ）として図１に示すメモリ３１ａに格納されている。
【００３９】
そして、環境温度Ｔが区間温度Ｔ２以上、区間温度Ｔ１以下の場合、補正係数ｎＴ（Ｔ）は、区間温度Ｔ２と区間温度Ｔ１の中間温度（＝（Ｔ１＋Ｔ２）／２）に応じた値が補正係数ｎＴ（Ｔ）として図１に示すメモリ３１ａに格納されている。区間温度Ｔ１は、たとえば定格電流，定格使用率にて電源装置１１の使用が保証される最高温度である。
【００４０】
環境温度Ｔが区間温度Ｔ１より大きく、最高温度ＴＭＡＸ以下の場合、補正係数ｎＴ（Ｔ）は、区間温度ＴＭＡＸと区間温度Ｔ１の中間温度（＝（ＴＭＡＸ＋Ｔ１）／２）に応じた値が補正係数ｎＴ（Ｔ）として図１に示すメモリ３１ａに格納されている。
【００４１】
そして、環境温度Ｔが最高温度ＴＭＡＸより高い場合、上記の最低温度ＴＭＩＮより低い場合と同様に、補正係数にはアラームを発する値が設定されている。
【００４２】
冷却ファン２７の回転速度Ｖと補正係数ｎＶ（Ｖ）の関係の一例を説明する。
図５に示すように、低い回転速度Ｖに対する補正係数ｎＶ（Ｖ）は、高い回転速度Ｖに対する補正係数ｎＶ（Ｖ）よりも値が小さくなるように設定されている。なお、補正係数ｎＶ（Ｖ）は、回転速度Ｖに対して、段階的に変化するように設定されている。
【００４３】
たとえば、電源装置１１が使用される速度範囲の最大値（最高速度）ＶＭＡＸと最小値（最低速度）ＶＭＩＮの間を所定数（図３では８個）の区間に区分し、各区間における補正係数ｎＶ（Ｖ）を用いる。なお、回転速度Ｖに対する区間の数は、任意の値に変更が可能である。
【００４４】
区間の境界を示す速度（区間速度）をＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５，Ｖ６，Ｖ７とする。
各区間に応じた補正係数ｎＶ（Ｖ）がメモリ３１ａに格納されている。図１に示す制御回路３１は、回転速度Ｖに応じた補正係数ｎＶ（Ｖ）をメモリ３１ａから読み出す。
【００４５】
図６に示すように、回転速度Ｖが最低速度ＶＭＩＮより低い場合、補正係数には、アラームを発する値が設定されている。アラームを発する値は、格納される数値が表現する最大値（または最小値）であり、たとえば「−９９」である。
【００４６】
回転速度Ｖが最低速度ＶＭＩＮ以上、区間速度Ｖ７未満の場合、補正係数ｎＶ（Ｖ）は、最低速度ＶＭＩＮと区間速度Ｖ７の中間速度（＝（ＶＭＩＮ＋Ｖ７）／２）に応じた値が補正係数ｎＶ（Ｖ）として図１に示すメモリ３１ａに格納されている。
【００４７】
同様に、回転速度Ｖが区間速度Ｖ７以上、区間速度Ｖ６未満の場合、補正係数ｎＶ（Ｖ）は、区間速度Ｖ７と区間速度Ｖ６の中間速度（＝（Ｖ６＋Ｖ７）／２）に応じた値が補正係数ｎＶ（Ｖ）として図１に示すメモリ３１ａに格納されている。
【００４８】
そして、回転速度Ｖが区間速度Ｖ２以上、区間速度Ｖ１以下の場合、補正係数ｎＶ（Ｖ）は、区間速度Ｖ２と区間速度Ｖ１の中間速度（＝（Ｖ１＋Ｖ２）／２）に応じた値が補正係数ｎＶ（Ｖ）として図１に示すメモリ３１ａに格納されている。区間速度Ｖ１は、たとえば冷却ファン２７の標準的な回転速度である。冷却ファン２７は、個々の製品において回転数にばらつきがある。標準的な回転速度は、たとえば回転速度のばらつきの範囲の中央の値である。
【００４９】
回転速度Ｖが区間速度Ｖ１より大きく、最高速度ＶＭＡＸ以下の場合、補正係数ｎＶ（Ｖ）は、区間速度ＶＭＡＸと区間速度Ｖ１の中間速度（＝（ＶＭＡＸ＋Ｖ１）／２）に応じた値が補正係数ｎＶ（Ｖ）として図１に示すメモリ３１ａに格納されている。
【００５０】
図１に示す制御回路３１は、環境温度Ｔに対する補正係数ｎＴ（Ｔ）と、回転速度Ｖに対する補正係数ｎＶ（Ｖ）に基づいて、補正係数ｎ（Ｔ，Ｖ）を算出する。たとえば、制御回路３１は、以下の式、
ｎ（Ｔ，Ｖ）＝ｎＴ（Ｔ）＋ｎＶ（Ｖ）  …［３］
により補正係数ｎ（Ｔ，Ｖ）を算出する。
【００５１】
制御回路３１は、所定の計測期間Ｔｋにおける出力電流Ｉｗの２乗の平均値Ｓｉを、
Ｓｉ＝（１／Ｔｋ）×∫（Ｉｗ）２ｄｔ  …［４］
に基づいて算出する。なお、計測期間Ｔｋは、溶接電源の場合、１０（分）（＝６００秒）である。
【００５２】
なお、制御回路３１は、出力電流Ｉｗを所定のサンプリング周期Ｔｓ（秒）にてサンプリングし、サンプリング結果をアナログ／デジタル変換（Ａ／Ｄ変換）して出力電流のデジタル値Ｉｄ（ｍ）を得る。すると、上記の平均値Ｓｉは、
Ｓｉ（ｍ）＝（Ｄ（ｍ−ｋ−１）＋…＋Ｄ（ｍ））／ｋ  …［５］
により得られる。ただし、Ｄ（ｍ）＝Ｉｄ（ｍ）２であり、ｋは計測期間Ｔｋ（１０分間）におけるサンプリングにより得られるデジタル値の数であり、ｋ＝Ｔｋ／Ｔｓである。この式によって、制御回路３１は、計測期間Ｔｋ（１０分間）にわたる出力電流Ｉｗの２乗の平均値Ｓｉを得る。そして、制御回路３１は、サンプリングを継続的に実施し、サンプリング周期Ｔｓごとに平均値Ｓｉを算出する。
【００５３】
サンプリング周期Ｔｓは、たとえば１秒に設定される。たとえば、電流検出回路２６は、ローパスフィルタ（カットオフ周波数１〜１０Ｈｚ程度）に通して出力電流Ｉｗを検出する。このローパスフィルタは、出力電流Ｉｗを平滑化する。これにより制御回路３１は、出力電流Ｉｗに応じた平均値Ｓｉを得る。なお、ローパスフィルタを制御回路３１に設けてもよい。
【００５４】
なお、短いサンプリング周期Ｔｓ（たとえば、１００μｓ）の設定により、出力電流の変化に応じたデジタル値が得られる。このような設定は、膨大なデータ（ｋ＝６，０００，０００）を保持するメモリや高速な演算処理を必要とし、コストの上昇を招く。
【００５５】
制御回路３１は、平均値Ｓｉを使用率基準値ＵＡと比較する。そして、制御回路３１は、比較結果に基づいて、出力電流Ｉｗを出力または停止する。たとえば、制御回路３１は、平均値Ｓｉが使用率基準値ＵＡより小さい（Ｓｉ＜ＵＡ）場合、出力電流Ｉｗを継続して出力する。そして、制御回路３１は、平均値Ｓｉが使用率基準値ＵＡ以上（Ｓｉ≧ＵＡ）の場合、出力電流Ｉｗを停止する。
【００５６】
次に、上記の電源装置１１の作用を説明する。
電源装置１１の制御回路３１は、温度検出信号Ｔｄに基づいて環境温度Ｔを刻々と算出する。また、制御回路３１は、回転検出信号Ｆｖに基づいて冷却ファン２７の回転速度Ｖを刻々と算出する。そして、制御回路３１は、定格出力電流Ｉｅ、定格使用率α、許容補正係数β、環境温度Ｔ、回転速度Ｖに基づいて、使用率基準値ＵＡを刻々と算出する。
【００５７】
また、制御回路３１は、出力電流Ｉｗの２乗の平均値Ｓｉを算出する。たとえば、上記したように、サンプリング周期Ｔｓごとに出力電流Ｉｗをサンプリングしてデジタル値Ｉｄを得る。そして、上記の式［５］によって、平均値Ｓｉを算出する。
【００５８】
そして、制御回路３１は、平均値Ｓｉと使用率基準値ＵＡを比較する。制御回路３１は、比較結果に応じてインバータ回路２２に対する制御信号Ｉｃを出力する。
たとえば、制御回路３１は、平均値Ｓｉが使用率基準値ＵＡより小さい場合、インバータ回路２２のスイッチング素子ＴＲをオンオフするように制御信号Ｉｃを出力する。これにより、インバータ回路２２は、スイッチング素子ＴＲのオンオフに応じた交流電力を出力する。この交流電力に基づいて、出力電流Ｉｗが出力される。
【００５９】
一方、平均値Ｓｉが使用率基準値ＵＡに到達する、または平均値Ｓｉが使用率基準値ＵＡを越えると、制御回路３１は、制御信号Ｉｃにより、インバータ回路２２のスイッチング素子ＴＲのオンオフを停止する。これにより、出力電流Ｉｗが停止される。
【００６０】
上記の使用率基準値ＵＡは、環境温度Ｔ、回転速度Ｖに応じて変化する。
たとえば、環境温度Ｔが上昇すると、制御回路３１は、その環境温度Ｔに応じて使用率基準値ＵＡを小さくする。つまり、図２に示す特性曲線Ｌ２を、矢印Ａ１にて示す方向に移動させる。この場合、出力電流Ｉｗにおける使用率が小さくなる。制御回路３１は、使用率基準値ＵＡと平均値Ｓｉの比較結果に基づいて、出力電流Ｉｗを停止する。これにより、環境温度Ｔが上昇した高温時において、出力電流Ｉｗを出力する期間が制限され、電源装置１１におけるインバータ回路２２や変圧器２３等の温度が規定の温度（許容温度）を超えることが抑制される。
【００６１】
一方、環境温度Ｔが低下すると、制御回路３１は、その環境温度Ｔに応じて使用率基準値ＵＡを大きくする。つまり、図２に示す特性曲線Ｌ２を、矢印Ａ２にて示す方向に移動させる。この場合、出力電流Ｉｗにおける使用率が大きくなる。制御回路３１は、使用率基準値ＵＡと平均値Ｓｉの比較結果に基づいて、出力電流Ｉｗを停止する。これにより、環境温度Ｔが低下した低温時において、出力電流Ｉｗを出力する期間が長くなる。つまり、出力電流Ｉｗによる処理（溶接）の時間が長くなる。このため、作業が中断され難くなり、作業効率の低下が抑制される。
【００６２】
冷却ファン２７は、個体差により回転速度Ｖが異なる。また、冷却ファン２７は、経年変化により回転速度Ｖが低下する場合がある。これらにより、回転速度Ｖが低い冷却ファン２７では、電源装置１１の内部温度が高くなる。制御回路３１は、使用率基準値ＵＡを、冷却ファン２７の回転速度Ｖに応じて小さくする。つまり、図２に示す特性曲線Ｌ２を、矢印Ａ１にて示す方向に移動させる。これにより、出力電流Ｉｗを出力する期間が短くなり、電源装置１１におけるインバータ回路２２や変圧器２３等の温度が規定の温度（許容温度）を超えることが抑制される。
【００６３】
一方、冷却ファン２７の回転速度Ｖが高い場合、電源装置１１の内部温度が低くなる。制御回路３１は、回転速度Ｖに応じて使用率基準値ＵＡを、冷却ファン２７の回転速度Ｖに応じて大きくする。つまり、図２に示す特性曲線Ｌ２を、矢印Ａ２にて示す方向に移動させる。これにより、出力電流Ｉｗを出力する期間が長くなる。つまり、出力電流Ｉｗによる処理（溶接）の時間が長くなる。このため、作業が中断され難くなり、作業効率の低下が抑制される。
【００６４】
以上記述したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）制御回路３１は、計測期間Ｔｋにおける出力電流Ｉｗの２乗の平均値Ｓｉを刻々と算出する。制御回路３１は、温度センサ２８から出力される温度検出信号Ｔｄに基づいて環境温度Ｔを得る。また、制御回路３１は、回転センサ２７ａから出力される回転検出信号Ｆｖに基づいて、冷却ファン２７の回転速度Ｖを得る。制御回路３１は、環境温度Ｔと回転速度Ｖに応じた補正係数ｎ（Ｔ，Ｖ）に基づいて、使用率基準値ＵＡを算出する。そして、制御回路３１は、平均値Ｓｉと使用率基準値ＵＡとを比較し、比較結果に応じてインバータ回路２２を制御し、出力電流Ｉｗを出力または停止する。このように、環境温度Ｔと冷却ファン２７の回転速度Ｖに応じた使用率基準値ＵＡを用いることで、電源装置１１の定格（定格出力電流Ｉｅ，定格使用率α）により出力電流Ｉｗを制御する場合とくらべ、作業効率の低下を抑制することができる。
【００６５】
（２）環境温度Ｔと冷却ファン２７の回転速度Ｖに応じた使用率基準値ＵＡを用いる。これにより、たとえば、環境温度Ｔが上昇した場合に、使用率基準値ＵＡを小さくすることで、出力電流Ｉｗを出力する期間を短くし、電源装置１１におけるインバータ回路２２や変圧器２３等の温度が規定の温度（許容温度）を超えることを抑制することができる。また、冷却ファン２７の回転速度Ｖが低い場合、使用率基準値ＵＡを小さくすることで、出力電流Ｉｗを出力する期間を短くし、電源装置１１におけるインバータ回路２２や変圧器２３等の温度が規定の温度（許容温度）を超えることを抑制することができる。
【００６６】
尚、上記各実施形態は、以下の態様で実施してもよい。
・上記実施形態では、環境温度Ｔと回転速度Ｖに基づく補正係数ｎ（Ｔ，Ｖ）を用いて使用率基準値ＵＡを算出したが、環境温度Ｔと回転速度Ｖのいずれか一方に基づいて使用率基準値ＵＡを算出するようにしてもよい。たとえば、環境温度Ｔに比例する補正係数ｎＴ（Ｔ）を用いる。この場合、図１に示す制御回路３１は、使用率基準値ＵＡを、
ＵＡ＝（Ｉｅ）２×α×（β＋ｎＴ（Ｔ））  …［６］
により算出する。
【００６７】
このような使用率基準値ＵＡは、たとえば冷却ファンを備えていない電源装置、等に適用される。このような電源装置においても、上記の実施形態と同様に、効率低下や信頼性低下を抑制することができる。
【００６８】
また、環境温度Ｔと同様に、回転速度Ｖに対して比例する補正係数ｎＶ（Ｖ）を用いてもよい。この場合、制御回路３１は、使用率基準値ＵＡを、
ＵＡ＝（Ｉｅ）２×α×（β＋ｎＶ（Ｖ））  …［７］
により算出する。このような使用率基準値ＵＡを適用した電源装置においても、上記実施形態と同様の効果を奏する。
【００６９】
・上記実施形態では、環境温度Ｔと回転速度Ｖに対して段階的に設定した補正係数を用いたが、他の方法により設定した補正係数を用いてもよい。
たとえば、図７に示すように、環境温度Ｔに対する補正係数ｎＴ（Ｔ）を用いて使用率基準値ＵＡを算出するようにしてもよい。このような補正係数ｎＴ（Ｔ）は、たとえば環境温度Ｔに基づいて補正係数ｎＴ（Ｔ）を算出する演算式（たとえば、一次関数）により求めることができる。図１に示す制御回路３１は、演算式にしたがって環境温度Ｔに対する補正係数ｎＴ（Ｔ）を算出する。
【００７０】
なお、図面は省略するが、冷却ファン２７の回転速度Ｖについても同様である。すなわち、制御回路３１は、演算式（たとえば、一次関数）を用い、回転速度Ｖに基づいて補正係数ｎＶ（Ｖ）を算出する。そして、制御回路３１は、上記の式［１］にしたがって、使用率基準値ＵＡを算出する。
【００７１】
これらの使用率基準値ＵＡを適用した電源装置においても、上記実施形態と同様に、効率低下を抑制することができる。また、信頼性低下を抑制することができる。
【符号の説明】
【００７２】
１１  電源装置
２０  電源回路
２６  電流検出回路
２７  冷却ファン
２７ａ  回転センサ
２８  温度センサ
３１  制御回路
Ｍ  溶接対象
Ｉｗ  出力電流
Ｉｅ  定格出力電流
α  定格使用率
ＵＡ  使用率基準値
ｎ（Ｔ，Ｖ）  補正係数（第１補正係数）
ｎＴ（Ｔ）  補正係数（第１補正係数）
ｎＶ（Ｖ）  補正係数（第１補正係数）
β  許容補正係数（第２補正係数）
Ｓｉ  平均値
Ｔ  環境温度（周囲温度）
Ｖ  回転速度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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