(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
共通の負荷に並列接続される複数の電源装置を備えた電源システムであって、
第１の前記電源装置は、
前記負荷へ出力する電圧又は電流を制御するための制御情報を算出する制御情報算出部と、
該制御情報算出部にて算出された制御情報に基づいて、前記負荷へ出力する電圧又は電流を制御する制御部と、
前記制御情報算出部にて算出された制御情報を第２の前記電源装置へ送信する制御情報送信部と
を備え、
前記第２の電源装置は、
前記第１の電源装置から送信された制御情報を受信する制御情報受信部と、
該制御情報受信部にて受信した制御情報に基づいて、前記負荷へ出力する電圧又は電流を制御する制御部と、
自装置から前記負荷へ出力された電流を検出する電流検出部と、
該電流検出部にて検出された電流を示す電流情報を前記第１の電源装置へ送信する電流情報送信部と
を備え、
前記第１の電源装置は、更に、
前記第２の電源装置から送信された電流情報を受信する電流情報受信部と、
自装置から前記負荷へ出力された電流を検出する電流検出部と、
自装置から前記負荷へ出力された電圧を検出する電圧検出部と
を備え、
前記制御情報算出部は、
前記電流情報受信部にて受信した電流情報が示す電流と、前記第１の電源装置が備える前記電流検出部にて検出された電流と、前記電圧検出部にて検出された電圧とに基づいて、前記負荷へ出力する電圧又は電流を制御するための制御情報を算出するようにしてあり、 
更に前記第１の電源装置及び前記第２の電源装置は、
前記負荷へ電圧又は電流を出力していない場合、パケット通信にて情報を送受信し、前記負荷へ電圧又は電流を出力している場合、所定量データを送受信する非パケット通信にて情報を送受信する電源システム。
【請求項２】
前記第１の電源装置及び前記第２の電源装置は、自装置の動作状態を示す表示部を備え、
前記第１の電源装置の表示部は、
前記第１の電源装置が動作している場合、前記第１の電源装置にて検出された電流と、前記電流情報受信部にて受信した電流情報が示す電流とを加算して得られる電流及び前記電圧検出部にて検出された電圧を表示し、
前記第２の電源装置の表示部は、
前記第２の電源装置が動作している場合、所定情報を表示する
請求項１に記載の電源システム。
【請求項３】
前記第１の電源装置の制御部は、
前記電流情報受信部が電流情報を受信していない場合、自装置の動作を停止させる
請求項１又は請求項２に記載の電源システム。
【請求項４】
前記第１の電源装置は、
前記電流情報受信部にて受信した電流情報が示す電流が所定の閾値未満であるか否かを判定する判定部を備え、
該判定部が閾値未満であると判定した場合、自装置の動作を停止させる
請求項１〜請求項３までのいずれか一項に記載の電源システム。
【請求項５】
前記第２の電源装置は、
自装置の異常の有無を示す異常情報を前記第１の電源装置へ送信する異常情報送信部を備え、
前記第１の電源装置は、
前記第２の電源装置から送信された異常情報を受信する異常情報受信部を備え、
前記第１の電源装置の制御部は、
前記異常情報受信部にて受信した異常情報に応じて、自装置の動作を停止させる
請求項１〜請求項４までのいずれか一項に記載の電源システム。
【請求項６】
前記複数の電源装置は、アーク溶接に係る負荷へ給電を行う
請求項１〜請求項５までのいずれか一項に記載の電源システム。
【請求項７】
前記電源装置は、
前記負荷へ出力する電圧又は電流を制御するためのインバータを備え、
前記制御部は、
前記インバータへパルス信号を出力することによって、前記負荷へ出力する電圧又は電流を制御しており、
前記制御情報送信部は、
前記制御部が出力するパルス信号のオフ期間に制御情報を送信する
請求項１〜請求項６までのいずれか一項に記載の電源システム。
【請求項８】
前記電流情報送信部は、
前記制御部が出力するパルス信号のオフ期間に電流情報を送信する
請求項７に記載の電源システム。
【請求項９】
前記第２の電源装置は、
非パケット通信にて情報を送受信しており、前記制御情報を所定時間以上受信しなかった場合、通信方式をパケット通信に切り替える
請求項１〜請求項８までのいずれか一項に記載の電源システム。
【請求項１０】
負荷へ電圧及び電流を出力する電源装置であって、
前記負荷へ出力された電流を検出する電流検出部と、
前記負荷へ出力された電圧を検出する電圧検出部と、
他の電源装置から前記負荷へ出力された電流を示す電流情報を受信する電流情報受信部と、
該電流情報受信部にて受信した電流情報が示す電流と、前記電流検出部にて検出された電流と、前記電圧検出部にて検出された電圧とに基づいて、前記負荷へ出力する電圧又は電流を制御するための制御情報を算出する制御情報算出部と、
該制御情報算出部にて算出された制御情報に基づいて、前記負荷へ出力する電圧又は電流を制御する制御部と、
前記制御情報算出部にて算出された制御情報を前記他の電源装置へ送信する制御情報送信部と
を備え、
前記負荷へ電圧又は電流を出力していない場合、パケット通信にて情報を送受信し、前記負荷へ電圧又は電流を出力している場合、所定量データを送受信する非パケット通信にて情報を送受信する電源装置。
【請求項１１】
前記電流検出部にて検出された電流を示す電流情報を前記他の電源装置へ送信する電流
情報送信部と、
前記他の電源装置から送信された制御情報を受信する制御情報受信部と、
前記制御情報算出部にて算出された制御情報に基づく第１制御方式、及び前記制御情報受信部にて受信した制御情報に基づく第２制御方式を選択するための操作部と
を備え、
前記制御部は、
前記第１制御方式が選択された場合、前記制御情報算出部にて算出された制御情報に基づいて前記負荷へ出力する電圧又は電流を制御し、前記第２制御方式が選択された場合、前記制御情報受信部にて受信した制御情報に基づいて前記負荷へ出力する電圧又は電流を制御する
請求項１０に記載の電源装置。
【請求項１２】
非パケット通信にて情報を送受信しており、前記制御情報を所定時間以上受信しなかった場合、通信方式をパケット通信に切り替える
請求項１０又は請求項１１に記載の電源装置。
【請求項１３】
アーク溶接に係る負荷へ給電を行う
請求項１０〜請求項１２までのいずれか一項に記載の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、共通の負荷に並列接続される複数の電源装置を備えた電源システム及び当該電源システムを構成する電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
アーク溶接機、アーク切断機等、５００〜１０００Ａを超える大電流を必要とする器機がある。特許文献１には、商用交流をＡＣ／ＤＣ変換する複数のスイッチングコンバータ回路を並列接続してなり、アーク溶接機へ大電流を出力することができる電源装置が開示されている。各スイッチングコンバータ回路の動作は一つのコントローラによって制御されており、全体として一台の電源装置を構成している。当該コントローラは、各スイッチングコンバータから出力され、合流した電流を検出し、検出された電流が目標電流と一致するように各スイッチングコンバータ回路をＰＷＭ制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１２９６６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ただ、このように一台の装置で大電流を出力するように構成された電源装置は、長時間運転に耐え得る耐熱設計、安全設計等、種々の問題を抱えており、一般的に高価である。
【０００５】
一方、既存の複数の電源装置を共通の負荷に並列接続し、各電源装置から当該負荷へ電流を供給することも考えられている。しかし、各電源装置は、基本的に個別に動作し、出力電流が目標電流に一致するように制御されている。このため、各電源装置から負荷へ供給される電流が安定しないという問題がある。例えば、溶接負荷は、短絡負荷、アーク負荷、無負荷へと短時間で頻繁に変化するために、電流は過渡状態の連続となる。
並列接続された各電源装置から負荷へ出力される電流等を外部制御装置にて監視し、各電源装置の動作を補正することも考えられるが、外部制御装置を導入するための設備コストが掛かるという問題がある。また、各電源装置が個別に動作していることには変わりが無く、負荷へ出力される電流の安定性に欠けるという問題がある。
【０００６】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、共通の負荷に並列接続される複数の電源装置を備えた電源システムであって、外部制御装置を導入すること無く、各電源装置から負荷へ出力される電流を安定的に制御することができる電源システム、及び当該電源システムを構成する電源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る電源システムは、共通の負荷に並列接続される複数の電源装置を備えた電源システムであって、第１の前記電源装置は、前記負荷へ出力する電圧又は電流を制御するための制御情報を算出する制御情報算出部と、該制御情報算出部にて算出された制御情報に基づいて、前記負荷へ出力する電圧又は電流を制御する制御部と、前記制御情報算出部にて算出された制御情報を第２の前記電源装置へ送信する制御情報送信部とを備え、前記第２の電源装置は、前記第１の電源装置から送信された制御情報を受信する制御情報受信部と、該制御情報受信部にて受信した制御情報に基づいて、前記負荷へ出力する電圧又は電流を制御する制御部と、自装置から前記負荷へ出力された電流を検出する電流検出部と、該電流検出部にて検出された電流を示す電流情報を前記第１の電源装置へ送信する電
流情報送信部とを備え、前記第１の電源装置は、更に、前記第２の電源装置から送信された電流情報を受信する電流情報受信部と、自装置から前記負荷へ出力された電流を検出する電流検出部と、自装置から前記負荷へ出力された電圧を検出する電圧検出部とを備え、前記制御情報算出部は、前記電流情報受信部にて受信した電流情報が示す電流と、前記第１の電源装置が備える前記電流検出部にて検出された電流と、前記電圧検出部にて検出された電圧とに基づいて、前記負荷へ出力する電圧又は電流を制御するための制御情報を算出する。
【０００８】
本発明にあっては、共通の負荷に並列接続される第１及び第２の電源装置が相互に通信を行い、第１の電源装置が電源システム全体の出力を制御する。従って、各電源装置から負荷へ出力される電流を安定的に制御することができる。
具体的には、第１の電源装置は、負荷への出力を制御するための制御情報を算出する。そして、第１の電源装置は、算出して得た制御情報に基づいて自装置の出力を制御すると共に、当該制御情報を第２の電源装置へ送信する。
第２の電源装置は、出力を制御するための制御情報の算出を行わず、第１の電源装置から送信された制御情報を受信し、第１の電源装置が算出した制御情報に基づいて自装置の出力を制御する。そして、第２の電源装置は、自装置から負荷へ出力された電流を検出し、電流情報を第１の電源装置へ送信する。
第１の電源装置は、第２の電源装置から送信された電流情報を受信し、受信した電流情報が示す電流と、自装置で検出した電流及び電圧とに基づいて、制御情報を算出する。ここで算出される制御情報は、第１及び第２の電源装置から出力された電流及び電圧に基づいて算出されるものであり、電源システム全体の出力を制御することが可能な情報である。第１及び第２の電源装置は、かかる制御情報に基づいて、出力を制御しているため、各電源装置から負荷へ出力される電流が不安定になることは無く、出力の安定的な制御が可能になる。
【０００９】
本発明に係る電源システムは、前記第１の電源装置及び前記第２の電源装置は、自装置の動作状態を示す表示部を備え、前記第１の電源装置の表示部は、前記第１の電源装置が動作している場合、前記第１の電源装置にて検出された電流と、前記電流情報受信部にて受信した電流情報が示す電流とを加算して得られる電流及び前記電圧検出部にて検出された電圧を表示し、前記第２の電源装置の表示部は、前記第２の電源装置が動作している場合、所定情報を表示する。
【００１０】
本発明にあっては、電源システム全体の制御を行っている第１の電源装置の表示部には、電源システムから負荷へ出力されている電流及び電圧が表示され、第２の電源装置には所定情報が表示される。
従って、使用者は、第１の電源装置の表示部を用いて、電源システムから負荷へ出力されている電流及び電圧の情報を確認することができる。また、第２の電源装置の表示部に所定情報を表示することによって、使用者に無用な混乱を与えないようにすることができる。例えば、第１及び第２の電源装置の表示部にそれぞれ数値が表示されていると、使用者は、各表示部に表示される数値の意味、関係を確認しようとするため、不要な確認作業負担を与えてしまう。本願によれば、電圧及び電流を第１の電源装置の表示部にのみ表示する構成であるため、かかる確認作業負担を使用者に与えることを避けることができる。
【００１１】
本発明に係る電源システムは、前記第１の電源装置の制御部は、前記電流情報受信部が電流情報を受信していない場合、自装置の動作を停止させる。
【００１２】
本発明にあっては、第１の電源装置は、第２の電源装置から送信されるはずの電流情報を受信していない場合、第２の電源装置との通信に異常があるものとして、自装置の動作を停止する。第１の電源装置の動作が停止すると、第２の電源装置の動作も停止する。従
って、電源装置間の通信に異常があった場合、電源システム全体を停止させ、安全を確保することができる。また、電源システムを保全することができる。
【００１３】
本発明に係る電源システムは、前記第１の電源装置は、前記電流情報受信部にて受信した電流情報が示す電流が所定の閾値未満であるか否かを判定する判定部を備え、該判定部が閾値未満であると判定した場合、自装置の動作を停止させる。
【００１４】
本発明にあっては、第１の電源装置は、自装置が電流を出力しているにも関わらず、第２の電源装置から出力される電流が閾値未満である場合、第２の電源装置に異常があるものとして、自装置の動作を停止する。第１の電源装置の動作が停止すると、第２の電源装置の動作も停止する。従って、第２の電源装置の出力に異常があった場合、電源システム全体を停止させ、安全を確保することができる。また、電源システムを保全することができる。
なお、閾値は、第２の電源装置から電流が出力されているか否かを判定するための値である。
【００１５】
本発明に係る電源システムは、前記第２の電源装置は、自装置の異常の有無を示す異常情報を前記第１の電源装置へ送信する異常情報送信部を備え、前記第１の電源装置は、前記第２の電源装置から送信された異常情報を受信する異常情報受信部を備え、前記第１の電源装置の制御部は、前記異常情報受信部にて受信した異常情報に応じて、自装置の動作を停止させる。
【００１６】
本発明にあっては、第１の電源装置は、第２の電源装置の異常の有無を示す異常情報を受信しており、第２の電源装置の動作状態に応じて、自装置の動作を停止する。第１の電源装置の動作が停止すると、第２の電源装置の動作も停止する。従って、第２の電源装置に何らかの異常があった場合、電源システム全体を停止させることができる。例えば、第２の電源装置に過電流が発生した場合、電源システム全体を停止させることができ、安全を確保することができる。また、電源システムを保全することができる。
【００１７】
本発明に係る電源システムは、前記複数の電源装置は、アーク溶接に係る負荷へ給電を行う。
【００１８】
本発明にあっては、電源システムは、アーク溶接に係る負荷へ大電流を供給することができる。
【００１９】
本発明に係る電源システムは、前記電源装置は、前記負荷へ出力する電圧又は電流を制御するためのインバータを備え、前記制御部は、前記インバータへパルス信号を出力することによって、前記負荷へ出力する電圧又は電流を制御しており、前記制御情報送信部は、前記制御部が出力するパルス信号のオフ期間に制御情報を送信する。
【００２０】
本発明にあっては、各電源装置の制御部は、パルス信号をインバータへ出力することによって、負荷へ出力する電圧又は電流を制御する。パルス信号は、例えばＰＷＭ信号である。ところで、本発明に係る電源システムにおいては、複数の電源装置間で、電源制御に係る制御情報を送受信する構成であるため、高速な通信が必要である。このため、通信の信頼性を向上させる複雑な処理を行うことは難しく、耐ノイズ性の低い通信となる可能性がある。
そこで、第１の電源装置の制御情報送信部は、パルス信号のオフ期間に制御情報を第２の電源装置へ送信する。パルス信号のオフ期間に制御情報を送受信することにより、インバータの動作に起因するノイズが当該制御情報に乗ることを避けることができ、電源装置間の通信安定性を向上させることができる。なお、制御部によるインバータ制御と、前記
制御情報送信部による情報送信とは、同期していることが前提である。
【００２１】
本発明に係る電源システムは、前記電流情報送信部は、前記制御部が出力するパルス信号のオフ期間に電流情報を送信する。
【００２２】
本発明にあっては、第２の電源装置の電流情報送信部は、パルス信号のオフ期間に電流情報を第２の電源装置へ送信する。従って、インバータの動作に起因するノイズが当該電流情報に乗ることを避けることができ、電源装置間の通信安定性を向上させることができる。
【００２３】
本発明に係る電源システムは、前記第１の電源装置及び前記第２の電源装置が、前記負荷へ電圧又は電流を出力していない場合、パケット通信にて情報を送受信し、前記負荷へ電圧又は電流を出力している場合、所定量データを送受信する非パケット通信にて情報を送受信する。
【００２４】
本発明にあっては、高速通信が必要な溶接動作中においては、非パケット通信にて情報を送受信する。一方、高速通信が不要な非溶接動作中においては、パケット通信にて情報を送受信する。以下、溶接動作中に行う通信方式を適宜、ダイレクト通信モード、非溶接動作中に行う通信方式を、コマンド通信モードと呼ぶ。
例えば、各電源装置は、溶接動作中のダイレクト通信モードにおいては、負荷へ出力する電圧又は電流を制御するための制御情報を所定量データとして、非パケット通信にて送受信する。所定量データは、固定ビット配列のデータ、例えば３２ビットのデータである。ダイレクト通信モード時に送受信される情報は、所定量データの範囲内に収められる。ダイレクト通信モードにおいては、扱えるデータ量が小さい反面、送受信するデータを固定ビット配列に収めるため、高速通信が可能となり、データの取りこぼしに対する頑健性を得ることができる。
一方、各電源装置は、非溶接動作中、例えば溶接ワイヤのインチング動作中においては、溶接ワイヤの送給に係る情報をパケット通信にて送受信する。非溶接動作中のコマンド通信モードにおいては、各電源装置は多様な情報を送受信することができる。電源装置は、パケットのヘッダ情報を参照することによって、コマンド通信モードにおけるデータを、ダイレクト通信モードにおけるデータと区別することができる。
【００２５】
本発明に係る電源システムは、前記第２の電源装置は、非パケット通信にて情報を送受信しており、前記制御情報を所定時間以上受信しなかった場合、通信方式をパケット通信に切り替える。
【００２６】
第１及び第２の電源装置がパケット通信を行っている場合、即ちコマンド通信モードにある場合、通信の信頼性は高く、溶接開始時に第１及び第２の電源装置は問題なく非パケット通信であるダイレクト通信モードに切り替えることができる。
一方、第１及び第２の電源装置が非パケット通信を行っている場合、即ちダイレクト通信モードにある場合、溶接終了時の通信に失敗し、第１の電源装置の通信方式がパケット通信に切り替えられたにもかかわらず、第２の電源装置の通信方式が非パケット通信のままになるおそれがある。しかし、本発明に係る第２の電源装置は、所定時間以上、前記負荷へ出力する電圧又は電流を制御するための制御情報を受信しない場合、つまり非溶接動作中にある場合、第２の電源装置は能動的に通信方式をコマンド通信モードに切り替える。前記制御情報を受信しない場合には、パケット通信に係る情報を受信している状況、出力ゼロを示す制御情報を受信している状況等が含まれる。従って、第１及び第２の電源装置は、溶接終了時に通信方式を確実にコマンド通信モードに切り替えることができる。
【００２７】
本発明に係る電源装置は、負荷へ電圧及び電流を出力する電源装置であって、前記負荷へ出力された電流を検出する電流検出部と、前記負荷へ出力された電圧を検出する電圧検出部と、他の電源装置から前記負荷へ出力された電流を示す電流情報を受信する電流情報受信部と、該電流情報受信部にて受信した電流情報が示す電流と、前記電流検出部にて検出された電流と、前記電圧検出部にて検出された電圧とに基づいて、前記負荷へ出力する電圧又は電流を制御するための制御情報を算出する制御情報算出部と、該制御情報算出部にて算出された制御情報に基づいて、前記負荷へ出力する電圧又は電流を制御する制御部と、前記制御情報算出部にて算出された制御情報を前記他の電源装置へ送信する制御情報送信部とを備える。
【００２８】
本発明にあっては、電源装置は、上述の電源システムを構成し、自装置及び他の電源装置から負荷へ出力される電流を安定的に制御することができる。
【００２９】
本発明に係る電源装置は、前記電流検出部にて検出された電流を示す電流情報を前記他の電源装置へ送信する電流情報送信部と、前記他の電源装置から送信された制御情報を受信する制御情報受信部と、前記制御情報算出部にて算出された制御情報に基づく第１制御方式、及び前記制御情報受信部にて受信した制御情報に基づく第２制御方式を選択するための操作部とを備え、前記制御部は、前記第１制御方式が選択された場合、前記制御情報算出部にて算出された制御情報に基づいて前記負荷へ出力する電圧又は電流を制御し、前記第２制御方式が選択された場合、前記制御情報受信部にて受信した制御情報に基づいて前記負荷へ出力する電圧又は電流を制御する。
【００３０】
本発明にあっては、電源装置の操作部を操作することによって、自装置を上述の第１の電源装置として機能させるか、第２の電源装置として機能させるかを選択することができる。従って、本願に係る電源装置を複数用意して並列接続し、一つの電源装置を第１の電源装置として機能させ、他の電源装置を第２の電源装置として機能させることができ、上述の電源システムを構成することができる。
任意の電源装置を第１の電源装置又は第２の電源装置として切り替えて機能させることができるため、第１の電源装置として機能している電源装置が故障した場合であっても、第２の電源装置として機能している複数の電源装置の内、一つの電源装置を第１の電源装置として機能するように切り替えることによって、電源システムを再構築することができる。
【００３１】
本発明に係る電源装置は、前記負荷へ電圧又は電流を出力していない場合、パケット通信にて情報を送受信し、前記負荷へ電圧又は電流を出力している場合、所定量データを送受信する非パケット通信にて情報を送受信する。
【００３２】
本発明にあっては、電源装置は、溶接動作中においては、負荷へ出力する電圧又は電流を制御するための制御情報を所定量データとして、非パケット通信にて送受信する。溶接動作中のダイレクト通信モードにおいては、高速通信が可能となり、データの取りこぼしに対する頑健性を得ることができる。
一方、電源装置は、非溶接動作中においては、溶接ワイヤの送給に係る情報をパケット通信にて送受信する。非溶接動作中のコマンド通信モードにおいては、各電源装置は多様な情報を送受信することができる。
【００３３】
本発明に係る電源装置は、前記負荷へ電圧又は電流を出力していない場合、パケット通信にて情報を送受信し、前記負荷へ電圧又は電流を出力している場合、所定量データを送受信する非パケット通信にて情報を送受信するようにしてあり、非パケット通信にて情報を送受信しており、前記制御情報を所定時間以上受信しなかった場合、通信方式をパケット通信に切り替える。
【００３４】
本発明にあっては、溶接終了時に通信方式を確実にコマンド通信モードに切り替えることができる。
【００３５】
本発明に係る電源装置は、アーク溶接に係る負荷へ給電を行う。
【００３６】
本発明にあっては、電源装置は、他の電源装置と共にアーク溶接に係る負荷へ大電流を供給することができる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、共通の負荷に並列接続される複数の電源装置を備えた電源システムに
おいて、外部制御装置を導入すること無く、各電源装置から負荷へ出力される電流を安定的に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本実施形態１に係る電源システムの一構成例を示すブロック図である。
【図２】電源装置の一構成例を示すブロック図である。
【図３】操作パネルの一構成例を示す模式図である。
【図４】給電制御に係る各電源装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】給電制御に係る各電源装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】動作状態の表示例を示す模式図である。
【図７】インバータの一構成例を示す回路図である。
【図８】情報の送信タイミングを示すタイミングチャートである。
【図９】溶接中における通信状態を概念的に示すブロック図である。
【図１０】非溶接中における通信状態を概念的に示すブロック図である。
【図１１】スレーブ側における通信方式の切り替え方法を概念的に示す遷移図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、本発明をその実施形態を示す図面に基づいて詳述する。
（実施形態１）
図１は、本実施形態１に係る電源システムの一構成例を示すブロック図である。本実施形態１に係る電源システムは、アーク溶接に係る共通の負荷２に並列接続され、当該負荷２に対して給電を行う複数の電源装置１を備える。各電源装置１は通信線によって接続されている。複数の電源装置１は、絶縁型のスイッチング電源であり、交流を所要の直流にＡＣ／ＤＣ変換し、交直変換された直流を負荷２へ供給する。
【００４０】
複数の電源装置１の内、一の電源装置１は、通信線を介して他の電源装置１へＰＷＭ制御情報を送信することにより、各電源装置１の出力を制御するマスタ電源として機能する。他の電源装置１は当該一の電源装置１から送信されたＰＷＭ制御情報を受信し、受信したＰＷＭ制御情報に基づいて出力を制御するスレーブ電源として機能する。以下、マスタ電源として機能する電源装置１を、適宜第１の電源装置１と呼び、スレーブ電源として機能する電源装置１を第２の電源装置１と呼ぶ。第２の電源装置１は複数であっても良いし、単一であっても良い。
【００４１】
第２の電源装置１は、自装置から負荷２へ出力される電流を検出し、検出された電流を示す電流情報を、通信線を介して第１の電源装置１へ送信する。第１の電源装置１は、第２の電源装置１から送信された電流情報を受信し、当該電流情報が示す電流と、自装置で検出した電流とを加算することによって、電源システムから負荷２へ出力される総電流を算出する。そして、第１の電源装置１は、自装置から負荷２へ出力される電圧を検出し、検出して得た電圧と、総電流とに基づいて、電源システムを構成する各電源装置１の出力を制御するためのＰＷＭ制御情報を算出する。第１の電源装置１は、このようにして算出したＰＷＭ制御情報に基づいて、自装置の出力を制御すると共に、上述のように当該ＰＷＭ制御情報を第２の電源装置１へ送信することによって、各電源装置１の動作を制御する。
【００４２】
なお、後述するように、動作モードを切り替えることによって、各電源装置１を、マスタ電源及びスレーブ電源のいずれの電源としても機能させることができる。また、動作モードを切り替えることによって、一台の独立した電源装置１としても機能させることができる。
【００４３】
図２は、電源装置１の一構成例を示すブロック図である。以下、説明を簡単にするため、電源システムが第１の電源装置１と、第２の電源装置１の２台で構成されているものとして説明する。また、第１及び第２の電源装置１の構成は同じであるため、主に一方の電源装置１の構成を説明する。
【００４４】
電源装置１は、操作パネル１０、入力部１１、整流器１２、インバータ１３、トランス１４、整流平滑器１５、電圧検出部１６、電流検出部１７、主制御部１８及び信号処理部１９を備える。
【００４５】
入力部１１は、例えば図示しない３相交流電源に接続される入力端子である。入力部１１は、整流器１２に接続されており、入力端子に印加された３相交流は整流器１２に入力される。
【００４６】
整流器１２は、例えばダイオードブリッジ回路である。ダイオードブリッジは図示しない２つの順接続されたダイオードからなる直列回路を３組並列させた回路構成である。また、ダイオードブリッジ回路の出力端には図示しない平滑コンデンサが設けられている。整流器１２は、入力部１１を介して３相交流電源から入力された交流を全波整流し、平滑コンデンサにて平滑化された直流をインバータ１３へ出力する。
【００４７】
インバータ１３は、整流器１２にて整流及び平滑化された直流を高周波の交流に変換してトランス１４へ出力する回路である。インバータ１３は、例えば、４つのスイッチング素子からなるフルブリッジ回路である。フルブリッジ回路は、２つのスイッチング素子を直列接続してなるレグを２組並列接続させた回路構成である。各スイッチング素子は、例えばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor）等のパワーデバイスである。
【００４８】
トランス１４は、インバータ１３から出力された交流を変圧し、変圧された交流を整流平滑器１５へ出力する。トランス１４は、コアに巻回され、磁気結合した一次コイル及び二次コイルを備え、一次コイルはインバータ１３に接続され、二次コイルは整流平滑器１５に接続されている。
【００４９】
整流平滑器１５は、トランス１４から出力された交流を整流及び平滑化する回路であり、整流された直流の電圧及び電流は正出力端子１ａ及び負出力端子１ｂから負荷２へ出力される。整流平滑器１５は、例えばセンタータップを用いた全波整流回路、リアクトルを用いた平滑化回路等によって構成される。
【００５０】
負荷２は、例えばアーク溶接に係るものであり、溶接ワイヤ２１、母材２２、シールドガスが電離したアーク等が負荷２となる。正出力端子１ａは、正側給電線及び溶接トーチ２０を介して溶接ワイヤ２１に電気的に接続され、負出力端子１ｂは負側給電線を介して母材２２に接続される。
【００５１】
電圧検出部１６は、例えば、整流平滑器１５の出力側に接続されており、自装置から負荷２へ出力される電圧を検出し、検出した電圧値を示す電圧値信号を主制御部１８へ出力する回路である。
【００５２】
電流検出部１７は、例えば、整流平滑器１５の出力側に設けられており、自装置から負荷２へ出力される電流を検出し、検出した電流値を示す電流値信号を主制御部１８へ出力する回路である。電流検出部１７は、例えばホール素子等の磁電変換素子を備えたホール式電流センサである。
【００５３】
主制御部１８は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ、ＲＡＭ、インタフェ
ース等を有し、電源装置１全体の動作を制御するプロセッサである。主制御部１８のインタフェースには制御端子１ｃが接続されている。マスタ電源として機能する電源装置１の制御端子１ｃには、溶接機の制御通信線が接続され、溶接機から出力された駆動指示信号
が入力される。主制御部１８は、駆動指示信号の入力状態を監視しており、駆動指示信号が入力された場合、インバータ１３を動作させるための駆動要求を信号処理部１９へ出力する。なお、スレーブ電源として機能している電源装置１の制御端子１ｃには、駆動指示信号は入力されない。
また、主制御部１８のインタフェースには、電圧検出部１６及び電流検出部１７が接続されており、電圧値信号及び電流値信号が入力される。主制御部１８は、入力された電圧値信号及び電流値信号をＡＤ変換し、ＡＤ変換して得られた、電圧情報及び電流情報を信号処理部１９へ出力する。
更に、主制御部１８は操作パネル１０に接続されており、操作パネル１０に対する操作に応じた信号が入力される。主制御部１８は、当該信号を監視することによって、操作パネル１０に対する操作を受け付ける。本実施形態１に係る主制御部１８は、操作パネル１０にて、電源装置１の動作モードの選択を受け付けることができる。動作モードには、電源装置１を、マスタ電源として機能させるマスタ電源モード（第１制御方式）と、スレーブ電源として機能させるスレーブ電源モード（第２制御方式）と、単一電源として機能させる単一電源モードとがある。また、主制御部１８は、自装置の動作モード、出力電圧、出力電流等、各種動作状態を表示するための表示指示信号を操作パネル１０へ出力することによって、自装置の動作状態を操作パネル１０に表示させる。
更にまた、マスタ電源として動作している電源装置１の主制御部１８は、溶接機における溶接ワイヤ２１の送給を制御するためのワイヤ送給制御信号を制御端子１ｃから当該溶接機へ出力する。なお、スレーブ電源として動作している電源装置１は、ワイヤ送給制御信号の出力を行わない。
【００５４】
信号処理部１９は、インバータ１３を構成するスイッチング素子へＰＷＭ信号を出力し、当該スイッチング素子のオンオフをＰＷＭ制御するＤＳＰ（digital signal processor）であり、制御情報算出部１９ａ、ＰＷＭ制御部（制御部）１９ｂ及び通信部１９ｃを有する。信号処理部１９は、インバータ１３及び主制御部１８に接続されており、信号処理部１９には、主制御部１８から出力される電圧情報、電流情報、駆動要求等が入力される。信号処理部１９は、自装置の動作モードを記憶しており、その信号処理内容は、電源装置１の動作モードによって異なる。信号処理内容の詳細は後述する。
【００５５】
制御情報算出部１９ａは、インバータ１３の動作を制御することによって、負荷２へ出力する電圧又は電流を制御するためのＰＷＭ制御情報を算出する機能部である。ＰＷＭ制御情報は、インバータ１３へ出力するＰＷＭ信号のパルス幅及びパルス波形等を示す情報である。
動作モードが単一電源モードである場合、制御情報算出部１９ａは、主制御部１８から出力された電圧情報及び電流情報、つまり自装置で検出された電圧及び電流に基づいて、自装置のインバータ１３をＰＷＭ制御するためのＰＷＭ制御情報を算出する。
動作モードがマスタ電源モードである場合、制御情報算出部１９ａは、主制御部１８から出力された自装置の電圧情報及び電流情報と、他の電源装置１に係る電流情報とに基づいて、第１及び第２の電源装置１のインバータ１３をＰＷＭ制御するためのＰＷＭ制御情報を算出する。つまり、制御情報算出部１９ａは、自装置で検出された電圧及び電流と、スレーブ電源である他の電源装置１で検出された電流とに基づいて、ＰＷＭ制御情報を算出する。なお、他の電源装置１で検出される電流情報は、通信部１９ｃによって受信することができる。
動作モードがスレーブ電源モードである場合、制御情報算出部１９ａは、ＰＷＭ制御情報の算出を行わない。
【００５６】
ＰＷＭ制御部１９ｂは、ＰＷＭ制御情報を用いて、所要のパルス幅及びパルス波形を有するＰＷＭ信号を発生させ、インバータ１３へ出力する機能部である。ＰＷＭ制御部１９ｂは、フルブリッジ回路のスイッチング素子を、たすき掛けで交互にオン状態及びオフ状
態に切り替えることによって、インバータ１３から交流を出力させる。
動作モードが単一電源モード又はマスタ電源モードである場合、ＰＷＭ制御部１９ｂは、自装置の制御情報算出部１９ａにて算出されたＰＷＭ制御情報を用いてＰＷＭ信号を発生させる。
動作モードがスレーブ電源モードである場合、ＰＷＭ制御部１９ｂは、他の電源装置１で算出されたＰＷＭ制御情報を用いてＰＷＭ信号を発生させる。他の電源装置１で算出されたＰＷＭ制御情報は、通信部１９ｃによって受信することができる。自装置と他の電源装置１とが同一出力容量であるときは、自装置のＰＷＭ信号と他の電源装置１のＰＷＭ信号とは結果的に略同一の信号となる。出力容量が異なるときは、ＰＷＭ制御部１９ｂは、他の電源装置１で算出されたＰＷＭ制御情報を用いて出力容量差を補正したＰＷＭ信号を発生させる。この場合には、自装置のＰＷＭ信号と他の電源装置１のＰＷＭ信号とは異なる信号となる。
【００５７】
通信部１９ｃは、他の電源装置１と各種情報を送受信するための通信回路である。通信部１９ｃは、例えばＨＣＩ（Host Control Interface）通信規格に従って情報を送受信する。
動作モードがマスタ電源モードである場合、信号処理部１９は通信部１９ｃを介して、自装置のインバータ１３の動作状態を示す動作情報と、制御情報算出部１９ａにて算出したＰＷＭ制御情報とを、スレーブ電源モードで動作している他の電源装置１へ送信する。当該電源装置１は、マスタ電源モードで動作している電源装置１から送信された動作情報及びＰＷＭ制御情報を通信部１９ｃにて受信する。
動作モードがスレーブ電源モードである場合、信号処理部１９は通信部１９ｃを介して、自装置から負荷２へ出力されている電流を示す電流情報と、自装置のインバータ１３の動作状態を示す動作情報と、自装置の異常の有無を示す異常情報とを、マスタ電源モードで動作している電源装置１へ送信する。異常情報は、例えば過電流、異常停止等を示す情報である。マスタ電源である当該電源装置１は、スレーブ電源モードで動作している電源装置１から送信された電流情報、動作情報及び異常情報を通信部１９ｃにて受信する。
【００５８】
図３は、操作パネル１０の一構成例を示す模式図である。操作パネル１０は、負荷２へ出力している電流及び電圧を示す電流表示部（表示部）１０ａ及び電圧表示部（表示部）１０ｂを備える。
動作モードがマスタ電源モードである場合、主制御部１８は、各電源装置１から出力されている電流を加算して得られる総電流の値を電流表示部１０ａに表示させる。また、自装置で検出して得られた電圧の値を電圧表示部１０ｂに表示させる（図６Ａ参照）。動作モードがスレーブ電源モードである場合、主制御部１８は、自装置が駆動中であることを示す所定情報を電流表示部１０ａ及び電圧表示部１０ｂに表示させる（図６Ｂ参照）。所定情報は、例えば「駆動中」又は「ＲＵＮ」等の文字情報であるが、表示する情報の内容は特に限定されるものでは無く、電流表示部１０ａ及び電圧表示部１０ｂを構成する表示ピクセル又はセグメントを全灯又は全消灯させる構成も含まれる。動作モードが単一電源モードである場合、主制御部１８は、自装置から出力されている電流及び電圧の値を電流表示部１０ａ及び電圧表示部１０ｂに表示させる。
【００５９】
また、操作パネル１０は、電源装置１の動作モードを切り替えるための操作部１０ｃと、現在の自装置の動作モードを表示する動作モード表示部１０ｄとを備える。操作部１０ｃは例えばシールされたタクタイルスイッチ、押しボタンスイッチ等である。電源装置１の主制御部１８は、操作部１０ｃが操作された場合、現在の動作モードを他の動作モードに切り替える。例えば、信号処理部１９は、現在の動作モードを記憶しており、主制御部１８は、モード切替指示を信号処理部１９へ出力することによって、信号処理部１９の動作モードを切り替える。動作モードは、例えば、操作部１０ｃが操作される都度、単一電源モード、マスタ電源モード、スレーブ電源モード、単一電源モード…の順で切り替えら
れる。
動作モード表示部１０ｄは、複数の発光素子を有する。複数の発光素子は、例えばマスタ電源モードである場合に点灯する発光素子、スレーブ電源モードである場合に点灯する発光素子を含む。
【００６０】
図４及び図５は、給電制御に係る各電源装置１の処理手順を示すフローチャート、図６は、動作状態の表示例を示す模式図である。ここでは、マスタ電源モードで動作している第１の電源装置１と、スレーブ電源モードで動作している第２の電源装置１の処理を説明する。また、図６Ａは、マスタ電源モードにある電源装置１の操作パネル１０を示し、図６Ｂは、スレーブ電源モードにある電源装置１の操作パネル１０を示している。
【００６１】
マスタ電源である第１の電源装置１に駆動指示信号が入力された場合、主制御部１８は、自装置から負荷２へ出力されている電流及び電圧を、電流検出部１７及び電圧検出部１６にて検出する（ステップＳ１１）。主制御部１８は、検出して得た電流情報及び電圧情報を信号処理部１９へ出力する。
【００６２】
マスタ電源モードの信号処理部１９は、電流情報及び電圧情報が示す電流及び電圧に基づいてＰＷＭ制御情報を算出する（ステップＳ１２）。起動時においては、スレーブの電源装置１は動作を開始していないため、例えば、第１の電源装置１で検出された電流及び電圧を用いてＰＷＭ制御情報を算出する。
そして、信号処理部１９は、算出されたＰＷＭ制御情報に基づいて、インバータ１３をＰＷＭ制御する（ステップＳ１３）。次いで、信号処理部１９は、インバータ１３の動作状態を示す動作情報及びＰＷＭ制御情報を、通信部１９ｃを介して、スレーブ電源である第２の電源装置１へ送信する（ステップＳ１４）。動作情報は、例えば、インバータ１３が駆動しているか否かを示す情報である。
【００６３】
スレーブ電源モードの信号処理部１９は、第１の電源装置１から送信された動作情報及びＰＷＭ制御情報を通信部１９ｃにて受信する（ステップＳ１５）。そして、スレーブ電源モードの信号処理部１９は、マスタ電源が駆動していることを動作情報にて確認し、受信したＰＷＭ制御情報に基づいて自装置のインバータ１３をＰＷＭ制御する（ステップＳ１６）。
【００６４】
なお、ステップＳ１４の送信を行う通信部１９ｃは、制御情報送信部に対応し、ステップＳ１５の受信を行う通信部１９ｃは、制御情報受信部に対応する。
【００６５】
次いで、第２の電源装置１の主制御部１８は、自装置が正常に動作している場合、駆動中である旨を操作パネル１０に表示させる（ステップＳ１７）。例えば、図６Ｂに示すように、主制御部１８は、駆動中である旨を電流表示部１０ａ及び電圧表示部１０ｂに表示させる。
【００６６】
次いで、主制御部１８は、電流検出部１７にて自装置から負荷２へ出力している電流を検出する（ステップＳ１８）。主制御部１８は、検出して得た電流情報を信号処理部１９へ出力する。
【００６７】
スレーブ電源モードの信号処理部１９は、自装置で検出して得た電流情報を、通信部１９ｃを介して、マスタ電源である第１の電源装置１へ送信する（ステップＳ１９）。また、信号処理部１９は、自装置のインバータ１３の動作状態を示す動作情報、異常の有無を示す異常情報を、通信部１９ｃを介して第１の電源装置１へ送信する（ステップＳ２０）。
【００６８】
ＰＷＭ制御情報等を送信したマスタ電源モードの信号処理部１９は、第２の電源装置１から送信される電流情報、動作情報及び異常情報を受信し（ステップＳ２１）、その受信に成功したか否かを判定する（ステップＳ２２）。
【００６９】
なお、ステップＳ２０の送信を行う通信部１９ｃは、電流情報送信部に対応し、ステップＳ２０の送信を行う通信部１９ｃは、異常情報送信部に対応する。また、ステップＳ２１の受信を行う通信部１９ｃは、電流情報受信部及び異常情報受信部に対応する。
【００７０】
所定時間以上、第２の電源装置１からの応答が無く、受信に失敗したと判定した場合（ステップＳ２２：ＮＯ）、信号処理部１９は、インバータ１３の動作及びＰＷＭ制御情報の算出を停止させることにより、負荷２への出力を停止させる（ステップＳ２３）。なお、第１の電源装置１におけるＰＷＭ制御情報の算出が停止すると、スレーブ電源である第２の電源装置１の動作も停止する。
また、信号処理部１９は、通信異常を主制御部１８へ通知し、主制御部１８は通信に係る異常があった旨を操作パネル１０に表示させ（ステップＳ２４）、処理を終える。
なお、通信異常は、通信線の切断、コネクタの接続不良で発生する他、スレーブ電源として動作させるべき電源装置１を、誤ってマスタ電源モードで動作させた場合にも発生する。
【００７１】
第２の電源装置１からの応答があり、電流情報、動作情報及び異常情報の受信に成功したと判定した場合（ステップＳ２２：ＹＥＳ）、信号処理部１９は、受信した電流情報が示す電流が所定の閾値未満であるか否かを判定する（ステップＳ２５）。なお、ステップＳ２５の判定を行う信号処理部１９は、判定部に対応する。
【００７２】
電流が閾値以上であると判定した場合（ステップＳ２５：ＮＯ）、信号処理部１９は、受信した異常情報に基づいて、第２の電源装置１の状態が異常であるか否かを判定する（ステップＳ２６）。例えば、信号処理部１９は、第２の電源装置１のインバータ１３が停止状態にあることを異常情報が示している場合、又は異常情報が過電流等の異常を示している場合、異常があると判定する。
【００７３】
電流が閾値未満であると判定された場合（ステップＳ２５：ＹＥＳ）、又は第２の電源装置１に異常があると判定された場合（ステップＳ２６：ＹＥＳ）、信号処理部１９は、インバータ１３の動作及びＰＷＭ制御情報の算出を停止させることにより、負荷２への出力を停止させる（ステップＳ２７）。また、信号処理部１９は、状態異常を主制御部１８へ通知し、主制御部１８は、スレーブ電源に異常があった旨を操作パネル１０に表示させ（ステップＳ２８）、処理を終える。
【００７４】
第２の電源装置１が正常に動作していると判定された場合（ステップＳ２６：ＮＯ）、主制御部１８は、電流検出部１７及び電圧検出部１６にて自装置から負荷２へ出力されている電流及び電圧を、電流検出部１７及び電圧検出部１６にて検出する（ステップＳ２９）。そして、主制御部１８は、自装置で検出して得られた電流と、第２の電源装置１から受信した電流情報が示す電流とを加算する（ステップＳ３０）。そして、信号処理部１９は、ステップＳ３０にて加算して得られた電流と、自装置で検出された電圧とに基づいてＰＷＭ制御情報を算出する（ステップＳ３１）。ここで算出されるＰＷＭ制御情報は、電源システム全体から負荷２へ出力される電流及び電圧に基づくものであり、電源システム全体の出力を制御することが可能な情報である。
【００７５】
次いで、主制御部１８は、図６Ａに示すように、ステップＳ３０にて算出した電流の値を電流表示部１０ａに表示させ、ステップＳ２９にて検出された電圧の値を電圧表示部１０ｂに表示させる（ステップＳ３２）。
一方、主制御部１８は、溶接機を制御するための情報、例えば溶接ワイヤ２１の送給を制御するためのワイヤ送給制御信号を制御端子１ｃから溶接機へ送信する（ステップＳ３３）。ワイヤ送給制御信号は、例えば、溶接ワイヤ２１の送給速度、送給の開始及び停止等を制御するための信号である。
【００７６】
次いで、主制御部１８は、駆動指示信号の入力が継続しているか否かを判定する（ステップＳ３４）。駆動指示信号が入力されていないと判定した場合（ステップＳ３４：ＮＯ）、信号処理部１９によるインバータ１３の制御を停止させることによって負荷２への出力を停止させ（ステップＳ３５）、処理を終える。駆動指示信号が入力されていると判定した場合（ステップＳ３４：ＹＥＳ）、主制御部１８は、処理をステップＳ１３へ戻し、負荷２への給電制御を継続する。
【００７７】
このように構成された電源システムにあっては、マスタ電源である第１の電源装置１が、スレーブ電源である第２の電源装置１から電流情報を取得し、各電源装置１の出力を制御するＰＷＭ制御情報を算出する。そして、第１の電源装置１は、算出したＰＷＭ制御情報を第２の電源装置１へ送信し、スレーブ電源である当該電源装置１は、マスタ電源側で算出されたＰＷＭ制御情報に基づいて出力を制御する。従って、本実施形態１に係る電源システムにおいては、各電源装置１から負荷２へ出力される電流を安定的に制御することができる。
【００７８】
また、使用者は、マスタ電源として動作している第１の電源装置１の電流表示部１０ａ及び電圧表示部１０ｂを用いて、電源システムから負荷２へ出力されている電流及び電圧の情報を確認することができる。
【００７９】
更に、スレーブ電源として動作している第２の電源装置１の電流表示部１０ａ及び電圧表示部１０ｂに所定情報を表示することによって、使用者に無用な混乱を与えないようにすることができる。
【００８０】
更に、マスタ電源である第１の電源装置１は、スレーブ電源から送信されるはずの電流情報を受信できない場合、スレーブ電源である第２の電源装置１との通信に異常があるものとして、電源システム全体を停止させ、安全を確保することができる。
【００８１】
更にまた、マスタ電源である第１の電源装置１は、自装置が電流を出力しているにも関わらず、スレーブ電源である第２の電源装置１から出力される電流が閾値未満である場合、第２の電源装置１に異常があるものとして、電源システム全体を停止させ、安全を確保することができる。
【００８２】
更にまた、マスタ電源である第１の電源装置１は、スレーブ電源である第２の電源装置１の動作状態に異常がある場合、電源システム全体を停止させ、安全を確保することができる。
【００８３】
更にまた、これらの異常時に電源システムを停止させることによって、電源システムを保全することができる。
【００８４】
更にまた、本実施形態１に係る電源装置１は、操作部１０ｃを操作することによって、マスタ電源及びスレーブ電源のいずれの電源としても機能させることができる。従って、電源システムを構成するマスタ電源が故障しても、スレーブ電源として機能していた電源装置１の動作モードを、マスタ電源モードに切り替えることにより、容易に電源システムを再構築することができる。
【００８５】
更にまた、本実施形態１に係る電源装置１は、操作部１０ｃを操作することによって、単独の電源としても機能させることができる。
【００８６】
なお、本実施形態１では、主に２台の電源装置１を共通の負荷２に並列接続させる例を説明したが、３台以上の電源装置１を用いて電源システムを構成しても良い。
【００８７】
また、負荷２として、アーク溶接に係る負荷を説明したが、アーク切断、その他の大電流を要する負荷へ給電する電源システムとして用いても良い。
【００８８】
更にまた、本実施形態１に係る電源システムは、アーク溶接機へ大電流を出力することができる。
【００８９】
更にまた、本実施形態１では、絶縁トランス型スイッチング電源をＰＷＭ制御する例を説明したが、電源装置１の構成及び制御方式は特に限定されるものでは無く、公知の構成及び制御方式を用いても良い。公知の制御方式としては、パルス幅変調方式に加え、例えばパルス周波数変調方式等が挙げられる。
【００９０】
更にまた、本実施形態１では、スレーブ電源として動作している電源装置１に異常があった場合、電源システム全体を停止させる例を主に説明したが、電源システム全体として問題がなければ、負荷２への給電を継続するように構成しても良い。例えば、複数のスレーブ電源が並列接続されおり、異常が発見された電源装置を電源システムから遮断する遮断リレー等が設けられており、残りの電源装置１で所要の電力を供給することが可能であれば、正常に動作している複数の電源装置１を継続的に動作させても良い。
【００９１】
（実施形態２）
実施形態２に係る電源システムは、ＰＷＭ制御情報、電流情報等の送受信タイミングが実施形態１と異なるため、以下では主に上記相違点を説明する。その他の構成及び作用効果は実施形態１と同様であるため、対応する箇所には同様の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００９２】
図７は、インバータ１３の一構成例を示す回路図である。電源装置１が備えるインバータ１３は、第１スイッチング素子１３ａ及び第２スイッチング素子１３ｂを直列接続してなるレグと、第３スイッチング素子１３ｃ及び第４スイッチング素子１３ｄを直列接続してなるレグとを並列接続してなる回路を有する。第１乃至第４スイッチング素子１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄは、例えばＩＧＢＴである。
【００９３】
第１乃至第４スイッチング素子１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄのゲートには、信号処理部１９が接続されており、信号処理部１９は、第１乃至第４スイッチング素子１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄのゲートへ、周期的にオンオフするＰＷＭ信号（パルス信号）を出力することによって、インバータ１３の動作を制御する。
【００９４】
図８は、情報の送信タイミングを示すタイミングチャートである。図８中上段及び中段のタイミングチャートは、信号処理部１９からインバータ１３へ出力されるＰＷＭ信号の出力タイミングを示している。信号処理部１９は、ＰＷＭ制御情報に応じた所要のパルス幅を有するオン信号を、第１スイッチング素子１３ａ及び第４スイッチング素子１３ｄと、第２スイッチング素子１３ｂ及び第３スイッチング素子１３ｃとへ交互に出力することによって、インバータ１３に交流を出力させる。
図８中下段のタイミングチャートは、第１及び第２の電源装置１が各種情報を送信するタイミングを示している。具体的には、マスタ電源モードにある第１の電源装置１の信号処理部１９は、図４のステップＳ１４に示す処理において、インバータ１３の第１乃至第
４スイッチング素子１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄが全てオフになる期間を特定し、インバータ１３の動作状態を示す動作情報及びＰＷＭ制御情報を、通信部１９ｃを介して、スレーブ電源である第２の電源装置１へ送信する。
同様にして、スレーブ電源モードにある第２の電源装置１の信号処理部１９は、図４のステップＳ１９に示す処理において、インバータ１３の第１乃至第４スイッチング素子１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄが全てオフになる期間を特定し、自装置で検出して得た電流情報を、通信部１９ｃを介して、マスタ電源である第１の電源装置１へ送信する。また、信号処理部１９は、図４のステップＳ２０に示す処理において、インバータ１３の第１乃至第４スイッチング素子１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄが全てオフになる期間を特定し、自装置のインバータ１３の動作状態を示す動作情報、異常の有無を示す異常情報を、通信部１９ｃを介して、マスタ電源である第１の電源装置１へ送信する。
【００９５】
このように構成された実施形態２に係る電源システムによれば、各電源装置１は、ＰＷＭ信号のオフ期間にＰＷＭ制御情報を送受信する構成であるため、インバータ１３の動作に起因するノイズが当該ＰＷＭ制御情報に乗ることを避けることができ、電源装置１間の通信安定性を向上させることができる。従って、ＰＷＭ制御情報の高速通信と、通信安定性の向上とを両立することができる。
同様にして、各電源装置１は、ＰＷＭ制御情報の算出に必要な電流情報、その他の各種情報についても、ＰＷＭ信号のオフ期間に当該情報を送受信する構成であるため、インバータ１３の動作に起因するノイズが当該情報に乗ることを避けることができ、電源装置１間の通信安定性を向上させることができる。
【００９６】
（実施形態３）
実施形態３に係る電源システムは、動作状態に応じて各電源装置１の通信方式を切り替える点と、各電源装置１が溶接ワイヤ２１の送給制御信号を出力する点が実施形態１及び２と異なるため、以下では主に上記相違点を説明する。その他の構成及び作用効果は実施形態１と同様であるため、対応する箇所には同様の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００９７】
図９は、溶接中における通信状態を概念的に示すブロック図、図１０は、非溶接中における通信状態を概念的に示すブロック図である。溶接機は、ワイヤ供給源５から溶接ワイヤ２１を引き出して溶接トーチ２０へ送給する第１送給部３及び第２送給部４を備え、第１及び第２の電源装置１が第１送給部３及び第２送給部４へそれぞれ送給制御信号を出力する。ただし、電流出力と同様、複数の電源装置１の内、第１の電源装置１は、通信線を介して他の電源装置１へ溶接ワイヤの送給速度を示す速度情報を送信することにより、第２の電源装置１による溶接ワイヤ２１の送給を制御するマスタとして機能する。第２の電源装置１は第１の電源装置１から送信された速度情報を受信し、受信した速度情報に基づいて溶接ワイヤ２１の送給を制御するスレーブとして機能する。
ワイヤ供給源５は、溶接トーチ２０へ溶接ワイヤ２１を繰り出し可能に収容している。溶接ワイヤ２１は、例えばソリッドワイヤであり、消耗電極として機能する。ワイヤ供給源５は、螺旋状に巻かれた状態でペールパックに収容されたパックワイヤ、あるいはワイヤリールに巻回されたリールワイヤである。
【００９８】
第１送給部３は、溶接トーチ２０側に配されており、溶接ワイヤ２１を挟むことが可能な位置で対向する１対のローラを有し、少なくとも一方のローラはモータによって回転駆動される。第１送給部３は、第１の電源装置１に接続されており、当該電源装置１は、ワイヤ送給制御信号を第１送給部３へ出力することによって、第１送給部３による溶接ワイヤ２１の送給を制御する。ワイヤ送給制御信号は、溶接ワイヤ２１の送給速度、即ちローラの回転速度を示す信号であり、溶接ワイヤ２１の送給は速度制御される。また、溶接動作中の場合、第１の電源装置１は、溶接ワイヤ２１の送給速度を示す送給速度情報を、動作情報及びＰＷＭ制御情報と共に第２の電源装置１へ送信する。
【００９９】
溶接動作中においては、図９に示すように、送給速度情報、動作情報及びＰＷＭ制御情報は、所定量データ、例えば３２ビットのデータとして非パケット通信にて第２の電源装置１へ送信される。つまり、電源装置１は、ダイレクト通信モードにて情報を送受信する。
一方、非溶接動作中の場合、例えば溶接ワイヤ２１を送るインチング動作中の場合、図１０に示すように、第１の電源装置１は、溶接ワイヤ２１の送給速度を示す送給速度情報を動作情報と共に第２の電源装置１へ送信する。非溶接動作中においては、送給速度情報及び動作情報はパケット通信にて第２の電源装置１へ送信される。つまり、電源装置１は、コマンド通信モードにて情報を送受信する。
【０１００】
第２送給部４は、ワイヤ供給源５側に配されており、溶接ワイヤ２１を挟むことが可能な位置で対向する１対のローラを有し、少なくとも一方のローラはモータによって回転駆動される。第２送給部４は、第２の電源装置１に接続されており、当該電源装置１は、ワイヤ送給制御信号を第２送給部４へ出力することによって、第２送給部４による溶接ワイヤ２１の送給を制御する。
【０１０１】
特に、溶接動作中の場合、図９に示すように、第２の電源装置１は、第１の電源装置１から非パケット通信にて送信される送給速度情報、動作情報及びＰＷＭ制御情報を受信し、受信した送給速度情報に応じたワイヤ送給制御信号を、第２送給部４へ出力することによって、第２送給部４による溶接ワイヤ２１の送給を制御する。
一方、非溶接動作中の場合、図１０に示すように、第２の電源装置１は、第１の電源装置１からパケット通信された送給速度情報及び動作情報を受信し、受信した送給速度情報に応じたワイヤ送給制御信号を、第２送給部４へ出力することによって、第２送給部４による溶接ワイヤ２１の送給を制御する。
【０１０２】
なお、必要に応じて第１送給部及び第２送給部との間に、溶接ワイヤ２１を一時的に収容する緩衝装置を配しても良い。
【０１０３】
図１１は、スレーブ側における通信方式の切り替え方法を概念的に示す遷移図である。マスタ側の電源装置１は、駆動指示信号の入力の有無によって、情報の通信方式をコマンド通信モードと、ダイレクト通信モードとの間で切り替える。具体的には、第１の電源装置１は、溶接動作中においてはダイレクト通信モードを選択し、非溶接動作中においてはコマンド通信モードを選択する。第２の電源装置１は、第１の電源装置１との通信状況に応じて、第１の電源装置１と同じ通信方式に切り替える。
【０１０４】
具体的には、溶接に係る電流を出力していない非溶接動作中においては、第１の電源装置１及び第２の電源装置１は、コマンド通信モードを選択し、情報を送受信している。第１及び第２の電源装置１は、送給速度情報をパケット通信にて送受信して第１及び第２送給部３、４を速度制御し、溶接ワイヤ２１のインチング等を実行する。
【０１０５】
非溶接動作中に第１の電源装置１に駆動指示信号が入力された場合、当該電源装置１は、溶接開始指示又は通信モード切替要求を第２の電源装置１へパケット通信にて送信する。第２の電源装置１は溶接開始指示又は通信モード切替要求を受信した場合、当該指示を受信したことを示す応答信号を第１の電源装置１へ送信し、通信方式をコマンド通信モードに切り替える。第１の電源装置１は、溶接開始指示に対する第２の電源装置１からの応答信号を受信した場合、コマンド通信モードに切り替える。
【０１０６】
以後、溶接動作中においては、第１及び第２の電源装置１は各種情報をダイレクト通信モードにて送受信する。具体的には、動作情報、ＰＷＭ制御情報、送給速度情報等を３２ビットのデータとして送受信する。
【０１０７】
駆動指示信号の入力が無くなった場合、つまり溶接動作が停止した場合、第１の電源装置１は、出力ゼロのＰＷＭ制御情報を非パケット通信にて第２の電源装置１へ送信し、通信方式をコマンド通信モードに切り替える。出力ゼロのＰＷＭ制御情報とは、デューティ比がゼロに相当する情報である。第２の電源装置１は出力ゼロのＰＷＭ制御情報又はコマンド通信モードの情報を所定時間、例えば２０ｍ秒間以上受信した場合、能動的に通信方法をコマンド通信モードに切り替える。従って、溶接終了時に第１及び第２の電源装置１の通信方式を確実にコマンド通信モードに切り替えることができる。
【０１０８】
このように構成された実施形態３に係る電源装置によれば高速通信が必要な溶接中においては、非パケット通信、即ちダイレクト通信モードにて情報を送受信し、高速通信が不要な非溶接中においては、パケット通信、即ちコマンド通信モードにて多様な情報を送受信することができる。
【０１０９】
また、溶接動作の開始及び終了時に第１の電源装置１及び第２の電源装置１の通信方式を確実に切り替えることができる。
【０１１０】
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１１１】
１  電源装置
２  負荷
３  第１送給部
４  第２送給部
５  ワイヤ供給源
１ａ  正出力端子
１ｂ  負出力端子
１ｃ  制御端子
１０  操作パネル
１０ａ  電流表示部
１０ｂ  電圧表示部
１０ｃ  操作部
１０ｄ  動作モード表示部
１１  入力部
１２  整流器
１３  インバータ
１３ａ  第１スイッチング素子
１３ｂ  第２スイッチング素子
１３ｃ  第３スイッチング素子
１３ｄ  第４スイッチング素子
１４  トランス
１５  整流平滑器
１６  電圧検出部
１７  電流検出部
１８  主制御部
１９  信号処理部
１９ａ  制御情報算出部
１９ｂ  ＰＷＭ制御部
１９ｃ  通信部
２０  溶接トーチ
２１  溶接ワイヤ
２２  母材
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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