(57)【要約】　　　（修正有）【課題】蓄電池を電源としたサイリスタ型のインバータの抵抗溶接機では直流を電源としていることから、溶接完了時には、その直流大電流を遮断する回路を提供する。【解決手段】本発明は、インバータの転流動作に伴う転流リアクトルに誘起する電圧をコンデンサに蓄えることにより、直流電流の強制遮断を実現しているものと直流電源から負荷に電力を供給する回路において、半導体電子スイッチを強制遮断するに要する電気エネルギーを半導体電子スイッチ回路とは、独立な商用電源等から得て負荷電流を強制遮断する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流を電源とするインバータ回路において、インバータの転流動作に伴う転流リアクトルに誘起する電圧をコンデンサに蓄え、その蓄えたコンデンサの電気エネルギーを用いてインバータに流れる直流電流を強制遮断する方法。
【請求項２】
直流電源から負荷に電力を供給する回路において、半導体電子スイッチを強制遮断するに要する電気エネルギーを半導体電子スイッチ回路とは、独立な商用電源等から得て負荷電流を強制遮断する方法。
【請求項３】
インバータに限らず、直流電源から負荷に電力を供給する回路において、半導体電子スイッチを強制遮断するに要する電気エネルギーを半導体電子スイッチ回路とは、独立な商用電源等から得て負荷電流を強制遮断する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
従来、抵抗溶接等の電源装置としては、瞬時に大電流を必要とするため、大規模な受電設備を必要とした。このために、大きな受電設備を有しない小企業や一般家庭では、抵抗溶接電源装置を駆動することができなかった。
これに対し、蓄電池を電源とするインバータ型のスポット溶接機が先に本発明者によって提案され、一般家庭に供給されている商用電源でもスポット溶接が可能となった。
検討するスポット溶接機は、直流を電源としていることから、溶接完了時には、その直流電流を遮断する必要があった。
本発明は、直流大電流の強制遮断方法に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
抵抗溶接等の電源装置としては、溶接の度に頻繁に大電流を開閉する必要がある。これに対し、従来、商用電源を電源とする方式では、大型の変圧器を用いていて抵抗溶接を行っていた。従って、変圧器の一次側をサイリスタ等の電子スイッチを用いて点弧角制御した場合、電源転流である事からスイッチの開閉には何の問題も生じなかった。また、ＩＧＢＴやバイポーラトランジスタを用いたインバータの場合には、素子自身が消弧能力を有する為、この場合も特別な問題は、無かった。
ところが、蓄電池を電源としたサイリスタ型のインバータで抵抗溶接機を実現した例は、現時では、本発明者を除き日本を含め全世界に存在しない。従って、従来の技術は無く、発明者の技術が世界初となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
蓄電池を電源としたサイリスタ型インバータの抵抗溶接機では、直流を電源としていることから、溶接完了時には、その直流大電流を遮断する必要があった。
本発明は、直流大電流を遮断する困難さを解決するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、直流大電流を遮断する困難さを解決するため、請求項１と２で述べた手段をとる。
（手段１）直流を電源とするインバータ回路において、インバータの転流動作に伴う転流リアクトルに誘起する電圧をコンデンサに蓄え、その蓄えたコンデンサの電気エネルギーを用いてインバータに流れる直流電流を強制遮断する方法。
（手段２）直流電源から負荷に電力を供給する回路において、半導体電子スイッチを強制遮断するに要する電気エネルギーを半導体電子スイッチ回路とは、独立な商用電源等から得て負荷電流を強制遮断する方法。
（手段３）インバータに限らず、直流電源から負荷に電力を供給する回路において、半導体電子スイッチを強制遮断するに要する電気エネルギーを半導体電子スイッチ回路とは、独立な商用電源等から得て負荷電流を強制遮断する方法。
【０００５】
【発明の実施形態】
図を用いて発明の実施形態を説明する。
図１は、請求事項１に係る回路例で、ＶＢを直流電源としたインバータ回路である。サイリスタＴｈ１，Ｔｈ２を交互に点弧する事によりインバータ動作をし、変圧器Ｔ１の二次側に繋いだ溶接部に溶接電流を供給している。
インバータ動作する際に、転流リアクトルＬ１には、直流に重畳した交流電流が流れがｖＬが誘起する。このｖＬを転流リアクトルに施した巻線ＮＬ２で拡大し、ダイオードＤｏｆｆで整流して消弧コンデンサＣｏｆｆに充電する。
そして、インバータ電流を遮断する場合は、消弧サイリスタＴｈ，ｏｆｆを点弧してＴｈ，ｏｎをｏｆｆにしてインバータ電流を強制遮断する。
図２は、請求事項２に係る回路例である。先ず、（ａ）図に示す様に、商用電源ｖと変圧器Ｔ２，ダイオードＤｃｈ，充電スイッチＳｃｈを用いて直流電流を強制遮断するに要する電気エネルギーをコンデンサＣＱに充電しておく。
次に，図に（ｂ）に示す様に、インバータ各部の電流を強制遮断する場合は、遮断したい電子スイッチ（Ｔｈ１，Ｔｈ２，ＴｈＳＷ）それぞれに繋いで遮断電流ｉｃｕｔを印加するものである。
図２（ｃ）は、蓄電池ＶＢから直流電流ｉＢを溶接部に直接流す回路例である。スイッチＴｈ，ＤＣを遮断する場合は、図１（ａ）に示すｉｃｕｔをＴｈ，ＤＣに流せば良い。
【０００６】
【実施例】
発明の実施形態で示した図１が、請求事項１に示した実施例であり、直流を電源とするインバータ回路においてインバータの転流動作に伴う転流リアクトルに誘起する電圧をコンデンサに蓄え、その蓄えたコンデンサの電気エネルギーでインバータに流れる電流を強制遮断している。
発明の実施形態で示した図２が、請求事項２に示した実施例であり、直流電源から負荷に電力を供給する回路において、半導体電子スイッチを強制遮断するに要する電気エネルギーを半導体電子スイッチ回路とは、独立な商用電源等から得て負荷電流を強制遮断している。
【０００７】
【発明の効果】
蓄電池を電源とするインバータ型のスポット溶接機や直流電源から負荷に電力を供給する回路において、半導体電子スイッチを強制遮断する方法が確立した事により、蓄電池を電源とするスポット溶接機或は、蓄電池から直接溶接電流を供給する回路を実現するに至らしめた。
【図面の簡単な説明】
【図１の説明】
図１は、直流電流を強制遮断する機能を有したスポット溶接機の略図であり、ＶＢを直流電源としたインバータ回路の例である。なお、各部の記号は、以下のとおりである。
Ｔ１：溶接用変圧器
ＶＢ：蓄電池電圧
ｉＢ：変圧器一次電流（蓄電池電流）
Ｎ１ｐ：変圧器の正側一次巻線
Ｎ１ｎ：変圧器の負側一次巻線
Ｖ１ｐ：変圧器の正側一次巻線電圧
Ｖ１ｎ：変圧器の負側一次巻線電圧
ｉ１ｐ：変圧器の正側一次巻線電流
ｉ１ｎ：変圧器の負側一次巻線電流
Ｃ　　：インバータ転流コンデンサ
ｖｃ　：コンデンサ電圧
Ｔｈ１：正側サイリスタ
Ｔｈ２：負側サイリスタ
ｉＴｈ１：正側サイリスタ電流
ｉＴｈ２：負側サイリスタ電流
Ｄ１　：正側ダイオード
Ｄ２　：負側ダイオード
ｉＤ１：正側ダイオード電流
ｉＤ２：負側ダイオード電流
Ｔｈ，ｏｎ：インバータ電流開閉サイリスタ
Ｌ１　：インバータ転流リアクトル
ＮＬ１：Ｌ１の巻数
Ｌ２　：インバータ転流リアクトルＬ１に施した単巻変圧器のインダクタンス
ＮＬ２：Ｌ２の巻数
ｖＬ　：Ｌ１に誘起する電圧
Ｄｏｆｆ：Ｌ１とＬ２に誘起する電圧ｋｖＬを整流するダイオード
Ｃｏｆｆ：消弧コンデンサ
Ｔｈ，ｏｆｆ：消弧サイリスタ
Ｒｏｎ　：抵抗
【図２の説明】
図２は、強制遮断回路の略図であり図の記号は、以下のとおりである。
（ａ）図：強制遮断エネルギーを得る回路
ｖ　　：商用電源
Ｔ２　：強制遮断用変圧器
Ｄｃｈ：整流ダイオード
Ｓｃｈ：充電スイッチ
ＣＱ　：強制遮断に要する電荷を蓄えるコンデンサ
Ｔｈ，ＤＣ，ｏｆｆ：コンデンサＣＱから遮断したいスイッチに遮断電流を流す為のスイッチ
ｉｃｕｔ　：直流電流を強制遮断する電流
（ｂ）図：インバータ電流を強制遮断する回路
Ｔｈ，ＳＷ　：インバータ電流を開閉するサイリスタ
他の記号は、図１に同じ
（ｃ）図：蓄電池電流ｉＢで直接溶接する電流を強制遮断する回路
ＶＢ　：蓄電池
ｉＢ　：蓄電池電流
ｒＢ　：蓄電池の内部抵抗
ＬＢ　：蓄電池の内部インダクタンス
Ｔｈ，ＤＣ：直流スイッチ
ｉｃｕｔ　：直流電流を強制遮断する電流
【図１】
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【図２】
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