(57)【要約】 【課題】  高速で目標充電電圧プロファイルに追従性の良い充電制御技術を提供する。【解決手段】  ＰＩＤ制御により、理想目標充電電圧プロファイルと充電電圧プロファイルの差分にＰＩＤゲインを用いて操作量を求め、この操作量に応じて入力交流電源を位相制御して全波整流してンデンサへの充電電流を定めて充電するとき、充電電流が正弦波の原形を保持することに応じてＰＩＤゲインを調整することと充電電圧が低いときに制御単位時間当たりの目標電圧の差が小さいときに所定のオフセット値を加算した目標充電電圧プロファイルデータを用いることを特徴とする充電制御技術を用いる。【選択図】        図２
2012200781.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単相交流電源からＰＩＤ制御により位相制御により全波整流して得られる充電電流をコンデンサに流してこのコンデンサに所定の時間内に所定の蓄積エネルギに応じた目標充電電圧を充電する静電蓄勢式溶接電源の充電制御方法であって、
前記ＰＩＤ制御は次のデータを用いることを特徴とする静電蓄勢式溶接電源の充電制御方法。
ａ）前記所定時間内に前記目標充電電圧まで充電するときに入力交流電源の周波数と全波整流方法に応じて定まるサンプリングタイミングで均等に上昇するものとして求められた理想目標充電電圧プロファイルデータ
ｂ）前記目標充電電圧が低い場合であって、前記ＰＩＤ制御によっては前記理想目標充電電圧プロファイルには追従できない場合は、前記理想目標充電電圧プロファイルに所定の値をオフセット値として加算して求められた低電圧用目標充電電圧プロファイルデータ
ｃ）前記所定の充電電圧が高い場合であって、充電されている電圧が高くなり入力交流電源の電圧（実効値）に近づき、前記サンプリングタイミングごとには入力交流電源電圧が等しい電圧上昇が得られない場合は、前記サンプリングタイミングごとに充電電流の上昇が等しくなるように調整されたＰＩＤゲイン
【請求項２】
単相交流電源をＰＩＤ制御による位相制御を受けて全波整流して得られる電流をコンデンサの充電電流として用いることでこのコンデンサにエネルギを蓄積する静電蓄勢式溶接電源であって、次の構成を含むことを特徴とする静電蓄勢式溶接電源
ａ）１回あたりの溶接エネルギとなる蓄積エネルギの設定と溶接開始指示を行う入力部
ｂ）前記入力部から設定された蓄積エネルギから前記コンデンサの容量Ｃに応じて定まる目標充電電圧ＶＣと溶接速度に応じてあらかじめ定められている充電時間ｔＣ内に前記コンデンサに充電される電圧を目標充電電圧ＶＣまで前記単相交流電源の周波数と整流に応じて定まる単位時間ｔｓｍｐごとに線形に上昇する理想目標充電電圧プロファイルデータと、
前記目標充電電圧ＶＣが低い場合であって、ＰＩＤゲインの調整だけでは前記理想目標充電電圧プロファイルには追従できない場合は、前記理想目標充電電圧プロファイルに所定の値をオフセット値として加算した低電圧用目標充電電圧プロファイルデータと
を格納する目標充電電圧プロファイルテーブル
ｃ）前記目標充電電圧プロファイルデータに追従するようなＰＩＤゲインを保存するＰＩＤゲインテーブル
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンデンサに充電することで蓄積されたエネルギを短時間で放電させて溶接電流を流して溶接する静電蓄勢式溶接電源に係り、特にコンデンサへの高速な充電制御方法と高速な充電制御手段を備える静電蓄勢式溶接電源に関する。
【背景技術】
【０００２】
精密部品等の溶接には短時間で大きな溶接エネルギを供給できる静電蓄勢式溶接電源が用いられている。
この静電蓄勢式溶接電源は商用の交流電源を２つのサイリスタと２つのダイオードとからなる混合ブリッジ全波整流回路（以下、単に整流回路ともいう）で整流して大容量のコンデンサ（以下、コンデンサという。）に充電することでエネルギを蓄積し、この蓄積されたエネルギを短時間で放出（コンデンサから放電）して、溶接トランスを介して溶接電極間に溶接電流を流して溶接対象物を溶接する。
【０００３】
このコンデンサへの充電制御にはフィードバック制御が用いられており、コンデンサに実際に充電されている電圧（以下、フィードバック電圧という）と目標とする充電電圧（以下、目標電圧ともいう）とを比較して、その差に応じて点弧角を定めて前記整流回路のサイリスタをオン・オフしてコンデンサへの充電電流を制御して目標電圧まで充電するように制御している（例えば、特許文献１）。この充電電流の大きさが充電速度と関係していることから、所定の充電時間内に充電を完了するには、適当に充電電流の大きさを制御しなければならない。
【０００４】
一方、フィードバック制御としてＰＩＤ制御が知られており、ＰＩＤゲインをそれぞれ適当な値に組み合わせることで応答性のよい制御ができることからＰＩＤ制御が最近よく用いられている。充電制御ではないが、溶接の分野では、例えば溶接電流制御に用いられている（例えば、特許文献２）。
【０００５】
このＰＩＤ制御を用いて、所定の充電時間中コンデンサに実際に充電されている電圧を検出されるフィードバック電圧と目標電圧とを比較して、その差分にＰＩＤ定数をそれぞれ乗じて加算して求めた操作量に応じて点弧角を定めて前記整流回路のサイリスタをオン・オフしてコンデンサへの充電電流を制御する。このとき、所定の時間内にオーバーシュートやリンギングさらに時間遅れなどを起こさないで目標電圧に充電するには、ＰＩＤ定数を適当に決定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−２１６９５７号公報
【特許文献２】特開２００２−１６００７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
最近生産性の向上の要請から、溶接作業におけるタクトタイムの短縮（単位時間当たりの通電回数の増加）が求められており、高速でコンデンサに充電する必要性が高まってきている。
このためには、単純には１回の充電電流の通電で目標電圧に充電することが考えられる。
しかし、前記のように充電速度を上げるためには大きな充電電流を流さなければならないので、必然的に１度に大きな充電電流を流さなければならない。このため突入電流が大きくなり過ぎ、もともと設けられている過大な電流が流れたときには異常として検知し、電源を遮断する保護部品であるブレーカが動作してしまい、結局充電電流を流すことができないという問題点がある。
【０００８】
そこで、従来の方法を採用して、タクトタイムの短縮に合わせて短縮された充電時間内にコンデンサの充電電圧を現状の充電電圧（充放電を繰り返すので放電後は０になっている）から目標電圧に線形に上昇させることが考えられる。
【０００９】
この従来の方法は、所定の充電時間に所定の充電電圧（目標電圧）を充電するために、目標充電電圧プロファイルを設定して、このプロファイルに追従するように充電制御を行うことは前述の通りである。
しかし、従来のように単にフィードバック電圧と目標電圧とを比較して、その差分をもとに整流回路のサイリスタをオン・オフしてコンデンサへの充電電流を制御することでは目標充電電圧プロファイルに追従できないという問題点があった（図６参照）。
【００１０】
すなわち、第１の問題点は、目標電圧が低い場合の追従性の悪さである。この場合は、目標充電電圧プロファイル自体にサンプリング時間ごとの目標電圧の差が少ないので操作量は少なくなる。この結果、整流回路のサイリスタをオンする時間が短くなるので充電電流は僅かずつしか増えず、立ち上がりが遅くなるからである。
【００１１】
また、第２の問題点は、目標電圧が高い場合の追従性の悪さである。この場合は、充電されている電圧が入力交流電源の電圧（実効値）と比べて低いときには問題はない。しかし、充電されている電圧が高くなり入力交流電源の電圧（実効値）に近づくに従って、混合ブリッジ全波整流回路を採用していることから入力交流電源が単相であるときには全波整流とはいっても正弦波の原形を保持しているので、この影響が顕著に現れる。この結果、サイリスタをオンするタイミングを同じ割合で増やしても充電電流は同じ割合で増えないので充電電圧の上昇が少なくなるからである。
【００１２】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、ＰＩＤゲインとフィードバック電圧と目標電圧との差分を調整することで高速で目標充電電圧プロファイルへの追従性のよい静電蓄勢式溶接電源の充電制御方法を提供することを第１の目的とし、またこのような充電制御方法を直接使用する静電蓄勢式溶接電源を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本願発明者は、入力電源として単相の交流電源を用い、この電源から混合ブリッジ全波整流回路で整流して充電コンデンサに充電電流を流す構成を採用し、整流後の電流は正弦波の波形の原形が残り、１周期当たりの電流が時間ごとに異なること、および目標充電電圧が低いときにはサンプリング時間単位当たりの目標電圧の差が少ないことに着目して、次のことを見出し、この発明をするに至った。
【００１４】
第１に目標電圧が低い場合でも目標電圧とフィードバック電圧との差分に所定の値を加算してサンプリング時間ごとの差分を形式的に大きくすれば、ＰＩＤゲインを極端に大きくしない範囲内の値で混合ブリッジ全波整流回路のサイリスタをオンしている時間を増やしていけば、充電電流が増えて目標充電電圧プロファイルへの追従性がよくなる。
【００１５】
第２に目標電圧が高く、しかも充電電圧が入力交流電源の電圧（実効値）に近づいた場合には、サンプリング時間ごとにＰＩＤゲインを漸増させることで混合ブリッジ全波整流回路のサイリスタをオンしている時間を漸増させていけば、充電電流が漸増して目標充電電圧プロファイルへの追従性がよくなる。
【００１６】
すなわち、本発明になる静電蓄勢式溶接電源の充電制御方法は、単相交流電源からＰＩＤ制御により位相制御により全波整流して得られる充電電流をコンデンサに流してこのコンデンサに所定の時間内に所定の蓄積エネルギに応じた目標充電電圧を充電する静電蓄勢式溶接電源の充電制御方法であって、前記ＰＩＤ制御は次のデータを用いることを特徴とするものである。
ａ）前記所定時間内に前記目標充電電圧まで充電するときに入力交流電源の周波数と全波整流方法に応じて定まるサンプリングタイミングで均等に上昇するものとして求められた理想目標充電電圧プロファイルデータ
ｂ）前記目標充電電圧が低い場合であって、前記ＰＩＤ制御によっては前記理想目標充電電圧プロファイルには追従できない場合は、前記理想目標充電電圧プロファイルに所定の値をオフセット値として加算して求められた低電圧用目標充電電圧プロファイルデータ
ｃ）前記所定の充電電圧が高い場合であって、充電されている電圧が高くなり入力交流電源の電圧（実効値）に近づき、前記サンプリングタイミングごとには入力交流電源電圧が等しい電圧上昇が得られない場合は、前記サンプリングタイミングごとに充電電流の上昇が等しくなるように調整されたＰＩＤゲイン
【００１７】
また、本発明になる静電蓄勢式溶接電源は、  単相交流電源をＰＩＤ制御による位相制御を受けて全波整流して得られる電流をコンデンサの充電電流として用いることでこのコンデンサにエネルギを蓄積する静電蓄勢式溶接電源であって、次の構成を含むことを特徴とするものである。
ａ）１回あたりの溶接エネルギとなる蓄積エネルギの設定と溶接開始指示を行う入力部
ｂ）前記入力部から設定された蓄積エネルギから前記コンデンサの容量に応じて定まる目標充電電圧ＶＣと溶接速度に応じてあらかじめ定められている充電時間ｔＣ内に前記コンデンサに充電される電圧を目標充電電圧ＶＣまで前記単相交流電源の周波数と整流に応じて定まる単位時間ごとに線形に上昇する理想目標充電電圧プロファイルデータと、
前記目標充電電圧ＶＣが低い場合であって、ＰＩＤゲインの調整だけでは前記理想目標充電電圧プロファイルには追従できない場合は、前記理想目標充電電圧プロファイルに所定の値をオフセット値として加算した低電圧用目標充電電圧プロファイルデータと
を格納する目標充電電圧プロファイルテーブル
ｃ）前記目標充電電圧プロファイルデータに追従するようなＰＩＤゲインを保存するＰＩＤゲインテーブル
【発明の効果】
【００１８】
本発明になる充電方法によれば、設定した蓄積エネルギに応じて定まる電圧をコンデンサに溶接速度に応じてあらかじめ設定されている充電時間で目標充電電圧プロファイルに追従した充電が可能となる。したがって、静電蓄勢式溶接電源の高速な充電制御方法を提供することができる。
【００１９】
また、本発明になる静電蓄勢式溶接電源によれば、ユーザによって設定された蓄積エネルギに応じて定まる電圧をコンデンサに溶接速度に応じてあらかじめ設定されている充電時間で目標充電電圧プロファイルに追従した充電が可能となる。したがって、溶接速度を短縮することでタクトタイムを短縮できるので使い勝手の良い静電蓄勢式溶接電源を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明になる静電蓄勢式溶接電源の概略ブロック図である。
【図２】図１の静電蓄勢式溶接電源の充電制御部の概略ブロック図である。
【図３】本発明になる充電制御方法に用いる各種パラメータテーブルの概略設定フローチャート図である。
【図４】本発明になる充電に用いるＰＩＤゲインとオフセット値と目標充電電圧プロファイルとの関係を示す図である。
【図５】本発明になる充電制御を示す概略フローチャート図である。
【図６】従来のＰＩＤゲインを用いて充電制御を行ったときの目標充電電圧プロファイルと実際の充電電圧プロファイルとの差異を概念的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
次に本発明について、図を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明になる静電蓄勢式溶接電源の概略ブロック図、図２は、図１の静電蓄勢式溶接電源の充電制御部の概略ブロック図、図３は、本発明になる充電制御方法に用いる各種パラメータテーブルの概略設定フローチャート図、図４は、本発明になる充電に用いるＰＩＤゲインとオフセット値と目標充電電圧プロファイルとの関係を示す図、図５は、本発明になる充電制御を示す概略フローチャート図である。
【００２２】
以下、本発明について図面を用いて詳細に説明する。
なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成のすべてが、本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【００２３】
図１に示すように、本発明になる静電蓄勢式溶接電源１０は２つのサイリスタ１ａ、１ｂと２つのダイオード１ｃ、１ｄとからなる混合ブリッジ全波整流部１、充電電流制限抵抗２、充電用コンデンサ（前記大容量コンデンサに相当）３、充電制御部４、放電制御部５、および放電部６と溶接トランス７とからなり、混合ブリッジ全波整流部１、充電電流制限抵抗２、充電用コンデンサ３および充電制御部４が充電に関係する。
【００２４】
静電蓄勢式溶接電源１０において、混合ブリッジ全波整流部１は商用交流５０Ｈｚ単相２００Ｖ電源９（以下、入力交流電源９という）に接続され、充電制御部４から後述するようにして生成されたゲート信号を受けて（図１、２のｃ、ｄ）、２つのサイリスタ１ａ、１ｂが交互にオン・オフし、オン期間にのみ整流された電流が充電電流として充電電流制限抵抗２を介して充電用コンデンサ３に流れる。
【００２５】
そして、この充電電流により充電用コンデンサ３は徐々に充電され、所定の時間後に所定の目標充電電圧（目標電圧）に到達する。この間の充電制御については詳細に後述する。こうして充電が完了すると放電制御部５からの放電制御信号により放電部６が駆動され、充電用コンデンサ３に蓄積されたエネルギを短時間で放出し、溶接トランス７を介して図示しない溶接電極間に溶接電流を流す。
【００２６】
充電制御部４は、図２に示すように、制御部２１、入力部２２、目標充電電圧プロファイルテーブル２３、ＰＩＤゲインテーブル２４、充電電圧検出部２５、操作量算出部２６、同期信号検出部２７、および位相制御部２８からなる。なお、これらの目標充電電圧プロファイルテーブル２３とＰＩＤゲインテーブル２４をパラメータテーブルという。
【００２７】
ここで、入力部２２はユーザによる蓄積エネルギの設定や溶接開始指令を受けてこの情報を制御部２１に送出し、充電電圧検出部２５は充電用コンデンサ３の充電電圧を検出してフィードバック電圧Ｖｄｅｔとして制御部２１に送出する（図１、２のｅ、ｆ）。
制御部２１は溶接電源の通電回数によってあらかじめ決められている固定の充電時間ｔＣと設定された蓄積エネルギから充電用コンデンサ３の容量Ｃに応じて算出される目標充電電圧プロファイルデータを作成し、目標充電電圧プロファイルテーブル２３に格納する。なお、この目標充電電圧プロファイルデータには目標充電電圧に応じて所定のオフセット値が加算される場合がある。このことを含め、目標充電電圧プロファイルデータの作成については詳細に後述する。
【００２８】
同期信号検出部２７は、入力交流電源９を受けて（図１、２のａ、ｂ）、後述するゲート信号のオン・オフタイミングの起点となる入力交流電源９のゼロクロスポイントを同期信号として検出する。
【００２９】
ＰＩＤゲインテーブル２４は目標充電電圧プロファイルテーブル２３に格納されている目標充電電圧プロファイルに追従するようにＰＩＤ制御により充電電圧検出部２５からのフィードバック電圧Ｖｄｅｔと目標電圧ＶＣとの差分をとり操作量を算出するときのＰＩＤゲインを格納する。このＰＩＤゲインは図４に示すように目標電圧ＶＣに応じた値となり、少なくとも５つの領域に分けて設定されている。このＰＩＤゲインの設定についても詳細に後述する。
【００３０】
制御部２１は入力交流電源９の周波数と混合ブリッジ全波整流回路１により定まるサンプリング時間ｔｓｍｐｉ（ｉは１〜ｎの正の整数、以下同じ。）ごとに充電電圧検出部２５からのフィードバック電圧Ｖｄｅｔｉ、目標充電電圧プロファイルテーブル２３からの目標電圧（目標電圧に応じてオフセット値が加算されている）ＶＣｉ、およびＰＩＤゲインテーブル２４から目標電圧に応じたＰＩＤゲインとを読み込み、操作量算出部２６に送出する。なお、サンプリング時間ｔｓｍｐは単位時間ｔｓｍｐともいう。
【００３１】
操作量算出部２６はこれらの読み込みデータを受けて、単位時間ｔｓｍｐｉごとにフィードバック電圧Ｖｄｅｔｉと目標電圧ＶＣｉとの差分を算出し、この差分にＰＩＤゲインをそれぞれ乗算してその結果を加算して操作量を算出し、この操作量に応じた期間混合ブリッジ全波整流部１のサイリスタ１ａ、１ｂをオンする時間ｔＯＮを求めて位相制御部２８に送出する。
【００３２】
位相制御部２８はこの時間ｔＯＮと同期信号検出部２７からの同期信号を受けて、同期信号を起点にしたサイリスタ１ａ、１ｂをそれぞれオンするゲート信号を生成してサイリスタ１ａ、１ｂのゲートに供給する（図１、２のｃ、ｄ）。前述のように、サイリスタ１ａ、１ｂはこのゲート信号を受けて交互にオン・オフし、オンしている期間入力交流電源９からの交流電流を整流して充電コンデンサ３に充電電流を流して充電する。このようにして、充電用コンデンサ３には目標電圧ＶＣが前記目標充電電圧プロファイルに追従して充電される。
【００３３】
次に、このような充電制御を行う静電蓄勢式溶接電源１０の前述したパラメータテーブルの作成について説明する。
【００３４】
［目標充電電圧プロファイルテーブルの作成］
まず、ユーザにより設定された蓄積エネルギから充電用コンデンサ３の容量Ｃに応じて定まる目標電圧ＶＣを決定する。なお、ここでは充電前には充電用コンデンサ３は放電し切っているものとする。次に、充電用コンデンサ３に線形に上昇するように充電していくものとして、目標電圧ＶＣをあらかじめ定められた充電時間ｔＣで除算して充電電圧の上昇の傾きを算出する。
【００３５】
次に、入力交流電源９の周波数と混合ブリッジ全波整流回路１で定まるサンプリング時間ｔｓｍｐ（単位時間ｔｓｍｐ）を求める。充電用コンデンサ３には単位時間ｔｓｍｐごとに線形に充電されて目標電圧ＶＣまで充電するので、単位時間ｔｓｍｐと前記傾きとの乗算を行って理想的な目標充電電圧プロファイルデータ（以下、理想目標充電電圧プロファイルデータという）を算出し、単位時間ｔｓｍｐごとの理想目標充電電圧プロファイルデータを目標充電電圧プロファイルテーブル２３に格納する。なお、この単位時間は、前述の通り入力交流電源９は５０Ｈｚ単相の交流電源であるので１０ｍｓとなる。
【００３６】
［ＰＩＤゲインテーブルの作成］
最初に目標電圧ＶＣを最大の充電電圧として、前述のようにして理想目標充電電圧プロファイルを求め、このプロファイルに追従するようして充電電圧が上昇するようなＰＩＤゲインを仮ＰＩＤゲインとして求め、単位時間ｔｓｍｐごとにＰＩＤゲインテーブル２４に格納する。このときＰ（比例）、Ｉ（積分）、およびＤ（微分）の各制御のゲインは公知の手段を用いて求める。つまり、目標充電電圧プロファイルテーブル２３から単位時間ｔｓｍｐごとに読み出される目標電圧ＶＣｉとこの時のフィードバック電圧Ｖｄｅｔｉとの差分に応じて追従性が良くなるようなＰ、Ｉ、Ｄの各制御のゲインを求める。
【００３７】
次に、この仮のＰＩＤゲインを用いて、目標電圧ＶＣを定めて実際に充電動作を行う。このとき、理想目標充電電圧プロファイルと実際の充電電圧プロファイル（コンデンサの充電電圧の単位時間ｔｓｍｐごとのフィードバック電圧）から単位時間ｔｓｍｐごとの差分をなくすようにＰＩＤゲインを調整して、最終的なＰＩＤゲインを求め、単位時間ｔｓｍｐごとにＰＩＤゲインテーブル２４に格納する。具体的には次のように目標電圧ＶＣを分けてＰＩＤゲインを調整して、設定する。
【００３８】
追従性を良くするためには、１つの理想目標充電電圧プロファイルの中でも目標電圧ＶＣｉとフィードバック電圧Ｖｄｅｔｉとの差分に応じてＰＩＤゲインを変化させるはもちろんであるが、ここでは前述のように目標電圧ＶＣに応じて５つの領域に分けてＰＩＤゲインを異なる値に設定する（図４のア〜オ）。
【００３９】
前述した通り、第１の理由は、目標電圧ＶＣに関係なく、所定の充電時間ｔＣで充電するので目標電圧ＶＣの大小に応じて単位時間ｔｓｍｐごとの目標電圧ＶＣｉと目標電圧ＶＣｉ＋１の差が大きく異なるからである。また、第２の理由は、目標電圧ＶＣと入力交流電源９の電圧（実効値）が同じ程度のときには、混合ブリッジ全波整流回路１を採用していることから全波整流といっても正弦波の原形を保持しているのでサイリスタ１ａ、１ｂをオンする時間を増やしてもその時間に見合って充電電流は増えないからである。
【００４０】
このことから、目標電圧ＶＣが入力交流電源９の電圧（実効値）の３／４（前述の通り、入力交流電圧は２００Ｖであるから１５０Ｖ）程度で単位時間ｔｓｍｐごとの前記差分がある程度大きく位相制御部２８からのゲート信号のオン期間を増やす割合に見合って充電電流が増え、この結果充電電圧が増えるとき（図４のア、イ、ウ）とそうでないとき（図４のエ、オ）に分けて設定する。
【００４１】
そして、前記差分が小さい場合でも、目標電圧ＶＣが入力交流電源９の電圧（実効値）の１／４（５０Ｖ）程度より低く、前記ゲート信号のオン期間を増やす割合に見合って充電電流が増えるが前記目標充電電圧プロファイルの単位時間ごとの目標電圧の差が少ないことでＰＩＤゲインを調整しても追従性が悪いとき（図４のア）と目標電圧が入力交流電源９の電圧の３／４（１５０Ｖ）程度以上でオン期間を増やす割合に見合って充電電流が増えないとき（図４のエ、オ）に分けて設定する。
【００４２】
さらに、目標電圧ＶＣが入力交流電源９の電圧の１／４（５０Ｖ）程度の境界付近（図４のイ）および目標電圧ＶＣが高く、しかも目標電圧ＶＣ付近に到達しているとき（図４のオ）も別に設定する。すなわち、前述のように５つの領域（図４のア〜オ）に分け、目標電圧ＶＣの中央部（図４のウ）のＰＩＤゲインを基準に表現すると目標電圧ＶＣが低い領域（図４のア）はＰＩＤゲインが大きく、しかも一定の値に、この領域と前記中央部との境界領域（図４のイ）はＰＩＤゲインを漸減する値に、前記中央部と目標電圧ＶＣが高く目標ＶＣ電圧に近づくまでの領域（図４のエ）はＰＩＤゲインを漸増する値に、および目標電圧ＶＣが高くしかも目標電圧ＶＣ付近に到達している領域（図４のオ）は、前記漸増のした値の最大値で一定の値に設定する。
【００４３】
［目標充電電圧プロファイルテーブルの更新］
また、前述の目標電圧ＶＣが入力交流電源９の電圧の１／４（５０Ｖ）程度以下の領域（図４のアに相当）は、目標電圧ＶＣが低過ぎることにより、目標充電電圧プロファイルの単位時間ｔｓｍｐごとの目標電圧（ｔｓｍｐｉのＶＣｉとｔｓｍｐｉ＋１のＶＣｉ＋１）に差が少な過ぎることでＰＩＤゲインの設定だけでは前記目標電圧プロファイルに追従できず、遅れてしまう。
【００４４】
このような場合でも、前記差分を形式的に大きくすることで前記操作量を大きくしてゲート信号のオン期間を長くしてサイリスタ１ａ、１ｂのオン期間を長くすれば、これに応じて充電電流も増え、その結果充電電圧も増やすことができることが分かっているので、実験的にこの差分とＰＩＤゲインを求める。
【００４５】
そして、ＰＩＤゲインは求めたものをそのまま使用する。一方、求められた差分は本来の差分と持ち上げるオフセット値とに分けて、このオフセット値を前記理想目標充電電圧プロファイルの単位時間ｔｓｍｐｉごとの目標電圧ＶＣｉに加算して低電圧用目標充電電圧プロファイルデータとして求め、これを理想用とは別に目標充電電圧プロファイルテーブル２３に格納して目標充電電圧プロファイルテーブル２３を更新する。この場合、単位時間ｔｓｍｐｉごとのオフセット値に差異があるが、大きな差異ではないことと単純化することから一定値とする。
【００４６】
このようにしてＰＩＤゲインテーブルの作成と目標充電電圧プロファイルテーブルの作成と更新とを行う。
次に、図５を用いて、このようにして作成されたＰＩＤゲインテーブルと目標充電電圧プロファイルテーブルを備える静電蓄勢式溶接電源１０の充電動作について説明する。
【００４７】
最初に設定された蓄積エネルギから目標電圧ＶＣを求めて、この目標充電電圧に応じて理想または低電圧用の目標充電電圧プロファイルテーブルを選択する。
この上で、まず選択された目標充電電圧プロファイルテーブルから１番目の目標電圧ＶＣ１を読みこむ（図５のＳ５０１、Ｓ５０２）。この時ＰＩＤゲインテーブル２４からＰＩＤゲインと充電電圧検出部２５からコンデンサ３の充電電圧Ｖｄｅｔ１を読み込む（図５のＳ５０３、Ｓ５０４）。
【００４８】
次に、目標電圧ＶＣ１とフィードバック電圧Ｖｄｅｔ１との差分を算出する（図５のＳ５０５）。続いて、この差分とＰＩＤゲインとを用いてＰＩＤ演算により操作量を算出する（図５のＳ５０６）。次に、この操作量に応じて定まる充電電流を供給できるような混合ブリッジ全波整流部１のサイリスタ１ａ、１ｂのオン期間を決める位相制御量を算出する（図５のＳ５０７）。
【００４９】
次に、この位相制御量を基に同期信号検出部２７で検出された入力交流電源９のゼロクロス点を基準としてサイリスタ１ａ、１ｂをオンさせる位相制御信号となるゲート信号を生成してサイリスタのゲートに供給する（図５のＳ５０８）。
【００５０】
サイリスタ１ａ、１ｂはこのゲート信号で交互に駆動されるのでアノードカソード間が導通して混合ブリッジ全波整流回路１および充電制限抵抗２を介して充電電流が充電用コンデンサ３に流れて充電用コンデンサ３を充電する（図５のＳ５０９）。
この充電電圧は常時検出されているので、充電後の電圧が検出される（図５のＳ５１０）。
【００５１】
次に、目標充電電圧プロファイルテーブル２３から２番目の目標電圧ＶＣ２を読みこむ（図５のＳ５１１、Ｓ５０２）。そして、前述のような動作（図５のＳ５０３〜Ｓ５０９）を経てコンデンサ３が充電される。
この動作が目標充電電圧プロファイルテーブル２３に格納されている目標電圧ＶＣｉの数分（ｎ）だけ実行され（図５のＳ５１２のＹｅｓ）、最終的にコンデンサ３に目標電圧ＶＣが充電される（図５のＳ５１２のＮｏ）。
【００５２】
前述の静電蓄勢型溶接電源の充電制御方法と充電制御手段とは１例であって、発明の要旨を変更しない形で種々変更が可能である。例えば、操作量算出部を制御部内の機能に取り込んで実行することである。また、充電制御部の機能を１つの素子に組み込んで実行することである。
【符号の説明】
【００５３】
１  混合ブリッジ全波整流部、２  充電電流制限抵抗、３  充電用コンデンサ、
４  充電制御部、５  放電制御部、６  放電部、７  溶接トランス、
２１  制御部、２２  入力部、２３  目標充電電圧プロファイルテーブル、
２４  ＰＩＤゲインテーブル、２５  充電電圧検出部、２６  操作量算出部、
２７  同期信号検出部、２８  位相制御部
【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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