專利名稱：焊接電源的輸出控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在短路電弧焊接中所使用的焊接電源的輸出控制方法，特別是涉及以電子形式形成用于將短路期間及電弧期間的輸出電流的變化適當(dāng)優(yōu)化的電抗器的所謂電子電抗器控制的改善。
背景技術(shù)：
在焊絲和母材之間重復(fù)短路和電弧的短路電弧焊接中，按照電弧負(fù)載的變動(dòng)將短路期間及電弧期間中的輸出電路i的變化適當(dāng)化以確保良好的焊接品質(zhì)，這點(diǎn)是很重要的。在上述的短路電弧焊接中，不僅包括短路過(guò)渡電弧焊接，還包括伴隨短路的熔滴過(guò)渡焊接、伴隨短路的噴射過(guò)渡焊接等。由于在短路電弧焊接中使用恒壓特性的焊接電源，因此設(shè)其輸出電壓為E[V]。此外，設(shè)使焊接電源的內(nèi)部及外部匹配的電抗器的電感值為L(zhǎng)[H]，設(shè)使內(nèi)部及外部匹配的電阻值為r[Ω]，設(shè)電弧負(fù)載的電壓(以下稱作焊接電壓)為v[V]，關(guān)于輸出有下式成立。
E＝L·di/dt+r·i+v …(1)式在上式中，由于電阻值r通常為小的值，因此忽略，如果以電流變化率(電流微分值)di/dt進(jìn)行整理，則得到下式。
di/dt＝(E-v)/L …(2)式在上式中，由于輸出電壓E為預(yù)先設(shè)定的值，因此電弧負(fù)載變動(dòng)、焊接電壓v變化時(shí)的電流變化率di/dt與電感值L成反比例。從而，為了按照電弧負(fù)載的變動(dòng)將電流變化率di/dt適當(dāng)化，可將電感值設(shè)定為適當(dāng)值Lm[H]。
通常，上述的適當(dāng)電感值Lm是大小為100～500μH的大值，且通過(guò)電抗器中的輸出電流i是最大超過(guò)500A的非常大的值，因此電抗器的大小變大、重量變重。還有，上述的適當(dāng)電感值Lm根據(jù)焊絲的材質(zhì)、直徑、保護(hù)氣體的種類、送絲速度(平均輸出電流值)等的種種焊接條件而變化。但是，對(duì)將導(dǎo)線纏繞在鐵芯上而制作的電抗器，不能使其電感值按照上述焊接條件自由變化為期望值。在此，以下說(shuō)明的現(xiàn)有技術(shù)中，公開了電子方式形成與該電抗器等價(jià)的作用的控制(以下，稱作電子電抗器控制)，該技術(shù)被廣泛應(yīng)用(例如參照專利文獻(xiàn)1、2等)。
電子電抗器控制的原理如下。設(shè)輸出電壓的設(shè)定值為Er[V]，適當(dāng)電感值為L(zhǎng)m[μH]，用于平滑輸出電流i的數(shù)十μH(逆變控制時(shí))的固定電感值為L(zhǎng)i[μH]，由電子電抗器控制形成的電子電感值為L(zhǎng)r[μH]。因此，Lm＝Li+Lr。如果將上述值代入進(jìn)行整理，則得到下式。
Er-Lr·di/dt＝Li·di/dt+v …(3)式在上式中，通過(guò)按照輸出電壓變?yōu)镋＝Er-Lr·di/dt的方式進(jìn)行控制能夠形成電子電感值Lr。即、對(duì)輸出電流i進(jìn)行檢測(cè)并進(jìn)行微分，算出乘以放大率Lr后的電流微分值Bi＝Lr·di/dt。接著，從預(yù)先規(guī)定的輸出電壓設(shè)定值Er中減去上述的電流微分值Bi，算出電壓控制設(shè)定值Ecr＝Er-Lr·di/dt，按照輸出電壓E與該電壓控制設(shè)定值Ecr大致相等的方式進(jìn)行控制。在此，由于上述的放大率Lr＝Lm-Li，因此按照各種焊接條件決定適當(dāng)電感值Lm時(shí)，放大率(電子電感值)Lr也確定。從而，通過(guò)電子電抗器控制能夠?qū)⑦m當(dāng)電感值Lm設(shè)定為任意值。
圖6是采用上述的現(xiàn)有技術(shù)的電子電抗器控制的焊接電源的框圖。以下，參照該圖對(duì)各模塊進(jìn)行說(shuō)明。
電源主電路PMC，輸入商用電源(3相200V等)，根據(jù)后文所述的誤差放大信號(hào)Amp進(jìn)行逆變控制、斬波控制、可控硅相位控制等的輸出控制，輸出輸出電壓E。電抗器WL是在鐵芯上纏繞導(dǎo)線的元件，逆變控制時(shí)具有數(shù)十μH左右小值的固定電感值Li[μH]。焊絲1由焊絲送給裝置的送絲輥5通過(guò)焊槍4內(nèi)被送給，在與母材2之間產(chǎn)生電弧3。
電流檢測(cè)電路ID，對(duì)輸出電流i進(jìn)行檢測(cè)并輸出電流檢測(cè)信號(hào)id。電子電抗器控制電路ERC，對(duì)上述電流檢測(cè)信號(hào)id進(jìn)行微分并乘以放大率Lr，輸出電流微分信號(hào)Bi＝Lr·di/dt。放大率Lr，如上述那樣按照各種焊接條件預(yù)先設(shè)定適當(dāng)值。此時(shí)，為了使焊接狀態(tài)穩(wěn)定化，在輸出電流i的上升時(shí)和下降時(shí)使上述放大率Lr變化，多數(shù)情況下在上升時(shí)設(shè)定為較大值、下降時(shí)設(shè)定為較小時(shí)。
輸出電壓設(shè)定電路ER，輸出期望值的輸出電壓設(shè)定信號(hào)Er。減法電路SUB從該輸出電壓設(shè)定信號(hào)Er中減去上述電流微分信號(hào)Bi，輸出電壓控制設(shè)定信號(hào)Ecr＝Er-Bi。輸出電壓檢測(cè)電路ED，對(duì)輸出電壓E進(jìn)行檢測(cè)并輸出輸出電壓檢測(cè)信號(hào)Ed。誤差放大電路AMP，放大上述的電壓控制設(shè)定信號(hào)Ecr與該輸出電壓檢測(cè)信號(hào)Ed之間的誤差，輸出誤差放大信號(hào)Amp。
圖7是圖6中上述的焊接電源中的各信號(hào)的時(shí)序圖。該圖(A)表示輸出電流i的時(shí)間變化，該圖(B)表示電流微分信號(hào)Bi的時(shí)間變化，該圖(C)表示電壓控制設(shè)定信號(hào)Ecr的時(shí)間變化。以下，參照該圖進(jìn)行說(shuō)明。
如圖(A)所示，時(shí)刻t1～t2的短路期間Ts中，為了使電弧負(fù)載變?yōu)槎搪坟?fù)載，輸出電流i上升。與此同時(shí)，如圖(B)所示，電流微分信號(hào)Bi為與輸出電流i的上升率成比例的正值。接著，如圖(A)所示，時(shí)刻t2～t3的電弧期間Ta中，為了從短路負(fù)載變?yōu)殡娀∝?fù)載，輸出電流i下降。與此同時(shí)，如圖(B)所示，電流微分信號(hào)Bi成為與輸出電流i的下降率成比例的負(fù)值。并且，如圖(C)所示，電壓控制設(shè)定信號(hào)Ecr成為從輸出電壓設(shè)定信號(hào)Er中減去圖(B)所示的電流微分信號(hào)Bi后的值。按照與該電壓控制設(shè)定信號(hào)Ecr大致相等的方式對(duì)焊接電源的輸出電壓E進(jìn)行輸出控制。其結(jié)果，形成比固定電感值Li更大值的適當(dāng)電感值Lm。因此，如圖(A)所示，實(shí)線的輸出電流的電流變化比只虛線的固定電感值Li時(shí)的電流變化更平緩。
具有上述的適當(dāng)電感值Lm的電抗器的主要作用有兩個(gè)。第1是對(duì)輸出電流i及輸出電壓E進(jìn)行平滑并使脈動(dòng)(ripple)比規(guī)定值小。如果脈動(dòng)大，則平均輸出電流小時(shí)，容易產(chǎn)生斷弧。此外，如果脈動(dòng)大，則由于脈動(dòng)而引起電流變化幅度變大，也存在焊道外觀變差的情況。在輸出控制方式為數(shù)十kHz的逆變控制的情況下，為了該平滑作用，如果電感值在數(shù)十μH以上，則是足夠的，能夠與上述的固定電感值Li對(duì)應(yīng)。但是，在輸出方式為可控硅相位控制的情況下，為了使控制頻率低于工業(yè)交流電源的6倍(300或者360Hz)，該平滑作用需要數(shù)百μH例如250μH左右的電感值。在數(shù)kHz的斬波控制的情況下，也需要150μH左右的電感值。
第2作用，如上所述，是將短路期間中的電流上升率及電弧期間中的電流下降率適當(dāng)化。如上所述，該作用需要100～500μH左右的電感值。由于該電流變化適當(dāng)化作用，是根據(jù)電弧現(xiàn)象決定的值，因此即使輸出控制方式變換為逆變控制、斬波控制或者可控硅相位控制，控制可變頻率的變化，也不受太大影響。
上述的電子電抗器控制，在上述的第1平滑作用中不能使用電子方式形成電感值。其理由如下。即，電子電抗器控制，按照電壓控制設(shè)定信號(hào)Ecr和輸出電壓E大致相等的方式由各自輸出控制方式的控制頻率進(jìn)行控制。因此，不能控制由控制頻率決定的脈動(dòng)。從而，第1平滑作用所必需的電感值需要由固定電感值Li形成。另一方面，第2電流變化適當(dāng)化作用所必需的電感值，如上所述，可由電子電抗器控制形成。但是，現(xiàn)有技術(shù)的電子電抗器控制，將電子電感值Lr與固定電感值Li相加、得到適當(dāng)電感值Lm。
在如逆變控制那樣控制頻率高的情況下，如上所述，由于用于第1平滑作用的電感值為數(shù)十μH，因此也可將該值作為固定電感值Li的值。并且，也可用電子方式形成第2電流變化適當(dāng)化作用所必需的100～500μH與固定電感值Li的差的電感值。
另一方面，可控硅相位控制的情況下，由于控制頻率低，因此第1平滑作用所必需的電感值為250μH左右。需要將該值作為固定電感值Li。第2電流變化適當(dāng)化作用所必需的電感值為100～500μH。因此，在需要250μH以上的電感值的情況下，可由電子電抗器控制形成。但是，由于100μH以上小于250μH的電感值比固定電感值Li小，因此不能由電子電抗器控制形成。斬波控制的情況也相同。即、在固定電感值Li比用于電流變化適當(dāng)化的適當(dāng)電感值Lm大的情況下，現(xiàn)有技術(shù)的電子電抗器控制不能形成適當(dāng)電感值Lm。因此，在適當(dāng)電感值Lm小的小電流焊接中，存在進(jìn)一步改善焊接品質(zhì)的問(wèn)題。特別由于在使用直徑細(xì)的焊絲(直徑1.0mm以下)的小電流焊接中，適當(dāng)電感值為最小100μH左右，因此加強(qiáng)了改善焊接品質(zhì)的需要。
此外，在逆變控制式焊接電源中，為了分離焊接電源的輸出端子和母材以及焊槍，焊槍變長(zhǎng)的情況下，也存在將電纜的電感值和電抗器WL的電感值相加超過(guò)100μH的情況。在這種情況下，即使控制頻率高也會(huì)產(chǎn)生上述問(wèn)題。
專利文獻(xiàn)1特開2004-114098號(hào)公報(bào)；專利文獻(xiàn)2特開2004-181526號(hào)公報(bào)。

發(fā)明內(nèi)容
在此，本發(fā)明的目的在于提供一種焊接電源的輸出控制方法，即使在用于電流變化適當(dāng)化的適當(dāng)電感值Lm比固定電感值Li小的情況下，也可由電子電抗器控制形成焊接電源。
為了解決上述課題，本發(fā)明之一的焊接電源的輸出控制方法，是在焊絲和母材之間重復(fù)短路和電弧的短路電弧焊接所使用的焊接電源中，將預(yù)定的放大率與上述焊接電源的輸出電流的微分值相乘并算出電流微分值，從預(yù)定的輸出電壓設(shè)定值中減去上述電流微分值并算出電壓控制設(shè)定值，對(duì)輸出進(jìn)行控制以使上述焊接電源的輸出電壓與上述電壓控制設(shè)定值大致相等的焊接電源的輸出控制方法，其特征在于，設(shè)置電流變化切換電路，其輸出上述輸出電流相對(duì)于負(fù)載變動(dòng)的變化速度為緩慢時(shí)為高電平、快時(shí)為低電平的電流變化切換信號(hào)，上述電流變化切換信號(hào)為高電平時(shí)，從上述輸出電壓設(shè)定值中減去上述電流微分值并算出上述電壓控制設(shè)定值，上述電流變化切換信號(hào)為低電平時(shí)，將上述電流微分值與上述輸出電壓設(shè)定值相加并算出上述電壓控制設(shè)定值。
此外，本發(fā)明之二的焊接電源的輸出控制方法，其特征在于，發(fā)明之一所述的電流變化切換電路，按照焊絲的種類或者送絲速度輸出預(yù)定的適當(dāng)?shù)碾娏髯兓袚Q信號(hào)。
此外，本發(fā)明之三的焊接電源的輸出控制方法，其特征在于，發(fā)明之一所述的電流變化切換電路，按照負(fù)載狀態(tài)輸出預(yù)定的適當(dāng)?shù)碾娏髯兓袚Q信號(hào)。
發(fā)明效果根據(jù)上述發(fā)明之一，能夠以電子方式形成焊接電源內(nèi)部以及外部的電抗器的固定電感值Li以上或者比其小的適當(dāng)電感值Lm。因此，在如可控硅相位控制、斬波控制等那樣，為了使控制頻率降低、減小輸出脈動(dòng)，需要增大固定電感值Li的情況下，能夠形成與焊接條件對(duì)應(yīng)的適當(dāng)電感值Lm。其結(jié)果，對(duì)負(fù)載變化的輸出電流的變化速度被適當(dāng)化，焊接品質(zhì)變好。此外，逆變控制式焊接電源中，也存在為了提高M(jìn)IG焊接的焊接性能，使固定電感值Li增大的情況。存在由該焊接電源進(jìn)行CO2焊接或者M(jìn)AG焊接后，由于固定電感值Li過(guò)大，而焊接不穩(wěn)定的情況。在這種情況下，通過(guò)適用本發(fā)明，在上述的所有焊接法中可進(jìn)行良好的焊接。還有，長(zhǎng)焊接電纜的固定電感值Li大的情況也相同。
此外，根據(jù)上述發(fā)明之二，除了上述效果外，能夠按照焊絲的種類或者送絲速度自動(dòng)地設(shè)定電流變化切換信號(hào)Si的適當(dāng)值。因此，能夠自動(dòng)地形成與這些焊接條件對(duì)應(yīng)地適當(dāng)電感值Lm。
此外，根據(jù)上述發(fā)明之三，除了上述效果外，能夠按照焊接中的負(fù)載狀態(tài)自動(dòng)地設(shè)定電流變化切換信號(hào)Si的適當(dāng)值。因此，能夠自動(dòng)形成與負(fù)載狀態(tài)對(duì)應(yīng)的適當(dāng)電感值Lm。負(fù)載狀態(tài)不只為短路負(fù)載、電弧負(fù)載時(shí)，還有電弧開始之后的負(fù)載狀態(tài)、焊接結(jié)束時(shí)的負(fù)載狀態(tài)、電弧長(zhǎng)度急劇變化時(shí)的負(fù)載狀態(tài)等各種狀態(tài)。


圖1是用于實(shí)施有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施方式1的焊接電源的輸出控制方法的焊接電源的框圖。
圖2是圖1的各信號(hào)的時(shí)序曲線圖。
圖3是用于實(shí)施有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施方式2的焊接電源的輸出控制方法的焊接電源的框圖。
圖4是用于實(shí)施有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施方式3的焊接電源的輸出控制方法的焊接電源的框圖。
圖5是圖4的各信號(hào)的時(shí)序曲線圖。
圖6是用于實(shí)施現(xiàn)有技術(shù)的焊接電源的輸出控制方法的焊接電源的框圖。
圖7是圖6的各信號(hào)的時(shí)序曲線圖。
圖中1-焊絲；2-母材；3-電?。?-焊槍；5-送給輥；AMP-誤差放大電路；Amp-誤差放大信號(hào)；Bi-電流微分(值/信號(hào))；WL-電抗器；di/dt-電流變化率；E-輸出電壓；ECR-電壓控制設(shè)定電路；Ecr-電壓控制設(shè)定(值/信號(hào))；ED-輸出電壓檢測(cè)電路；Ed-輸出電壓檢測(cè)信號(hào)；ER-輸出電壓設(shè)定電路；Er-輸出電壓設(shè)定(值/信號(hào))；ERC-電子電抗器控制電路；i-輸出電流；ID-電流檢測(cè)電路；id-電流檢測(cè)信號(hào)；L-電感值；Li-固定電感值；Lm-適當(dāng)電感值；Lr-放大率/電子電感值；PMC-電源主電路；r-電阻值；SD-短路電弧判斷電路；Sd-短路電弧判斷信號(hào)；SI-電流變化切換電路；Si-電流變化切換信號(hào)；SI2-第2電流變化切換電路；SI3-第3電流變化切換電路；SUB-減法電路；Ts-短路期間；v-焊接電壓；VD-電壓檢測(cè)電路；vd-電壓檢測(cè)信號(hào)；WC-焊接條件設(shè)定電路；Wc-焊接條件設(shè)定信號(hào)。
具體實(shí)施例方式
以下，邊參照附圖，邊對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
(1)Lm≥Li的情況適當(dāng)電感值Lm在固定電感值Li以上的情況下，Lm＝Li+Lr。Lr是電子電感值。在該情況下，能夠應(yīng)用現(xiàn)有技術(shù)的電子電抗器控制，基本式如下述(3)式。
Er-Lr·di/dt＝Li·di/dt+v …(3)式在此，Er為輸出電壓設(shè)定值，Li為放大率(電子電感值)，v為焊接電壓。設(shè)電壓控制設(shè)定值Ecr＝Er-Lr·di/dt，以使輸出電壓E與該電壓控制設(shè)定值Ecr大致相等的方式進(jìn)行控制。由此，能夠形成Lm≥Li的適當(dāng)電感值。
(2)Lm＜Li的情況在適當(dāng)電感值Lm比固定電感值Li小的情況下，Lm＝Li-Lr。因此，上述(3)式變?yōu)橄率?4)式。
Er+Lr·di/dt＝Li·di/dt+v …(4)式在此，設(shè)電壓控制設(shè)定值Ecr＝Er+Lr·di/dt，以使輸出電壓E與該電壓控制設(shè)定值Ecr大致相等的方式進(jìn)行控制。由此，能夠形成Lm＜Li的適當(dāng)電感值。
(3)即、通過(guò)在Lm≥Li的情況下設(shè)Ecr＝Er-Lr·di/dt，在Lm＜Li的情況下設(shè)Ecr＝Er+Lr·di/dt，能夠以電子方式形成固定電感值Li以上或者小于適當(dāng)電抗器值。在此，將電流變換切換電路SI設(shè)置在焊接電源中，輸出電流變化切換信號(hào)Si，該信號(hào)Si在輸出電流的電流變化比只有固定電感值Li變化更平緩時(shí)為高電平，在更快時(shí)為低電平。從而，電流變化切換信號(hào)Si，在Lm≥Li時(shí)為高電平，在Lm＜Li時(shí)為低電平。上述的電子電感值，如果根據(jù)焊接條件決定適當(dāng)電感值Lm，則通過(guò)固定電感值Li的運(yùn)算求出。即、Si＝高電平時(shí)，Lr＝Lm-Li，Si＝低電平時(shí)Lr＝Li-Lm。
例如，在可控硅相位控制的焊接電源中，如上所述，設(shè)固定電感值Li＝250μH，適當(dāng)電感值Lm＝350μH的情況下，也可將電流變化切換信號(hào)Si設(shè)為Si＝高電平，設(shè)定電子電感值Lr＝150μH。此外，在適當(dāng)電感值Lm＝150μH的情況下，也可設(shè)定電流變化切換信號(hào)Si＝低電平，電子電感值Lr＝100μH。這樣，根據(jù)本發(fā)明的電子電抗器控制，從焊絲直徑小的小電流焊接到焊絲直徑大的大電流焊接為止，能夠形成用于使短路電弧焊接穩(wěn)定的適當(dāng)電感值Lm。
圖1是用于實(shí)施有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施方式1的焊接電源的輸出控制方法的焊接電源的框圖。在圖中，對(duì)與上述圖6相同的模塊付與相同的符號(hào)，并省略其說(shuō)明。以下，對(duì)用虛線所示的與圖6不同的模塊參照該圖進(jìn)行說(shuō)明。
電流變化切換電路SI，如上所述，輸出對(duì)負(fù)載變動(dòng)的輸出電流的變化緩慢時(shí)為高電平、快時(shí)為低電平的電流變化切換信號(hào)Si。電壓控制設(shè)定電路ECR，在上述電流變化切換信號(hào)Si為高電平時(shí)，如上述(3)式那樣從輸出電壓設(shè)定信號(hào)Er減去電流微分信號(hào)Bi，算出電壓控制設(shè)定信號(hào)Ecr，在電流變化切換信號(hào)Si為低電平時(shí)，如上述(4)式那樣將電流微分信號(hào)Bi與輸出電壓設(shè)定信號(hào)Er相加，算出電壓控制設(shè)定信號(hào)Ecr。進(jìn)行輸出控制以使該電壓控制設(shè)定信號(hào)Ecr和輸出電壓檢測(cè)信號(hào)Ed大致相等，形成適當(dāng)電感值Lm。
電流變化切換信號(hào)Si＝高電平時(shí)的時(shí)序曲線圖，與上述的圖7相同。因此，如圖7(A)所示，實(shí)線的輸出電流波形的電流變化比只固定電感值時(shí)的虛線的輸出電流波形A的電流變化更平緩。
另一方面，電流變化切換信號(hào)Si＝低電平時(shí)的時(shí)序曲線圖如圖2所示。該圖(A)表示輸出電流i的時(shí)間變化，該圖(B)表示電流微分信號(hào)Bi的時(shí)間變化，該圖(C)表示電壓控制設(shè)定信號(hào)Ecr的時(shí)間變化。該圖與上述圖7相對(duì)應(yīng)。該圖(B)是對(duì)該圖(A)的輸出電流i進(jìn)行微分后的信號(hào)，電流微分信號(hào)Bi＝Lr·di/dt。該圖(C)的電壓控制設(shè)定信號(hào)Ecr的算出方法與圖7不同，Ecr＝Er+Bi。其結(jié)果，如該圖(A)所示，輸出電流i的電流變化，比虛線的只有固定電感值的輸出電流波形A時(shí)更快。這是因?yàn)?，進(jìn)行控制以使適當(dāng)電感值Lm比固定電感值Li更小的緣故。
本發(fā)明的實(shí)施方式2，是實(shí)施方式1中的電流變化切換電路SI根據(jù)焊絲的種類或者送絲速度而輸出預(yù)定的適當(dāng)?shù)碾娏髯兓袚Q信號(hào)Si的方式。如上所述，在如可控硅相位控制、斬波控制等那樣控制頻率高的情況下，固定電感值Li變?yōu)榇笾?。另一方面，適當(dāng)電感值Lm隨著焊絲直徑的變大而變大。還有適當(dāng)電感值Lm，在焊絲的材質(zhì)為鋁材的情況下變大，鋼鐵材料的情況下變小。還有適當(dāng)電感值Lm隨著焊絲送給速度(平均輸出電流值)變快而變大。因此，按照焊絲的種類或者送絲速度預(yù)先設(shè)定電流變化切換信號(hào)Si為高電平或低電平的任一個(gè)，按照焊接條件自動(dòng)設(shè)定適當(dāng)?shù)碾娏髯兓袚Q信號(hào)Si。
圖3是用于實(shí)施有關(guān)實(shí)施方式2的焊接電源的輸出控制方法的焊接電源的框圖。在該圖中，對(duì)與上述圖6及圖1相同的模塊付與相同符號(hào)并省略其說(shuō)明。以下，對(duì)虛線所示的模塊進(jìn)行說(shuō)明。焊接條件設(shè)定電路WC，輸出至少包括焊絲的種類或者送絲速度的焊接條件設(shè)定信號(hào)Wc。第2電流變化切換電路SI2，如上所述，在對(duì)負(fù)載變動(dòng)的輸出電流的電流變化緩慢時(shí)，為高電平，在變快時(shí)為低電平，按照上述的焊接條件設(shè)定信號(hào)Wc輸出預(yù)定的高電平或者低電平的電流變化切換信號(hào)Si。
本發(fā)明的實(shí)施方式3，是實(shí)施方式1中的電流變化切換電路SI按照負(fù)載狀態(tài)輸出預(yù)定的適當(dāng)電流變化切換信號(hào)Si的方式。存在根據(jù)焊接接頭、焊接速度等的焊接條件，按照負(fù)載狀態(tài)切換適當(dāng)電感值Lm方的情況。即、在負(fù)載狀態(tài)為短路負(fù)載時(shí)，為了使適當(dāng)電感值Lm變小，電流變化切換信號(hào)Si設(shè)為低電平，在電弧負(fù)載時(shí)，為了時(shí)適當(dāng)電感值Lm變大，將電流變化切換信號(hào)Si設(shè)為高電平。在此所述的負(fù)載狀態(tài)，不但指短路負(fù)載或電弧負(fù)載時(shí)，還有電弧開始時(shí)的負(fù)載狀態(tài)、焊接結(jié)束時(shí)的負(fù)載狀態(tài)、由送絲速度的變動(dòng)等的干擾而使電弧長(zhǎng)度急劇變化時(shí)的變負(fù)載狀態(tài)等。因此，實(shí)施方式3，與一次的焊接途中的負(fù)載狀態(tài)的變化對(duì)應(yīng)并使電流變化切換信號(hào)Si的值變?yōu)轭A(yù)定的值。
圖4是用于實(shí)施有關(guān)實(shí)施方式3的焊接電源的輸出控制方法的焊接電源的框圖。在該圖中，對(duì)與上述圖6及圖1相同的模塊付與相同符號(hào)并省略其說(shuō)明。以下，對(duì)虛線所示的模塊進(jìn)行說(shuō)明。電壓檢測(cè)電路VD，對(duì)焊接電壓v進(jìn)行檢測(cè)并輸出電壓檢測(cè)信號(hào)vd。短路電弧判斷電路SD，根據(jù)上述電壓檢測(cè)信號(hào)vd的值判斷短路或者電弧，輸出短路負(fù)載時(shí)為高電平、電弧負(fù)載時(shí)為低電平的短路電弧判斷信號(hào)Sd。第3電流變化切換電路SI3，如上所述，對(duì)負(fù)載變動(dòng)的輸出電流的電流變化緩慢時(shí)為高電平，在變快時(shí)為低電平，按照上述短路電弧判斷信號(hào)Sd輸出預(yù)定的高電平或者低電平的電流變化切換信號(hào)Si。
圖5是上述圖4的焊接電源中的各信號(hào)的時(shí)序曲線圖。該圖表示，短路期間Ts中電流變化切換信號(hào)Si為低電平，電弧期間Ta中電流變化切換信號(hào)Si為高電平的情況。該圖(A)表示輸出電流i的時(shí)間變化，該圖(B)是電流微分信號(hào)Bi的時(shí)間變化，該圖(C)是電壓控制設(shè)定信號(hào)Ecr的時(shí)間變化。以下，參照該圖進(jìn)行說(shuō)明。
該圖(B)所示的電流微分信號(hào)Bi，是對(duì)該圖(A)所示的輸出電流i進(jìn)行微分的信號(hào)。該圖(C)所示的電壓控制設(shè)定信號(hào)Ecr，根據(jù)短路或者電弧狀態(tài)如上所述那樣，其計(jì)算方法不同。即、時(shí)刻t1～t2的短路期間Ts中，由于短路電弧判斷信號(hào)Sd為高電平，電流變化切換信號(hào)Si為低電平，因此作為Ecr＝Er+Bi被算出。接著，在時(shí)刻T2～T3的電弧期間Ta中，由于短路電弧判斷信號(hào)Sd為低電平、電流變化切換信號(hào)Si為高電平，因此作為Ecr＝Er-Bi被算出。其結(jié)果，如圖(A)所示，實(shí)線的輸出電流i的電流變化，與只固定電感值Li時(shí)的虛線的輸出電流波形A的電流變化相比，短路期間Ts中變快，電弧期間Ta中變慢。這樣，按照負(fù)載狀態(tài)能夠形成固定電感值Li以上或者比其小的適當(dāng)電感值Lm。
權(quán)利要求
1.一種焊接電源的輸出控制方法，是在焊絲和母材之間重復(fù)短路和電弧的短路電弧焊接所使用的焊接電源中，將預(yù)定的放大率與所述焊接電源的輸出電流的微分值相乘并算出電流微分值，從預(yù)定的輸出電壓設(shè)定值中減去所述電流微分值并算出電壓控制設(shè)定值，對(duì)輸出進(jìn)行控制以使所述焊接電源的輸出電壓與所述電壓控制設(shè)定值大致相等的焊接電源的輸出控制方法，其特征在于，設(shè)有電流變化切換電路，其輸出所述輸出電流相對(duì)于負(fù)載變動(dòng)的變化速度緩慢時(shí)為高電平、快時(shí)為低電平的電流變化切換信號(hào)，所述電流變化切換信號(hào)為高電平時(shí)，從所述輸出電壓設(shè)定值中減去所述電流微分值并算出所述電壓控制設(shè)定值，所述電流變化切換信號(hào)為低電平時(shí)，將所述電流微分值與所述輸出電壓設(shè)定值相加并算出所述電壓控制設(shè)定值。
2.一種焊接電源的輸出控制方法，其特征在于，權(quán)利要求1所述的電流變化切換電路，按照焊絲的種類或者送絲速度，輸出預(yù)定的適當(dāng)電流變化切換信號(hào)。
3.一種焊接電源的輸出控制方法，其特征在于，權(quán)利要求1所述的電流變化切換電路，按照負(fù)載狀態(tài)輸出預(yù)定的適當(dāng)電流變化切換信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種焊接電源的輸出控制方法，是將放大率與輸出電流i的微分值相乘并算出電流微分值(Bi)，從預(yù)定的輸出電壓設(shè)定值(Er)中減去電流微分值(Bi)并算出電壓控制設(shè)定值(Ecr)，對(duì)輸出進(jìn)行控制以使輸出電壓(E)與電壓控制設(shè)定值(Ecr)大致相等的焊接電源的輸出控制方法，可以電子方式形成電抗器(WL)的固定電感值Li以下的適當(dāng)電感值。本發(fā)明焊接電源的輸出控制方法電流變化切換信號(hào)(Si)為高電平時(shí)從輸出電壓設(shè)定值(Er)中減去電流微分值(Bi)并算出電壓控制設(shè)定值(Ecr)，電流變化切換信號(hào)(Si)為低電平時(shí)將電流微分值(Bi)與輸出電壓設(shè)定值(Er)相加并算出電壓控制設(shè)定值(Ecr)。
文檔編號(hào)B23K9/095GK1762633SQ20051010995
公開日2006年4月26日 申請(qǐng)日期2005年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月19日
發(fā)明者上園敏郎, 草野潔 申請(qǐng)人:株式會(huì)社大亨