溶接電源装置
【課題】 本発明では、閉ループ構成の直流リアクトルＤＣＬを用いた溶接電源装置において、スパッタの少ない溶接電源装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 直流電源回路と、直流電圧を高周波交流電圧にするインバータ回路と、溶接に適した電圧にする主変圧器と、主変圧器の出力を整流する２次整流回路と、整流された出力を平滑する閉ループの直流リアクトルと、出力電流を検出する出力電流検出回路と、出力電流を入力してＰＩＤ制御するＰＩＤ制御回路と、ＰＩＤ制御信号に基づいてインバータ回路を制御する主制御回路とを備え、直流リアクトルのインダクタンス値に対応するインダクタンス係数を生成し、出力電流に基づいてインダクタンス係数を算出するインダクタンス係数回路を設け、ＰＩＤ制御回路にてインダクタンス係数に基づきＰＩＤ制御の比例ゲイン、積分ゲイン及び微分ゲインを変更してＰＩＤ制御の応答性を速くする。
【解決手段】 直流電源回路と、直流電圧を高周波交流電圧にするインバータ回路と、溶接に適した電圧にする主変圧器と、主変圧器の出力を整流する２次整流回路と、整流された出力を平滑する閉ループの直流リアクトルと、出力電流を検出する出力電流検出回路と、出力電流を入力してＰＩＤ制御するＰＩＤ制御回路と、ＰＩＤ制御信号に基づいてインバータ回路を制御する主制御回路とを備え、直流リアクトルのインダクタンス値に対応するインダクタンス係数を生成し、出力電流に基づいてインダクタンス係数を算出するインダクタンス係数回路を設け、ＰＩＤ制御回路にてインダクタンス係数に基づきＰＩＤ制御の比例ゲイン、積分ゲイン及び微分ゲインを変更してＰＩＤ制御の応答性を速くする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接電源装置においてインバータ回路を出力制御するＰＩＤ制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のアーク溶接において、小電流領域での出力が不安定になりアーク切れが起こりやすくなる。この不具合を防止するために環状鉄心（閉ループ）構成の直流リアクトルを使用し、小電流領域でのインダクタンス値を大きしてアーク切れを抑制していた。
【０００３】
図７は、従来技術の溶接電源装置の電気接続図である。同図を用いて従来技術の動作について説明する。
同図に示す直流電源回路は、三相交流商用電源ＡＣの出力を整流して直流電圧に変換する１次整流回路ＤＲ１と、直流電圧に変換した電圧を平滑する平滑コンデンサＣ１とで形成される。
【０００４】
図７に示すブリッジ接続されたインバータ回路は、第１のスイッチング素子ＴＲ１乃至第４のスイッチング素子ＴＲ４によって形成され、導通と遮断を繰り返して直流電圧を高周波交流電圧に変換する。
【０００５】
変圧器ＩＮＴは、高周波交流電圧をアーク加工に適した電圧に変換する。２次整流回路ＤＲ２は、変圧器ＩＮＴの出力を整流しアーク加工に適した直流電圧に変換し、直流リアクトル（閉ループ構成を有する）ＤＣＬは整流された直流電圧を平滑して負荷に供給する。
【０００６】
出力電流検出回路ＩＤは、出力電流を検出して出力電流検出信号Ｉｄとして出力する。 出力電流設定回路ＩＲは、予め定めた出力電流設定信号Ｉｒを設定する。
【０００７】
図８に示す従来のＰＩＤ（比例・積分・微分）制御回路は、出力電流検出信号Ｉｄの値と出力電流設定信号Ｉｒの値と偏差を求めて差動信号Ｄｄとして出力する差動器ＤＤと、差動信号Ｄｄと予め定めた比例ゲインＫｐとで乗算し第１の乗算信号Ｍｄ１として出力する第１の乗算器ＭＤ１と、差動信号Ｄｄを積分して積分信号Ｉｃとして出力する積分器ＩＣと、積分信号Ｉｃと予め定めた積分ゲインＫｉとで乗算し第２の乗算信号Ｍｄ２として出力する第２の乗算器ＭＤ２と、差動信号Ｄｄを微分して微分信号Ｉｃとして出力する微分器ＩＣと、微分信号Ｉｃと予め定めた微分ゲインＫｉとで乗算し第３の乗算信号Ｍｄ３として出力する第３の乗算器ＭＤ３と、第１の乗算信号Ｍｄ１、第２の乗算信号Ｍｄ２及び第３の乗算信号Ｍｄ３を加算してＰｉｄ制御信号として出力する加算器ＡＤとで形成されている。
【０００８】
主制御回路ＳＣは、パルス周波数が一定でパルス幅を変調するパルス幅変調制御を行い、Ｐｉｄ制御信号に応じてパルス幅変調制御を行い、互いに半周期ずれた第１の出力制御信号Ｓｃ１及び第２の出力制御信号Ｓｃ２を出力する。
【０００９】
インバータ駆動回路ＳＲは、第１の出力制御信号Ｓｃ１及び第２の出力制御信号Ｓｃ２に応じてインバータ回路を駆動させる第１のスイッチング素子駆動信号Ｔｒ１乃至第４のスイッチング素子駆動信号Ｔｒ４を出力する。
【００１０】
図９は、閉ループ構成を有する直流リアクトルＤＣＬの出力電流値とインダクタンス値との特性図である。同図で小電流領域（例えば、２５Ａ）では、インダクタンス値は５０μＨにも増加し、この特性を利用して小電流領域でのインダクタンス値を大きくしてアーク切れを抑制していた。しかし、ＰＩＤ制御回路の比例ゲインＫｐ、積分ゲインＫｉ、微分ゲインＫｄは、例えば、出力電流が１００Ａに適合する予め定めた値に設定すると、小電流領域においてインダクタンス値が大きく変化し各ゲインの適合性が崩れてしまう。
【００１１】
特許文献１のアーク溶接機の制御方法では、ＰＩＤ制御について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００４−２６８０９５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
従来の溶接電源装置では、小電流領域でのアーク切れを抑制するために、図９に示す特性を有する環状鉄心（閉ループ）構成の直流リアクトルを使用し、小電流領域でのインダクタンス値を大きくしてアーク切れを抑制していた。即ち、閉ループ特性を有する直流リアクトルでは、図９に示すように出力電流が小電流領域の、例えば、５０Ａ以下になるとインダクタンス値が急激に大きくなり、この直流リアクトルのインダクタンス特性を利用してアーク切れを抑制していた。
しかし、ＰＩＤ制御回路は比例ゲイン、積分ゲイン及び微分ゲインは、直流リアクトルのインダクタンス値が安定する、出力電流が１００Ａの値に適合するように設定しているので、小電流領域において直流リアクトルのインダクタンス値が急激に大きくなると、比例ゲイン、積分ゲイン及び微分ゲインの適合性が崩れてＰＩＤ制御の応答性に遅れが生じる。この状態でアーク状態から短絡状態に移行した直後に出力電流を減少しスパッタの発生を抑制するとき、ＰＩＤ制御の応答性の遅れにより出力電流に発振が発生しスパッタ量の増加に繋がってしまう。
【００１４】
そこで、本発明では、スパッタ量が少なく、且つ小電流領域でのアークが切れにくい溶接電源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述した課題を解決するために、請求項１の発明は、商用交流電源を直流電圧に変換する直流電源回路と、前記直流電圧を高周波交流電圧に変換するインバータ回路と、前記高周波交流電圧を溶接に適した交流電圧に変換する主変圧器と、前記主変圧器の出力を整流する２次整流回路と、前記整流された出力を平滑する閉ループの直流リアクトルと、前記平滑された出力電流を検出する出力電流検出回路と、前記出力電流検出値と予め定めた出力電流設定値とをＰＩＤ制御しＰＩＤ制御信号として出力するＰＩＤ制御回路と、前記ＰＩＤ制御信号に基づいて前記インバータ回路を制御する主制御回路と、を備えた溶接電源装置において、前記直流リアクトルのインダクタンス値に対応するインダクタンス係数を生成し、前記出力電流検出値に基づいて前記インダクタンス係数を算出するンダクタンス係数回路を設け、前記ＰＩＤ制御回路は、前記インダクタンス係数に基づいて前記ＰＩＤ制御信号の比例ゲイン、積分ゲイン及び微分ゲインを変更する、ことを特徴とする溶接電源装置である。
【００１６】
請求項２の発明は、前記インダクタンス係数回路は、予め定めた第１の出力電流基準値と前記第１の出力電流基準値より大きい予め定めた第２の出力電流基準値とを有し、前記出力電流検出値が前記第１の出力電流基準値以下のとき第１のインダクタンス係数になり、前記出力電流検出値が前記第２の出力電流基準値以上のとき第２のインダクタンス係数になり、前記出力電流検出値が前記第１の出力電流基準値から前記第２の出力電流基準値に向けて増大すると前記インダクタンス係数は連続的に減少する、ことを特徴とする請求項１記載の溶接電源装置である。
【００１７】
請求項３の発明は、前記ＰＩＤ制御回路は、前記インダクタンス値に対応するインダクタンス係数が大きくなると前記比例ゲイン、積分ゲイン及び微分ゲインを大きくする、ことを特徴とする請求項１記載の溶接電源装置である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、閉ループの直流リアクトルを使用して出力電力をＰＩＤ制御でフィードバックする溶接電源装置において、前記直流リアクトルのインダクタンス値の変化をインダクタンス係数を介して逐次検出し、このインダクタンス値の変化に応じてＰＩＤ制御の比例ゲイン、積分ゲイン、微分ゲインを変更させることで、直流リアクトルのインダクタンス値が大きくなる小電流領域でのＰＩＤ制御の応答が速くなり、アーク状態から短絡状態に移行した直後に電流を小さくしてスパッタの発生を抑制するとき、ＰＩＤ制御の応答性が速くなり出力電流の発振が防止できる。この発振の防止によりスパッタの発生が減少し溶接の品質向上につながる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態１に係る溶接電源装置の電気接続図である。
【図２】ＰＩＤ制御回路及びインダクタンス係数回路の詳細図である。
【図３】出力電流値とインダクタンス係数との相関図である。
【図４】実施形態１の動作を説明する波形図である。
【図５】実施形態２に係る溶接電源装置の電気接続図である。
【図６】実施形態２のＰＩＤ制御回路の詳細図である。
【図７】従来技術の溶接電源装置の電気接続図である。
【図８】従来技術のＰＩＤ制御回路の詳細図である。
【図９】閉ループの直流リアクトルの出力電流値とインダクタンス値との特性図で ある。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１は、実施形態１の溶接電源装置の電気接続図である。同図において、図７に示す従来技術の溶接電源装置の電気接続図と同一符号の構成物は、同一動作を行うので説明は省略し、符号の相違する構成物についてのみ説明する。
【００２１】
図２に示すインダクタンス係数回路ＬＯは、出力電流検出信号Ｉｄの値に応じて変化するインダクタンス値を、インダクタンス値に対応したインダクタンス係数Ｌに変換して出力する。図２に示すインダクタンス係数回路ＬＯにより、出力電流検出信号Ｉｄの値が予め定めた第１の出力電流基準値Ｉｒ１（例えば、１０Ａ）より小さいとき、インダクタンス値１００μＨをインダクタンス係数Ｌ＝１０に変換して出力し、出力電流検出信号Ｉｄの値が１０Ａ〜４０Ａの範囲のとき、インダクタンス係数Ｌを（−０．３Ｉｄ＋１３）のインダクタンス係数変換式より算出しインダクタンス係数Ｌを１０から１に向けて減少し、このときインダクタンス係数Ｌ＝１０から１に対応するインダクタンス値は１００μＨから１０μＨに向けて連続的に減少する。つぎに、出力電流検出信号Ｉｄの値が第２の出力電流基準値Ｉｒ２（例えば、４０Ａ）より大きい、インダクタンス値は１０μＨをインダクタンス係数Ｌ＝１に変換して出力する。
【００２２】
図３は、直流リアクトルのインダクタンス値をインダクタンス係数回路ＬＯにてインダクタンス係数に変換したときの出力電流検出値とインダクタンス係数との相関図であり、出力電流検出信号Ｉｄの値が１０Ａ〜４０Ａの範囲のとき、出力電流検出信号Ｉｄの増加に逆比例してインダクタンス係数は１０から１へと減少し、このときのインダクタンス値は１００μＨから１０μＨへと減少する。
【００２３】
図２は、ＰＩＤ制御回路の詳細図を示し、例えば、電源投入時に出力電流検出値が１００Ａに対応する初期の比例ゲインをＫｐｏ、積分ゲインをＫｉｏ及び微分ゲインをＫｄｏに設定する。そして、出力電流検出値が１０Ａ〜４０Ａの範囲で変化すると、（−０．３Ｉｄ＋１３）のインダクタンス係数変換式より算出したインダクタンス係数Ｌが、Ｋｐ＝Ｋｐｏ×（０．４Ｌ＋０．６）の式に入力して最適な比例ゲインＫｐを算出し、第１の乗算器ＭＤ１により差動信号Ｄｄと上記算出した比例ゲインＫｐとを乗算して第１の乗算信号Ｍｄ１として出力する。続いて、積分器ＩＣにより差動信号Ｄｄを積分して積分信号Ｉｃとして出力し、第２の乗算器ＭＤ２により積分信号ＩｃとＫｉ＝Ｋｉｏ×（０．１Ｌ＋０．９）の式より算出した最適な積分ゲインＫｉとを乗算して第２の乗算信号Ｍｄ２として出力する。さらに、微分器ＤＣにより差動信号Ｄｄを微分して微分信号Ｄｃとして出力し、第３の乗算器ＭＤ３により微分信号ＤｃとＫｄ＝Ｋｄｏ×（０．２Ｌ＋０．８）の式より算出した最適な微分ゲインＫｄとを乗算して第３の乗算信号Ｍｄ３として出力する。そして、加算器ＡＤにより第１の乗算信号Ｍｄ１、第２の乗算信号Ｍｄ２及び第３の乗算信号Ｍｄ３を加算して行いＰｉｄ制御信号として出力する。
【００２４】
図４は、実施形態１の動作を説明する波形図であり、同図（Ａ）は出力電流波形を示し、同図（Ｂ）は、短絡時の出力電流波形の拡大図を示す。
【００２５】
次に、実施形態１の動作について図２から図４を用いて説明する。
図４（Ａ）に示す時刻ｔ＝ｔ１において、短絡状態からアーク状態に移行し出力電流検出信号Ｉｄの値が１５０Ａになると、図２に示すインダクタンス係数回路ＬＯは、第２の出力電流基準値Ｉｒ２（４０Ａ）より大きいとき、インダクタンス値１０μＨをインダクタンス係数Ｌ＝１に変換して出力する。
【００２６】
ＰＩＤ制御回路は、インダクタンス係数Ｌ＝１を入力して、Ｋｐ＝Ｋｐｏ×（０．４Ｌ＋０．６）の式より算出して比例ゲインＫｐを設定する。同時に、Ｋｉ＝Ｋｉｏ×（０．１Ｌ＋０．９）の式より算出して積分ゲインＫｉを設定する。さらに、Ｋｄ＝Ｋｄｏ×（０．２Ｌ＋０．８）の式より算出して微分ゲインＫｄを設定する。このとき、時刻ｔ＝ｔ１以前に設定した、例えば、出力電流検出値が１００Ａのときの、比例ゲインＫｐｏ、積分ゲインＫｉｏ及び微分ゲインＫｄｏと同一値になる。
【００２７】
図４（Ａ）に示す時刻ｔ＝ｔ１〜ｔ２において、アーク発生中は出力電流検出信号Ｉｄの値が５０Ａ〜１５０Ａになり、インダクタンス係数回路ＬＯはインダクタンス係数Ｌ＝１を継続し、ＰＩＤ制御回路は、第１の乗算器ＭＤ１により差動信号Ｄｄと算出した比例ゲインＫｐとを乗算して第１の乗算信号Ｍｄ１として出力し、第２の乗算器ＭＤ２により積分信号Ｉｃと算出した積分ゲインＫＩとを乗算して第２の乗算信号Ｍｄ１として出力し、第３の乗算器ＭＤ３により微分信号Ｄｃと算出した微分ゲインＫｄとを乗算して第３の乗算信号Ｍｄ３として出力する。そして、加算器ＡＤにより第１の乗算信号Ｍｄ１、第２の乗算信号Ｍｄ２及び第３の乗算信号Ｍｄ３を加算して行いＰｉｄ制御信号として出力する。
【００２８】
主制御回路ＳＣは、Ｐｉｄ制御信号に応じてパルス幅変調制御を行い、互いに半周期ずれた第１の出力制御信号Ｓｃ１及び第２の出力制御信号Ｓｃ２を出力する。このとき、閉ループ構成の直流リアクトルＤＣＬのインダクタンス値は、図９より１０μＨとなる。
【００２９】
時刻ｔ＝ｔ２において、アーク状態から短絡状態に移行するとき、短絡時に発生するスパッタの発生を抑制するために、短絡電流を短絡発生から所定時間、例えば、１ｍｓの間、出力電流を２５Ａに減少させる。このとき、従来技術では直流リアクトルＤＣＬのインダクタンス係数は１となり、図９に示すインダクタンス値が１０μＨから５５μＨに増加してもインダクタンス係数は変化しなく、このインダクタンス値の上昇によってＰＩＤ制御の応答に遅れが生じ、図４（Ｂ）に示すように、ＰＩＤ制御の応答の遅れにより出力電流に発振が生じてスパッタが発生しスパッタ量が増加する。
【００３０】
そこで、本発明では、図４（Ｂ）に示す時刻ｔ＝ｔ２において、アーク状態から短絡状態に移行した直後に出力電流検出信号Ｉｄの値が２５Ａに減少すると、インダクタンス係数回路ＬＯは、（−０．３Ｉｄ＋１３）のインダクタンス係数変換式よりインダクタンス係数Ｌ＝１を５．５に変更する。そして、このときにインダクタンス値は５５μＨに増加する。
【００３１】
ＰＩＤ制御回路は、インダクタンス係数Ｌ＝５，５を入力して比例ゲインをＫｐ＝Ｋｐｏ×（０．４Ｌ＋０．６）の式より出力電流検出値２５Ａに対応した比例ゲインを求める。このときの比例ゲインＫｐはＫｐ＝２．８Ｋｐｏとなる。同時に、積分ゲインをＫｉ＝Ｋｉｏ×（０．１Ｌ＋０．９）の式より出力電流検出値２５Ａに対応した積分ゲインを求める。このときの積分ゲインｋｉはＫｉ＝１．４５Ｋｉｏとなる。さらに、微分ゲインをＫｄ＝Ｋｄｏ×（０．２Ｌ＋０．８）の式より出力電流検出値２５Ａに対応した微分ゲインを求める。このときの微分ゲインＫｄはＫｄ＝１．９Ｋｄｏとなる。
【００３２】
図４（Ａ）に示す時刻ｔ＝ｔ２〜ｔ３において、インダクタンス係数Ｌ＝５．５の増加に応じてＰＩＤ制御回路は、比例ゲイン、積分ゲイン及び微分ゲインを増加し、この各ゲインの増加によってＰＩＤ制御の応答が速くなり、図９に示す出力電流値が２５Ａのとき直流リアクトルＤＣＬのインダクタンス値が５５μＨに増加しても、図４（Ｂ）に示す出力電流に発振が生じなくなり、アーク状態から短絡状態に移行したときに発生するスパッタ量が減少する。
【００３３】
上述より、直流リアクトルＤＣＬのインダクタンス値に対応するインダクタンス係数に基づいてＰＩＤ制御の比例ゲイン、積分ゲイン、微分ゲインを変更することで、ＰＩＤ制御のフィードバックの応答性が速くなり、アーク状態から短絡状態に移行した直後に電流を小さくしてスパッタの発生を抑制するとき、ＰＩＤ制御の応答性の高速化で出力電流の発振が防止でき、スパッタの発生の減少につながる。
【００３４】
実施形態２についての説明。
上述の実施形態１では、インダクタンス係数回路ＬＯにより、出力電流値に基づいてインダクタンス値に対応するインダクタンス係数Ｌに変換し、この変換したインダクタンス係数ＬをＰＩＤ制御回路に入力して、インダクタンス係数Ｌに基づいて比例ゲイン、積分ゲイン及び微分ゲインを変更してＰＩＤ制御の応答性を制御しているが、図６に示す電流対応ＰＩＤ制御回路に出力電流検出値を直接入力して比例ゲイン、積分ゲイン及び微分ゲインを変更し、ＰＩＤ制御の応答速度を制御してもよい。
【００３５】
この動作について図４から図６を用いて説明する。
図４（Ａ）に示す時刻ｔ＝ｔ１において、短絡状態からアーク状態に移行し出力電流検出信号Ｉｄの値が、例えば、１５０Ａになると、図６に示す電流対応ＰＩＤ制御回路は、出力電流検出値１５０Ａを入力として、比例ゲインを図６に示す、（Ｋｐｏ×１）の式より算出する。このときの比例ゲインＫｐはＫｐ＝Ｋｐｏになる。同時に、積分ゲインを（Ｋｉｏ×１）の式より算出する。このときの積分ゲインＫｉはＫｉ＝Ｋｉｏになる。さらに、微分ゲインを（Ｋｄｏ×１）の式より算出する。このときの微分ゲインＫｄはＫｄ＝Ｋｄｏになる。
【００３６】
図４（Ａ）に示す時刻ｔ＝ｔ１〜ｔ２において、アーク発生中は出力電流検出信号Ｉｄの値が５０Ａ〜１５０Ａのとき、電流対応ＰＩＤ制御回路は、時刻ｔ＝ｔ１において算出した比例ゲインＫｐ、積分ゲインＫｄ及び微分ゲインＫｉとを加算してＰｉｄ制御信号として出力する。
【００３７】
図４（Ｂ）に示す時刻ｔ＝ｔ２において、アーク状態から短絡状態に移行して出力電流検出信号Ｉｄの値が２５Ａに減少すると、電流対応ＰＩＤ制御回路は、出力電流検出値２５Ａを入力して図６に示す、Ｋｐ＝Ｋｐｏ×（−０．１２Ｉｄ＋５．８）の式より算出し、このときの比例ゲインＫｐはＫｐ＝２．８Ｋｐｏになる。同時に、Ｋｉ＝Ｋｉｏ×（−０．０３Ｉｄ＋２．２）の式より算出し、このときの積分ゲインＫｉはＫｉ＝１．４５Ｋｉｏになる。さらに、Ｋｄ＝Ｋｄｏ×（−０．０６Ｉｄ＋３．４）の式より算出し、このときの微分ゲインＫｄは、Ｋｄ＝１．９Ｋｄｏになる。
【００３８】
上述より、出力電流値の変化に応じて比例ゲインＫｐ、積分ゲインＫｄ及び微分ゲインＫｉの変化が実施形態１と同一になる。
【符号の説明】
【００３９】
ＡＤ 加算器
Ｃ１ 平滑コンデンサ
ＤＣ 微分器
Ｄｃ 微分信号
ＤＤ 差動器
Ｄｄ 差動信号
ＤＣＬ 直流リアクトル（閉ループ構成）
ＤＲ１ １次整流回路
ＤＲ２ ２次整流回路
ＩＤ 出力電流検出回路
Ｉｄ 出力電流検出信号
ＩＮＴ 主変圧器
ＩＣ 積分器
Ｉｃ 積分信号
ＩＲ 出力電流設定回路
Ｉｒ 出力電流設定信号（出力電流設定値）
ＬＯ インダクタンス係数回路
Ｌ インダクタンス係数
Ｍ 被加工物
ＭＤ１ 第１の乗算器
Ｍｄ１ 第１の乗算信号
ＭＤ２ 第２の乗算器
Ｍｄ２ 第２の乗算信号
ＭＤ３ 第３の乗算器
Ｍｄ３ 第３の乗算信号
ＰＩＤ ＰＩＤ制御回路（比例・積分・微分制御回路）
Ｐｉｄ Ｐｉｄ制御信号
ＰＩＤＩ 電流対応ＰＩＤ制御回路（比例・積分・微分制御回路）
ＳＣ 主制御回路
Ｓｃ１ 第１の出力制御信号
Ｓｃ２ 第２の出力制御信号
ＳＲ インバータ駆動回路
ＴＨ トーチ
ＴＲ１ 第１のスイッチング素子
ＴＲ２ 第２のスイッチング素子
ＴＲ３ 第３のスイッチング素子
ＴＲ４ 第４のスイッチング素子
Ｔｒ１ 第１のスイッチング素子駆動信号
Ｔｒ２ 第２のスイッチング素子駆動信号
Ｔｒ３ 第３のスイッチング素子駆動信号
Ｔｒ４ 第４のスイッチング素子駆動信号
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接電源装置においてインバータ回路を出力制御するＰＩＤ制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のアーク溶接において、小電流領域での出力が不安定になりアーク切れが起こりやすくなる。この不具合を防止するために環状鉄心（閉ループ）構成の直流リアクトルを使用し、小電流領域でのインダクタンス値を大きしてアーク切れを抑制していた。
【０００３】
図７は、従来技術の溶接電源装置の電気接続図である。同図を用いて従来技術の動作について説明する。
同図に示す直流電源回路は、三相交流商用電源ＡＣの出力を整流して直流電圧に変換する１次整流回路ＤＲ１と、直流電圧に変換した電圧を平滑する平滑コンデンサＣ１とで形成される。
【０００４】
図７に示すブリッジ接続されたインバータ回路は、第１のスイッチング素子ＴＲ１乃至第４のスイッチング素子ＴＲ４によって形成され、導通と遮断を繰り返して直流電圧を高周波交流電圧に変換する。
【０００５】
変圧器ＩＮＴは、高周波交流電圧をアーク加工に適した電圧に変換する。２次整流回路ＤＲ２は、変圧器ＩＮＴの出力を整流しアーク加工に適した直流電圧に変換し、直流リアクトル（閉ループ構成を有する）ＤＣＬは整流された直流電圧を平滑して負荷に供給する。
【０００６】
出力電流検出回路ＩＤは、出力電流を検出して出力電流検出信号Ｉｄとして出力する。 出力電流設定回路ＩＲは、予め定めた出力電流設定信号Ｉｒを設定する。
【０００７】
図８に示す従来のＰＩＤ（比例・積分・微分）制御回路は、出力電流検出信号Ｉｄの値と出力電流設定信号Ｉｒの値と偏差を求めて差動信号Ｄｄとして出力する差動器ＤＤと、差動信号Ｄｄと予め定めた比例ゲインＫｐとで乗算し第１の乗算信号Ｍｄ１として出力する第１の乗算器ＭＤ１と、差動信号Ｄｄを積分して積分信号Ｉｃとして出力する積分器ＩＣと、積分信号Ｉｃと予め定めた積分ゲインＫｉとで乗算し第２の乗算信号Ｍｄ２として出力する第２の乗算器ＭＤ２と、差動信号Ｄｄを微分して微分信号Ｉｃとして出力する微分器ＩＣと、微分信号Ｉｃと予め定めた微分ゲインＫｉとで乗算し第３の乗算信号Ｍｄ３として出力する第３の乗算器ＭＤ３と、第１の乗算信号Ｍｄ１、第２の乗算信号Ｍｄ２及び第３の乗算信号Ｍｄ３を加算してＰｉｄ制御信号として出力する加算器ＡＤとで形成されている。
【０００８】
主制御回路ＳＣは、パルス周波数が一定でパルス幅を変調するパルス幅変調制御を行い、Ｐｉｄ制御信号に応じてパルス幅変調制御を行い、互いに半周期ずれた第１の出力制御信号Ｓｃ１及び第２の出力制御信号Ｓｃ２を出力する。
【０００９】
インバータ駆動回路ＳＲは、第１の出力制御信号Ｓｃ１及び第２の出力制御信号Ｓｃ２に応じてインバータ回路を駆動させる第１のスイッチング素子駆動信号Ｔｒ１乃至第４のスイッチング素子駆動信号Ｔｒ４を出力する。
【００１０】
図９は、閉ループ構成を有する直流リアクトルＤＣＬの出力電流値とインダクタンス値との特性図である。同図で小電流領域（例えば、２５Ａ）では、インダクタンス値は５０μＨにも増加し、この特性を利用して小電流領域でのインダクタンス値を大きくしてアーク切れを抑制していた。しかし、ＰＩＤ制御回路の比例ゲインＫｐ、積分ゲインＫｉ、微分ゲインＫｄは、例えば、出力電流が１００Ａに適合する予め定めた値に設定すると、小電流領域においてインダクタンス値が大きく変化し各ゲインの適合性が崩れてしまう。
【００１１】
特許文献１のアーク溶接機の制御方法では、ＰＩＤ制御について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００４−２６８０９５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
従来の溶接電源装置では、小電流領域でのアーク切れを抑制するために、図９に示す特性を有する環状鉄心（閉ループ）構成の直流リアクトルを使用し、小電流領域でのインダクタンス値を大きくしてアーク切れを抑制していた。即ち、閉ループ特性を有する直流リアクトルでは、図９に示すように出力電流が小電流領域の、例えば、５０Ａ以下になるとインダクタンス値が急激に大きくなり、この直流リアクトルのインダクタンス特性を利用してアーク切れを抑制していた。
しかし、ＰＩＤ制御回路は比例ゲイン、積分ゲイン及び微分ゲインは、直流リアクトルのインダクタンス値が安定する、出力電流が１００Ａの値に適合するように設定しているので、小電流領域において直流リアクトルのインダクタンス値が急激に大きくなると、比例ゲイン、積分ゲイン及び微分ゲインの適合性が崩れてＰＩＤ制御の応答性に遅れが生じる。この状態でアーク状態から短絡状態に移行した直後に出力電流を減少しスパッタの発生を抑制するとき、ＰＩＤ制御の応答性の遅れにより出力電流に発振が発生しスパッタ量の増加に繋がってしまう。
【００１４】
そこで、本発明では、スパッタ量が少なく、且つ小電流領域でのアークが切れにくい溶接電源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述した課題を解決するために、請求項１の発明は、商用交流電源を直流電圧に変換する直流電源回路と、前記直流電圧を高周波交流電圧に変換するインバータ回路と、前記高周波交流電圧を溶接に適した交流電圧に変換する主変圧器と、前記主変圧器の出力を整流する２次整流回路と、前記整流された出力を平滑する閉ループの直流リアクトルと、前記平滑された出力電流を検出する出力電流検出回路と、前記出力電流検出値と予め定めた出力電流設定値とをＰＩＤ制御しＰＩＤ制御信号として出力するＰＩＤ制御回路と、前記ＰＩＤ制御信号に基づいて前記インバータ回路を制御する主制御回路と、を備えた溶接電源装置において、前記直流リアクトルのインダクタンス値に対応するインダクタンス係数を生成し、前記出力電流検出値に基づいて前記インダクタンス係数を算出するンダクタンス係数回路を設け、前記ＰＩＤ制御回路は、前記インダクタンス係数に基づいて前記ＰＩＤ制御信号の比例ゲイン、積分ゲイン及び微分ゲインを変更する、ことを特徴とする溶接電源装置である。
【００１６】
請求項２の発明は、前記インダクタンス係数回路は、予め定めた第１の出力電流基準値と前記第１の出力電流基準値より大きい予め定めた第２の出力電流基準値とを有し、前記出力電流検出値が前記第１の出力電流基準値以下のとき第１のインダクタンス係数になり、前記出力電流検出値が前記第２の出力電流基準値以上のとき第２のインダクタンス係数になり、前記出力電流検出値が前記第１の出力電流基準値から前記第２の出力電流基準値に向けて増大すると前記インダクタンス係数は連続的に減少する、ことを特徴とする請求項１記載の溶接電源装置である。
【００１７】
請求項３の発明は、前記ＰＩＤ制御回路は、前記インダクタンス値に対応するインダクタンス係数が大きくなると前記比例ゲイン、積分ゲイン及び微分ゲインを大きくする、ことを特徴とする請求項１記載の溶接電源装置である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、閉ループの直流リアクトルを使用して出力電力をＰＩＤ制御でフィードバックする溶接電源装置において、前記直流リアクトルのインダクタンス値の変化をインダクタンス係数を介して逐次検出し、このインダクタンス値の変化に応じてＰＩＤ制御の比例ゲイン、積分ゲイン、微分ゲインを変更させることで、直流リアクトルのインダクタンス値が大きくなる小電流領域でのＰＩＤ制御の応答が速くなり、アーク状態から短絡状態に移行した直後に電流を小さくしてスパッタの発生を抑制するとき、ＰＩＤ制御の応答性が速くなり出力電流の発振が防止できる。この発振の防止によりスパッタの発生が減少し溶接の品質向上につながる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態１に係る溶接電源装置の電気接続図である。
【図２】ＰＩＤ制御回路及びインダクタンス係数回路の詳細図である。
【図３】出力電流値とインダクタンス係数との相関図である。
【図４】実施形態１の動作を説明する波形図である。
【図５】実施形態２に係る溶接電源装置の電気接続図である。
【図６】実施形態２のＰＩＤ制御回路の詳細図である。
【図７】従来技術の溶接電源装置の電気接続図である。
【図８】従来技術のＰＩＤ制御回路の詳細図である。
【図９】閉ループの直流リアクトルの出力電流値とインダクタンス値との特性図で ある。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１は、実施形態１の溶接電源装置の電気接続図である。同図において、図７に示す従来技術の溶接電源装置の電気接続図と同一符号の構成物は、同一動作を行うので説明は省略し、符号の相違する構成物についてのみ説明する。
【００２１】
図２に示すインダクタンス係数回路ＬＯは、出力電流検出信号Ｉｄの値に応じて変化するインダクタンス値を、インダクタンス値に対応したインダクタンス係数Ｌに変換して出力する。図２に示すインダクタンス係数回路ＬＯにより、出力電流検出信号Ｉｄの値が予め定めた第１の出力電流基準値Ｉｒ１（例えば、１０Ａ）より小さいとき、インダクタンス値１００μＨをインダクタンス係数Ｌ＝１０に変換して出力し、出力電流検出信号Ｉｄの値が１０Ａ〜４０Ａの範囲のとき、インダクタンス係数Ｌを（−０．３Ｉｄ＋１３）のインダクタンス係数変換式より算出しインダクタンス係数Ｌを１０から１に向けて減少し、このときインダクタンス係数Ｌ＝１０から１に対応するインダクタンス値は１００μＨから１０μＨに向けて連続的に減少する。つぎに、出力電流検出信号Ｉｄの値が第２の出力電流基準値Ｉｒ２（例えば、４０Ａ）より大きい、インダクタンス値は１０μＨをインダクタンス係数Ｌ＝１に変換して出力する。
【００２２】
図３は、直流リアクトルのインダクタンス値をインダクタンス係数回路ＬＯにてインダクタンス係数に変換したときの出力電流検出値とインダクタンス係数との相関図であり、出力電流検出信号Ｉｄの値が１０Ａ〜４０Ａの範囲のとき、出力電流検出信号Ｉｄの増加に逆比例してインダクタンス係数は１０から１へと減少し、このときのインダクタンス値は１００μＨから１０μＨへと減少する。
【００２３】
図２は、ＰＩＤ制御回路の詳細図を示し、例えば、電源投入時に出力電流検出値が１００Ａに対応する初期の比例ゲインをＫｐｏ、積分ゲインをＫｉｏ及び微分ゲインをＫｄｏに設定する。そして、出力電流検出値が１０Ａ〜４０Ａの範囲で変化すると、（−０．３Ｉｄ＋１３）のインダクタンス係数変換式より算出したインダクタンス係数Ｌが、Ｋｐ＝Ｋｐｏ×（０．４Ｌ＋０．６）の式に入力して最適な比例ゲインＫｐを算出し、第１の乗算器ＭＤ１により差動信号Ｄｄと上記算出した比例ゲインＫｐとを乗算して第１の乗算信号Ｍｄ１として出力する。続いて、積分器ＩＣにより差動信号Ｄｄを積分して積分信号Ｉｃとして出力し、第２の乗算器ＭＤ２により積分信号ＩｃとＫｉ＝Ｋｉｏ×（０．１Ｌ＋０．９）の式より算出した最適な積分ゲインＫｉとを乗算して第２の乗算信号Ｍｄ２として出力する。さらに、微分器ＤＣにより差動信号Ｄｄを微分して微分信号Ｄｃとして出力し、第３の乗算器ＭＤ３により微分信号ＤｃとＫｄ＝Ｋｄｏ×（０．２Ｌ＋０．８）の式より算出した最適な微分ゲインＫｄとを乗算して第３の乗算信号Ｍｄ３として出力する。そして、加算器ＡＤにより第１の乗算信号Ｍｄ１、第２の乗算信号Ｍｄ２及び第３の乗算信号Ｍｄ３を加算して行いＰｉｄ制御信号として出力する。
【００２４】
図４は、実施形態１の動作を説明する波形図であり、同図（Ａ）は出力電流波形を示し、同図（Ｂ）は、短絡時の出力電流波形の拡大図を示す。
【００２５】
次に、実施形態１の動作について図２から図４を用いて説明する。
図４（Ａ）に示す時刻ｔ＝ｔ１において、短絡状態からアーク状態に移行し出力電流検出信号Ｉｄの値が１５０Ａになると、図２に示すインダクタンス係数回路ＬＯは、第２の出力電流基準値Ｉｒ２（４０Ａ）より大きいとき、インダクタンス値１０μＨをインダクタンス係数Ｌ＝１に変換して出力する。
【００２６】
ＰＩＤ制御回路は、インダクタンス係数Ｌ＝１を入力して、Ｋｐ＝Ｋｐｏ×（０．４Ｌ＋０．６）の式より算出して比例ゲインＫｐを設定する。同時に、Ｋｉ＝Ｋｉｏ×（０．１Ｌ＋０．９）の式より算出して積分ゲインＫｉを設定する。さらに、Ｋｄ＝Ｋｄｏ×（０．２Ｌ＋０．８）の式より算出して微分ゲインＫｄを設定する。このとき、時刻ｔ＝ｔ１以前に設定した、例えば、出力電流検出値が１００Ａのときの、比例ゲインＫｐｏ、積分ゲインＫｉｏ及び微分ゲインＫｄｏと同一値になる。
【００２７】
図４（Ａ）に示す時刻ｔ＝ｔ１〜ｔ２において、アーク発生中は出力電流検出信号Ｉｄの値が５０Ａ〜１５０Ａになり、インダクタンス係数回路ＬＯはインダクタンス係数Ｌ＝１を継続し、ＰＩＤ制御回路は、第１の乗算器ＭＤ１により差動信号Ｄｄと算出した比例ゲインＫｐとを乗算して第１の乗算信号Ｍｄ１として出力し、第２の乗算器ＭＤ２により積分信号Ｉｃと算出した積分ゲインＫＩとを乗算して第２の乗算信号Ｍｄ１として出力し、第３の乗算器ＭＤ３により微分信号Ｄｃと算出した微分ゲインＫｄとを乗算して第３の乗算信号Ｍｄ３として出力する。そして、加算器ＡＤにより第１の乗算信号Ｍｄ１、第２の乗算信号Ｍｄ２及び第３の乗算信号Ｍｄ３を加算して行いＰｉｄ制御信号として出力する。
【００２８】
主制御回路ＳＣは、Ｐｉｄ制御信号に応じてパルス幅変調制御を行い、互いに半周期ずれた第１の出力制御信号Ｓｃ１及び第２の出力制御信号Ｓｃ２を出力する。このとき、閉ループ構成の直流リアクトルＤＣＬのインダクタンス値は、図９より１０μＨとなる。
【００２９】
時刻ｔ＝ｔ２において、アーク状態から短絡状態に移行するとき、短絡時に発生するスパッタの発生を抑制するために、短絡電流を短絡発生から所定時間、例えば、１ｍｓの間、出力電流を２５Ａに減少させる。このとき、従来技術では直流リアクトルＤＣＬのインダクタンス係数は１となり、図９に示すインダクタンス値が１０μＨから５５μＨに増加してもインダクタンス係数は変化しなく、このインダクタンス値の上昇によってＰＩＤ制御の応答に遅れが生じ、図４（Ｂ）に示すように、ＰＩＤ制御の応答の遅れにより出力電流に発振が生じてスパッタが発生しスパッタ量が増加する。
【００３０】
そこで、本発明では、図４（Ｂ）に示す時刻ｔ＝ｔ２において、アーク状態から短絡状態に移行した直後に出力電流検出信号Ｉｄの値が２５Ａに減少すると、インダクタンス係数回路ＬＯは、（−０．３Ｉｄ＋１３）のインダクタンス係数変換式よりインダクタンス係数Ｌ＝１を５．５に変更する。そして、このときにインダクタンス値は５５μＨに増加する。
【００３１】
ＰＩＤ制御回路は、インダクタンス係数Ｌ＝５，５を入力して比例ゲインをＫｐ＝Ｋｐｏ×（０．４Ｌ＋０．６）の式より出力電流検出値２５Ａに対応した比例ゲインを求める。このときの比例ゲインＫｐはＫｐ＝２．８Ｋｐｏとなる。同時に、積分ゲインをＫｉ＝Ｋｉｏ×（０．１Ｌ＋０．９）の式より出力電流検出値２５Ａに対応した積分ゲインを求める。このときの積分ゲインｋｉはＫｉ＝１．４５Ｋｉｏとなる。さらに、微分ゲインをＫｄ＝Ｋｄｏ×（０．２Ｌ＋０．８）の式より出力電流検出値２５Ａに対応した微分ゲインを求める。このときの微分ゲインＫｄはＫｄ＝１．９Ｋｄｏとなる。
【００３２】
図４（Ａ）に示す時刻ｔ＝ｔ２〜ｔ３において、インダクタンス係数Ｌ＝５．５の増加に応じてＰＩＤ制御回路は、比例ゲイン、積分ゲイン及び微分ゲインを増加し、この各ゲインの増加によってＰＩＤ制御の応答が速くなり、図９に示す出力電流値が２５Ａのとき直流リアクトルＤＣＬのインダクタンス値が５５μＨに増加しても、図４（Ｂ）に示す出力電流に発振が生じなくなり、アーク状態から短絡状態に移行したときに発生するスパッタ量が減少する。
【００３３】
上述より、直流リアクトルＤＣＬのインダクタンス値に対応するインダクタンス係数に基づいてＰＩＤ制御の比例ゲイン、積分ゲイン、微分ゲインを変更することで、ＰＩＤ制御のフィードバックの応答性が速くなり、アーク状態から短絡状態に移行した直後に電流を小さくしてスパッタの発生を抑制するとき、ＰＩＤ制御の応答性の高速化で出力電流の発振が防止でき、スパッタの発生の減少につながる。
【００３４】
実施形態２についての説明。
上述の実施形態１では、インダクタンス係数回路ＬＯにより、出力電流値に基づいてインダクタンス値に対応するインダクタンス係数Ｌに変換し、この変換したインダクタンス係数ＬをＰＩＤ制御回路に入力して、インダクタンス係数Ｌに基づいて比例ゲイン、積分ゲイン及び微分ゲインを変更してＰＩＤ制御の応答性を制御しているが、図６に示す電流対応ＰＩＤ制御回路に出力電流検出値を直接入力して比例ゲイン、積分ゲイン及び微分ゲインを変更し、ＰＩＤ制御の応答速度を制御してもよい。
【００３５】
この動作について図４から図６を用いて説明する。
図４（Ａ）に示す時刻ｔ＝ｔ１において、短絡状態からアーク状態に移行し出力電流検出信号Ｉｄの値が、例えば、１５０Ａになると、図６に示す電流対応ＰＩＤ制御回路は、出力電流検出値１５０Ａを入力として、比例ゲインを図６に示す、（Ｋｐｏ×１）の式より算出する。このときの比例ゲインＫｐはＫｐ＝Ｋｐｏになる。同時に、積分ゲインを（Ｋｉｏ×１）の式より算出する。このときの積分ゲインＫｉはＫｉ＝Ｋｉｏになる。さらに、微分ゲインを（Ｋｄｏ×１）の式より算出する。このときの微分ゲインＫｄはＫｄ＝Ｋｄｏになる。
【００３６】
図４（Ａ）に示す時刻ｔ＝ｔ１〜ｔ２において、アーク発生中は出力電流検出信号Ｉｄの値が５０Ａ〜１５０Ａのとき、電流対応ＰＩＤ制御回路は、時刻ｔ＝ｔ１において算出した比例ゲインＫｐ、積分ゲインＫｄ及び微分ゲインＫｉとを加算してＰｉｄ制御信号として出力する。
【００３７】
図４（Ｂ）に示す時刻ｔ＝ｔ２において、アーク状態から短絡状態に移行して出力電流検出信号Ｉｄの値が２５Ａに減少すると、電流対応ＰＩＤ制御回路は、出力電流検出値２５Ａを入力して図６に示す、Ｋｐ＝Ｋｐｏ×（−０．１２Ｉｄ＋５．８）の式より算出し、このときの比例ゲインＫｐはＫｐ＝２．８Ｋｐｏになる。同時に、Ｋｉ＝Ｋｉｏ×（−０．０３Ｉｄ＋２．２）の式より算出し、このときの積分ゲインＫｉはＫｉ＝１．４５Ｋｉｏになる。さらに、Ｋｄ＝Ｋｄｏ×（−０．０６Ｉｄ＋３．４）の式より算出し、このときの微分ゲインＫｄは、Ｋｄ＝１．９Ｋｄｏになる。
【００３８】
上述より、出力電流値の変化に応じて比例ゲインＫｐ、積分ゲインＫｄ及び微分ゲインＫｉの変化が実施形態１と同一になる。
【符号の説明】
【００３９】
ＡＤ 加算器
Ｃ１ 平滑コンデンサ
ＤＣ 微分器
Ｄｃ 微分信号
ＤＤ 差動器
Ｄｄ 差動信号
ＤＣＬ 直流リアクトル（閉ループ構成）
ＤＲ１ １次整流回路
ＤＲ２ ２次整流回路
ＩＤ 出力電流検出回路
Ｉｄ 出力電流検出信号
ＩＮＴ 主変圧器
ＩＣ 積分器
Ｉｃ 積分信号
ＩＲ 出力電流設定回路
Ｉｒ 出力電流設定信号（出力電流設定値）
ＬＯ インダクタンス係数回路
Ｌ インダクタンス係数
Ｍ 被加工物
ＭＤ１ 第１の乗算器
Ｍｄ１ 第１の乗算信号
ＭＤ２ 第２の乗算器
Ｍｄ２ 第２の乗算信号
ＭＤ３ 第３の乗算器
Ｍｄ３ 第３の乗算信号
ＰＩＤ ＰＩＤ制御回路（比例・積分・微分制御回路）
Ｐｉｄ Ｐｉｄ制御信号
ＰＩＤＩ 電流対応ＰＩＤ制御回路（比例・積分・微分制御回路）
ＳＣ 主制御回路
Ｓｃ１ 第１の出力制御信号
Ｓｃ２ 第２の出力制御信号
ＳＲ インバータ駆動回路
ＴＨ トーチ
ＴＲ１ 第１のスイッチング素子
ＴＲ２ 第２のスイッチング素子
ＴＲ３ 第３のスイッチング素子
ＴＲ４ 第４のスイッチング素子
Ｔｒ１ 第１のスイッチング素子駆動信号
Ｔｒ２ 第２のスイッチング素子駆動信号
Ｔｒ３ 第３のスイッチング素子駆動信号
Ｔｒ４ 第４のスイッチング素子駆動信号
【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用交流電源を直流電圧に変換する直流電源回路と、前記直流電圧を高周波交流電圧に変換するインバータ回路と、前記高周波交流電圧を溶接に適した交流電圧に変換する主変圧器と、前記主変圧器の出力を整流する２次整流回路と、前記整流された出力を平滑する閉ループの直流リアクトルと、前記平滑された出力電流を検出する出力電流検出回路と、前記出力電流検出値と予め定めた出力電流設定値とをＰＩＤ制御しＰＩＤ制御信号として出力するＰＩＤ制御回路と、前記ＰＩＤ制御信号に基づいて前記インバータ回路を制御する主制御回路と、を備えた溶接電源装置において、前記直流リアクトルのインダクタンス値に対応するインダクタンス係数を生成し、前記出力電流検出値に基づいて前記インダクタンス係数を算出するンダクタンス係数回路を設け、前記ＰＩＤ制御回路は、前記インダクタンス係数に基づいて前記ＰＩＤ制御信号の比例ゲイン、積分ゲイン及び微分ゲインを変更する、ことを特徴とする溶接電源装置。
【請求項２】
前記インダクタンス係数回路は、予め定めた第１の出力電流基準値と前記第１の出力電流基準値より大きい予め定めた第２の出力電流基準値とを有し、前記出力電流検出値が前記第１の出力電流基準値以下のとき第１のインダクタンス係数を選択し、前記出力電流検出値が前記第２の出力電流基準値以上のとき第２のインダクタンス係数を選択し、前記出力電流検出値が前記第１の出力電流基準値から前記第２の出力電流基準値に向けて増大すると前記インダクタンス係数が連続的に減少する、ことを特徴とする請求項１記載の溶接電源装置。
【請求項３】
前記ＰＩＤ制御回路は、前記インダクタンス値に対応するインダクタンス係数が大きくなると前記比例ゲイン、積分ゲイン及び微分ゲインを大きくする、ことを特徴とする請求項１記載の溶接電源装置。
【請求項１】
商用交流電源を直流電圧に変換する直流電源回路と、前記直流電圧を高周波交流電圧に変換するインバータ回路と、前記高周波交流電圧を溶接に適した交流電圧に変換する主変圧器と、前記主変圧器の出力を整流する２次整流回路と、前記整流された出力を平滑する閉ループの直流リアクトルと、前記平滑された出力電流を検出する出力電流検出回路と、前記出力電流検出値と予め定めた出力電流設定値とをＰＩＤ制御しＰＩＤ制御信号として出力するＰＩＤ制御回路と、前記ＰＩＤ制御信号に基づいて前記インバータ回路を制御する主制御回路と、を備えた溶接電源装置において、前記直流リアクトルのインダクタンス値に対応するインダクタンス係数を生成し、前記出力電流検出値に基づいて前記インダクタンス係数を算出するンダクタンス係数回路を設け、前記ＰＩＤ制御回路は、前記インダクタンス係数に基づいて前記ＰＩＤ制御信号の比例ゲイン、積分ゲイン及び微分ゲインを変更する、ことを特徴とする溶接電源装置。
【請求項２】
前記インダクタンス係数回路は、予め定めた第１の出力電流基準値と前記第１の出力電流基準値より大きい予め定めた第２の出力電流基準値とを有し、前記出力電流検出値が前記第１の出力電流基準値以下のとき第１のインダクタンス係数を選択し、前記出力電流検出値が前記第２の出力電流基準値以上のとき第２のインダクタンス係数を選択し、前記出力電流検出値が前記第１の出力電流基準値から前記第２の出力電流基準値に向けて増大すると前記インダクタンス係数が連続的に減少する、ことを特徴とする請求項１記載の溶接電源装置。
【請求項３】
前記ＰＩＤ制御回路は、前記インダクタンス値に対応するインダクタンス係数が大きくなると前記比例ゲイン、積分ゲイン及び微分ゲインを大きくする、ことを特徴とする請求項１記載の溶接電源装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−９５４４２（Ｐ２０１２−９５４４２Ａ）
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４０２２３（Ｐ２０１０−２４０２２３）
【出願日】平成２２年１０月２７日（２０１０．１０．２７）
【出願人】（００００００２６２）株式会社ダイヘン (990)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２７日（２０１０．１０．２７）
【出願人】（００００００２６２）株式会社ダイヘン (990)
【Ｆターム（参考）】
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