电源系统、电源装置、控制方法以及控制程序与流程

文档序号:19943284发布日期:2020-02-14 23:29阅读:205来源:国知局
电源系统、电源装置、控制方法以及控制程序与流程

本发明涉及具备与公共的负载并联连接的多个电源装置的电源系统以及构成该电源系统的电源装置、和控制方法以及控制程序。



背景技术:

有电弧焊接机、电弧切断机等需要超过500~1000a的大电流的设备。在专利文献1中公开了将对商用交流ac/dc进行变换的多个开关转换器电路并联连接而成、能向电弧焊接机输出大电流的电源装置。各开关转换器电路的动作通过一个控制器控制,作为整体而构成一台电源装置。该控制器检测从各开关转换器输出、合流的电流,对各开关转换器电路进行pwm控制,使得检测到的电流与目标电流一致。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:jp特开2001-129667号公报



技术实现要素:

发明要解决的课题

其中,这样构成为由一台装置输出大电流的电源装置,在能耐受长时间运转的耐热设计、安全设计等上有种种问题,一般价格很高。

另一方面,还考虑将已有的多个电源装置与公共的负载并联连接,从各电源装置对该负载提供电流。但各电源装置基本个别动作,将输出电流控制成与目标电流一致。为此,有从各电源装置向负载提供的电流不稳定的问题。例如由于焊接负载在短时间内向短路负载、电弧负载、无负载频繁变化,因此电流成为过渡状态的连续。

还考虑在外部控制装置监视从并联连接的各电源装置向负载输出的电流等,对各电源装置的动作进行补正,但有花费用于导入外部控制装置的设备成本的问题。另外,各电源装置个别动作这点没有改变,有欠缺向负载输出的电流的稳定性的问题。

本发明鉴于相关情况而提出,其目的在于,提供电源系统以及构成该电源系统的电源装置、和控制方法以及控制程序,在具备与公共的负载并联连接的多个电源装置的电源系统中,不导入外部控制装置地使各电源装置同步,能稳定地控制从该电源装置向负载输出的电流。

用于解决课题的手段

本发明所涉及的电源系统具备与公共的负载并联连接的多个电源装置,第1所述电源装置具备:算出用于控制向所述负载输出的电压或电流的控制信息以及用于得到该控制信息的基础信息的控制信息算出部;基于该控制信息算出部中算出的控制信息来控制向所述负载输出的电压或电流的控制部;和将所述控制信息算出部中算出的基础信息向第2所述电源装置发送的基础信息发送部,所述第2电源装置具备:接收从所述第1电源装置发送的基础信息的基础信息接收部;基于该基础信息接收部中接收到的基础信息来算出用于控制向所述负载输出的电压或电流的控制信息的控制信息算出部;基于该控制信息算出部中算出的控制信息来控制向所述负载输出的电压或电流的控制部;检测从自装置向所述负载输出的电流的电流检测部;和将表示在该电流检测部检测到的电流的电流信息向所述第1电源装置发送的电流信息发送部,所述第1电源装置还具备:接收从所述第2电源装置发送的电流信息的电流信息接收部;检测从自装置向所述负载输出的电流的电流检测部;和检测从自装置向所述负载输出的电压的电压检测部,所述控制信息算出部基于在所述电流信息接收部接收到的电流信息所表示的电流、在所述第1电源装置所具备的所述电流检测部检测到的电流和在所述电压检测部检测到的电压,来算出用于控制向所述负载输出的电压或电流的控制信息以及用于得到该控制信息的基础信息。

在本发明中,与公共的负载并联连接的第1以及第2电源装置相互进行通信,第1电源装置控制电源系统整体的输出。因此使各电源装置同步,能稳定地控制从各电源装置向负载输出的电流。

具体地,第1电源装置算出用于控制向负载的输出的控制信息以及用于得到该控制信息的基础信息。然后第1电源装置基于算出得到的控制信息来控制自装置的输出,并将该基础信息向第2电源装置发送。

第2电源装置接收从第1电源装置发送的基础信息,基于接收到的基础信息来算出用于控制输出的控制信息,基于算出的控制信息来控制自装置的输出。然后,第2电源装置检测从自装置向负载输出的电流,将电流信息向第1电源装置发送。

第1电源装置接收从第2电源装置发送的电流信息,基于接收到的电流信息所表示的电流和在自装置检测到的电流以及电压来算出控制信息以及基础信息。这里算出的控制信息是基于从第1以及第2电源装置输出的电流以及电压而算出的信息,是能控制电源系统整体的输出的信息。从基础信息算出的控制信息也同样是能控制电源系统整体的输出的信息。第1以及第2电源装置由于基于相关的控制信息来控制输出,因此能使各电源装置的输出同步,从各电源装置向负载输出的电流不会变得不稳定,能实现输出稳定的控制。

本发明所涉及的电源系统优选如下结构:所述第1电源装置以及所述第2电源装置具备:示出自装置的动作状态的显示部,所述第1电源装置的显示部在所述第1电源装置正在动作的情况下,显示将在所述第1电源装置检测到的电流和在所述电流信息接收部接收到的电流信息所表示的电流相加得到的电流以及在所述电压检测部检测到的电压,所述第2电源装置的显示部在所述第2电源装置正在动作的情况下,显示给定信息。

在本发明中,在正进行电源系统整体的控制的第1电源装置的显示部显示正从电源系统向负载输出的电流以及电压,在第2电源装置显示给定信息。

因此,使用者能使用第1电源装置的显示部来确认从电源系统向负载输出的电流以及电压的信息。另外,通过在第2电源装置的显示部显示给定信息,能不给使用者带来不必要的混乱。例如若在第1以及第2电源装置的显示部分别显示数值,则使用者要确认显示于各显示部的数值的意义、关系,因此带来不需要的确认作业负担。根据本申请,由于是仅在第1电源装置的显示部显示电压以及电流的结构,因此能避免给使用者带来相关的确认作业负担。

本发明所涉及的电源系统优选如下结构:所述第1电源装置的控制部在所述电流信息接收部未接收到电流信息的情况下使自装置的动作停止

在本发明中,第1电源装置在未接收到应从第2电源装置发送的电流信息的情况下,视作在与第2电源装置的通信中存在异常,将自装置的动作停止。若第1电源装置的动作停止,则第2电源装置的动作也停止。因此,在电源装置间的通信中存在异常的情况下,能使电源系统整体停止,能确保安全。另外,能保全电源系统。

本发明所涉及的电源系统优选如下结构:所述第1电源装置具备:判定在所述电流信息接收部接收到的电流信息所表示的电流是否不足给定的阈值的判定部,在该判定部判定为不足阈值的情况下,使自装置的动作停止。

在本发明中,就算自装置正输出电流,在从第2电源装置输出的电流不足阈值的情况下,第1电源装置电视作在第2电源装置中存在异常,并将自装置的动作停止。若第1电源装置的动作停止,则第2电源装置的动作也停止。因此,在第2电源装置的输出中存在异常的情况下,使电源系统整体停止,能确保安全。另外,能保全电源系统。

另外,阈值是用于判定是否正从第2电源装置输出电流的值。

本发明所涉及的电源系统优选如下结构:所述第2电源装置具备:将表示自装置的异常的有无的异常信息向所述第1电源装置发送的异常信息发送部,所述第1电源装置具备:接收从所述第2电源装置发送的异常信息的异常信息接收部,所述第1电源装置的控制部对应于在所述异常信息接收部接收到的异常信息来使自装置的动作停止。

在本发明中,第1电源装置接收表示第2电源装置的异常的有无的异常信息,对应于第2电源装置的动作状态来将自装置的动作停止。若第1电源装置的动作停止,则第2电源装置的动作也停止。因此,在第2电源装置中有什么异常的情况下,能使电源系统整体停止。例如在第2电源装置中产生过电流的情况下,能使电源系统整体停止,能确保安全。另外,能保全电源系统。

本发明所涉及的电源系统优选如下结构:所述多个电源装置向电弧焊接所涉及的负载进行供电。

在本发明中,电源系统能向电弧焊接所涉及的负载提供大电流。

本发明所涉及的电源系统优选如下结构:所述基础信息包含:将在所述电流信息接收部接收到的电流信息所表示的电流和在所述第1电源装置所具备的所述电流检测部检测到的电流相加得到的总电流;和该总电流的目标电流。

在本发明中,第1电源装置将至少包含从第1以及第2电源装置向负载输出的总电流和目标电流的基础信息向第2电源装置发送。第2电源装置基于基础信息中所含的总电流以及目标电流来算出用于控制自装置的输出的控制信息,基于算出得到的控制信息来控制向负载输出的电压或电流。

本发明所涉及的电源系统优选如下结构:所述电源装置具备:用于控制向所述负载输出的电压或电流的逆变器,所述控制部通过向所述逆变器输出脉冲信号来控制向所述负载输出的电压或电流,所述基础信息发送部在所述控制部输出的脉冲信号的失效期间发送基础信息。

在本发明中,各电源装置的控制部通过将脉冲信号向逆变器输出来控制向负载输出的电压或电流。脉冲信号例如是pwm信号。然而在本发明所涉及的电源系统中,由于是在多个电源装置间收发电源控制所涉及的基础信息的结构,因此需要高速的通信。为此,难以进行使通信的可靠性提升的复杂的处理,有成为耐噪声性低的通信的可能性。

为此,第1电源装置的基础信息发送部在脉冲信号的失效期间将基础信息向第2电源装置发送。通过在脉冲信号的失效期间收发基础信息,能避免逆变器的动作所引起的噪声附在该基础信息中,能使电源装置间的通信稳定性提升。另外,控制部的逆变器控制和所述基础信息发送部的信息发送的前提是同步。

本发明所涉及的电源系统优选如下结构:所述电流信息发送部在所述控制部输出的脉冲信号的失效期间发送电流信息。

在本发明中,第2电源装置的电流信息发送部在脉冲信号的失效期间将电流信息向第1电源装置发送。因此,能避免逆变器的动作引起的噪声附在该电流信息,能使电源装置间的通信稳定性提升。

本发明所涉及的电源系统优选如下结构:所述第1电源装置以及所述第2电源装置在未向所述负载输出电压或电流的情况下,以分组通信收发信息,在正向所述负载输出电压或电流的情况下,以收发给定量数据的非分组通信收发信息。

在本发明中,在需要高速通信的焊接动作中,以非分组通信收发信息。另一方面,在不需要高速通信的非焊接动作中,以分组通信收发信息。以下将在焊接动作中进行的通信方式适宜称作直接通信模式,将在非焊接动作中进行的通信方式称作命令通信模式。

例如各电源装置在焊接动作中的直接通信模式下,将用于控制向负载输出的电压或电流的基础信息作为给定量数据,以非分组通信进行收发。给定量数据是固定比特排列的数据、例如32比特的数据。直接通信模式时收发的信息收在给定量数据的范围内。在直接通信模式下,处置的数据量小,但另一方面,由于将收发的数据控制在固定比特排列中,因此能实现高速通信,能得到对于数据的遗失的稳健性。

另一方面,各电源装置在非焊接动作中,例如在焊丝的点动动作中,以分组通信收发焊丝的进给所涉及的信息。在非焊接动作中的命令通信模式中,各电源装置能收发多样的信息。电源装置能通过参考分组的头信息来将命令通信模式下的数据与直接通信模式下的数据区别开来。

本发明所涉及的电源系统优选如下结构:所述第2电源装置以非分组通信收发信息、并在给定时间以上未接收到所述基础信息的情况下,将通信方式切换成分组通信。

在第1以及第2电源装置正进行分组通信的情况下,即处于命令通信模式的情况下,通信的可靠性高,在焊接开始时,第1以及第2电源装置能没有问题地切换成非分组通信的直接通信模式。

另一方面,在第1以及第2电源装置正进行非分组通信的情况下,即处于直接通信模式的情况下,在焊接结束时的通信失败,就算第1电源装置的通信方式被切换成分组通信,也有可能第2电源装置的通信方式保持非分组通信不变。但本发明所涉及的第2电源装置在给定时间以上未接收到用于控制向所述负载输出的电压或电流的基础信息的情况下,即处于非焊接动作中的情况下,第2电源装置主动地将通信方式切换成命令通信模式。未接收到所述基础信息的情况包括未接收到分组通信所涉及的信息的状况、接收到表示输出零的基础信息的状况等。因此,第1以及第2电源装置能在焊接结束时将通信方式确实地切换成命令通信模式。

本发明所涉及的电源系统优选如下结构:所述第1电源装置的控制信息算出部基于在所述电流信息接收部接收到的电流信息所表示的电流和在所述第1电源装置所具备的所述电流检测部检测到的电流来对所述第1电源装置所涉及的所述控制信息进行补正,以使从所述第1电源装置以及所述第2电源装置向所述负载输出的电流变得相等,所述第2电源装置的控制信息算出部基于在所述基础信息接收部接收到的基础信息来对所述第2电源装置所涉及的所述控制信息进行补正,以使从所述第1电源装置以及所述第2电源装置向所述负载输出的电流变得相等。

由于将电源装置以及负载连接的电缆的电阻的偏差、电源装置内部的电阻的偏差、连接电阻的偏差等,实际从电源装置向负载输出的电流有可能有偏差。若产生电流的偏差,就会在运转中的电源装置的温度中也产生偏差,在并联连接的各电源装置的寿命也会产生偏差。

为此,第1电源装置的控制信息算出部对用于控制该第1电源装置的输出的控制信息进行补正,以使电流的偏差变小。

同样地,第2电源装置的控制信息算出部对用于控制第2电源装置的输出的控制信息进行补正,以使电流的偏差变小。

因此,能抑制从第1电源装置输出的电流与从第2电源装置输出的电流的偏差。

另外,通过对第1以及第2电源装置的控制信息同样地进行补正,能极力抑制给从第1以及第2电源装置向负载输出的电流的总和带来的影响,能对各控制信息进行补正。另外,由于即使进行电流的总和变动那样的补正,控制信息算出部也进行控制信息以及基础信息的算出,以使电流的总和成为所需的值,因此,通过控制信息的补正,向负载输出的电流没有变化。

第1以及第2电源装置由于基于上述那样算出以及补正过的控制信息来对输出进行控制,因此从各电源装置向负载输出的电流不会变得不稳定,或者不会出现电流的偏差,能实现输出电流的稳定的平衡控制。

本发明所涉及的电源装置向负载输出电压以及电流,所述电源装置具备:检测向所述负载输出的电流的电流检测部;检测向所述负载输出的电压的电压检测部;接收表示从其他电源装置向所述负载输出的电流的电流信息的电流信息接收部;基于在该电流信息接收部接收到的电流信息所表示的电流、在所述电流检测部检测到的电流和在所述电压检测部检测到的电压来算出用于控制向所述负载输出的电压或电流的控制信息以及用于得到该控制信息的基础信息的控制信息算出部;基于该控制信息算出部中算出的控制信息来控制向所述负载输出的电压或电流的控制部;和将所述控制信息算出部中算出的基础信息向所述其他电源装置发送的基础信息发送部。

根据本发明所涉及的电源装置,构成上述的电源系统,使自装置以及其他电源装置的输出同步,能稳定地控制从各电源装置向负载输出的电流。

本发明所涉及的电源装置优选如下结构:所述电源装置具备:将表示在所述电流检测部检测到的电流的电流信息向所述其他电源装置发送的电流信息发送部;接收从所述其他电源装置发送的基础信息的基础信息接收部;和用于选择使用接收到的电流信息和检测到的电压以及电流来控制向所述负载输出的电压或电流的第1控制方式以及使用在所述基础信息接收部接收到的基础信息来控制向所述负载输出的电压或电流的第2控制方式的操作部,在选择了所述第1控制方式的情况下,所述控制部基于在所述控制信息算出部算出的控制信息来控制向所述负载输出的电压或电流,在选择了所述第2控制方式的情况下,所述控制信息算出部基于在所述基础信息接收部接收到的基础信息来算出用于控制向所述负载输出的电压或电流的控制信息,所述控制部基于算出的控制信息来控制向所述负载输出的电压或电流。

在本发明中,通过操作电源装置的操作部,能选择使自装置作为上述的第1电源装置发挥功能还是作为第2电源装置发挥功能。因此,将本申请所涉及的电源装置准备多个并并联连接,能使一个电源装置作为第1电源装置发挥功能,使其他电源装置作为第2电源装置发挥功能,能构成上述的电源系统。

由于能使任意的电源装置作为第1电源装置或第2电源装置切换来发挥功能,因此即使在作为第1电源装置发挥功能的电源装置故障的情况下,也能通过切换成在作为第2电源装置发挥功能的多个电源装置中将一个电源装置作为第1电源装置发挥功能,来再构建电源系统。

本发明所涉及的控制方法,是具备与公共的负载并联连接的多个电源装置的电源系统的控制方法中,检测从第1电源装置以及第2电源装置向所述负载输出的电流和从所述第1电源装置向所述负载输出的电压,所述第1电源装置执行:基于检测到的各电流以及电压来算出用于控制从第1电源装置向所述负载输出的电压或电流的控制信息以及用于得到该控制信息的基础信息,将算出的基础信息向所述第2电源装置发送,并基于算出的控制信息来控制从所述第1电源装置向所述负载输出的电压或电流,所述第2电源装置执行:接收从所述第1电源装置发送的基础信息,基于接收到的基础信息来算出用于控制向所述负载输出的电压或电流的控制信息,基于算出的控制信息来控制向所述负载输出的电压或电流。

根据本发明所涉及的控制方法,使与公共的负载并联连接的多个电源装置同步,能稳定地控制从该电源装置向该负载输出的电流。

本发明所涉及的控制程序用于使计算机控制向负载输出电压以及电流的电源装置的动作,所述控制程序用于使所述计算机执行如下处理:取得向所述负载输出的电流,取得向所述负载输出的电压,取得表示从其他电源装置向所述负载输出的电流的电流信息,基于取得的各电流以及电压来算出用于控制所述电源装置向所述负载输出的电压或电流的控制信息以及用于得到该控制信息的基础信息,将算出的基础信息向其他电源装置发送,并基于算出的控制信息来控制向所述负载输出的电压或电流。

本发明所涉及的控制程序优选如下结构:用于使所述计算机执行如下处理:将表示取得的电流的电流信息向所述其他电源装置发送,接收从所述其他电源装置发送的基础信息,基于接收到的基础信息来算出用于控制向所述负载输出的电压或电流的控制信息,基于算出的控制信息来控制向所述负载输出的电压或电流。

根据本发明所涉及的控制程序,使与公共的负载并联连接的多个电源装置同步,能稳定地控制从该电源装置向该负载输出的电流。

发明的效果

根据本发明,在具备与公共的负载并联连接的多个电源装置的电源系统中,不用导入外部控制装置,就能使各电源装置同步,稳定地控制从该电源装置向负载输出的电流。

附图说明

图1是表示本实施方式1所涉及的电源系统的一个结构例的框图。

图2是表示电源装置的一个结构例的框图。

图3是表示操作面板的一个结构例的示意图。

图4是表示供电控制所涉及的各电源装置的处理次序的流程图。

图5是表示供电控制所涉及的各电源装置的处理次序的流程图。

图6a是表示动作状态的显示例的示意图。

图6b是表示动作状态的显示例的示意图。

图7是表示逆变器的一个结构例的电路图。

图8是表示信息的发送定时的时序图。

图9是概念地表示焊接中的通信状态的框图。

图10是概念地表示非焊接中的通信状态的框图。

图11是概念地表示副侧中的通信方式的切换方法的过渡图。

图12是表示实施方式4的供电控制所涉及的各电源装置的处理次序的流程图。

图13是表示pwm控制信息等的算出以及补正所涉及的处理次序的流程图。

图14是表示实施方式5所涉及的信号处理电路的一个结构例的框图。

具体实施方式

以下对本发明基于表示其实施方式的附图来详述。

(实施方式1)

图1是表示本实施方式1所涉及的电源系统的一个结构例的框图。本实施方式1所涉及的电源系统具备多个电源装置1,其与电弧焊接所涉及的公共的负载2并联连接,对该负载2进行供电。各电源装置1通过通信线而连接。多个电源装置1是绝缘型的开关电源,将交流ac/dc变换成所需的直流,将经过交直变换的直流向负载2提供。

各电源装置1是具有恒电压特性的相同规格以及相同样式的电源,例如电源装置1具有与100a的焊接电流的增加对应的焊接电压的降低为4v以上20v以下的外部特性。若如此地设定电源装置1的外部特性,在给定的焊接条件下进行焊接,通过电弧的热在母材22形成凹状的熔融部分,维持焊丝21的前端部进入被熔融部分包围的空间的埋弧状态变得容易。若实现了埋弧状态来进行电弧焊接,就能以单面单道得到25mm的熔深,能进行厚板的单道焊接。

在多个电源装置1中,一个电源装置1通过经由通信线向其他电源装置1发送用于得到pwm控制信息的基础信息来作为控制各电源装置1的输出的主电源发挥功能。其他电源装置1作为副电源发挥功能,其接收从该一个电源装置1发送的基础信息,基于接收到的基础信息来算出pwm控制信息,基于算出的pwm控制信息来对输出进行控制。以下将作为主电源发挥功能的电源装置1适宜称作第1电源装置1,将作为副电源发挥功能的电源装置1称作第2电源装置1。第2电源装置1可以是多个,也可以是单个。

第2电源装置1检测从自装置向负载2输出的电流,将表示检测到的电流的电流信息经由通信线向第1电源装置1发送。第1电源装置1接收从第2电源装置1发送的电流信息,通过将该电流信息所表示的电流和在自装置检测到的电流相加,来算出从电源系统向负载2输出的总电流。然后,第1电源装置1检测从自装置向负载2输出的电压,基于检测得到的电压和总电流来进行焊接波形控制运算,来算出pwm控制信息以及用于得到pwm控制信息的基础信息,其中pwm控制信息用于控制构成电源系统的各电源装置1的输出。基础信息例如包含从电源系统向负载2输出的总电流和总电流的目标电流。目标电流的内容根据所需的焊接内容而不同,并没有特别限定,一般是变动的值。例如,目标电流是以数十μ秒周期变动的值。第1电源装置1基于这样算出的pwm控制信息来控制自装置的输出,并如上述那样将该基础信息向第2电源装置1发送,由此控制各电源装置1的动作。

相同规格以及相同样式的各电源装置1通过在系统整体中共享总电流以及目标电流而能使输出控制同步,能实现与单一电源同样的焊接控制。

另外,通过如后述那样切换动作模式,能使各电源装置1作为主电源以及副电源的任意电源发挥功能。另外,通过切换动作模式,还能作为一台独立的电源装置1发挥功能。

图2是表示电源装置1的一个结构例的框图。以下为了使说明简单而说明为电源系统由第1电源装置1和第2电源装置1这2台构成。另外,由于第1以及第2电源装置1的结构相同,因此主要说明一方的电源装置1的结构。

电源装置1具备操作面板10、输入部11、整流器12、逆变器13、变压器14、整流平滑器15、电压检测部16、电流检测部17、主控制部18以及信号处理部19。

输入部11例如是与未图示的3相交流电源连接的输入端子。输入部11与整流器12连接,施加在输入端子的3相交流被输入到整流器12。

整流器12例如是二极管桥电路。二极管桥是使未图示的2个正向连接的二极管所构成的串联电路并联3组而得到的电路结构。另外,在二极管桥电路的输出端设有未图示的平滑电容器。整流器12对经由输入部11从3相交流电源输入的交流进行全波整流,将被平滑电容器平滑化的直流向逆变器13输出。

逆变器13是将被整流器12整流以及平滑化的直流变换成高频的交流并向变压器14输出的电路。逆变器13例如是由4个开关元件构成的全桥电路。全桥电路是将2个开关元件串联连接而成的桥臂并联连接2组而得到的电路结构。各开关元件例如是igbt(insulatedgatebipolartransistor,绝缘栅双极型晶体管)、mosfet(metal-oxide-semiconductorfieldeffecttransistor,金属氧化物半导体场效应晶体管)等功率器件。

变压器14对从逆变器13输出的交流进行变压,将经过变压的交流向整流平滑器15输出。变压器14具备卷绕在铁芯、磁耦合的一次线圈以及二次线圈,一次线圈与逆变器13连接,二次线圈与整流平滑器15连接。

整流平滑器15是对从变压器14输出的交流进行整流以及平滑化的电路,经过整流的直流的电压以及电流从正输出端子1a以及负输出端子1b向负载2输出。整流平滑器15例如由利用中央抽头的全波整流电路、利用电抗器的平滑化电路等构成。

负载2例如是电弧焊接所涉及的负载,焊丝21、母材22、保护气体电离形成的电弧等成为负载2。正输出端子1a经由正侧供电线以及焊枪20与焊丝21电连接,负输出端子1b经由负侧供电线与母材22连接。

电压检测部16例如是如下那样的电路:与整流平滑器15的输出侧连接,检测从自装置向负载2输出的电压,将表示检测到的电压值的电压值信号向主控制部18输出。

电流检测部17例如是如下那样的电路:设于整流平滑器15的输出侧,检测从自装置向负载2输出的电流,将表示检测到的电流值的电流值信号向主控制部18输出。电流检测部17例如是霍尔元件等具备磁电变换元件的霍尔式电流传感器。

主控制部18具有cpu(centralprocessingunit,中央处理器)、rom、ram、接口等,是控制电源装置1整体的动作的处理器。在主控制部18的接口连接控制端子1c。在作为主电源发挥功能的电源装置1的控制端子1c连接焊接机的控制通信线,被输入从焊接机输出的驱动指示信号。主控制部18监视驱动指示信号的输入状态,在被输入驱动指示信号的情况下,将用于使逆变器13动作的驱动请求向信号处理部19输出。另外,不对作为副电源发挥功能的电源装置1的控制端子1c输入驱动指示信号。

另外,在主控制部18的接口连接电压检测部16以及电流检测部17,被输入电压值信号以及电流值信号。主控制部18对输入的电压值信号以及电流值信号进行ad变换,将进行ad变换得到的电压信息以及电流信息向信号处理部19输出。

进而,主控制部18与操作面板10连接,被输入与对操作面板10的操作相应的信号。主控制部18通过监视该信号来接受对操作面板10的操作。本实施方式1所涉及的主控制部18能在操作面板10接受电源装置1的动作模式的选择。在动作模式中有:使电源装置1作为主电源发挥功能的主电源模式(第1控制方式);使电源装置1作为副电源发挥功能的副电源模式(第2控制方式);和使电源装置1作为单一电源发挥功能的单一电源模式。另外,主控制部18通过将自装置的动作模式、输出电压、输出电流等用于显示各种动作状态的显示指示信号向操作面板10输出,来使自装置的动作状态显示在操作面板10。

进而,另外,正作为主电源而动作的电源装置1的主控制部18将用于控制焊接机中的焊丝21的进给的焊丝进给控制信号从控制端子1c向该焊接机输出。另外,正作为副电源而动作的电源装置1不进行焊丝进给控制信号的输出。

信号处理部19是向构成逆变器13的开关元件输出pwm信号、对该开关元件的接通断开进行pwm控制的dsp(digitalsignalprocessor,数字信号处理器),具有控制信息算出部19a、pwm控制部(控制部)19b以及通信部19c。信号处理部19与逆变器13以及主控制部18连接,对信号处理部19输入从主控制部18输出的电压信息、电流信息、驱动请求等。信号处理部19存储自装置的动作模式,其信号处理内容根据电源装置1的动作模式而不同。信号处理内容的详细后述。

控制信息算出部19a是如下那样的功能部:通过控制逆变器13的动作来算出pwm控制信息以及用于得到pwm控制信息的基础信息,pwm控制信息用于控制向负载2输出的电压或电流。pwm控制信息是表示向逆变器13输出的pwm信号的脉冲宽度以及脉冲波形等的信息。基础信息是包含从电源系统向负载2输出的总电流和总电流的目标电流的信息。

在动作模式是单一电源模式的情况下,控制信息算出部19a基于从主控制部18输出的电压信息以及电流信息、即在自装置检测到的电压以及电流来算出用于对自装置的逆变器13进行pwm控制的pwm控制信息。

在动作模式是主电源模式的情况下,控制信息算出部19a基于从主控制部18输出的自装置的电压信息以及电流信息、和其他电源装置1所涉及的电流信息,来算出基础信息,该基础信息用来得到:用于对第1电源装置1的逆变器13进行pwm控制的pwm控制信息;和用于对第2电源装置1的逆变器13进行pwm控制的pwm控制信息。即,控制信息算出部19a基于在自装置检测到的电压以及电流和在作为副电源的其他电源装置1检测到的电流来算出pwm控制信息以及基础信息。另外,在其他电源装置1检测的电流信息能通过通信部19c接收。

在动作模式是副电源模式的情况下,控制信息算出部19a不作为主电源进行基于焊接波形控制运算的pwm控制信息的算出,而是基于从作为主电源的其他电源装置1发送的基础信息来算出pwm控制信息。

pwm控制部19b是如下那样的功能部:使用pwm控制信息来使具有所需的脉冲宽度以及脉冲波形的pwm信号产生,并将其向逆变器13输出。pwm控制部19b通过使全桥电路的开关元件交叉式地交替切换成接通状态以及断开状态,来使得从逆变器13输出交流。

在动作模式是单一电源模式或主电源模式的情况下,pwm控制部19b使用在自装置的控制信息算出部19a算出的pwm控制信息来使pwm信号产生。

在动作模式是副电源模式的情况下,pwm控制部19b使用基于在其他电源装置1算出的基础信息算出的pwm控制信息来使pwm信号产生。在其他电源装置1算出的基础信息能由通信部19c接收。在自装置和其他电源装置1是相同输出容量时,自装置的pwm信号和其他电源装置1的pwm信号在结果上成为大致相同的信号。在输出容量不同时,pwm控制部19b使使用在其他电源装置1算出的基础信息补正过输出容量差的pwm信号产生。在该情况下,自装置的pwm信号和其他电源装置1的pwm信号成为不同的信号。

通信部19c是用于与其他电源装置1收发各种信息的通信电路。通信部19c例如遵循hci(hostcontrolinterface,主机控制接口)通信标准来收发信息。

在动作模式是主电源模式的情况下,信号处理部19经由通信部19c将表示自装置的逆变器13的动作状态的动作信息、和在控制信息算出部19a算出的基础信息,向正在副电源模式下动作的其他电源装置1发送。该电源装置1用通信部19c接收从正在主电源模式下动作的电源装置1发送的动作信息以及基础信息。

在动作模式是副电源模式的情况下,信号处理部19经由通信部19c将表示正从自装置向负载2输出的电流的电流信息、表示自装置的逆变器13的动作状态的动作信息和表示自装置的异常的有无的异常信息向正在主电源模式下动作的电源装置1发送。异常信息例如是表示过电流、异常停止等的信息。作为主电源的该电源装置1用通信部19c接收从正在副电源模式下动作的电源装置1发送的电流信息、动作信息以及异常信息。

图3是表示操作面板10的一个结构例的示意图。操作面板10具备示出正向负载2输出的电流以及电压的电流显示部(显示部)10a以及电压显示部(显示部)10b。

在动作模式是主电源模式的情况下,主控制部18使将正从各电源装置1输出的电流相加而得到的总电流的值显示在电流显示部10a。另外,使在自装置检测得到的电压的值显示在电压显示部10b(参考图6a)。在动作模式是副电源模式的情况下,主控制部18是表示自装置为驱动中的给定信息显示在电流显示部10a以及电压显示部10b(参考图6b)。给定信息例如是「驱动中」或「run」等字符信息,但显示的信息的内容并没有特别限定,还包括使构成电流显示部10a以及电压显示部10b的显示像素或段全点亮或全熄灭的结构。在动作模式是单一电源模式的情况下,主控制部18使正从自装置输出的电流以及电压的值显示在电流显示部10a以及电压显示部10b。

另外,操作面板10具备:用于切换电源装置1的动作模式的操作部10c;和显示当前的自装置的动作模式的动作模式显示部10d。操作部10c例如是被贴签的触摸开关、按压按钮开关等。电源装置1的主控制部18在操作部10c被操作的情况下,将当前的动作模式切换成其他动作模式。例如信号处理部19存储当前的动作模式,主控制部18通过将模式切换指示向信号处理部19输出来切换信号处理部19的动作模式。动作模式例如每当操作部10c就按照单一电源模式、主电源模式、副电源模式、单一电源模式…的顺序切换。

动作模式显示部10d具有多个发光元件。多个发光元件,例如包含:在是主电源模式的情况下点亮的发光元件、在是副电源模式的情况下点亮的发光元件。

以下说明电源系统的控制方法以及动作。

图4以及图5是表示供电控制所涉及的各电源装置1的处理次序的流程图,图6a以及图6b是表示动作状态的显示例的示意图。在此说明正在主电源模式下动作的第1电源装置1和正在副电源模式下动作的第2电源装置1的处理。另外,图6a表示处于主电源模式的电源装置1的操作面板10,图6b表示处于副电源模式的电源装置1的操作面板10。

在对作为主电源的第1电源装置1输入了驱动指示信号的情况下,主控制部18用电流检测部17以及电压检测部16检测正从自装置向负载2输出的电流以及电压(步骤s11)。主控制部18将检测得到的电流信息以及电压信息向信号处理部19输出。

主电源模式的信号处理部19,通过基于电流信息以及电压信息所表示的电流以及电压进行焊接波形控制运算,来算出pwm控制信息以及基础信息(步骤s12)。在启动时,由于副的电源装置1未开始动作,因此例如使用在第1电源装置1检测到的电流以及电压来算出pwm控制信息以及基础信息。

然后信号处理部19基于算出的pwm控制信息来对逆变器13进行pwm控制(步骤s13)。接下来,信号处理部19将表示逆变器13的动作状态的动作信息以及基础信息经由通信部19c向作为副电源的第2电源装置1发送(步骤s14)。动作信息例如是表示逆变器13是否正在驱动的信息。

副电源模式的信号处理部19,用通信部19c接收从第1电源装置1发送的动作信息以及基础信息(步骤s15)。然后,副电源模式的信号处理部19在动作信息确认主电源正在驱动,基于接收到的基础信息来算出pwm控制信息(步骤s16),基于算出得到的pwm控制信息来对自装置的逆变器13进行pwm控制(步骤s17)。

另外,进行步骤s14的发送的通信部19c与基础信息发送部对应,进行步骤s15的接收的通信部19c与基础信息接收部对应。

接下来,第2电源装置1的主控制部18在自装置正在正常动作的情况下,使驱动中的意思显示在操作面板10(步骤s18)。例如如图6b所示那样,主控制部18使驱动中的意思显示在电流显示部10a以及电压显示部10b。

接下来,主控制部18用电流检测部17检测正从自装置向负载2输出的电流(步骤s19)。主控制部18将检测得到的电流信息向信号处理部19输出。

副电源模式的信号处理部19,将在自装置检测得到的电流信息经由通信部19c向作为主电源的第1电源装置1发送(步骤s20)。另外,信号处理部19将表示自装置的逆变器13的动作状态的动作信息、表示异常的有无的异常信息经由通信部19c向第1电源装置1发送(步骤s21)。

发送了基础信息等的主电源模式的信号处理部19,接收从第2电源装置1发送的电流信息、动作信息以及异常信息(步骤s22),对该接收判定是否成功(步骤s23)。

另外,进行步骤s20的发送的通信部19c与电流信息发送部对应,进行步骤s21的发送的通信部19c与异常信息发送部对应。另外,进行步骤s22的接收的通信部19c与电流信息接收部以及异常信息接收部对应。

在给定时间以上没有来自第2电源装置1的响应、对接收判定为失败的情况下(步骤s23“否”),信号处理部19通过使逆变器13的动作、和pwm控制信息以及基础信息的算出停止来使向负载2的输出停止(步骤s24)。另外,若第1电源装置1中的pwm控制信息以及基础信息的算出停止,则作为副电源的第2电源装置1的动作也停止。

另外,信号处理部19将通信异常向主控制部18通知,主控制部18使存在通信所涉及的异常的意思显示在操作面板10显示(步骤s25),结束处理。

另外,通信异常除了会因通信线的切断、连接器的连接不良而产生以外,还会在使应作为副电源动作的电源装置1误在主电源模式下动作的情况下产生。

在有来自第2电源装置1的响应、对电流信息、动作信息以及异常信息的接收判定为成功的情况下(步骤s23“是”),信号处理部19判定接收到的电流信息所表示的电流是否不足给定的阈值(步骤s26)。另外,进行步骤s26的判定的信号处理部19与判定部对应。

在判定为电流是阈值以上的情况下(步骤s26“否”),信号处理部19基于接收到的异常信息来判定第2电源装置1的状态是否异常(步骤s27)。例如信号处理部19在异常信息表示第2电源装置1的逆变器13处于停止状态的情况下,或在异常信息表示过电流等异常的情况下,判定为异常。

在判定为电流不足阈值的情况下(步骤s26“是”),或在判定为第2电源装置1中存在异常的情况下(步骤s27“是”),信号处理部19通过使逆变器13的动作、和pwm控制信息以及基础信息的算出停止,来使向负载2的输出停止(步骤s28)。另外,信号处理部19将状态异常向主控制部18通知,主控制部18使在副电源中存在异常的意思显示在操作面板10(步骤s29),结束处理。

在判定为第2电源装置1正在正常动作的情况下(步骤s27“否”),主控制部18用电流检测部17以及电压检测部16检测正从自装置向负载2输出的电流以及电压(步骤s30)。然后,主控制部18将在自装置检测得到的电流和从第2电源装置1接收到的电流信息所表示的电流相加(步骤s31)。然后,信号处理部19基于在步骤s31相加得到的电流和在自装置检测到的电压来算出pwm控制信息以及基础信息(步骤s32)。这里算出的pwm控制信息是基于从电源系统整体向负载2输出的电流以及电压的信息,是能控制电源系统整体的输出的信息。另外,基础信息是成为用于算出pwm控制信息的基础的信息。

接下来,主控制部18如图6a所示那样,使在步骤s31算出的电流的值显示在电流显示部10a,使在步骤s30检测到的电压的值显示在电压显示部10b(步骤s33)。

另一方面,主控制部18将用于控制焊接机的信息、例如用于控制焊丝21的进给的焊丝进给控制信号从控制端子1c向焊接机发送(步骤s34)。焊丝进给控制信号例如是用于控制焊丝21的进给速度、进给的开始以及停止等的信号。

接下来,主控制部18判定驱动指示信号的输入是否正在持续(步骤s35)。在判定为未输入驱动指示信号的情况下(步骤s35“否”),通过使信号处理部19的逆变器13的控制停止来使向负载2的输出停止(步骤s36),结束处理。在判定为正在输入驱动指示信号的情况下(步骤s35“是”),主控制部18将处理返回步骤s13,持续向负载2的供电控制。

在这样构成的电源系统中,作为主电源的第1电源装置1从作为副电源的第2电源装置1取得电流信息,来算出控制各电源装置1的输出的pwm控制信息以及基础信息。然后,第1电源装置1将算出的基础信息向第2电源装置1发送,作为副电源的该电源装置1基于在主电源侧算出的基础信息来对输出进行控制。因此,在本实施方式1所涉及的电源系统中,通过在系统整体共享总电流以及目标电流来使输出控制同步,能稳定地控制从各电源装置1向负载2输出的电流,能实现与单一电源同样的焊接控制。

另外,使用者能使用正作为主电源动作的第1电源装置1的电流显示部10a以及电压显示部10b来确认正从电源系统向负载2输出的电流以及电压的信息。

进而,通过在正作为副电源动作的第2电源装置1的电流显示部10a以及电压显示部10b显示给定信息,能不会给使用者带来不必要的混乱。

进而,作为主电源的第1电源装置1,在不能接收应从副电源发送的电流信息的情况下,视作在与作为副电源的第2电源装置1的通信存在异常,使电源系统整体停止,能确保安全。

进而,另外,就算自装置正在输出电流,在从作为副电源的第2电源装置1输出的电流不足的阈值情况下,作为主电源的第1电源装置1也视作在第2电源装置1中存在异常,使电源系统整体停止,能确保安全。

进而,另外,作为主电源的第1电源装置1在作为副电源的第2电源装置1的动作状态中存在异常的情况下,使电源系统整体停止,能确保安全。

进而,另外,通过在这些异常时使电源系统停止,能保全电源系统。

进而,另外,本实施方式1所涉及的电源装置1还能通过操作操作部10c而作为主电源以及副电源的任意电源发挥功能。因此,即使构成电源系统的主电源故障,通过将正作为副电源发挥功能的电源装置1的动作模式切换成主电源模式,能容易地再构建电源系统。

进而,另外,本实施方式1所涉及的电源装置1还能通过操作操作部10c而作为单独的电源发挥功能。

另外,在本实施方式1中,说明了基础信息包含从电源系统向负载2输出的总电流和总电流的目标电流的示例,但只要能算出pwm控制信息,该信息的表现方案就没有特别限定。例如可以构成为将相对于目标电流的总电流的差分作为基础信息来从第1电源装置1向第2电源装置1发送。另外,也可以构成为将从各电源装置1输出的电流的平均值、与负载2并联连接的电源装置1的数量、目标电流作为基础信息向第2电源装置1发送。

另外,主要说明使2台电源装置1与公共的负载2并联连接的示例,但也可以使用3台以上的电源装置1来构成电源系统。

进而,作为负载2而说明了电弧焊接所涉及的负载,但也可以用作向电弧切断、其他需要大电流的负载供电的电源系统。

进而,另外,本实施方式1所涉及的电源系统能向电弧焊接机输出大电流。

进而,另外,在本实施方式1中说明了对绝缘变压器型开关电源进行pwm控制的示例,但电源装置1的结构以及控制方式并没有特别限定,可以使用公知的结构以及控制方式。作为公知的控制方式,除了脉冲宽度调制方式以外,例如还能举出脉冲频率调制方式等。

进而,另外,在本实施方式1中,主要说明了在正作为副电源动作的电源装置1中存在异常的情况下使电源系统整体停止的示例,但也可以构成为若作为电源系统整体没有问题,就继续向负载2的供电。例如可以将多个副电源并联连接,设置将发现异常的电源装置1从电源系统阻断的阻断继电器等,若以剩余的电源装置1能提供所需的电力,就使正在正常动作的多个电源装置1继续动作。

(实施方式2)

实施方式2所涉及的电源系统在基础信息、电流信息等信息的收发定时上与实施方式1不同,以下主要说明上述相异点。由于其他结构以及作用效果与实施方式1同样,因此在对应的部位标注同样的附图标记并省略详细的说明。

图7是表示逆变器13的一个结构例的电路图。电源装置1所具备的逆变器13具有将如下那样的桥臂并联连接而成的电路:将第1开关元件13a以及第2开关元件13b串联连接而成的桥臂;和将第3开关元件13c以及第4开关元件13d串联连接而成的桥臂。第1到第4开关元件13a、13b、13c、13d例如是igbt。

在第1到第4开关元件13a、13b、13c、13d的栅极连接信号处理部19,信号处理部19通过向第1到第4开关元件13a、13b、13c、13d的栅极输出周期性起效(on)失效(off)的pwm信号(脉冲信号),来控制逆变器13的动作。

图8是表示信息的发送定时的时序图。图8中上段以及中段的时序图表示从信号处理部19向逆变器13输出的pwm信号的输出定时。信号处理部19将具有与pwm控制信息相应的所需的脉冲宽度的起效信号向第1开关元件13a以及第4开关元件13d、和第2开关元件13b以及第3开关元件13c交替输出,由此使逆变器13输出交流输出。

图8中下段的时序图表示第1以及第2电源装置1发送各种信息的定时。具体地,处于主电源模式的第1电源装置1的信号处理部19在图4的步骤s14所示的处理中确定逆变器13的第1到第4开关元件13a、13b、13c、13d全都成为断开的期间,将表示逆变器13的动作状态的动作信息以及基础信息经由通信部19c向作为副电源的第2电源装置1发送。

同样地,处于副电源模式的第2电源装置1的信号处理部19在图4的步骤s20所示的处理中确定逆变器13的第1到第4开关元件13a、13b、13c、13d全都成为断开的期间,将在自装置检测得到的电流信息经由通信部19c向作为主电源的第1电源装置1发送。另外,信号处理部19在图4的步骤s21所示的处理中确定逆变器13的第1到第4开关元件13a、13b、13c、13d全都成为断开的期间,将表示自装置的逆变器13的动作状态的动作信息、表示异常的有无的异常信息经由通信部19c向作为主电源的第1电源装置1发送。

根据这样构成的实施方式2所涉及的电源系统,由于各电源装置1是在pwm信号的失效期间收发基础信息的结构,因此能避免逆变器13的动作所引起的噪声附到该基础信息,能提升电源装置1间的通信稳定性。因此,能兼顾基础信息的高速通信和通信稳定性的提升。

同样地,各电源装置1由于是关于pwm控制信息以及基础信息的算出所需的电流信息、其他各种信息也在pwm信号的失效期间收发该信息的结构,因此能避免逆变器13的动作所引起的噪声附在该信息,能提升电源装置1间的通信稳定性。

(实施方式3)

实施方式3所涉及的电源系统在对应于动作状态来切换各电源装置1的通信方式这点上、和各电源装置1输出焊丝21的进给控制信号这点上与实施方式1以及2不同,因此以下主要说明上述相异点。其他结构以及作用效果由于与实施方式1同样,因此在对应的部位标注同样的附图标记并省略详细的说明。

图9是概念地表示焊接中的通信状态的框图、图10是概念地表示非焊接中的通信状态的框图。焊接机具备从焊丝提供源5将焊丝21拉出并向焊枪20进给的第1进给部3以及第2进给部4,第1以及第2电源装置1向第1进给部3以及第2进给部4分别输出进给控制信号。其中,与电流输出同样,在多个电源装置1中,第1电源装置1作为主电源发挥功能,通过经由通信线向其他电源装置1发送表示焊丝21的进给速度的速度信息,来控制第2电源装置1所进行的焊丝21的进给。第2电源装置1作为副电源发挥功能,接收从第1电源装置1发送的速度信息,基于接收到速度信息来控制焊丝21的进给。

焊丝提供源5能向焊枪20放出焊丝21地进行收容。焊丝21例如是实芯焊丝,作为自耗电极发挥功能。焊丝提供源5是卷成螺旋状的状态下收容于桶包装的包装焊丝、或者卷绕在焊丝卷盘的卷盘焊丝。

第1进给部3配置于焊枪20侧,在能夹着焊丝21的位置具有对置的1对辊,至少一方的辊被电动机旋转驱动。第1进给部3与第1电源装置1连接,该电源装置1通过将焊丝进给控制信号向第1进给部3输出来控制第1进给部3所进行的焊丝21的进给。焊丝进给控制信号是表示焊丝21的进给速度、即辊的旋转速度的信号,焊丝21的进给被速度控制。另外,在焊接动作中的情况下,第1电源装置1将表示焊丝21的进给速度的进给速度信息和动作信息以及基础信息一起向第2电源装置1发送。

在焊接动作中,如图9所示那样,进给速度信息、动作信息以及基础信息作为给定量数据例如32比特的数据以非分组通信向第2电源装置1发送。即,电源装置1在直接通信模式下收发信息。

另一方面,在非焊接动作中的情况下,例如在进给焊丝21的点动动作中的情况下,如图10所示那样,第1电源装置1将表示焊丝21的进给速度的进给速度信息和动作信息一起向第2电源装置1发送。在非焊接动作中,进给速度信息以及动作信息以分组通信向第2电源装置1发送。即,电源装置1在命令通信模式下收发信息。

第2进给部4配置在焊丝提供源5侧,在能夹着焊丝21的位置具有对置的1对辊,至少一方的辊被电动机旋转驱动。第2进给部4与第2电源装置1连接,该电源装置1通过将焊丝进给控制信号向第2进给部4输出,来控制第2进给部4所进行的焊丝21的进给。

特别在焊接动作中的情况下,如图9所示那样,第2电源装置1接收从第1电源装置1以非分组通信发送的进给速度信息、动作信息以及基础信息,将与接收到的进给速度信息相应的焊丝进给控制信号向第2进给部4输出,由此来控制第2进给部4所进行的焊丝21的进给。

另一方面,在非焊接动作中的情况下,如图10所示那样,第2电源装置1接收从第1电源装置1分组通信的进给速度信息以及动作信息,将与接收到的进给速度信息相应的焊丝进给控制信号向第2进给部4输出,由此来控制第2进给部4所进行的焊丝21的进给。

另外,也可以根据需要在第1进给部3与第2进给部4之间配置临时收容焊丝21的缓冲装置。

图11是概念地表示剐侧中的通信方式的切换方法的过渡图。主侧的电源装置1根据驱动指示信号的输入的有无,将信息的通信方式在命令通信模式与直接通信模式之间切换。具体地,第1电源装置1在焊接动作中选择直接通信模式,在非焊接动作中选择命令通信模式。第2电源装置1对应于与第1电源装置1的通信状况,切换成与第1电源装置1相同的通信方式。

具体地,在不输出焊接所涉及的电流的非焊接动作中,第1电源装置1以及第2电源装置1选择命令通信模式来收发信息。第1以及第2电源装置1以分组通信收发进给速度信息来对第1以及第2进给部3、4进行速度控制,执行焊丝21的点动等。

在非焊接动作中对第1电源装置1输入驱动指示信号的情况下,该电源装置1将焊接开始指示或通信模式切换请求向第2电源装置1以分组通信进行发送。第2电源装置1在接收到焊接开始指示或通信模式切换请求的情况下,将表示接收到该指示的响应信号向第1电源装置1发送,将通信方式切换成命令通信模式。第1电源装置1在接收到针对焊接开始指示的来自第2电源装置1的响应信号的情况下,切换成命令通信模式。

以后在焊接动作中,第1以及第2电源装置1以直接通信模式收发各种信息。具体地,将动作信息、基础信息、进给速度信息等作为32比特的数据进行收发。

在驱动指示信号的输入消失的情况下,即在焊接动作停止的情况下,第1电源装置1将与输出零对应的基础信息以非分组通信向第2电源装置1发送,将通信方式切换为命令通信模式。所谓与输出零对应的基础信息,是算出占空比为零的pwm控制信息得到的信息。第2电源装置1在接收到给定时间例如20m秒以上的与输出零对应的基础信息或命令通信模式的信息的情况下,主动地将通信方法切换成命令通信模式。因此,能在焊接结束时将第1以及第2电源装置1的通信方式确实地切换成命令通信模式。

根据这样构成的实施方式3所涉及的电源装置1,在需要高速通信的焊接中,能以非分组通信、即直接通信模式收发信息,在不需要高速通信的非焊接中,能以分组通信、即命令通信模式收发多样的信息。

另外,能在焊接动作的开始以及结束时确实地切换第1电源装置1以及第2电源装置1的通信方式。

(实施方式4)

实施方式4所涉及的电源系统在为了抑制设备特性的偏差所引起的输出的偏差而对pwm控制信息进行补正这点上与实施方式1~3不同,因此以下主要说明上述相异点。由于其他结构以及作用效果与实施方式1~3同样,因此在对应的部位标注同样的附图标记并省略详细的说明。

图12是表示实施方式4的供电控制所涉及的各电源装置1的处理次序的流程图。第1以及第2电源装置1执行实施方式1说明的图4的步骤s11~步骤s25的处理,在步骤s23对电流信息等的接收判定为成功的情况下,执行图12所示的步骤s426以下的处理。步骤s11~步骤s25的处理内容,由于除了步骤s14以及步骤s16的处理以外都与实施方式1同样,因此省略详细的说明。基础信息的发送所涉及的步骤s14和pwm控制信息的算出以及补正所涉及的步骤s16的详细后述。

在有来自第2电源装置1的响应、对电流信息、动作信息以及异常信息的接收判定为成功的情况下(步骤s23“是”),信号处理部19判定接收到的电流信息所表示的电流是否不足给定的阈值(步骤s426)。

在判定为电流是阈值以上的情况下(步骤s426“否”),信号处理部19基于接收到的异常信息来判定第2电源装置1的状态是否异常(步骤s427)。例如,信号处理部19在异常信息表示第2电源装置1的逆变器13处于停止状态的情况下,或在异常信息表示过电流等异常的情况下,判定为存在异常。

在判定为第2电源装置1正在正常动作的情况下(步骤s427“否”),信号处理部19用电流检测部17以及电压检测部16检测正从自装置向负载2输出的电流以及电压(步骤s428)。具体地,主控制部18用电流检测部17以及电压检测部16检测正从自装置向负载2输出的电流以及电压,将检测得到的电流信息以及电压信息向信号处理部19输出。信号处理部19取得从主控制部18输出的电流信息以及电压信息。

另外,信号处理部19存储检测到的电流以及电压,至少对电流蓄积跨越数m秒~数十mm秒间的信息。然后信号处理部19,算出在各电源装置1检测到的电流的偏差(步骤s429),判定电流的偏差是否不足给定的上限阈值(步骤s430)。在第1电源装置1和第2电源装置1并联连接的情况下,该偏差例如是在第1电源装置1检测到的电流与在第2电源装置1算出的电流之差。另外,也可以将在第1以及第2电源装置1算出的电流的移动平均的差作为偏差来算出。在3台以上的电源装置1并联连接的情况下,偏差可以用在各电源装置1检测的电流的标准偏差、电流的最大值以及最小值的差分、电流的平均值与最大值的差分等来表征。

在判定为电流不足阈值的情况下(步骤s426“是”),或在判定为第2电源装置1中存在异常的情况下(步骤s427“是”),或在判定为电流的偏差是上限阈值以上的情况下(步骤s430“否”),信号处理部19通过使逆变器13的动作以及pwm控制信息的算出停止来使向负载2的输出停止(步骤s431)。另外,信号处理部19将状态异常向主控制部18通知,主控制部18使电源中存在异常的意思显示在操作面板10(步骤s432),结束处理。

在判定为电流的偏差不足上限阈值的情况下(步骤s430“是”)、主控制部18将在自装置检测得到的电流和从第2电源装置1接收到的电流信息所表示的电流相加(步骤s433)。然后信号处理部19基于在步骤s433相加得到的电流和在自装置检测到的电压来算出pwm控制信息以及基础信息(步骤s434)。这里算出的pwm控制信息是基于从电源系统整体向负载2输出的电流以及电压的信息,是能控制电源系统整体的输出的信息。另外,步骤s434的处理中算出的pwm控制信息,基本是在各电源装置1共享的信息,对应于从各电源装置1实际向负载2输出的电流的偏差来进行pwm控制信息的补正。具体地,对pwm控制信息进行补正,以使从各电源装置1向负载2输出的电流变得相等。pwm控制信息的补正的详细后述。

接下来,主控制部18使步骤s433中算出的电流的值显示在电流显示部10a,使步骤s27中检测到的电压的值显示在电压显示部10b(步骤s435)。

另一方面,主控制部18将用于控制焊接机的信息、例如用于控制焊丝21的进给的焊丝进给控制信号从控制端子1c向焊接机发送(步骤s436)。

接下来,主控制部18判定驱动指示信号的输入是否正在持续(步骤s437)。在判定为未输入驱动指示信号的情况下(步骤s437“否”),通过使信号处理部19所进行的逆变器13的控制停止来使向负载2的输出停止(步骤s438),结束处理。在判定为正输入驱动指示信号的情况下(步骤s437“是”),主控制部18使处理返回步骤s13(参考图4),持续向负载2的供电控制。

图13是表示pwm控制信息的算出以及补正所涉及的处理次序的流程图。信号处理部19基于上述步骤s433中相加得到的电流和在自装置检测到的电压,设为第1电源装置1以外的其他电源装置1和第1电源装置1具有相同特性来算出在各电源装置1中共享的pwm控制信息以及基础信息(步骤s451)。

接下来,信号处理部19判定在各电源装置1检测到的电流的偏差是否不足给定的阈值(步骤s452)。电流的偏差与步骤s429中算出的偏差相同。在判定为电流的偏差不足给定的阈值的情况下(步骤s452“是”),信号处理部19不进行pwm控制信息的补正而结束子例程的处理,使处理返回步骤s434。

在判定为电流的偏差是阈值以上的情况下(步骤s452“否”),信号处理部19确定并联连接的电源装置1的数量n(步骤s453)。然后信号处理部19算出用于补正自装置的电源装置1的pwm控制信息的补正系数(步骤s454)。这里进行补正的pwm控制信息例如是占空比,补正系数在下述式(3)表征。另外常量g是规定电流的偏差与占空比的补正量的关系的量。另外,变量n=1表征第1电源装置1。

pn=1+g×(∑i-n×in)/{(n-1)×∑i}…(3)

n:表征并联连接的各电源装置1的变量

n:并联连接的电源装置1的数量

n:表示电源装置1的变量

pn:补正系数

in=i1、i2…in:各电源装置1中检测到的电流

∑i=i0+i1+…+in:各电源装置1中检测到的电流的总和

g:常量

另外,各电源装置1中检测到的电流i1、i2、…、in,可以是1个检测值,也可以是各电源装置1中跨给定时间而多次检测到的电流的移动平均。例如信号处理部19在以数十μ秒的周期取得各电源装置1的电流并蓄积的情况下,可以使用跨数m秒~数十m秒间蓄积的电流的值来算出各电源装置1的电流的移动平均,使用该电流的移动平均来算出补正系数pn。

另外,上述式(3)是补正系数pn的计算式的一例。只要是能算出能补正pwm控制信息以使从各电源装置1输出的电流变得相等的系数的数式即可,其内容就并没有特别限定。例如以上述式(3)表征的补正系数pn是与从各电源装置1输出的电流的差分成正比增减的系数,但也可以是非线性增减的系数。另外,也可以是与上述差分的时间积分或时间微分等成正比增减的系数。

算出补正系数pn的信号处理部19通过对与变量n对应的电源装置1所涉及的占空比乘以补正系数pn来对pwm控制信息进行补正(步骤s455),结束子例程的处理,将处理返回步骤s434。

图13说明了第1电源装置1中的pwm控制信息的补正,但第2电源装置1中也同样地补正pwm控制信息即可。具体地,第1电源装置1所涉及的信号处理部19在步骤s14除了将用于得到pwm控制信息的信息以外,还将包含用于补正该pwm控制信息的信息的基础信息以及动作信息经由通信部19c向作为副电源的第2电源装置1发送。用于补正pwm控制信息的信息例如是常量g、电流的总和∑i、并联连接的电源装置1的数量n等。另外,在不需要pwm控制信息的补正的情况下,发送包含表示不需要补正的信息或常量g=0的基础信息等即可。

第2电源装置1所涉及的信号处理部19接收从第1电源装置1发送的上述基础信息。然后,信号处理部19基于接收到的基础信息来算出pwm控制信息,执行补正算出得到的pwm控制信息的处理。补正系数pn的算出方法、pwm控制信息的补正方法与步骤s434中的上述处理同样。另外,在基础信息中包含表示不需要pwm控制信息的补正的信息的情况下,信号处理部19不进行该补正。

在2台电源装置1并联连接的情况下,上述式(3)用下述式(4)以及(5)表征。第1电源装置1所涉及的信号处理部19通过算出补正系数p1并对pwm控制信号乘以补正系数p1来补正该pwm控制信号。同样地,第2电源装置1所涉及的信号处理部19通过算出补正系数p2并对pwm控制信号乘以补正系数p1来补正该pwm控制信号。

p1=1+g×(i2-i1)/(i1+i2)…(4)

p2=1+g×(i1-i2)/(i1+i2)…(5)

另外,在上述说明中,说明了将成为算出补正系数pn的基础的常量g等向第2电源装置1发送的示例,但也可以在第1电源装置1侧算出在第2电源装置1侧与pwm控制信息相乘的补正系数pn,将算出得到的补正系数pn包含在基础信息中来向第2电源装置1发送。

在这样构成的电源系统中,作为主电源的第1电源装置1从作为副电源的第2电源装置1取得电流信息,并算出控制各电源装置1的输出的pwm控制信息以及基础信息。第1电源装置1对自装置的第1电源装置1的pwm控制信息进行补正,以使从第1以及第2电源装置1向负载2输出的电流变得相等。然后第1电源装置1基于经过补正的自装置用的pwm控制信息来对输出进行控制。同样地,作为副电源的第2电源装置1基于接收到的基础信息来算出pwm控制信息,同样地对pwm控制信息进行补正,基于经过补正的pwm控制信息来对输出进行控制。因此,在本实施方式4所涉及的电源系统中,即使在各电源装置1的设备特性中存在偏差,也能进行补正,以使从各电源装置1向负载2输出的电流变得相等,能与实施方式1~3同样地实现与单一电源同等的响应性和稳定的控制。

另外,第1电源装置1由于是仅在从各电源装置1向负载2输出的电流的偏差大的情况下对pwm控制信息进行补正的结构,因此能稳定地进行控制,使得在抑制从各电源装置1向负载2输出的电流的时间变动的同时,让各电流相等。

进而,电源装置1在从各电源装置1输出的电流的偏差是上限阈值以上的情况下,能使电源系统整体停止,来确保安全。例如,在发生电缆的未连接状态等电流的平衡控制中不能应对的异常时,也能确保电源系统所涉及的安全。

进而,另外,电源装置1能以对用于控制各电源装置1的动作的pwm控制信息的占空比乘以补正系数pn的简单的补正处理来对pwm控制信息进行补正,以使从各电源装置1输出的电流的偏差小。

(实施方式5)

图14是表示实施方式5所涉及的信号处理电路的一个结构例的框图。实施方式5所涉及的电源装置1由于在信号处理部519的结构上与上述实施方式1~4不同,因此以下主要说明上述相异点。其他结构以及作用效果由于与实施方式1~4同样,因此在对应的部位标注同样的附图标记并省略详细的说明。在上述实施方式1~4中说明了作为专用电路的dsp以硬件方式进行pwm控制信息的算出以及补正的示例,实施方式5所涉及的信号处理部519说明以软件方式执行pwm控制信息的算出以及补正的示例。

信号处理部519例如是具有cpu519a的计算机,在cpu519a经由总线连接存储部519b、输入输出部519c、pwm信号输出部519d、通信部519e。信号处理部519的cpu519a通过执行存储于存储部519b的后述的控制程序503来进行pwm控制信息的算出以及补正,执行控制各电源装置1的动作的处理。

存储部519b具有ram等非易失性存储器、eeprom(electricallyerasableprogrammablerom,电可擦可编程只读存储器)、闪速存储器等非易失性存储器。存储部519b存储控制程序503,其用于执行pwm控制信息的算出以及补正所涉及的控制,该pwm控制信息用于控制各电源装置1输出的电流以及电压。另外,控制程序503可以是计算机可读地记录于记录介质503a的方案。存储部519b存储由未图示的读出装置从记录介质503a读出的控制程序503。记录介质503a是cd(compactdisc,只读光盘)-rom、dvd(digitalversatiledisc,数字多功能盘)-rom、bd(blu-ray(注册商标)disc)等光盘、软盘、硬盘等磁盘、光磁盘、半导体存储器等。另外,也可以从与未图示的通信网连接的未图示的外部计算机下载实施方式1所涉及的控制程序503,并存储到存储部519b。

输入输出部519c与主控制部18连接,cpu519a经由输入输出部519c输入输出各种信号。

通信部519e是用于与其他电源装置1收发各种信息的通信电路,cpu519a经由通信部519e在与其他电源装置1之间收发各种信息。

在pwm信号输出部519d连接逆变器13,cpu519a按照算出以及补正过的pwm控制信息来将pwm信号经由逆变器13向逆变器13输出。

通过信号处理部519执行控制程序503而进行的处理的内容与上述实施方式1~4所涉及的处理内容同样。

在这样构成的实施方式5所涉及的电源系统中,也起到与上述实施方式1~4说明的电源系统同样的作用效果。

本次公开的实施方式在全部点上都是例示,而不应认为是限制。本发明的范围并不由上述的意义,而由权利要求书示出,意图包含与权利要求书等同的意义以及范围内的全部变更。

附图标记的说明

1电源装置

2负载

3第1进给部

4第2进给部

5焊丝提供源

1a正输出端子

1b负输出端子

1c控制端子

10操作面板

10a电流显示部

10b电压显示部

10c操作部

10d动作模式显示部

11输入部

12整流器

13逆变器

13a第1开关元件

13b第2开关元件

13c第3开关元件

13d第4开关元件

14变压器

15整流平滑器

16电压检测部

17电流检测部

18主控制部

19信号处理部

19a控制信息算出部

19bpwm控制部

19c通信部

20焊枪

21焊丝

22母材

503控制程序

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