JP2001300727A - エンジン駆動溶接機の溶接電流制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 各溶接用三相交流発電巻線が均等な負荷の負
担となるようにする。 【解決手段】 溶接用三相交流発電巻線８−１，８−
２，８−３毎にその三相交流電圧をそれぞれ全波整流す
るサイリスタ混合全波整流回路１２−１，１２−２，１
２−３と、抵抗１３とコンデンサ１４との直列回路と、
サイリスタ混合全波整流回路１２−１，１２−２，１２
−３の各出力が並列接続された溶接出力回路と、１つの
相に流れる溶接電流を検出するカレントトランス１５
と、溶接電流を基に、当該溶接電流が検出されている溶
接用三相交流発電巻線８−１，８−２，８−３の各相の
発生電圧毎に、位相制御信号を生成する位相制御信号発
生回路と、サイリスタ混合全波整流回路１２−１，１２
−２，１２−３の各同相対応のサイリスタをそれぞれ一
斉に点弧させる点弧回路２０を備えて構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジン駆動溶接
機の溶接電流制御回路、特に１つの発電機に汎用発電巻
線と複数個の溶接用三相交流発電巻線とが巻回され、汎
用電源と溶接電源とが同時に使用できる構成のエンジン
駆動溶接機において、各溶接用三相交流発電巻線毎に設
けられたブリッジ型整流器構成のサイリスタ混合全波整
流回路で全波整流するに当たって、サイリスタ混合全波
整流回路の同相の各サイリスタを同位相で位相制御する
ようにして、複数個の各溶接用三相交流発電巻線が均等
に負荷を負担するようにしたエンジン駆動溶接機の溶接
電流制御回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】１つの発電機に溶接用三相交流発電巻線
と汎用発電巻線とが巻回され、溶接電源と汎用電源とが
同時に使用できる構成のエンジン駆動溶接機は、特許第
２６５７４６３号等に公開されている。またエンジン駆
動溶接機において、負荷の軽重に応じてその溶接出力を
可変する技術も、特許第２７６３５００号等に公開され
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
許第２６５７４６３号の溶接機は、負荷が大きなものに
は耐えられず、また特許第２７６３５００号の溶接機
は、切り替えスイッチを用いて負荷の軽重に対処するよ
うにしたものである。

【０００４】１つの発電機に汎用発電巻線と複数個の溶
接用三相交流発電巻線とが巻回され、汎用電源と溶接電
源とが同時に使用できる構成で、切り替えスイッチ無し
に溶接負荷の軽重に対処でき、しかも溶接電流の連続可
変を簡単な回路で実用化することが望まれている。

【０００５】これに応えるものとして、本願出願人は、
本願発明の前提となる溶接機部分が、図９に示された如
き１つの発電機に複数個の溶接用三相交流発電巻線を巻
回し、溶接負荷の軽重に応じ、そしてその溶接電流を連
続可変する制御回路を案出した。汎用発電巻線等の汎用
電源部分の描画は省略されている。

【０００６】図９において、１つの発電機には、各相が
パラ巻きの３つの三相交流発電巻線Ａ−１、Ｂ−１、Ｃ
−１がステータに巻回されており、三相交流発電巻線Ａ
−１で発生した交流電圧は、サイリスタが並列配列され
かつ当該サイリスタとダイオードとが直列接続のブリッ
ジ型整流器構成のサイリスタ混合全波整流回路Ａ−２で
整流され、三相交流発電巻線Ｂ−１で発生した交流電圧
は、上記サイリスタ混合全波整流回路Ａ−２と同じ構成
のサイリスタ混合全波整流回路Ｂ−２で整流され、三相
交流発電巻線Ｃ−１で発生した交流電圧は、ダイオード
のブリッジ型整流器構成の全波整流回路Ｃ−２で整流さ
れ、溶接出力はそれぞれ並列接続された直流合成の形で
得るようにしている。

【０００７】そして図１０がその溶接特性曲線図を示し
ており、溶接電流の最小側ＭＩＸでは、上記サイリスタ
混合全波整流回路Ａ−２、Ｂ−２のサイリスタはほとん
どの期間オフに制御され、上記全波整流回路Ｃ−２の三
相交流発電巻線Ｃ−１がその負荷を負担している。溶接
電流が増加するにつれてサイリスタ混合全波整流回路Ａ
−２、Ｂ−２のサイリスタの導通制御がなされ、溶接電
流の最大側ＭＡＸでは、サイリスタ混合全波整流回路Ａ
−２、Ｂ−２の各サイリスタは全導通に近い制御がなさ
れ、３つの三相交流発電巻線Ａ−１、Ｂ−１、Ｃ−１が
ほぼ均等にその負荷を負担していた。

【０００８】しかしながら、図９に示された如き１つの
発電機に複数個の溶接用三相交流発電巻線を巻回し、溶
接負荷の軽重にも応じ、しかもその電流を連続可変する
制御回路にあっては、溶接電流の最小時における全波整
流回路Ｃ−２の出力は、溶接電流の最大時出力の１／３
のはずであるが、サイリスタ混合全波整流回路Ａ−２、
Ｂ−２の三相交流発電巻線Ａ−１、Ｂ−１の影響を受け
ないため、約１．２倍の電流が流れてしまう。そのため
短絡の繰り返し又は連続使用のとき、当該全波整流回路
Ｃ−２の三相交流発電巻線Ｃ−１は焼損する恐れがあっ
た。

【０００９】また、１２０Ａ〜１４０Ａなどの比較的小
出力では、上記サイリスタとして小型のサイリスタ１個
の使用で済ますことができるが、１５０Ａ以上になると
サイリスタの性能と共にその価格の問題が生じ、サイリ
スタの並列使用を採用せざるをえなくなり、このときの
制御回路構成も複雑なものとなっていた。

【００１０】本発明は、本発明の前提となっている回路
構成の上記の点に鑑みなされたものであり、各溶接用三
相交流発電巻線毎に、サイリスタとダイオードとのブリ
ッジ型整流器構成のサイリスタ混合全波整流回路で全波
整流すると共に、当該サイリスタ混合全波整流回路で全
波整流するに当たって、各サイリスタ混合全波整流回路
の同相の各サイリスタを同位相で位相制御するようにし
て、複数個の各溶接用三相交流発電巻線には均等な負荷
の負担となるようにしたエンジン駆動溶接機の溶接電流
制御回路を提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を解決するた
めに、本発明のエンジン駆動溶接機の溶接電流制御回路
は１つの発電機に汎用発電巻線と複数個の溶接用三相交
流発電巻線とが巻回され、汎用電源と溶接電源とが同時
に使用できる構成のエンジン駆動溶接機の溶接電流制御
回路において、複数個巻回された溶接用三相交流発電巻
線毎にその三相交流電圧をそれぞれ全波整流する、サイ
リスタが並列配列されかつ当該サイリスタとダイオード
とが直列接続のブリッジ型整流器構成のサイリスタ混合
全波整流回路と、サイリスタ混合全波整流回路の各サイ
リスタのアノードとカソードとの間に接続される抵抗と
コンデンサとの直列回路と、サイリスタ混合全波整流回
路の各出力が並列接続された溶接出力回路と、予め定め
られた溶接用三相交流発電巻線の１つの相に流れる溶接
電流を検出するカレントトランスと、カレントトランス
で検出された溶接電流を基に、当該溶接電流が検出され
ている溶接用三相交流発電巻線の各相の発生電圧毎に、
上記サイリスタ混合全波整流回路のサイリスタの導通角
を定める位相制御信号を生成する位相制御信号発生回路
と、位相制御信号発生回路で生成された位相制御信号を
受け、上記サイリスタ混合全波整流回路の各同相対応の
サイリスタをそれぞれ一斉に点弧させるフォトカプラを
具備した点弧回路を備え、上記位相制御信号発生回路
は、カレントトランスで検出された溶接電流に対応の直
流電圧を出力する溶接電流検出回路と、上記予め定めら
れた溶接用三相交流発電巻線の各相の電圧を基に、当該
各相の電圧波形と同期した各相毎の矩形波をそれぞれ発
生させる矩形波発生回路と、各矩形波発生回路で発生し
た矩形波をそれぞれ鋸歯状波に変換する鋸歯状波発生回
路と、各鋸歯状波発生回路で発生した鋸歯状波と上記溶
接電流検出回路の溶接電流に対応した直流電圧とをそれ
ぞれ比較するコンパレータとを備えてなり、各サイリス
タ混合全波整流回路の同相の各サイリスタを同位相で位
相制御するようにしたことを特徴としている。

【００１２】また１つの発電機に汎用発電巻線と複数個
の溶接用三相交流発電巻線とが巻回され、汎用電源と溶
接電源とが同時に使用できる構成のエンジン駆動溶接機
の溶接電流制御回路において、複数個巻回された溶接用
三相交流発電巻線の各対応相が並列接続された三相交流
電圧を全波整流する、サイリスタが並列接続されかつ当
該サイリスタとダイオードとが直列接続のブリッジ型整
流器構成のサイリスタ混合全波整流回路と、サイリスタ
混合全波整流回路のサイリスタのアノードとカソードと
の間に接続される抵抗とコンデンサとの直列回路と、溶
接用三相交流発電巻線の１つの相に流れる溶接電流を検
出するカレントトランスと、カレントトランスで検出さ
れた溶接電流を基に、上記溶接用三相交流発電巻線の各
対応相が並列接続された三相交流電圧の各相の発生電圧
毎に、上記サイリスタ混合全波整流回路のサイリスタの
導通角を定める位相制御信号を生成する位相制御信号発
生回路と、位相制御信号発生回路で生成された位相制御
信号を受け、各相毎に前記サイリスタ混合全波整流回路
の並列接続されサイリスタをそれぞれ一斉に点弧させる
フォトカプラを具備した点弧回路を備え、上記位相制御
信号発生回路は、カレントトランスで検出された溶接電
流に対応の直流電圧を出力する溶接電流検出回路と、上
記各対応相が並列接続された溶接用三相交流発電巻線の
各相の電圧を基に、当該各相の電圧波形と同期した各相
毎の矩形波をそれぞれ発生させる矩形波発生回路と、各
矩形波発生回路で発生した矩形波をそれぞれ鋸歯状波に
変換する鋸歯状波発生回路と、各鋸歯状波発生回路で発
生した鋸歯状波と上記溶接電流検出回路の溶接電流に対
応した直流電圧とをそれぞれ比較するコンパレータとを
備えてなり、各サイリスタ混合全波整流回路の並列接続
されサイリスタを同位相で位相制御するようにしたこと
を特徴としている。

【００１３】このとき上記溶接用三相交流発電巻線の１
つの相に流れる溶接電流を検出するカレントトランス
は、複数個巻回された溶接用三相交流発電巻線の各対応
相が並列接続された後の１つの相に流れる溶接電流を検
出する方法と、複数個巻回された溶接用三相交流発電巻
線の各対応相が並列接続される前の三相交流発電巻線の
１つの相に流れる溶接電流を検出する検出方法とがあ
る。

【００１４】サイリスタ混合全波整流回路の同相の各サ
イリスタは同位相で位相制御されるので、複数個の各溶
接用三相交流発電巻線は、均等に負荷を負担する。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係るエンジン駆動
溶接機の溶接電流制御回路が用いられているエンジン駆
動溶接機の概略構成を示している。その（Ａ）はエンジ
ン駆動溶接回路の全体の概略構成、その（Ｂ）は溶接電
源回路の概略構成、その（Ｃ）は汎用電源回路の概略構
成である。

【００１６】図１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）において、本
発明に係るエンジン駆動溶接機の溶接電流制御回路を備
えたエンジン駆動溶接機は、エンジン１によって駆動さ
れる発電機２、溶接制御部３、インバータ部４、溶接出
力端子５及び汎用電源端子６を備えて構成されている。

【００１７】発電機２は、１つのステータ７に３個の溶
接用三相交流発電巻線８−１、８−２、８−３と汎用電
源の三相交流発電巻線９とが巻回されている。この１つ
のステータ７に巻回される溶接用三相交流発電巻線８−
１、８−２、８−３は、同図図示の如く３個に限られる
ものではなく、溶接容量とステータの大きさ、そのスロ
ットの数等の要因によって、その数が定められる。また
これらの溶接用三相交流発電巻線８−１、８−２、８−
３の巻線構成も、多極発電機の場合にも適用の巻線法が
なされる。

【００１８】各溶接用三相交流発電巻線８−１、８−
２、８−３には、それぞれに対応して位相制御回路１０
−１、１０−２、１０−３が設けられている。これらの
位相制御回路１０−１、１０−２、１０−３は、同一の
回路構成を有しているものと考えてよい。

【００１９】例えば位相制御回路１０−１について説明
すると、図９で説明のサイリスタが並列配列されかつ当
該サイリスタとダイオードとが直列接続のブリッジ型整
流器構成のサイリスタ混合全波整流回路や、後に詳しく
説明するが、予め定められた、例えば当該溶接用三相交
流発電巻線８−１の１つの相に流れる溶接電流を検出
し、この検出された溶接電流を基に、溶接用三相交流発
電巻線８−１の各相の発生電圧毎に、当該サイリスタ混
合全波整流回路のサイリスタの導通角を定める位相制御
信号を生成する位相制御信号発生回路や、位相制御信号
発生回路で生成された位相制御信号を受け、サイリスタ
混合全波整流回路の各同相対応のサイリスタをそれぞれ
一斉に点弧させるためのフォトカプラを具備した点弧回
路等を備え、当該溶接用三相交流発電巻線８−１に発生
した三相交流電圧を位相制御するようになっている。

【００２０】他の各位相制御回路１０−２、１０−３
も、上記溶接用三相交流発電巻線８−１の１つの相に流
れる溶接電流を共通の検出溶接電流として利用し、同様
な位相制御を対応の溶接用三相交流発電巻線８−２、８
−３に対して位相制御するようになっており、これらの
直流化された各直流出力は、溶接制御部３内で並列合成
され、そして溶接出力端子５から溶接出力が取り出され
るようになっている。

【００２１】ステータ７に巻回された汎用電源用の三相
交流発電巻線９には、所望の周波数、例えば商用周波数
の５０又は６０Ｈｚの電圧に変換するインバータ部４が
接続されており、当該インバータ部４で周波数変換され
た電圧が、汎用電源端子６に出力されるようになってい
る。

【００２２】なお、当該汎用電源用の三相交流発電巻線
９には、溶接制御部３やインバータ部４の制御用直流電
源を得るためのユニット用電源回路部１１が接続されて
おり、当該ユニット用電源回路部１１から溶接制御部３
やインバータ部４に、明確には図示されていないがその
直流電圧が給電される構成となっている。また上記溶接
用三相交流発電巻線８−１、８−２、８−３及び汎用電
源用の三相交流発電巻線９の励磁回路の図示も省略され
ている。

【００２３】図２は本発明に係るエンジン駆動溶接機の
溶接電流制御回路の一実施例構成の一部分図、図３は本
発明に係るエンジン駆動溶接機の溶接電流制御回路の一
実施例構成の一部分図であり、図２の左側と図３の右側
とが一体化されて、本発明に係るエンジン駆動溶接機の
溶接電流制御回路の一実施例構成の全体が示される様に
なっている。

【００２４】図２、図３において、各溶接用三相交流発
電巻線８−１、８−２、８−３には、それぞれの各溶接
用三相交流発電巻線８−１、８−２、８−３に対応し
て、上記説明のサイリスタが並列配列されかつ当該サイ
リスタとダイオードとが直列接続のブリッジ型整流器構
成のサイリスタ混合全波整流回路１２−１、１２−２、
１２−３が接続されている。そしてこれらのサイリスタ
混合全波整流回路１２−１、１２−２、１２−３の各サ
イリスタのカソードとアノードとの間には、各サイリス
タの保護と共に、溶接負荷が短絡されたとき波形整形を
兼ねた抵抗１３とコンデンサ１４との直列回路がそれぞ
れ接続さている（図を分かりやすくするため、各サイリ
スタ混合全波整流回路１２−１、１２−２、１２−３に
おいて、その１つのサイリスタを代表として抵抗１３と
コンデンサ１４との直列回路の正式な接続が図示されて
いる）。

【００２５】当該サイリスタ混合全波整流回路１２−
１、１２−２、１２−３の各出力が並列接続された形で
直流合成され、この直流合成出力が溶接出力端子５に接
続されている。

【００２６】負荷の溶接電流を検出するため、溶接用三
相交流発電巻線８−１、８−２、８−３の１つの相、例
えば溶接用三相交流発電巻線８−１のＵ相に、カレント
トランス１５が配設されている。

【００２７】各溶接用三相交流発電巻線８−１、８−
２、８−３には、当該カレントトランス１５で検出され
た溶接電流、すなわち検出電流を基に、溶接用三相交流
発電巻線８−１、８−２、８−３の各Ｕ、Ｖ、Ｗ相の発
生電圧毎に、上記サイリスタ混合全波整流回路１２−
１、１２−２、１２−３内の各サイリスタの点弧タイミ
ング（導通角）を定める位相制御信号を生成させる位相
制御信号発生回路１６−１、１６−２、１６−３がそれ
ぞれ接続されている。

【００２８】各位相制御信号発生回路１６−１、１６−
２、１６−３には、上記サイリスタ混合全波整流回路１
２−１、１２−２、１２−３の各同相対応のサイリスタ
を、相単位でそれぞれ一斉に点弧させるフォトカプラ１
７−１，１７−２，１７−３とフォトカプラ１８−１，
１８−２，１８−３とフォトカプラ１９−１，１９−
２，１９−３の点弧回路２０が接続されており、各位相
制御信号発生回路１６−１、１６−２、１６−３で生成
された各位相制御信号を受け、フォトカプラ１７−１，
１７−２，１７−３とフォトカプラ１８−１，１８−
２，１８−３とフォトカプラ１９−１，１９−２，１９
−３が、相単位でオンに制御される様になっている。

【００２９】また上記カレントトランス１５で検出され
た検出電流に対応の直流電圧を出力する溶接電流検出回
路２１が設けられており、上記各位相制御信号発生回路
１６−１、１６−２、１６−３は、上記カレントトラン
ス１５が配設されている溶接用三相交流発電巻線の各相
の電圧を基に、当該各相の電圧波形と同期した各相毎の
矩形波を発生させる矩形波発生回路２２と、各矩形波発
生回路２２で発生した矩形波を鋸歯状波に変換する鋸歯
状波発生回路２３と、各鋸歯状波発生回路２３で発生し
た鋸歯状波と上記溶接電流検出回路２１の溶接電流に対
応した直流電圧とを比較するコンパレータ２４とを備え
ている。

【００３０】この様に構成された図２、図３で示された
本発明に係るエンジン駆動溶接機の溶接電流制御回路の
動作を、図５、図６の動作タイムチャートを用いて説明
すると、次の如くである。

【００３１】すなわち、上記各位相制御信号発生回路１
６−１、１６−２、１６−３の回路構成は同一であるの
で、位相制御信号発生回路１６−３について説明してい
くことにして、図５の無負荷時において、カレントトラ
ンス１５が配設されている溶接用三相交流発電巻線８−
１のＷ１相の電圧とＶ１相の電圧とが、位相制御信号発
生回路１６−３内のコンパレータ２５で比較され、Ｗ１
相の電圧がＶ１相の電圧より大きくなると、当該コンパ
レータ２５はローレベル（以下Ｌで表す）を出力する
（図５，，）。これによりフォトカプラ２６がオ
ンされ、当該矩形波発生回路２２から当該溶接用三相交
流発電巻線８−１のＷ１相の電圧波形に同期した矩形波
が発生する（図５）。フォトカプラ２６のオンによ
り、それまでオンであったトランジスタ２７がオフ、オ
フであったＦＥＴトランジスタ２８がオンとなり、コン
デンサ２９は鋸歯状に充電され（図５）、鋸歯状波発
生回路２３は鋸歯状波を発生させる。

【００３２】一方、コンパレータ２４は鋸歯状波発生回
路２３の鋸歯状波と溶接電流検出回路２１の出力電圧と
を比較しているが、無負荷であるので当該溶接電流検出
回路２１に入力される上記カレントトランス１５の検出
電流は零、つまり当該溶接電流検出回路２１が出力する
当該溶接電流に対応した直流電圧レベルＸ₀ ＝零が、鋸
歯状波発生回路２３からの鋸歯状波とコンパレータ２４
で比較されることになり（図５，）、コンパレータ
２４の出力はＬである（図５）。

【００３３】従って、当該コンパレータ２４のローレベ
ル（以下Ｌで表す）でオンになる点弧回路２０内のフォ
トカプラ１９−１，１９−２，１９−３は、いずれもオ
ンとなり（図５ただし無負荷のためＧ−Ｋ間電圧は現
れない）、溶接用三相交流発電巻線８−１、８−２、８
−３に対応して設けられているサイリスタ混合全波整流
回路１２−１、１２−２、１２−３内のＷ相の各サイリ
スタを、Ｗ相単位でそれぞれ一斉に点弧させる。

【００３４】上記説明では、溶接用三相交流発電巻線８
−１、８−２、８−３のＷ相について説明したが、その
各他の位相制御信号発生回路１６−１、１６−２の回路
構成も同一であるので、溶接用三相交流発電巻線８−
１、８−２、８−３に対応して設けられているサイリス
タ混合全波整流回路１２−１、１２−２、１２−３内の
Ｕ相、Ｖ相の各サイリスタを、Ｕ相、Ｖ相の各単位でそ
れぞれ一斉に点弧させる。

【００３５】図６の負荷時においも、図５の無負荷時の
ときと同様に位相制御信号発生回路１６−３について説
明していくことにして、当該位相制御信号発生回路１６
−３内の矩形波発生回路２２と鋸歯状波発生回路２３と
の動作は、図５の無負荷時と同じである。

【００３６】ここで溶接用三相交流発電巻線８−１のＵ
相に流れる溶接電流が上記カレントトランス１５によっ
て検出されており、この溶接電流に対応した直流電圧Ｘ
₁ が溶接電流検出回路２１から出力され、そしてこの直
流電圧レベルＸ₁ が上記鋸歯状波発生回路２３の鋸歯状
波とコンパレータ２４で比較される（図６，）。鋸
歯状波発生回路２３の鋸歯状波レベルが溶接電流検出回
路２１の直流電圧レベルＸ₁ より大きくなったタイミン
グ（時点Ｔ１）で、コンパレータ２４の出力はＨからＬ
に反転する。これにより点弧回路２０内のフォトカプラ
１９−１，１９−２，１９−３は、いずれもオンなり
（図６）、当該フォトカプラ１９−１，１９−２，１
９−３のオンは、溶接用三相交流発電巻線８−１、８−
２、８−３に対応して設けられているサイリスタ混合全
波整流回路１２−１、１２−２、１２−３内のＷ相の各
サイリスタを、それぞれ一斉に点弧させる。

【００３７】上記説明では、溶接用三相交流発電巻線８
−１、８−２、８−３のＷ相について説明したが、その
他の各位相制御信号発生回路１６−１、１６−２の回路
構成も同一であるので、溶接用三相交流発電巻線８−
１、８−２、８−３に対応して設けられているサイリス
タ混合全波整流回路１２−１、１２−２、１２−３内の
Ｕ相、Ｖ相の各サイリスタを、それぞれの相のタイミン
グでそれぞれ一斉に点弧させる。

【００３８】ところで、溶接電流が増加したとき、溶接
用三相交流発電巻線８−１のＵ相に流れる溶接電流を検
出している上記カレントトランス１５は、この溶接電流
の増加を検出し、溶接電流検出回路２１から直流電圧Ｘ
₂ （Ｘ₂ ＞Ｘ₁ ）を出力させる。この直流電圧レベルＸ
₂ と鋸歯状波発生回路２３の鋸歯状波レベルとが、コン
パレータ２４で比較されるので、鋸歯状波発生回路２３
の鋸歯状波レベルが溶接電流検出回路２１の直流電圧レ
ベルＸ₂ より大きくなるタイミングは、時点Ｔ１から時
点Ｔ２にずれ、コンパレータ２４のＨからＬに反転する
タイミングが遅くなる。

【００３９】従って、溶接用三相交流発電巻線８−１、
８−２、８−３に対応して設けられているサイリスタ混
合全波整流回路１２−１、１２−２、１２−３内のＷ相
の各サイリスタを、それぞれ一斉に点弧させるタイミン
グも遅くなる。サイリスタ混合全波整流回路１２−１、
１２−２、１２−３内のＵ相、Ｖ相の各サイリスタが点
弧するタイミングについても同様に遅くなる。つまり溶
接用三相交流発電巻線８−１、８−２、８−３の発生電
圧を下げると共に溶接電流を下げさせ、溶接電流が一定
電流となるように制御される。

【００４０】また逆に、溶接電流が減少したとき、溶接
用三相交流発電巻線８−１のＵ相に流れる溶接電流を検
出している上記カレントトランス１５は、この溶接電流
の減少を検出し、図６の溶接電流検出回路２１の直流電
圧を下げさせ、コンパレータ２４のＨからＬに反転する
タイミングを早める。

【００４１】従って、溶接用三相交流発電巻線８−１、
８−２、８−３に対応して設けられているサイリスタ混
合全波整流回路１２−１、１２−２、１２−３内のＷ相
の各サイリスタは、それぞれ一斉に点弧するタイミング
が早まる。サイリスタ混合全波整流回路１２−１、１２
−２、１２−３内のＵ相、Ｖ相の各サイリスタが点弧す
るタイミングについても同様に早くなる。つまり溶接用
三相交流発電巻線８−１、８−２、８−３の発生電圧を
上げると共に溶接電流を上げさせ、溶接電流が一定電流
となるように制御される。

【００４２】図２，図３で示された本発明に係るエンジ
ン駆動溶接機の溶接電流制御回路で所期の目的を果たす
ことができるが、例えば点弧回路２０のフォトカプラ１
９−１，１９−２，１９−３の構成が複雑になり、また
位相取込みも溶接用三相交流発電巻線８−１から抽出し
ているため、特に出力短絡時、その電圧波形が乱れてく
ると、溶接用三相交流発電巻線８−１と他の溶接用三相
交流発電巻線８−２，８−３との電圧波形が一致しなく
なり、サイリスタ混合全波整流回路１２−１、１２−
２、１２−３内のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各対応サイリスタ
の制御に乱れが生じる恐れがある。そのため各サイリス
タには波形整形用の抵抗１３とコンデンサ１４との直列
回路をそれぞれ接続しているが、それでも振動等が生じ
る恐れがないとはいえない。これらを解決するための回
路構成を、次に説明する。

【００４３】図４は本発明に係るエンジン駆動溶接機の
溶接電流制御回路の他の実施例構成の一部分図である。
図４の左側と図３の右側とが一体化されて、本発明に係
るエンジン駆動溶接機の溶接電流制御回路の他の実施例
構成の全体が示される様になっている。

【００４４】図４において、各溶接用三相交流発電巻線
８−１、８−２、８−３の各対応相が並列接続され、こ
の並列接続された三相交流電圧を、複数個並列接続され
たサイリスタと複数個並列接続されたダイオードとのブ
リッジ型整流器構成のサイリスタ混合全波整流回路３０
−１，３０−２，３０−３で全波整流するように構成さ
れており、並列接続されたサイリスタのアノードとカソ
ードとの間には、波形整形のための抵抗３１とコンデン
サ３２との直列回路がそれぞれ接続されている。

【００４５】溶接用三相交流発電巻線８−１、８−２、
８−３の各対応相がそれぞれ並列接続された合成三相交
流電圧のＵ相に流れる溶接電流を検出するために、同図
図示の如くカレントトランス３３が配設されている（同
図のカレントトランス１３３については後に説明す
る）。当該カレントトランス３３によって検出された溶
接電流は、図３の溶接電流検出回路２１に入力されるよ
うになっている。

【００４６】また上記サイリスタ混合全波整流回路３０
−１，３０−２，３０−３の各並列接続されたサイリス
タは、点弧回路２０を構成する相対応のフォトカプラ３
４−１，３４−２，３４−３のそれぞれの出力で一斉に
点弧されるようになっている。

【００４７】そして点弧回路２０を構成するフォトカプ
ラ３４−１，３４−２，３４−３は、図３に示された対
応の位相制御信号発生回路１６−１、１６−２、１６−
３から発生する各出力によって、オンされるようになっ
ている。

【００４８】つまり、図３の回路はそのまま図４のもの
にも共通に使用されるものであり、上記カレントトラン
ス３３で検出された溶接用三相交流発電巻線８−１、８
−２、８−３の交流合成された各対応相がそれぞれ並列
接続された合成三相交流電圧のＵ相に流れる溶接電流、
すなわち検出電流を基に、溶接用三相交流発電巻線８−
１、８−２、８−３の各Ｕ、Ｖ、Ｗ相の発生電圧毎に、
上記サイリスタ混合全波整流回路３０−１、３０−２、
１２−３内の各並列接続された各サイリスタの点弧タイ
ミング（導通角）を定める位相制御信号を生成させる位
相制御信号発生回路１６−１、１６−２、１６−３がそ
れぞれ接続されており、その動作は改めて説明するまで
もなく、図２のものの動作と全く同じである。

【００４９】従って、点弧回路２０を構成するフォトカ
プラ３４−１，３４−２，３４−３は、各位相制御信号
発生回路１６−１、１６−２、１６−３で生成された各
位相制御信号を受けてオンとなる。

【００５０】これにより、対応のサイリスタ混合全波整
流回路３０−１、３０−２、３０−３内の各並列接続さ
れた各サイリスタが一斉に点弧される。

【００５１】カレントトランス３３で検出される溶接電
流の増減に応じ、上記説明の如くこれらの各サイリスタ
の点弧タイミングがずれ、当該溶接電流が一定に制御さ
れるのは、前述の制御とまったく同一であるので、その
説明は省略する。

【００５２】一方、手溶接アーク棒による場合など、厳
密な定電流特性及び電流設定を必要としないときには、
カレントトランス３３に替え、溶接用三相交流発電巻線
８−１、８−２、８−３の１つの相、例えば図４の点線
図示の溶接用三相交流発電巻線８−１のＵ相に、カレン
トトランス１３３を挿入し、当該カレントトランス１３
３の小型化、低コスト化を図るようにすることができ
る。この位置でのカレントトランス１３３の挿入におい
ても、その動作は、上記説明と同じであるので、その説
明は省略する。

【００５３】図７、図８は図４図示の場合の実験によっ
て得られた一実施例サイリスタ通電電流波形図を示して
いる。

【００５４】図７、図８ともに溶接電流が８０Ａ、出力
２５Ｖにおける出力短絡時のＵ相の３つの各サイリス
タ、すなわちＳＣＲ１，ＳＣＲ２，ＳＣＲ３の通電電流
波形であり、図７（Ａ）、（Ｂ）はＳＣＲ１とＳＣＲ２
のもの、図８（Ａ）、（Ｂ）は同じＳＣＲ１とＳＣＲ３
のものの通電電流波形であり、これらの実験から最初の
半サイクルにアンバランスが発生するが、その後はバラ
ンスが保たれることが分かる。

【００５５】このサイリスタ通電電流のアンバランス
は、多極発電機を使用することにより、交流周波数が高
くなるので、上記アンバランスが生じる半サイクルの期
間も短くなり、また変化している電流であるため、コー
ド及び回路内インピーダンスにより、バランス作用が働
きアンバランスが改善される。半サイクル後はコード及
び回路抵抗分の発熱による抵抗増加もバランス作用寄与
するようになる。

【００５６】なお、図２、図３の溶接用三相交流発電巻
線８−１、８−２、８−３は、パラ巻が図示されている
が、パラ巻に限られるものではなく、図１に示された溶
接用三相交流発電巻線８−１、８−２、８−３の巻線で
あってもよいことは言うまでもない。

【００５７】

【発明の効果】以上説明した如く、本発明によれば、溶
接電流の連続可変を同一回路構成を用いた簡単な溶接制
御部で、溶接用三相交流発電巻線に均等な負荷の負担が
可能となり、溶接用三相交流発電巻線の焼損の恐れを防
止できる。また発電機内部及びコード、回路、ケーブル
等の外部のリアクタンス分により、溶接電流のＭＩＮ側
でも溶接電流は途切れることがなく、溶接電流のＭＡＸ
からＭＩＮまで、短絡時を含めて安定した制御が可能と
なる。

【００５８】短絡時の波形整形を兼ねて、サイリスタの
アノードとカソードとの間に抵抗とコンデンサとの直列
回路を接続しているので、波形整形と共に各素子の過電
圧ノイズ保護が図れる。

【００５９】請求項２では、サイリスタは小型タイプの
並列接続構成であるので、出力に応じてサイリスタの容
量及び並列個数を調整すればコストダウンが図れると共
に、フレキシブルな容量設定が可能となる。

【００６０】請求項４では、カレントトランスの小型
化、低コスト化が実現する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るエンジン駆動溶接機の溶接電流制
御回路が用いられているエンジン駆動溶接機の概略構成
である。

【図２】本発明に係るエンジン駆動溶接機の溶接電流制
御回路の一実施例構成の一部分図である。

【図３】本発明に係るエンジン駆動溶接機の溶接電流制
御回路の一実施例構成の一部分図であり、図２の左側と
図３の右側とが一体化されて、本発明に係るエンジン駆
動溶接機の溶接電流制御回路の一実施例構成の全体が示
される様になっているものである。

【図４】本発明に係るエンジン駆動溶接機の溶接電流制
御回路の他の実施例構成の一部分図であり、図４の左側
と図３の右側とが一体化されて、本発明に係るエンジン
駆動溶接機の溶接電流制御回路の他の実施例構成の全体
が示される様になっているものである。

【図５】図２と図３とで示される本発明に係るエンジン
駆動溶接機の溶接電流制御回路の無負荷時の一実施例タ
イムチャートである。

【図６】図２と図３とで示される本発明に係るエンジン
駆動溶接機の溶接電流制御回路の負荷時の一実施例タイ
ムチャートである。

【図７】図４図示の場合の実験によって得られた一実施
例サイリスタ通電電流波形図である。

【図８】図４図示の場合の実験によって得られた一実施
例サイリスタ通電電流波形図一実施例電圧波形図であ
る。

【図９】本発明の前提となっている溶接用整流回路構成
である。

【図１０】本発明の前提となっている溶接用整流回路構
成を備えたエンジン駆動溶接機の出力特性曲線図であ
る。

【符号の説明】

１ エンジン ２ 発電機 ３ 溶接制御部 ８−１，８−２，８−３ 溶接用三相交流発電巻線 １０−１，１０−２，１０−３ 位相制御回路 １２−１，１２−２，１２−３ サイリスタ混合全波整
流回路 １３ 抵抗 １４ コンデンサ １５，３３，１３３ カレントトランス １６−１，１６−２，１６−３ 位相制御信号発生回路 １７−１，１７−２，１７−３ フォトカプラ １８−１，１８−２，１８−３ フォトカプラ １９−１，１９−２，１９−３ フォトカプラ ２０ 点弧回路 ２１ 溶接電流検出回路 ２２ 矩形波発生回路 ２３ 鋸歯状波発生回路 ２４ コンパレータ ３０−１，３０−２，３０−３ サイリスタ混合全波整
流回路 ３４−１，３４−２，３４−３ フォトカプラ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １つの発電機に汎用発電巻線と複数個の
   溶接用三相交流発電巻線とが巻回され、汎用電源と溶接
   電源とが同時に使用できる構成のエンジン駆動溶接機の
   溶接電流制御回路において、 複数個巻回された溶接用三相交流発電巻線毎にその三相
   交流電圧をそれぞれ全波整流する、サイリスタが並列配
   列されかつ当該サイリスタとダイオードとが直列接続の
   ブリッジ型整流器構成のサイリスタ混合全波整流回路
   と、 サイリスタ混合全波整流回路の各サイリスタのアノード
   とカソードとの間に接続される抵抗とコンデンサとの直
   列回路と、 サイリスタ混合全波整流回路の各出力が並列接続された
   溶接出力回路と、 予め定められた溶接用三相交流発電巻線の１つの相に流
   れる溶接電流を検出するカレントトランスと、 カレントトランスで検出された溶接電流を基に、当該溶
   接電流が検出されている溶接用三相交流発電巻線の各相
   の発生電圧毎に、上記サイリスタ混合全波整流回路のサ
   イリスタの導通角を定める位相制御信号を生成する位相
   制御信号発生回路と、 位相制御信号発生回路で生成された位相制御信号を受
   け、上記サイリスタ混合全波整流回路の各同相対応のサ
   イリスタをそれぞれ一斉に点弧させるフォトカプラを具
   備した点弧回路を備え、 上記位相制御信号発生回路は、 カレントトランスで検出された溶接電流に対応の直流電
   圧を出力する溶接電流検出回路と、 上記予め定められた溶接用三相交流発電巻線の各相の電
   圧を基に、当該各相の電圧波形と同期した各相毎の矩形
   波をそれぞれ発生させる矩形波発生回路と、 各矩形波発生回路で発生した矩形波をそれぞれ鋸歯状波
   に変換する鋸歯状波発生回路と、 各鋸歯状波発生回路で発生した鋸歯状波と上記溶接電流
   検出回路の溶接電流に対応した直流電圧とをそれぞれ比
   較するコンパレータとを備えてなり、 各サイリスタ混合全波整流回路の同相の各サイリスタを
   同位相で位相制御するようにしたことを特徴とするエン
   ジン駆動溶接機の溶接電流制御回路。
2. 【請求項２】 １つの発電機に汎用発電巻線と複数個の
   溶接用三相交流発電巻線とが巻回され、汎用電源と溶接
   電源とが同時に使用できる構成のエンジン駆動溶接機の
   溶接電流制御回路において、 複数個巻回された溶接用三相交流発電巻線の各対応相が
   並列接続された三相交流電圧を全波整流する、サイリス
   タが並列接続されかつ当該サイリスタとダイオードとが
   直列接続のブリッジ型整流器構成のサイリスタ混合全波
   整流回路と、 サイリスタ混合全波整流回路のサイリスタのアノードと
   カソードとの間に接続される抵抗とコンデンサとの直列
   回路と、 溶接用三相交流発電巻線の１つの相に流れる溶接電流を
   検出するカレントトランスと、 カレントトランスで検出された溶接電流を基に、上記溶
   接用三相交流発電巻線の各対応相が並列接続された三相
   交流電圧の各相の発生電圧毎に、上記サイリスタ混合全
   波整流回路のサイリスタの導通角を定める位相制御信号
   を生成する位相制御信号発生回路と、 位相制御信号発生回路で生成された位相制御信号を受
   け、各相毎に前記サイリスタ混合全波整流回路の並列接
   続されサイリスタをそれぞれ一斉に点弧させるフォトカ
   プラを具備した点弧回路を備え、 上記位相制御信号発生回路は、 カレントトランスで検出された溶接電流に対応の直流電
   圧を出力する溶接電流検出回路と、 上記各対応相が並列接続された溶接用三相交流発電巻線
   の各相の電圧を基に、当該各相の電圧波形と同期した各
   相毎の矩形波をそれぞれ発生させる矩形波発生回路と、 各矩形波発生回路で発生した矩形波をそれぞれ鋸歯状波
   に変換する鋸歯状波発生回路と、 各鋸歯状波発生回路で発生した鋸歯状波と上記溶接電流
   検出回路の溶接電流に対応した直流電圧とをそれぞれ比
   較するコンパレータとを備えてなり、 各サイリスタ混合全波整流回路の並列接続されサイリス
   タを同位相で位相制御するようにしたことを特徴とする
   エンジン駆動溶接機の溶接電流制御回路。
3. 【請求項３】 上記溶接用三相交流発電巻線の１つの相
   に流れる溶接電流を検出するカレントトランスは、複数
   個巻回された溶接用三相交流発電巻線の各対応相が並列
   接続された後の１つの相に流れる溶接電流を検出するこ
   とを特徴とする請求項２記載のエンジン駆動溶接機の溶
   接電流制御回路。
4. 【請求項４】 上記溶接用三相交流発電巻線の１つの相
   に流れる溶接電流を検出するカレントトランスは、複数
   個巻回された溶接用三相交流発電巻線の各対応相が並列
   接続される前の三相交流発電巻線の１つの相に流れる溶
   接電流を検出することを特徴とする請求項２記載のエン
   ジン駆動溶接機の溶接電流制御回路。