JP2003340572A - アーク溶接機用電源装置 - Google Patents
アーク溶接機用電源装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 小電流領域において正極性から負極性への移
行時に、アークの再点弧を確実に行う。 【解決手段】 交流電源からの交流電圧を直流電圧に、
入力側整流器４、平滑用コンデンサ６、インバータ８、
変圧器１０、出力側整流器１２が変換する。この直流電
圧を、母材１８とトーチ２０とに、直流−交流変換器１
６が供給する。母材１８とトーチ２０との供給される交
流電圧の正極性から負極性への移行時から短い期間にわ
たって、負極性の交流電圧のピーク値よりも値が大きい
ピーク値から急峻に変化する負極性の電圧を、補助電源
２８が母材１８とトーチ２０とに供給する。補助電源３
８は、負極性の交流電圧よりもピーク値の大きいピーク
値を持つ直流電圧を、変圧器３０と整流器３２と平滑用
コンデンサ３６とによって発生する。コンデンサ３６は
母材１８トーチ２０とに、トランジスタ３８、限流抵抗
器４０を介して接続され、限流抵抗器４０と並列に微分
回路４６が接続されている。微分回路４６の抵抗器４８
は、限流抵抗器４０よりも抵抗値が小さい。
行時に、アークの再点弧を確実に行う。 【解決手段】 交流電源からの交流電圧を直流電圧に、
入力側整流器４、平滑用コンデンサ６、インバータ８、
変圧器１０、出力側整流器１２が変換する。この直流電
圧を、母材１８とトーチ２０とに、直流−交流変換器１
６が供給する。母材１８とトーチ２０との供給される交
流電圧の正極性から負極性への移行時から短い期間にわ
たって、負極性の交流電圧のピーク値よりも値が大きい
ピーク値から急峻に変化する負極性の電圧を、補助電源
２８が母材１８とトーチ２０とに供給する。補助電源３
８は、負極性の交流電圧よりもピーク値の大きいピーク
値を持つ直流電圧を、変圧器３０と整流器３２と平滑用
コンデンサ３６とによって発生する。コンデンサ３６は
母材１８トーチ２０とに、トランジスタ３８、限流抵抗
器４０を介して接続され、限流抵抗器４０と並列に微分
回路４６が接続されている。微分回路４６の抵抗器４８
は、限流抵抗器４０よりも抵抗値が小さい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、交流アーク溶接機
用の電源装置に関し、特に直流電圧から変換された交流
電圧を使用するものに関する。
用の電源装置に関し、特に直流電圧から変換された交流
電圧を使用するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、上記の交流アーク溶接機用の電源
装置としては、例えば図６に示すようなものがあった。
この電源装置は、電源入力端子２ａ乃至２ｃを有し、こ
れらに交流電源、例えば三相商用交流電源（図示せず）
が接続される。これら電源入力端子２ａ乃至２ｃは、入
力側整流回路４に接続されている。この入力側整流回路
４は、三相商用交流電圧を整流する。この整流電圧が平
滑用コンデンサ６によって平滑され、直流化される。こ
の直流電圧は、直流−高周波変換手段、例えば高周波イ
ンバータ８に供給され、高周波電圧に変換される。この
高周波インバータ８は、図示していないが、複数の半導
体スイッチング素子、例えばＩＧＢＴ、バイポーラトラ
ンジスタまたはＦＥＴを有し、これらの導通期間がイン
バータ制御回路９によって制御されている。この高周波
電圧は、変圧器１０の一次巻線１０Ｐに供給される。変
圧器１０の二次巻線１０Ｓには、変圧された高周波電圧
が誘起される。この変圧高周波電圧が、出力側整流回路
１２のダイオード１２ａ乃至１２ｄによって整流され、
その整流電圧が、正出力端子１２Ｐ、負出力端子１２Ｎ
に生じる。この整流電圧が、平滑用リアクトル１４ａ、
１４ｂによって平滑される。これら入力側整流器４、平
滑用コンデンサ６、変圧器８、出力側整流器１０、平滑
用リアクトル１４ａ、１４ｂによって直流電源が構成さ
れている。
装置としては、例えば図６に示すようなものがあった。
この電源装置は、電源入力端子２ａ乃至２ｃを有し、こ
れらに交流電源、例えば三相商用交流電源（図示せず）
が接続される。これら電源入力端子２ａ乃至２ｃは、入
力側整流回路４に接続されている。この入力側整流回路
４は、三相商用交流電圧を整流する。この整流電圧が平
滑用コンデンサ６によって平滑され、直流化される。こ
の直流電圧は、直流−高周波変換手段、例えば高周波イ
ンバータ８に供給され、高周波電圧に変換される。この
高周波インバータ８は、図示していないが、複数の半導
体スイッチング素子、例えばＩＧＢＴ、バイポーラトラ
ンジスタまたはＦＥＴを有し、これらの導通期間がイン
バータ制御回路９によって制御されている。この高周波
電圧は、変圧器１０の一次巻線１０Ｐに供給される。変
圧器１０の二次巻線１０Ｓには、変圧された高周波電圧
が誘起される。この変圧高周波電圧が、出力側整流回路
１２のダイオード１２ａ乃至１２ｄによって整流され、
その整流電圧が、正出力端子１２Ｐ、負出力端子１２Ｎ
に生じる。この整流電圧が、平滑用リアクトル１４ａ、
１４ｂによって平滑される。これら入力側整流器４、平
滑用コンデンサ６、変圧器８、出力側整流器１０、平滑
用リアクトル１４ａ、１４ｂによって直流電源が構成さ
れている。
【０００３】この直流電源からの直流電圧が、直流−交
流変換器１６に供給されて、交流電圧に変換されて、溶
接負荷、例えば母材１８とトーチ２０とに供給される。
直流−交流変換器１６は、平滑リアクトル１４ａを介し
て出力側整流器１２の正出力端子１２Ｐに接続された半
導体スイッチング素子、例えばＩＧＢＴ２２ａを有して
いる。即ち、このＩＧＢＴ２２ａのコレクタが平滑リア
クトル１４ａを介して正出力端子１２Ｐに接続され、Ｉ
ＧＢＴ２２ａのエミッタが母材１８に接続されている。
同様に、直流−交流変換器１６は、平滑リアクトル１４
ｂを介して出力側整流器１２の負出力端子１２Ｎに接続
された半導体スイッチング素子、例えばＩＧＢＴ２２ｂ
を有している。即ち、このＩＧＢＴ２２ａのエミッタが
平滑リアクトル１４ｂを介して負出力端子１２Ｎに接続
され、ＩＧＢＴ２２ｂのコレクタが母材１８に接続され
ている。そして、変圧器１０の二次巻線１０Ｓの中間タ
ップ１０Ｔがトーチ２０に接続されている。ＩＧＢＴ２
２ａ、ＩＧＢＴ２２ｂのエミッタ・コレクタには逆並列
にダイオード２４ａ、２４ｂが接続されている。ＩＧＢ
Ｔ２２ａ、２２ｂのゲートには、直流−交流変換用制御
回路２６から所定周波数（数十乃至数百Ｈｚ）の制御信
号が供給され、ＩＧＢＴ２２ａ、２２ｂは交互に導通す
る。例えば、ＩＧＢＴ２２ａが導通しているとき、正出
力端子１２Ｐから平滑用リアクトル１４ａ、ＩＧＢＴ２
２ａ、母材１８、トーチ２０、中間タップ１０Ｔに、図
７（ａ）に符号Ｔｐｅで示すように、正極性の電流が流
れる。逆に、ＩＧＢＴ２２ｂが導通しているとき、中間
タップ１０Ｔ、トーチ２０、母材１８、ＩＧＢＴ２２
ｂ、平滑リアクトル１４ｂ、負出力端子１２Ｎに、図７
（ａ）に符号Ｔｎｅで示すように、負極性の電流が流れ
る。これによって、母材１８とトーチ２０との間に交流
アークが発生し、溶接が行われる。
流変換器１６に供給されて、交流電圧に変換されて、溶
接負荷、例えば母材１８とトーチ２０とに供給される。
直流−交流変換器１６は、平滑リアクトル１４ａを介し
て出力側整流器１２の正出力端子１２Ｐに接続された半
導体スイッチング素子、例えばＩＧＢＴ２２ａを有して
いる。即ち、このＩＧＢＴ２２ａのコレクタが平滑リア
クトル１４ａを介して正出力端子１２Ｐに接続され、Ｉ
ＧＢＴ２２ａのエミッタが母材１８に接続されている。
同様に、直流−交流変換器１６は、平滑リアクトル１４
ｂを介して出力側整流器１２の負出力端子１２Ｎに接続
された半導体スイッチング素子、例えばＩＧＢＴ２２ｂ
を有している。即ち、このＩＧＢＴ２２ａのエミッタが
平滑リアクトル１４ｂを介して負出力端子１２Ｎに接続
され、ＩＧＢＴ２２ｂのコレクタが母材１８に接続され
ている。そして、変圧器１０の二次巻線１０Ｓの中間タ
ップ１０Ｔがトーチ２０に接続されている。ＩＧＢＴ２
２ａ、ＩＧＢＴ２２ｂのエミッタ・コレクタには逆並列
にダイオード２４ａ、２４ｂが接続されている。ＩＧＢ
Ｔ２２ａ、２２ｂのゲートには、直流−交流変換用制御
回路２６から所定周波数（数十乃至数百Ｈｚ）の制御信
号が供給され、ＩＧＢＴ２２ａ、２２ｂは交互に導通す
る。例えば、ＩＧＢＴ２２ａが導通しているとき、正出
力端子１２Ｐから平滑用リアクトル１４ａ、ＩＧＢＴ２
２ａ、母材１８、トーチ２０、中間タップ１０Ｔに、図
７（ａ）に符号Ｔｐｅで示すように、正極性の電流が流
れる。逆に、ＩＧＢＴ２２ｂが導通しているとき、中間
タップ１０Ｔ、トーチ２０、母材１８、ＩＧＢＴ２２
ｂ、平滑リアクトル１４ｂ、負出力端子１２Ｎに、図７
（ａ）に符号Ｔｎｅで示すように、負極性の電流が流れ
る。これによって、母材１８とトーチ２０との間に交流
アークが発生し、溶接が行われる。
【０００４】溶接電流を図７（ａ）に示すように、矩形
波としても、溶接電流が例えば５０Ａ以下の小電流にな
ると、直流リアクトル１４ａ、１４ｂに蓄積されたエネ
ルギーが充分でなく、正極性から負極性に移行するとき
に、トーチ２０と母材１８との間でのアークの再点弧が
困難になりやすい。
波としても、溶接電流が例えば５０Ａ以下の小電流にな
ると、直流リアクトル１４ａ、１４ｂに蓄積されたエネ
ルギーが充分でなく、正極性から負極性に移行するとき
に、トーチ２０と母材１８との間でのアークの再点弧が
困難になりやすい。
【０００５】アークの再点弧を容易にするため、再点弧
電圧を重畳するための重畳電源２８が設けられている。
この重畳電源２８は、昇圧用変圧器３０を有している。
これの一次巻線３０Ｐは、電源端子２ａ、２ｂに接続さ
れ、これらからの交流電圧が昇圧されて、昇圧用変圧器
３０の二次側巻線３０Ｓに誘起される。この昇圧交流電
圧は整流器３２によって整流され、平滑用の抵抗器３４
とコンデンサ３６とによって平滑される。変圧器３０、
整流器３２、抵抗器３４及びコンデンサ３６によって補
助電源が構成されている。この平滑された直流電圧のピ
ーク値は、負極性の期間に母材１８とトーチ２０とに印
加される電圧のピーク値よりも大きい値である。この直
流電圧は、半導体スイッチング素子、例えばバイポーラ
トランジスタ３８、限流抵抗器４０の直列回路を介して
トーチ２０と母材１８との間に、ＩＧＢＴ２２ｂを介し
て供給される。この印加は、母材１８が負極性で、トー
チ２０が正極性になるように行われ、しかも、ＩＧＢＴ
２２ｂが導通して、母材１８が負極性で、トーチ２０が
正極性になっている状態において行われている。この印
加は、バイポーラトランジスタ３８を導通させることに
よって行われ、その導通期間は、重畳電圧制御回路４２
からバイポーラトランジスタ３８のベースに供給される
制御信号によって制御される。重畳電圧制御回路４２
は、直流−交流変換用制御回路２６がＩＧＢＴ２２ｂを
導通させるために制御信号を発生するタイミングに同期
して、バイポーラトランジスタ３８に制御信号の供給を
開始する。この制御信号の供給期間は、負極性期間より
も短い期間である。なお、限流抵抗器４０とバイポーラ
トランジスタ３８とに並列にダイオード４４が接続さ
れ、直流−交流変換器１６への入力電圧（中間タップ１
０Ｔと負出力端子１２Ｎとの間の電圧）が過渡的に上昇
した場合、ダイオード４４が導通して、この過渡電圧を
コンデンサ３６によって吸収する。
電圧を重畳するための重畳電源２８が設けられている。
この重畳電源２８は、昇圧用変圧器３０を有している。
これの一次巻線３０Ｐは、電源端子２ａ、２ｂに接続さ
れ、これらからの交流電圧が昇圧されて、昇圧用変圧器
３０の二次側巻線３０Ｓに誘起される。この昇圧交流電
圧は整流器３２によって整流され、平滑用の抵抗器３４
とコンデンサ３６とによって平滑される。変圧器３０、
整流器３２、抵抗器３４及びコンデンサ３６によって補
助電源が構成されている。この平滑された直流電圧のピ
ーク値は、負極性の期間に母材１８とトーチ２０とに印
加される電圧のピーク値よりも大きい値である。この直
流電圧は、半導体スイッチング素子、例えばバイポーラ
トランジスタ３８、限流抵抗器４０の直列回路を介して
トーチ２０と母材１８との間に、ＩＧＢＴ２２ｂを介し
て供給される。この印加は、母材１８が負極性で、トー
チ２０が正極性になるように行われ、しかも、ＩＧＢＴ
２２ｂが導通して、母材１８が負極性で、トーチ２０が
正極性になっている状態において行われている。この印
加は、バイポーラトランジスタ３８を導通させることに
よって行われ、その導通期間は、重畳電圧制御回路４２
からバイポーラトランジスタ３８のベースに供給される
制御信号によって制御される。重畳電圧制御回路４２
は、直流−交流変換用制御回路２６がＩＧＢＴ２２ｂを
導通させるために制御信号を発生するタイミングに同期
して、バイポーラトランジスタ３８に制御信号の供給を
開始する。この制御信号の供給期間は、負極性期間より
も短い期間である。なお、限流抵抗器４０とバイポーラ
トランジスタ３８とに並列にダイオード４４が接続さ
れ、直流−交流変換器１６への入力電圧（中間タップ１
０Ｔと負出力端子１２Ｎとの間の電圧）が過渡的に上昇
した場合、ダイオード４４が導通して、この過渡電圧を
コンデンサ３６によって吸収する。
【０００６】このように構成された電源装置では、正極
性から負極性に移行する際に、トランジスタ３８が導通
し、図７（ｂ）に示すように、補助電源２８から直流電
圧を供給するので、アークの再点弧が容易になる。な
お、このとき、コンデンサ３６と抵抗器４０によって積
分回路が構成されているので、コンデンサ３６からの直
流電圧の放電の立ち上がりは緩やかである。
性から負極性に移行する際に、トランジスタ３８が導通
し、図７（ｂ）に示すように、補助電源２８から直流電
圧を供給するので、アークの再点弧が容易になる。な
お、このとき、コンデンサ３６と抵抗器４０によって積
分回路が構成されているので、コンデンサ３６からの直
流電圧の放電の立ち上がりは緩やかである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような電
源装置では、アークの再点弧には、母材１８とトーチ２
０との間に無負荷電圧として例えば２００Ｖ以上の電圧
が必要であり、安定して再点弧させるためには、２５０
Ｖ以上の無負荷電圧が必要である。しかし、電源端子２
ａ乃至２ｃに供給されている電圧が電圧変動等によって
低下した場合、安定して再点弧を行わせるために必要な
電圧を供給することができないことがあった。
源装置では、アークの再点弧には、母材１８とトーチ２
０との間に無負荷電圧として例えば２００Ｖ以上の電圧
が必要であり、安定して再点弧させるためには、２５０
Ｖ以上の無負荷電圧が必要である。しかし、電源端子２
ａ乃至２ｃに供給されている電圧が電圧変動等によって
低下した場合、安定して再点弧を行わせるために必要な
電圧を供給することができないことがあった。
【０００８】本発明は、小電流領域の溶接の正極性から
負極性への移行時に、アークの再点弧を確実に行うこと
ができる電源装置を提供することを目的とする。
負極性への移行時に、アークの再点弧を確実に行うこと
ができる電源装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明による電源装置
は、直流電源を有している。この直流電源は、商用交流
電源を例えば整流及び平滑したものを使用する。この直
流電源の直流電圧を、正極性と負極性とに交互に変化す
る交流電圧に変換して、溶接負荷に直流−交流変換器が
供給する。交流電圧が正極性から負極性への移行時から
前記負極性の期間よりも短い期間にわたって、負極性の
交流電圧のピーク値よりも値が大きいピーク値から急峻
に変化する負極性の電圧を、交流電源または直流電源に
基づいて生成し、溶接負荷に重畳電源が供給する。重畳
電源は、負極性の交流電圧よりもピーク値の大きいピー
ク値を持つ直流電圧を発生する補助電源と、負極性の期
間よりも短い期間に亘って導通するスイッチング手段
と、補助電源と溶接負荷との間に、スイッチング手段と
直列に接続された限流抵抗器と、この限流抵抗器と並列
に接続され、かつ抵抗器を有する微分回路とを、具備し
ている。微分回路の抵抗器は、前記限流抵抗器よりも抵
抗値が小さく選択されている。
は、直流電源を有している。この直流電源は、商用交流
電源を例えば整流及び平滑したものを使用する。この直
流電源の直流電圧を、正極性と負極性とに交互に変化す
る交流電圧に変換して、溶接負荷に直流−交流変換器が
供給する。交流電圧が正極性から負極性への移行時から
前記負極性の期間よりも短い期間にわたって、負極性の
交流電圧のピーク値よりも値が大きいピーク値から急峻
に変化する負極性の電圧を、交流電源または直流電源に
基づいて生成し、溶接負荷に重畳電源が供給する。重畳
電源は、負極性の交流電圧よりもピーク値の大きいピー
ク値を持つ直流電圧を発生する補助電源と、負極性の期
間よりも短い期間に亘って導通するスイッチング手段
と、補助電源と溶接負荷との間に、スイッチング手段と
直列に接続された限流抵抗器と、この限流抵抗器と並列
に接続され、かつ抵抗器を有する微分回路とを、具備し
ている。微分回路の抵抗器は、前記限流抵抗器よりも抵
抗値が小さく選択されている。
【００１０】このように構成された電源装置では、負極
性の交流電圧のピーク値よりも値が大きいピーク値から
急峻に変化する負極性の電圧を、溶接負荷に重畳電源が
供給して、アークの再点弧を確保する。そのため、スイ
ッチング手段が導通すると、限流抵抗器よりも小さな抵
抗値を持つ抵抗器を備えた微分回路を介して電流が流
れ、大きな電圧が溶接負荷に供給される。もし、微分回
路を設けていなければ、電流は限流抵抗器を介して流れ
るので、大きな電圧を溶接負荷に供給することができな
い。従って、直流電源や交流電源の電圧が変動して、重
畳電源の補助電源の電圧が低下しても、限流抵抗器のみ
が設けられている場合よりも大きな電圧を溶接負荷に供
給することができ、アークの再点弧をより確実に行うこ
とができる。
性の交流電圧のピーク値よりも値が大きいピーク値から
急峻に変化する負極性の電圧を、溶接負荷に重畳電源が
供給して、アークの再点弧を確保する。そのため、スイ
ッチング手段が導通すると、限流抵抗器よりも小さな抵
抗値を持つ抵抗器を備えた微分回路を介して電流が流
れ、大きな電圧が溶接負荷に供給される。もし、微分回
路を設けていなければ、電流は限流抵抗器を介して流れ
るので、大きな電圧を溶接負荷に供給することができな
い。従って、直流電源や交流電源の電圧が変動して、重
畳電源の補助電源の電圧が低下しても、限流抵抗器のみ
が設けられている場合よりも大きな電圧を溶接負荷に供
給することができ、アークの再点弧をより確実に行うこ
とができる。
【００１１】補助電源は、その出力側に平滑用コンデン
サを有するものとすることができる。平滑用コンデンサ
を設けた補助電源を用いて、微分回路を設けていない場
合、平滑用コンデンサと限流抵抗器とによって積分回路
が構成され、溶接負荷への電圧は緩やかにしか上昇しな
いが、この発明では、微分回路を設けているので、平滑
用コンデンサからの電荷は微分回路を介して溶接負荷に
供給されるので、溶接負荷の電圧は急速に立ち上がる。
サを有するものとすることができる。平滑用コンデンサ
を設けた補助電源を用いて、微分回路を設けていない場
合、平滑用コンデンサと限流抵抗器とによって積分回路
が構成され、溶接負荷への電圧は緩やかにしか上昇しな
いが、この発明では、微分回路を設けているので、平滑
用コンデンサからの電荷は微分回路を介して溶接負荷に
供給されるので、溶接負荷の電圧は急速に立ち上がる。
【００１２】また、直流電源は、交流電圧が入力され、
この交流電圧を直流電圧に変換する交流−直流変換器と
することができる。この場合、補助電源は、前記交流電
圧を前記負極性の交流電圧よりもピーク値の大きいピー
ク値を持つ直流電圧に変換する。また、補助電源は、直
流電源からの直流電圧を昇圧する昇圧器とすることもで
きる。
この交流電圧を直流電圧に変換する交流−直流変換器と
することができる。この場合、補助電源は、前記交流電
圧を前記負極性の交流電圧よりもピーク値の大きいピー
ク値を持つ直流電圧に変換する。また、補助電源は、直
流電源からの直流電圧を昇圧する昇圧器とすることもで
きる。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態の電源
装置は、図１に示すように、限流抵抗器４０に並列に微
分回路４６を設けたものである。他の構成は、図６に示
した従来の電源装置と同様に構成されている。同等部分
には、同一符号を付して、その説明を省略する。
装置は、図１に示すように、限流抵抗器４０に並列に微
分回路４６を設けたものである。他の構成は、図６に示
した従来の電源装置と同様に構成されている。同等部分
には、同一符号を付して、その説明を省略する。
【００１４】この微分回路４６は、抵抗器４８とコンデ
ンサ５０との直列回路からなる。抵抗器４８の抵抗値
は、限流抵抗器４０の抵抗値よりも小さく設定されてい
る。また、コンデンサ５０は、トランジスタ３８が導通
している期間よりも短い期間に充電が完了する値に容量
値が設定されている。
ンサ５０との直列回路からなる。抵抗器４８の抵抗値
は、限流抵抗器４０の抵抗値よりも小さく設定されてい
る。また、コンデンサ５０は、トランジスタ３８が導通
している期間よりも短い期間に充電が完了する値に容量
値が設定されている。
【００１５】このように構成された電源装置では、図２
（ａ）に示す時刻ｔ１ごとに、母材１８とトーチ２０と
に供給される電流が正極性から負極性に移行する。この
とき、トランジスタ３８が導通する。これによって、コ
ンデンサ３６の電荷が、トランジスタ３８、抵抗器４
８、コンデンサ５０を介して、ＩＧＢＴ２２ｂを介して
母材１８とトーチ２０とに供給される。このとき、抵抗
器４８の値は、限流抵抗器４０の抵抗値よりも小さく設
定されているので、実質的に電流は、抵抗器４８、コン
デンサ５０を介して流れ、そのとき、母材１８とトーチ
２０とに供給される電圧は、微分回路４６を設けず、限
流抵抗器４０によって電圧を供給した場合よりも大きな
値になる。従って、電圧変動によって、電源端子２ａ乃
至２ｃの電圧が小さくなっても、相対的に大きな電圧が
母材１８とトーチ２０とに供給され、アークの再点弧が
確実に行われる。コンデンサ５０の充電は、トランジス
タ３８の導通期間よりも短い期間で終了するので、その
後は、電流は実質的に微分回路４６を流れず、限流抵抗
器４０を介して流れる。図２（ｂ）に、母材１８とトー
チ２０とに供給される電圧の波形を示す。この波形と、
図７（ｂ）の比較から明らかなように、この電源装置の
方が、高い電圧を母材１８とトーチ２０との間に供給す
ることができる。従って、正極性から負極性の移行時
に、確実にアークの再点弧を行うことができる。
（ａ）に示す時刻ｔ１ごとに、母材１８とトーチ２０と
に供給される電流が正極性から負極性に移行する。この
とき、トランジスタ３８が導通する。これによって、コ
ンデンサ３６の電荷が、トランジスタ３８、抵抗器４
８、コンデンサ５０を介して、ＩＧＢＴ２２ｂを介して
母材１８とトーチ２０とに供給される。このとき、抵抗
器４８の値は、限流抵抗器４０の抵抗値よりも小さく設
定されているので、実質的に電流は、抵抗器４８、コン
デンサ５０を介して流れ、そのとき、母材１８とトーチ
２０とに供給される電圧は、微分回路４６を設けず、限
流抵抗器４０によって電圧を供給した場合よりも大きな
値になる。従って、電圧変動によって、電源端子２ａ乃
至２ｃの電圧が小さくなっても、相対的に大きな電圧が
母材１８とトーチ２０とに供給され、アークの再点弧が
確実に行われる。コンデンサ５０の充電は、トランジス
タ３８の導通期間よりも短い期間で終了するので、その
後は、電流は実質的に微分回路４６を流れず、限流抵抗
器４０を介して流れる。図２（ｂ）に、母材１８とトー
チ２０とに供給される電圧の波形を示す。この波形と、
図７（ｂ）の比較から明らかなように、この電源装置の
方が、高い電圧を母材１８とトーチ２０との間に供給す
ることができる。従って、正極性から負極性の移行時
に、確実にアークの再点弧を行うことができる。
【００１６】図３に第２の実施の形態の電源装置を示
す。この実施の形態では、直流−交流変換器１６ａに、
フルブリッジ構成のインバータを使用したものである。
す。この実施の形態では、直流−交流変換器１６ａに、
フルブリッジ構成のインバータを使用したものである。
【００１７】直流−交流変換器１６ａは、半導体スイッ
チング素子、例えばＩＧＢＴ１２２ａ乃至１２２ｄを有
し、ＩＧＢＴ１２２ａ、１２２ｃのコレクタ・エミッタ
導電路が直列に接続され、ＩＧＢＴ１２２ｂ、１２２ｄ
のコレクタ・エミッタ導電路も直列に接続され、これら
２つの直列回路が並列に接続されている。この並列回路
の両端に、出力側整流回路１２の出力電圧が、平滑リア
クトル１４ａを介して供給されている。また、ＩＧＢＴ
１２２ｂと１２２ｄとの接続点にトーチ２０が接続さ
れ、ＩＧＢＴ１２２ａと１２２ｃとの接続点に母材１８
が接続されている。ＩＧＢＴ１２２ａ乃至１２２ｄのコ
レクタとエミッタとの間にフライホイールダイオード１
２４ａ乃至１２４ｄが逆並列に接続されている。
チング素子、例えばＩＧＢＴ１２２ａ乃至１２２ｄを有
し、ＩＧＢＴ１２２ａ、１２２ｃのコレクタ・エミッタ
導電路が直列に接続され、ＩＧＢＴ１２２ｂ、１２２ｄ
のコレクタ・エミッタ導電路も直列に接続され、これら
２つの直列回路が並列に接続されている。この並列回路
の両端に、出力側整流回路１２の出力電圧が、平滑リア
クトル１４ａを介して供給されている。また、ＩＧＢＴ
１２２ｂと１２２ｄとの接続点にトーチ２０が接続さ
れ、ＩＧＢＴ１２２ａと１２２ｃとの接続点に母材１８
が接続されている。ＩＧＢＴ１２２ａ乃至１２２ｄのコ
レクタとエミッタとの間にフライホイールダイオード１
２４ａ乃至１２４ｄが逆並列に接続されている。
【００１８】直流−交流変換器１６ａでは、ＩＧＢＴ１
２２ａ、１２２ｄが導通しているとき、母材１８が正極
性、トーチ２０が負極性の電圧が印加される。また、Ｉ
ＧＢＴ１２２ｂ、２１２２ｃが導通しているとき、母材
１８が負極性、トーチ２０が正極性の電圧が印加され
る。このようにＩＧＢＴ１２２ａ、１２２ｄの対と、Ｉ
ＧＢＴ１２２ｂ、１２２ｃの対とが交互に導通すること
によって、母材１８とトーチ２０とに交流電圧が印加さ
れている。
２２ａ、１２２ｄが導通しているとき、母材１８が正極
性、トーチ２０が負極性の電圧が印加される。また、Ｉ
ＧＢＴ１２２ｂ、２１２２ｃが導通しているとき、母材
１８が負極性、トーチ２０が正極性の電圧が印加され
る。このようにＩＧＢＴ１２２ａ、１２２ｄの対と、Ｉ
ＧＢＴ１２２ｂ、１２２ｃの対とが交互に導通すること
によって、母材１８とトーチ２０とに交流電圧が印加さ
れている。
【００１９】コンデンサ３６からの直流電圧は、トラン
ジスタ３８、限流抵抗器４０及び微分回路４６を介し
て、上記並列回路の両端に供給されている。ＩＧＢＴ１
２２ｂ、１２２ｃが導通したときに、トランジスタ３８
が導通する。
ジスタ３８、限流抵抗器４０及び微分回路４６を介し
て、上記並列回路の両端に供給されている。ＩＧＢＴ１
２２ｂ、１２２ｃが導通したときに、トランジスタ３８
が導通する。
【００２０】図４に第３の実施の形態の電源装置を示
す。この実施の形態の電源装置は、第２の実施の形態に
おいて、重畳電源２８ａにおいて、昇圧用変圧器３０に
代えて、リアクトル５２とスイッチング素子、例えばバ
イポーラトランジスタ５４とを用いた補助電源、例えば
昇圧器５６を使用している。即ち、リアクトル５２の一
端がダイオード５１ａ、５１ｂを介して、二次巻線１０
ｓに接続されている。このリアクトル５２の他端にトラ
ンジスタ５４のコレクタが接続されている。このコレク
タは、逆流防止用ダイオード５８を介して平滑用コンデ
ンサ３６の一端とトランジスタ３８のコレクタとの接続
点に接続されている。トランジスタ５４のエミッタと平
滑用コンデンサ３６の他端とが接続され、その接続点は
出力側整流器１２の出力端子１２Ｎに接続されている。
トランジスタ５４のベースには、図示しない駆動回路か
ら所定の周期で駆動信号が供給され、駆動信号が供給さ
れている期間、トランジスタ５２が導通する。他の構成
は、第２の実施の形態の電源装置と同一である。
す。この実施の形態の電源装置は、第２の実施の形態に
おいて、重畳電源２８ａにおいて、昇圧用変圧器３０に
代えて、リアクトル５２とスイッチング素子、例えばバ
イポーラトランジスタ５４とを用いた補助電源、例えば
昇圧器５６を使用している。即ち、リアクトル５２の一
端がダイオード５１ａ、５１ｂを介して、二次巻線１０
ｓに接続されている。このリアクトル５２の他端にトラ
ンジスタ５４のコレクタが接続されている。このコレク
タは、逆流防止用ダイオード５８を介して平滑用コンデ
ンサ３６の一端とトランジスタ３８のコレクタとの接続
点に接続されている。トランジスタ５４のエミッタと平
滑用コンデンサ３６の他端とが接続され、その接続点は
出力側整流器１２の出力端子１２Ｎに接続されている。
トランジスタ５４のベースには、図示しない駆動回路か
ら所定の周期で駆動信号が供給され、駆動信号が供給さ
れている期間、トランジスタ５２が導通する。他の構成
は、第２の実施の形態の電源装置と同一である。
【００２１】この昇圧器５６では、トランジスタ５４が
導通している期間、リアクトル５２、トランジスタ５４
に電流が流れ、リアクトル５２には、エネルギーが蓄積
される。トランジスタ５４が非導通の期間、出力端子１
２Ｐ、１２Ｎ間の電圧にリアクトル５２に誘起された電
圧が重畳され、昇圧が行われる。
導通している期間、リアクトル５２、トランジスタ５４
に電流が流れ、リアクトル５２には、エネルギーが蓄積
される。トランジスタ５４が非導通の期間、出力端子１
２Ｐ、１２Ｎ間の電圧にリアクトル５２に誘起された電
圧が重畳され、昇圧が行われる。
【００２２】図５に第４の実施の形態の電源装置を示
す。この電源装置は、第１の実施の形態において、重畳
電源２８ａに、第３の実施の形態と同様に、昇圧器５６
を用いたものである。他の構成は、第１の実施の形態の
電源装置と同様に構成されている。
す。この電源装置は、第１の実施の形態において、重畳
電源２８ａに、第３の実施の形態と同様に、昇圧器５６
を用いたものである。他の構成は、第１の実施の形態の
電源装置と同様に構成されている。
【００２３】上記の各実施の形態では、コンデンサ３６
からの電圧は、直流−交流変換器１６または１６ａを介
して母材１８とトーチ２０との間に印加したが、直接に
母材１８とトーチ２０との間に印加することもできる。
からの電圧は、直流−交流変換器１６または１６ａを介
して母材１８とトーチ２０との間に印加したが、直接に
母材１８とトーチ２０との間に印加することもできる。
【００２４】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、正極性
から負極性に移行するときに、電圧変動があっても、大
きな電圧を重畳することができるので、再点弧を確実に
行うことができる。
から負極性に移行するときに、電圧変動があっても、大
きな電圧を重畳することができるので、再点弧を確実に
行うことができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態のアーク溶接機の電
源装置の回路図である。
源装置の回路図である。
【図２】図１の電源装置の各部の波形図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態のアーク溶接機の電
源装置の回路図である。
源装置の回路図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態のアーク溶接機の電
源装置の回路図である。
源装置の回路図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態のアーク溶接機の電
源装置の回路図である。
源装置の回路図である。
【図６】従来のアーク溶接機の電源装置の回路図であ
る。
る。
【図７】図６の電源装置の各部の波形図である。
４ 入力側整流回路
６ 平滑用コンデンサ
８ インバータ
１０ 変圧器
１２ 出力側整流器
１４ａ １４ｂ 平滑用リアクトル
１６ １６ａ 直流−交流変換器
２８ ２８ａ 補助電源
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 檀上 謙三
大阪府大阪市東淀川区西淡路３丁目１番56
号 株式会社三社電機製作所内
Ｆターム(参考） 4E082 BA02 CA01 DA01 DA02 EB14
5H790 BA03 BB03 CC04 DD06 EA01
EA02 EA15 EB01
Claims (4)
- 【請求項１】 交流電源からの交流電圧を直流電圧に変
換する直流電源と、 この直流電源の直流電圧を、正極性と負極性とに交互に
変化する交流電圧に変換して、溶接負荷に供給する直流
−交流変換器と、 前記交流電圧が正極性から負極性への移行時から前記負
極性の期間よりも短い期間にわたって、前記負極性の交
流電圧のピーク値よりも値が大きいピーク値から急峻に
変化する負極性の電圧を、前記交流電源または直流電源
に基づいて生成し、前記溶接負荷に供給する重畳電源と
を、具備し、 前記重畳電源は、 前記負極性の交流電圧よりもピーク値の大きいピーク値
を持つ直流電圧を発生する補助電源と、 前記負極性の期間よりも短い期間に亘って導通するスイ
ッチング手段と、 前記補助電源と前記溶接負荷との間に、前記スイッチン
グ手段と直列に接続された限流抵抗器と、 この限流抵抗器と並列に接続され、かつ抵抗器を有する
微分回路とを、具備し、前記微分回路の抵抗器は、前記
限流抵抗器よりも抵抗値が小さいアーク溶接機用電源装
置。 - 【請求項２】 請求項１記載のアーク溶接機用電源装置
において、前記補助電源は、その出力側に平滑用コンデ
ンサを有するアーク溶接機用電源装置。 - 【請求項３】 請求項１記載のアーク溶接機用電源装置
において、前記直流電源は、交流電圧が入力され、この
交流電圧を直流電圧に変換する交流−直流変換器であ
り、前記補助電源は、前記交流電圧を前記負極性の交流
電圧よりもピーク値の大きいピーク値を持つ直流電圧に
変換するアーク溶接機用電源装置。 - 【請求項４】 請求項１記載のアーク溶接機用電源装置
において、前記補助電源は、前記直流電源からの直流電
圧を昇圧する昇圧器であるアーク溶接機用電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002152118A JP4323136B2 (ja) | 2002-05-27 | 2002-05-27 | アーク溶接機用電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002152118A JP4323136B2 (ja) | 2002-05-27 | 2002-05-27 | アーク溶接機用電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003340572A true JP2003340572A (ja) | 2003-12-02 |
| JP4323136B2 JP4323136B2 (ja) | 2009-09-02 |
Family
ID=29769522
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002152118A Expired - Lifetime JP4323136B2 (ja) | 2002-05-27 | 2002-05-27 | アーク溶接機用電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4323136B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019025503A (ja) * | 2017-07-27 | 2019-02-21 | 株式会社ダイヘン | 溶接電源装置 |
| CN114050733A (zh) * | 2021-11-19 | 2022-02-15 | 杭州凯尔达电焊机有限公司 | 提拉引弧防粘焊接控制电路及焊接电源 |
-
2002
- 2002-05-27 JP JP2002152118A patent/JP4323136B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019025503A (ja) * | 2017-07-27 | 2019-02-21 | 株式会社ダイヘン | 溶接電源装置 |
| CN114050733A (zh) * | 2021-11-19 | 2022-02-15 | 杭州凯尔达电焊机有限公司 | 提拉引弧防粘焊接控制电路及焊接电源 |
| WO2023087742A1 (zh) * | 2021-11-19 | 2023-05-25 | 杭州凯尔达电焊机有限公司 | 提拉引弧防粘焊接控制电路及焊接电源 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4323136B2 (ja) | 2009-09-02 |
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