JP2006007313A - 高電流溶接用電源 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 電源が、250アンペア以上の電流を有する一次回路と、700アンペア以上の最大電流を伴う動作範囲を有する電流を有する二次回路と、二次電流を、溶接に適したDC電流に整流する出力整流器とを有する出力変圧器の一次側を駆動する高速スイッチングインバータを含む、電気アーク溶接のための、インバータをベースとする電源。
【選択図】図1
Description
350 出力変圧器
352 一次側
360 二次回路網
370 整流器
390 極性スイッチ
410 波形ジェネレータ
430 パルス幅変調器
E 電極
W 被加工物
S 電源
Claims (35)
- 電気アーク溶接のための電源であって、
前記電源が、出力変圧器の一次側を駆動する高速スイッチングインバータを含み、
前記出力変圧器が、250アンペア以上の電流を流す一次回路と、
700アンペア以上の最大電流の動作範囲の電流を流す二次回路と、
前記二次電流を整流して、溶接に適したDC電流にする出力整流器と、
を有する電気アーク溶接のための電源。 - 前記二次回路が、多数の独立した巻線モジュールを含み、各モジュールが、所定の電流容量を有し、かつ総出力溶接電流が、前記独立した溶接モジュールの電流の合計であるように並列に接続されている請求項1に記載の電源。
- 前記モジュールの各々が、
第1および第2の端部を有する第1の導電性チューブと、
第1および第2の端部を有する、平行で近接した第2の導電性チューブであって、前記チューブが、前記一次回路の1つまたはそれ以上の一次巻線を収容する細長い中央通路を有する第2の導電性チューブと、
前記チューブの各々を囲む磁気コアと、
前記チューブの前記第1の端部を接合するジャンパストラップと、
前記チューブの前記第2の端部にコネクタを形成した回路と、
を備える請求項2に記載の電源。 - 前記磁気コアの各々が、それぞれ前記チューブの1つの周囲に配置され、複数のドーナツ状リングを備える請求項3に記載の電源。
- 前記モジュールは、前記ジャンパストラップの上で、前記平行なチューブの前記中央通路間にガイド面を有する突出片を含む請求項3または4に記載の電源。
- 第1および第2の端部を有する第3の導電性チューブと、第1および第2の端部を有する第4の導電性チューブと、前記第3および第4のチューブの前記第1の端部を前記第1および第2のチューブに、互いに平行関係になるように接合する第2のジャンパストラップとを備える導電性アセンブリであって、
前記第3および第4の平行なチューブが、それぞれ、前記第1および第2のチューブの前記通路内に入れ子状にはめ込まれており、かつ前記第1および第2のジャンパストラップを互いに離間させた状態で、前記一次回路の前記一次巻線を収容する細長い通路を有し、
導電性アセンブリは、
前記第1および第3のチューブ間の第1のチューブ状インシュレータと、
前記第2および第4のチューブ間の第2のチューブ状インシュレータと、
前記導電性アセンブリを前記第1および第2のチューブの一方の第2の端部に接合して、前記チューブを直列回路に形成する中央タップコネクタと、
を含む請求項3〜5の何れかに記載の電源。 - 前記第1および第2のチューブの一方の前記第2の端部と、前記第3および第4のチューブの一方の一端部とが、整流器に接続されている請求項6に記載の電源。
- 前記ジャンパストラップの間にインシュレータを含む請求項6に記載の電源。
- 前記ジャンパストラップが中央タップである請求項3〜5のいずれか一項に記載の電源。
- 前記モジュールの各々が、
チューブ状インシュレータによって絶縁された同心で、入れ子状にはめ込まれた導電性チューブの第1の同軸セットと、
チューブ状インシュレータによって絶縁された同心で、入れ子状にはめ込まれた導電性チューブの第2の同軸セットと、
前記セットの各々の周囲の磁気コアとからなり、
前記セットが、それぞれ、前記一次回路の少なくとも一つの一次巻線を収容する細長い中央通路と、前記セットの前記チューブを直列回路に接続する導電体とからなることを特徴とする請求項2に記載の電源。 - 前記高速スイッチングインバータが、20kHzを超える周波数で作動する請求項1または2に記載の電源。
- 約400VACを超える電圧を有する三相入力電源を含む請求項1または2に記載の電源。
- 前記入力電源と前記インバータとの間に力率補正回路を含む請求項12に記載の電源。
- 前記力率補正回路が受動回路である請求項13に記載の電源。
- 前記インバータが、パルス幅変調器によって制御される請求項14に記載の電源。
- 前記パルス幅変調器が、前記インバータの位相シフトを制御する請求項15に記載の電源。
- 前記パルス幅変調器が、波形ジェネレータによって駆動される、請求項15又は16に記載の電源。
- 前記インバータが、波形ジェネレータによって駆動されるパルス幅変調器によって制御される請求項12に記載の電源。
- 前記パルス幅変調器が、前記インバータの位相シフトを制御する請求項18に記載の電源。
- 前記パルス幅変調器が、波形ジェネレータによって駆動される請求項19に記載の電源。
- 前記インバータが、パルス幅変調器によって制御される請求項1〜20に記載の電源。
- 前記パルス幅変調器が、前記インバータの位相シフトを制御する請求項21に記載の電源。
- 前記パルス幅変調器が、波形ジェネレータによって駆動される請求項21又は22に記載の電源。
- 前記DC電圧が、DCモードおよび/またはACモードで作動する極性スイッチに向けられる請求項1〜23のいずれか一項に記載の電源。
- 前記電源が、サブマージアーク電極と移動装置とに接続され、前記移動装置は、前記溶接される被加工物に対して前記電極を移動させる請求項1〜24のいずれか一項に記載の電源。
- 前記極性スイッチが、AC溶接中に極性反転すべき場合に、極性反転信号を生成して、前記極性反転信号を前記インバータに接続する回路と、前記極性反転信号に応答して、前記変圧器の一次電流を低減する回路とを含む請求項24に記載の電源。
- 被加工物上の経路に沿ったサブマージアーク溶接の方法であって、
(a)三相電源の400VACを超える電圧を整流してDC信号を得る工程と、
(b)前記DC信号を力率補正して、400VDC以上の電圧レベルをDCバスに出力する工程と、
(c)前記DCバス上の電圧を高速スイッチングによって、250アンペアを超える最大電流レベルを有するAC信号に変換する工程と、
(d)前記AC信号を、700アンペア以上の最大電流レベルを有する溶接電流に変換する工程と、
(e)前記溶接電流を、前記被加工物から離間したサブマージアーク電極に接続する工程と、
(f)前記電極を、前記被加工物に対して、及び前記経路に沿って移動させる工程とを含む方法。 - 経路に沿った溶接の方法であって、
(a)三相電源の400VACを超える電圧を整流してDC信号を得る工程と、
(b)前記DC信号を力率補正して、400VDC以上の電圧レベルをDCバスに出力する工程と、
(c)前記DCバス上の電圧を高速スイッチングによって、250アンペアを超える最大電流レベルを有するAC信号に変換する工程と、
(d)前記AC信号を、700アンペア以上の最大電流レベルを有する溶接電流に変換する工程と、
(e)前記溶接電流を、2.3ミリ以上の径を有する電極に接続する工程と、
(f)前記電極を、前記経路に沿って移動させる工程とを含む方法。 - 前記溶接電流が、DC電流およびAC電流の間で選択可能である請求項27又は28に記載の方法。
- 前記溶接電流が、前記溶接電流の極性反転を伴うAC電流である請求項27又は28に記載の方法。
- 極性反転前に、前記変換動作の前記電流レベルを低減する動作を含む請求項29に記載の方法。
- 前記電極が、少なくとも2.3ミリの径を有する請求項27に記載の方法。
- 前記(d)の変換する工程が、並列に接続された少なくとも3つの二次巻線を有する変圧器によって行われる27〜32のいずれか一項に記載の方法。
- 前記(d)の変換する工程が、一方の極性の電流のための第1の一次巻線と、反対極性の電流のための第2の一次巻線とを有する変圧器によって行われる請求項27〜32のいずれか一項に記載の方法。
- 前記一次巻線の電流が、前記一次巻線の反対側の一組のスイッチのデューティサイクルによって決まる請求項34に記載の方法。
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