JP2012066301A - アーク加工用電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】異なる電圧値の交流入力電圧に対して装置内部の接続態様を切り替える構成を有するものにおいて、誤接続を適切に判定できるアーク加工用電源装置を提供する。
【解決手段】入力電圧検出部２１は、交流入力電圧を降圧する検出部用降圧トランスＴ３の二次側交流電圧の電圧値を検出し、交流入力電圧が２００Ｖ／４００Ｖのいずれの電圧値かを検出する。接続検出判定部２２は、三相トランスＴ１のＷ相一次側巻線Ｐｗの両端への検出部用降圧トランスＴ３の二次側交流電圧の供給に基づいて、一次側巻線Ｐｗの第１及び第２巻線Ｐｗ１，Ｐｗ２の並列接続か直列接続かで相違する電圧値を検出し、一次側巻線Ｐｗの接続態様を検出する。同接続検出判定部２２は、その時の交流入力電圧の電圧値と一次側巻線Ｐｗの接続態様との検出結果から、交流入力電圧の電圧値に対し三相トランスＴ１の一次側巻線Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗの接続態様の良否を判定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、異なる電圧値の交流入力電圧に対して装置内部の接続態様をその電圧値に応じて手動で切り替え可能な構成であり、その接続切り替え時の誤接続検出機能を有するアーク加工用電源装置に関するものである。

アーク加工用電源装置は、商用電源等の三相交流電圧を入力し、該交流入力電圧を三相トランスを介することで電圧調整し、電圧調整した交流電圧を後段の回路でアーク溶接・切断に適した直流電圧に変換して出力している（例えば特許文献１参照）。

特開２００６−２２３０３１号公報

ところで、使用する場所によっては、交流入力電圧が例えば２００Ｖ、４００Ｖと異なるため、このアーク加工用電源装置においても、各電圧値に対応することが要求されている。この場合、三相トランスの各相一次側巻線に対し、２００Ｖ、４００Ｖの交流入力電圧に合う巻数となるようにその接続態様が手動で切り替えられる構成のものがある。

しかしながら、一次側巻線の接続態様を手動で切り替え、その後、目視による接続確認には漏れがあり確実性に欠けるため、その誤接続を適切に判定する機能を備えることが望まれていた。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、異なる電圧値の交流入力電圧に対して装置内部の接続態様を切り替える構成を有するものにおいて、誤接続を適切に判定することができるアーク加工用電源装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、三相交流入力電圧を所定電圧値の交流電圧に変換する三相トランスと、該三相トランスにて変換された変換後の交流電圧をアーク加工に適した直流出力電圧に変換する変換手段とを備え、前記三相トランスの各相一次側巻線をそれぞれ第１及び第２巻線で構成し、前記交流入力電圧が第１の電圧値の時には第１及び第２巻線を並列接続に、前記交流入力電圧が第２の電圧値の時には第１及び第２巻線を直列接続に切り替えて、異電圧の交流入力電圧に対応可能なアーク加工用電源装置であって、前記交流入力電圧を降圧する検出部用降圧トランスと、前記検出部用降圧トランスの二次側交流電圧の電圧値を検出し、前記交流入力電圧が第１及び第２の電圧値のいずれかを検出する入力電圧検出手段と、前記検出部用降圧トランスの二次側交流電圧を前記三相トランスの少なくとも一相一次側巻線の両端に供給し、該一次側巻線の第１及び第２巻線の並列接続か直列接続かによる電圧値の相違に基づいてその接続態様を検出する接続検出手段と、前記入力電圧検出手段及び前記接続検出手段の検出結果から、前記交流入力電圧の電圧値に対し前記三相トランスの一次側巻線の接続態様の良否を判定する判定手段とを備えたことをその要旨とする。

この発明では、入力電圧検出手段では、交流入力電圧を降圧する検出部用降圧トランスの二次側交流電圧の電圧値が検出され、交流入力電圧が第１及び第２の電圧値のいずれの電圧値かが検出される。接続検出手段では、三相トランスの少なくとも一相一次側巻線の両端への検出部用降圧トランスの二次側交流電圧の供給に基づき、検出対象の一次側巻線の第１及び第２巻線の並列接続か直列接続かで相違する電圧値が検出され、その一次側巻線の接続態様が検出される。そして、判定手段において、入力電圧検出手段及び接続検出手段の検出結果から、交流入力電圧の電圧値に対し三相トランスの一次側巻線の接続態様の良否が判定される。つまり、交流入力電圧の電圧値が検出され、その電圧値に応じてトランスの一次側巻線の第１及び第２巻線が並列又は直列の接続態様になっているかが判定されるため、誤接続を適切に判定することが可能である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のアーク加工用電源装置において、アーク加工に適した前記直流出力電圧となるように前記変換手段を制御する制御手段に対し、電源部用降圧トランスにて前記交流入力電圧を降圧した動作電圧を生成して供給する電源生成手段を備え、前記電源部用降圧トランスの一次側巻線を第１及び第２巻線で構成し、前記交流入力電圧が第１の電圧値の時には第１及び第２巻線を並列接続に、前記交流入力電圧が第２の電圧値の時には第１及び第２巻線を直列接続に切り替えるものであり、前記検出部用降圧トランスの二次側交流電圧を前記電源部用降圧トランスの一次側巻線の両端に供給し、該一次側巻線の第１及び第２巻線の並列接続か直列接続かによる電圧値の相違に基づいてその接続態様を検出する第２接続検出手段を備え、前記判定手段は、前記第２接続検出手段での接続態様の検出結果も含んで接続良否の判定を行うことをその要旨とする。

この発明では、第２接続検出手段では、電源部用降圧トランスの一次側巻線の両端への検出部用降圧トランスの二次側交流電圧の供給に基づき、検出対象の一次側巻線の第１及び第２巻線の並列接続か直列接続かで相違する電圧値が検出され、その一次側巻線の接続態様が検出される。判定手段では、先の接続検出手段（第１接続検出手段）に加え、この第２接続検出手段での接続態様の検出結果も含んで接続良否の判定が行われる。これにより、三相トランスと電源部用降圧トランスとの両者の誤接続を適切に判定することが可能である。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のアーク加工用電源装置において、前記判定手段にて前記トランスの一次側巻線に誤接続が生じている旨の判定がなされた場合、それを報知する報知手段を備えたことをその要旨とする。

この発明では、判定手段にて誤接続の判定がなされると、報知手段にてその報知が行われる。これにより、使用者等に電源装置の内部で誤接続が生じていることを確実に知らせることが可能である。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載のアーク加工用電源装置において、前記判定手段にて前記トランスの一次側巻線の接続が正常である旨の判定がなされた場合、前記トランスへの前記交流入力電圧の供給が許可される供給許可手段を備えたことをその要旨とする。

この発明では、判定手段にて正常接続との判定がなされると、供給許可手段にてトランスへの交流入力電圧の供給が許可される。つまり、適正な接続が確立された後にトランスに交流入力電圧が供給されるため、構成部品の破損等がより確実に防止される。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のアーク加工用電源装置において、起動スイッチのオン操作から所定時間の計時を行う計時手段を備え、前記計時手段の計時期間中においては、前記供給許可手段にて前記交流入力電圧の供給を禁止すると共に、前記入力電圧検出手段及び前記接続検出手段による検出処理と前記判定手段による判定処理とが実施されることをその要旨とする。

この発明では、起動スイッチのオン操作に基づく計時手段の計時期間中においては、供給許可手段にてトランスへの交流入力電圧の供給が禁止され、入力電圧検出手段及び接続検出手段による検出処理と判定手段による判定処理とが実施される。つまり、起動スイッチのオン操作に基づいてトランスへの交流入力電圧の供給を禁止しながら、一次側巻線の接続態様の良否が判定されるため、容易且つ確実に接続態様の良否判定を行うことが可能である。

本発明によれば、異なる電圧値の交流入力電圧に対して装置内部の接続態様を切り替える構成を有するものにおいて、誤接続を適切に判定することができるアーク加工用電源装置を提供することができる。

アーク加工用電源装置を示す回路図であり、（ａ）はインバータ式、（ｂ）はチョッパ式の回路図である。 図３に示す回路とで構成される誤接続検出回路を示す回路図である。 図２に示す回路とで構成される誤接続検出回路を示す回路図である。 同電源装置に備えられる制御回路を示す回路図である。 交流入力電圧の各電圧値に対する三相トランスの一次側巻線の接続態様を説明するための結線図である。 誤接続検出回路の交流入力電圧の各電圧値に対する各箇所の出力論理を説明するための表図である。 誤接続検出回路の各箇所の電位変化を示す波形図であり、（ａ）は正常接続時、（ｂ）は誤接続時の波形図である。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１（ａ）は、インバータ式のアーク加工用電源装置１０Ａを示す。アーク加工用電源装置１０Ａは、一次側Δ結線、二次側Ｙ結線（スター結線）にて構成された三相トランスＴ１が備えられている。三相トランスＴ１の一次側は、主スイッチＭＳ−Ｄがそれぞれ備えられるＵ相、Ｖ相、Ｗ相入力線を有し、各相入力線に商用電源等から三相２００Ｖ又は４００Ｖの交流電圧が入力される。Ｕ相及びＶ相入力線間にはＵ相一次側巻線Ｐｕが、Ｖ相及びＷ相入力線間にはＶ相一次側巻線Ｐｖが、Ｗ相及びＵ相入力線間にはＷ相一次側巻線Ｐｗがそれぞれ備えられ、これら一次側巻線Ｐｕ，Ｐｖ，ＰｗがΔ結線により接続されてなる。

また、各相一次側巻線Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗは、それぞれ第１及び第２巻線Ｐｕ１，Ｐｕ２，Ｐｖ１，Ｐｖ２，Ｐｗ１，Ｐｗ２を有している。２００Ｖの交流入力電圧の場合には各相の第１及び第２巻線Ｐｕ１，Ｐｕ２，Ｐｖ１，Ｐｖ２，Ｐｗ１，Ｐｗ２が並列接続されるように、４００Ｖの交流入力電圧の場合には各相の第１及び第２巻線Ｐｕ１，Ｐｕ２，Ｐｖ１，Ｐｖ２，Ｐｗ１，Ｐｗ２が直列接続されるように結線が切り替えられて使用される（図５参照）。そして、各相一次側巻線Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗには、各相入力線上の主スイッチＭＳ−Ｄが連動してオンされることで、２００Ｖ又は４００Ｖの三相交流入力電圧が供給される。

三相トランスＴ１の二次側では、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相二次側巻線Ｓｕ，Ｓｖ，ＳｗがＹ結線により接続されてなる。各相二次側巻線Ｓｕ，Ｓｖ，Ｓｗはダイオードブリッジ及び平滑コンデンサよりなる整流平滑回路１１に接続され、各相二次側巻線Ｓｕ，Ｓｖ，Ｓｗを経て電圧調整された交流電圧が所定電圧値の直流電圧に変換される。整流平滑回路１１の後段には、４個のＩＧＢＴ等のスイッチング素子ＴＲよりなるインバータ回路１２が接続され、該インバータ回路１２のＰＷＭ制御により直流電圧が高周波交流電圧に変換される。

インバータ回路１２の後段には溶接トランスＩＮＴの一次側が接続され、二次側からは電圧値が調整された高周波交流電圧が出力される。溶接トランスＩＮＴの両端はそれぞれダイオードＤ１，Ｄ２を介して直流リアクトルＤＣＬに接続され、該直流リアクトルＤＣＬは第１出力端子ＯＵＴ１に接続される。溶接トランスＩＮＴの中間タップは第２出力端子ＯＵＴ２に接続される。溶接トランスＩＮＴの二次側から出力された高周波交流電圧は、ダイオードＤ１，Ｄ２及び直流リアクトルＤＣＬを介してアーク加工に適した直流出力電圧に変換される。直流出力電圧は、インバータ回路１２に対する制御回路１５のＰＷＭ制御にてその時々で適切な電圧値に調整される。そして、第１出力端子ＯＵＴ１はトーチＴＨに接続され、第２出力端子ＯＵＴ２は加工対象物Ｍに接続されることで、両端子ＯＵＴ１，ＯＵＴ２間の直流出力電圧に基づいてトーチＴＨの先端から加工対象物Ｍにアークが生じ、アーク加工が可能になっている。

因みに、図１（ｂ）は、チョッパ式の電源装置１０Ｂの三相トランスＴ１の二次側以降の構成を示す。三相トランスＴ１の二次側の整流平滑回路１１の後段には、一方の第１出力端子ＯＵＴ１に接続される側の電源線上に備えられるＩＧＢＴ等のスイッチング素子ＴＲとその後段の電源線間に接続されるダイオードＤ１とからなるチョッパ回路１３が接続される。チョッパ回路１３の後段と第１出力端子ＯＵＴ１との間には直流リアクトルＤＣＬが備えられ、その後段には平滑コンデンサＣ１が備えられる。そして、チョッパ回路１３（スイッチング素子ＴＲ）のＰＷＭ制御により、第１及び第２出力端子ＯＵＴ１，ＯＵＴ２間にアーク加工に適した直流出力電圧が生じるものである。

このようなインバータ式やチョッパ式のアーク加工用電源装置１０Ａ，１０Ｂや、図示略のサイリスタ式のアーク加工用電源装置等に用いられる三相トランスＴ１の一次側には、図２及び図３に示すような誤接続検出回路２０が備えられている。

ここで、三相トランスＴ１の一次側の各相入力線には、使用する場所の電源によっては三相２００Ｖと三相４００Ｖの交流電圧のいずれかが入力される。この場合、一次側巻線Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗの各相において、それぞれ第１及び第２巻線Ｐｕ１，Ｐｕ２，Ｐｖ１，Ｐｖ２，Ｐｗ１，Ｐｗ２の接続態様を手動で切り替える作業が必要である。詳細には、図５に示すように、三相４００Ｖ入力時には、各相一次側巻線Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗの第１及び第２巻線Ｐｕ１，Ｐｕ２，Ｐｖ１，Ｐｖ２，Ｐｗ１，Ｐｗ２が直列接続となるように結線がなされる。三相２００Ｖ入力時には、各相一次側巻線Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗの第１及び第２巻線Ｐｕ１，Ｐｕ２，Ｐｖ１，Ｐｖ２，Ｐｗ１，Ｐｗ２が並列接続となるように結線がなされる。これにより、２００Ｖ、４００Ｖのいずれの電圧値の交流電圧が入力されても、三相トランスＴ１の二次側では同様な交流電圧が得られるようになっている。

誤接続検出回路２０は、入力電圧検出部２１と、第１及び第２接続検出判定部２２，２３、判定制御部２４とを備えている。これら入力電圧検出部２１、接続検出判定部２２，２３及び判定制御部２４は、電源生成部２５にて生成される直流の動作電圧ＶＤ１の供給に基づいて機能する。

電源生成部２５は、前記主スイッチＭＳ−Ｄの前段のＵ相及びＶ相入力線間の単相の交流電圧が起動スイッチＮＦを介して供給される電源部用降圧トランスＴ２と、該トランスＴ２にて所定電圧に降圧した交流電圧が供給される安定化電源回路２６とを備えている。電源生成部２５は、起動スイッチＮＦのオン操作に基づいて入力される交流電圧からトランスＴ２及び安定化電源回路２６を経ることで所定電圧値の直流動作電圧ＶＤ１を生成し、生成した動作電圧ＶＤ１を各検出部２１〜２３及び判定制御部２４にそれぞれ供給する。

入力電圧検出部２１は、ダイオードブリッジ及び平滑コンデンサよりなる整流平滑回路３１と、コンパレータ３２と、抵抗分割回路３３とを備えている。前記主スイッチＭＳ−Ｄの前段のＵ相及びＷ相入力線間から得られる単相の交流電圧が検出部用降圧トランスＴ３にて所定電圧値に降圧され、降圧された交流電圧が作動スイッチＭＳ−Ｂを介して入力電圧検出部２１の整流平滑回路３１に入力される。入力された交流電圧は整流平滑回路３１を経て直流の検出電圧Ｖ１とされ、該検出電圧Ｖ１はコンパレータ３２のプラス端子に入力される。コンパレータ３２のマイナス端子には、動作電圧ＶＤ１の抵抗分割により設定される判定電圧Ｖ２が入力される。コンパレータ３２の出力端子は、ＥＸ−ＯＲ回路３７の第１入力端子に接続されている。尚、コンパレータ３２及び抵抗分割回路３３は、前記動作電圧ＶＤ１の供給に基づいて機能する。

作動スイッチＭＳ−Ｂがオンすると、トランスＴ３の二次側の交流電圧が整流平滑回路３１を経て検出電圧Ｖ１となってコンパレータ３２のプラス端子に入力されるが、三相２００Ｖの交流入力電圧に基づく検出電圧Ｖ１の電圧値は第１の電圧値となる。また、三相４００Ｖの交流入力電圧に基づく検出電圧Ｖ１の電圧値はその第１の電圧値よりも高い第２の電圧値となる。すると、コンパレータ３２においては、判定電圧Ｖ２との比較に基づいて検出電圧Ｖ１が第１の電圧値の場合（２００Ｖ入力時）には、自身の出力電圧Ｖ３がＬレベルとなり、検出電圧Ｖ１が第２の電圧値の場合（４００Ｖ入力時）には、出力電圧Ｖ３がＨレベルとなる（図６のＣＯＭＰ１出力参照）。換言すれば、このように出力電圧Ｖ３のレベルが切り替わるような判定電圧Ｖ２が抵抗分割回路３３にて設定される。そして、このようなコンパレータ３２の出力電圧Ｖ３は、ＥＸ−ＯＲ回路３７の第１入力端子に入力される。

第１接続検出判定部２２は、ダイオードブリッジ及び平滑コンデンサよりなる整流平滑回路３４と、コンパレータ３５と、抵抗分割回路３６と、ＥＸ−ＯＲ回路３７とを備えている。接続検出判定部２２では、三相トランスＴ１を構成する例えばＷ相一次側巻線Ｐｗの第１巻線Ｐｗ１の両端電圧が作動スイッチＭＳ−Ｃを介して接続検出判定部２２の整流平滑回路３４に入力される。入力された交流電圧は整流平滑回路３４を経て直流の検出電圧Ｖ４とされ、該検出電圧Ｖ４がコンパレータ３５のプラス端子に入力される。コンパレータ３５のマイナス端子には、動作電圧ＶＤ１の抵抗分割により設定される判定電圧Ｖ５が入力される。コンパレータ３５の出力端子は、ＥＸ−ＯＲ回路３７の第２入力端子に接続されている。尚、コンパレータ３５、抵抗分割回路３６及びＥＸ−ＯＲ回路３７は、前記動作電圧ＶＤ１の供給に基づいて機能する。

前記作動スイッチＭＳ−Ｂがオンすると、トランスＴ３の二次側の交流電圧がＷ相一次側巻線Ｐｗの両端、詳しくはその第１及び第２巻線Ｐｗ１，Ｐｗ２を直列とした時のＷ相一次側巻線Ｐｗの両端に印加される。次いで、作動スイッチＭＳ−Ｃがオンすることで、その交流電圧に基づく第１巻線Ｐｗ１の両端電圧が整流平滑回路３４を経て検出電圧Ｖ４となってコンパレータ３５のプラス端子に入力される。第１及び第２巻線Ｐｗ１，Ｐｗ２が並列接続されることによる検出電圧Ｖ４の電圧値は第１の電圧値（ゼロボルト）、第１及び第２巻線Ｐｗ１，Ｐｗ２が直列接続されることによる検出電圧Ｖ４の電圧値はその第１の電圧値よりも高い第２の電圧値となる。すると、コンパレータ３５においては、判定電圧Ｖ５との比較に基づいて検出電圧Ｖ４が第１の電圧値の場合（並列接続時）には、自身の出力電圧Ｖ６がＬレベルとなり、検出電圧Ｖ４が第２の電圧値の場合（直列接続時）には、出力電圧Ｖ６がＨレベルとなる（図６のＣＯＭＰ２出力参照）。換言すれば、このように出力電圧Ｖ６のレベルが切り替わるような判定電圧Ｖ５が抵抗分割回路３６にて設定される。そして、このようなコンパレータ３５の出力電圧Ｖ６は、ＥＸ−ＯＲ回路３７の第２入力端子に入力される。

ＥＸ−ＯＲ回路３７は、第１及び第２入力端子に入力される各コンパレータ３２，３５からの出力電圧Ｖ３，Ｖ６が共にＬレベル、及び共にＨレベルの場合、自身からＬレベルの出力電圧Ｖ７を出力し、いずれか一方がＬレベル、他方がＨレベルの場合、自身からＨレベルの出力電圧Ｖ７を出力する。

即ち、各コンパレータ３２，３５からの出力電圧Ｖ３，Ｖ６が共にＬレベルとなるには、入力電圧検出部２１にて三相２００Ｖ入力が検出され、且つ接続検出判定部２２にて三相トランスＴ１のＷ相一次側巻線Ｐｗを構成する第１及び第２巻線Ｐｗ１，Ｐｗ２の並列接続が検出された時である。また、各コンパレータ３２，３５からの出力電圧Ｖ３，Ｖ６が共にＨレベルとなるには、入力電圧検出部２１にて三相４００Ｖ入力が検出され、且つ接続検出判定部２２にて三相トランスＴ１のＷ相一次側巻線Ｐｗを構成する第１及び第２巻線Ｐｗ１，Ｐｗ２の直列接続が検出された時である。つまり、交流入力電圧の電圧値に対する三相トランスＴ１の一次側巻線Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗの接続態様が正常の時には、ＥＸ−ＯＲ回路３７の出力電圧Ｖ７はＬレベルとなる（図６のＩＣ１出力参照）。

これに対し、各コンパレータ３２，３５からの出力電圧Ｖ３，Ｖ６がＬ，Ｈレベルとなるには、入力電圧検出部２１にて三相２００Ｖ入力が検出され、且つ接続検出判定部２２にて三相トランスＴ１のＷ相一次側巻線Ｐｗを構成する第１及び第２巻線Ｐｗ１，Ｐｗ２の直列接続が検出された時である。また、各コンパレータ３２，３５からの出力電圧Ｖ３，Ｖ６がＨ，Ｌレベルとなるには、入力電圧検出部２１にて三相４００Ｖ入力が検出され、且つ接続検出判定部２２にて三相トランスＴ１のＷ相一次側巻線Ｐｗを構成する第１及び第２巻線Ｐｗ１，Ｐｗ２の並列接続が検出された時である。つまり、交流入力電圧の電圧値に対する三相トランスＴ１の一次側巻線Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗの接続態様が誤接続の時には、ＥＸ−ＯＲ回路３７の出力電圧Ｖ７はＨレベルとなる（図６のＩＣ１出力参照）。このようなＥＸ−ＯＲ回路３７の出力電圧Ｖ７は、判定制御部２４に備えられるＯＲ回路５１の第１入力端子に入力される。

電源装置１０Ａ（，１０Ｂ）の制御回路１５は、図４にて示す電源生成部４１にて生成される直流の動作電圧ＶＤ２の供給に基づいて機能する。電源生成部４１は、図２及び図４に示すように、前記主スイッチＭＳ−Ｄの前段のＵ相及びＷ相入力線間の単相の交流電圧が作動スイッチＭＳ−Ａ及びコネクタ部４２を介して供給される電源部用降圧トランスＴ４と、該トランスＴ４にて所定電圧に降圧した交流電圧が供給される安定化電源回路４３とを備えている。電源生成部４１は、作動スイッチＭＳ−Ａのオン操作に基づいて入力される交流電圧からトランスＴ４及び安定化電源回路４３を経ることで所定電圧値の直流動作電圧ＶＤ２を生成し、生成した動作電圧ＶＤ２を制御回路１５に供給する。

コネクタ部４２は、Ｕ相及びＷ相入力線間の単相の交流電圧が作動スイッチＭＳ−Ａを介して入力される第１，第２コネクタ４２ａ，４２ｂと、該第１及び第２コネクタ４２ａ，４２ｂが着脱可能に設けられトランスＴ４の一次側巻線Ｐａに接続される第３コネクタ４２ｃとを有している。第１コネクタ４２ａは２００Ｖ入力用、第２コネクタ４２ｂは４００Ｖ入力用である。また、第３コネクタ４２ｃが接続されるトランスＴ４の一次側巻線Ｐａは、第１及び第２巻線Ｐａ１，Ｐａ２を有している。

そして、コネクタ部４２において第１コネクタ４２ａと第３コネクタ４２ｃとが接続されると、トランスＴ４の一次側巻線Ｐａの第１及び第２巻線Ｐａ１，Ｐａ２が並列となる接続態様となり、Ｕ相及びＷ相入力線間の単相の交流電圧が作動スイッチＭＳ−Ａを介してその並列の一次側巻線Ｐａに供給される。また、第２コネクタ４２ｂと第３コネクタ４２ｃとが接続されると、トランスＴ４の一次側巻線Ｐａの第１及び第２巻線Ｐａ１，Ｐａ２が直列となる接続態様となり、Ｕ相及びＷ相入力線間の単相の交流電圧が作動スイッチＭＳ−Ａを介してその直列の一次側巻線Ｐａに供給される。つまり、２００Ｖ、４００Ｖのいずれの電圧値の交流電圧が入力されても、トランスＴ４の二次側では同様な交流電圧が得られ、いずれの電圧値の入力でも安定した動作電圧ＶＤ２が制御回路１５に供給されるようになっている。尚、電源生成部４１では低電圧検出も行っており、低電圧が検出されると、主スイッチＭＳ−Ｄ等の動作禁止（オフ切り替え）の指令信号が生じるようになっている。

また、前記主スイッチＭＳ−Ｄの前段のＵ相及びＷ相入力線間から得られる単相の交流電圧は検出部用降圧トランスＴ５にて所定電圧値に降圧され、降圧された交流電圧が作動スイッチＭＳ−Ｂを介してトランスＴ４の一次側巻線Ｐａの両端、詳しくはその第１及び第２巻線Ｐａ１，Ｐａ２を直列とした時の一次側巻線Ｐａの両端に印加される。トランスＴ４の一次側巻線Ｐａへのこの交流電圧が第３コネクタ４２ｃ及び作動スイッチＭＳ−Ｃを介して第２接続検出判定部２３に入力され、一次側巻線Ｐａの接続態様、即ちコネクタ部４２の接続態様が正常か否かが接続検出判定部２３にて判定される。尚、接続検出判定部２３は、整流平滑回路４５と、コンパレータ４６と、抵抗分割回路４７と、ＥＸ−ＯＲ回路４８とを備え前記接続検出判定部２２と同一構成に構成されるため、説明の一部を省略する。

２００Ｖ入力用の第１コネクタ４２ａと第３コネクタ４２ｃとが接続されると、トランスＴ４の一次側巻線Ｐａの第１及び第２巻線Ｐａ１，Ｐａ２が並列接続となることで、接続検出判定部２３のコンパレータ４６のプラス端子に入力される検出電圧Ｖ８の電圧値は第１の電圧値（ゼロボルト）となる。これに対し、４００Ｖ入力用の第２コネクタ４２ｂと第３コネクタ４２ｃとが接続されると、トランスＴ４の一次側巻線Ｐａの第１及び第２巻線Ｐａ１，Ｐａ２が直列接続となることで、接続検出判定部２３のコンパレータ４６のプラス端子に入力される検出電圧Ｖ８の電圧値はその第１の電圧値よりも高い第２の電圧値となる。

そして、コンパレータ４６では、前記接続検出判定部２２と同様に、検出電圧Ｖ８と判定電圧Ｖ９との比較が行われ、その比較結果が出力電圧Ｖ１０としてＥＸ−ＯＲ回路４８の第１入力端子に入力される。ＥＸ−ＯＲ回路４８の第２入力端子には、前記入力電圧検出部２１からの出力電圧Ｖ３が入力される。これにより、接続検出判定部２３のＥＸ−ＯＲ回路４８は、コネクタ部４２の接続が正常時にはＬレベル、誤接続時にはＨレベルの出力電圧Ｖ１１を出力する。このようなＥＸ−ＯＲ回路４８の出力電圧Ｖ１１は、判定制御部２４に備えられるＯＲ回路５１の第２入力端子に入力される。

判定制御部２４においては、図３に示すように、各接続検出判定部２２，２３からの出力電圧Ｖ７，Ｖ１１がＯＲ回路５１の第１及び第２入力端子に入力され、各接続検出判定部２２，２３からの出力電圧Ｖ７，Ｖ１１のいずれか一方でもＨレベルであると、該ＯＲ回路５１はＨレベルの出力電圧Ｖ１２を出力する。各接続検出判定部２２，２３からの出力電圧Ｖ７，Ｖ１１が共にＬレベルの時にのみ、ＯＲ回路５１はＬレベルの出力電圧Ｖ１２を出力する。つまり、三相トランスＴ１及びコネクタ部４２の少なくとも一方の接続態様に誤接続が生じている場合にはＯＲ回路５１の出力電圧Ｖ１２はＨレベル、三相トランスＴ１及びコネクタ部４２の両者の接続態様が正常である場合にはＯＲ回路５１の出力電圧Ｖ１２はＬレベルとなる。

ＯＲ回路５１の出力電圧Ｖ１２がＬレベルの時には、トランジスタＴＲ１はオフしており、誤接続検知ランプ５２は消灯、誤接続検知ブザー５３の動作は停止されている。一方、ＯＲ回路５１の出力電圧Ｖ１２がＨレベルになると、トランジスタＴＲ１がオンに切り替わり、誤接続検知ランプ５２は点灯、誤接続検知ブザー５３は鳴動し、電源装置１０Ａ（，１０Ｂ）の使用者に誤接続が生じていることが報知される。また、ＯＲ回路５１の出力電圧Ｖ１２は、ＯＲ回路５４の第１入力端子に入力される。

ＯＲ回路５４の第２入力端子には、タイマ回路５５からの出力電圧Ｖ１３が入力される。タイマ回路５５は、前記起動スイッチＮＦのオンによる電源生成部２５からの動作電圧ＶＤ１の供給に基づいて、その供給時から抵抗Ｒ１１及びコンデンサＣ１１の時定数により設定される所定時間ｔａの計時を行い、計時中は出力電圧Ｖ１３をＨレベルとし、計時が終了するとＬレベルに切り替える（図７参照）。つまり、ＯＲ回路５４は、前記起動スイッチＮＦのオンに基づいてタイマ回路５５が計時する所定時間ｔａ、Ｈレベルの出力電圧Ｖ１４を出力し、トランジスタＴＲ２をオン、作動スイッチＭＳ−Ｂ，ＭＳ−Ｃをオンさせる。このような起動スイッチＮＦのオン操作直後の所定時間ｔａは、作動スイッチＭＳ−Ｂ，ＭＳ−Ｃをオンさせて前記入力電圧検出部２１及び前記各接続検出判定部２２，２３に検出電圧を生じさせ、電源装置１０Ａ（，１０Ｂ）の接続判定を行う時間として設定されている。

所定時間ｔａ経過後はタイマ回路５５の出力電圧Ｖ１３がＬレベルとなるため、ＯＲ回路５１の出力電圧Ｖ１２がＬレベルの時（正常接続時、図７（ａ）のＩＣ２出力参照）には、ＯＲ回路５４の出力電圧Ｖ１４はＬレベルとなり、トランジスタＴＲ２をオフ、作動スイッチＭＳ−Ｂ，ＭＳ−Ｃをオフさせる。ＯＲ回路５４の出力電圧Ｖ１４は、反転回路５６を経てトランジスタＴＲ３をオンオフさせるが、該ＯＲ回路５４の出力電圧Ｖ１４がこのようにＬレベルとなると、反転回路５６の出力電圧Ｖ１５がＨレベルとなり、トランジスタＴＲ３がオンされる。この場合、ＯＲ回路５４の出力電圧Ｖ１４がＬレベルとなってから（反転回路５６の出力電圧Ｖ１５がＨレベルとなってから）、反転回路５６とトランジスタＴＲ３との間に設けられる抵抗Ｒ１２及びコンデンサＣ１２の時定数により設定される所定時間ｔｂが経過した後にトランジスタＴＲ３がオンする。そして、トランジスタＴＲ３のオンに基づき、主スイッチＭＳ−Ｄ及び作動スイッチＭＳ−Ａがオンに切り替えられる（図７参照）。これにより、主スイッチＭＳ−Ｄを介した三相トランスＴ１への交流入力電圧の供給と共に、作動スイッチＭＳ−Ａを介した電源生成部４１への交流入力電圧の供給に基づいて動作電圧ＶＤ２が生成されて制御回路１５に供給されることで該制御回路１５の制御動作が可能となり、アーク加工が可能な状態となる。

一方、タイマ回路５５の出力電圧Ｖ１３が所定時間ｔａの経過後にＬレベルとなっても、ＯＲ回路５１の出力電圧Ｖ１２がＨレベルの時（誤接続時、図７（ｂ）のＩＣ２出力参照）には、ＯＲ回路５４の出力電圧Ｖ１４はＨレベルのまま維持される。つまり、トランジスタＴＲ２のオンが維持され、作動スイッチＭＳ−Ｂ，ＭＳ−Ｃのオンが維持されると共に、トランジスタＴＲ３のオフが維持され、主スイッチＭＳ−Ｄ及び作動スイッチＭＳ−Ａのオフが維持される。つまり、三相トランスＴ１への交流入力電圧が供給されず、また制御回路１５への動作電圧ＶＤ２の供給がなされないため、アーク加工が依然として不能な状態になるようになっている。このようにして異電圧入力時の三相トランスＴ１及びトランスＴ４（コネクタ部４２）の接続態様が適正である時のみ、アーク加工が行える電源装置１０Ａ（，１０Ｂ）として機能し、異電圧印加による構成部品の破損等がより確実に防止できるようになっている。

次に、本実施形態の特徴的な作用効果を記載する。
（１）入力電圧検出部２１では、交流入力電圧を降圧する検出部用降圧トランスＴ３の二次側交流電圧の電圧値が検出され、交流入力電圧が第１及び第２の電圧値（２００Ｖ／４００Ｖ）のいずれの電圧値かが検出される。接続検出判定部２２では、三相トランスＴ１のＷ相一次側巻線Ｐｗの両端への検出部用降圧トランスＴ３の二次側交流電圧の供給に基づき、一次側巻線Ｐｗの第１及び第２巻線Ｐｗ１，Ｐｗ２の並列接続か直列接続かで相違する電圧値が検出され、その一次側巻線Ｐｗの接続態様が検出される。そして、同接続検出判定部２２において、その時の交流入力電圧の電圧値と一次側巻線Ｐｗの接続態様との検出結果から、交流入力電圧の電圧値に対し三相トランスＴ１の一次側巻線Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗの接続態様の良否が判定される。つまり、交流入力電圧の電圧値が検出され、その電圧値に応じてトランスＴ１の一次側巻線Ｐｗの第１及び第２巻線Ｐｗ１，Ｐｗ２が並列又は直列の接続態様になっているかが判定されるため、誤接続を適切に判定することができる。

（２）接続検出判定部２３では、電源部用降圧トランスＴ４の一次側巻線Ｐａの両端への検出部用降圧トランスＴ５の二次側交流電圧の供給に基づき、一次側巻線Ｐａの第１及び第２巻線Ｐａ１，Ｐａ２の並列接続か直列接続かで相違する電圧値が検出され、その一次側巻線Ｐａの接続態様が検出される。判定制御部２４では、先の接続検出判定部２２に加え、接続検出判定部２３での接続態様の検出結果も含んで接続良否の判定が行われる。これにより、三相トランスＴ１と電源部用降圧トランスＴ４（コネクタ部４２）との両者の誤接続を適切に判定することができる。

（３）判定制御部２４にて誤接続の判定がなされると、誤接続検知ランプ５２及び誤接続検知ブザー５３にてその報知が行われる。これにより、使用者等に電源装置１０Ａ（，１０Ｂ）の内部で誤接続が生じていることを確実に知らせることができる。

（４）判定制御部２４にて正常接続との判定がなされると、ＯＲ回路５４、反転回路５６、トランジスタＴＲ３等の供給許可手段にてトランスＴ１，Ｔ４への交流入力電圧の供給が許可される。つまり、適正な接続が確立された後にトランスＴ１，Ｔ４に交流入力電圧が供給されるため、構成部品の破損等をより確実に防止することができる。

（５）起動スイッチＮＦのオン操作に基づくタイマ回路５５の計時期間（時間ｔａ）中においては、トランジスタＴＲ３等の供給許可手段にてトランスＴ１，Ｔ４への交流入力電圧の供給が禁止され、入力電圧検出部２１、接続検出判定部２２，２３及び判定制御部２４による検出処理と判定処理とが実施される。つまり、起動スイッチＮＦのオン操作に基づいてトランスＴ１，Ｔ４への交流入力電圧の供給を禁止しながら、一次側巻線Ｐｗ，Ｐａの接続態様の良否が判定されるため、容易且つ確実に接続態様の良否判定を行うことができる。

尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、三相トランスＴ１の一次側巻線Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗの接続態様の良否判定に加え、電源部用降圧トランスＴ４の一次側巻線Ｐａ、即ちコネクタ部４２の接続態様の良否判定を行うようにしたが、少なくとも三相トランスＴ１側の良否判定を行う構成としてもよい。

・上記実施形態では、起動スイッチＮＦのオン操作に基づいてトランスＴ１，Ｔ４の接続態様の良否判定を行うようにしたが、例えばその良否判定を行う専用の操作を設定して行うようにしてもよい。

・上記実施形態では、判定制御部２４にて誤接続の判定がなされると、誤接続検知ランプ５２及び誤接続検知ブザー５３による報知を行うようにしたが、報知の態様はこれに限定されるものではなく、適宜変更してもよい。また、例えば誤接続と判定された場合に起動不能とすれば、誤接続検知ランプ５２や誤接続検知ブザー５３等の報知手段を省略することができる。

・上記実施形態で示した電源装置１０Ａ，１０Ｂや内部の入力電圧検出部２１、第１及び第２接続検出判定部２２，２３、及び判定制御部２４等の回路構成は一例であり、適宜変更してもよい。

１１ 整流平滑回路（変換手段）
１２ インバータ回路（変換手段）
１３ チョッパ回路（変換手段）
１５ 制御回路（制御手段）
２１ 入力電圧検出部（入力電圧検出手段）
２２ 第１接続検出判定部（接続検出手段、判定手段）
２３ 第２接続検出判定部（第２接続検出手段、判定手段）
２４ 判定制御部（判定手段）
４１ 電源生成部（電源生成手段）
５２ 誤接続検知ランプ（報知手段）
５３ 誤接続検知ブザー（報知手段）
５４ ＯＲ回路（供給許可手段）
５５ タイマ回路（計時手段）
５６ 反転回路（供給許可手段）
ＤＣＬ 直流リアクトル（変換手段）
ＩＮＴ 溶接トランス（変換手段）
ＮＦ 起動スイッチ
Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗ 一次側巻線
Ｐｕ１，Ｐｖ１，Ｐｗ１ 第１巻線
Ｐｕ２，Ｐｖ２，Ｐｗ２ 第２巻線
Ｐａ 一次側巻線
Ｐａ１ 第１巻線
Ｐａ２ 第２巻線
Ｔ１ 三相トランス
Ｔ３ 検出部用降圧トランス
Ｔ４ 電源部用降圧トランス
Ｔ５ 検出部用降圧トランス
ＴＲ３ トランジスタ（供給許可手段）
ＶＤ２ 動作電圧

Claims (5)

1. 三相交流入力電圧を所定電圧値の交流電圧に変換する三相トランスと、該三相トランスにて変換された変換後の交流電圧をアーク加工に適した直流出力電圧に変換する変換手段とを備え、前記三相トランスの各相一次側巻線をそれぞれ第１及び第２巻線で構成し、前記交流入力電圧が第１の電圧値の時には第１及び第２巻線を並列接続に、前記交流入力電圧が第２の電圧値の時には第１及び第２巻線を直列接続に切り替えて、異電圧の交流入力電圧に対応可能なアーク加工用電源装置であって、
   前記交流入力電圧を降圧する検出部用降圧トランスと、
   前記検出部用降圧トランスの二次側交流電圧の電圧値を検出し、前記交流入力電圧が第１及び第２の電圧値のいずれかを検出する入力電圧検出手段と、
   前記検出部用降圧トランスの二次側交流電圧を前記三相トランスの少なくとも一相一次側巻線の両端に供給し、該一次側巻線の第１及び第２巻線の並列接続か直列接続かによる電圧値の相違に基づいてその接続態様を検出する接続検出手段と、
   前記入力電圧検出手段及び前記接続検出手段の検出結果から、前記交流入力電圧の電圧値に対し前記三相トランスの一次側巻線の接続態様の良否を判定する判定手段と
   を備えたことを特徴とするアーク加工用電源装置。
2. 請求項１に記載のアーク加工用電源装置において、
   アーク加工に適した前記直流出力電圧となるように前記変換手段を制御する制御手段に対し、電源部用降圧トランスにて前記交流入力電圧を降圧した動作電圧を生成して供給する電源生成手段を備え、前記電源部用降圧トランスの一次側巻線を第１及び第２巻線で構成し、前記交流入力電圧が第１の電圧値の時には第１及び第２巻線を並列接続に、前記交流入力電圧が第２の電圧値の時には第１及び第２巻線を直列接続に切り替えるものであり、
   前記検出部用降圧トランスの二次側交流電圧を前記電源部用降圧トランスの一次側巻線の両端に供給し、該一次側巻線の第１及び第２巻線の並列接続か直列接続かによる電圧値の相違に基づいてその接続態様を検出する第２接続検出手段を備え、
   前記判定手段は、前記第２接続検出手段での接続態様の検出結果も含んで接続良否の判定を行うことを特徴とするアーク加工用電源装置。
3. 請求項１又は２に記載のアーク加工用電源装置において、
   前記判定手段にて前記トランスの一次側巻線に誤接続が生じている旨の判定がなされた場合、それを報知する報知手段を備えたことを特徴とするアーク加工用電源装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のアーク加工用電源装置において、
   前記判定手段にて前記トランスの一次側巻線の接続が正常である旨の判定がなされた場合、前記トランスへの前記交流入力電圧の供給が許可される供給許可手段を備えたことを特徴とするアーク加工用電源装置。
5. 請求項４に記載のアーク加工用電源装置において、
   起動スイッチのオン操作から所定時間の計時を行う計時手段を備え、
   前記計時手段の計時期間中においては、前記供給許可手段にて前記交流入力電圧の供給を禁止すると共に、前記入力電圧検出手段及び前記接続検出手段による検出処理と前記判定手段による判定処理とが実施されることを特徴とするアーク加工用電源装置。

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