JP2538028B2 - ア―ク溶接機またはプラズマ切断機 - Google Patents
ア―ク溶接機またはプラズマ切断機Info
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- JP2538028B2 JP2538028B2 JP1037284A JP3728489A JP2538028B2 JP 2538028 B2 JP2538028 B2 JP 2538028B2 JP 1037284 A JP1037284 A JP 1037284A JP 3728489 A JP3728489 A JP 3728489A JP 2538028 B2 JP2538028 B2 JP 2538028B2
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- switching element
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- voltage
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、出力制御用インバータ装置を備えたアーク
溶接機等において、前記インバータ装置に設けられたス
イッチング素子の動作時におけるワットロスの低減策を
講じたアーク溶接機またはプラズマ切断機に関するもの
である。
溶接機等において、前記インバータ装置に設けられたス
イッチング素子の動作時におけるワットロスの低減策を
講じたアーク溶接機またはプラズマ切断機に関するもの
である。
第３図は従来のアーク溶接機等に使用されているハー
フブリッジ式インバータ装置の構成図である。この図に
おいて、（１）は直流電源、（２）（３）は直流電源
（１）と直列に接続された第１、第２のスイッチング素
子、（４）（４）は直流電源（１）および両スイッチン
グ素子（２）（３）と並列に接続されたコンデンサ、
（５）は第１、第２のスイッチング素子（２）（３）の
中間点と両方のコンデンサ（４）（４）の中間点間に接
続された変圧器の一次巻線であって、前記第１のスイッ
チング素子（２）のOFFと同時に、第２のスイッチング
素子（３）を一定時間ONさせ、この一定時間経過後、第
２のスイッチング素子（３）のOFFと同時に第１のスイ
ッチング素子（２）をONさせることを繰り返すものであ
る。
フブリッジ式インバータ装置の構成図である。この図に
おいて、（１）は直流電源、（２）（３）は直流電源
（１）と直列に接続された第１、第２のスイッチング素
子、（４）（４）は直流電源（１）および両スイッチン
グ素子（２）（３）と並列に接続されたコンデンサ、
（５）は第１、第２のスイッチング素子（２）（３）の
中間点と両方のコンデンサ（４）（４）の中間点間に接
続された変圧器の一次巻線であって、前記第１のスイッ
チング素子（２）のOFFと同時に、第２のスイッチング
素子（３）を一定時間ONさせ、この一定時間経過後、第
２のスイッチング素子（３）のOFFと同時に第１のスイ
ッチング素子（２）をONさせることを繰り返すものであ
る。
第４図に上記構成のハーフブリッジ式インバータ装置
の動作時における第２のスイッチング素子（３）に流れ
る電流Ic′と、印加される電圧▲Ｖ′ CE▼、並びに前記
電流と電圧の積Ｗ′（＝Ic′×▲Ｖ′ CE▼）の関係を模
式図的に示したものである。
の動作時における第２のスイッチング素子（３）に流れ
る電流Ic′と、印加される電圧▲Ｖ′ CE▼、並びに前記
電流と電圧の積Ｗ′（＝Ic′×▲Ｖ′ CE▼）の関係を模
式図的に示したものである。
ところで、一般に、スイッチング素子がスイッチング
動作を行うとき、動作の瞬間に同素子に流れる電流Ｉ
と、同素子に印加される電圧Ｖとの積となる電力Ｗを消
費する。この電力Ｗはワットロスと称され、発熱の形で
現れる。このワットロスによるスイッチング素子の発熱
現象はスイッチング動作時に同素子に印加される電圧が
大きい程、スイッチング素子自体に与える悪影響が大き
い。
動作を行うとき、動作の瞬間に同素子に流れる電流Ｉ
と、同素子に印加される電圧Ｖとの積となる電力Ｗを消
費する。この電力Ｗはワットロスと称され、発熱の形で
現れる。このワットロスによるスイッチング素子の発熱
現象はスイッチング動作時に同素子に印加される電圧が
大きい程、スイッチング素子自体に与える悪影響が大き
い。
しかしながら、従来構成のものではスイッチング素子
（２）（３）に印加される電圧ＶCEが低電位にあるとき
を検知することが不可能なため、スイッチング素子
（２）（３）が高電位時に動作して相当な発熱現象を伴
うワットロスが生じる危険性を回避することができない
という問題点があった。
（２）（３）に印加される電圧ＶCEが低電位にあるとき
を検知することが不可能なため、スイッチング素子
（２）（３）が高電位時に動作して相当な発熱現象を伴
うワットロスが生じる危険性を回避することができない
という問題点があった。
本発明は、このような問題点を解決するためになされ
たもので、出力制御用インバータ装置のスイッチング素
子におけるスイッチング動作時のワットロスを大幅に減
少させることを目的とするものである。
たもので、出力制御用インバータ装置のスイッチング素
子におけるスイッチング動作時のワットロスを大幅に減
少させることを目的とするものである。
上記目的を達成するために本発明のアーク溶接機また
はプラズマ切断機は、直流電源と変圧器の一次巻線とイ
ンバータ部を構成するスイッチング素子とをそれぞれ直
列に接続して閉ループを形成すると共に、前記変圧器の
一次巻線の両端間にコンデンサを並列に接続してなる回
路中に、前記変圧器の一次電圧零交差を検出する電圧検
出回路を介装し、この電圧検出回路の出力によって前記
スイッチング素子をON動作させるように構成した出力制
御用インバータ装置を具備することを特徴とするもので
ある。
はプラズマ切断機は、直流電源と変圧器の一次巻線とイ
ンバータ部を構成するスイッチング素子とをそれぞれ直
列に接続して閉ループを形成すると共に、前記変圧器の
一次巻線の両端間にコンデンサを並列に接続してなる回
路中に、前記変圧器の一次電圧零交差を検出する電圧検
出回路を介装し、この電圧検出回路の出力によって前記
スイッチング素子をON動作させるように構成した出力制
御用インバータ装置を具備することを特徴とするもので
ある。
上記構成によると、スイッチング素子がスイッチング
動作するときに、同スイッチング素子に印加される電圧
は零か、または零に近い非常に低い値となる。したがっ
て、スイッチング素子に流れる電流および印加される電
圧の積であるワットロスは零または極めて低い値に抑制
されるため、スイッチング素子へのワットロスによる発
熱の影響を回避できるものである。
動作するときに、同スイッチング素子に印加される電圧
は零か、または零に近い非常に低い値となる。したがっ
て、スイッチング素子に流れる電流および印加される電
圧の積であるワットロスは零または極めて低い値に抑制
されるため、スイッチング素子へのワットロスによる発
熱の影響を回避できるものである。
以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明す
る。第１図はこの実施例に係るアーク溶接機等の電圧共
振式一石インバータ装置の構成図を示している。この図
において、（11）は直流電源、（12）は変圧器の一次巻
線、（13）はスイッチング素子であって、これら直流電
源（11）、変圧器の一次巻線（12）およびスイッチング
素子（13）はそれぞれ直列に接続されて閉ループを形成
している。
る。第１図はこの実施例に係るアーク溶接機等の電圧共
振式一石インバータ装置の構成図を示している。この図
において、（11）は直流電源、（12）は変圧器の一次巻
線、（13）はスイッチング素子であって、これら直流電
源（11）、変圧器の一次巻線（12）およびスイッチング
素子（13）はそれぞれ直列に接続されて閉ループを形成
している。
前記変圧器の一次巻線（12）の両端間には、この巻線
コイル（12）と共にLC共振回路を構成する共振コンデン
サ（14）を並列に接続してあり、また、直流電源（11）
の両端間には平滑コンデンサ（15）を並列に接続してあ
る。更に、スイッチング素子（13）の両端にはダイオー
ド（16）を並列に接続してある。
コイル（12）と共にLC共振回路を構成する共振コンデン
サ（14）を並列に接続してあり、また、直流電源（11）
の両端間には平滑コンデンサ（15）を並列に接続してあ
る。更に、スイッチング素子（13）の両端にはダイオー
ド（16）を並列に接続してある。
（17）は変圧器の一次電圧零交差を検出する電圧検出
回路であって、遅延回路（18）を介してスイッチング素
子（13）に接続してあり、その出力により前記スイッチ
ング素子（13）をON動作させるものである。
回路であって、遅延回路（18）を介してスイッチング素
子（13）に接続してあり、その出力により前記スイッチ
ング素子（13）をON動作させるものである。
第２図は上記構成のインバータ装置による電圧波形図
を示しており、同図中、（ａ）はスイッチング素子（1
3）のON/OFF波形、（ｂ）は変圧器電圧VTの波形、
（ｃ）はスイッチング素子（13）に流れる電流Icの波
形、（ｄ）はスイッチング素子（13）に印加される電圧
VCEの波形、（ｅ）は前記スイッチング素子（13）の電
流Icと電圧VCEとの積、つまりワットロスＷの変化をそ
れぞれ示している。
を示しており、同図中、（ａ）はスイッチング素子（1
3）のON/OFF波形、（ｂ）は変圧器電圧VTの波形、
（ｃ）はスイッチング素子（13）に流れる電流Icの波
形、（ｄ）はスイッチング素子（13）に印加される電圧
VCEの波形、（ｅ）は前記スイッチング素子（13）の電
流Icと電圧VCEとの積、つまりワットロスＷの変化をそ
れぞれ示している。
いま、スイッチング素子（13）が一定時間ONの後、
（Ａ）時点でOFFしたとすると、変圧器に蓄積されたエ
ネルギーにより変圧器の一次巻線（12）と共振コンデン
サ（14）間で形成されるLC共振回路が共振状態となる。
変圧器の一次巻線（12）の両端電圧VTが再び直流電源
（11）の電圧Ｅに達する（Ｃ）時点において、スイッチ
ング素子（13）の電圧VCEが零から負へ低下しようとす
るとき、ダイオード（16）が導通し、同スイッチング素
子（13）の電圧VCEは零に保持される。このダイオード
（16）の導通期間は（Ｃ）時点から（Ｄ）時点までの期
間T1である。
（Ａ）時点でOFFしたとすると、変圧器に蓄積されたエ
ネルギーにより変圧器の一次巻線（12）と共振コンデン
サ（14）間で形成されるLC共振回路が共振状態となる。
変圧器の一次巻線（12）の両端電圧VTが再び直流電源
（11）の電圧Ｅに達する（Ｃ）時点において、スイッチ
ング素子（13）の電圧VCEが零から負へ低下しようとす
るとき、ダイオード（16）が導通し、同スイッチング素
子（13）の電圧VCEは零に保持される。このダイオード
（16）の導通期間は（Ｃ）時点から（Ｄ）時点までの期
間T1である。
前記LC共振回路が共振状態となる（Ａ）時点から
（Ｃ）時点までの期間において、電圧検出回路（17）に
より変圧器の両端電圧VTを測定し、VT＝０となる（Ｂ）
時点、すなわち、一次電圧零交差を検出し、更に、この
検出信号を遅延回路（18）に送る。この遅延回路（18）
では電圧検出回路（17）から出力された検出信号を前記
（Ｂ）時点−（Ｃ）時点間よりも長く、かつ（Ｂ）時点
−（Ｄ）時点よりも短い期間T0だけ遅延させて、スイッ
チング素子（13）に送る。
（Ｃ）時点までの期間において、電圧検出回路（17）に
より変圧器の両端電圧VTを測定し、VT＝０となる（Ｂ）
時点、すなわち、一次電圧零交差を検出し、更に、この
検出信号を遅延回路（18）に送る。この遅延回路（18）
では電圧検出回路（17）から出力された検出信号を前記
（Ｂ）時点−（Ｃ）時点間よりも長く、かつ（Ｂ）時点
−（Ｄ）時点よりも短い期間T0だけ遅延させて、スイッ
チング素子（13）に送る。
この遅延回路（18）により遅延された検出信号により
スイッチング素子（13）をONさせると、同素子（13）は
電圧VCEが零の時点でONすることになる。このようにス
イッチング素子（13）が電圧VCE＝０の時点でONするこ
とにより、印加電圧VCEと電流Icとの積、つまりワット
ロスＷ＝０となり発熱が防止される。
スイッチング素子（13）をONさせると、同素子（13）は
電圧VCEが零の時点でONすることになる。このようにス
イッチング素子（13）が電圧VCE＝０の時点でONするこ
とにより、印加電圧VCEと電流Icとの積、つまりワット
ロスＷ＝０となり発熱が防止される。
また、スイッチング素子（13）がOFFするときは電圧V
CEは変圧器の一次巻線（12）と共振コンデンサ（14）の
共振電圧の作用により非常に緩慢な立ち上がりとなるた
め、その間、電圧VCEと電流Icとの積Ｗも極めて小さい
値を保持するものである。
CEは変圧器の一次巻線（12）と共振コンデンサ（14）の
共振電圧の作用により非常に緩慢な立ち上がりとなるた
め、その間、電圧VCEと電流Icとの積Ｗも極めて小さい
値を保持するものである。
なお、上記実施例ではインバータ装置の電源として完
全平滑した直流電源（11）を用いた場合について説明し
たが、本発明はこの他、インバータ装置の電源として全
波整流波形の脈流電源を用いたものにも適用できるもの
である。
全平滑した直流電源（11）を用いた場合について説明し
たが、本発明はこの他、インバータ装置の電源として全
波整流波形の脈流電源を用いたものにも適用できるもの
である。
以上説明したように本発明のアーク溶接機またはプラ
ズマ切断機によるときは、その出力制御用インバータ装
置を直流電源と変圧器の一次巻線とインバータ部を構成
するスイッチング素子とをそれぞれ直列に接続して閉ル
ープを形成すると共に、前記変圧器の一次巻線の両端間
にコンデンサを並列に接続してなる回路中に、前記変圧
器の一次電圧零交差を検出する電圧検出回路を介装し、
この電圧検出回路の出力によって前記スイッチング素子
をON動作させるように構成しているので、スイッチング
素子がスイッチング動作するときに、同スイッチング素
子に印加される電圧は零か、または零に近い非常に低い
値とすることができ、これによって、スイッチング素子
に流れる電流および印加される電圧の積であるワットロ
スは零または極めて低い値に抑制されるので、スイッチ
ング素子へのワットロスによる発熱の影響をなくすこと
ができるという優れた効果を発揮するものとなった。
ズマ切断機によるときは、その出力制御用インバータ装
置を直流電源と変圧器の一次巻線とインバータ部を構成
するスイッチング素子とをそれぞれ直列に接続して閉ル
ープを形成すると共に、前記変圧器の一次巻線の両端間
にコンデンサを並列に接続してなる回路中に、前記変圧
器の一次電圧零交差を検出する電圧検出回路を介装し、
この電圧検出回路の出力によって前記スイッチング素子
をON動作させるように構成しているので、スイッチング
素子がスイッチング動作するときに、同スイッチング素
子に印加される電圧は零か、または零に近い非常に低い
値とすることができ、これによって、スイッチング素子
に流れる電流および印加される電圧の積であるワットロ
スは零または極めて低い値に抑制されるので、スイッチ
ング素子へのワットロスによる発熱の影響をなくすこと
ができるという優れた効果を発揮するものとなった。
第１図は本発明の実施例におけるインバータ装置の構成
図、第２図は同インバータ装置の電圧波形図、第３図は
従来例におけるインバータ装置の構成図、第４図は同イ
ンバータ装置の波形図である。 （11）……直流電源、（12）……変圧器の一次巻線、
（13）……スイッチング素子、（14）……コンデンサ、
（17）……電圧検出回路。
図、第２図は同インバータ装置の電圧波形図、第３図は
従来例におけるインバータ装置の構成図、第４図は同イ
ンバータ装置の波形図である。 （11）……直流電源、（12）……変圧器の一次巻線、
（13）……スイッチング素子、（14）……コンデンサ、
（17）……電圧検出回路。
Claims (2)
- 【請求項１】直流電源と変圧器の一次巻線とインバータ
部を構成するスイッチング素子とをそれぞれ直列に接続
して閉ループを形成すると共に，前記変圧器の一次巻線
の両端間にコンデンサを並列に接続してなる回路中に，
前記変圧器の一次電圧零交差を検出する電圧検出回路を
介装し，この電圧検出回路の出力によって前記スイッチ
ング素子をON動作させるように構成した出力制御用イン
バータ装置を具備することを特徴とするアーク溶接機。 - 【請求項２】直流電源と変圧器の一次巻線とインバータ
部を構成するスイッチング素子とをそれぞれ直列に接続
して閉ループを形成すると共に，前記変圧器の一次巻線
の両端間にコンデンサを並列に接続してなる回路中に，
前記変圧器の一次電圧零交差を検出する電圧検出回路を
介装し，この電圧検出回路の出力によって前記スイッチ
ング素子をON動作させるように構成した出力制御用イン
バータ装置を具備することを特徴とするプラズマ切断
機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1037284A JP2538028B2 (ja) | 1989-02-15 | 1989-02-15 | ア―ク溶接機またはプラズマ切断機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1037284A JP2538028B2 (ja) | 1989-02-15 | 1989-02-15 | ア―ク溶接機またはプラズマ切断機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02217167A JPH02217167A (ja) | 1990-08-29 |
| JP2538028B2 true JP2538028B2 (ja) | 1996-09-25 |
Family
ID=12493404
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1037284A Expired - Lifetime JP2538028B2 (ja) | 1989-02-15 | 1989-02-15 | ア―ク溶接機またはプラズマ切断機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2538028B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114211090B (zh) * | 2021-12-17 | 2023-08-29 | 江苏靖宁智能制造有限公司 | 利用机器人双弧协同焊接实现闭环焊缝无接头的连接方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0241778A (ja) * | 1988-08-01 | 1990-02-09 | Hitachi Seiko Ltd | インバータ溶接機 |
-
1989
- 1989-02-15 JP JP1037284A patent/JP2538028B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02217167A (ja) | 1990-08-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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