JP2657633B2 - 無ブラシ発電機整流直流溶接機用点火回路を同期するための装置および方法 - Google Patents

無ブラシ発電機整流直流溶接機用点火回路を同期するための装置および方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はエンジン駆動の溶接電源
装置に関し、さらに詳しくは電流を多相サイリスタ整流
回路に供給するエンジン駆動の多相交流発電機を使う直
流溶接電源装置に関するものである。
【０００２】
【従来技術とその問題点】溶接作業はしばしば遠く離れ
た建設現場や、自己維持電源装置が有利な他の場所で行
われる。そのような状況で、ガソリンまたはジーゼル・
エンジンが溶接電力を供給する交流発電機を駆動する原
動機として使われるのが普通である。あるタイプの電源
装置は３相交流電流出力をもつ誘導３相発電機を駆動す
るため、ガソリンまたはジーゼル・エンジンを使う。３
相交流電流は５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの交流電流（正弦
波）が３導体および時には中性体に供給される電力を送
るための標準的な形である。３相電力は、３相を形成す
るために接続された固定子巻線に電流を流させる交流発
電機の回転磁界によって発生する。３相電力は互いに１
２０°ずつ位相がずれ、慣例として位相Ａ・Ｂ・Ｃと表
わされる。「位相が１２０°ずれる」とは、位相Ｂは位
相Ａから１／３周期遅れ、位相Ｃは位相Ｂから１／３周
期遅れていることを意味している。位相順序は、駆動す
る原動機の回転方向によって順に決定される磁界の回転
方向によって決められる。効果的タイプの電力伝送がな
される。
【０００３】３相交流電流出力は整流ブリッジのサイリ
スタによって整流される。サイリスタは溶接電流の大き
さのような溶接パラメータを制御して点火される。
【０００４】整流回路内のサイリスタの制御は、点火信
号を、サイリスタ整流ブリッジへの入力を形成する交流
電圧の周期と同期させることを要する。これは難しいか
も知れない。なぜなら、サイリスタ自身の点火、溶接作
業およびシステムの他の要素が、理想的にはきれいな正
弦波サイリスタ入力となるべきものの中に、スパイク波
やノイズ、偽の遷移を誘導するからである。
【０００５】過去、同期化は時に、交流発電機自身の出
力ラインから同期信号を得ることによって為されてき
た。上記スパイク波やノイズ、偽の遷移および他の問題
は、偽の同期化と誤タイミングを除くため、同期信号の
調整を要する。他のアプローチは、各位相毎に１つの純
正同期巻線を交流発電機に供給するものである。このよ
うなアプローチは、１つの３相電源装置毎に３つの同期
巻線を要するの高価である。このようなアプローチはま
た、サイリスタの作動によって電源ラインに加えられる
ノイズやスパイク波、偽の遷移がしばしば発電機出力巻
線を通じて発電機の磁界内に誘導されるので、同期巻線
からの出力の調整を要する。これらの欠陥は次に同期巻
線に拾われる。したがって、各相毎の同期巻線の出費の
他に、各相毎に調整回路を設けるという出費を加えなけ
ればならない。
【０００６】
【本発明の構成】本発明は、交流発電機内の単一同期巻
線から同期情報が引き出される、エンジン駆動直流溶接
電源装置を供給するものである。制御回路および方法
は、単一検知巻線にもとづく多相に同期情報を与えるた
め、発電機電源の固有の性質という有利さをもってい
る。
【０００７】さらに本発明によれば、この単一検知巻線
は発電機内に発生する回転磁界を検知するために発電機
内に位置し、一般に正弦波状に変わる出力信号をもつ。
この出力信号は、半波整流器で整流され、コンデンサと
抵抗からなるパルス拡大器に印加され、スイッチング・
ネットワークに印加される。このスイッチング・ネット
ワークは、あるバイナリー状態から、同期巻線出力正弦
波の周期内のある位置に関して時間的に固定された他の
バイナリー状態への顕著な遷移をもつデジタル信号を発
生する。デジタル信号はそれによって、発電機磁界の回
転の正確な位置に直接関し、したがってまた、発電機出
力の３相に対する交流出力の変動に関する正確な時間的
位置に直接関する遷移をもって、供給される。
【０００８】さらに本発明によれば、同期スイッチング
・ネットワークからのデジタル出力は、遷移時間に遅れ
量を増し、整流器ブリッジのサイリスタを制御するた
め、点火パルスを発生するデジタル・プロセッサに供給
される。
【０００９】さらに本発明によれば、このデジタル・プ
ロセッサによって誘導される遅れ量は、溶接電源装置に
よって供給される電流と電圧を制御するために調整可能
である。
【００１０】さらに本発明によれば、多相発電機溶接電
源装置内のサイリスタ整流器ブリッジに調時点火信号を
供給する方法が提供される。この方法は、発電機内の単
一の導電同期巻線、該単一巻線に接続された整流器、該
整流器に接続されたコンデンサと抵抗、該コンデンサと
抵抗に接続されたスイッチ・ネットワーク、およびデジ
タル・プロセッサを供給し、くり返し周期をもつ巻線の
端部に出力信号を発生させ、この出力信号を整流器に印
加することにより整流化信号を発生させ、この整流化信
号をコンデンサと抵抗に印加することにより拡大信号を
発生させ、この拡大信号をスイッチ・ネットワークに印
加することにより、出力信号の周期のある選択点に対応
する顕著な遷移点をもつスイッチ信号を発生させ、この
スイッチ信号をデジタル・プロセッサに印加し、およ
び、このデジタル・プロセッサを、サイリスタを点火し
所定の溶接電流を発生させるために加えられる多数の調
時サイリスタ・ゲート信号を発生させるために使うステ
ップからなる。
【００１１】本発明の第１の目的は、多相交流電流出力
を整流するサイリスタをゲートするための周期情報を供
給するため、単一の検知回路しか必要としないエンジン
駆動多相発電機直流溶接電源装置を供給することにあ
る。
【００１２】本発明の他の目的は、製造コストが安く動
作安定な多相発電機駆動直流溶接回路のための同期回路
を提供することにある。
【００１３】さらに本発明の他の目的は、単一の同期信
号調整回路しか要しないモーター駆動発電機型直流溶接
電源装置を提供することにある。
【００１４】さらに本発明の他の目的は、単相同期巻線
から３相トリガー信号を形成するため、モータ駆動発電
機型直流溶接電源装置の比較的一定の回転スピードの有
利さを得ることにある。
【００１５】さらに本発明の他の目的は、デジタル・プ
ロセッサによって容易に制御され、ノイズやスパイク
波、小欠陥、偽の遷移などを比較的免れている、モータ
駆動発電機型直流溶接電源装置のためのゲーティング制
御回路を提供することにある。
【００１６】さらに本発明の他の目的は、仕上がった溶
接に害を与えることなく、誤った同期情報を補償したり
回復させたりできる、エンジン駆動発電機型の直流溶接
電源装置を提供することにある。
【００１７】本発明のこれらおよび他の目的、および利
点は、以下の説明、添付図面および特許請求の範囲から
明らかになるであろう。
【００１８】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
るが、本発明はこれと同一のもののみに限定されるもの
ではない。図１はエンジン１０がシャフト１２を通じて
発電機１４に物理的に接続されているアーク溶接電源装
置Ａを示す。発電機１４は３相誘導無ブラシ発電機で、
３相溶接出力１６、単相補助出力１８および単相同期出
力２０を有している。補助出力１８は目的の市場または
購買者の所望により、１２０Ｖまたは２４０Ｖで６０Ｈ
ｚまたは５０Ｈｚの出力を供給する。補助出力の周波数
は、従来どおりのエンジン回転速度制御により約５０Ｈ
ｚまたは約６０Ｈｚに保たれる。これによりオペレータ
ーは、規則正しい交流周波数を要する電動工具を作動さ
せるため、補助出力１８を使える。このような特性をも
つ補助出力の供給は従来通りである。
【００１９】３相溶接出力は３つの溶接出力ライン２２
Ａ、２２Ｂ、２２Ｃで伝えられる。３相は従来からＡ
相、Ｂ相、Ｃ相と表わされる。Ａ相が進んでいるとする
と、Ｂ相はＡ相から１２０°遅れ、Ｃ相はＢ相から１２
０°遅れている。対称配列がこの従来どおりの出力シス
テムに与えられる。ライン２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃで伝
えられる３相出力はサイリスタ整流器ブリッジ３０に加
えられる。実際は、発電機１４のロータが円筒籠形巻線
を有し、コンデンサがこのロータ巻線の励磁のためにラ
イン２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃの間に接続されている。
【００２０】整流器ブリッジ３０は３つの半導体制御整
流器（ＳＣＲ）３１、３３、３５および３つのダイオー
ド３２、３４、３６からなっている。各ＳＣＲは、ター
ンオンさせ、順導通させるために使われるゲート入力を
もっている。これらのＳＣＲとダイオードは、従来どお
りの半導体コンバータ・ブリッジ配列に接続され、各Ｓ
ＣＲまたはダイオードは３相出力ラインの１つからエネ
ルギーを受け、直流溶接出力ライン４０または直流溶接
アースライン４２のいずれかに接続されている。コイル
やコンデンサのようなフィルター部品が時に、従来どお
り加えられる。上記ＳＣＲブリッジは業界で周知であ
る。さらに、替わりに６つのＳＣＲや同等のものも利用
できる。
【００２１】直流溶接出力ライン４０は溶接電極４１
に、また直流溶接アースライン４２は溶接対象４３に接
続されている。もちろん、電極４１と溶接対象４３の極
性は逆になり得る。この２つは従来どおり、アーク４４
によって電気的につなげられる。アーク電流は分路抵抗
４６で検知し、電流の大きさ情報はデジタル・プロセッ
サ１３０に伝えられる。実施例ではアーク電流検知用に
分路抵抗を使っているが、巻線を使ってもよい。
【００２２】ＳＣＲ３１、３３、３５はゲート信号を要
する。これらのゲート信号は各ＳＣＲのゲートに加えら
れ、各ＳＣＲの導通時間を決定する。ゲート信号の適切
な制御により、整流器ブリッジ３０の出力電流と電圧が
制御される。しかし、ゲート信号はライン２２Ａ、２２
Ｂ、２２Ｃを通ってＳＣＲに加えられる交流出力に正確
に同期しなければならない。
【００２３】図２は発電機１４の巻線を概略的に示して
いる。従来どおり、３相接続巻線２２Ａ、２２Ｂ、２２
Ｃは発電機の軸が回転して回転磁界を作り出すとき、３
相溶接出力を供給する。これらの巻線は互いに１２０゜
ずつ異なる３相を与えるため、従来どおりのやり方で物
理的に配置されている。補助巻線の相互接続点ＡＵＸ
Ｂ、ＡＵＸ ＮおよびＡＵＸ Ｃは、従来のようにＡＵ
Ｘ ＮとＡＵＸ Ｂの間、ＡＵＸ ＮとＡＵＸ Ｃの間
で１２０Ｖ、ＡＵＸ ＢとＡＵＸ Ｃの間で２４０Ｖを
供給する。巻線は必ずしも３相出力の２相を供給しな
い。このような補助出力の供給は従来どおりである。
【００２４】点ＳＹＮＣ ＡとＳＹＮＣ Ｎの間の単一
巻線は、単相交流出力を発電機の同期ラインに与える。
この巻線は検知情報と、接続されている制御回路への電
力を供給するだけなので、小径の線でよい。さらに、単
相なので、補助巻線パターンに残されている空所の溝に
巻いてもよい。最小の溝スペースがあればよい。単相同
期巻線は発電機の回路磁界に時間的に固定された関係を
もつ交流電圧を供給する。回転磁界は相互接巻線２２
Ａ、２２Ｂ、２２Ｃに溶接電流を誘起する。同期正弦波
は整流器ブリッジ３０に与えられる相溶接出力の位相と
時間的に固定した関係をもつ。同期正弦波は、発電機の
軸が一定速さで回転する限り一定時間だけ溶接出力正弦
波を進ませたり遅らせたりする。エンジン１０の速さが
わずかに変化したとしても、同期ラインＳＹＮＣ Ａ、
ＳＹＮＣ Ｎ上の信号は、６０Ｈｚ出力に比べたとき、
エンジンと発電機の慣性とゆっくり変化する機械的性質
のため、３つのすべての出力ライン２２Ａ、２２Ｂ、２
２Ｃの位相に関する正確な情報を持ち続ける。
【００２５】同期信号周波数は発電機ロータの回転周波
数と固定した関係をもつ。２極機に対し、周波数は同一
である。４極機に対し、同期信号周波数はロータの回転
周波数の２倍である。
【００２６】ＳＹＮＣ Ａ、ＳＹＮＣ Ｎ上に供給され
る単一の同期信号は同期信号デジタイザー５０（図１）
に与えられる。同期巻線出力信号５２を図４に示す。こ
の信号は一般に正弦波状で、正の半周期５４と負の半周
期５６をもつ。この信号はサイリスタや他の部材のスイ
ッチングによって生じる不規則性を含んでいる。正と負
の半周期の間の遷移、すなわちゼロ・クロッシングは検
知において特に重要である。図示波形において、負に向
かうゼロ・クロッシング５８は比較的きれいだが、正に
向かうゼロ・クロッシング６０はノイズがある。各ゼロ
・クロッシング６０は、正に入る偽偏位６２とそれに続
く負に入る偏位６４および第２の正に向かうゼロ・クロ
ッシング６６を含んでいる。この波形は時に、ＳＣＲの
トリガーによって出力ラインに生じるスパイク波によっ
て、エンジン駆動整流器回路に生じる。このようなスパ
イク波はライン２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃで発電機にフィ
ードバックされ、検知回路に拾われる磁界を誘導する。
ある場合には、このスパイク波はゼロ・クロッシングの
上に落ちて、制御回路に対し重大な問題をひきおこす。
偽のゼロ・クロッシングは同期巻線出力信号内で、実質
的にどんな場所でも起こり得る。本発明はデジタイザ５
０内で効果的にマスキングすることにより、これらのス
パイク波や偏位に関する問題を克服している。
【００２７】図３に示すように、同期巻線出力信号５２
は、負の半周期５６を阻止し正の半周期５４を通す整流
ダイオード７０に加えられる。正の半周期はコンデンサ
７２と抵抗７４に加えられて、拡大半周期信号７６（図
５）となる。コンデンサ７２は半周期で充電され、抵抗
７４を通してゆっくりと放電し、図５のような波形とな
る。拡大半周期信号７６は比較的小さな値の抵抗７８を
通って、抵抗８０、８２からなる分圧器に加えられる。
ツェナーダイオード８４は該信号７６の最大電圧を、ク
ランプ拡大半周期信号９０を形成するレベルにクランプ
し、同期信号デジタイザ５０の残りの回路を保護する。
このクランプ拡大半周期信号９０はＮＰＮトランジスタ
８６のベースに加えられる。信号７６の始まりで正に向
かう電圧は、トランジスタ８６を順方向にバイアスして
トランジスタに電流を流させる。抵抗８２はトランジス
タ８６のベースをオフ・タイムの間中、“ｌｏｗ”に引
っ張っておく。したがって、トランジスタはその間導通
しない。
【００２８】抵抗９２、９４はそれぞれ２入力ＮＡＮＤ
ゲート９６の２つの入力９３、９５に接続され、ともに
５Ｖ電源に接続されている。それゆえ、２つの入力９
３、９５は通常“ｈｉｇｈ”に保たれ、ＮＡＮＤゲート
９６の出力はゼロである。トランジスタ８６のコレクタ
はＮＡＮＤゲート９６の入口の一方につながれており、
正の電圧がトランジスタ８６のベースに加えられると、
上記のように導通し、ＮＡＮＤゲート９６の入力の１つ
の９５が“ｌｏｗ”に引かれるので、ＮＡＮＤゲート９
６の出力は“ｈｉｇｈ”に変わる。
【００２９】図５に示すように、同期巻線出力信号５２
の正の半周期５４の始期、拡大半周期信号７６とクラン
プ信号９０において正に向かうパルスが始まっている。
これによりトランジスタ８６はターンオンし、ＮＡＮＤ
ゲート９６の入力９５の電圧を約０Ｖにする。ＮＡＮＤ
ゲート入力信号９８（図５）はクランプ信号９０の正部
の間のほとんど“ｌｏｗ”（０Ｖ）に保たれている。ク
ランプ信号９０がトランジスタを順方向にバイアスする
のに必要な値よりも低下すると、トランジスタは電流を
流すのをやめ、ＮＡＮＤゲート入力信号は点１００にお
いて５Ｖに戻る。トランジスタのベースに加わる電圧を
この点１００でゆっくりと変化させるので、トランジス
タは活性領域を通り抜け、点１００で信号９８をゆっく
りと上昇させる。ＮＡＮＤゲート出力信号１０２（図
５）は入力信号９８と逆の波形だが、遷移部分はよりシ
ャープな波形となっている。図５に示すように、入力信
号９８が“ｈｉｇｈ”（５Ｖ）になると、出力信号１０
２は非常に速い遷移１０４で“ｌｏｗ”（０Ｖ）にな
る。入力信号９８が“ｌｏｗ”に落ちると、出力信号１
０２は非常に速くてクリーンな遷移１０６で“ｈｉｇ
ｈ”になる。
【００３０】同期巻線出力信号５２が初めに“ｈｉｇ
ｈ”になると、正の電圧がトランジスタのベースに加え
られ、ターンオンさせる。トランジスタのコレクター電
圧（ＮＡＮＤゲート入力信号９８）は直ちに点１０８で
“ｌｏｗ”になる。これにより出力信号１０２が遷移１
０６で直ちに“ｈｉｇｈ”になる。この出力信号１０２
は制限抵抗１１０を通り、コンデンサ１１２でフィルタ
ーをかけられ、ライン１１４を通ってデジタル・プロセ
ッサ１３０に加えられる。正に向かう遷移１０６はデジ
タル・プロセッサに対する同期信号として適切である。
【００３１】ダイオード７０は正に向かう電圧だけを通
させるのに、小量の正に向かう初期信号さえ、コンデン
サ７２を十分充電させてトランジスタ８６を導通状態に
保つ。負に向かうスパイク波はダイオード７０で阻止さ
れる。正の半周期５４が続いているとき、コンデンサ７
２の電荷は増す。その電圧は同期巻線出力信号５２の正
半周期５４のピークとほとんど同時刻にピークに達す
る。コンデンサ７２の電荷はブリード抵抗７６を通して
ゆっくりとしか放電され得ないので、トランジスタは導
通状態を保つ。信号５２の負に向かうスパイク波や小欠
陥は何の影響も及ぼさない。同期信号デジタイザ５０は
コンデンサ７２が抵抗７４を通して放電する時間がくる
まで、この状態にロックされる。コンデンサ７２と抵抗
７４の値は、次の正半周期５４が始まる直前までトラン
ジスタを導通させ続けるのに十分なだけの電荷をコンデ
ンサ７２が残せるように決められる。この時定数は、発
電機の周波数が分かれば決定される。こうしてデジタイ
ザ５０は次の正に向かうゼロ・クロッシング６０の直前
に、リセットされ、短いインタバル１２０の間に入力を
受け入れる用意をする。
【００３２】同期信号デジタイザはたいていの時間、偽
入力をマスクし、マスクしていない間は、最初の入力に
作用する。それによって、クリーンなデジタル受容可能
な同期遷移が得られる。
【００３３】上記のように、同期信号として使われる正
に向かう遷移１０６を運ぶＮＡＮＤゲート出力信号１０
２は、デジタル・プロセッサ１３０に加えられる。デジ
タル・プロセッサ１３０はまた、アーク電流検知分路抵
抗４６や巻線および所定の電流値をセットしたユーザー
から受ける電流信号のような他の検知情報も入力され
る。デジタル・プロセッサ１３０は適切な時間遅れを正
に向かう同期信号遷移１０６に加え、いく本かのゲート
・ライン１３２を通してゲート・パルスをＳＣＲ３１、
３３、３５のゲートに印加する。デジタルのゲート・パ
ルスはデジタル・プロセッサ１３０で調整され、ＳＣＲ
のゲートに直接印加されるのに適切にされる。各ゲート
・ライン１３２はブリッジの各ＳＣＲに対して設けられ
ている。
【００３４】デジタル・プロセッサ１３０はまた、出力
電圧およびオペレータが選んだ他の溶接パラメータを制
御するため、ゲート信号のタイミングも調整する。これ
を達成するためのアナログあるいはデジタル回路におけ
るいずれの技術も周知である。
【００３５】上記同期信号デジタイザおよび同期巻線出
力信号は６つのＳＣＲ、３つのＳＣＲを使った整流器ブ
リッジ、またはゲート信号が必要な他の整流器配列とと
もに用いられ得る。この回路はゲート・ノイズを受けや
すい発電機によって電力を供給される整流器をトリガー
するのに同期信号が必要なところではどこでも有利であ
る。本発明は発電機内の回転磁界を直接検知し、回転磁
界の周期毎に１つの同期パルスを発生し、およびその同
期のほとんどでノイズをマスクすることにより、優れた
結果を提供する。信頼できる作動が必ず得られる。
【００３６】本発明はゼロ・クロッシングや、整流器へ
の出力の１つの相における電圧信号の他の特性を示す首
尾一貫した信号を提供する。デジタル・プロセッサ１３
０は予め選ばれた空間内で３つのゲート・パルスを作
る。首尾一貫性は必要だが、指示信号は電圧信号の与え
られた点に特にクランプされる必要はない。さらに、本
発明の全機能に影響を及ぼすことなく、パラメータを操
作することにより、ある量のドリフトが生じ得る。実際
には、スバイク波を検知することにより信号が作られて
も、溶接機には何の被害もない。次に発生する信号が設
備や溶接対象に被害を与えることなく、実際のタイミン
グを修正する。
【００３７】明らかに、本明細書を読んで理解すれば本
発明の変形や代替が他人に起こるだろう。それらの変形
や代替が本発明の特許請求の範囲やその等価物の中にあ
る限り、それらはすべて含まれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】エンジン駆動溶接機のブロック図を中心とする
概略構成図である。
【図２】図１の発電機の巻線の配列図である。
【図３】図１の同期信号デジタイザの回路図である。
【図４】図２の同期巻線の出力端子に現われる電圧の波
形図である。
【図５】図３の回路の各点における電圧の波形図であ
る。

Claims (48)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 駆動シャフト、 該駆動シャフトに接続され、回転磁界と交流多相出力電
    流を発生させるために用いられる多相発電機、 該発電機の出力電流を受けるように接続され、制御ゲー
    ト入力を有し、直流出力を発生するために用いられる複
    数のサイリスタ、 回転磁界を検知するために用いられ、周期的で回転磁界
    の完全な回転に対応するくり返し周期をもち回転磁界に
    依存する出力信号を作るために用いられる、発電機内の
    単一の導電同期巻線、 該同期巻線に接続され、該出力信号を受け、単極周期性
    整流信号を作るために用いられる整流器、 該整流信号を受け、単極周期性拡大信号を作るために用
    いられる拡大部材、 該拡大部材に接続され、該拡大信号を受け、各周期の
    間、出力信号の周期に固定した時間的関係をもつ顕著な
    遷移点をもつ単極周期性スイッチ信号を作るために用い
    られるスイッチ部材、 該スイッチ信号を受け、溶接電流を制御可能にするサイ
    リスタ・ゲートに印加される多数の時間的にスペースを
    あけられたサイリスタ・ゲート信号を作るために用いら
    れるデジタル・プロセッサからなることを特徴とする溶
    接電源装置。
  2. 【請求項２】 前記拡大部材が、整流器に接続されたコ
    ンデンサと、該整流器およびコンデンサに接続されたブ
    リード抵抗とからなる、請求項１の溶接電源装置。
  3. 【請求項３】 前記スイッチ部材が、トランジスタと論
    理ゲートからなり、該トランジスタが拡大信号を受けて
    論理ゲートの入力に接続され、論理ゲートの出力がスイ
    ッチ信号である、請求項１の溶接電源装置。
  4. 【請求項４】 前記拡大信号が各周期の大部分の間、ト
    ランジスタを第１状態に保ち、前記顕著な遷移点が第２
    状態から第１状態への遷移であることにより、第２状態
    から第１状態への偽の遷移が防止される、請求項３の溶
    接電源装置。
  5. 【請求項５】 前記論理ゲートがＮＡＮＤゲートであ
    る、請求項３の溶接電源装置。
  6. 【請求項６】 前記スイッチ部材が、拡大信号を受けて
    分割拡大信号をトランジスタに印加する分圧器を含む、
    請求項３の溶接電源装置。
  7. 【請求項７】 前記分圧器が２つの抵抗器からなる、請
    求項６の溶接電源装置。
  8. 【請求項８】 前記顕著な遷移点が第２状態から第１状
    態への遷移であり、スイッチ信号が各周期の大部分の間
    第１状態に保たれることにより、第２状態から第１状態
    への偽の遷移が防止される、請求項１の溶接電源装置。
  9. 【請求項９】 回転磁界を検知するために用いられ、周
    期的で回転磁界の完全な回転に対応するくり返し周期を
    もち回転磁界に依存する出力信号をもつ単一の導電同期
    巻線を発電機内に供給し、各周 期で非ゼロ値部分をもつ単極周期性整流信号を作る
    ため、同期巻線出力信号を整流し、単極周期性 拡大信号を作るため、非ゼロ値部分の接続時
    間を拡大し、単極周期性 で、出力信号の周期に固定した時間的関係を
    もつ顕著な遷移点を各くり返し周期の間もつスイッチ信
    号を作るために、拡大信号を使い、 スイッチ信号遷移点の後、計算された時間遅れを設けら
    れるサイリスタをトリガするのに用いられる多数のサイ
    リスタ・ゲート信号を作り、 所定の溶接電流を発生させるために、スイッチ信号を使
    うステップからなることを特徴とする多相無ブラシで、
    一定の回転速度と回転磁界をもつ発電機溶接電源装置に
    おける、サイリスタ整流器用に複数の時間的間隔をおい
    た点火信号の供給方法。
  10. 【請求項１０】 前記スイッチ信号が第１状態または第
    ２状態のいずれかに限定され、顕著な遷移点が第２状態
    から第１状態への遷移で、スイッチ信号が各周期の大部
    分の間第１状態に保たれる、請求項９の方法。
  11. 【請求項１１】 前記スイッチ信号が、拡大信号が選定
    値よりも大きな信号値をもっている限り、第１状態に保
    たれる、請求項１０の方法。
  12. 【請求項１２】 駆動シャフト、 該シャフトに接続され、回転磁界と交流出力電流を作る
    ために用いられる発電機、該発電機の出力電流を受ける
    ために接続され、少なくとも１つの制御ゲート入力をも
    ち、直流出力を作るために用いられる少なくとも１つの
    サイリスタ、 回転磁界を検知するために用いられ、周期的で回転磁界
    の完全な回転の一部と対応するくり返し周期をもち磁界
    に依存する出力信号を発生させるために用いられる、発
    電機内の単一の導電同期巻線、 該同期巻線に接続され、出力信号を受けるために用いら
    れ、単極周期性整流信号を発生させるために用いられる
    整流器、 該整流信号を受けて単極周期性拡大信号を作るために用
    いられる拡大部材、 該拡大部材に接続され、拡大信号を受けて出力信号の周
    期に固定した時間的関係をもつ顕著な遷移点を各周期毎
    にもつ単極周期性スイッチ信号を作るために用いられる
    スイッチ部材、 該スイッチ信号を受けてサイリスタ・ゲートに印加する
    ことにより溶接電流が制御可能になる多数の時間的間隔
    をおかれたサイリスタ・ゲート信号を作るために用いら
    れるデジタル・プロセッサからなることを特徴とする溶
    接電源装置。
  13. 【請求項１３】 前記拡大部材が整流器に接続されたコ
    ンデンサと、整流器およびコンデンサに接続されたブリ
    ード抵抗とからなる、請求項１２の溶接電源装置。
  14. 【請求項１４】 前記スイッチ部材がトランジスタと論
    理ゲートからなり、該トランジスタが拡大信号を受けて
    論理ゲートの入力に接続され、論理ゲートの出力がスイ
    ッチ信号である請求項１２の溶接電源装置。
  15. 【請求項１５】 前記拡大信号が各周期の大部分の間ト
    ランジスタを第１状態に保ち、顕著な遷移点が第２状態
    から第１状態への遷移であることにより第２状態から第
    １状態への偽遷移が防止される、請求項１４の溶接電源
    装置。
  16. 【請求項１６】 前記論理ゲートがＮＡＮＤゲートであ
    る、請求項１４の溶接電源装置。
  17. 【請求項１７】 前記スイッチ部材が、拡大信号を受け
    て分割拡大信号をトランジスタに印加する分圧器を含
    む、請求項１４の溶接電源装置。
  18. 【請求項１８】 前記分圧器が２つの抵抗器からなる、
    請求項１７の溶接電源装置。
  19. 【請求項１９】 前記顕著な遷移点が第２状態から第１
    状態への遷移であり、スイッチ信号が各周期の大部分の
    間第１状態に保たれることにより、第２状態から第１状
    態への偽遷移が防止される、請求項１２の溶接電源装
    置。
  20. 【請求項２０】 回転磁界を検知するために用いられ、
    周期的で回転磁界の完全な回転の一部に対応するくり返
    し周期をもち磁界に依存する出力信号をもつ単一の導電
    同期巻線を発電機内に供給し、各周 期で非ゼロの部分をもつ単極周期性の整流信号を作
    るため、該同期巻線出力信号を整流し、 単極周期性の拡大信号を作るため、該非ゼロの部分の接
    続時間を拡大し、 単極周期性で、出力信号の周期に固定した時間的関係を
    もつ顕著な遷移点を各周期の間にもつスイッチ信号を作
    るため、該拡大信号を用い、 サイリスタをトリガし所定の溶接電流を作るために用い
    られ、スイッチ信号遷移点の後計算された時間遅れた作
    られる少なくとも１つのサイリスタ・ゲート信号を作る
    ため、該スイッチ信号を用いるステップからなることを
    特徴とする一定の回転速度と回転磁界をもつ発電機溶接
    電源装置における、少なくとも１つのサイリスタ整流器
    用に複数の時間的間隔をおいた点火信号の供給方法。
  21. 【請求項２１】 前記スイッチ信号が第１状態か第２状
    態に限定され、顕著な遷移点が第２状態から第１状態へ
    の遷移であり、スイッチ信号が各周期の大部分第１状態
    に保たれる、請求項２０の方法。
  22. 【請求項２２】 前記スイッチ信号が、拡大信号が選定
    値よりも大きな信号値をもつ限り、第１状態に保たれる
    請求項２１の方法。
  23. 【請求項２３】 駆動シャフト、 該駆動シャフトに接続され、回転磁界と交流多相出力電
    流を作るために用いられる多相発電機、 該発電機出力電流を受け、制御ゲート入力をもち、直流
    出力を作るために用いられる複数のサイリスタ、 回転磁界を検知するために用いられ、周期的で回転磁界
    の完全な回転に対応するくり返し周期をもつ出力信号を
    作るために用いられる、発電機内の単一導電同期巻線、 該同期巻線に接続され、出力信号を受け、出力信号の周
    期に固定した時間的関係をもつ顕著な遷移点を各周期に
    もつスイッチ信号を作るために用いられる検出器、 該スイッチ信号を受けるために用いられ、サイリスタ・
    ゲートに印加されることにより溶接電流が制御可能にな
    る多数の時間的間隔をおいたサイリスタ・ゲート信号を
    作るために用いられるデジタル・プロセッサからなるこ
    とを特徴とする溶接電源装置。
  24. 【請求項２４】 前記顕著な遷移点が第２状態から第１
    状態への遷移であり、スイッチ信号が各周期の大部分の
    間第１状態に保たれることにより、第２状態から第１状
    態への偽遷移が防止される請求項２３の溶接電源装置。
  25. 【請求項２５】 前記検出器が、 同期巻線に接続され、出力信号を受け、単極周期性整流
    信号を作るために用いられる整流器、 該整流信号を受け単極周期性拡大信号を作るために用い
    られる拡大部材、 該拡大部材に接続され、拡大信号を受け、出力信号の周
    期に固定した時間的関係をもつ顕著な遷移点を各周期に
    もつ単極周期性スイッチ信号を作るために用いられるス
    イッチ部材からなる、請求項２４の溶接電源装置。
  26. 【請求項２６】 前記拡大部材が、整流器に接続された
    コンデンサと、整流器およびコンデンサに接続されたブ
    リード抵抗とからなる、請求項２５の溶接電源装置。
  27. 【請求項２７】 前記スイッチ部材が、トランジスタと
    論理ゲートからなり、該トランジスタが拡大信号を受
    け、論理ゲートの入力に接続され、論理ゲートの出力が
    スイッチ信号である、請求項２５の溶接電源装置。
  28. 【請求項２８】 前記拡大信号が各周期の大部分の間ト
    ランジスタを第１状態に保ち、顕著な遷移点が第２状態
    から第１状態への遷移であることにより、第２状態から
    第１状態への偽遷移が防止される請求項２７の溶接電源
    装置。
  29. 【請求項２９】 前記論理ゲートがＮＡＮＤゲートであ
    る、請求項２７の溶接電源装置。
  30. 【請求項３０】 前記スイッチ部材が、拡大信号を受
    け、分割拡大信号をトランジスタに印加する分圧器を含
    む請求項２７の溶接電源装置。
  31. 【請求項３１】 前記分圧器が２つの抵抗器からなる請
    求項３０の溶接電源装置。
  32. 【請求項３２】 回転磁界を検知するために用いられ、
    周期的で回転磁界の完全な回転に対応するくり返し周期
    をもち磁界に依存する出力信号をもつ単一の導電同期巻
    線を発電機内に供給し、 出力信号を受け、出力信号の周期に固定した時間的関係
    をもつ顕著な遷移点を各周期にもつスイッチ信号を作る
    ために用いられる検出器を供給し、 スイッチ信号を受け、サイリスタをトリガし所定の溶接
    電流を作るために用いられ、各々がスイッチ信号遷移点
    の後計算された時間遅れを作られる多数のサイリスタ・
    ゲート信号を作るために用いられるデジタル・プロセッ
    サを供給するステップからなることを特徴とする一定の
    回転速度と回転磁界をもつ多相発電機溶接電源装置にお
    ける、サイリスタ整流器用に複数の時間的間隔をおいた
    点火信号の供給方法。
  33. 【請求項３３】 前記スイッチ信号が第１状態か第２状
    態に限定され、顕著な遷移点が第２状態から第１状態へ
    の遷移であり、スイッチ信号が各周期の大部分の間第１
    状態に保たれる請求項３２の方法。
  34. 【請求項３４】 前記検出器が整流信号を作るために同
    期巻線出力信号を整流するために用いられ、該整流信号
    が各周期で非ゼロ部分をもち、拡大信号を作るために非
    ゼロ部分の接続時間を拡大し、スイッチ信号を作るため
    に拡大信号をスイッチする、請求項３３の方法。
  35. 【請求項３５】 前記スイッチ信号が、拡大信号が選定
    値よりも大きな信号値をもつ限り、第１状態に保たれる
    請求項３４の方法。
  36. 【請求項３６】 駆動シャフト、 該シャフトに接続され、回転磁界と交流多相出力電流を
    作るために用いられる多相発電機、 該発電機出力電流を受け、制御ゲート入力をもち、直流
    出力を作るために用いられる複数のサイリスタ、 回転磁界を検知するために用いられ、周期的で回転磁界
    の回転の一部に対応するくり返し周期をもち磁界に依存
    する出力信号を作るために用いられる、発電機内の単一
    導電同期巻線、 該同期巻線に接続され、出力信号を受け、出力信号の周
    期に固定した時間的関係をもつ顕著な遷移点を各周期に
    もつスイッチ信号を作るために用いられる検出器、およ
    び、 該スイッチ信号を受け、サイリスタ・ゲートに印加され
    ることにより溶接電流が制御可能になる多数の時間的間
    隔をおいたサイリスタ・ゲート信号を作るために用いら
    れるデジタル・プロセッサからなることを特徴とする溶
    接電源装置。
  37. 【請求項３７】 前記顕著な遷移点が第２状態から第１
    状態への遷移であり、スイッチ信号が各周期の大部分の
    間第１状態に保たれることにより、第２状態から第１状
    態への偽遷移が防止される、請求項３６の溶接電源装
    置。
  38. 【請求項３８】 前記検出器が、 同期巻線に接続され、出力信号を受けるために用いら
    れ、単極周期性整流信号を作るために用いられる整流
    器、 該整流信号を受け、単極周期性拡大信号を作るために用
    いられる拡大部材、および 該拡大部材に接続され、拡大信号を受け、出力信号の周
    期に固定した時間的関係をもつ顕著な遷移点を各周期に
    もつ単極周期性スイッチ信号を作るために用いられるス
    イッチ部材からなる、請求項３７の溶接電源装置。
  39. 【請求項３９】 前記拡大部材が、整流器に接続された
    コンデンサと、整流器およびコンデンサに接続されたブ
    リード抵抗とからなる請求項３８の溶接電源装置。
  40. 【請求項４０】 前記スイッチ部材がトランジスタと論
    理ゲートからなり、該トランジスタが拡大信号を受け、
    論理ゲートの入力に接続され、論理ゲートの出力がスイ
    ッチ信号である請求項３８の溶接電源装置。
  41. 【請求項４１】 前記拡大信号がトランジスタを各周期
    の大部分の間第１状態に保ち、顕著な遷移点が第２状態
    から第１状態への遷移であることにより、第２状態から
    第１状態への偽遷移が防止される請求項４０の溶接電源
    装置。
  42. 【請求項４２】 前記論理ゲートがＮＡＮＤゲートであ
    る請求項４０の溶接電源装置。
  43. 【請求項４３】 前記スイッチ部材が、拡大信号を受
    け、分割拡大信号をトランジスタに印加する分圧器を含
    む請求項４０の溶接電源装置。
  44. 【請求項４４】 前記分圧器が２つの抵抗器からなる請
    求項４３の溶接電源装置。
  45. 【請求項４５】 回転磁界を検知するために用いられ、
    周期的で回転磁界の回転の一部に対応するくり返し周期
    をもち磁界に依存する出力信号をもつ単一導電同期巻線
    を発電機内に供給し、 該出力信号を受け、出力信号の周期に固定した時間的関
    係をもつ顕著な遷移点を各周期にもつスイッチ信号を作
    るために用いられる検出器を供給し、 該スイッチ信号を受け、サイリスタをトリガし所定の溶
    接電流を作るために用いられ、各々がスイッチ信号遷移
    点の後計算された時間遅れを作られる多数のサイリスタ
    ・ゲート信号を作るために用いられるデジタル・プロセ
    ッサを供給するステップからなることを特徴とする一定
    の回転速度と回転磁界をもつ多相発電機溶接電源装置に
    おける、サイリスタ整流器用に複数の時間的間隔をおい
    た点火信号の供給方法。
  46. 【請求項４６】 前記スイッチ信号が第１状態か第２状
    態に限定され、顕著な遷移点が第２状態から第１状態へ
    の遷移であり、スイッチ信号が各周期の大部分の間第１
    状態に保たれる請求項４５の方法。
  47. 【請求項４７】 前記検出器が同期巻線出力信号を整流
    して整流信号を作るために用いられ、該整流信号が各周
    期で非ゼロ部分をもち、拡大信号を作るために該非ゼロ
    部分の接続時間を拡大し、スイッチ信号を作るために拡
    大信号をスイッチする請求項４６の方法。
  48. 【請求項４８】 前記スイッチ信号が、拡大信号が選定
    値よりも大きな信号値をもつ限り、第１状態に保たれる
    請求項４７の方法。
JP6332278A 1993-12-06 1994-12-02 無ブラシ発電機整流直流溶接機用点火回路を同期するための装置および方法 Expired - Lifetime JP2657633B2 (ja)

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