JP2819393B2 - プラズマアーク電源装置 - Google Patents

プラズマアーク電源装置

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JP2819393B2 JP6301460A JP30146094A JP2819393B2 JP 2819393 B2 JP2819393 B2 JP 2819393B2 JP 6301460 A JP6301460 A JP 6301460A JP 30146094 A JP30146094 A JP 30146094A JP 2819393 B2 JP2819393 B2 JP 2819393B2
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    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
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    • G05F1/02Regulating electric characteristics of arcs
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K10/00Welding or cutting by means of a plasma

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  • Plasma Technology (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、プラズマアーク切断装
置や溶接機用の電源装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、プラズマアーク切断装置や溶接
機等は、プラズマアーク電源装置(以下、電源装置と称
す。)から直流電流を受給し、この直流電流をプラズマ
負荷である電極と対象物(ワーク)との間に供給するこ
とによって、この電極とワークとの間にプラズマアーク
を発生させて対象物の切断や溶接等の加工を行うもので
ある。図5に、この電源装置を備えたプラズマアーク切
断装置の概略構成を示す。
【0003】同図に示すように、電源装置1の陽極
(+)側出力は、ワーク3に接続されている。一方、陰
極(−)側出力は、プラズマトーチ2を構成する円柱形
の電極21の一端に接続されている。電極21は、例え
ば銅等の比較的に高い導電率を有する金属によって形成
されており、他端には、例えばハフニウム、タングステ
ン、ジリコニウム等の耐高温材料22が埋め込まれてい
る。また、この電極21は、ノズル23によってカバー
されており、このノズル23の上記耐高温材料22側に
位置する側には、ノズル孔23aが穿設されている。
【0004】上記のように構成されているプラズマアー
ク切断装置では、まず、ノズル23と電極21との間の
スペース24に、例えば圧縮空気や、酸素、アルゴン、
水素、窒素等のプラズマガスを供給する。そして、電源
装置1から電極21とワーク3との間に直流電流を供給
する。ここで、この直流電流を供給する最初の短時間だ
け、電極21とワーク3との間に高電圧を供給してパイ
ロットアークを発生させる。このパイロットアークの発
生によって、電極21とワーク3との間にプラズマアー
ク20が発生し、これによってワーク3の切断作業を行
うことができる。なお、このプラズマアーク20は、電
極21の耐高温材料22から発生し、ノズル23のノズ
ル孔23aを介してワーク3に向かって放射される。
【0005】ここで、このプラズマアーク20の発生源
である電極21の耐高温材料22は、プラズマアーク2
0の発生に伴って、即ちワーク3の切断作業量に伴って
次第に消耗していく。そして、この耐高温材料22の消
耗量、即ち消耗部分22aの消耗寸法Lがある限界を越
えると、ついにはプラズマアーク20が発生しなくな
り、即ち電極21の寿命が尽きてしまう。なお、このよ
うに電極21の寿命が尽きた場合は、電極21を交換す
る必要がある。
【0006】従来、この電極21の耐高温材料22の消
耗量、即ち電極21の寿命は、電極21とワーク3との
間に供給される直流電流に含まれているリップルが小さ
いほど電極21への負担が少なくなり、これによって、
切断作業量に対する耐高温材料22の消耗量も少なくな
り、即ち電極2の寿命が長くなるものと考えられてい
た。従って、電源装置1から電極21とワーク3との間
に供給する直流電流のリップルを極力少なくするため
に、従来、種々の工夫が成されてきた。
【0007】上記工夫の一つとして、従来、電源装置1
内において、交流電源を整流、平滑して直流化した後
に、この直流を絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(以
下、IGBTと称す。)等のスイッチング素子を高周波
スイッチングさせるインバータにより高周波交流に変換
し、この高周波交流を変圧器で変圧した後、再び整流、
平滑し、これによって得られた直流電流を電極21とワ
ーク3との間に供給していた。そして、この直流電流を
検出し、この検出した信号に基づいて上記インバータを
制御することによって、上記直流電流が一定になるよう
に定電流制御を行っていた。このように、インバータを
用いた定電流制御を行うことによって、リップルの少な
い直流定電流を電極21とワーク3との間に供給するこ
とができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし、電極21の寿
命を長くする(伸ばす)ために、上記従来技術におい
て、電極21とワーク3との間に供給する直流電流のリ
ップルを極力小さくするように工夫したにも係わらず、
切断作業量に対する耐高温材料22の消耗量の減少、即
ち電極21の寿命の伸びを確認することができなかっ
た。逆に、直流電流に含まれているリップルが大きい方
が、電極21の寿命が長くなる場合もあった。つまり、
上記直流電流に含まれているリップルが小さいほど、電
極21の寿命が長くなるというわけではないと予想され
る。
【0009】本発明は、電源装置1から供給される直流
電流に含まれているリップルの周波数と振幅とが、耐高
温材料22の消耗量、即ち電極21の寿命と、どのよう
な関係があるのかを実験によって明確にし、この実験結
果に基づいて電極21の寿命を長くすることのできる条
件を導き出すと共に、電極21の寿命を長くすることの
できる電源装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】第1の発明の電源装置
は、プラズマ負荷である電極と対象物との間にプラズマ
アークを発生させるために上記電極と上記対象物との間
に直流電流を供給する電源装置において、周波数が10
0Hz乃至500Hzで、電流の最大値と最小値との差
が上記直流電流の電流値に対して0%よりも大きく1
5.5%以下の大きさの交流電流を、上記直流電流に重
畳させたことを特徴とするものである。
【0011】第2の発明の電源装置は、プラズマ負荷で
ある電極と対象物との間にプラズマアークを発生させる
ために上記電極と上記対象物との間に直流電流を供給す
る電源装置において、周波数が300Hz乃至500H
zで、電流の最大値と最小値との差が上記直流電流の電
流値に対して0%よりも大きく16.5%以下の大きさ
の交流電流を、上記直流電流に重畳させたことを特徴と
するものである。
【0012】第3の発明の電源装置は、プラズマ負荷で
ある電極と対象物との間にプラズマアークを発生させる
ために上記電極と上記対象物との間に直流電流を供給す
る電源装置において、周波数が300Hz乃至360H
zで、電流の最大値と最小値との差が上記直流電流の電
流値に対して0%よりも大きく20%以下の大きさの交
流電流を、上記直流電流に重畳させたことを特徴とする
ものである。
【0013】第4の発明の電源装置は、プラズマ負荷で
ある電極と対象物との間にプラズマアークを発生させる
ための直流電流を上記電極と上記対象物との間に供給す
る電源装置において、周波数が100Hz乃至500H
zで、電流の最大値と最小値との差が上記直流電流の電
流値に対して10%の大きさの交流電流を、上記直流電
流に重畳させたことを特徴とするものである。
【0014】
【0015】
【0016】
【0017】
【0018】
【実施例】本発明に係る電源装置の一実施例を図1から
図4を参照して説明する。図1は、この電源装置を備え
たプラズマアーク切断装置の概略構成を示すブロック図
で、同図に示す1が、電源装置である。同図に示すよう
に、この電源装置1は、例えばIGBTによって構成さ
れたインバータ12を備えおり、このインバータ12に
は、入力端子10に供給されている例えば商用交流電源
を入力整流部11によって整流、平滑して得た直流電力
が入力されている。
【0019】このインバータ12に入力された上記直流
電力は、このインバータ12によって高周波交流に変換
される。そして、この高周波交流は、変圧器13の一次
巻線13aに供給され、この変圧器13によって変圧さ
れた高周波交流が、変圧器13の二次巻線13bに誘起
される。この変圧器13によって変圧された高周波交流
は、出力整流部14によって整流、平滑された後、起動
部15を介してプラズマトーチ2を構成する電極21に
供給される。
【0020】また、上記電極21とワーク3との間に流
れる電流を検出するように、電流検出部16が設けられ
ており、この電流検出部16の出力信号は、誤差増幅部
18に供給される。一方、この誤差増幅部18には、基
準信号発生部17から、基準信号も供給されている。な
お、この基準信号は、予め設定した直流信号に所定の交
流信号を重畳させたものであり、基準信号発生部17
は、この基準信号に含まれる交流信号の周波数と振幅と
を可変できるように構成されている。
【0021】誤差増幅部18は、電流検出部16の出力
信号と、上記基準信号との差を出力し、この差をインバ
ータ制御部19に供給する。このインバータ制御部19
は、電流検出部16の出力信号と基準信号とが等しくな
るようにインバータ12を制御する。即ち、この制御に
よって、電極21と対象物3との間に供給される供給電
流は、図2に示すように、予め定めた一定の直流電流I
a に所定の周波数f及び振幅Ip を有する交流電流を重
畳させた状態に制御される。そして、この交流電流の周
波数f及び振幅Ip の制御は、基準信号発生部17にお
ける基準信号の周波数及び振幅を可変することによって
行われる。
【0022】なお、本実施例の電源装置1においては、
電極21に接続された起動部15側を陰極とし、対象物
3に接続された電流検出部16側を陽極としている。そ
して、これ以外の構成、即ちプラズマトーチ2の構成に
ついては、図5に示す従来のものと同等であるので、同
等部分には同一符号を付し、その詳細な説明を省略す
る。
【0023】次に、上記のように構成されたプラズマア
ーク切断装置の動作について説明する。まず、ノズル2
3と電極21との間のスペース24に、例えば圧縮空気
や酸素、アルゴン、水素、窒素等のプラズマガスを供給
する。そして、電源装置1から電極21とワーク3との
間に、図2に示すような供給電流を供給する。ここで、
この供給電流を供給する最初の短時間だけ、起動部15
から電極21とワーク3との間に高電圧を供給してパイ
ロットアークを発生させる。なお、ここでいう上記短時
間とは、パイロットアークのアークスタートが良好な場
合は10μsec程度で、この場合、上記高電圧は単一
パルス状で供給される。また、アークスタートがスムー
ズでない場合は10乃至20msec程度で、この場
合、上記高電圧は2乃至3MHz程のパルス状で供給さ
れる。
【0024】そして、このパイロットアークの発生によ
って、電極21とワーク3との間にプラズマアーク20
が発生し、これによってワーク3の切断作業を行うこと
ができる。なお、このプラズマアーク20は、電極21
の耐高温材料22から発生し、ノズル23のノズル孔2
3aを介してワーク3に向かって放射される。そして、
このプラズマアーク20の発生源である電極21の耐高
温材料22は、プラズマアーク20の発生に伴って、即
ちワーク3の切断作業量に伴って次第に消耗していく。
【0025】ここで、プラズマガスとして、流量が10
0リットル/分の圧縮空気を使用し、プラズマアーク2
0の発生源となる電極21の耐高温材料22にハフニウ
ムを使用し、電極21とワーク3との間に供給する供給
電流の平均電流Ia を70Aとすると共に、この供給電
流に含まれる交流電流の周波数f及び振幅Ip を変化さ
せたときの、ワーク3の切断作業量に対する耐高温材料
22の消耗量Lを測定した結果について図3及び図4を
参照して説明する。なお、上記ワーク3の切断作業量に
ついては、電源装置1を60秒間ONすることによって
プラズマアーク20を発生させた後、この電源装置1を
80秒間OFFしてプラズマアーク20の発生を休止さ
せるという、このON/OFF動作を1作業単位とし、
この作業単位を上記切断作業量の基準単位とする。そし
て、このON/OFF動作を繰り返し行うことによっ
て、電極21を消耗させていく。また、上記交流電流の
振幅Ip については、絶対値による表現ではなく、平均
電流に対する比率(以下、リップル率と称す。)Rで表
現する。なお、このリップル率Rは、数1で示される。
【0026】
【数1】R=(Ip /Ia )×100〔%〕
【0027】図3は、このプラズマアーク切断装置の切
断作業回数Nに対する電極21の消耗量(消耗長さ)L
の変化の推移を示すグラフである。同図に実線で示すグ
ラフXは、電極21とワーク3との間に供給する供給電
流のリップル率Rが零(R=0)、即ち上記供給電流と
して交流成分を含まない直流電流のみを供給した場合
の、作業回数Nに対する電極21の消耗量Lの変化の推
移を示すグラフである。このグラフXによると、作業回
数N0 で、電流21の消耗量Lが2mmに達している。
なお、この作業回数N0 は、90回であった。
【0028】そして、同図に示すグラフY及びグラフZ
が、上記供給電流として、直流電流に交流電流を重畳さ
せた場合の、作業回数Nに対する電極21の消耗量Lの
変化の推移を示すグラフである。なお、このグラフYと
グラフZとでは、上記供給電流に含まれている交流電流
の周波数f及びリップル率Rは各々異なっている。この
グラフY及びグラフZからも分かるように、供給電流に
含まれている交流電流の周波数f及びリップル率Rが異
なると、作業回数Nに対する電流21の消耗量Lの変化
量も異なってくる。つまり、グラフYは、電極21が例
えばL=2mm消耗するまでに、作業回数N0 よりも多
い作業回数N1 回の作業を行うことができ、即ち、供給
電流として直流電流のみを供給した場合よりも電極21
の寿命が長くなる。例えば、交流電流の周波数fを30
0Hz、リップル率Rを10%にしたときに、このグラ
フYのような結果を得ることができ、このときの作業回
数N1 は135回になった。また、交流電流の周波数f
を500Hz、リップル率Rを10%にしたときにも、
このグラフYのような結果を得ることができ、このとき
の作業回数N1 は100回になった。
【0029】一方、グラフZは、電極21が例えばL=
2mm消耗するまでに、作業回数N0 よりも少ない作業
回数N2 回の作業しか行えず、即ち、供給電流として直
流電流のみを供給した場合よりも電極21の寿命は短く
なってしまう。例えば、交流電流の周波数fを60H
z、リップル率Rを15%にしたときに、このグラフZ
のような結果を得ることができ、このときの作業回数N
2 は70回になった。また、このグラフZに示す状態に
おいては、電極21−ワーク3間、及びノズル23−ワ
ーク3間にダブルアークが発生し、これによってノズル
23を破壊することもある。なお、このダブルアークが
発生した場合についても、電極21の寿命が尽きたこと
と見なす。
【0030】図4は、図3にグラフXで示すリップル率
Rが零(R=0)の場合の、電極21の消耗量Lが2m
mに達するまでの作業回数N0 を電極寿命M=100と
し、図3にグラフY及びグラフZで示すように供給電流
に含まれる交流電流の周波数f及びリップル率Rを変化
させたときの電極寿命Mの変化を示すグラフである。な
お、同図に示すグラフA、B、C、Dは、各々周波数f
がf=60Hz、100Hz、300Hz乃至360H
z、500Hzの交流電流を各々直流電流に重畳させた
ときのグラフである。
【0031】同図のグラフAに示すように、交流電流の
周波数fが60Hzの場合、リップル率Rが約9%以下
では、直流電流のみを供給した場合と同程度の電極寿命
Mを得られるが、それ以上では、電極寿命Mは直流電流
のみを供給した場合よりも短くなってしまう。
【0032】同図のグラフBに示すように、交流電流の
周波数fが100Hzの場合の電極寿命Mは、直流電流
のみを供給した場合に比べて、リップル率Rが5%で約
1.06倍、10%で最高の約1.2倍、15%で約
1.03倍、15.5%で同等であり、この15.5%
以上で電極寿命Mは直流電流のみを供給した場合よりも
短くなってしまう。
【0033】同図のグラフCに示すように、交流電流の
周波数fが300Hz乃至360Hzのいずれの場合で
も、電極寿命Mは、直流電流のみを供給した場合に比べ
て、リップル率Rが5%で約1.2倍、10%で最高の
約1.5倍、15%で約1.34倍、20%で同等であ
り、この20%以上で電極寿命Mは直流電流のみを供給
した場合よりも短くなってしまう。
【0034】同図のグラフDに示すように、交流電流の
周波数fが500Hzの場合の電極寿命Mは、直流電流
のみを供給した場合に比べて、リップル率Rが5%で約
1.1倍、10%で最高の約1.23倍、15%で約
1.08倍、16.5%で同等であり、この16.5%
以上で電極寿命Mは直流電流のみを供給した場合よりも
短くなってしまう。
【0035】即ち、上記のように、電極21とワーク3
との間に供給する供給電流として、直流電流に、周波数
が100Hz乃至500Hzで、リップル率が15.5
%以下である交流電流を重畳させることによって、上記
供給電流として直流電流のみを供給する場合よりも電極
の寿命を長くすることができる。
【0036】また、供給電流として、直流電流に、周波
数が300Hz乃至500Hzで、リップル率が16.
5%以下である交流電流を重畳させることによって、上
記の場合よりも更に電極の寿命を長くすることができ
る。
【0037】そして、供給電流として、直流電流に、周
波数が300Hz乃至360Hzで、リップル率が20
%以下である交流電流を重畳させることによって、上記
の場合よりも更に電極の寿命を長くすることができる。
【0038】なお、本実施例においては、プラズマガス
として、圧縮空気を供給したが、これに限らず、酸素
や、アルゴンガス、水素、窒素等を供給してもよい。ま
た、これらの酸素や、アルゴンガス、水素、窒素等を供
給した場合についても、上記と同様な結果が得られた。
【0039】そして、インバータ12を、IGBTによ
って構成したが、これに限らず、トランジスタや、MO
S−FET、GTO等、他の制御用素子によってインバ
ータ12を構成してもよい。
【0040】また、プラズマアーク20の発生源である
電極21の耐高温材料22として、ハフニウムを用いた
が、これに限らず、タングステンやジリコニウム等を用
いることができる。
【0041】更に、インバータ12の入力電源として、
入力端子10から入力した商用交流電源を入力整流部1
1によって整流、平滑した直流電力を用いたが、これに
限らず、エンジン発電機の出力を整流した直流電源や、
溶接用電源装置の直流電源、その他の直流スイッチング
電源等の直流出力をインバータ12に入力してもよい。
【0042】
【発明の効果】第1の発明によれば、プラズマ負荷であ
る電極と対象物との間には、直流電流と、この直流電流
に重畳された状態で交流電流とが供給されており、これ
によって、電極と対象物との間にプラズマアークが発生
する。なお、上記交流電流の周波数は、100Hz乃至
500Hzであり、また、上記交流電流の電流の最大値
と最小値との差、即ち振幅は、上記直流電流の電流値に
対して0%よりも大きく15.5%以下の大きさであ
る。このように、電極と対象物との間にプラズマアーク
を発生させるために供給する直流電流に、上記周波数及
び振幅を有する交流電流を重畳させることによって、直
流電流のみを供給した場合よりもプラズマアークの発生
に伴う電極の消耗を抑えられることが、実験結果として
得られた。即ち、上記のように、電極と対象物との間に
供給する直流電流に、上記周波数及び振幅を有する交流
電流を重畳させることによって、直流電流のみを供給す
る場合よりも電極の寿命を長くすることができるという
効果がある。
【0043】第2の発明によれば、プラズマ負荷である
電極と対象物との間には、直流電流と、この直流電流に
重畳された状態で交流電流とが供給されており、これに
よって、電極と対象物との間にプラズマアークが発生す
る。なお、上記交流電流の周波数は、300Hz乃至5
00Hzで、上記交流電流の電流の最大値と最小値との
差、即ち振幅は、上記直流電流の電流値に対して0%よ
りも大きく16.5%以下の大きさである。このよう
に、電極と対象物との間にプラズマアークを発生させる
ために供給する直流電流に、上記周波数及び振幅を有す
る交流電流を重畳させることによって、第1の発明より
もプラズマアークの発生に伴う電極の消耗を抑えられる
ことが、実験結果として得られた。即ち、上記のよう
に、電極と対象物との間に供給する直流電流に、上記周
波数及び振幅を有する交流電流を重畳させることによっ
て、第1の発明よりも電極の寿命を長くすることができ
るという効果がある。
【0044】第3の発明によれば、プラズマ負荷である
電極と対象物との間には、直流電流と、この直流電流に
重畳された状態で交流電流とが供給されており、これに
よって、電極と対象物との間にプラズマアークが発生す
る。なお、上記交流電流の周波数は、300Hz乃至3
60Hzで、上記交流電流の電流の最大値と最小値との
差、即ち振幅は、上記直流電流の電流値に対して0%よ
りも大きく20%以下の大きさである。このように、電
極と対象物との間にプラズマアークを発生させるために
供給する直流電流に、上記周波数及び振幅を有する交流
電流を重畳させることによって、第2の発明よりもプラ
ズマアークの発生に伴う電極の消耗を抑えられること
が、実験結果として得られた。即ち、上記のように、電
極と対象物との間に供給する直流電流に、上記周波数及
び振幅を有する交流電流を重畳させることによって、第
2の発明よりも電極の寿命を長くすることができるとい
う効果がある。
【0045】第4の発明によれば、プラズマ負荷である
電極と対象物との間には、直流電流と、この直流電流に
重畳された状態で交流電流とが供給されており、これに
よって、電極と対象物との間にプラズマアークが発生す
る。なお、上記交流電流の周波数は、100Hz乃至5
00Hzで、上記交流電流の電流の最大値と最小値との
差、即ち振幅は、上記直流電流の電流値に対して10%
の大きさである。このように、電極と対象物との間にプ
ラズマアークを発生させるために供給する直流電流に、
上記周波数及び振幅を有する交流電流を重畳させること
によって、直流電流のみを供給した場合よりもプラズマ
アークの発生に伴う電極の消耗を抑えられることが、実
験結果として得られた。即ち、上記のように、電極と対
象物との間に供給する直流電流に、上記周波数及び振幅
を有する交流電流を重畳させることによって、直流電流
のみを供給する場合よりも電極の寿命を長くすることが
できるという効果がある。
【0046】また、上記交流電流の周波数範囲内におい
て、この交流電流の振幅を上記の大きさにしたときに、
プラズマアークの発生に伴う電極の消耗を最も抑えられ
ることについても実験により確認できた。即ち、直流電
流に重畳させる交流電流の振幅を上記の大きさにするこ
とによって、この交流電流の上記周波数範囲内における
電極の寿命を最も長くすることができるという効果があ
る。
【0047】
【0048】
【0049】
【0050】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る電源装置を備えたプラ
ズマアーク切断装置の概略構成を示すブロック図であ
る。
【図2】同実施例の電極と対象物との間に供給する出力
電流の波形図である。
【図3】同実施例の作業回数に対する電極の消耗量を示
すグラフである。
【図4】同実施例の電極と対象物との間に供給する出力
電流に含まれるリップルの振幅と電極寿命との関係を示
すグラフである。
【図5】プラズマアーク切断装置の概略構成図である。
【符号の説明】
1 電源装置 2 プラズマトーチ 3 対象物(ワーク) 11 入力整流部 12 インバータ 13 変圧器 14 出力整流部 15 起動部 16 電流検出部 17 基準信号発生部 18 誤差増幅部 19 インバータ制御部 20 プラズマアーク 21 電極 22 耐高温材料
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木下 敦史 大阪府大阪市東淀川区淡路2丁目14番3 号 株式会社三社電機製作所内 (72)発明者 橋本 隆志 大阪府大阪市東淀川区淡路2丁目14番3 号 株式会社三社電機製作所内 (56)参考文献 特開 昭61−262464(JP,A) 特開 昭61−109460(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G05F 1/02 B23K 10/00 H02M 9/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プラズマ負荷である電極と対象物との間
    にプラズマアークを発生させるために上記電極と上記対
    象物との間に直流電流を供給するプラズマアーク電源装
    置において、周波数が100Hz乃至500Hzで、電
    流の最大値と最小値との差が上記直流電流の電流値に対
    して0%よりも大きく15.5%以下の大きさの交流電
    流を、上記直流電流に重畳させたことを特徴とするプラ
    ズマアーク電源装置。
  2. 【請求項2】 プラズマ負荷である電極と対象物との間
    にプラズマアークを発生させるために上記電極と上記対
    象物との間に直流電流を供給するプラズマアーク電源装
    置において、周波数が300Hz乃至500Hzで、電
    流の最大値と最小値との差が上記直流電流の電流値に対
    して0%よりも大きく16.5%以下の大きさの交流電
    流を、上記直流電流に重畳させたことを特徴とするプラ
    ズマアーク電源装置。
  3. 【請求項3】 プラズマ負荷である電極と対象物との間
    にプラズマアークを発生させるために上記電極と上記対
    象物との間に直流電流を供給するプラズマアーク電源装
    置において、周波数が300Hz乃至360Hzで、電
    流の最大値と最小値との差が上記直流電流の電流値に対
    して0%よりも大きく20%以下の大きさの交流電流
    を、上記直流電流に重畳させたことを特徴とするプラズ
    マアーク電源装置。
  4. 【請求項4】 プラズマ負荷である電極と対象物との間
    にプラズマアークを発生させるための直流電流を上記電
    極と上記対象物との間に供給するプラズマアーク電源装
    置において、周波数が100Hz乃至500Hzで、電
    流の最大値と最小値との差が上記直流電流の電流値に対
    して10%の大きさの交流電流を、上記直流電流に重畳
    させたことを特徴とするプラズマアーク電源装置。
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