JP2866876B2 - 電源装置 - Google Patents

電源装置

Info

Publication number
JP2866876B2
JP2866876B2 JP25317990A JP25317990A JP2866876B2 JP 2866876 B2 JP2866876 B2 JP 2866876B2 JP 25317990 A JP25317990 A JP 25317990A JP 25317990 A JP25317990 A JP 25317990A JP 2866876 B2 JP2866876 B2 JP 2866876B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
phase
power supply
supply device
control circuit
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP25317990A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH04133662A (ja
Inventor
亮拿 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to CN91104848A priority Critical patent/CN1039074C/zh
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to JP25317990A priority patent/JP2866876B2/ja
Priority to US07/710,985 priority patent/US5388031A/en
Priority to CA002044065A priority patent/CA2044065A1/en
Priority to EP19910305181 priority patent/EP0460974A3/en
Publication of JPH04133662A publication Critical patent/JPH04133662A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2866876B2 publication Critical patent/JP2866876B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Ac-Ac Conversion (AREA)
  • Generation Of Surge Voltage And Current (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、3相交流を単相交流に交換する電源装置に
関するもので、特に交流アーク溶接,スポット溶接,シ
ーム溶接等の溶接装置、またはロボット積載用のアーク
溶接やサブマッサージの電源、または照明器具,振動
機、電動機や電熱器等の電源として高効率が得られる単
相交流の電源装置に関するものである。
〔従来の技術〕
一般にスポット溶接装置の電源、あるいは照明器具,
電動機や電熱器等の電源としては、通常単相交流が使用
される。この単相交流を得るため3相交流を単相交流に
変換する装置としては、スコット配線や3相低周波方
式,インバーター方式等が知られているが、これらの場
合大電流になればなるほど3相不平衡が生じるという問
題があり、また電力効率が悪いという問題があった。
すなわち、上述のスコット配線等は、回路構成が複雑
で電源装置としては装置が大型になり、また3相の中の
1相に2倍の過大電流が流れる等、安定した電流を取り
出し難く、特に電源装置としての信頼性に問題があっ
た。
また、スポット溶接装置の電源として上述の3相低周
波方式が採用されているが、装置が大型かつ高価で故障
が多いという問題があった。
また、アーク溶接装置は一般に大電流を必要とするた
め、磁気漏洩方式及びリアクトル方式の2種類の電源方
式が採用されており、前者はトランスとして磁気漏れ変
圧器を用いたもの、後者はトランスの2次側とアーク電
極によって構成される放電回路に直列に可飽和リアクト
ルを挿入したものである。これらはいずれも急峻に高電
圧に立上り、その後電圧が急激に降下する、アーク溶接
時における垂下特性に合致した出力特性を得るようにし
ているが、これらにおいては変圧部での電磁漏洩やリア
クトルによる損失が大きいと言う問題点があった。
さらに最近インバータ方式が多く採用され、これは交
流を整流した後、周波数を約数百サイクル〜1200サイク
ルに上げてトランスを小型軽量にし、その2次側を直流
とする方式であるが、これも甚だ高価であり効率も悪く
また故障も多いものであった。そこで小型軽量で効率の
よい電源装置が要求されていた。
〔発明が解決しようとする課題〕
この発明はこのような状況に鑑みてなされたもので、
既存の単相トランスを用いた効率のよい、3相交流を単
相交流に変換する電源装置を得ることを目的としてい
る。
〔課題を解決するための手段〕
この発明に係る電源装置は、3相交流電源に接続さ
れ、6相交流を発生し、そのうちから所望の3つの相を
選択して出力可能な6相/3相変換回路と、該6相/3相変
換回路からの出力電力の供給を、例えば各相の約120゜
〜180゜の範囲のみ行うよう制御する位置制御回路と、
3台の単相トランスの二次側出力を共通接続し、各単相
トランスの一次側に上記位相制御回路を介して上記6相
/3相変換回路の3相出力を接続してなる変圧部とを備
え、上記単相トランスの共通出力に単相交流を出力する
ようにしたものである。
〔作用〕
この発明においては上記のような構成としたから、位
相制御回路による点弧制御により各単相トランスの一次
側には各相の交流正弦波形の約120゜〜約180゜の範囲に
おいてのみ通電がなされ、上記単相トランスの二次側共
通出力には3相交流の3倍周波の鋸歯状交流波形が発生
する。つまり上記二次側共通出力には立上りが急峻でそ
の後電圧レベルが急速に降下する垂下特性を持った3倍
周波の単相交流が誘導される。これにより既存の単相ト
ランスを用いた、3相不平衡の問題がなく効率のよい電
源装置が得られる。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第1図(a)はこの発明の一実施例による電源装置を
用いたアーク溶接装置を示す全体構成図、第1図(b)
はその6相/3相変換回路の構成を示す図である。
図において、1,2,3は3相交流電源、50は3相交流電
源に接続され、6相交流を発生し、そのうちから所望の
3つの相を選択して出力可能な6相/3相変換回路で、3
相交流電源1〜3を入力とし、3相交流電力を該電源の
第1相〜第3相及びこれらと逆相である第1逆相〜第3
逆相からなる6相の交流電力に変換する変換回路51と、
該変換回路51の6相の各出力のうちから所望の3つの出
力を選択可能な相選択回路52とから構成されており、こ
こではこの相選択回路52は、上記第1相〜第3相を選択
するよう設定している。60は該相選択回路52の後段に接
続れ、該回路の出力である3相交流電力の供給を各相の
120゜〜180゜の範囲のみ行うよう制御する位相制御回路
である。また70は上記位相制御回路60の後段に接続され
た変圧部で、既存の3台の単相トランス71〜73を組み合
わせ、つまり各単相トランスの二次側出力を共通接続
し、各々の一次側に上記位相制御回路を介して上記6相
/3相変換回路50の3相出力を接続して構成されている。
また300はアーク溶接を行う溶接部であり、これは上
記共通接続の二次側出力101に接続された溶接電極10
と、アース端12に接続された被溶接材11とからなり、13
はアークである。
第1図(c)は上記位相制御回路60の詳細を示し、図
中20a,20b,20cはサイリスタ、21は3相交流の各相の正
弦波の零クロス点を検出する零クロス点検出器、22a,22
b,22cは該零クロス点検出器21の出力を受け、各相のサ
イリスタ20a,20b,20cの点弧角を調整する位相調整器で
ある。
次に動作について説明する。
3相交流電源1,2,3よりの電力は、6相/3相変換回路5
0の変換回路51で、該電源の第1相〜第3相及びそれら
の逆相である第1逆相〜第3逆相とからなる6相の交流
電力に変換され、相選択回路52に出力される。該相選択
回路52では、上記変換回路の6相の各出力のうちから第
1相,第2相,及び第3相が選択される。
そして該相選択回路52から変圧部70の各単相トランス
71〜73への通電は、位相制御回路60によって制御され、
第2図(a)に示すように第1,第2,第3の単相トランス
71〜73には、各相の交流正弦波形X,Y,Zの位相角120度〜
180度の範囲(Xについてはcとf,Yについてはbとe,Z
についてはaとd)内においてのみ通電が行われ、それ
以外の時間は各単相トランスは開放状態である。
このようにして3つの単相トランス71〜73に順次通電
が繰り返されると、二次側共通出力101には第2図
(b)に示すように3倍周波の垂下特性を持った鋸歯状
の交流電流が出力されることとなる。
そして、この鋸歯状の3倍周波の電流が溶接部300の
溶接電極10に印加され、被溶接材11との間でアーク13を
発生し、アーク溶接が行われる。この際、以下に述べる
効果が得られる。
本実施例では、3相を単相に変換しているので、3
相不平衡の問題は生じない。また二次側の単相出力とし
ては、上記のように3相交流の3倍の周波数、すなわち
60サイクルに対し180サイクルが得られるので溶接速度
が数来の3相/単相変換装置を用いた場合に比べて3倍
になる。同じ速度のときは溶接のビートが、第3図
(a)に示す従来のものに比し第3図(b)のように3
倍細やかになる。このように溶接の品質を向上できる。
従来の3相/単相変換電源装置では、得られる単相
出力は正弦波であるが、本発明により電源出力値には急
峻に高電圧に立上り、これから垂下状に零となる鋸歯状
波が得られるため、アーク溶接時にアークが出やすくか
つ安定したアークが得られる。
すなわち、本電源装置は本質的に垂下特性を持った電
源となっており、溶接には極めて好都合である。
本発明の電源は上述のように垂下特性を備えたもの
であるので、この垂下特性を得るために従来一般に使用
されている漏洩磁束型の装置または、第4図に示すよう
な可飽和リアクトルL等を用いる必要がなく、これに伴
う損失や力率の低下を生ずることがない。
また、得られる周波数が3倍となるので、変圧器が
小型となり、重量が従来の1/3で済み、大変小型軽量と
なる。また構造が簡単で小型軽量となるので、製造コス
トも大幅に低減できる。
また、従来の装置では無負荷電圧が60V〜100V必要
であったが、本発明では無負荷電圧がかなり小さくて済
み、安全であるとともに取扱いも簡単で技術の熟練を必
要とせず、かつ自動化も容易である。
1相の交流正弦波形の点弧角を120度を中心に前後
に適当に調整することにより、アークの強さを大きく調
整することができる。
つまり、調整範囲を従来に比べて広くすることがで
き、コンピュータによる自動制御を行うことによって従
来不可能であった領域の溶接を可能にし、かつ溶接安定
性を得ることができる。
また、アークが安定しているので、これをロボット
に搭載することにより大型厚板のアーク溶接を行うこと
ができる。すなわち従来の3倍の溶接能力を発揮でき
る。
次に、この発明の他の実施例について説明する。
第5図(a)はこの発明の第2の実施例による電源装
置を示し、この実施例は、上記第1の実施例において相
選択回路52を、第3相に代えてその逆相である第3逆相
を選択するよう設定したものである。この実施例におい
ては上記第1の実施例と同じく各相を約120゜〜約180゜
間で点弧すると、得られる波形は第5図(b)のような
波形となり、一周期において+側に3個の鋸歯状波が、
−側に3個の鋸歯状波が得られることとなる。つまり3
相60サイクルの電源入力に対し、単相60サイクルであり
ながら1秒間に360個の鋸歯状波が得られることとな
る。
このように1相のみを逆相として3相の各々を約120
゜〜約180゜で位相制御すれば、2次側に上記のような6
0サイクルの鋸歯状波が得られるので、これをスポット
溶接または鍛造成形用加熱電源等に使用すれば、180サ
イクルの鋸歯状波よりもリアクタンス損失が少なく、そ
れだけ加熱エネルギーが増大することとなって有利とな
る。具体的には、懐の深い溶接,つまり変圧部からかな
り離れた位置での溶接が可能となる。
第6図(a)はこの発明の第3の実施例を示し、これ
は第2の実施例のように3相を逆相にするとともに、第
1相を約120゜〜約180゜、第2相を約0゜〜約180゜、
第3逆相を約60゜〜約180゜で点弧するようにしたもの
であり、この場合は第6図(b)のように、大きな波高
の60サイクルの鋸歯状波が得られ、スポット溶接にはさ
らに有利となる。
また上記説明では、第1相の点弧開始時期が約120゜
で、溶接電流波形の鋸歯状波が第6図(b)のような波
形である場合を示したが、点弧開始時期を100゜程度に
すれば、立ち上がり位置がより前方となり、かつ立上り
波形の上端頭部が丸みを帯びた鋸歯状波が得られ(第6
図(c)参照)、溶接の用途によってはこのような波形
の溶接電流が有効である。
第7図(a)はこの発明の第4の実施例を示し、この
実施例は第1の実施例において、位相制御回路60を、第
3相を常に開放とし、第1相及び第2相を約120゜〜約1
80゜間で点弧するよう構成したものである。この場合第
7図(b)のように、一周期において+側及び−側にそ
れぞれ、所定間隔を置いて2個の鋸歯状波が得られ、つ
まり+側及び−側に中休み期間を持つ波形が得られ、鋳
物等、急激に温度上昇を行ってはならないものの溶接に
便利である。
またここで、第7図(c)に示すように第1相を120
゜〜180゜、第2相を0゜〜180゜で点弧するようにする
と、両相のエネルギーが合成されて波形の立ち上がり初
期が強く漸次弱くなる擬似鋸歯状波(第7図(d)参
照)が得られる。
また第8図は本発明の第5の実施例を示し、ここで
は、相選択回路52を、第1相,第2相,第3逆相を選択
するよう設定し、位相制御回路60を、第1相を60゜〜18
0゜で点弧し、第3逆相を0゜〜180゜で点弧し、第2相
を常に開放とするよう構成しており、この場合第7図
(d)に波形に比べさらにエネルギーの大きい第8図
(c)のような波形が得られる。
この場合波形の立ち上がり初期のエネルギーが大き
く、また急峻に立ち上がるので、スポット溶接やアーク
溶接等に有利である。またこの場合溶接の強さが増大す
るので、溶接速度の増大や厚い被溶接材への溶接が可能
となる。さらに各相の点弧の範囲を変えることにより出
力エネルギーを任意の値に調整できる。
なお、上述の説明では、点弧は各相の電圧が零になる
まで、つまり位相では180゜まで通電する形式を採って
いるが、トランジスタ等による点弧制御は、点弧開始時
期だけでなく、点弧停止時期も任意に設定可能であるた
め、例えば第6図に示す第3の実施例において、第2相
を0゜から120゜まで通電するようにすれば、第6図
(b)の波形よりさらに通電時間が短く、垂下特性がよ
り急峻なものが得られる。またこれは第8図に示す第5
の実施例において、第3相の逆相を0゜から120゜まで
通電するようにしても同じである。
〔発明の効果〕
以上のようにこの発明によれば、3相交流電源に接続
され、6相交流を発生し、そのうちから所望の3つの相
を選択して出力可能な6相/3相変換回路と、該6相/3相
変換回路からの出力電力の供給を、例えば各相の約120
゜〜180゜の範囲のみ行うよう制御する位相制御回路
と、3台の単相トランスの二次側出力を共通接続し、各
単相トランスの一次側に上記位相制御回路を介して上記
6相/3相変換回路の3相出力を接続してなる変圧部とを
備え、上記単相トランスの共通出力に単相交流を出力す
るようにしたので、出力として3倍周波の鋸歯状波形が
得られ、3相不平衡の問題がなく効率のよい電源装置が
得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例によるアーク溶接機に用い
た電源装置を説明するための図、第2図は該電源装置の
出力波形を示す図、第3図は該アーク溶接機の動作を説
明する図、第4図は従来の可飽和リアクトルを用いたア
ーク溶接機を示す図、第5図はこの発明の第2の実施例
による電源装置を示す図、第6図はこの発明の第3の実
施例による電源装置を示す図、第7図はこの発明の第4
の実施例による電源装置を示す図、第8図は本発明の第
5の実施例による電源装置を示す図である。 図において、1,2,3は3相交流電源端子、10は溶接電
極、11は被溶接材、12はアース、13はアーク、50は6相
/3相変換回路、51は変換回路、52は相選択回路、60は位
相制御回路、70は変圧部、71〜73は第1〜第3の単相ト
ランス、100は電源装置、101は出力端子、300は溶接部
である。 なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】3相交流電源に接続され、6相交流を発生
    し、そのうちから所望の3つの相を選択して出力可能な
    6相/3相変換回路と、 該6相/3相変換回路の出力を各相ごとに点弧制御する位
    相制御回路と、 3台の単相トランスの二次側出力を共通接続し、各単相
    トランスの一次側に上記位相制御回路を介して上記6相
    /3相変換回路の3相出力を接続してなる変圧部とを備
    え、 上記単相トランスの共通出力に単相交流を出力すること
    を特徴とする電源装置。
  2. 【請求項2】請求項1記載の電源装置において、 上記6相/3相変換回路は、 3相交流電源に接続され、3相交流電力を該電源の第1
    相〜第3相及びこれらと逆相である第1逆相/第3逆相
    とからなる6相の交流電力に変換する変換回路と、 該変換回路の6相の各出力のうちから所望の3つの出力
    を選択する相選択回路とからなるものであることを特徴
    とする電源装置。
  3. 【請求項3】請求項2記載の電源装置において、 上記相選択回路は、変換回路の6相出力のうちから、上
    記第1相〜第3相を選択するものであることを特徴とす
    る電源装置。
  4. 【請求項4】請求項2記載の電源装置において、 上記相選択回路は、上記3相交流電源の第1相,第2
    相,及び第3逆相を選択するものであることを特徴とす
    る電源装置。
  5. 【請求項5】請求項3または4記載の電源装置におい
    て、 上記位相制御回路は、相選択回路で選択された各相の約
    120゜〜約180゜の範囲のみ点弧するものであることを特
    徴とする電源装置。
  6. 【請求項6】請求項3または4記載の電源装置におい
    て、 上記位相制御回路は第1相及び第2相をそれぞれ約120
    ゜〜約180゜の範囲で点弧し、第3相を点弧しないもの
    であることを特徴とする電源装置。
  7. 【請求項7】請求項3または4記載の電源装置におい
    て、 上記位相制御回路は第1相を約120゜〜180゜で点弧し、
    第2相を0゜〜180゜で点弧し、第3相を点弧しないも
    のであることを特徴とする電源装置。
  8. 【請求項8】請求項4記載の電源装置において、 上記位相制御回路は第1相を約120゜〜約180゜で点弧
    し、第2相を約0゜〜約180゜で点弧し、第3逆相を約6
    0゜〜約180゜で点弧するものであることを特徴とする電
    源装置。
  9. 【請求項9】請求項4記載の電源装置において、 上記位相制御回路は第1相を約60゜〜約180゜で点弧
    し、第3逆相を約0゜〜約180゜で点弧し、第2相を点
    弧しないものであることを特徴とする電源装置。
JP25317990A 1990-06-08 1990-09-19 電源装置 Expired - Fee Related JP2866876B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN91104848A CN1039074C (zh) 1990-06-08 1990-06-08 供电装置与焊接设备
JP25317990A JP2866876B2 (ja) 1990-09-19 1990-09-19 電源装置
US07/710,985 US5388031A (en) 1990-06-08 1991-06-06 Three-phase to single-phase power supply converter for welding equipment
CA002044065A CA2044065A1 (en) 1990-06-08 1991-06-07 Power supply unit and welding equipment
EP19910305181 EP0460974A3 (en) 1990-06-08 1991-06-10 Power supply unit and welding equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25317990A JP2866876B2 (ja) 1990-09-19 1990-09-19 電源装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04133662A JPH04133662A (ja) 1992-05-07
JP2866876B2 true JP2866876B2 (ja) 1999-03-08

Family

ID=17247642

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP25317990A Expired - Fee Related JP2866876B2 (ja) 1990-06-08 1990-09-19 電源装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2866876B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6333489B1 (en) * 2000-06-29 2001-12-25 Illinois Tool Works Inc. Welding power supply with reduced OCV

Also Published As

Publication number Publication date
JPH04133662A (ja) 1992-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4876433A (en) Inverter controlled-type power source for arc welding
EP0670623A2 (en) Controllable power supply
JPS5849111B2 (ja) インバ−タ回路
JPH0755378B2 (ja) インバータ式抵抗溶接機の制御装置
JP2866876B2 (ja) 電源装置
JP2866877B2 (ja) 電源装置
JP2884547B2 (ja) 電源装置
JP2913605B2 (ja) スポット溶接装置
JP2537516B2 (ja) ア−ク溶接用電源の制御方法および装置
JP3825870B2 (ja) ア−ク加工用電源装置
JP3336027B2 (ja) 電源装置
CA1241073A (en) Three-phase high frequency spike welding system
JP3208134B2 (ja) 鍛造成形装置
JP2852981B2 (ja) 電源装置及びアーク発生装置
US3718802A (en) Ripple control for electric arc welding power supply apparatus
JPH0542375A (ja) コンデンサ式スポツト溶接機の充電制御回路
JP2512911B2 (ja) ア−ク溶接機
JPH0810966A (ja) 抵抗溶接機の制御装置
JPS61296965A (ja) ア−ク溶接用電源装置
JPH0441075A (ja) アーク溶接装置
JP3881416B2 (ja) アーク加工用電源装置
JPS603908B2 (ja) 高周波式抵抗スポット・プロジェクション溶接機
JP2539871Y2 (ja) アーク加工用電源装置
JPH0441073A (ja) 電源装置及びマルチアーク溶接装置
JPH0237507Y2 (ja)

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees