JP2987547B2 - アーク機器電源装置 - Google Patents
アーク機器電源装置Info
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Description
の約半分の低電圧の2種の交流電源のいずれでも使用可
能な2入力電圧対応型のアーク溶接機に関し、特に交流
電源がエンジン発電機の出力のときにも適するアーク電
源装置に関する。
ク機器電源装置には、実開平1−151975号公報な
どに記載されているように交流電源を整流する整流器及
びこの整流器の出力により動作するスイッチングトラン
ジスタ構成のハーフブリッジインバータを備えた単相交
流電源装置用のアーク溶接機の電源部が記載されてい
る。
流電源は全波整流されてインバータに供給され、低電圧
(例えば100V)の交流電源は倍電圧整流されてイン
バータに供給されている。そして、交流電源の電圧によ
らずインバータの印加電圧が一定に保持され、このイン
バータの高周波出力が供給される出力トランスの2次側
出力を整流,平滑して溶接機電源が形成される。
機の場合、電源トランスを備える場合より小型,軽量に
なるが、手動で切換える必要があった。
流電源が安定な商用電源であることを前提としているた
め、山間部などの商用電源のない現場においてエンジン
発電機の出力を交流電源とする場合、始動直後は発電機
出力が徐々に定格電圧に上昇するため、次に説明する問
題が生じる。
相当の電圧の場合、発電機出力は始動に伴う電圧上昇に
より低電圧電源の状態を介して高電圧電源の状態に遷移
する。そして、この遷移に合わせて電源の印加タップや
整流器の接続を手動で切換えることが困難であるため、
この間の溶接機出力が変動する。
圧,低電圧に応じて内部接続が自動的に切り換わり、し
かも、交流電源がエンジン発電機であっても不都合のな
い小型,軽量な2入力電圧対応型のインバータ構成のア
ーク溶接機を特願平4−112100号において提案し
た。
と、この開閉器を介した交流電源を整流する入力整流器
と、主開閉器により入力整流器の出力側に直列,並列に
切換自在に接続され、入力開閉器が投入されて閉成する
起動時に高電圧の交流電源に対応する直列接続に初期設
定される2個の平滑コンデンサと、両平滑コンデンサそ
れぞれの正極,負極間の直流により動作して高周波交流
を出力する半導体スイッチ素子構成の2個のインバータ
と、この両インバータの出力が供給される出力トランス
と、制御開閉器により2個の1次卷線が入力開閉器を介
した交流電源に直列,並列に切換自在に接続され、起動
時に両1次卷線が高電圧の交流電源に対応する直列接続
に初期設定される制御電源トランスと、このトランスの
2次卷線出力を整流,平滑して直流の制御電圧を発生す
る直流変換器と、入力開閉器の投入により制御電圧とし
て所定電圧より低い電圧が発生したときに主開閉器,制
御開閉器を動作し、前記両平滑コンデンサ,前記両1次
卷線を高電圧の交流電源の約半分の電圧の低電圧の交流
電源に対応する並列接続に切換えて保持する接続切換回
路と、主開閉器,制御開閉器の動作後制御電圧が所定電
圧より高い電圧に上昇変化したときに入力開閉器を開放
する電源遮断回路とを備えたものである。
であれば、制御トランスの2次卷線出力を直流変換器に
より整流,平滑した制御電圧がほぼ所定電圧になり、両
平滑コンデンサ,両1次卷線は直列接続に保持される。
一方、交流電源が低電圧電源であれば制御電源トランス
の1次卷線電圧の低下により、制御電圧が所定電圧の約
半分に低下し、接続切換回路により主開閉器,制御開閉
器が動作して両平滑コンデンサ,1次卷線の接続が低電
圧電源に対応する並列接続に切り換る。
とした場合、この発電機出力が始動時の電圧上昇に伴い
低電圧電源の状態を介して高電圧電源の状態に遷移する
と、最初は発電機出力の低い電圧により主開閉器,制御
開閉器が動作して両平滑コンデンサは、低電圧電源に対
応する並列接続に切り換るが、発電機出力が上昇して高
電圧電源の状態に近づくと、電源遮断回路により入力開
閉器が開放されて交流電源が遮断され、過電圧の発生が
防止される。
時発電機出力が定格電圧に達して交流電源が高電圧電源
になるとともに、主開閉器,制御開閉器が初期設定に戻
って両平滑コンデンサ,両1次卷線が直列接続に戻り、
正常に動作する。
機が高電圧電源の時、エンジン発電機の立上がり途中で
入力開閉器が開放されるため、入力開閉器を再投入する
必要がある。
めに本発明は、高電圧を出力する高電圧系電源と、高電
圧の約半分の低電圧を出力する低電圧系電源と、低電圧
系電源の状態から高電圧系電源の状態に移行するエンジ
ン発電機のいずれかを交流電源とする出力を整流する入
力整流器と、整流出力を平滑するコンデンサと、上記コ
ンデンサと並列に接続されたインバータと、上記インバ
ータを制御するドライバ回路と、上記交流電源が高電圧
系電源と低電圧系電源の接続にかかわらずほぼ一定の直
流電圧をインバータに印加するための切換回路と、交流
電源の出力電圧を検出する入力電圧検出回路と、エンジ
ン発電機を交流電源とし、その起動時上記入力電圧検出
回路が検出した検出信号が低電圧系電源の適用する上部
の範囲を越えたときから高電圧系電源の適用する下部の
範囲までを上記インバータを停止させる不感帯設定部と
により構成している。
を平滑するコンデンサと並列にインバータを設け、交流
電源が高電圧系電源と低電圧系電源のいずれの接続にも
かかわらず、インバータに印加する直流電圧がほぼ一定
の電圧になるように切換回路により切換える。また、エ
ンジン発電機を交流電源とするとき、その起動時に交流
電源の出力電圧を入力電圧検出回路により検出し、この
検出信号の低電圧系電源の適用する上部の範囲を越えた
ときから高電圧系電源の適用する下部の範囲までにある
とき、インバータを停止させる。交流電源がエンジン発
電機の場合、このインバータの停止している間に切換回
路を低電圧系電源の受電から高電圧系電源の受電に切換
える。
照して説明する。図1は交流電源を出力とした場合の全
体構成を示し、同図において1は交流電源、2a,2b
は受電用の電源端子、3は整流素子4,5,6,7によ
り構成される入力整流器、9は切換回路で切換回路9の
常開開閉手段9aの短絡時は、交流電源が低電圧時に対
応し、常閉開閉手段9bの短絡時は交流電源が高電圧時
に対応する。11,12は平滑コンデンサ、14は内部
に半導体スイッチング素子14a,14bを有するイン
バータ、16は出力変圧器、18は出力整流器、20は
出力端子である。22は交流電源を入力し、入力電圧を
判別する入力判別回路、24はインバータ14のドライ
バ回路である。
図であり、32は入力電圧検出回路、34は比較部で、
入力電圧検出回路の検出信号と基準値と比較する比較器
38と、入力電圧が低電圧時にロー電圧を指令するロー
指令部40と、入力電圧が高電圧時にハイ指令するハイ
指令部42とにより構成されている。44は遅延タイマ
でロー指令部40の信号を遅延する。46は入力電圧に
応じて切換回路9を切り換える入力切換指令回路、50
はインバータ回路14の停止領域を設けインバータ回路
14に停止信号を入力する不感帯設定器である。
商用電源が接続された場合について説明する。まず、交
流電源が接続前は切換回路9の常開開閉手段9aは開放
し、常閉開閉手段9bは短絡している。そして、交流電
源1が例えば100V系及び200V系の2系統の電源
で高電圧系の200V系電源が入力すると、入力電圧検
出回路32が交流電源1の電圧を検出し、検出電圧が基
準値と比較器38により比較され、ハイ指令部42がハ
イ電圧を指令し、入力切換指令回路46を介して切換回
路9を常開開閉手段9aは開放を指令し、常閉開閉手段
9bは短絡を指令する。
5,6,7で構成される全波整流回路の入力整流器によ
り整流され、平滑コンデンサ11,12,により平滑さ
れる。一方インバータ14はドライブ回路24により制
御され、入力の直流を高周波交流に変換し、変圧器16
により変圧し、出力整流器18を介して出力に直流出力
を得る。
ると、入力電圧検出回路32が交流電源1の電圧を検出
し、検出電圧が基準値と比較器38により比較され、ロ
ー指令部40がロー電圧を出力する。このロー電圧が遅
延タイマ44を指令し、遅延タイマ44がタイマカウン
トを開始する。遅延タイマ44がタイムアップするまで
遅延タイマ44の出力から出力されず、入力切換指令回
路46へは指令信号が入力されない。従って常開開閉手
段9aは開放を継続し、常閉開閉手段9bは短絡を継続
する。
5,6,7で構成される全波整流回路に入力整流器によ
り整流され、平滑コンデンサ11,12により平滑され
る。このため、インバータ14に入力する電圧は低電圧
系の100Vのピーク値すなわち約140Vと正常時
(280V)の約半部の電圧が印加し待機する。
ると、遅延タイマ44の出力信号が切換指令回路46に
入力し、切換回路9の常開開閉手段9aは短絡に、また
常閉開閉手段9bは開放に切り換わる。従って、交流電
源1の出力は、整流素子4,5及びコンデンサ11,1
2で構成される倍電圧整流回路の入力整流器とコンデン
サ11,12により整流・平滑される。低電圧系の10
0Vの倍電圧整流の約280Vを得る。一方、インバー
タ14はドライブ回路24により制御され、入力の直流
を高周波交流に変換し、変圧器16により変圧し、出力
整流器18を介して出力に直流出力を得る。
続された場合について説明する。エンジン発電機がアー
ク溶接機に接続され、エンジン発電機が起動すると、入
力電圧検出回路32がエンジン発電機1の出力電圧を検
出し、検出電圧が基準値と比較器38により比較され、
ロー指令部40がロー電圧を出力する。このロー電圧が
遅延タイマ44を指令し、遅延タイマ44がカウントを
開始する。遅延タイマ44がタイムアップするまで遅延
タイマから出力は出力されず、入力切換指令回路46へ
は指令信号から入力されない。従って、常開開閉手段9
aは開放を継続し、常閉開閉手段9bは短絡を継続す
る。そして、上記のようにエンジン発電機1の出力は整
流素子4,5,6,7で構成される入力整流器3により
整流され、平滑コンデンサ11,12により平滑され
る。
すると、遅延タイマ44の出力信号が入力切換指令回路
46に入力し、切換回路9の常開閉開閉手段9aは短絡
に、また常閉開閉手段9bは開放に切り換わる。従っ
て、エンジン発電機1の出力は整流素子4,5で整流さ
れ、コンデンサ11,12で平滑される。この時のイン
バータの入力電圧は低電圧系の100V系の電圧に相当
し、倍電圧整流された約280Vの電圧となっている。
一方、インバータ14はドライブ回路24により制御さ
れ、入力の直流を高周波交流に変換し、変圧器16によ
り変圧し、出力整流器18を介して出力に直流出力を得
る。
ると、検出電圧が基準値37と比較され、ロー指令部4
0はロー電圧の出力を停止し、ハイ指令部42はハイ電
圧を出力する。このハイ電圧が入力切換指令回路46を
指令し、切換回路9の常開開閉手段9aは開放に、また
常閉開閉手段9bは短絡に切り換わる。従って、エンジ
ン発電機1の出力は整流素子4,5,6,7で整流さ
れ、コンデンサ11,12で平滑する。この時のインバ
ータの入力電圧は高電圧系の200Vの電圧に相当し、
約280Vの電圧となっている。一方インバータ14は
ドライブ回路24により制御され、入力の直流を高周波
に変換し、変圧器16により変圧し、出力整流器18を
介して出力に直流出力を得る。
に、入力電圧検出回路32の検出電圧と基準値37とを
比較するため、例えば100V系の低電圧系の適用する
上部の範囲を越えて動作したり、200V系の高電圧系
の適用する下部の範囲に満たない電圧においても動作す
ることがある。そこで、不感帯設定器50は低電圧系に
適用する上部の範囲から高電圧系に適用する下部の範囲
まで不感帯信号を出力し、ドライブ回路24の動作を停
止し、インバータ14の動作を停止する。なお、この不
感帯設定器50は、検出信号と低電圧系の最高電圧に相
当する基準値とを比較する比較器と、検出信号と高電圧
系の最低電圧に相当する基準値とを比較する比較器との
2つで構成されるものであってよい。
用するスイッチング素子の逆電圧が低いため、インバー
タ回路を2回路設け、交流電源に対応して直列、並列に
接続するものである。すなわち、1は3相の交流電源、
61は入力整流器、62,63は平滑コンデンサ、6
4,65はそれぞれコンデンサ62,63と並列に接続
されたインバータ、66は出力変圧器でインバータ出力
の電流バランスをとるために、それぞれ2次巻線を2巻
線設け、相互に直列接続している。67,68は出力整
流器で2相半波整流回路を構成している。71は入力判
定回路であり、構成は図1の判定回路と同様の構成をし
ている。72はインバータ64.65のドライバ回路で
ある。73は入力切換指令回路72の指令信号を受け動
作する切換回路で、73a,73cは常開開閉手段、7
3bは常閉開閉手段である。
手段73a,73cは開放し、常開開閉手段73bは短
絡されている。これにより、コンデンサ62とインバー
タ64の並列回路と、コンデンサ63とインバータ65
の並列回路とは直列に接続されている。また、交流電源
が低電圧系電源場合、常開開閉手段73a,73cは短
絡に、また常閉開閉手段73bは開放に切り換わる。こ
のためコンデンサ62とインバータ64の並列回路とコ
ンデンサ63とインバータ65の並列回路とは並列に接
続されることになり、交流電源が高電圧電源又は低電圧
系電源に対応して切り換わる。
高電圧系を200V系としたが、低電圧系が200V系
で、高電圧系が400V系であってもよい。また、上記
実施例では、入力整流器を低電圧系が倍電圧整流回路を
採用し、高電圧系が全波整流回路を採用していたが、低
電圧系及び高電圧系の入力整流器はともに全波整流回路
とし、インバータを2回路設け、このインバータを低電
圧系のとき並列に接続し、高電圧系の時直列に接続させ
てもよい。また、上記実施例では、直流アーク溶接機に
ついて説明したが、直流出力に低周波(50ないし20
0Hz)のインバータを設け、交流アーク溶接機として
使用することもできる。さらに、切断機などのアーク機
器にも使用できる。
ているため、交流電源が供給される起動時に、入力整流
器の出力側は高電圧系電源に対応するように初期設定さ
れる。そして、給電された交流電源が高電圧系電源であ
れば初期設定の状態を保ち、低電圧系電源であれば、切
換回路を低電圧系電源に対応する接続に切り換えて保持
する。
圧系電源及び高電圧系電源のいずれかであっても同じ電
圧が入力し、インバータの出力に同じ電圧を出力するこ
とができる。
により形成される場合、発電機の始動により交流源源が
低電圧系電源の状態から高電圧電源の状態に移行する
時、インバータを遮断し、切換回路に大きな電流が流れ
るのを防止し、自動的に高電圧系電源の状態に移行させ
ることができる。このため、従来必要とした入力開閉器
の再投を行う必要がない。
ン発電機を不都合なく使用することができ、特にエンジ
ン発電機を交流電源としたときに最適なインバータ構成
の小型・軽量なアーク機器電源装置を提供できる。
ク接続図である。
図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 高電圧を出力する高電圧系電源と、高電
圧の約半分の低電圧を出力する低電圧系電源と、低電圧
系電源の状態から高電圧系電源の状態に移行するエンジ
ン発電機のいずれかを交流電源とする出力を整流する入
力整流器と、整流出力を平滑するコンデンサと、上記コ
ンデンサと並列に接続されたインバータと、上記インバ
ータを制御するドライバ回路と、上記交流電源が高電圧
系電源と低電圧系電源の接続にかかわらずほぼ一定の直
流電圧をインバータに印加するための切換回路と、交流
電源の出力電圧を検出する入力電圧検出回路と、エンジ
ン発電機を交流電源とし、その起動時上記入力電圧検出
回路が検出した検出信号が低電圧系電源の適用する上部
の範囲を越えたときから高電圧系電源の適用する下部の
範囲までを上記インバータを停止させる不感帯設定部と
により構成されたアーク機器電源装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6240561A JP2987547B2 (ja) | 1994-09-07 | 1994-09-07 | アーク機器電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6240561A JP2987547B2 (ja) | 1994-09-07 | 1994-09-07 | アーク機器電源装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0871749A JPH0871749A (ja) | 1996-03-19 |
JP2987547B2 true JP2987547B2 (ja) | 1999-12-06 |
Family
ID=17061364
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6240561A Expired - Lifetime JP2987547B2 (ja) | 1994-09-07 | 1994-09-07 | アーク機器電源装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
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Families Citing this family (5)
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JP2007014167A (ja) * | 2005-07-01 | 2007-01-18 | Sansha Electric Mfg Co Ltd | メッキ用電源装置 |
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JP5047370B2 (ja) * | 2010-01-05 | 2012-10-10 | 株式会社広宣 | 溶接方法 |
-
1994
- 1994-09-07 JP JP6240561A patent/JP2987547B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPH0871749A (ja) | 1996-03-19 |
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