JP3013290B2 - 交直両用溶接電源 - Google Patents
交直両用溶接電源Info
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- JP3013290B2 JP3013290B2 JP8032806A JP3280696A JP3013290B2 JP 3013290 B2 JP3013290 B2 JP 3013290B2 JP 8032806 A JP8032806 A JP 8032806A JP 3280696 A JP3280696 A JP 3280696A JP 3013290 B2 JP3013290 B2 JP 3013290B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は交直両用溶接電源の負電
流の逆パルス発生器の制御装置に関するものである。
流の逆パルス発生器の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この発明は図３に示す回路で実施
されていた。なお、パルス発生器及び溶接電源の波形を
図４に示す。第一のインバータ１の高周波出力を整流す
る整流器２と、前記整流器２の出力を交流に変換する第
二のインバータ８と、前記第二のインバータ８の入力に
パルスを注入するパルス発生器３１と、前記パルス発生
器３１の正極と前記第二のインバータ８の正極の間に設
けられた限流抵抗器３と、出力の負極性電流の立ち上が
りを検出する電流検出器３３とを具備する交直両用アー
ク溶接機用電源について以下に動作を説明する。
されていた。なお、パルス発生器及び溶接電源の波形を
図４に示す。第一のインバータ１の高周波出力を整流す
る整流器２と、前記整流器２の出力を交流に変換する第
二のインバータ８と、前記第二のインバータ８の入力に
パルスを注入するパルス発生器３１と、前記パルス発生
器３１の正極と前記第二のインバータ８の正極の間に設
けられた限流抵抗器３と、出力の負極性電流の立ち上が
りを検出する電流検出器３３とを具備する交直両用アー
ク溶接機用電源について以下に動作を説明する。
【０００３】数１０ｋＨｚから数１００ｋＨｚの高周波
を出力するインバータ１の出力を整流器２によって直流
電圧に変換されて、この変換された直流電圧をインバー
タ８によってアーク溶接に適した、数１０Ｈｚから数１
００Ｈｚの交流に変換される。交流に変換された電圧は
トーチ９と母材１０の間に印加される。母材１０が正極
から負極に極性が切り替わる時は母材１０が負極性のア
ークへの移行ができずアークが消滅する場合がある。極
性切替時にアーク切れが起こりやすい事から母材１０の
電流が正から負に切り替わる時を電流検出器３３によっ
て検出した電流をゼロクロス検出器３２によって検出し
て、電流が正極性からゼロになるタイミングにトーチ９
が正極性になる方向で、図４（ｂ）に示す一定のパルス
幅のパルス電圧４１、４２、４３をパルス発生器３１に
よって発生する。このパルス電圧はインバータ８によっ
て発生した交流電圧に重畳されて母材１０とトーチ９の
間に印加されて、母材１０とトーチ９の間の電圧は図４
（ｃ）に示す波形の電圧になる。なお、トーチ９と母材
１０間の電流波形を図４（ａ）に示す。図４（ａ）では
電流が正から負に変わる時、アーク放電が持続せずパル
ス電流４４又は４５のように電流がゼロになった後、放
電電流が流れるまでに遅れが生じる場合がある。また、
パルス電圧４３によるパルス電流４６は極性変換後、タ
イミングの遅れ無く電流がながれている。つまり、図４
（ｂ）のパルス電圧４１、４２、４３の幅が一定になっ
ているにも係わらず、パルス電流４４、４５、４６のパ
ルス幅は変化している。この現象は母材の表面の酸化、
トーチと母材の距離、トーチ電極の状態等に関係してい
る。
を出力するインバータ１の出力を整流器２によって直流
電圧に変換されて、この変換された直流電圧をインバー
タ８によってアーク溶接に適した、数１０Ｈｚから数１
００Ｈｚの交流に変換される。交流に変換された電圧は
トーチ９と母材１０の間に印加される。母材１０が正極
から負極に極性が切り替わる時は母材１０が負極性のア
ークへの移行ができずアークが消滅する場合がある。極
性切替時にアーク切れが起こりやすい事から母材１０の
電流が正から負に切り替わる時を電流検出器３３によっ
て検出した電流をゼロクロス検出器３２によって検出し
て、電流が正極性からゼロになるタイミングにトーチ９
が正極性になる方向で、図４（ｂ）に示す一定のパルス
幅のパルス電圧４１、４２、４３をパルス発生器３１に
よって発生する。このパルス電圧はインバータ８によっ
て発生した交流電圧に重畳されて母材１０とトーチ９の
間に印加されて、母材１０とトーチ９の間の電圧は図４
（ｃ）に示す波形の電圧になる。なお、トーチ９と母材
１０間の電流波形を図４（ａ）に示す。図４（ａ）では
電流が正から負に変わる時、アーク放電が持続せずパル
ス電流４４又は４５のように電流がゼロになった後、放
電電流が流れるまでに遅れが生じる場合がある。また、
パルス電圧４３によるパルス電流４６は極性変換後、タ
イミングの遅れ無く電流がながれている。つまり、図４
（ｂ）のパルス電圧４１、４２、４３の幅が一定になっ
ているにも係わらず、パルス電流４４、４５、４６のパ
ルス幅は変化している。この現象は母材の表面の酸化、
トーチと母材の距離、トーチ電極の状態等に関係してい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術におい
て、図４（ｂ）に示すパルス電圧を一定にして出力電流
の正から負の切り替わり時にインバータ８の出力に重畳
してパルス電流４４、４５、４６を出力する制御では極
性切り替わりの失敗の確率を少なくするために、図４
（ｂ）のパルス電圧４１、４２、４３の幅を十分大きく
とる必要がある。例えば図４（ｂ）のパルス電圧が同図
（ａ）のパルス電流４５で制限されてしまう。母材１０
の表面が例えば酸化又はトーチの電極が劣化している場
合、パルス電圧４２が印加された後パルス電流４５が流
れるまで遅れる場合があり、前記パルス電流４５が流れ
始める前にパルス電圧４２が切れてしまうと出力電流が
正から負極への反転が失敗して負極アークへの反転がで
きなくなるのでパルス幅をパルス電流４５にあわせて十
分広くとる必要がある。一方、パルス電圧４３によるパ
ルス電流４６は電流がゼロになった後、遅れ無しで流れ
ているのでパルス電圧４３ほどの広いパルスが必要でな
い。この不必要に広いパルス電圧のため限流抵抗器３の
電力損失が大きく、前記限流抵抗器３の電力耐量を大き
く選定しないといけないという問題があった。
て、図４（ｂ）に示すパルス電圧を一定にして出力電流
の正から負の切り替わり時にインバータ８の出力に重畳
してパルス電流４４、４５、４６を出力する制御では極
性切り替わりの失敗の確率を少なくするために、図４
（ｂ）のパルス電圧４１、４２、４３の幅を十分大きく
とる必要がある。例えば図４（ｂ）のパルス電圧が同図
（ａ）のパルス電流４５で制限されてしまう。母材１０
の表面が例えば酸化又はトーチの電極が劣化している場
合、パルス電圧４２が印加された後パルス電流４５が流
れるまで遅れる場合があり、前記パルス電流４５が流れ
始める前にパルス電圧４２が切れてしまうと出力電流が
正から負極への反転が失敗して負極アークへの反転がで
きなくなるのでパルス幅をパルス電流４５にあわせて十
分広くとる必要がある。一方、パルス電圧４３によるパ
ルス電流４６は電流がゼロになった後、遅れ無しで流れ
ているのでパルス電圧４３ほどの広いパルスが必要でな
い。この不必要に広いパルス電圧のため限流抵抗器３の
電力損失が大きく、前記限流抵抗器３の電力耐量を大き
く選定しないといけないという問題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】商用電源を受電して数１
０ｋＨｚから数１００ｋＨｚの高周波出力に変換する第
一のインバータと、前記第一のインバータの出力を整流
する整流器と、前記整流器の出力を数１０Ｈｚから数１
００Ｈｚの交流に変換する第二のインバータと、前記第
二のインバータの出力にパルスを重畳するパルス発生器
と、前記パルス発生器のパルス電流を制限する限流抵抗
器と、出力の負極性電流の立ち上がりを検出する電流検
出器とを具備する交直両用溶接電源において、電流が正
極性から負極性に切り替わる瞬間を検出するゼロクロス
検出器と、出力の負極性電流の立ち上がりを検出する負
電流検出器とを設け、前記ゼロクロス検出器及び負電流
検出器の出力信号によりパルス発生器のパルス幅を制御
させることを特徴とする交直両用溶接電源を提供する。
０ｋＨｚから数１００ｋＨｚの高周波出力に変換する第
一のインバータと、前記第一のインバータの出力を整流
する整流器と、前記整流器の出力を数１０Ｈｚから数１
００Ｈｚの交流に変換する第二のインバータと、前記第
二のインバータの出力にパルスを重畳するパルス発生器
と、前記パルス発生器のパルス電流を制限する限流抵抗
器と、出力の負極性電流の立ち上がりを検出する電流検
出器とを具備する交直両用溶接電源において、電流が正
極性から負極性に切り替わる瞬間を検出するゼロクロス
検出器と、出力の負極性電流の立ち上がりを検出する負
電流検出器とを設け、前記ゼロクロス検出器及び負電流
検出器の出力信号によりパルス発生器のパルス幅を制御
させることを特徴とする交直両用溶接電源を提供する。
【０００６】
【作用】本発明の溶接用電源では前記整流器と前記第二
のインバータの間に前記第二のインバータの電流を検出
する前記電流検出器を設けて、前記電流検出器は検出さ
れた前記第二のインバータの出力電流信号を受けて電流
が正極性から負極性に変わる時に前記電流がゼロになる
瞬間を検出して、この検出したゼロ電流の信号をパルス
発生器におくる。
のインバータの間に前記第二のインバータの電流を検出
する前記電流検出器を設けて、前記電流検出器は検出さ
れた前記第二のインバータの出力電流信号を受けて電流
が正極性から負極性に変わる時に前記電流がゼロになる
瞬間を検出して、この検出したゼロ電流の信号をパルス
発生器におくる。
【０００７】さらに、前記電流検出器は電流の信号をう
けて出力電流が正極からゼロになった後、負電流が流れ
始める瞬間を検出して、あらかじめ設定された電流値を
越える時点を負極性アーク放電に移行した時点であると
みなして、この瞬間を負電流の信号として出力される。
けて出力電流が正極からゼロになった後、負電流が流れ
始める瞬間を検出して、あらかじめ設定された電流値を
越える時点を負極性アーク放電に移行した時点であると
みなして、この瞬間を負電流の信号として出力される。
【０００８】前記パルス発生器は前記ゼロ電流の信号で
電圧を発生して、前記負電流の信号で前記電圧を停止す
ることでパルス発生器から出力されるパルス電圧は電流
がゼロになる時点から負電流が流れるまでの幅のパルス
電圧になる。すなわち、負電流が流れるまでの期間が変
化することで前記パルス電圧のパルス幅が変化する。
電圧を発生して、前記負電流の信号で前記電圧を停止す
ることでパルス発生器から出力されるパルス電圧は電流
がゼロになる時点から負電流が流れるまでの幅のパルス
電圧になる。すなわち、負電流が流れるまでの期間が変
化することで前記パルス電圧のパルス幅が変化する。
【０００９】前記パルス発生器で発生したパルス電圧に
よる電流は前記限流抵抗で制限されて、前記第二のイン
バータの出力に重畳される。第二のインバータと重畳さ
れたパルス電流は溶接用トーチと母材の間に印加され
る。
よる電流は前記限流抵抗で制限されて、前記第二のイン
バータの出力に重畳される。第二のインバータと重畳さ
れたパルス電流は溶接用トーチと母材の間に印加され
る。
【００１０】
【実施例】この発明の実施例を図１に示す。なお、パル
ス発生器及び溶接電源の波形を図２に示す。第一のイン
バータ１の高周波出力を整流する整流器２と、前記整流
器２の出力を交流に変換する第二のインバータ８と、前
記第二のインバータ８の出力にパルスを重畳するパルス
発生器４と、前記パルス発生器４の正極と前記第二のイ
ンバータ８の正極の間に設けられた限流抵抗器３と、電
流検出器７と、電流が正極性から負極性に切り替わる瞬
間を検出するゼロクロス検出器５と、出力の負極性電流
の立ち上がりを検出する負電流検出器６とを具備する交
直両用アーク溶接機用電源について以下に動作を説明す
る。
ス発生器及び溶接電源の波形を図２に示す。第一のイン
バータ１の高周波出力を整流する整流器２と、前記整流
器２の出力を交流に変換する第二のインバータ８と、前
記第二のインバータ８の出力にパルスを重畳するパルス
発生器４と、前記パルス発生器４の正極と前記第二のイ
ンバータ８の正極の間に設けられた限流抵抗器３と、電
流検出器７と、電流が正極性から負極性に切り替わる瞬
間を検出するゼロクロス検出器５と、出力の負極性電流
の立ち上がりを検出する負電流検出器６とを具備する交
直両用アーク溶接機用電源について以下に動作を説明す
る。
【００１１】数１０ｋＨｚから数１００ｋＨｚの高周波
を出力するインバータ１の出力を整流器２によって直流
電圧に変換されて、この変換された直流電圧をインバー
タ８によってアーク溶接に適した、数１０Ｈｚから数１
００Ｈｚの交流に変換される。交流に変換された電圧は
トーチ９と母材１０の間に印加される。母材１０が正極
から負極に極性が切り替わる時は母材１０が負極性のア
ークへの移行ができずアークが消滅する場合がある。極
性切替時にアーク切れが起こりやすい事から母材１０の
電流を電流検出器７によって検出して前記電流がゼロク
ロス検出器５によって正極性から負極に切り替わる瞬間
を検出して、電流が正極性からゼロになるタイミングに
母材１０が負極性になる方向で、図２（ｂ）に示す例え
ば電圧２１をパルス発生器４によって印加する。この電
圧２１を印加した後、負電流検出器６によって負電流が
流れたことを検出して、検出した信号をパルス発生器４
に入力して前記電圧２１を停止する。同上、電圧２２と
２３についても制御して負電流の遅れ時間に応じたパル
ス幅のパルス電圧を発生する。このパルス電圧はインバ
ータ８によって発生した交流電圧に重畳されて母材１０
とトーチ９の間に印加される。母材１０とトーチ９の間
には図２（ｃ）に示す波形の電圧が発生する。なお、母
材１０とトーチ９間の電流波形を図２（ａ）に示す。図
２（ａ）では電流が正から負に変わる時、アーク放電が
持続せずパルス電流２４又は２５のように電流のゼロク
ロス後放電電流が流れるまでに遅れが生じる場合があ
る。また、パルス電圧２３によるパルス電流２６は極性
が変わった後、タイミングの遅れ無く電流が流れてい
る。なお、図４（ｂ）のパルス電圧２１、２２、２３の
パルス幅はそれぞれ前記負電流が流れるまでのタイミン
グの遅れによって変化する。つまり、電圧が正極から負
極に反転した後、負電流が流れるまでの期間が短いと図
２（ｂ）に示すパルス電圧のパルス幅は狭くて、前記負
電流が流れるまでの期間が長ければ図２（ｂ）に示すパ
ルス電圧のパルス幅は広くなる。つまり、パルス幅が固
定されている従来方式と比較して、図２（ｂ）に示す斜
線の部分だけ前記パルス電圧のパルス幅が狭くてすむこ
とになる。
を出力するインバータ１の出力を整流器２によって直流
電圧に変換されて、この変換された直流電圧をインバー
タ８によってアーク溶接に適した、数１０Ｈｚから数１
００Ｈｚの交流に変換される。交流に変換された電圧は
トーチ９と母材１０の間に印加される。母材１０が正極
から負極に極性が切り替わる時は母材１０が負極性のア
ークへの移行ができずアークが消滅する場合がある。極
性切替時にアーク切れが起こりやすい事から母材１０の
電流を電流検出器７によって検出して前記電流がゼロク
ロス検出器５によって正極性から負極に切り替わる瞬間
を検出して、電流が正極性からゼロになるタイミングに
母材１０が負極性になる方向で、図２（ｂ）に示す例え
ば電圧２１をパルス発生器４によって印加する。この電
圧２１を印加した後、負電流検出器６によって負電流が
流れたことを検出して、検出した信号をパルス発生器４
に入力して前記電圧２１を停止する。同上、電圧２２と
２３についても制御して負電流の遅れ時間に応じたパル
ス幅のパルス電圧を発生する。このパルス電圧はインバ
ータ８によって発生した交流電圧に重畳されて母材１０
とトーチ９の間に印加される。母材１０とトーチ９の間
には図２（ｃ）に示す波形の電圧が発生する。なお、母
材１０とトーチ９間の電流波形を図２（ａ）に示す。図
２（ａ）では電流が正から負に変わる時、アーク放電が
持続せずパルス電流２４又は２５のように電流のゼロク
ロス後放電電流が流れるまでに遅れが生じる場合があ
る。また、パルス電圧２３によるパルス電流２６は極性
が変わった後、タイミングの遅れ無く電流が流れてい
る。なお、図４（ｂ）のパルス電圧２１、２２、２３の
パルス幅はそれぞれ前記負電流が流れるまでのタイミン
グの遅れによって変化する。つまり、電圧が正極から負
極に反転した後、負電流が流れるまでの期間が短いと図
２（ｂ）に示すパルス電圧のパルス幅は狭くて、前記負
電流が流れるまでの期間が長ければ図２（ｂ）に示すパ
ルス電圧のパルス幅は広くなる。つまり、パルス幅が固
定されている従来方式と比較して、図２（ｂ）に示す斜
線の部分だけ前記パルス電圧のパルス幅が狭くてすむこ
とになる。
【００１２】
【発明の効果】図４（ｂ）に示す動作波形において一定
のパルス電圧をインバータ８の出力に重畳する方法では
出力電流のゼロクロス点から一番大きく遅れて流れる電
流を考慮して前記図４（ｂ）のパルス電圧のパルス幅を
設計しなければならない。このようなパルス幅の設計で
は負極性電流がゼロクロス点から遅れが少ない場合は、
例えば図４（ａ）のパルス４６の場合にはパルス電圧４
３の幅ほどの広いパルスは必要がない。この不必要に広
いパルス電圧のため限流抵抗器３の電力損失が大きく、
抵抗器の電力耐量を大きく選定しないといけないという
問題について、本発明は図２（ｂ）に示すパルス電圧の
ように負電流が流れていることを検出して前記パルス電
圧のパルス幅を制御する制御器を設けたことで図２
（ｂ）に示す斜線の部分だけパルス幅が狭くてすむの
で、限流抵抗器３で消費される電力が少なくなる。
のパルス電圧をインバータ８の出力に重畳する方法では
出力電流のゼロクロス点から一番大きく遅れて流れる電
流を考慮して前記図４（ｂ）のパルス電圧のパルス幅を
設計しなければならない。このようなパルス幅の設計で
は負極性電流がゼロクロス点から遅れが少ない場合は、
例えば図４（ａ）のパルス４６の場合にはパルス電圧４
３の幅ほどの広いパルスは必要がない。この不必要に広
いパルス電圧のため限流抵抗器３の電力損失が大きく、
抵抗器の電力耐量を大きく選定しないといけないという
問題について、本発明は図２（ｂ）に示すパルス電圧の
ように負電流が流れていることを検出して前記パルス電
圧のパルス幅を制御する制御器を設けたことで図２
（ｂ）に示す斜線の部分だけパルス幅が狭くてすむの
で、限流抵抗器３で消費される電力が少なくなる。
【図１】本発明の実施例のブロック図である。
【図２】本発明の実施例の動作波形である。
【図３】従来技術の実施例のブロック図である。
【図４】従来技術の実施例の動作波形である。
１ インバータ ２ 整流器 ３ 抵抗器 ４ パルス発生器 ５ ゼロクロス検出器 ６ 負電流検出器 ７ 電流検出器 ８ インバータ ９ トーチ １０ 母材 ２１、２２、２３ パルス電圧 ２４、２４、２６ パルス電流 ３２ ゼロクロス検出器 ３３ 電流検出器 ４1、４２、４３ パルス電圧 ４４、４５、４６ パルス電流
フロントページの続き (72)発明者 岡本 茂 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 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 審査官 神崎 孝之 (56)参考文献 特開 平７−96367（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−171268（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−9269（ＪＰ，Ｕ) 実公 平３−29013（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 9/073 B23K 9/09 B23K 9/095 B23K 9/10
Claims (1)
- 【請求項１】 商用電源を受電して数１０ｋＨｚから数
１００ｋＨｚの高周波出力に変換する第一のインバータ
と、前記第一のインバータの出力を整流する整流器と、
前記整流器の出力を数１０Ｈｚから数１００Ｈｚの交流
に変換する第二のインバータと、前記第二のインバータ
の出力にパルスを重畳するパルス発生器と、前記パルス
発生器のパルス電流を制限する限流抵抗器と、出力の負
極性電流の立ち上がりを検出する電流検出器とを具備す
る交直両用溶接電源において、電流が正極性から負極性
に切り替わる瞬間を検出するゼロクロス検出器と、出力
の負極性電流の立ち上がりを検出する負電流検出器とを
設け、前記ゼロクロス検出器及び負電流検出器の出力信
号により前記パルス発生器のパルス幅を制御させること
を特徴とする交直両用溶接電源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8032806A JP3013290B2 (ja) | 1996-01-26 | 1996-01-26 | 交直両用溶接電源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8032806A JP3013290B2 (ja) | 1996-01-26 | 1996-01-26 | 交直両用溶接電源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09206938A JPH09206938A (ja) | 1997-08-12 |
| JP3013290B2 true JP3013290B2 (ja) | 2000-02-28 |
Family
ID=12369088
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8032806A Expired - Fee Related JP3013290B2 (ja) | 1996-01-26 | 1996-01-26 | 交直両用溶接電源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3013290B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5429356B2 (ja) * | 2010-02-23 | 2014-02-26 | パナソニック株式会社 | 交流アーク溶接方法および交流アーク溶接装置 |
| US9623505B2 (en) * | 2013-03-13 | 2017-04-18 | Lincoln Global, Inc. | Method and system of welding with a power supply having a single welding mode |
-
1996
- 1996-01-26 JP JP8032806A patent/JP3013290B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09206938A (ja) | 1997-08-12 |
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