JP3230443U - アーク溶接機用光絶縁ユニット - Google Patents
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Abstract
【課題】アーク溶接機において地絡や混触による事故から制御回路を守り、高周波傷害から制御回路を保護するアーク溶接機用光絶縁ユニットを提供する。【解決手段】入力と出力が電気的に絶縁されたＤＣ−ＤＣコンバータ７−１と光結合型アイソレータ７−２より構成され、光結合型アイソレータで入力側の電気信号を電気信号の大きさに比例するパルス信号に変換し、発光受光素子を用いて出力側に伝送し、出力側で入力側の電気信号に比例した電気信号を出力側で取り出すように構成したアーク溶接機用光絶縁ユニット７であって、ＤＣ−ＤＣコンバータと、光結合型アイソレータを絶縁物でできたケースに収納した。【選択図】図１
Description
本考案は、アーク溶接機の高周波ノイズや地絡混触から制御回路を守る保護回路に関するものである。
溶接機を高周波ノイズや地絡混触から制御回路を守る方法として、特許文献の掲載されるようにホールＣＴを用いて制御回路と主回路を電気的に絶縁する方法が採られていた。
古いアーク溶接機は、図３に示されるような制御回路部と主回路部が電気的に絶縁されることなく直接接続されていた。新しいアーク溶接機は図４に示すようなホールＣＴを用いて制御回路と主回路を絶縁するものが一般的である。
制御回路部と主回路部が電気的に接続されていない古いアーク溶接機は、高周波ノイズが主回路から制御回路部に侵入し、プリント基板上の電子部品を破壊することがあった。また、接続される付属機器の地絡や混触事故により主回路の電流が制御回路に回り込みプリント基板のパターンを焼損させることもあった。
図４のホールＣＴを用いて制御回路と主回路を絶縁しているタイプのアーク溶接機は、電圧信号を電気信号として取り出すために大型抵抗とホールＣＴを用い絶縁している。電流信号は大形のホールＣＴを採用している。この方法は部品の形状が大きくなりコストが高くなるという問題があった。また、図４のアーク溶接機は電気信号をプリント基板の中に取り込んでいるので、高周波ノイズ障害を引き起こしやすいという欠点を持っていた。
特願平６−３３０２２２
アーク溶接機において地絡や混触による事故から制御回路を守ること、高周波障害から制御回路を保護することが本考案の解決すべき課題である。
光結合型アイソレータを用いている。光結合型アイソレータで制御回路に取り込む電気信号を電気信号の大きさに比例する高周波信号に変換し、発光受光素子を用いて入力側の信号を出力側に伝送し、出力側で電気信号に比例した電圧を取り出すようにしている。入力と出力を電気的に絶縁するためにＤＣ-ＤＣコンバータを用いて光結合型アイソレータの入力側と出力側の電源を供給している。
ＤＣ-ＤＣコンバータと、光結合型アイソレータを絶縁物でできたケースに収納しアーク溶接機用光絶縁ユニットしている。このアーク溶接機用光絶縁ユニットを出力端子の近くに配置している。
本考案のアーク溶接機用光絶縁ユニットは、制御回路部と分離してアーク溶接機の出力端の近くに持ってくることができる。高周波ノイズの載っている汚い信号線を制御回路の近くに引き回す必要はないので高周波ノイズの影響が少なくなる。
電気的に主回路部分と制御回路を絶縁して溶接電流信号、溶接電圧信号を取り出すことができるので、溶接機に接続される溶接用トーチや延長ケーブルなどの付属機器に地絡や混触などの事故が発生しても、制御回路が焼損することがない。
従来のホールＣＴを用いて主回路と制御回路を絶縁する方法と比べ、コスト的に安くアーク溶接機の溶接電流信号を取り込む回路、溶接電圧信号を取り込む回路を安く製作することができる。
絶縁タイプのＤＣ-ＤＣコンバータを光結合型アイソレータの駆動電源としている。光結合型アイソレータに電流センサーの信号および電圧検出信号を入力信号として加え、出力側に電流センサー信号および電圧検出信号に比例する出力を得ている。電流センサーの信号、電圧検出信号とも入力側と出力側は光を用いて絶縁されている。
図１は、本考案のアーク溶接用光絶縁ユニットの構成図である。７−１のＤＣ-ＤＣコンバータと７−２の光結合型アイソレータより構成されている。ここでは絶縁型のＤＣ-ＤＣコンバータを使用しているが、小型の絶縁トランスを用いてもかまわない。７-１の２個のＤＣ-ＤＣコンバータは７−２の光結合型アイソレータの入力側と出力側に電源を供給している。７−２の光結合型アイソレータで入力側と出力側を電気的に絶縁している。
７−２の光結合型アイソレータで電気信号を電気信号の大きさに比例するパルス信号に変換し、パルス信号に変換された電圧信号を発光素子で受光側素子に伝送している。受光側ではパルス信号をアナログ信号に変換して取り出されるようになっている。
アーク溶接の溶接電流波形を制御するアーク溶接機では溶接電圧信号、溶接電流信号を制御回路に取り込むことが行われている。図２は、本考案のアーク溶接用光絶縁ユニットを使用したアーク溶接機の接続図である。図２において本考案のアーク溶接用光絶縁ユニットは、溶接電圧信号取出し部、溶接電流信号取出し部、トーチスイッチ信号部に使用されている。主回路と制御回路を絶縁することのメリットは、主回路の電流が制御回路に回り込まないことと、ノイズによる誤動作が少なくなることである。
トーチスイッチ信号についてはリレーを用いてもかまわないが、リレーは接点の寿命があるため、図２の本考案の接続図ではアーク溶接用光絶縁ユニットを採用している。
図４のホールＣＴを用いて制御回路と主回路を絶縁したアーク溶接機が広く普及している。溶接電圧信号を直接制御回路に引き込みプリント基板内のホールＣＴ取り込んでいる。この溶接電圧信号線は溶接用トーチに直接接続されているので、高周波ノイズが載っている可能性が強い。
図１の本考案のアーク溶接用光絶縁ユニットを使用したアーク溶接機と図４のホールＣＴを用いて制御回路と主回路を絶縁したアーク溶接機の違いは、絶縁機能を一体化して小形の絶縁物できたケースの収納し、ノイズの侵入経路の入り口の近くに配置できるようにしたことである。ノイズ対策としてノイズの侵入経路の入り口に配置することは有効な方法である。考案のアーク溶接機用光絶縁ユニットは、小形のケースに収納していることにより溶接電源の出力端に取り付けることが容易になる。
ホールＣＴをプリント基板上に配置し、ノイズの載った信号線を制御回路に引き込むと、誘導ノイズにより誤動作を起こしやすい。そのため、図４に示されるようなホールＣＴを用いて制御回路と主回路を絶縁したアーク溶接機でもノイズの含まれる汚い信号線を制御回路の近くに引き回されると、近接している制御回路の信号線に静電誘導により制御回路がノイズ誤動作をする危険性が高い。
図４に示されるようなホールＣＴを用いたアーク溶接機で、本考案のアーク溶接機用光絶縁ユニットをプリント基板に他の回路から十分なパターン間距離を取ってプリント基板上に配置することも可能である。本考案のアーク溶接機用光絶縁ユニットを溶接電圧取り込み部、溶接電流信号取り込み部プリント基板に他の回路から十分なパターン間距離を取ってプリント基板上に配置することもできる。
市場には、現在でも図３に示されるような１１の分流器を用い、制御回路部と主回路部が電気的に接続されていないアーク溶接機が多数稼動している。分流器を用いたアーク溶接機は主回路と制御回路が電気的に絶縁されていないので、高周波誤動作や主回路の電流が制御回路に回り込み機器を焼損させる危険性がある。
図３に示されるような分流器を用いたアーク溶接機に本考案のアーク溶接機用光絶縁を取り付け、高周波誤動作や主回路の電流が制御回路を通って流れる焼損事故をなくすこともできる。その場合、分流器とプリント基板の間に本考案のアーク溶接機用光絶縁を取り付けるだけでよい。
市場には主回路と制御回路が電気的に絶縁されていない分流器を用いたアーク溶接機も多数現在も稼働している。これらのアーク溶接機の故障の再発を予防するために本考案のアーク溶接機用光絶縁ユニットを用いることができる。
アーク溶接機の溶接電圧信号取り込み部、溶接電流信号取り込み部に本考案のアーク溶接機用光絶縁ユニットを採用すればコスト的に安くアーク溶接機を生産することが可能となる。
本考案のアーク溶接機用光絶縁ユニットは、市場のアーク溶接機の故障の防止対策としても有効であり、本考案のアーク溶接機用光絶縁ユニットをアーク溶接機に組み込むことにより、高周波ノイズ誤動作、地絡や混触事故を起こさないアーク溶接機を市場に提供できることから、本考案の技術の利用の可能性が高い。
１ 溶接電源
２ プラス側電流ケーブル
３ マイナス側電流ケーブル
４ トーチスイッチ
５ 被溶接物
６ 溶接用トーチ
７ アーク溶接用光絶縁ユニット
７−１ 光結合型アイソレータ
７−２ ＤＣ−ＤＣコンバータ
８ オペアンプ
９ トランジスタ
１０ 制御回路
１１ 分流器
１２ 電圧検出用ホールＣＴ
１３ 電流検出用ホールＣＴ
１４ 大形抵抗
１５ リレー
２ プラス側電流ケーブル
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４ トーチスイッチ
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６ 溶接用トーチ
７ アーク溶接用光絶縁ユニット
７−１ 光結合型アイソレータ
７−２ ＤＣ−ＤＣコンバータ
８ オペアンプ
９ トランジスタ
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１１ 分流器
１２ 電圧検出用ホールＣＴ
１３ 電流検出用ホールＣＴ
１４ 大形抵抗
１５ リレー
Claims (3)
- 入力と出力が電気的に絶縁されたＤＣ-ＤＣコンバータと光結合型アイソレータより構成され、前記光結合型アイソレータで入力側の電気信号を前記電気信号の大きさに比例するパルス信号に変換し、発光受光素子を用いて出力側に伝送し、出力側で入力側の電気信号に比例した電気信号を出力側で取り出すように構成したことを特徴とするアーク溶接機用光絶縁ユニット。
- 請求項１項記載のＤＣ-ＤＣコンバータと、光結合型アイソレータを絶縁物でできたケースに収納したことを特徴とするアーク溶接機用光絶縁ユニット。
- 請求項１項記載のアーク溶接機用光絶縁ユニットを出力端子の近くに他の電気回路部から一定の距離を取って配置したことを特徴とするアーク溶接機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020004935U JP3230443U (ja) | 2020-11-17 | 2020-11-17 | アーク溶接機用光絶縁ユニット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020004935U JP3230443U (ja) | 2020-11-17 | 2020-11-17 | アーク溶接機用光絶縁ユニット |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP3230443U true JP3230443U (ja) | 2021-01-28 |
Family
ID=74200417
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2020004935U Expired - Fee Related JP3230443U (ja) | 2020-11-17 | 2020-11-17 | アーク溶接機用光絶縁ユニット |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP3230443U (ja) |
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2020
- 2020-11-17 JP JP2020004935U patent/JP3230443U/ja not_active Expired - Fee Related
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