JP3302581B2 - アーク溶接用電源 - Google Patents
アーク溶接用電源Info
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- JP3302581B2 JP3302581B2 JP32006796A JP32006796A JP3302581B2 JP 3302581 B2 JP3302581 B2 JP 3302581B2 JP 32006796 A JP32006796 A JP 32006796A JP 32006796 A JP32006796 A JP 32006796A JP 3302581 B2 JP3302581 B2 JP 3302581B2
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- arc welding
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- Arc Welding Control (AREA)
- Generation Of Surge Voltage And Current (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、インバータを用い
るアーク溶接用電源に係り、特にアーク負荷に大電流を
供給するためのアーク溶接用電源に関するものである。
るアーク溶接用電源に係り、特にアーク負荷に大電流を
供給するためのアーク溶接用電源に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】インバータを用いるアーク溶接用電源は
小形・軽量とすることができ、操作性が優れている。近
年、出力電流が３００〜５００Ａ，使用率が５０〜６０
％のものが実用化され、多数使用されている。図３はこ
のようなインバータを用いる従来のアーク溶接用電源の
接続図である。同図において、１は商用の交流電源。２
は入力側整流回路で、交流電源１の交流電圧を直流電圧
に変換する。３はパワー半導体素子で構成されたインバ
ータ回路で、入力側整流回路２の直流電圧を高周波交流
電圧に変換する。４は高周波変圧器で、インバータ回路
３から出力される高周波交流電圧を溶接に適した交流電
圧に降圧する。５は出力側整流回路で、高周波変圧器４
から出力される高周波交流電圧を直流電圧に変換する。
６は直流リアクタで、出力側整流回路５で整流された直
流出力を平滑する。７はアーク負荷である。８はアーク
電圧を検出する電圧計。９は溶接電流を検出する電流検
出器、１０はインバータのオン・オフを制御するインバ
ータ駆動部である。１１は制御装置、１２は予め溶接条
件等を設定するための設定器である。１３は筐体で、上
記入力側整流回路２〜制御装置１１（または設定器１
２）を収納している。１４，１５は外部接続端子であ
る。
小形・軽量とすることができ、操作性が優れている。近
年、出力電流が３００〜５００Ａ，使用率が５０〜６０
％のものが実用化され、多数使用されている。図３はこ
のようなインバータを用いる従来のアーク溶接用電源の
接続図である。同図において、１は商用の交流電源。２
は入力側整流回路で、交流電源１の交流電圧を直流電圧
に変換する。３はパワー半導体素子で構成されたインバ
ータ回路で、入力側整流回路２の直流電圧を高周波交流
電圧に変換する。４は高周波変圧器で、インバータ回路
３から出力される高周波交流電圧を溶接に適した交流電
圧に降圧する。５は出力側整流回路で、高周波変圧器４
から出力される高周波交流電圧を直流電圧に変換する。
６は直流リアクタで、出力側整流回路５で整流された直
流出力を平滑する。７はアーク負荷である。８はアーク
電圧を検出する電圧計。９は溶接電流を検出する電流検
出器、１０はインバータのオン・オフを制御するインバ
ータ駆動部である。１１は制御装置、１２は予め溶接条
件等を設定するための設定器である。１３は筐体で、上
記入力側整流回路２〜制御装置１１（または設定器１
２）を収納している。１４，１５は外部接続端子であ
る。
【０００３】以上の構成において、制御装置１１は電圧
計８と電流検出器９の出力を監視し、アーク電圧と溶接
電流が予め設定された値を維持するようにインバータ駆
動部１０を介してインバータ回路３の出力を制御する。
この結果、品質の優れる溶接部を得ることができる。
計８と電流検出器９の出力を監視し、アーク電圧と溶接
電流が予め設定された値を維持するようにインバータ駆
動部１０を介してインバータ回路３の出力を制御する。
この結果、品質の優れる溶接部を得ることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、アーク負荷
７に大電流、例えば出力電流が６００Ａを供給するため
には、アーク溶接用電源の容量を大きくしなければなら
ない。そして、高周波変圧器４の容量を大きくするため
には、鉄心を大きく、また、溶接電流と同一の大きさの
電流が流れる出力側巻線の導体断面積を大きくする必要
があり、アーク溶接用電源を小型化することが困難であ
った。また、大容量の鉄心を作るための専用の生産治具
を準備しなければならず、初期投資が大きくなり、製品
の価格が高くなった。
７に大電流、例えば出力電流が６００Ａを供給するため
には、アーク溶接用電源の容量を大きくしなければなら
ない。そして、高周波変圧器４の容量を大きくするため
には、鉄心を大きく、また、溶接電流と同一の大きさの
電流が流れる出力側巻線の導体断面積を大きくする必要
があり、アーク溶接用電源を小型化することが困難であ
った。また、大容量の鉄心を作るための専用の生産治具
を準備しなければならず、初期投資が大きくなり、製品
の価格が高くなった。
【０００５】なお、図４に簡略化して示すように、１台
の大容量のアーク溶接用電源に代えて容量の小さい直流
電源１６、例えば上記インバータを用いるアーク溶接用
電源あるいはサイリスタと整流回路とを組み合わせた直
流アーク溶接用電源、を複数台準備し、直流電源１６の
出力側を並列に接続することにより、アーク負荷７に大
電流を供給することができる。しかし、この場合、それ
ぞれの制御装置１７により直流電源１６の出力が同一に
なるように制御しなければならず操作が煩雑となり、ま
た、出力側の配線作業が面倒であった。しかも、全体と
して大きな設置スペースを必要とし、設備費も高価にな
った。
の大容量のアーク溶接用電源に代えて容量の小さい直流
電源１６、例えば上記インバータを用いるアーク溶接用
電源あるいはサイリスタと整流回路とを組み合わせた直
流アーク溶接用電源、を複数台準備し、直流電源１６の
出力側を並列に接続することにより、アーク負荷７に大
電流を供給することができる。しかし、この場合、それ
ぞれの制御装置１７により直流電源１６の出力が同一に
なるように制御しなければならず操作が煩雑となり、ま
た、出力側の配線作業が面倒であった。しかも、全体と
して大きな設置スペースを必要とし、設備費も高価にな
った。
【０００６】本発明の目的は、上記従来技術における課
題を解決し、取扱操作が容易で、設置スペースを小さく
でき、しかも製品の価格を安価にすることができるアー
ク溶接用電源を提供するにある。
題を解決し、取扱操作が容易で、設置スペースを小さく
でき、しかも製品の価格を安価にすることができるアー
ク溶接用電源を提供するにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、直流を高周波交流に変換するインバータ
回路と、この高周波交流を降圧する変圧器と、前記変圧
器の出力を再度直流に変換する整流回路とを備え、直流
出力をアーク負荷に供給するアーク溶接用電源におい
て、入力側と出力側の巻数比が等しく、かつ内部インピ
ーダンスが略等しくなるように構成され、出力側に整流
回路を接続した複数の変圧器を設け、前記複数の変圧器
の各入力側を１個の前記インバータ回路の出力側に並列
に接続し、各整流回路の高圧側と各低圧側をそれぞれ並
列に接続すると共に、両者の出力を同時にアーク負荷に
供給することを特徴とする。
め、本発明は、直流を高周波交流に変換するインバータ
回路と、この高周波交流を降圧する変圧器と、前記変圧
器の出力を再度直流に変換する整流回路とを備え、直流
出力をアーク負荷に供給するアーク溶接用電源におい
て、入力側と出力側の巻数比が等しく、かつ内部インピ
ーダンスが略等しくなるように構成され、出力側に整流
回路を接続した複数の変圧器を設け、前記複数の変圧器
の各入力側を１個の前記インバータ回路の出力側に並列
に接続し、各整流回路の高圧側と各低圧側をそれぞれ並
列に接続すると共に、両者の出力を同時にアーク負荷に
供給することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
に基づいて説明する。図１は、本発明の第１の実施の形
態に係るアーク溶接用電源の接続図で、図３と同じもの
または同一の機能のものは同一の符号を付してある。４
ａ，４ｂは高周波変圧器で、高周波変圧器４と同一仕様
のものであり、それぞれの入力側はインバータ回路３の
出力側に並列に接続されており、出力側はそれぞれ整流
回路２１ａ，２１ｂに接続されている。なお、整流回路
２１ａ，２１ｂはそれぞれ４個のダイオード２２をブリ
ッジに接続したものである。そして、整流回路２１ａ，
２１ｂの高圧側の出力端子は端子２３に、低圧側の出力
端子は端子２４にそれぞれ並列に接続されている。
に基づいて説明する。図１は、本発明の第１の実施の形
態に係るアーク溶接用電源の接続図で、図３と同じもの
または同一の機能のものは同一の符号を付してある。４
ａ，４ｂは高周波変圧器で、高周波変圧器４と同一仕様
のものであり、それぞれの入力側はインバータ回路３の
出力側に並列に接続されており、出力側はそれぞれ整流
回路２１ａ，２１ｂに接続されている。なお、整流回路
２１ａ，２１ｂはそれぞれ４個のダイオード２２をブリ
ッジに接続したものである。そして、整流回路２１ａ，
２１ｂの高圧側の出力端子は端子２３に、低圧側の出力
端子は端子２４にそれぞれ並列に接続されている。
【０００９】以下、動作を説明する。インバータ回路３
から出力される高周波交流電圧は高周波変圧器４ａ，４
ｂにより溶接に適した電圧に降圧され、整流回路２１
ａ，２１ｂにより直流に変換されて端子２３，２４に供
給される。高周波変圧器４ａ，４ｂにはそれぞれ出力電
圧が等しくなる様な電流が流れ、この実施の形態では高
周波変圧器４ａ，４ｂが同一仕様であるから、高周波変
圧器４ａ，４ｂの出力側巻線および整流回路２１ａ，２
１ｂにはそれぞれ溶接電流の１／２が流れる。
から出力される高周波交流電圧は高周波変圧器４ａ，４
ｂにより溶接に適した電圧に降圧され、整流回路２１
ａ，２１ｂにより直流に変換されて端子２３，２４に供
給される。高周波変圧器４ａ，４ｂにはそれぞれ出力電
圧が等しくなる様な電流が流れ、この実施の形態では高
周波変圧器４ａ，４ｂが同一仕様であるから、高周波変
圧器４ａ，４ｂの出力側巻線および整流回路２１ａ，２
１ｂにはそれぞれ溶接電流の１／２が流れる。
【００１０】次に、高周波変圧器４の内部インピーダン
スおよびダイオード２２の順方向電圧降下の値のばらつ
きについて述べる。高周波変圧器４は製造時のばらつき
により内部インピーダンス（なお、内部インピーダンス
の大きさは２Ｖ／１００Ａ程度である。）の値がばらつ
き、また、ダイオード２２も順方向電圧降下の値がばら
つく。この結果、端子２３，２４における整流回路２１
ａと整流回路２１ｂの接続を外した場合、整流回路２１
ａと整流回路２１ｂのうちの一方の出力電圧が他方の出
力電圧よりも高くなることがある。このように、それぞ
れの出力電圧が相違する整流回路２１ａと整流回路２１
ｂを端子２３，２４で接続すると、負荷時、出力電圧の
高い側の高周波変圧器には低い側の高周波変圧器よりも
余分に電流が流れて巻線の温度が上昇する。しかし、上
記高周波変圧器４の内部インピーダンスのばらつきは１
％程度であり、また、ダイオード２２の順方向電圧降下
のばらつきは０．１Ｖ程度で３０Ｖ程度の負荷電圧に比
べて十分に小さい。したがって、上記高周波変圧器４の
内部インピーダンスの値およびダイオード２２の順方向
電圧降下の値のばらつきが実用上問題になることはな
い。
スおよびダイオード２２の順方向電圧降下の値のばらつ
きについて述べる。高周波変圧器４は製造時のばらつき
により内部インピーダンス（なお、内部インピーダンス
の大きさは２Ｖ／１００Ａ程度である。）の値がばらつ
き、また、ダイオード２２も順方向電圧降下の値がばら
つく。この結果、端子２３，２４における整流回路２１
ａと整流回路２１ｂの接続を外した場合、整流回路２１
ａと整流回路２１ｂのうちの一方の出力電圧が他方の出
力電圧よりも高くなることがある。このように、それぞ
れの出力電圧が相違する整流回路２１ａと整流回路２１
ｂを端子２３，２４で接続すると、負荷時、出力電圧の
高い側の高周波変圧器には低い側の高周波変圧器よりも
余分に電流が流れて巻線の温度が上昇する。しかし、上
記高周波変圧器４の内部インピーダンスのばらつきは１
％程度であり、また、ダイオード２２の順方向電圧降下
のばらつきは０．１Ｖ程度で３０Ｖ程度の負荷電圧に比
べて十分に小さい。したがって、上記高周波変圧器４の
内部インピーダンスの値およびダイオード２２の順方向
電圧降下の値のばらつきが実用上問題になることはな
い。
【００１１】以下、本発明の第２の実施の形態を図２に
より説明する。なお、図１，３と同じものまたは同一の
機能のものは同一の符号を付してある。３０は高周波変
圧器で、Ｐ１は入力側巻線、Ｓ１、Ｓ２は巻数が同一の
出力側巻線である。３１はセンタタップで、出力側巻線
Ｓ１、Ｓ２の接続部に設けられている。３２は高周波変
圧器で、Ｐ２は入力側巻線、Ｓ３、Ｓ４は巻数が同一の
出力側巻線である。３３はセンタタップで、出力側巻線
Ｓ３、Ｓ４の接続部に設けられている。なお、高周波変
圧器３０の入力側と出力側の巻数比Ｐ１／Ｓ１と高周波
変圧器３２の入力側と出力側の巻数比Ｐ２／Ｓ３は等し
い。３４は整流器で、アノードはそれぞれ出力側巻線Ｓ
１〜Ｓ４の高圧側に接続され、カソードは出力端子２３
にされている。そして、それぞれ２個の整流器３４で高
周波変圧器３０，３２の出力側の整流回路を構成してい
る。
より説明する。なお、図１，３と同じものまたは同一の
機能のものは同一の符号を付してある。３０は高周波変
圧器で、Ｐ１は入力側巻線、Ｓ１、Ｓ２は巻数が同一の
出力側巻線である。３１はセンタタップで、出力側巻線
Ｓ１、Ｓ２の接続部に設けられている。３２は高周波変
圧器で、Ｐ２は入力側巻線、Ｓ３、Ｓ４は巻数が同一の
出力側巻線である。３３はセンタタップで、出力側巻線
Ｓ３、Ｓ４の接続部に設けられている。なお、高周波変
圧器３０の入力側と出力側の巻数比Ｐ１／Ｓ１と高周波
変圧器３２の入力側と出力側の巻数比Ｐ２／Ｓ３は等し
い。３４は整流器で、アノードはそれぞれ出力側巻線Ｓ
１〜Ｓ４の高圧側に接続され、カソードは出力端子２３
にされている。そして、それぞれ２個の整流器３４で高
周波変圧器３０，３２の出力側の整流回路を構成してい
る。
【００１２】この第２の実施の形態の動作は上記第１の
実施の形態と実質的に同一であるから説明を省略する。
なお、この第２の実施の形態の場合も、高周波変圧器３
０，３２の内部インピーダンスの値のばらつきおよび整
流器３４の順方向電圧降下の値のばらつきがあり得る
が、ばらつきの大きさは上記第１の実施の形態の場合と
ほぼ同じであり、上記の場合と同様、実用上問題になる
ことはない。そして、この第２の実施の形態の場合は上
記第１実施の形態に比べてダイオードの数を１／２とす
ることができる。
実施の形態と実質的に同一であるから説明を省略する。
なお、この第２の実施の形態の場合も、高周波変圧器３
０，３２の内部インピーダンスの値のばらつきおよび整
流器３４の順方向電圧降下の値のばらつきがあり得る
が、ばらつきの大きさは上記第１の実施の形態の場合と
ほぼ同じであり、上記の場合と同様、実用上問題になる
ことはない。そして、この第２の実施の形態の場合は上
記第１実施の形態に比べてダイオードの数を１／２とす
ることができる。
【００１３】なお、上記２つの実施の形態のいずれも、
出力側に整流回路を設けた高周波変圧器を２組並列に接
続する場合について説明したが、インバータ回路３と端
子２３，２４との間に出力側に整流回路を設けた高周波
変圧器を必要に応じて増設することにより、任意の大容
量のアーク溶接用電源を構成することができる。そし
て、高周波変圧器として小容量例えば３５０Ａ用のもの
をそのまま使用することができるから、大電流用の高周
波変圧器のために専用の生産治具を準備する必要がな
く、従来のままの製造設備を使用することができる。
出力側に整流回路を設けた高周波変圧器を２組並列に接
続する場合について説明したが、インバータ回路３と端
子２３，２４との間に出力側に整流回路を設けた高周波
変圧器を必要に応じて増設することにより、任意の大容
量のアーク溶接用電源を構成することができる。そし
て、高周波変圧器として小容量例えば３５０Ａ用のもの
をそのまま使用することができるから、大電流用の高周
波変圧器のために専用の生産治具を準備する必要がな
く、従来のままの製造設備を使用することができる。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
インバータ回路の出力端に入力側と出力側の巻数比が等
しい複数の変圧器の入力側を接続し、前記変圧器の各出
力側に整流回路を設け、前記各整流回路の高圧側と各低
圧側をそれぞれ並列に接続してアーク負荷に供給するか
ら、複数の小形の高周波変圧器を１個のインバータの駆
動回路で制御でき、取扱操作が容易である。また、設置
スペースを小さくでき、しかも製品の価格を安価にする
ことができる
インバータ回路の出力端に入力側と出力側の巻数比が等
しい複数の変圧器の入力側を接続し、前記変圧器の各出
力側に整流回路を設け、前記各整流回路の高圧側と各低
圧側をそれぞれ並列に接続してアーク負荷に供給するか
ら、複数の小形の高周波変圧器を１個のインバータの駆
動回路で制御でき、取扱操作が容易である。また、設置
スペースを小さくでき、しかも製品の価格を安価にする
ことができる
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るアーク溶接用
電源の接続図。
電源の接続図。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係るアーク溶接用
電源の接続図。
電源の接続図。
【図３】従来のアーク溶接用電源の接続図。
【図４】従来の大電流用アーク溶接用電源を簡略化して
示す接続図。
示す接続図。
３ インバータ回路 ４ａ，４ｂ 変圧器 ７ アーク負荷 ２１ａ，２１ｂ 整流回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭49−65356（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−174277（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−75873（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−78196（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−163830（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−112173（ＪＰ，Ａ) 特公 平２−45952（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 9/073 H02M 9/00
Claims (1)
- 【請求項１】 直流を高周波交流に変換するインバータ
回路と、この高周波交流を降圧する変圧器と、前記変圧
器の出力を再度直流に変換する整流回路とを備え、直流
出力をアーク負荷に供給するアーク溶接用電源におい
て、 入力側と出力側の巻数比が等しく、かつ内部インピーダ
ンスが略等しくなるように構成され、出力側に整流回路
を接続した複数の変圧器を設け、 前記複数の変圧器の各入力側を１個の前記インバータ回
路の出力側に並列に接続し、 各整流回路の高圧側と各低圧側をそれぞれ並列に接続す
ると共に、両者の出力を同時にアーク負荷に供給するこ
とを特徴とするアーク溶接用電源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32006796A JP3302581B2 (ja) | 1996-11-29 | 1996-11-29 | アーク溶接用電源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32006796A JP3302581B2 (ja) | 1996-11-29 | 1996-11-29 | アーク溶接用電源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10156536A JPH10156536A (ja) | 1998-06-16 |
| JP3302581B2 true JP3302581B2 (ja) | 2002-07-15 |
Family
ID=18117360
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32006796A Expired - Fee Related JP3302581B2 (ja) | 1996-11-29 | 1996-11-29 | アーク溶接用電源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3302581B2 (ja) |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4965356A (ja) * | 1972-10-27 | 1974-06-25 | ||
| JPS55112173A (en) * | 1979-02-22 | 1980-08-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Power supply unit for arc welding |
| JPS56163830A (en) * | 1980-05-13 | 1981-12-16 | Inoue Japax Res Inc | Pulse power source |
| JPS59174277A (ja) * | 1983-03-23 | 1984-10-02 | Mitsubishi Electric Corp | 直流ア−ク溶接用電源装置 |
| SE438109B (sv) * | 1983-11-28 | 1985-04-01 | Esab Ab | Stromkella for ljusbagsvetsning |
| JPH0278196A (ja) * | 1988-09-13 | 1990-03-19 | Hitachi Medical Corp | Ｘ線発生装置 |
| JP3277637B2 (ja) * | 1993-09-03 | 2002-04-22 | 株式会社ダイヘン | インバータ制御式溶接電源 |
-
1996
- 1996-11-29 JP JP32006796A patent/JP3302581B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10156536A (ja) | 1998-06-16 |
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