JP3825870B2 - Arc machining power supply - Google Patents

Arc machining power supply Download PDF

Info

Publication number
JP3825870B2
JP3825870B2 JP09833197A JP9833197A JP3825870B2 JP 3825870 B2 JP3825870 B2 JP 3825870B2 JP 09833197 A JP09833197 A JP 09833197A JP 9833197 A JP9833197 A JP 9833197A JP 3825870 B2 JP3825870 B2 JP 3825870B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
output
circuit
switching elements
frequency
rectifier circuit
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
JP09833197A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH10277739A (en
Inventor
喜久夫 寺山
慶樹 森本
悟 山口
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.)
Daihen Corp
Original Assignee
Daihen Corp
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
Application filed by Daihen Corp filed Critical Daihen Corp
Priority to JP09833197A priority Critical patent/JP3825870B2/en
Publication of JPH10277739A publication Critical patent/JPH10277739A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3825870B2 publication Critical patent/JP3825870B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は直流電源をインバータ回路によって高周波交流に変換した後に再度整流して直流とする方式のアーク溶接、切断、プラズマアーク加工等に用いるアーク加工用電源装置の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、アーク加工用電源装置として直流電源をインバータ回路により数KHz ないし数10KHz の高周波交流に変換した後に再度整流して直流出力を得る方式のものが小形、軽量化および高精度の出力制御を目的として製作されている。
図12は上記のようにした直流出力のアーク加工用電源装置の例を示す接続図である。同図において、1は交流電源であり、単相商用交流または3相商用交流の電源が用いられる。2は交流電源1からの電力を整流して直流に変換するサイリスタ制御式の一次整流回路であり、後述するパルス発生回路19からの制御信号によって出力が制御される。この一次整流回路2は、簡単な平滑回路を含むこともある。3ないし6はブリッジ接続されたスイッチング素子であり、7ないし10はスイッチング素子3ないし6にそれぞれ逆極性で並列に接続されたダイオードであり、スイッチング素子3ないし6に逆方向の電圧が印加されるのを防止するために設けられている。また、51はコンデンサであり、52はリアクトルであり、スイッチング素子3ないし6、ダイオード7ないし10、コンデンサ51およびリアクトル52によって一次整流回路2の出力を高周波の略正弦波交流に変換する共振型インバータ回路43を構成している。11は出力変圧器であり、共振型インバータ回路の出力電圧をアーク加工に適した電圧に変換する。12は出力変圧器11の出力を再度整流して直流とする二次整流回路、13は二次整流回路12と出力端子(a)との間に直列に接続された直流リアクトル、14は出力端子(a)に接続されたアーク加工用電極、15は出力端子(b)に接続された被加工物である。16は出力電流検出器、17は出力電流設定器18の出力信号Irと出力電流検出器16の出力信号Ifとを比較して差信号ΔI=Ir−Ifを出力する比較器、19は比較器17の出力信号ΔIに応じて出力パルスの位相が決定される電圧制御発振器を備えたパルス発生回路であり、一次整流回路2に位相制御信号を出力し、また20はスイッチング素子3、4およびスイッチング素子5、6を交互に共振周波数で導通させる駆動信号を出力するためのインバータ制御回路である。
【0003】
図12の従来装置においては、交流電源1からの電力は一次整流回路2にて整流・平滑されて直流となり、スイッチング素子3ないし6、ダイオード7ないし10、コンデンサ51およびリアクトル52にて構成される共振型インバータ回路43にて高周波交流に変換される。その出力は、コンデンサ51とリアクトル52とによって構成される共振回路にて、共振周波数に応じた正弦波状の出力電圧となり、出力変圧器11にて所定の電圧となる。出力変圧器11の出力電圧は二次整流回路12にて再び直流に変換されて直流リアクトル13を経て出力端子(a)(b)からアーク加工用電極14および被加工物15に供給され、これによって両者間に加工用アークが発生する。この出力電流は出力電流検出器16にて検出されて出力電流設定器18の設定値と比較され、差信号ΔIが演算される。パルス発生回路19はこの差信号ΔIを入力として入力信号が減少する方向に一次整流回路2へ出力される位相制御信号を制御する。この結果、出力電流は設定値に対応した一定値に保たれる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来装置においては、共振型インバータ回路の出力は共振周波数に応じた正弦波状の出力電圧であり、負荷へ供給される出力は、一次整流回路のサイリスタによって位相制御するものであるために、制御は商用交流電源周波の半波が基本となり、入力商用電源が単相の場合は10[ms]毎、3相でも3[ms]単位程度であるので、速応性が非常に悪いという不具合があった。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記従来装置の課題を解決するためのものであって、請求項1に記載のアーク加工用電源装置は、共振型インバータ回路のスイッチング周波数を共振周波数に対して出力設定信号に応じて増減させて制御することによって出力を調整する装置を提案したものである。
【0011】
請求項2に記載のアーク加工用電源装置は、スイッチング周波数を共振周波数よりも増加させ、4個のスイッチング素子のうち相対向する2個のスイッチング素子を1対として各1対のスイッチング素子を交互に連続して所定回数ON−OFFした後に出力電流と出力電流設定信号との差信号に反比例した期間だけ4個のスイッチング素子が全て非導通となる期間を設けて出力を調整する装置を提案したものである。
【0012】
請求項3または4に記載のアーク加工用電源装置は、スイッチング周波数を共振周波数よりも若干低い周波数で一定に制御しスイッチング素子をパルス幅制御または移相制御することによって出力を調整するものを提案したものである。
【0013】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の実施の形態の例を示す接続図である。同図において、21は交流電源1からの電力を整流して直流に変換するダイオードからなる整流回路であり、簡単な平滑回路を含むこともある。22はデューティが50[%]の矩形波パルスを発生する第1パルス発生回路であって、比較器17の出力信号ΔIに応じて出力パルスの周期が決定される電圧制御発振器を備えており、スイッチング素子3、4を導通させる駆動信号P1 を出力し、インバータゲート23はこの駆動信号P1 を極性反転して駆動信号P2 を出力しスイッチング素子5、6を導通させる。その結果差信号ΔIに応じてスイッチング周波数を共振周波数よりも増加または減少させて制御することによって、負荷への出力を調整する。その他は図12に示した従来装置と同機能のものに同符号を付してある。出力電流設定器18、比較器17、第1パルス発生回路22およびインバ−タゲ−ト23はインバータ制御回路を構成している。
【0014】
図1の装置においては、交流電源1からの電力は整流回路21にて整流・平滑されて直流となり、スイッチング素子3ないし6、ダイオード7ないし10、コンデンサ51およびリアクトル52にて構成される共振型インバータ回路43にて高周波交流に変換される。その出力は、コンデンサ51とリアクトル52とによって構成される共振回路にて、共振周波数に応じた正弦波状の出力電圧となり、出力変圧器11にて所定の電圧となる。出力変圧器11の出力電圧は二次整流回路12にて再び直流に変換されて直流リアクトル13を経て出力端子(a)(b)からアーク加工用電極14および被加工物15に供給され、これによって両者間に加工用アークが発生する。この出力電流は出力電流検出器16にて検出されて出力電流設定器18の設定値と比較され、差信号ΔIが演算される。
【0015】
図2は図1の装置の動作を説明するための線図であって、差信号に反比例してスイッチング周波数を共振周波数よりも増加させる場合を示している。同図において(a)は第1パルス発生回路22の出力信号P1 、(b)は駆動信号P1 をインバータ回路23によって極性反転した信号P2 、(c)はコンデンサ51の電圧、(d)は直流リアクトル13の電流、(e)は出力端子(a)、(b)間に現われる出力電圧をそれぞれ時間の経過とともに示したものである。
【0016】
図2において、時刻t2 とt3 との間及びt4 とt5 との間は、直流リアクトル13を流れる電流が増加して、直流リアクトル13に電力を蓄積する期間であって、以下電流増加期間という。また、時刻t1 とt2 との間及びt3 とt4 との間は、二次整流回路12がフライホイールダイオードとして働く期間であって、以下フライホイール動作期間という。スイッチング周波数が共振周波数よりも大きい場合は、時刻t1 において駆動信号P1 がONした時に、まずフライホイール動作期間になり、その後に時刻t2 において電流増加期間になっている。
【0017】
第1パルス発生回路22は、差信号ΔIを入力として、出力電流が大きいときは、駆動信号P1 、P2 の周期を短くしてスイッチング周期を短くし、例えば時刻t1 とt2 との間及び時刻t3 とt4 との間のフライホイール動作期間を短くすることによってコンデンサ51の充電電圧が低くなり、その結果出力電流を小さくすることができる。逆に出力電流が小さいときは、駆動信号P1 、P2 の周期を長くすることによって、出力電流を大きくすることができる。即ち、差信号ΔIに反比例して第1パルス発生回路22の出力周波数を調整することによって出力電流を設定値に保つことができる。
【0018】
図3は図1の装置の動作を説明するための線図であって、スイッチング周波数を差信号ΔIに応じて共振周波数よりも減少させる場合を示している。同図において(a)は第1パルス発生回路22の出力信号P1 、(b)は駆動信号P1 をインバ−タゲ−ト23によって極性反転した信号P2 、(c)はコンデンサ51の電圧、(d)は直流リアクトル13の電流、(e)は出力端子(a)、(b)間に現われる出力電圧をそれぞれ時間の経過とともに示したものである。
【0019】
図3において、時刻t1 とt2 との間及びt3 とt4 との間は電流増加期間であり、時刻t2 とt3 との間及びt4 とt5 との間はフライホイール動作期間である。スイッチング周波数が共振周波数よりも小さい場合は、時刻t1 において駆動信号P1 がONした時にまず電流増加期間になり、その後に時刻t2 においてフライホイール動作期間になっている。
【0020】
スイッチング周波数が共振周波数よりも小さい場合、図1に示した第1パルス発生回路22は、差信号ΔIを入力として、出力電流が大きいときは、駆動信号P1 、P2 の周期を長くしてスイッチング周期を長くすることによって、出力電流を小さくすることができる。逆に出力電流が小さいときは、駆動信号P1 、P2 の周期を短くすることによって出力電流を大きくすることができる。即ち、差信号ΔIに正比例して第1パルス発生回路22の出力周波数を調整することによって出力電流を設定値に保つことができる。
【0021】
図1の装置においては、スイッチング周期は、共振回路の特性を活用しなければならないため、最大周期の数10[%]にするのが限度である。そこで、各組の駆動信号の間にOFF期間を設け、このOFF期間を調整するようにすれば、図1に示した装置よりも小さい最小出力を得ることができる。
【0022】
図4はこのようにした本発明の別の実施の形態の例を示す接続図である。同図において、24は第2パルス発生回路であり、25および26はモノマルチバイブレータであって、モノマルチバイブレータ25は入力信号の立上がりに同期して一定時間幅のパルスを発生し、モノマルチバイブレータ26は入力信号の立下がりに同期して一定時間幅のパルスを発生する。その他は図1に示した装置と同機能のものに同符号を付してある。出力電流設定器18、比較器17、第2パルス発生回路24およびモノマルチバイブレータ25、26はインバータ制御回路を構成している。
【0030】
図5は図4の装置の動作を説明するための線図である。同図において、(a)は第2パルス発生回路24の出力、(b)はモノマルチバイブレータ25の出力かつ駆動信号P3 、(c)はモノマルチバイブレータ26の出力かつ駆動信号P4 、(d)は出力端子(a)、(b)間に現われる出力電圧をそれぞれ時間の経過とともに示したものである。
【0031】
図4において、第2パルス発生回路24は差信号ΔIを入力して同期パルスを出力し、モノマルチバイブレータ25は、第2パルス発生回路24の出力信号の立上がりに同期してパルスを出力する。モノマルチバイブレータ26はモノマルチバイブレータ25の出力信号の立下がりに同期してパルスを出力する。その後第2パルス発生回路24が次のパルスを出力するまでパルス出力は中断される。その結果スイッチング素子3、4およびスイッチング素子5、6はそれぞれ1組の駆動信号P3 、P4 を受けてそれぞれ各1回導通した後に遮断し、再び1組の駆動信号P3 、P4 が入力されるまで遮断状態を保つことになる。図4の装置においてはモノマルチバイブレータ25、26の出力パルス幅T0 を共振型インバータ回路の共振周期に等しいか若干短くしておき、第2パルス発生回路24の出力周期Tを差信号ΔIに反比例して、T≧2T0 の条件にて変化させることによって出力を設定値に保つよう制御することができる。
【0032】
図6は本発明の1らに別の実施の形態の例を示す接続図であって、共振型インバータ回路43のスイッチング素子3ないし6を2回連続してON−OFFした後にOFF期間を設けるときの例である。同図において、24は第2パルス発生回路であり、25ないし28はモノマルチバイブレータであって、モノマルチバイブレータ25は入力信号の立上がりに同期して一定時間幅のパルスを出力し、モノマルチバイブレータ26ないし28は入力信号の立下がりに同期して一定時間幅のパルスを出力する。29及び30はオアゲートである。その他は図1に示した装置と同機能のものに同符号を付してある。出力電流設定器18、比較器17、第2パルス発生回路24、モノマルチバイブレータ25ないし28およびオアゲート29、30はインバータ制御回路を構成している。
【0033】
図7は図6の装置の動作を説明するための線図である。同図において、(a)は第2パルス発生回路24の出力、(b)はモノマルチバイブレータ25の出力、(c)はモノマルチバイブレータ26の出力、(d)はモノマルチバイブレータ27の出力、(e)はモノマルチバイブレータ28の出力、(f)は駆動信号P5 、(g)は駆動信号P6 、(h)は出力端子(a)、(b)間に現われる出力電圧をそれぞれ時間の経過とともに示したものである。
【0034】
図6において、第2パルス発生回路24は、差信号ΔIを入力として入力信号の大きさに反比例した周期の同期パルスを出力する。モノマルチバイブレータ25は、第2パルス発生回路24の出力の立上がりに同期してパルスを出力し、モノマルチバイブレータ26は、モノマルチバイブレータ25の出力信号の立下がりに同期してパルスを出力し、モノマルチバイブレータ27は、モノマルチバイブレータ26の出力信号の立下がりに同期してパルスを出力し、モノマルチバイブレータ28は、モノマルチバイブレータ27の出力信号の立下がりに同期してパルスを出力する。ここでモノマルチバイブレータ25ないし28はその出力パルス幅T0 が共振型インバータ回路43の共振周波数に対応する周期よりも若干短く設定しておく。オアゲート29はモノマルチバイブレータ27の出力信号とモノマルチバイブレータ25の出力信号とのどちらかがONの時、駆動信号P5 を出力する。オアゲート30は、モノマルチバイブレータ28の出力信号とモノマルチバイブレータ26の出力信号とのどちらかがONの時、駆動信号P6 を出力する。その後第2パルス発生回路24が次のパルスを出力するまで、スイッチング素子3ないし6は非導通になる。その結果スイッチング素子3ないし6は、2組の駆動信号P5 、P6 によって2回ON−OFFを交互に繰り返した後に差信号ΔIに反比例したOFF期間が設けられることになる。
【0035】
図6に示した装置と同様にして、モノマルチバイブレータをN段接続することによって、スイッチング素子3ないし6は、N組の駆動信号と次のN組の駆動信号との間に差信号ΔIに反比例したOFF期間を設けた信号を入力するように構成することができる。
【0036】
図8は本発明のさらに別の実施の形態の例を示す接続図である。同図において、31は第3パルス発生回路、32はのこぎり波発生回路、33は第2比較器、34はフリップフロップ回路、35および36はアンドゲ−トである。その他は図1に示した装置と同機能のものに同符号を付してある。出力電流設定器18、比較器17、第3パルス発生回路31、のこぎり波発生回路32、第2比較器33、フリップフロップ回路34およびアンドゲ−ト35、36はインバータ制御回路を構成している。
【0037】
図9は図8の装置の動作を説明するための線図である。同図において、(a)は第3パルス発生回路31の出力、(b)はのこぎり波発生回路32の出力、(c)はフリップフロップ回路34の出力、(d)は第2比較器33の出力、(e)は駆動信号P7 、(f)は駆動信号P8 、(g)は出力変圧器11の出力、(h)は出力端子(a)、(b)間に現われる出力電圧をそれぞれ時間の経過とともに示したものである。
【0041】
図8において、第3パルス発生回路31は共振型インバータ回路の共振周波数よりも若干低い周波数の同期パルスを出力し、のこぎり波発生回路32は第3パルス発生回路31の出力に同期してのこぎり波を出力する。第2比較器33は、のこぎり波発生回路32の出力と差信号ΔIとを比較して、のこぎり波発生回路の出力が差信号ΔIよりも小さいときに正の信号をアンドゲ−ト35および36に出力する。フリップフロップ回路34は第3パルス発生回路31の出力の立下がりに同期して出力QおよびQバーをアンドゲ−ト35および36にそれぞれ出力する。アンドゲ−ト35および36は、第2比較器33の出力とフリップフロップ回路34の出力とを入力として、駆動信号P7 およびP8 をスイッチング素子3、4および5、6にそれぞれ出力している。同図において、スイッチング周波数は第3パルス発生回路31の出力周波数となるので、この周波数を共振型インバータ回路の共振周波数よりも小さく共振周波数に近い周波数で一定に制御し、スイッチング素子3ないし6を差信号ΔIに対応してパルス幅制御することによって、出力電流を設定値に保つように制御する。
【0042】
図10は本発明のさらに別の実施の形態の例を示す接続図である。同図において、31は第3パルス発生回路であり、スイッチング周波数を決定する。37は位相比較器であり2つの入力信号の位相差に応じた電圧信号を出力する公知の乗算器形、ディジタル形、位相周波数比較器などの位相比較器が用いられる。38はローパスフィルタであり、位相比較器37の出力のうち高周波成分を除去する。39は加算器であり、40は電圧制御発振器であり、41および42はインバータゲートである。その他は図1に示した装置と同機能のものに同符号を付してある。出力電流設定器18、比較器17、第3パルス発生回路31、位相比較器37、ローパスフィルタ38、加算器39、電圧制御発振器40およびインバータゲート41、42はインバータ制御回路を構成している。
【0043】
図11は図10の装置の動作を説明するための線図である。同図において、(a)は第3パルス発生回路31の出力および駆動信号P9 、(b)は駆動信号P10、(c)は駆動信号P11、(d)は駆動信号P12、(e)は出力変圧器11の出力、(f)は出力端子(a)、(b)間に現われる出力電圧をそれぞれ時間の経過とともに示したものである。
【0044】
図10の装置において、第3パルス発生回路31の出力は、駆動信号P9 としてスイッチング素子3に出力され、またインバータ回路42にて極性が反転されて駆動信号P11としてスイッチング素子5に出力される。さらに第3パルス発生回路31の出力は電圧制御発振器40の出力信号と位相比較器37にて比較されて両入力信号の位相差に相当する電圧が演算される。この位相比較器37の出力はローパスフィルタ38にて高周波成分が除去されて加算器39の一方の入力となる。一方、出力電流設定器18の設定値Irは出力電流検出器16の出力信号Ifと比較器17にて比較されて差信号ΔIとなり、加算器39の他方の入力となる。加算器39において、ローパスフィルタ38の出力と比較器17の出力とが加算されて電圧制御発振器40に入力され、電圧制御発振器40は入力電圧に対応した周波数のパルス信号を出力する。この電圧制御発振器40の出力信号はインバータゲ−ト41にて極性が反転された後に駆動信号P10としてスイッチング素子4に出力される。また電圧制御発振器40の出力は位相比較器37にフィードバックされるとともに、駆動信号P12としてスイッチング素子6に出力される。
【0045】
ここで、位相比較器37、ローパスフィルタ38、電圧制御発振器40は公知のPLL回路を構成しており、図10の制御回路は、この公知のPLL回路の途中に差信号ΔIを加算する加算器39を加えたものである。それ故、電圧制御発振器40は第3パルス発生回路31の出力周波数と同一の周波数でかつ差信号ΔIに相当する分だけ位相がずれた波形のパルス信号を出力することになる。その結果、駆動信号P9 とP10と及び駆動信号P11とP12とはそれぞれ差信号ΔIに相当するα分だけ位相がずれた波形となり、また駆動信号P9 とP11および駆動信号P10とP12とはそれぞれ逆位相となる。同図において、スイッチング周波数を共振周波数よりも小さく共振周波数に近い周波数で一定に制御すると駆動信号の位相差α即ち差信号ΔIに比例して各スイッチング素子の導通時間が定まることになり、出力電流が設定値に保たれるように制御される。
【0046】
なお、図4および図6に示した実施例において、モノマルチバイブレ−タ25ないし28の出力パルス幅を増減させる制御を加えると、さらに広範囲の出力制御が可能となる。また、図8および図10に示した実施例において、それぞれ第3パルス発生回路31の出力周波数を共振型インバータ回路43の共振周波数に対して増減させる制御を加えると、さらに広範囲の出力制御が可能となる。
【0047】
図1、図4、図6および図8に示した実施例において、共振型インバ−タ回路43はフルブリッジ式の回路を示しているが、本発明は、これに代えてハ−フブリッジ式の回路を用いてもよい。また前述したいずれの実施例においても出力電流をフィードバックして設定値を比較することにより出力電流を一定値に保つものを示したが、本発明は出力電流に代えて出力電圧を検出して、これを設定値と比較することにより出力電圧を一定に保つものにも適用できる。
【0050】
【発明の効果】
上記の通り、本発明のアーク加工用電源装置は、共振型インバータ回路のスイッチング素子のスイッチング周波数を共振周波数に対して変化させることによって出力を調整するものであるので、負荷への出力の変動に対して即応性が良いという効果がある。さらにスイッチング周波数を共振周波数よりも増加させ4個のスイッチング素子のうち相対向する2個のスイッチング素子を1対として各1対のスイッチング素子を交互に連続して所定回数ON−OFFした後に差信号に反比例した期間だけ4個のスイッチング素子が全て非導通となる期間を設けることによって最小出力をより小さくすることができ、制御可能な出力範囲を拡大することができる。また、スイッチング周波数を共振周波数よりも若干低い一定の周波数で制御してスイッチング素子をパルス幅制御または移相制御することによって、負荷への出力の変動に対する即応性を保ったまま、低出力領域まで制御範囲を拡大することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の例を示す接続図である。
【図2】図1の装置の動作を説明するための線図であって、スイッチング周波数を共振周波数よりも増加させる場合を示している。
【図3】図1の装置の動作を説明するための線図であって、スイッチング周波数を共振周波数よりも減少させる場合を示している。
【図4】本発明の別の実施の形態の例を示す接続図である。
【図5】図4の装置の動作を説明するための線図である。
【図6】本発明のさらに別の実施の形態の例を示す接続図である。
【図7】図6の装置の動作を説明するための線図である。
【図8】本発明のさらに別の実施の形態の例を示す接続図である。
【図9】図8の装置の動作を説明するための線図である。
【図10】本発明のさらに別の実施の形態の例を示す接続図である。
【図11】図10の装置の動作を説明するための線図である。
【図12】従来の装置の例を示す接続図である。
【符号の説明】
1 交流電源
2 一次整流回路
3 スイッチング素子
4 スイッチング素子
5 スイッチング素子
6 スイッチング素子
7 ダイオード
8 ダイオード
9 ダイオード
10 ダイオード
11 出力変圧器
12 二次整流回路
13 直流リアクトル
14 アーク加工用電極
15 被加工物
16 出力電流検出器
17 比較器
18 出力電流設定器
19 パルス発生回路
20 インバータ制御回路
21 整流回路
22 第1パルス発生回路
23 インバータゲート
24 第2パルス発生回路
25 モノマルチバイブレータ
26 モノマルチバイブレータ
27 モノマルチバイブレータ
28 モノマルチバイブレータ
29 オアゲート
30 オアゲート
31 第3パルス発生回路
32 のこぎり波発生回路
33 第2比較器
34 フリップフロップ回路
35 アンドゲート
36 アンドゲート
37 位相比較器
38 ローパスフィルタ
39 加算器
40 電圧制御発振器
41 インバータゲート
42 インバータゲート
43 共振型インバータ回路
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement in a power supply device for arc machining used for arc welding, cutting, plasma arc machining, etc., in which a direct current power source is converted into high frequency alternating current by an inverter circuit and then rectified again to be direct current.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a power supply device for arc machining, a DC power source is converted into a high frequency alternating current of several KHz to several tens of KHz by an inverter circuit and then rectified again to obtain a DC output for the purpose of miniaturization, weight reduction and high precision output control. It is produced as.
FIG. 12 is a connection diagram showing an example of a DC output arc machining power supply apparatus as described above. In the figure, reference numeral 1 denotes an AC power source, and a single-phase commercial AC power source or a three-phase commercial AC power source is used. Reference numeral 2 denotes a thyristor-controlled primary rectifier circuit that rectifies power from the AC power source 1 and converts it into DC, and its output is controlled by a control signal from a pulse generation circuit 19 described later. The primary rectifier circuit 2 may include a simple smoothing circuit. Reference numerals 3 to 6 denote bridge-connected switching elements, and reference numerals 7 to 10 denote diodes connected in parallel to the switching elements 3 to 6 in reverse polarity, and a reverse voltage is applied to the switching elements 3 to 6. It is provided to prevent this. Reference numeral 51 denotes a capacitor, 52 denotes a reactor, and a resonant inverter that converts the output of the primary rectifier circuit 2 into a high-frequency substantially sinusoidal alternating current by the switching elements 3 to 6, the diodes 7 to 10, the capacitor 51, and the reactor 52. A circuit 43 is configured. An output transformer 11 converts the output voltage of the resonant inverter circuit into a voltage suitable for arc machining. 12 is a secondary rectifier circuit that rectifies the output of the output transformer 11 again to make it a direct current, 13 is a DC reactor connected in series between the secondary rectifier circuit 12 and the output terminal (a), and 14 is an output terminal. An arc machining electrode connected to (a), 15 is a workpiece connected to the output terminal (b). 16 is an output current detector, 17 is a comparator that compares the output signal Ir of the output current setter 18 and the output signal If of the output current detector 16 and outputs a difference signal ΔI = Ir−If, and 19 is a comparator. 17 is a pulse generation circuit having a voltage controlled oscillator in which the phase of an output pulse is determined in accordance with an output signal ΔI of 17, which outputs a phase control signal to the primary rectifier circuit 2, and 20 is a switching element 3, 4 and switching It is an inverter control circuit for outputting a drive signal for alternately turning on the elements 5 and 6 at the resonance frequency.
[0003]
In the conventional apparatus of FIG. 12, the electric power from the AC power source 1 is rectified and smoothed by the primary rectifier circuit 2 to become DC, and is constituted by the switching elements 3 to 6, the diodes 7 to 10, the capacitor 51, and the reactor 52. The resonance type inverter circuit 43 converts the high frequency alternating current. The output becomes a sinusoidal output voltage corresponding to the resonance frequency in the resonance circuit constituted by the capacitor 51 and the reactor 52, and becomes a predetermined voltage in the output transformer 11. The output voltage of the output transformer 11 is converted again into a direct current by the secondary rectifier circuit 12 and supplied to the arc machining electrode 14 and the workpiece 15 from the output terminals (a) and (b) through the direct current reactor 13. As a result, a machining arc is generated between the two. This output current is detected by the output current detector 16 and compared with the set value of the output current setter 18 to calculate the difference signal ΔI. The pulse generation circuit 19 controls the phase control signal output to the primary rectifier circuit 2 in the direction in which the input signal decreases with the difference signal ΔI as an input. As a result, the output current is kept at a constant value corresponding to the set value.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the above conventional device, the output of the resonant inverter circuit is a sinusoidal output voltage corresponding to the resonant frequency, and the output supplied to the load is phase-controlled by the thyristor of the primary rectifier circuit. Control is based on half the frequency of commercial AC power supply frequency. When the input commercial power supply is single-phase, it is about every 10 [ms] and even 3 phases are about 3 [ms] units. there were.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is to solve the above-described problems of the conventional device, and the arc machining power supply device according to claim 1 is configured such that the switching frequency of the resonance type inverter circuit is set according to the output setting signal with respect to the resonance frequency. The present invention proposes a device that adjusts the output by increasing and decreasing the control.
[0011]
The arc machining power supply device according to claim 2, wherein the switching frequency is made higher than the resonance frequency, and two switching elements facing each other out of four switching elements are used as a pair, and each pair of switching elements is alternately arranged. Proposed a device that adjusts the output by providing a period in which all four switching elements are non-conductive only during a period inversely proportional to the difference signal between the output current and the output current setting signal after being turned ON-OFF a predetermined number of times. Is.
[0012]
A power supply device for arc machining according to claim 3 or 4 is proposed in which the switching frequency is controlled to be constant at a frequency slightly lower than the resonance frequency, and the output is adjusted by pulse width control or phase shift control of the switching element. It is a thing.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a connection diagram showing an example of an embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 21 denotes a rectifier circuit composed of a diode that rectifies the electric power from the AC power source 1 and converts it into DC, and may include a simple smoothing circuit. Reference numeral 22 denotes a first pulse generation circuit that generates a rectangular wave pulse with a duty of 50 [%], and includes a voltage-controlled oscillator that determines the period of the output pulse according to the output signal ΔI of the comparator 17. The drive signal P1 for making the switching elements 3 and 4 conductive is output, and the inverter gate 23 inverts the polarity of the drive signal P1 and outputs the drive signal P2 to make the switching elements 5 and 6 conductive. As a result, the output to the load is adjusted by controlling the switching frequency to be increased or decreased from the resonance frequency in accordance with the difference signal ΔI. Other components having the same functions as those in the conventional apparatus shown in FIG. The output current setting unit 18, the comparator 17, the first pulse generating circuit 22, and the inverter target 23 constitute an inverter control circuit.
[0014]
In the apparatus of FIG. 1, the power from the AC power source 1 is rectified and smoothed by a rectifier circuit 21 to become DC, and is a resonance type composed of switching elements 3 to 6, diodes 7 to 10, a capacitor 51, and a reactor 52. The inverter circuit 43 converts it to high frequency alternating current. The output becomes a sinusoidal output voltage corresponding to the resonance frequency in the resonance circuit constituted by the capacitor 51 and the reactor 52, and becomes a predetermined voltage in the output transformer 11. The output voltage of the output transformer 11 is converted again into a direct current by the secondary rectifier circuit 12 and supplied to the arc machining electrode 14 and the workpiece 15 from the output terminals (a) and (b) through the direct current reactor 13. As a result, a machining arc is generated between the two. This output current is detected by the output current detector 16 and compared with the set value of the output current setter 18 to calculate the difference signal ΔI.
[0015]
FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the apparatus of FIG. 1 and shows a case where the switching frequency is increased in proportion to the difference signal in inverse proportion to the difference signal. In the figure, (a) is the output signal P1 of the first pulse generation circuit 22, (b) is a signal P2 obtained by inverting the polarity of the drive signal P1 by the inverter circuit 23, (c) is the voltage of the capacitor 51, and (d) is DC. Reactor 13 current, (e), shows the output voltage appearing between the output terminals (a), (b), respectively, over time.
[0016]
In FIG. 2, the period between times t2 and t3 and between t4 and t5 is a period in which the current flowing through the DC reactor 13 increases and power is stored in the DC reactor 13, and is hereinafter referred to as a current increase period. Further, the period between the times t1 and t2 and the period between t3 and t4 is a period in which the secondary rectifier circuit 12 functions as a flywheel diode, and is hereinafter referred to as a flywheel operation period. When the switching frequency is higher than the resonance frequency, when the drive signal P1 is turned on at time t1, the flywheel operation period is first followed by the current increase period at time t2.
[0017]
When the difference signal ΔI is input and the output current is large, the first pulse generation circuit 22 shortens the cycle of the drive signals P1 and P2 to shorten the switching cycle, for example, between the times t1 and t2 and the time t3. By shortening the flywheel operating period between t4 and t4, the charging voltage of the capacitor 51 is lowered, and as a result, the output current can be reduced. Conversely, when the output current is small, the output current can be increased by increasing the period of the drive signals P1 and P2. That is, the output current can be kept at the set value by adjusting the output frequency of the first pulse generation circuit 22 in inverse proportion to the difference signal ΔI.
[0018]
FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the apparatus of FIG. 1, and shows a case where the switching frequency is decreased below the resonance frequency in accordance with the difference signal ΔI. In the figure, (a) is the output signal P1 of the first pulse generating circuit 22, (b) is a signal P2 obtained by reversing the polarity of the drive signal P1 by the inverter 23, (c) is the voltage of the capacitor 51, (d ) Shows the current of the DC reactor 13, and (e) shows the output voltage appearing between the output terminals (a) and (b) with the passage of time.
[0019]
In FIG. 3, the current increase period is between times t1 and t2 and between t3 and t4, and the flywheel operation period is between times t2 and t3 and between t4 and t5. When the switching frequency is lower than the resonance frequency, when the drive signal P1 is turned on at time t1, the current increases first, and then the flywheel operation period at time t2.
[0020]
When the switching frequency is lower than the resonance frequency, the first pulse generating circuit 22 shown in FIG. 1 takes the difference signal ΔI as an input, and when the output current is large, the period of the drive signals P1 and P2 is lengthened to increase the switching period. By lengthening the output current, the output current can be reduced. Conversely, when the output current is small, the output current can be increased by shortening the cycle of the drive signals P1 and P2. That is, the output current can be kept at the set value by adjusting the output frequency of the first pulse generation circuit 22 in direct proportion to the difference signal ΔI.
[0021]
In the apparatus of FIG. 1, since the switching period must utilize the characteristics of the resonant circuit, the maximum period is limited to several tens [%]. Therefore, if an OFF period is provided between each set of drive signals and the OFF period is adjusted, a minimum output smaller than that of the apparatus shown in FIG. 1 can be obtained.
[0022]
FIG. 4 is a connection diagram showing an example of another embodiment of the present invention as described above. In the figure, 24 is a second pulse generating circuit, 25 and 26 are mono multivibrators, and the mono multivibrator 25 generates a pulse having a certain time width in synchronization with the rising of the input signal. 26 generates a pulse having a certain time width in synchronization with the fall of the input signal. The other components having the same functions as those of the apparatus shown in FIG. The output current setting device 18, the comparator 17, the second pulse generation circuit 24, and the mono multivibrators 25 and 26 constitute an inverter control circuit.
[0030]
FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the apparatus of FIG. In the figure, (a) is the output of the second pulse generating circuit 24, (b) is the output of the mono multivibrator 25 and the drive signal P3, (c) is the output of the mono multivibrator 26 and the drive signal P4, (d). Shows the output voltage appearing between the output terminals (a) and (b) with the passage of time.
[0031]
In FIG. 4, the second pulse generation circuit 24 inputs the difference signal ΔI and outputs a synchronization pulse, and the mono multivibrator 25 outputs a pulse in synchronization with the rise of the output signal of the second pulse generation circuit 24. The mono multivibrator 26 outputs a pulse in synchronization with the fall of the output signal of the mono multivibrator 25. Thereafter, the pulse output is interrupted until the second pulse generation circuit 24 outputs the next pulse. As a result, the switching elements 3 and 4 and the switching elements 5 and 6 receive a set of drive signals P3 and P4, respectively, are turned on once, and then shut off until a set of drive signals P3 and P4 are input again. It will keep the cut-off state. In the apparatus of FIG. 4, the output pulse width T0 of the mono multivibrators 25 and 26 is made equal to or slightly shorter than the resonance period of the resonant inverter circuit, and the output period T of the second pulse generation circuit 24 is inversely proportional to the difference signal ΔI. Thus, the output can be controlled to be kept at the set value by changing under the condition of T ≧ 2T0.
[0032]
FIG. 6 is a connection diagram showing an example of another embodiment according to the present invention, in which an OFF period is provided after the switching elements 3 to 6 of the resonant inverter circuit 43 are turned on and off twice in succession. An example of when. In the figure, reference numeral 24 denotes a second pulse generation circuit, and reference numerals 25 to 28 denote mono multivibrators. The mono multivibrator 25 outputs a pulse having a certain time width in synchronization with the rising of the input signal, and the mono multivibrator. Nos. 26 to 28 output pulses having a certain time width in synchronization with the fall of the input signal. 29 and 30 are OR gates. The other components having the same functions as those of the apparatus shown in FIG. The output current setting unit 18, the comparator 17, the second pulse generation circuit 24, the mono multivibrators 25 to 28, and the OR gates 29 and 30 constitute an inverter control circuit.
[0033]
FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of the apparatus of FIG. In the same figure, (a) is the output of the second pulse generating circuit 24, (b) is the output of the mono multivibrator 25, (c) is the output of the mono multivibrator 26, (d) is the output of the mono multivibrator 27, (E) is the output of the mono multivibrator 28, (f) is the drive signal P5, (g) is the drive signal P6, (h) is the output voltage appearing between the output terminals (a) and (b), respectively. It is shown together.
[0034]
In FIG. 6, the second pulse generation circuit 24 receives the difference signal ΔI and outputs a synchronization pulse having a period inversely proportional to the magnitude of the input signal. The mono multivibrator 25 outputs a pulse in synchronization with the rise of the output of the second pulse generation circuit 24, and the mono multivibrator 26 outputs a pulse in synchronization with the fall of the output signal of the mono multivibrator 25, The mono multivibrator 27 outputs a pulse in synchronization with the falling edge of the output signal of the mono multivibrator 26, and the mono multivibrator 28 outputs a pulse in synchronization with the falling edge of the output signal of the mono multivibrator 27. Here, the mono multivibrators 25 to 28 are set so that the output pulse width T 0 is slightly shorter than the period corresponding to the resonance frequency of the resonance type inverter circuit 43. The OR gate 29 outputs the drive signal P5 when either the output signal of the mono multivibrator 27 or the output signal of the mono multivibrator 25 is ON. The OR gate 30 outputs the drive signal P6 when either the output signal of the mono multivibrator 28 or the output signal of the mono multivibrator 26 is ON. Thereafter, until the second pulse generation circuit 24 outputs the next pulse, the switching elements 3 to 6 become non-conductive. As a result, the switching elements 3 to 6 are provided with an OFF period that is inversely proportional to the difference signal ΔI after the ON / OFF is alternately repeated twice by the two sets of drive signals P5 and P6.
[0035]
Similar to the apparatus shown in FIG. 6, by connecting N stages of mono-multivibrators, the switching elements 3 to 6 change the difference signal ΔI between N sets of drive signals and the next N sets of drive signals. A signal having an inversely proportional OFF period can be input.
[0036]
FIG. 8 is a connection diagram showing an example of still another embodiment of the present invention. In the figure, 31 is a third pulse generating circuit, 32 is a sawtooth wave generating circuit, 33 is a second comparator, 34 is a flip-flop circuit, and 35 and 36 are AND gates. The other components having the same functions as those of the apparatus shown in FIG. The output current setting unit 18, the comparator 17, the third pulse generation circuit 31, the sawtooth wave generation circuit 32, the second comparator 33, the flip-flop circuit 34, and the AND gates 35 and 36 constitute an inverter control circuit.
[0037]
FIG. 9 is a diagram for explaining the operation of the apparatus of FIG. In the figure, (a) is the output of the third pulse generation circuit 31, (b) is the output of the sawtooth wave generation circuit 32, (c) is the output of the flip-flop circuit 34, and (d) is the output of the second comparator 33. (E) is the drive signal P7, (f) is the drive signal P8, (g) is the output of the output transformer 11, (h) is the output voltage appearing between the output terminals (a) and (b), respectively. It is shown with the progress of.
[0041]
In FIG. 8, the third pulse generation circuit 31 outputs a synchronization pulse having a frequency slightly lower than the resonance frequency of the resonant inverter circuit, and the sawtooth wave generation circuit 32 synchronizes with the output of the third pulse generation circuit 31. Is output. The second comparator 33 compares the output of the sawtooth wave generating circuit 32 with the difference signal ΔI, and when the output of the sawtooth wave generating circuit is smaller than the difference signal ΔI, a positive signal is sent to the AND gates 35 and 36. Output. The flip-flop circuit 34 outputs the outputs Q and Q bar to the AND gates 35 and 36 in synchronization with the fall of the output of the third pulse generating circuit 31, respectively. The AND gates 35 and 36 receive the output of the second comparator 33 and the output of the flip-flop circuit 34, and output drive signals P7 and P8 to the switching elements 3, 4 and 5, 6 respectively. In the figure, since the switching frequency is the output frequency of the third pulse generating circuit 31, this frequency is controlled to be constant at a frequency smaller than the resonant frequency of the resonant inverter circuit and close to the resonant frequency, and the switching elements 3 to 6 are controlled. By controlling the pulse width corresponding to the difference signal ΔI, the output current is controlled to be kept at the set value.
[0042]
FIG. 10 is a connection diagram showing an example of still another embodiment of the present invention. In the figure, 31 is a third pulse generating circuit, which determines the switching frequency. Reference numeral 37 denotes a phase comparator, and a known phase comparator such as a multiplier type, a digital type, or a phase frequency comparator that outputs a voltage signal corresponding to the phase difference between two input signals is used. Reference numeral 38 denotes a low-pass filter that removes high-frequency components from the output of the phase comparator 37. 39 is an adder, 40 is a voltage controlled oscillator, and 41 and 42 are inverter gates. The other components having the same functions as those of the apparatus shown in FIG. The output current setting unit 18, the comparator 17, the third pulse generating circuit 31, the phase comparator 37, the low pass filter 38, the adder 39, the voltage controlled oscillator 40, and the inverter gates 41 and 42 constitute an inverter control circuit.
[0043]
FIG. 11 is a diagram for explaining the operation of the apparatus of FIG. In the figure, (a) is the output of the third pulse generating circuit 31 and the drive signal P9, (b) is the drive signal P10, (c) is the drive signal P11, (d) is the drive signal P12, and (e) is the output. The output of the transformer 11, (f) shows the output voltage appearing between the output terminals (a) and (b) with the passage of time.
[0044]
In the apparatus of FIG. 10, the output of the third pulse generating circuit 31 is output to the switching element 3 as the drive signal P9, and the polarity is inverted by the inverter circuit 42 and output to the switching element 5 as the drive signal P11. Further, the output of the third pulse generating circuit 31 is compared with the output signal of the voltage controlled oscillator 40 by the phase comparator 37, and a voltage corresponding to the phase difference between the two input signals is calculated. A high-frequency component is removed from the output of the phase comparator 37 by the low-pass filter 38 and is input to the adder 39. On the other hand, the set value Ir of the output current setter 18 is compared with the output signal If of the output current detector 16 by the comparator 17 to become a difference signal ΔI, which is the other input of the adder 39. In the adder 39, the output of the low-pass filter 38 and the output of the comparator 17 are added and input to the voltage controlled oscillator 40. The voltage controlled oscillator 40 outputs a pulse signal having a frequency corresponding to the input voltage. The output signal of the voltage controlled oscillator 40 is output to the switching element 4 as the drive signal P10 after the polarity is inverted by the inverter gate 41. The output of the voltage controlled oscillator 40 is fed back to the phase comparator 37 and also output to the switching element 6 as a drive signal P12.
[0045]
Here, the phase comparator 37, the low-pass filter 38, and the voltage controlled oscillator 40 constitute a known PLL circuit, and the control circuit of FIG. 10 is an adder that adds a difference signal ΔI in the middle of the known PLL circuit. 39 is added. Therefore, the voltage controlled oscillator 40 outputs a pulse signal having a waveform having the same frequency as the output frequency of the third pulse generating circuit 31 and having a phase shifted by an amount corresponding to the difference signal ΔI. As a result, the drive signals P9 and P10 and the drive signals P11 and P12 have waveforms shifted in phase by α corresponding to the difference signal ΔI, and the drive signals P9 and P11 and the drive signals P10 and P12 are opposite to each other. It becomes a phase. In the figure, when the switching frequency is controlled to be constant at a frequency smaller than the resonance frequency and close to the resonance frequency, the conduction time of each switching element is determined in proportion to the phase difference α of the drive signal, that is, the difference signal ΔI. Is controlled to be kept at the set value.
[0046]
In the embodiment shown in FIGS. 4 and 6, if control for increasing or decreasing the output pulse width of the mono multivibrators 25 to 28 is added, a wider range of output control is possible. Further, in the embodiment shown in FIG. 8 and FIG. 10, if a control for increasing / decreasing the output frequency of the third pulse generating circuit 31 with respect to the resonant frequency of the resonant inverter circuit 43 is added, a wider range of output control is possible. It becomes.
[0047]
In the embodiments shown in FIGS. 1, 4, 6 and 8, the resonant inverter circuit 43 is a full-bridge type circuit, but the present invention is replaced with a half-bridge type circuit. A circuit may be used. In any of the above-described embodiments, the output current is fed back and the set value is compared to maintain the output current at a constant value, but the present invention detects the output voltage instead of the output current, This can be applied to a device that keeps the output voltage constant by comparing it with a set value.
[0050]
【The invention's effect】
As described above, the arc machining power supply device according to the present invention adjusts the output by changing the switching frequency of the switching element of the resonance type inverter circuit with respect to the resonance frequency. On the other hand, there is an effect of good responsiveness. Further, the switching frequency is increased from the resonance frequency, and two switching elements facing each other among the four switching elements are taken as a pair, and each pair of switching elements is alternately and continuously turned ON / OFF a predetermined number of times, and then the difference signal. By providing a period in which all four switching elements are non-conductive for a period inversely proportional to the minimum output, the minimum output can be made smaller and the controllable output range can be expanded. In addition, by controlling the switching frequency at a constant frequency slightly lower than the resonance frequency and controlling the pulse width or phase shift of the switching element, it maintains the responsiveness to fluctuations in the output to the load while maintaining the low output range. The control range can be expanded.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a connection diagram illustrating an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the apparatus of FIG. 1, and shows a case where the switching frequency is increased above the resonance frequency.
FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the apparatus shown in FIG. 1, and shows a case where the switching frequency is decreased below the resonance frequency.
FIG. 4 is a connection diagram showing an example of another embodiment of the present invention.
5 is a diagram for explaining the operation of the apparatus of FIG. 4;
FIG. 6 is a connection diagram showing still another example of the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of the apparatus of FIG. 6;
FIG. 8 is a connection diagram illustrating another example of the embodiment of the present invention.
9 is a diagram for explaining the operation of the apparatus of FIG.
FIG. 10 is a connection diagram illustrating another example of the embodiment of the present invention.
11 is a diagram for explaining the operation of the apparatus shown in FIG. 10;
FIG. 12 is a connection diagram illustrating an example of a conventional apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 AC power supply 2 Primary rectifier circuit 3 Switching element 4 Switching element 5 Switching element 6 Switching element 7 Diode 8 Diode 9 Diode 10 Diode 11 Output transformer 12 Secondary rectifier circuit 13 DC reactor 14 Arc processing electrode 15 Workpiece 16 Output Current detector 17 Comparator 18 Output current setting device 19 Pulse generation circuit 20 Inverter control circuit 21 Rectifier circuit 22 First pulse generation circuit 23 Inverter gate 24 Second pulse generation circuit 25 Mono multivibrator 26 Mono multivibrator 27 Mono multivibrator 28 Mono multivibrator 29 OR gate 30 OR gate 31 Third pulse generator circuit 32 Sawtooth wave generator circuit 33 Second comparator 34 Flip-flop circuit 35 AND gate 36 AND gate 37 Phase Comparator 38 Low pass filter 39 Adder 40 Voltage controlled oscillator 41 Inverter gate 42 Inverter gate 43 Resonant inverter circuit

Claims (4)

交流電源を整流して直流電力を得る一次整流回路と、前記一次整流回路の出力を高周波の略正弦波交流に変換する共振型インバータ回路と、前記共振型インバータ回路の出力を所定の電圧に変換する出力変圧器と、前記出力変圧器の出力を整流して直流とする二次整流回路と、出力電流を検出し出力電流設定信号との差信号に応じて前記共振型インバータ回路のスイッチング周波数を共振周波数に対して変化させるインバータ制御回路とを具備したアーク加工用電源装置。A primary rectifier circuit that rectifies an AC power source to obtain DC power, a resonant inverter circuit that converts the output of the primary rectifier circuit into a high-frequency substantially sinusoidal AC, and an output of the resonant inverter circuit that converts the output to a predetermined voltage An output transformer, a secondary rectifier circuit that rectifies the output of the output transformer to make a direct current, and a switching frequency of the resonant inverter circuit according to a difference signal between an output current and an output current setting signal. An arc machining power supply device comprising an inverter control circuit that changes the resonance frequency. 交流電源を整流して直流電力を得る一次整流回路と、前記一次整流回路の出力を高周波の略正弦波交流に変換するブリッジ接続された4個のスイッチング素子からなる共振型インバータ回路と、前記共振型インバータ回路の出力を所定の電圧に変換する出力変圧器と、前記出力変圧器の出力を整流して直流とする二次整流回路と、出力電流を検出し出力電流設定信号との差信号に応じて前記共振型インバータ回路のスイッチング周波数を共振周波数よりも増加させ前記4個のスイッチング素子のうち相対向する2個のスイッチング素子を1対として各1対のスイッチング素子を交互に連続して所定回数ON−OFFした後に前記差信号に反比例した期間だけ前記4個のスイッチング素子が全て非導通となる期間を設けたインバータ制御回路とを具備したアーク加工用電源装置。A primary rectifier circuit that rectifies an AC power source to obtain DC power, a resonant inverter circuit that includes four switching elements connected in a bridge that converts the output of the primary rectifier circuit into a high-frequency substantially sinusoidal AC, and the resonance An output transformer that converts the output of the inverter circuit into a predetermined voltage, a secondary rectifier circuit that rectifies the output of the output transformer into a direct current, and a difference signal between the output current and the output current setting signal Accordingly, the switching frequency of the resonance type inverter circuit is increased above the resonance frequency, and two switching elements facing each other out of the four switching elements are taken as a pair, and each pair of switching elements is alternately and continuously set. An inverter control circuit provided with a period in which all of the four switching elements are non-conductive for a period inversely proportional to the difference signal after being turned on and off a number of times; Arc machining power supply apparatus having. 交流電源を整流して直流電力を得る一次整流回路と、前記一次整流回路の出力を高周波の略正弦波交流に変換するブリッジ接続された4個のスイッチング素子からなる共振型インバータ回路と、前記共振型インバータ回路の出力を所定の電圧に変換する出力変圧器と、前記出力変圧器の出力を整流して直流とする二次整流回路と、出力電流を検出し出力電流設定信号との差信号に応じて前記共振型インバータ回路のスイッチング周波数を共振周波数よりも若干低い一定の周波数で制御し前記4個のスイッチング素子のうち相対向する2個のスイッチング素子を1対として各1対のスイッチング素子を交互にON−OFF制御し前記各1対のスイッチング素子の導通時間率を変化させることによって出力を制御するインバータ制御回路とを具備したアーク加工用電源装置。A primary rectifier circuit that rectifies an AC power source to obtain DC power, a resonant inverter circuit that includes four switching elements connected in a bridge that converts the output of the primary rectifier circuit into a high-frequency substantially sinusoidal AC, and the resonance An output transformer that converts the output of the inverter circuit into a predetermined voltage, a secondary rectifier circuit that rectifies the output of the output transformer into a direct current, and a difference signal between the output current and the output current setting signal Accordingly, the switching frequency of the resonant inverter circuit is controlled at a constant frequency slightly lower than the resonant frequency, and two switching elements facing each other among the four switching elements are defined as one pair, and each pair of switching elements is set. An inverter control circuit that controls ON / OFF alternately and controls the output by changing the conduction time rate of each pair of switching elements. Arc machining power supply apparatus. 交流電源を整流して直流電力を得る一次整流回路と、前記一次整流回路の出力を高周波の略正弦波交流に変換するブリッジ接続された4個のスイッチング素子からなる共振型インバータ回路と、前記共振型インバータ回路の出力を所定の電圧に変換する出力変圧器と、前記出力変圧器の出力を整流して直流とする二次整流回路と、出力電流を検出し出力電流設定信号との差信号に応じて前記共振型インバータ回路のスイッチング周波数を共振周波数よりも若干低い一定の周波数で制御し前記4個のスイッチング素子のうち直列接続された各2個のスイッチング素子の駆動信号をそれぞれ半周期毎に交互にON−OFF制御し前記4個のスイッチング素子のうち相対向する各2個のスイッチング素子の駆動信号のそれぞれの位相差を変化させることによって出力を制御するインバータ制御回路とを具備したアーク加工用電源装置。A primary rectifier circuit that rectifies an AC power source to obtain DC power, a resonant inverter circuit that includes four switching elements connected in a bridge that converts the output of the primary rectifier circuit into a high-frequency substantially sinusoidal AC, and the resonance An output transformer that converts the output of the inverter circuit into a predetermined voltage, a secondary rectifier circuit that rectifies the output of the output transformer into a direct current, and a difference signal between the output current and the output current setting signal Accordingly, the switching frequency of the resonance type inverter circuit is controlled at a constant frequency slightly lower than the resonance frequency, and the drive signals of each of the two switching elements connected in series among the four switching elements are transmitted every half cycle. The ON / OFF control is alternately performed to change the phase difference between the drive signals of the two switching elements facing each other among the four switching elements. Arc machining power supply apparatus comprising an inverter control circuit for controlling the output by the.
JP09833197A 1997-03-31 1997-03-31 Arc machining power supply Expired - Fee Related JP3825870B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP09833197A JP3825870B2 (en) 1997-03-31 1997-03-31 Arc machining power supply

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP09833197A JP3825870B2 (en) 1997-03-31 1997-03-31 Arc machining power supply

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH10277739A JPH10277739A (en) 1998-10-20
JP3825870B2 true JP3825870B2 (en) 2006-09-27

Family

ID=14216930

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP09833197A Expired - Fee Related JP3825870B2 (en) 1997-03-31 1997-03-31 Arc machining power supply

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3825870B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19955673A1 (en) * 1999-11-19 2001-05-23 Philips Corp Intellectual Pty Power supply unit with an inverter
AT412388B (en) * 2000-01-20 2005-02-25 Fronius Schweissmasch Prod METHOD FOR REGULATING A WELDING CURRENT SOURCE WITH A RESONANCE CIRCUIT
US9114471B2 (en) * 2012-09-24 2015-08-25 Lincoln Global, Inc. Systems and methods providing low current regulation for AC arc welding processes
CN115229309B (en) * 2022-07-14 2023-10-13 上海多木实业有限公司 Three frequency-adjustable TIG alternating current welding methods

Also Published As

Publication number Publication date
JPH10277739A (en) 1998-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4876433A (en) Inverter controlled-type power source for arc welding
JP3825870B2 (en) Arc machining power supply
JP2001128462A (en) Inverter device control method
JP2704519B2 (en) DC power supply
JPS6271476A (en) Resonance type inverter circuit
JPH1174057A (en) Power supply for silent discharge
RU2187873C1 (en) Reactive power corrector
CN109463032B (en) Converter system and method for operating a converter system
JPH1127934A (en) Power supply equipment
KR0155248B1 (en) Stability dc-power supply with variable function for high voltage
JPH1052754A (en) Power source device for arc working
JP2676070B2 (en) DC power supply
JP2537516B2 (en) Control method and apparatus for arc welding power source
JPH10216936A (en) Power unit for arc machining
JP2685547B2 (en) Control device for arc welding power supply
SU1150709A1 (en) Method of controlling voltage regulator
JP2628059B2 (en) DC power supply
RU2079202C1 (en) Device for uninterrupted alternating current power supply using intermediate high-frequency conversion
JPH0760735B2 (en) High frequency induction heating device
JPH04264384A (en) Inverter device for induction heating device
JP2005278304A (en) Power supply apparatus
RU56741U1 (en) AC CONVERTER FOR INDUCTOR POWER SUPPLY
SU729782A1 (en) Multi-phase voltage-to- controllable voltage converter
JPH02285941A (en) Uninterruptible power supply
JPH08331855A (en) Inverter apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040226

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20060612

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20060627

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20060703

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090707

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100707

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110707

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110707

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120707

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120707

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130707

Year of fee payment: 7

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees