JP6444804B2 - Plasma welding power supply - Google Patents

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Description

本発明は、プラズマ溶接電源装置のスタートを向上させる技術に関するものである。   The present invention relates to a technique for improving the start of a plasma welding power supply device.

プラズマ溶接において、プラズマ溶接電源装置にて生成した出力電力をトーチに供給すると共に前記トーチにプラズマガスも供給し、これらが協働してトーチ・母材間にプラズマアークを生じさせ溶接を行うものである。このようなプラズマ溶接に用いるトーチとしては、中心に電極を有し、電極周りにプラズマガス噴射用で二重構造をなすノズル、更にその周りにシールドガス噴射用のノズルを有する構成のものが知られている。 In plasma welding, the output power generated by the plasma welding power supply is supplied to the torch and the plasma gas is also supplied to the torch, and these cooperate to generate a plasma arc between the torch and the base material for welding. It is. As such a torch used for plasma welding, a torch having an electrode in the center, a nozzle having a double structure for plasma gas injection around the electrode, and a nozzle for shielding gas injection around the nozzle is known. It has been.

図3は、従来のプラズマ溶接電源装置の接続図である。
同図において、メイン電流を生成する主電源生成部は、一次側整流回路DR1、インバータ回路INV、主変圧器T1、二次側整流回路DR2、直流リアクトルDCL及び出力電流検出回路ID1で形成されている。
FIG. 3 is a connection diagram of a conventional plasma welding power source apparatus.
In the figure, a main power generation unit that generates a main current is formed by a primary side rectifier circuit DR1, an inverter circuit INV, a main transformer T1, a secondary side rectifier circuit DR2, a DC reactor DCL, and an output current detection circuit ID1. Yes.

図3に示す一次側整流回路DR1は、商用交流電圧を直流電圧に整流してインバータ回路INVに入力する。インバータ回路INVは、IGBT等の半導体スイッチング素子を用いたフルブリッジ回路を形成し、スイッチング動作により直流電圧を高周波交流電圧に変換する。インバータ回路INVは、主制御回路SCによるスイッチング制御(PWM制御)が行われる。主変圧器T1は、高周波交流電圧をプラズマアーク溶接に適した電圧に変換して出力する。そして、二次側整流回路DR2及び直流リアクトルDCLにより直流電圧に変換する。 The primary side rectifier circuit DR1 shown in FIG. 3 rectifies the commercial AC voltage into a DC voltage and inputs it to the inverter circuit INV. The inverter circuit INV forms a full bridge circuit using a semiconductor switching element such as an IGBT, and converts a DC voltage into a high-frequency AC voltage by a switching operation. The inverter circuit INV is subjected to switching control (PWM control) by the main control circuit SC. The main transformer T1 converts the high-frequency AC voltage into a voltage suitable for plasma arc welding and outputs it. And it converts into a DC voltage by secondary side rectifier circuit DR2 and DC reactor DCL.

図3において、パイロットアーク電流を生成するパイロット生成部は、補助変圧器T2、二次側整流回路DR3、平滑コンデンサC1、2次スイッチング素子TR1、ダイオードD1、リアクトルL及びパイロット電流検出回路ID2で形成されている。   In FIG. 3, a pilot generator for generating a pilot arc current is formed by an auxiliary transformer T2, a secondary side rectifier circuit DR3, a smoothing capacitor C1, a secondary switching element TR1, a diode D1, a reactor L, and a pilot current detection circuit ID2. Has been.

図3に示す主制御回路SCは、パイロット電流検出回路ID2にて検出されたパイロット電流検出信号Id2の値に基づいてパイロット生成部の2次スイッチング素子TR1を制御し、予め設定した値のパイロットアーク電流を出力させる。   The main control circuit SC shown in FIG. 3 controls the secondary switching element TR1 of the pilot generation unit based on the value of the pilot current detection signal Id2 detected by the pilot current detection circuit ID2, and the pilot arc having a preset value. Output current.

図3に示す、プラズマガス噴射用の二重ノズル構造をなすトーチTHにおいて、電極a側から順に第1ノズルb、第2ノズルcとし、アークスタートを行う際に先ず、高周波回路HFにて生成した高周波高電圧が電極aと第1ノズルbとの間に印加させて高周波高電圧を発生させる。この状態でパイロット生成部を起動してパイロットアーク電流を出力すると高周波高電圧により点弧しパイロットアークが電極aと第2ノズルbとの間に発生する。そして、主電源生成部が起動してメイン電流を出力すると電極aと被加工物Mとの間にパイロットアークからメインアークへと移行する。、   In the torch TH having a double nozzle structure for plasma gas injection shown in FIG. 3, the first nozzle b and the second nozzle c are sequentially formed from the electrode a side. The high frequency high voltage applied is applied between the electrode a and the first nozzle b to generate a high frequency high voltage. In this state, when the pilot generator is activated to output a pilot arc current, the pilot arc is generated by the high frequency high voltage and a pilot arc is generated between the electrode a and the second nozzle b. When the main power generation unit is activated and outputs a main current, the pilot arc is transferred to the main arc between the electrode a and the workpiece M. ,

このように、溶接を行う際に待機状態としてパイロットアークを点弧させておき、実溶接に移行する際には主電源生成部にて生成したメイン電流が電極aと母材Mとの間に供給されてメインアークへと移行する。
しかし、従来ではパイロット生成部の無負荷電圧が低いために、パイロットアークが点弧しないときがある。この対策として、特許文献1のように、高周波高電圧に代わって直流高電圧を印加してアークスタート性を向上させる方法もあるが、高耐圧の部品を必要とするためコストアップに繋がってしまう。
Thus, when performing welding, the pilot arc is ignited as a standby state, and when shifting to actual welding, the main current generated in the main power generation unit is between the electrode a and the base material M. It is supplied and moves to the main arc.
However, since the no-load voltage of the pilot generator is low in the past, the pilot arc may not fire. As a countermeasure, there is a method of improving the arc start performance by applying a DC high voltage instead of a high frequency high voltage as in Patent Document 1, but it requires a high voltage component, leading to an increase in cost. .

特開平11−254144号公報JP-A-11-254144

従来のプラズマ溶接装置では、起動信号Tsのオンに応じて高周波を発生させてパイロットアークを点弧させていた。しかし、パイロット生成部の無負荷電圧が低いために、パイロットアークが点弧する寸前に消弧してしまうことが度々あった。
本発明は、上記課題を解決するためのものであって、その目的は、パイロットアークのスタート性を向上させることができるプラズマ溶接電源装置を提供することにある。
In the conventional plasma welding apparatus, the pilot arc is ignited by generating a high frequency in response to the activation signal Ts being turned on. However, since the no-load voltage of the pilot generator is low, the pilot arc often extinguishes just before the ignition.
The present invention is for solving the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a plasma welding power supply device that can improve the startability of a pilot arc.

上述した課題を解決するために、請求項1記載の発明は、メイン電流を生成する主電源生成部と、前記メイン電流を検出して出力する出力電流検出回路と、パイロットアーク電流を生成するパイロット生成部と、前記パイロットアーク電流を検出して出力するパイロット電流検出回路と、第1の出力電流の値に基づいて前記主電源生成部を出力制御する主制御回路と、トーチと被加工物との間にアークを発生させるために高周波高電圧を発生する高周波発生回路と、を備え、
前記メイン電流を前記トーチに供給する前に前記パイロットアーク電流を前記トーチに供給するプラズマ溶接電源装置であって、
前記パイロット生成部には、2次スイッチング素子、リアクトル及び開閉器を有し、
前記主制御回路は、起動信号の入力に応じて前記パイロット生成部の前記2次スイッチング素子を導通すると共に前記開閉器の接点を閉にし、前記リアクトルに前記パイロットアーク電流を供給して電力を充電し、前記リアクトルの充電が所定値になると前記開閉器の接点を閉から開にし、前記リアクトルに充電された電力を前記トーチに放出すると共に前記パイロットアーク電流を前記トーチに供給する、ことを特徴とするプラズマ溶接電源装置である。






In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is a main power generation unit that generates a main current, an output current detection circuit that detects and outputs the main current, and a pilot that generates a pilot arc current. A generator, a pilot current detection circuit that detects and outputs the pilot arc current, a main control circuit that controls the output of the main power generator based on a value of a first output current , a torch and a workpiece; A high-frequency generation circuit that generates a high-frequency high voltage to generate an arc between
A plasma welding power supply for supplying the pilot arc current to the torch before supplying the main current to the torch;
The pilot generator has a secondary switching element, a reactor and a switch,
The main control circuit conducts the secondary switching element of the pilot generation unit in response to an input of an activation signal, closes the contact of the switch, supplies the pilot arc current to the reactor, and charges the power When the charge of the reactor reaches a predetermined value, the contact of the switch is opened from the closed state, the electric power charged in the reactor is discharged to the torch, and the pilot arc current is supplied to the torch. It is a plasma welding power supply device.






請求項2記載の発明は、前記主制御回路は、前記パイロット電流検出回路で検出されるパイロット電流の値が予め定めた電流基準値になると前記開閉器の接点を閉から開にする、ことを特徴とする請求項1に記載のプラズマ溶接電源装置である。   According to a second aspect of the present invention, the main control circuit opens the contact of the switch from closed to open when a pilot current value detected by the pilot current detection circuit reaches a predetermined current reference value. The plasma welding power source device according to claim 1, wherein the power source is a plasma welding power source.

請求項3記載の発明は、前記主制御回路は、前記パイロット電流の値が前記電流基準値になってから予め定めた時間後に前記開閉器を閉から開にする、ことを特徴とする請求項2の記載のプラズマ溶接電源装置である。 The invention according to claim 3 is characterized in that the main control circuit opens the switch from closed to open after a predetermined time from when the value of the pilot current becomes the current reference value. 2. The plasma welding power supply device according to 2.

請求項4記載の発明は、前記主制御回路は、前記パイロット電流の値が前記電流基準値より大きくなると前記高周波高電圧を発生させる、ことを特徴とする請求項2〜3のいずれか1項に記載のプラズマ溶接電源装置である。 The invention according to claim 4 is characterized in that the main control circuit generates the high-frequency high voltage when the value of the pilot current becomes larger than the current reference value. It is a plasma welding power supply device of description.

請求項5記載の発明は、前記主制御回路は、前記開閉器が閉から開になってから予め定めた時間後に前記メイン電流を前記トーチに供給する、ことを特徴とする前記請求項1〜4のいずれか1項に記載のプラズマ溶接電源装置である。 The invention according to claim 5 is characterized in that the main control circuit supplies the main current to the torch after a predetermined time after the switch is opened from the closed state. 5. The plasma welding power source device according to claim 4.

本発明では、パイロットアークを発生させるとき、リアクトルに充電した電力を放出するときに、放出エネルギーによりアーク発生時に一瞬無負荷電圧が高くなることで、アークのスタート性が向上する。 In the present invention, when the pilot arc is generated, when the electric power charged in the reactor is discharged, the no-load voltage increases momentarily at the time of the arc generation due to the released energy, thereby improving the arc startability.

本発明の実施形態のプラズマ溶接電源装置のブロック図である。It is a block diagram of the plasma welding power supply device of the embodiment of the present invention. 実施形態の動作を説明する波形図である。It is a wave form diagram explaining operation | movement of embodiment. 従来技術のプラズマ溶接電源装置のブロック図である。It is a block diagram of the plasma welding power supply device of a prior art.

図1及び図2を参照して本発明の実施形態の動作について説明する。
図1は、本発明の実施形態のプラズマ溶接装置のブロック図である。同図において、図3に示す従来技術のプラズマ溶接装置のブロック図と同一符号の構成物は、同一動作を行うので説明は省略し、符号の相違する構成物についてのみ説明する。
The operation of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a block diagram of a plasma welding apparatus according to an embodiment of the present invention. In the figure, components having the same reference numerals as those in the block diagram of the prior art plasma welding apparatus shown in FIG. 3 perform the same operations, and thus description thereof will be omitted. Only components having different reference numerals will be described.

図1に示す主電源生成部は、溶接に用いるメインアークの電力を生成する回路である。このような主電源生成部のマイナス側はマイナス側出力端子T1、プラス側の出力端子はプラス側出力端子T2に接続されている。つまり、主電源生成部にて生成されるメインアーク電力は、出力端子T1,T2から出力される。 The main power generation unit shown in FIG. 1 is a circuit that generates power of a main arc used for welding. In such a main power generation unit, the minus side is connected to the minus side output terminal T1, and the plus side output terminal is connected to the plus side output terminal T2. That is, the main arc power generated by the main power generation unit is output from the output terminals T1 and T2.

パイロット生成部は、溶接を行う際に待機状態としてパイロットアークを点弧させておくパイロットアーク電流を生成する回路である。パイロット生成部は、補助変圧器T2、二次側整流回路DR3、平滑コンデンサC1、2次スイッチング素子TR1、ダイオードD1、リアクトルL、パイロット電流検出回路ID2及び開閉器CHで形成されている。そして、パイロット生成部は、パイロットアークの点弧に適した予め定めた電流を出力するために定電流制御が行われる。また、パイロット生成部のマイナス側出力端子は、主電源生成部と共通のマイナス側出力端子T1に接続されている。一方、パイロット生成部のプラス側出力端子は、電源装置の出力端子T3に接続される。   The pilot generation unit is a circuit that generates a pilot arc current that ignites a pilot arc as a standby state when welding is performed. The pilot generation unit is formed of an auxiliary transformer T2, a secondary rectifier circuit DR3, a smoothing capacitor C1, a secondary switching element TR1, a diode D1, a reactor L, a pilot current detection circuit ID2, and a switch CH. Then, the pilot generator performs constant current control in order to output a predetermined current suitable for starting the pilot arc. Further, the negative output terminal of the pilot generation unit is connected to the negative output terminal T1 common to the main power generation unit. On the other hand, the plus output terminal of the pilot generator is connected to the output terminal T3 of the power supply device.

図1に示す主制御回路SCは、起動信号Tsの入力に応じて2次スイッチング駆動信号Tr1を出力し、インバータ稼動信号P−Wcrの入力に応じて第1の主制御信号Sc1及び第2の主制御信号Sc2を出力する。そして、パイロット電流検出回路ID2にて検出されてパイロット電流検出信号Id2の値が予め定めた電流基準値になると高周波駆動信号Hfを出力する。   The main control circuit SC shown in FIG. 1 outputs the secondary switching drive signal Tr1 in response to the input of the start signal Ts, and the first main control signal Sc1 and the second main control signal Sc1 in response to the input of the inverter operation signal P-Wcr. The main control signal Sc2 is output. Then, when the value of the pilot current detection signal Id2 reaches a predetermined current reference value detected by the pilot current detection circuit ID2, the high frequency drive signal Hf is output.

パイロット制御部は、図1に示す遅延回路SL、開閉器駆動回路CR及びインバータ起動回路P−WCRで形成されている。そして、遅延回路SLは、遅延開始信号So及びスイッチング素子駆動信号Tr1の入力に応じて予め定めた時間Taの遅延信号Slを出力する。開閉器駆動回路CRは、開閉器駆動信号Crを出力し、遅延信号Slの入力に応じて開閉器駆動信号Crの出力を停止する。開閉器CHは、開閉器駆動信号Crが入力中は開閉接点Ch1を閉にする。   The pilot control unit is formed by the delay circuit SL, the switch driving circuit CR, and the inverter starting circuit P-WCR shown in FIG. Then, the delay circuit SL outputs a delay signal S1 having a predetermined time Ta according to the inputs of the delay start signal So and the switching element drive signal Tr1. The switch drive circuit CR outputs a switch drive signal Cr and stops outputting the switch drive signal Cr in response to the input of the delay signal Sl. The switch CH closes the switch contact Ch1 while the switch drive signal Cr is being input.

図1に示すトーチTHは、中心に電極aが設けられ、その外側に第1ノズルbが、更にその外側に第2ノズルcが、最も外側にシールドキャップdが設けられてなる。電極aと第1ノズルbとの間、及び第1ノズルbと第2ノズルcとの間からはそれぞれプラズマガスが噴射され、第2ノズルcとシールドキャップdとの間からはシールドガスが噴射される。ガスの供給路及び供給源については図示を省略している。このようなトーチTHは、電極aがプラズマ溶接電源装置の出力端子T1と、第1ノズルbが出力端子T4と、第2ノズルcが出力端子T3とそれぞれ接続される。溶接対象の被加工物Mは、電源装置の出力端子T2と接続される。   The torch TH shown in FIG. 1 is provided with an electrode a at the center, a first nozzle b on the outer side, a second nozzle c on the outer side, and a shield cap d on the outermost side. Plasma gas is injected from between the electrode a and the first nozzle b and between the first nozzle b and the second nozzle c, and shield gas is injected from between the second nozzle c and the shield cap d. Is done. A gas supply path and a supply source are not shown. In such a torch TH, the electrode a is connected to the output terminal T1 of the plasma welding power source, the first nozzle b is connected to the output terminal T4, and the second nozzle c is connected to the output terminal T3. The workpiece M to be welded is connected to the output terminal T2 of the power supply device.

図1に示す主制御回路SCは、インバータ回路INV、2次スイッチング素子TR1、高周波発生回路HFの動作を制御する。また、プラズマガス及びシールドガスの噴射時期や噴射量等についても制御し、プラズマアーク溶接に係る動作の統括的な制御を行っている。   The main control circuit SC shown in FIG. 1 controls operations of the inverter circuit INV, the secondary switching element TR1, and the high frequency generation circuit HF. In addition, the injection timing and injection amount of the plasma gas and the shield gas are controlled, and the overall control of the operation related to plasma arc welding is performed.

図2は、実施形態の動作を説明する波形図であり、同図(A)の波形は開閉器駆動信号Crを示し、同図(B)の波形は起動信号Tsを示し、同図(C)の波形は第1の主制御信号Sc1を示し、同図(D)の波形は第2の主制御信号Sc2を示し、同図(E)の波形は2次スイッチング駆動信号Tr1を示し、同図(F)の波形はパイロット電流検出信号を示し、同図(G)の波形は高周波駆動信号Hfを示し、同図(H)の波形は遅延信号Slを示し、同図(I)の波形はパイロット電圧波形Vciを示し、同図(J)の波形はインバータ開始信号P−Wcrを示し、同図(I)の波形はメイン電流検出信号Id1を示す。 FIG. 2 is a waveform diagram for explaining the operation of the embodiment. The waveform in FIG. 2A shows the switch drive signal Cr, the waveform in FIG. 2B shows the activation signal Ts, and FIG. ) Shows the first main control signal Sc1, the waveform in (D) shows the second main control signal Sc2, the waveform in (E) shows the secondary switching drive signal Tr1, The waveform in FIG. (F) shows the pilot current detection signal, the waveform in (G) shows the high frequency drive signal Hf, the waveform in (H) shows the delay signal Sl, and the waveform in (I) of FIG. Indicates the pilot voltage waveform Vci, the waveform in FIG. 10J indicates the inverter start signal P-Wcr, and the waveform in FIG. 10I indicates the main current detection signal Id1.

次に、プラズマ溶接電源装置の動作、特にパイロットアークのスタート時の動作を中心に図1及び図2を用いて説明する。尚、ガスの噴射態様についてはその時々で適切に行われるものとし、以下の説明では省略する。   Next, the operation of the plasma welding power source apparatus, particularly the operation at the start of the pilot arc will be mainly described with reference to FIGS. Note that the gas injection mode is appropriately performed from time to time, and is omitted in the following description.

図2(B)に示す起動信号Tsが時刻t=t1において、主制御回路SCに入力されると、主制御回路SCは、図2(E)に示す2次スイッチング駆動信号Tr1を出力すると共に開閉器駆動回路CRを駆動させて図2(A)に示す開閉器駆動信号Crを出力する。図1に示す2次スイッチング素子TR1に2次スイッチング駆動信号Tr1が入力すると導通し、開閉器CHに開閉器駆動信号Crが入力すると開閉接点Ch1は閉になる。 When the activation signal Ts shown in FIG. 2B is input to the main control circuit SC at time t = t1, the main control circuit SC outputs the secondary switching drive signal Tr1 shown in FIG. The switch drive circuit CR is driven to output a switch drive signal Cr shown in FIG. When the secondary switching drive signal Tr1 is input to the secondary switching element TR1 shown in FIG. 1, it is turned on, and when the switch drive signal Cr is input to the switch CH, the switching contact Ch1 is closed.

時刻t=t1において、開閉接点Ch1が閉になり2次スイッチング素子TR1が導通すると、パイロット電流が開閉接点Ch1を介してリアクトルLに供給され電力が充電される。   At time t = t1, when the switching contact Ch1 is closed and the secondary switching element TR1 is turned on, the pilot current is supplied to the reactor L via the switching contact Ch1 and the electric power is charged.

図1に示すパイロット電流検出回路ID2にて電流が検出されて図2(F)示すパイロット電流検出信号Id2として出力する。主制御回路SCは、パイロット電流検出信号Id2の値と予め定めた電流基準値Irfとを比較し、電流基準値Irfになるt=t2のときに、リアクトルLの電力が充電されたと判別する。そして、図2(G)に示す高周波駆動信号Hfを出力し、トーチTHの電極aと第1ノズルbとの間に高周波放電を開始する。   A current is detected by pilot current detection circuit ID2 shown in FIG. 1, and is output as pilot current detection signal Id2 shown in FIG. The main control circuit SC compares the value of the pilot current detection signal Id2 with a predetermined current reference value Irf and determines that the power of the reactor L is charged when t = t2 when the current reference value Irf is reached. Then, the high frequency drive signal Hf shown in FIG. 2G is output, and high frequency discharge is started between the electrode a of the torch TH and the first nozzle b.

時刻t=t2において、主制御回路SCは、パイロット電流検出信号Id2の値が電流基準値Irfになると図示省略の遅延開始信号Soを出力して遅延回路SLを動作させる。そして、図2(H)に示す予め定めた遅延時間(Ta)の遅延信号Slを出力する。
さらに、パイロット電流検出信号Id2の値が増加し、時刻t=t3において、予め設定されたパイロット電流設定値(例えば、10A)に達すると、この電流値を維持するために2次スイッチング素子TR1をPWM制御で定電流制御を行う。
また、遅延時間(Ta)は、時刻t=t2から、図2(E)に示す2次スイッチング駆動信号Tr1が最初にHighレベルになる1周期遅れのt=t3とする。また、2次スイッチング駆動信号Tr1がHighレベル期間中、例えばt=t4としてもよい。
At time t = t2, when the value of the pilot current detection signal Id2 reaches the current reference value Irf, the main control circuit SC outputs a delay start signal So (not shown) to operate the delay circuit SL. Then, a delay signal Sl having a predetermined delay time (Ta) shown in FIG.
Further, when the value of pilot current detection signal Id2 increases and reaches a preset pilot current set value (for example, 10 A) at time t = t3, secondary switching element TR1 is set to maintain this current value. Constant current control is performed by PWM control.
Further, the delay time (Ta) is set to t = t3, which is delayed by one cycle when the secondary switching drive signal Tr1 shown in FIG. 2 (E) first becomes a high level from time t = t2. Further, the secondary switching drive signal Tr1 may be t = t4, for example, during the High level period.

パイロット電流が開閉接点Ch1を介してリアクトルLに電力の充電が完了し、且つ、2次スイッチング駆動信号Tr1がHighレベルの時刻t=t4において、図2(H)示す遅延信号SlをLowレベルにする。このとき開閉器駆動回路CRは、遅延信号SlをLowレベルに応じて図2(A)に示す開閉器駆動信号CrをLowレベルにし、開閉器CHの開閉接点Ch1を閉から開にする。   At time t = t4 when the pilot current is charged to the reactor L via the switching contact Ch1 and the secondary switching drive signal Tr1 is at the high level, the delay signal Sl shown in FIG. 2 (H) is set to the low level. To do. At this time, the switch drive circuit CR sets the switch drive signal Cr shown in FIG. 2A to the Low level in response to the delay signal S1 at the Low level, and opens the switch contact Ch1 of the switch CH from the closed state to the open state.

トーチTHの電極aと第1ノズルbとの間に高周波放電を維持している時刻t=t4において、開閉接点Ch1を閉から開にするとリアクトルLに充電されている電力は、出力端子T3からトーチTHの第2ノズルcに供給される。この時、電極aと第1ノズルbとの間に高周波放電が生じている状態でリアクトルLに充電された電力が放電されると、電極aと第2ノズルcとの間に、図2(I)示す高電圧のパイロット電圧Vciが印加されパイロットアークが容易に点弧する。   At time t = t4 when high frequency discharge is maintained between the electrode a of the torch TH and the first nozzle b, when the switching contact Ch1 is opened from the closed state, the electric power charged in the reactor L is output from the output terminal T3. It is supplied to the second nozzle c of the torch TH. At this time, when the electric power charged in the reactor L is discharged in a state where a high-frequency discharge is generated between the electrode a and the first nozzle b, the gap between the electrode a and the second nozzle c is as shown in FIG. I) The high pilot voltage Vci shown is applied and the pilot arc is easily ignited.

インバータ起動回路P−WCRは、時刻t=t4において開閉器駆動信号CrがLowレベルになってから、主制御回路SCは、パイロット電流検出信号Id2の値とパイロット電流設定値(例えば、10A)とを比較し、パイロット電流値がパイロット電流設定値と等しくなり安定して制御される図2(J)に示す時刻t=t5において、インバータ開始信号P−Wcrを出力にする。主制御回路SCは、インバータ稼動信号P−WcrがHighレベルになると第1の主制御信号Sc1及び第2の主制御信号Sc2を出力し、電源装置の出力端子T2と母材Mに電力が供給され、先のパイロットアークを拠り所として電極aと母材Mとの間にメインアークが点弧するようになっている。   After the switch drive signal Cr becomes low level at time t = t4, the inverter control circuit P-WCR determines that the value of the pilot current detection signal Id2 and the pilot current set value (for example, 10A) And the inverter start signal P-Wcr is output at time t = t5 shown in FIG. 2 (J) where the pilot current value becomes equal to the pilot current set value and is stably controlled. The main control circuit SC outputs the first main control signal Sc1 and the second main control signal Sc2 when the inverter operation signal P-Wcr becomes High level, and power is supplied to the output terminal T2 and the base material M of the power supply device. The main arc is ignited between the electrode a and the base material M based on the pilot arc.

高周波放電を図2(J)に示すインバータ稼動信号P−WcrがHighレベルになる、時刻t=t5のときに図2(G)に示す高周波駆動信号HfをLowレベルにして、トーチTHの電極aと第1ノズルbとの間の高周波放電を停止させる。また、図2(K)に示す第1の電流検出信号Id1の値が予め定めた溶接電流基準値Wcrより大きくなる時刻t=t6において、図2(G)に示す高周波駆動信号HfをLowレベルにして、トーチTHの電極aと第1ノズルbとの間の高周波放電を停止させてもよい。 When the inverter operating signal P-Wcr shown in FIG. 2 (J) becomes High level during high frequency discharge, the high frequency driving signal Hf shown in FIG. 2 (G) is set to Low level at time t = t5, and the electrode of the torch TH The high frequency discharge between a and the first nozzle b is stopped. Further, at time t = t6 when the value of the first current detection signal Id1 shown in FIG. 2 (K) becomes larger than the predetermined welding current reference value Wcr, the high-frequency drive signal Hf shown in FIG. Thus, the high frequency discharge between the electrode a of the torch TH and the first nozzle b may be stopped.

本実施形態の特徴的な効果を記載する。
(1)パイロットアーク電流が第2ノズルcに供給されると同時にリアクトルLに充電された電力が出力端子T3からトーチTHの第2ノズルcに供給される。この電力が供給されるときに発生する高電圧がパイロットアーク電圧に重畳され、図2(I)示す高電圧化されたパイロット電圧Vciが電極aと第2ノズルcとの間に印加されパイロットアークが容易に点弧でき、スタート向上に繋がる。
よって、再スタートを繰り返すことが抑制でき、品質向上及び作業の効率化に繋がる。
(2)メインアーク電力を生成する主電源生成部と、パイロットアーク電力を生成するパイロット生成部とを別々の電力生成部として構成したことで、それぞれ特化した回路構成及び制御と行うことができる。
The characteristic effects of this embodiment will be described.
(1) The pilot arc current is supplied to the second nozzle c, and at the same time, the electric power charged in the reactor L is supplied from the output terminal T3 to the second nozzle c of the torch TH. The high voltage generated when this electric power is supplied is superimposed on the pilot arc voltage, and the increased pilot voltage Vci shown in FIG. 2 (I) is applied between the electrode a and the second nozzle c, and the pilot arc is applied. Can be easily ignited, leading to improved starting.
Therefore, repeated restarts can be suppressed, leading to quality improvements and work efficiency.
(2) Since the main power generation unit that generates the main arc power and the pilot generation unit that generates the pilot arc power are configured as separate power generation units, the circuit configuration and the control can be performed individually. .

尚、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
オン・オフ動作として、切替可能なスイッチ手段として開閉器を用いているがスイッチ手段の構成はこれに限らない。例えば、半導体スイッチ素子でもよい。
In addition, you may change the said embodiment as follows.
As the on / off operation, a switch is used as the switch means that can be switched, but the configuration of the switch means is not limited thereto. For example, a semiconductor switch element may be used.

C1 平滑コンデンサ
CR 開閉器駆動回路
Cr 開閉器駆動信号
CH 開閉器
Ch1 開閉接点
DR1 一次整流回路
DR2 二次整流回路
DR3 二次整流回路
D1 ダイオード
DCL 直流リアクトル
HF 高周波発生回路
Hf 高周波駆動信号
ID1 出力電流検出回路
Id1 出力電流検出信号
ID2 パイロット電流検出回路
Id2 パイロット電流検出信号
INV インバータ回路
L リアクトル
M 被加工物
SC 主制御回路
Sc1 第1の主制御信号
Sc2 第2の主制御信号
SL 遅延回路
Sl 遅延信号
T1 主変圧器
T2 補助変圧器
TR1 2次スイッチング素子
Tr1 2次スイッチング駆動信号
Ts 起動信号
TH トーチ
P−WCR インバータ起動回路
P−Wcr インバータ稼動信号


C1 Smoothing capacitor CR Switch drive circuit Cr Switch drive signal CH Switch Ch1 Switch contact DR1 Primary rectifier circuit DR2 Secondary rectifier circuit DR3 Secondary rectifier circuit D1 Diode DCL DC reactor HF High frequency generator circuit Hf High frequency drive signal ID1 Output current detection Circuit Id1 Output current detection signal ID2 Pilot current detection circuit Id2 Pilot current detection signal INV Inverter circuit L Reactor M Workpiece SC Main control circuit Sc1 First main control signal Sc2 Second main control signal SL Delay circuit Sl Delay signal T1 Main transformer T2 Auxiliary transformer TR1 Secondary switching element Tr1 Secondary switching drive signal Ts Start signal TH Torch P-WCR Inverter start circuit P-Wcr Inverter operation signal


Claims (5)

メイン電流を生成する主電源生成部と、前記メイン電流を検出して出力する出力電流検出回路と、パイロットアーク電流を生成するパイロット生成部と、前記パイロットアーク電流を検出して出力するパイロット電流検出回路と、第1の出力電流の値に基づいて前記主電源生成部を出力制御する主制御回路と、トーチと被加工物との間にアークを発生させるために高周波高電圧を発生する高周波発生回路と、を備え、
前記メイン電流を前記トーチに供給する前に前記パイロットアーク電流を前記トーチに供給するプラズマ溶接電源装置であって、
前記パイロット生成部には、2次スイッチング素子、リアクトル及び開閉器を有し、
前記主制御回路は、起動信号の入力に応じて前記パイロット生成部の前記2次スイッチング素子を導通すると共に前記開閉器の接点を閉にし、前記リアクトルに前記パイロットアーク電流を供給して電力を充電し、前記リアクトルの充電が所定値になると前記開閉器の接点を閉から開にし、前記リアクトルに充電された電力を前記トーチに放出すると共に前記パイロットアーク電流を前記トーチに供給する、ことを特徴とするプラズマ溶接電源装置。
A main power generation unit that generates a main current, an output current detection circuit that detects and outputs the main current, a pilot generation unit that generates a pilot arc current, and a pilot current detection that detects and outputs the pilot arc current A circuit, a main control circuit for controlling the output of the main power generation unit based on the value of the first output current , and a high frequency generation for generating a high frequency high voltage to generate an arc between the torch and the workpiece A circuit,
A plasma welding power supply for supplying the pilot arc current to the torch before supplying the main current to the torch;
The pilot generator has a secondary switching element, a reactor and a switch,
The main control circuit conducts the secondary switching element of the pilot generation unit in response to an input of an activation signal, closes the contact of the switch, supplies the pilot arc current to the reactor, and charges the power When the charge of the reactor reaches a predetermined value, the contact of the switch is opened from the closed state, the electric power charged in the reactor is discharged to the torch, and the pilot arc current is supplied to the torch. Plasma welding power supply.
前記主制御回路は、前記パイロット電流検出回路で検出されるパイロット電流の値が予め定めた電流基準値になると前記開閉器の接点を閉から開にする、ことを特徴とする請求項1に記載のプラズマ溶接電源装置。 2. The main control circuit according to claim 1, wherein when the value of the pilot current detected by the pilot current detection circuit reaches a predetermined current reference value, the contact of the switch is opened from closed. Plasma welding power supply. 前記主制御回路は、前記パイロット電流の値が前記電流基準値になってから予め定めた時間後に前記開閉器を閉から開にする、ことを特徴とする請求項2の記載のプラズマ溶接電源装置。   3. The plasma welding power source apparatus according to claim 2, wherein the main control circuit opens the switch from a closed state after a predetermined time after the pilot current value becomes the current reference value. . 前記主制御回路は、前記パイロット電流の値が前記電流基準値より大きくなると前記高周波高電圧を発生させる、ことを特徴とする請求項2〜3のいずれか1項に記載のプラズマ溶接電源装置。 4. The plasma welding power source device according to claim 2, wherein the main control circuit generates the high-frequency high voltage when a value of the pilot current becomes larger than the current reference value. 5. 前記主制御回路は、前記開閉器が閉から開になってから予め定めた時間後に前記メイン電流を前記トーチに供給する、ことを特徴とする前記請求項1〜4のいずれか1項に記載のプラズマ溶接電源装置。   5. The main control circuit according to claim 1, wherein the main current is supplied to the torch after a predetermined time from when the switch is opened from the closed state. Plasma welding power supply.
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