JPH01152960A - Arc power source device - Google Patents

Arc power source device

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JPH01152960A
JPH01152960A JP31015087A JP31015087A JPH01152960A JP H01152960 A JPH01152960 A JP H01152960A JP 31015087 A JP31015087 A JP 31015087A JP 31015087 A JP31015087 A JP 31015087A JP H01152960 A JPH01152960 A JP H01152960A
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JP
Japan
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rectifier
current
voltage
transistor
power supply
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Pending
Application number
JP31015087A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Haruo Moriguchi
森口 晴雄
Toshiichi Fujiyoshi
敏一 藤吉
Masahiro Aoyama
雅洋 青山
Kunio Kano
国男 狩野
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.)
Sansha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Sansha Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To prevent an arc power device against waveform distortion, by turning ON and OFF a switching element for charge and discharge control in a higher frequency than the power alternate current and by repeating the accumulation and discharging of energy with a reactor on the primary side. CONSTITUTION:An arc power source device is composed of a diode bridge rectifier 2 on the primary side, a smoothing circuit 3 on the primary side, switching elements 4-5 for high frequency conversion, a switching control circuit 6, a transformer 7, a rectifier 8 on the secondary side, a smoothing circuit 9 on the secondary side, a current detector 10, a high-frequency high- voltage generation circuit 12, etc. It supplies direct current and high-frequency high voltage to a load 11 superposedly. There, a reactor 13, a transistor 14 and a current-limiting resistance 15 are provided. A drive circuit 17 of the above transistor 14 detects the voltage of the rectifier 2 and the voltage drop across both terminals of the resistance 15 and drives the transistor 14 with a control signal of a PWM waveform (in a higher frequency than the power alternate current). These consist of an active filter 18. The capacitor 3 is thereby so fully charged at all times that the current quantity is increased.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、商用単相電源の電源交流を整流器どよびコ
ンデンサを用いて整流、平滑した後高周波交流に変換し
、該高周波交流を整流2平滑してアーク負荷に直流を供
給するコンデンサ入力型のアーク電源装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] This invention rectifies and smoothes power AC from a commercial single-phase power supply using a rectifier and a capacitor, and then converts the high-frequency AC into a high-frequency AC. This invention relates to a capacitor input type arc power supply device that smoothes and supplies direct current to an arc load.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、直流アーク溶接機、直流アーク浴断機などの直流
アーク機器を家庭用の商用単相電源で、駆動する場合、
その電源装置には、はぼ第4図に示すコンデンサ入力型
のアーク電源装置が用いられる。
Conventionally, when driving DC arc equipment such as DC arc welding machines and DC arc bath breakers with household commercial single-phase power supplies,
As the power supply device, a capacitor input type arc power supply device shown in FIG. 4 is used.

そして、第4図はタングステン電極などの非消耗式電極
を用いた直流アーク溶接戦のアーク電源装置を示し、同
因に8いて、(la)、 (lb)は家庭用のtoov
の部用単相′ぼ源に接続された1対の電源端子、(2)
はダイオードブリッジ整流器などを用いて形成された1
次側整流器であり、電源端子(la)。
Figure 4 shows an arc power supply device for DC arc welding using non-consumable electrodes such as tungsten electrodes.
A pair of power terminals connected to a single-phase power source for the section, (2)
is formed using a diode bridge rectifier etc.
Next-side rectifier, power supply terminal (la).

(Ib)の電源交流を整流して出力する。(3)は2個
の平滑コンデンサ(3a)、(3b)’に用いて形成さ
れた1次側平滑回路であり、整流器12+の正、負出力
端子f+)、 t−1間にコンデンサ(3a)、 (3
b)が直列接続され、整流器(21の整流出力を平滑す
る。
(Ib) rectifies and outputs the power AC. (3) is a primary side smoothing circuit formed using two smoothing capacitors (3a) and (3b)', and a capacitor (3a) is connected between the positive and negative output terminals f+) of the rectifier 12+ and t-1. ), (3
b) are connected in series to smooth the rectified output of the rectifier (21).

14t 、 151は爾周波変換用スイッチング素子を
形成するNPN型の2個のトランジスタであり、整流器
(2)の正、負出力端子[+l、 f−1間にトランジ
スタ(4)のコレクタ、エミッタ2よびトランジスタ(
5)ノコレクタ、エミッタが直列従続され、スイッチン
グ1fflJ純回路(6)のベース電圧1fflJ御に
もとづき、トランジスタf41 、 +51が逆位相で
高周波スイッチングする。
14t and 151 are two NPN type transistors forming a switching element for further frequency conversion; and transistor (
5) The collector and emitter are connected in series, and the transistors f41 and +51 perform high frequency switching in opposite phases based on the base voltage 1fflJ of the switching 1fflJ pure circuit (6).

(7)は1次巻線(7a)の一端がトランジスタ(4)
のエミッタとトランジスタ(5)のコレクタの接続点に
接続されたトランスそあり、1次巻線(7a)の他端が
コンデンサ(3a)、 (3b)の接続点に接続され、
トランジスタ+41 、 +51の高周波スイッチング
にもとづく高周波交流が1次巻d (7a)に印加され
る。
In (7), one end of the primary winding (7a) is a transistor (4)
There is a transformer connected to the connection point between the emitter of and the collector of the transistor (5), the other end of the primary winding (7a) is connected to the connection point of the capacitors (3a) and (3b),
A high frequency alternating current based on high frequency switching of transistors +41 and +51 is applied to the primary winding d (7a).

+81fjニドランス(7)のセンタータップ(tp)
付きの2次巻線(7b)の出力交流を整流する2次側整
流器であり、全波整流用の3個のダイオード(8a)、
 (8b)。
+81fj Nidorance (7) center tap (tp)
This is a secondary side rectifier that rectifies the output AC of the secondary winding (7b) with three diodes (8a) for full-wave rectification,
(8b).

(8C) k用イテ形成され、ダイオード(8a)、(
8b)のアノードが2次巻線(7b)の一端、他端それ
ぞれに接続されるとともに、フライホイルダイオードを
形成するダイオード(8C)のアノードがセンタータッ
プ(tp)に接続され、ダイオード(8a)〜(8C)
のアノードを正、センタータップ(tl))’を負とす
る整流出力を形成する。
(8C) A diode (8a), (
The anode of the diode (8b) is connected to one end and the other end of the secondary winding (7b), and the anode of the diode (8C) forming a flywheel diode is connected to the center tap (tp), and the anode of the diode (8a) ~(8C)
A rectified output is formed with the anode of t1 being positive and the center tap (tl)' being negative.

(91は平滑リアクトル(9a)、平滑コンデンサ(9
b)を用いて形成された2次側平滑回路であり、ダイオ
ード(8a)〜(8C)のカソードの接続点とセンター
タップ(ip)との間にリアクトル(9a)、コンデン
サ(9b)が直列接続され、リアクトル(9a)、コン
デンサ(9b)の接続点?正、センタータップ(tp)
 ’r負とする平滑出力を、アーク負荷に供給する直流
出力として出力する。
(91 is a smoothing reactor (9a), a smoothing capacitor (9a)
b) is a secondary side smoothing circuit formed using Connected, reactor (9a), capacitor (9b) connection point? Positive, center tap (tp)
A smoothed output with 'r negative is output as a DC output to be supplied to the arc load.

αGはりアクドル(9a) 、コンデンサ(9b)の接
続点とアーク負荷[+11の母材(lla)との間に設
けられた電流検出器であり、負荷(11)を流れる負荷
電流を検出して負荷′電流に比例した電流検出信号を制
御(ロ)路(6〕に出力し、トランジスタ+41. +
51のスイッチングを制御して負荷電流を定電流制御さ
せる。
This is a current detector installed between the connection point of the αG beam axle (9a) and the capacitor (9b) and the base material (lla) of the arc load [+11], which detects the load current flowing through the load (11). A current detection signal proportional to the load current is output to the control (b) path (6), and the transistor +41.
51 is controlled to control the load current at a constant current.

(121は負荷Fl11の一極(llb)とセンタータ
ップ(tp)との間、に設けられた高周波高電圧発生回
路であり、アーク溶接の起動時にのみ、アークの発生を
促す高周波高室[Eを、負荷(111に供給される直流
に重畳する。
(121 is a high-frequency high-voltage generating circuit installed between one pole (llb) and center tap (tp) of the load Fl11, and a high-frequency high-voltage generating circuit [E is superimposed on the DC supplied to the load (111).

そして、或源端子(Ia)、(lb)の電源交流が整流
器(21によって整流されるとともに、整流器12)の
整流出力が平滑回路(3)のコンデンサ(3a)、 (
3b)によって平滑され、コンデンサ(3a)、 (3
b)の直列回路の両端間に、電源交流を整流、平滑した
直流が発生する。
Then, the power alternating current of certain source terminals (Ia) and (lb) is rectified by the rectifier (21), and the rectified output of the rectifier 12 is connected to the capacitor (3a) of the smoothing circuit (3).
3b) and capacitors (3a), (3
A direct current obtained by rectifying and smoothing the power supply alternating current is generated between both ends of the series circuit in b).

さらに、制御I!12回路(6]のベース電圧制御によ
ってトランジスタf4+、 +51が高周波スイッチン
グし、トランス+71の1次巻線(7a)に高周波交流
が印加され、トランス(7)の2次巻線(7b)に高周
波交流が生じる。
Furthermore, control I! Transistors f4+ and +51 perform high frequency switching by base voltage control of the 12 circuit (6), high frequency alternating current is applied to the primary winding (7a) of the transformer +71, and high frequency alternating current is applied to the secondary winding (7b) of the transformer (7). Exchange occurs.

そして、2次巻線(7b)の出力交流が整流器(8)。The output AC of the secondary winding (7b) is then connected to a rectifier (8).

平滑回路(91によって箔流、平滑され、母材(lla
)を正とする直流が負荷(11)に供給される。
Smoothing circuit (91) foil flow, smoothed, base material (lla
) is supplied to the load (11).

ところで、アーク起動時には、発生回路1121の高周
波高電圧が1頁流に重畳して負荷(111に供給され、
発生回路(121の高周波高電圧により、電極(tlb
)と母材(lla)との間にアークがすみやかに発生す
る。
By the way, at the time of arc starting, the high frequency high voltage of the generation circuit 1121 is superimposed on the 1 page flow and is supplied to the load (111,
The high frequency high voltage of the generating circuit (121) generates the electrode (tlb
) and the base metal (lla).

そして、アークが発生すると、高周波高電圧の重畳が停
止し、負荷+II+に平滑回路(92からの直流のみが
供給され、TIG溶接などのアーク溶接が行なわれる。
When an arc is generated, the superposition of high frequency and high voltage is stopped, and only direct current from the smoothing circuit (92) is supplied to the load +II+, and arc welding such as TIG welding is performed.

また、負荷til+に供給される直流の負荷電流が検出
器αOによって検出されるとともに、検出器αOの電流
検出信号にもとづき、制御回路(6)によってトランジ
スタ+41.151のスイッチングが制御され、負荷電
流が定電流制御される。
Further, the DC load current supplied to the load til+ is detected by the detector αO, and the switching of the transistor +41.151 is controlled by the control circuit (6) based on the current detection signal of the detector αO, so that the load current is controlled by constant current.

な旧、第4図の電源装置の場合は、定電流制御を行なう
ために、検出器αa2用いて負荷電流をフィードバック
制御しているが、定電圧制1i114ヲ行なう電源装置
の場合は、検出器αOの代わりに電圧検出器が用いられ
、該電圧検出器の゛紙圧検出信号にもとづくフィードバ
ック制御によって負荷電圧が定電圧制1卸される。
In the case of the old power supply device shown in Fig. 4, the load current is feedback-controlled using the detector αa2 to perform constant current control, but in the case of the power supply device that performs constant voltage control 1i114, the detector A voltage detector is used in place of αO, and the load voltage is controlled at a constant voltage by feedback control based on the paper pressure detection signal of the voltage detector.

また、電#g(llb)のような消耗式電極音用いて浴
播、溶断を行なう場合は、アーク起動をすみやかに行な
うため、発生回路+121のような高周波高電圧発生回
路が設けられるが、用途などによってぽ高周波高電圧発
生回路が設けられない場合もある。
In addition, when performing bath seeding and fusing using a consumable electrode sound such as electric #g (llb), a high frequency and high voltage generating circuit such as generating circuit +121 is installed in order to quickly start the arc. Depending on the application, a high frequency high voltage generating circuit may not be provided.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

ところで、第4図の従来のコンデンサ入力型のアーク電
源装置の場合、コンデンサ入力型であるため、第5図に
示すように電源交流の電圧Vaがほぼ正、負のピーク値
になるときにのみ、電源交流の電流Iaが整流器(21
,D7デンサ(3a)、 (3b)の電路を流れてコン
デンサ(3a)、 (3b)が充電される。
By the way, in the case of the conventional capacitor input type arc power supply device shown in Fig. 4, since it is a capacitor input type, as shown in Fig. 5, only when the voltage Va of the power supply AC reaches approximately the positive or negative peak value, , the current Ia of the power supply AC is connected to the rectifier (21
, D7 flows through the electric circuit of the capacitors (3a) and (3b), and the capacitors (3a) and (3b) are charged.

すなわち、整流器121の無負何時の出力電圧を第6図
の実m vaとした場合、負倚時の出力電圧がコンデン
サ(3a)、 (3b、lの放電によって同図の1点破
線のレベルまで低下することにより、1点破線のレベル
音電える′電圧レベルにもとづき、整流器(2)からコ
ンデンサ(Ja)、 (3b)に同図の実線1aに示す
゛電流が流れ、電圧Vaがほぼ正、負のピークレベルに
なるときにのみ、ピークの鋭い電流Iaが流れる。
In other words, if the output voltage of the rectifier 121 when it is in the negative state is the actual m va in FIG. As a result, a current flows from the rectifier (2) to the capacitor (Ja) (3b) as shown by the solid line 1a in the figure, based on the voltage level indicated by the one-dot broken line, and the voltage Va becomes approximately A current Ia with a sharp peak flows only when the positive and negative peak levels are reached.

そのため、第5図からも明らかなように電源交流の電圧
波形が歪み、同一電源全使用する他の機器に悪影響を与
える問題点がある。
Therefore, as is clear from FIG. 5, there is a problem in that the voltage waveform of the AC power source is distorted, which adversely affects other devices that all use the same power source.

また、商用単相電源(D’8−Frカ1500VA(1
00V。
In addition, commercial single-phase power supply (D'8-Fr power 1500VA (1
00V.

+5A)と比較的小さく、コンデンサ(3a)、 (3
b)の充電が離散的にしか行なわれないため、たとえば
プラズマ切断機の′電源装置として用いる場合、トラン
ジスタ+41 、 +5+ gよびトランス(7)を用
いたスイッチングレ牛゛ユンータ構成によって電源効率
を0.9程度に高めても、負荷に供給する直流が90■
+5A), which is relatively small, and capacitors (3a), (3
Since charging in b) is performed only discretely, when used as a power supply for a plasma cutting machine, for example, a switching regulator configuration using transistors +41, +5+g and a transformer (7) can reduce the power supply efficiency to zero. Even if it is increased to about .9, the DC supplied to the load is 90■
.

10A 8夏にしかならず、切断機の力率が90VXI
OA 0.66(中1.。。VAXo、9)程度の低いものに
なり、十分な切断能力が得られない問題点がある。
10A 8 Only in summer, the power factor of the cutting machine is 90VXI
The OA is as low as 0.66 (medium 1...VAXo, 9), and there is a problem that sufficient cutting ability cannot be obtained.

すなわち、画用単相電源ヲ使用する従来のこの種コンデ
ンサ入力型のアーク電源装置は、コンデンサ入力型であ
り、しかも、電源容量が比較的小さいため、当該電源装
置音用いるアーク様器の力率が低くなるとともに、入力
電圧波形が歪んで他の機器に悪影響を与える問題点があ
る。
In other words, this kind of conventional capacitor-input type arc power supply device that uses a single-phase power source is a capacitor-input type, and the power supply capacity is relatively small. There is a problem in that as the voltage decreases, the input voltage waveform becomes distorted and adversely affects other devices.

この発明は、前記の問題点に留意してなされたものであ
る。
This invention has been made with the above-mentioned problems in mind.

[問題点を解決するための手段] 前記問題点全解決するための手段を、実施例に対応する
第1図を用いて以下に説明する。
[Means for solving the problems] Means for solving all of the above problems will be explained below using FIG. 1 corresponding to the embodiment.

この発明は、商用単相電源の電源交流全整流する1次側
整流器(2)と、平滑コンデンサ(3a)、 (8b)
を用いて形成され、整流器121の整流出力を平滑する
1次側平滑回路(3)と、該平滑回路(3)の平滑出力
を高周波交流に変換してトランス(7)の1次巻線(7
a)に供給する高周波変換用スイッチング素子としての
トランジスタ+41. +51と、トランス(7)の2
次巻線(7b)の出力交流を整流する2次側[整流器(
8)と、該整流器(8)の整流出力を平滑してアーク負
荷(Illに出力直流全供給する2次側平滑回路(9)
とを備えたコンデンサ入力型のアーク電源装置に3いて
、慢流器[21に直列に、リアクトル(131と前記電
源交流より扁周波数でスイッチングする充放電制御用ス
イッチング素子としてのトランジスタa4とを設けると
いう技術的手段を講じている。
This invention includes a primary side rectifier (2) for fully rectifying AC power of a commercial single-phase power supply, and smoothing capacitors (3a), (8b).
a primary side smoothing circuit (3) which is formed using 7
Transistor +41 as a switching element for high frequency conversion supplied to a). +51 and transformer (7) 2
The secondary side [rectifier (
8), and a secondary smoothing circuit (9) that smooths the rectified output of the rectifier (8) and supplies all of the output DC to the arc load (Ill).
A capacitor-input type arc power supply device 3 is equipped with a reactor (131) and a transistor A4 as a charging/discharging control switching element that switches at a lower frequency than the power supply AC in series with the current regulator [21]. We are taking technical measures.

〔作用〕[Effect]

したがって、この発明によると、トランジスタ圓のスイ
ッチングにもとづき、電源交流より高い周波数でリアク
トル(131がエネルギーの蓄漬と放出とをくり返すと
ともに、平滑コンデンサ(aa)、(ab)が整流器(
21の整流出力とりアクドル031の放出エネルギーと
によって勿い周期でくり返し充電され、このとき、コン
デンサ(3a)、 (3b)が常時十分に充電されるた
め、平滑回路(9)からアーク負Tar (mに供給さ
れる出力直流の電流量が従来より増加し、尚該電源装り
を用いたアーク機器の力率が向上し、しかも、トランジ
スタ圓のスイッチングにしたがって電源交流の電流が常
時装置全通流し、電源交流の電流波形が改善されて電圧
波形の歪みが防止され、技術的課題が解決される。
Therefore, according to the present invention, based on the switching of the transistor circle, the reactor (131) repeatedly stores and releases energy at a frequency higher than the power supply AC, and the smoothing capacitors (aa) and (ab) are connected to the rectifier (131).
The rectified output of 21 and the released energy of the axle 031 are repeatedly charged at unnecessary intervals, and at this time, since the capacitors (3a) and (3b) are always sufficiently charged, the arc negative Tar ( The amount of output DC current supplied to m is increased compared to the conventional one, and the power factor of arc equipment using this power supply equipment is improved, and furthermore, the power supply AC current is constantly flowing through the entire device according to the switching of the transistor circle. The current waveform of power supply alternating current is improved, the voltage waveform is prevented from being distorted, and the technical problem is solved.

〔実施例〕〔Example〕

つぎに、この発明金、そのl実施例を示した第1図ない
し第3図とともに詳mlに説明する。
Next, this invention will be explained in detail with reference to FIGS. 1 to 3 showing embodiments thereof.

第1図に3いて、第4図と同一記号は同一のものを示し
、031 、 (141は整流器(2)の正、負出力端
子(月。
3 in FIG. 1, the same symbols as in FIG.

(−)間に直列に設けられたりアクドル、NPN型のト
ランジスタであり、リアクトル(131が整流器(2)
の正出力端子(+)と平滑回路(3)との闇に挿入され
るとともに、充放電制御用スイッチング素子を形成する
トランジスタ(141のエミッタが限流用の抵抗gak
介して整流器(2(の負出力端子(−)に接続されてい
る。
It is an NPN type transistor installed in series between the (-) and the reactor (131 is the rectifier (2)
The emitter of the transistor (141) is inserted between the positive output terminal (+) and the smoothing circuit (3), and the emitter of the transistor (141) forms the switching element for charge/discharge control.
It is connected to the negative output terminal (-) of the rectifier (2) through the rectifier (2).

061は逆流防止用のダイオードであり、アノードがり
アクドル1131のトランジスタ圓のコレクタの接続点
に接続され、カソードがトランジスタ(4)のコレクタ
に接続されている。
061 is a diode for preventing backflow, and its anode is connected to the connection point of the collector of the transistor circle of the handle 1131, and its cathode is connected to the collector of the transistor (4).

+171はトランジスタ(14)の、駆動回路であり、
整流器121の正、負端子(刊、(−)間の電圧3よひ
抵抗05)の両端間の電子降下全検出し、後述する周期
用変型のスイッチング制御信号あるいは一定周期のPW
M波形のスイッチング制御信号をトランジスタ[41の
ベースに供給し、トランジスタa4+を電源交流より十
分高い周波数でスイッチング駆動する。α〜はりアクド
ル131、トラ7ジスタt141.抵抗Q5)、ダイオ
ードHgよび畠wJ回絡[lηが形成するアクティブフ
ィルタである。
+171 is a drive circuit for the transistor (14),
The entire electron drop across the positive and negative terminals (voltage 3 between (-) and resistor 05) of the rectifier 121 is detected, and a switching control signal of the periodic variant described later or a constant period PW is detected.
An M-waveform switching control signal is supplied to the base of the transistor [41], and the transistor a4+ is driven for switching at a frequency sufficiently higher than the power supply AC. α ~ beam acdle 131, tiger 7 dista t141. It is an active filter formed by the resistor Q5), the diode Hg, and the Hatake wJ circuit [lη.

すなわち、′tA1図の電源装置は第4図の電源装置に
リアクトルt+31.1−ランジスタL141−e 有
するフィルタ(+8+ k付加して形成されている。
That is, the power supply device shown in FIG.'tA1 is formed by adding a filter (+8+k) having a reactor t+31.1-transistor L141-e to the power supply device shown in FIG.

、そして1、駆動回路07]は、整流器(2)の整流出
力の電圧、すなわち第2図1の実線vbに示す電源交流
の電圧の絶対波形の電圧にもとづき、電源交流に同期し
、しかも、電源交流の電圧に比例してオン期間が長くな
るように、トランジスタ041のスイッチング周期を可
変制御するスイッチング制御信号を形成してトランジス
タIのベースに供給スる。
, and 1, the drive circuit 07] is synchronized with the AC power source based on the voltage of the rectified output of the rectifier (2), that is, the voltage of the absolute waveform of the voltage of the AC power source shown by the solid line vb in FIG. A switching control signal for variably controlling the switching period of the transistor 041 is formed and supplied to the base of the transistor I so that the on period becomes longer in proportion to the voltage of the AC power source.

このとき、電源交流の各半周期にトランジスタα引がオ
ン、オフをくり返すとともに、電源交流の電圧が正、負
のピーク電圧の近傍になる程、トランジスタ[+41の
オン期間が長くなる。
At this time, the transistor α is turned on and off repeatedly in each half cycle of the power supply AC, and as the voltage of the power supply AC approaches the positive and negative peak voltages, the on period of the transistor [+41 becomes longer.

そして、トランジスタ圓がオンすると、整流器(21の
正出力端子(+)からりアクドルf13.トランジスタ
1141.抵抗(11介して整流器(21に電流が流れ
、リアクトルθaに図示の矢印の極性の電圧が誘起する
Then, when the transistor circle is turned on, a current flows from the positive output terminal (+) of the rectifier (21) to the rectifier (21) through the actuator f13.transistor 1141. induce.

つぎに、トランジスタ[+41がオフすると、リアクト
ル031VC図示と逆極性の電圧が光生じ、このとき、
コンデンサ(3a)、 (3b)が、整流器(2]の整
流出力の電圧にリアクトル03の電圧を加算した高い電
圧によって充電され、整流器]2)からりアクドル++
3+ 、ダイオードua、コンデンサ(3a)、 (3
b) k介して整流器121に電流が流れる。
Next, when the transistor [+41 is turned off, a voltage with a polarity opposite to that shown in the reactor 031VC is generated, and at this time,
The capacitors (3a) and (3b) are charged by a high voltage obtained by adding the voltage of the reactor 03 to the voltage of the rectified output of the rectifier (2), and the rectifier]2) Karari Adle++
3+, diode ua, capacitor (3a), (3
b) Current flows through the rectifier 121 through k.

な3、負荷時には、トランジスタi41 、 f!+l
のスイッチングにもとづき、充電されたコンデンサ(3
a)。
3. During load, transistor i41, f! +l
Based on the switching of the charged capacitor (3
a).

(3b)が放電する。(3b) is discharged.

また、ダイオードαGの逆流防止により、トランジスタ
Hがオンしても、コンデンサ(8a)、 (3b)の充
電電流はトランジスタ圓に流れることはない。
Further, due to the backflow prevention of the diode αG, even if the transistor H is turned on, the charging current of the capacitors (8a) and (3b) will not flow into the transistor circle.

さらに、抵抗05)の電圧降下の検出にもとづき、1駆
動回路071はトランジスタ1141の過電流防止も行
なう。
Furthermore, based on the detection of the voltage drop across the resistor 05), the 1 drive circuit 071 also prevents the transistor 1141 from overcurrent.

ぞして、トランジスタ圓が短い周期でオン、オフ全くり
返し、たとえは第2図のtn、 tn+++ tr+4
−2゜tnHにトランジスタ(141がオン、オフ、オ
ン、オフしたとすると、短い周期でリアクトルOJのエ
ネルギー蓄積とりアクドル(131の蓄積エネルギーの
コンデンサ(3a)、 (8b)への放出とがくり返え
され、このとき、整流器121の整流出力の電流は同図
の実線ibに示すように、電#交流より短い周期で電圧
に比例してピーク値が大きくなる三角波形状に変化し、
その平均値は同図の実線lb′に示すように、はぼ電源
交流の電圧波形に比例して正弦波変化する。
Therefore, the transistor circle turns on and off in short cycles, for example, tn, tn+++ tr+4 in Figure 2.
Assuming that the transistor (141) is turned on, off, on, and off at -2°tnH, the energy stored in the reactor OJ is stored in the reactor (131) and released to the capacitors (3a) and (8b) in a short cycle. At this time, the rectified output current of the rectifier 121 changes into a triangular waveform whose peak value increases in proportion to the voltage at a shorter cycle than the AC voltage, as shown by the solid line ib in the figure.
The average value changes sinusoidally in proportion to the voltage waveform of the AC power source, as shown by the solid line lb' in the figure.

な3、第2図の破線は前述の三角波形状のピーク値の包
路線波形を示す。
3. The broken line in FIG. 2 indicates the envelope waveform of the peak value of the triangular waveform described above.

そして、整流器121の整流出力の電流が電源交流の電
流にもとづくため、第1図の場合は、電源交流の電流が
整流器i21.  !Jアクドル(+31の電路をほぼ
正弦波状に流れ、第3図に示すように、装置を通流する
電源交流の電流Ibの波形がほぼ正弦波状に改善され、
このとき、電源交流の電圧vbには波形歪みの生じるこ
とがなく、同一電源を使用する他の機器に悪影響を与え
ることがない。
Since the current of the rectified output of the rectifier 121 is based on the current of the power supply AC, in the case of FIG. 1, the current of the power supply AC is the rectifier i21. ! The waveform of the AC current Ib flowing through the device is improved to almost a sine wave, as shown in Figure 3.
At this time, no waveform distortion occurs in the voltage vb of the AC power source, and other devices using the same power source are not adversely affected.

また、電源交流の全期間に、リアクトル(131の蓄積
エネルギーに相当する電圧だけ高い電圧によってコンデ
ンサ(3a)、 (3b)がくり返し充電されるため、
負荷時に平滑回路(9)から負荷tlllに供給される
直流の電流量が従来より増加して溶接機、浴IIfr機
などのアーク機器の力率が向上し、たとえば、フィルタ
賭の効率3よびフィルタα〜を除く電源装置の効率を共
に90%に設定してプラズマ切断機に適用した結果、切
断機の力率が95係に向上し、このとき、負荷に供給さ
れる電流量は、1500VAX0.9x O,9Xo、
95+ 1150VA (D 出力容量と直流)電圧9
0Vとにもとつき、] I 50VA/90V−i−1
iAとなり、従来のIOAに比して28%増加した。
In addition, during the entire period of AC power supply, the capacitors (3a) and (3b) are repeatedly charged by a voltage higher than the voltage corresponding to the stored energy of the reactor (131).
During load, the amount of DC current supplied from the smoothing circuit (9) to the load tllll increases compared to the conventional one, improving the power factor of arc equipment such as welding machines and bath IIfr machines. As a result of applying it to a plasma cutting machine by setting the efficiency of all the power supply devices except α to 90%, the power factor of the cutting machine improved to 95%, and at this time, the amount of current supplied to the load was 1500VAX0. 9x O, 9Xo,
95+ 1150VA (D output capacity and DC) Voltage 9
Based on 0V,] I 50VA/90V-i-1
iA, an increase of 28% compared to the conventional IOA.

そして、負荷に供給される電流が増加して力率が改善さ
れるため、たとえはプラズマ切断機の切断能力が向上し
、商用単相電源全使用した切断能力の高いプラズマ切断
=W提供することができる。
Since the current supplied to the load increases and the power factor improves, the cutting capacity of a plasma cutting machine improves, and plasma cutting with high cutting capacity using all commercial single-phase power supplies = W. Can be done.

なお、トランジスタ■の1駆動に、1’WM波の制御イ
キ号、すなわち一定周期中のオン期間とオフ期間の比率
が変化する制御信号音用いても同様の効果が得られる。
Incidentally, the same effect can be obtained by using a 1' WM wave control signal, that is, a control signal sound in which the ratio of the on period to the off period in a constant cycle changes, to drive the transistor (1).

また、トランジスタ[141のスイッチング周波数は電
v$、支流の周波数上り高い任意の周波数に設定してよ
く、周波数を高くする程、波形改善効果が高くなる。
Further, the switching frequency of the transistor [141] may be set to any frequency higher than the voltage v$ and the frequency of the tributary, and the higher the frequency, the higher the waveform improvement effect.

そして、整流器+2!、 +81.平滑回路[31,(
91などの講成が実施例と異なるコンデンサ入力型の種
々のアーク電源装置に適用できるのは勿論である。
And rectifier +2! , +81. Smoothing circuit [31, (
Of course, the lectures such as No. 91 can be applied to various capacitor input type arc power supply devices different from the embodiments.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように、この発明のアーク電源装置によると、充
放電制御用スイッチング素子のスイッチングにもとつき
、1次側整流器に直列接続されたりアクドルが電源交流
より高い周波数でエネルギーの蓄債と放出をくり返すと
ともに、リアクトルから放出されたエネルギーによって
1次側平滑口路の平滑コンデンサが短い周期でくり返し
充電されるため、アーク負荷に供給する出力直流の電流
量が増加するとともに、電源交流の電流波形が改善され
て゛区圧波形の歪みが防止され、当該電#装置ヲ用いた
アーク様器の力率が向上するとともに、同一電源を使用
する他の機器への悪影響を防止することができるもので
ある。
As described above, according to the arc power supply device of the present invention, based on the switching of the switching element for charge/discharge control, the accelerator is connected in series to the primary rectifier and stores and releases energy at a frequency higher than that of the power supply AC. At the same time, the energy released from the reactor charges the smoothing capacitor in the primary side smoothing port repeatedly in short cycles, so the amount of output DC current supplied to the arc load increases, and the power supply AC current increases. The waveform is improved and distortion of the sectional pressure waveform is prevented, the power factor of the arc-like device using the electrical device is improved, and an adverse effect on other equipment using the same power source can be prevented. It is.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明のアーク電源装置の1実施例の結線図
、第2図、第3図はそれぞれ第1図の動作説明用の波形
図、第4図は従来のアーク電源装置の結線図、第5紘j
、第6図はそれぞれ第4図の動作説明用の波形図である
。 (Ia)、 (lb) 、、、 ゛醒源端子、121 
、 +81 ・= 1次仰1,2次側整流器、+31 
、 (91・= 1次側、2次側平滑回路、(3a)。 (3b)・・・平滑コンデンサ、(41,+51・・制
周波変換用スイッチング素子を形成するトランジスタ、
(Ill・・・アーク負荷、+131・・・リアクトル
、a4・・・充放電制御用スイッチング素子を形成する
トランジスタ。 代理人 弁理士 藤 1)龍太部 第 1 口 t、a を削3
Fig. 1 is a wiring diagram of one embodiment of the arc power supply device of the present invention, Figs. 2 and 3 are waveform diagrams for explaining the operation of Fig. 1, and Fig. 4 is a wiring diagram of a conventional arc power supply device. , 5th Hiroj
, and FIG. 6 are waveform diagrams for explaining the operation of FIG. 4, respectively. (Ia), (lb) ,, ゛Awakening source terminal, 121
, +81 ・= primary elevation 1, secondary rectifier, +31
, (91.= Primary side, secondary side smoothing circuit, (3a). (3b)... Smoothing capacitor, (41, +51... Transistor forming a switching element for frequency suppression conversion,
(Ill...Arc load, +131...Reactor, a4...Transistor forming a switching element for charge/discharge control. Agent: Patent attorney Fuji 1) Ryutabe No. 1 t, a cut out 3

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)商用単相電源の電源交流を整流する1次側整流器
と、平滑コンデンサを用いて形成され、前記1次側整流
器の整流出力を平滑する1次側平滑回路と、該平滑回路
の平滑出力を高周波交流に変換してトランスの1次巻線
に供給する高周波変換用スイッチング素子と、前記トラ
ンスの2次巻線の出力交流を整流する2次側整流器と、
該2次側整流器の整流出力を平滑してアーク負荷に出力
直流を供給する2次側平滑回路とを備えたコンデンサ入
力型のアーク電源装置において、 前記1次側整流器に直列に、リアクトルと前記電源交流
より高周波数でスイッチングする充放電制御用スイッチ
ング素子とを設けた ことを特徴とするアーク電源装置。
(1) A primary rectifier that rectifies the power alternating current of a commercial single-phase power supply, a primary smoothing circuit that is formed using a smoothing capacitor and smoothes the rectified output of the primary rectifier, and a smoothing circuit that smooths the rectified output of the primary rectifier. a high-frequency conversion switching element that converts the output into high-frequency alternating current and supplies it to the primary winding of the transformer; a secondary rectifier that rectifies the output alternating current of the secondary winding of the transformer;
A capacitor input type arc power supply device comprising a secondary smoothing circuit that smooths the rectified output of the secondary rectifier and supplies an output DC to an arc load, the reactor being connected in series with the primary rectifier; An arc power supply device characterized by being provided with a charging/discharging control switching element that switches at a higher frequency than a power source alternating current.
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