JPH02217166A - アーク溶接機およびプラズマ切断機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、直流を電源とするインバータ装置のインバー
タ周波数可変制御動作により出力を制御することにより
広範囲の７負荷変動に対応できるようにした周波数可変
出力制御方式のアーク溶接機およびプラズマ切断機に関
するものである。

〔従来の技術〕

従来より、この種の周波数可変出力制御方式のアーク溶
接機等は、第５図に示すように、直流電源（１）と、ス
イッチング素子により構成されるインバータ装置（２）
と、インバータ装置（２）の出力を検出する出力検出回
路（３）と、インバータ周波数制御回路（４）とを具備
しており、前記出力検出回路（３）においてインバータ
装置（２）の出力と設定出力との差を検出して、その検
出信号をインバータ周波数制御回路（４）へ出力し、イ
ンバータ周波数制御回路（４）で前記出力検出回路（３
）の信号を入力としてインバータ周波数を決定すると共
に、そのインバータ周波数に対応する信号を前記インパ
ーク装置（２）へ出力することにより、インバータ装置
（２）をインバータ周波数制御回路（４）で決定した周
波数で発振させ、その発振周波数に対応する出力でトー
チ（Ｔ）から母材（Ｍ）へ負荷であるアーク（ａ）を発
生させるように構成されていた。

この場合、一般的に、トーチ（Ｔ）からの出力をＬ昇さ
せるときは、インバータ周波数を低下させ、逆に、出力
を低下させるときはインバータ周波数を高めるように周
波数制御を行っている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記のような従来構成のものでは、アー
ク溶接機等の作動中にトーチ（Ｔ）が母材（Ｍ）に接触
して負荷短絡状態となり、トーチ（Ｔ）の出力が過大に
−１−竹したとき、適正出力まで出力調整するため、第
６図（Ａ）に示すように、インバータ周波数制御回路（
４）が高周波数でインバータ装置（２）を発振させて出
力を低下させるように動作するが、負荷短絡状態が解消
されるものではないため、インバータ周波数制御回路（
４）が出力を低下させるための動作を行うにも拘わらず
、十−チ（Ｔ）から発生する出力は低下せず、第６図（
Ｂ）に示すように、出力電流は更にｔ　９７　Ｌ続ける
という問題点があった。

本発明は、このような従来の問題点を解決するためにな
されたもので、負荷短絡時等において、出力が過大に上
昇し始めたときのインバータ周波°数により、過大にな
った出力を検出してインバータ装置を停止させることに
より出力調整を行えるようにして、広範囲の負荷変動に
対応できるようにすることを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

１−記目的を達成するために本発明のアーク溶接機およ
びプラズマ切断機は直流を電源とするインバータ装置の
インバータ周波数「ｉＪ変制御動作により出力を制御す
るようにしたものであって、前記インバータ装置の出力
と設定出力との差を信号として出力する出力検出回路き
、この出力検出回路の出力信号を入力としてインバータ
周波数を決定すると共にそのインバータ周波数に対応す
る信号を出力するインパーク周波数制御回路と、このイ
ンバータ周波数制御回路の出力信号を入力として前記設
定出力に対応する設定周波数と比較した信ちと前記イン
バータ周波数制御回路の出力信号との論理積を前記イン
バータ装置へ出力するインバータ周波数検出回路上を具
備することを特徴とするものである。

〔作　　　用〕

上記構成によると、トーチと母材間が短絡する負荷短絡
等が生じてインバータ装置の出力が過大に上昇したとき
、出力を低下させるためにインバータ周波数制御回路は
インバータ周波数を高めるように動作するが、この動作
の過程において、インバータ周波数が設定周波数を超え
た時点で、インバータ周波数検出回路がこれを検出して
、インバータ装置の発振を停止させる。

〔実　施　例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。

第１図はこの実施例に係るアーク溶接機の全体構成を示
すものである。この図に示したアーク溶接機は直流を電
源とするインバータ装置のインバータ周波数可変制御動
作により出力を制御するようにしたものであって、直流
電源（１）と、スイッチング素子により構成されるイン
バータ装置（２）と、インバータ装置（２）の出力を検
出する出力検出回路（３）と、インバータ周波数制御回
路（４）と、インバータ周波数検出回路（５）とを具備
している。

そして、前記出力検出回路（３）からインバータ装置（
２）の出力と設定出力との差をインバータ周波数制御回
路（４）へ検出信ちとして出力し、このインバータ周波
数制御回路（４）において前記検出信号を入力としてイ
ンバータ周波数を決定すると共に、決定したインバータ
周波数に対応する信すをインバータ周波数検出回路（５
）へ出力する。

このインバータ周波数検出回路（５）では、前記インバ
ータ周波数制御回路（４）の出力信号を入力として前記
設定出力に対応する設定周波数と比較した信号と前記イ
ンバータ周波数制御回路（４）の出力信号との論理積を
インバータ装置（２）へ出力するように構成され、イン
バータ装置（２）のインパータ周波数はインバータ周波
数制御回路（４）によりインバータ周波数検出回路（５
）を介して制御され、また、インバータ装置（２）の出
力が過大に一１―昇したときはインバータ周波数検出回
路（５）により出力を停止させるものである。

上記構成において、トーチ（Ｔ）と母材（Ｍ）が接触し
て負荷短絡状態となった場合、インバータ装置（２）の
出力が過大に」１昇する。このため、出力検出回路（３
）の検出信号に応じてインバータ周波数制御回路（４）
は急速にインバータ周波数を高める信号を出力する。

このとき、第２図（Ａ）（Ｂ）に示すように、インバー
タ周波数が設定周波数よりも低い間は、インバータ周波
数検出回路（５）はインバータ周波数制御回路（４）の
信号をそのままインバータ装置（２）に出力して、イン
バータ装置（２）のインバータ周波数を」−昇させ出力
を絞る。

また、出力が過大な状態が更に持続すると、インバータ
周波数制御回路（４）はインバータ周波数を更に上昇さ
せる信号を出力するが、インバータ周波数が設定周波数
を超過したとき、インバータ周波数検出回路（５）はイ
ンバータ周波数制御回路（４）の信号をカットし、イン
バータ装置（２）を停止させるものである。その結果、
出力が停止して出力電流が低下し始めることになる。

前記インバータ周波数検出回路（５）は例えば第３図に
示すように、インバータ周波数制御回路（４）の出力信
号を入力とする第１のタイマ（６）と、第１のタイマ（
６）の出力を入力とする第２のタイマ（７）と、インバ
ータ周波数制御回路（４）の出力信号と第２のタイマ（
７）の出力とを入力とするＡＮＤ回路（８）とにより構
成されている。

第４図において、前記第１のタイマ（６）とＡＮ１〕回
路（８）の入力信号Ｔ１．（インバータ周波数制御回路
（４）の出力信号）は方形波形である。また、第１のタ
イマ（６）は前記信号Ｔ　Ｏの立−Ｌがりエツジをトリ
ガとして一定時間Ｔｘだけ基底部となる方形波形Ｔ１　
を出力し、第２のタイマ（７）は第１の信号Ｔ＋　の立
−１１がリエッジをトリガとして前記信号Ｔ１　の基底
部時間Ｔｘよりも長い−・定時間Ｔｙだけ頂部となる方
形波形（第２の信号）Ｔ２を出力する。更に、ＡＮＤ回
路（８）はその入力信号Ｔｏと第１の信号Ｔ＋　の論理
積を第３の信号Ｔ３としてインバータ装置（２）に出力
する。

いま、例えば第１のタイマ（６）の信号Ｔ１　における
基底部時間をＴｘ＝ｌＯμＳとなるように調整すると共
に、第２のタイマ（７）の信号Ｔ２における頂部時間を
Ｔｙ”１ｍｓに調整したとすると、入力信号Ｔｏの周波
数が１ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの間であれば、第１の信号
Ｔ＋　は入力信号Ｔｏと等しい周波数の方形波形となり
、第２の信号Ｔ２は常時ＯＮとなる。したがって、第３
の信号Ｔ３は入力信号Ｔ。

と第２の信号Ｔ２の論理積であるから、インバータ周波
数制御回路（４）からの大カイ５号Ｔｏと同一・となり
、同制御回路（４）の出力がそのままインバータ装置（
２）に出力される。

次に、入力４Ｈ号Ｔｏの周波数カ月００ｋＨｚを超えた
ときは、第１の信号Ｔ＋　は常時ＯＦＦとなり、第２の
タイマ（７）には立」−がりエツジが入力されない。こ
のため、第２のタイマ（７）の出力である第２の信号Ｔ
２は常時ＯＦＦとなり、ＡＮＤ回路（８）の出力である
第３の信号Ｔ：ｌも常時ＯＦＦとなってインバータ装置
（２）を停止させるものである。

〔発明の効果〕

以」−説明したように本発明のアーク溶接機およびプラ
ズマ切断機によるときは、出力検出回路から出力された
インバータ装置の出力と設定出力との差信号をインバー
タ周波数制御回路の入力としてインバータ周波数を決定
すると共に、そのインバータ周波数に対応する信号をイ
ンバータ周波数検出回路へ出力し、このインバータ周波
数検出回路において、前記インバータ周波数制御回路の
出力信号を入力として前記設定出力に対応する設定周波
数と比較した信号と、前記インバータ周波数制御回路の
出力信号との論理積を前記インバータ装置へ出力するも
のとし、この構成により、トーチと母材間が短絡する負
荷短絡が生じた場合のように、インバータ装置の出力が
過大に１−昇して、インバータ周波数を高めるだけでは
出力調整を行えない場合に、インバータ周波数制御回路
の動作の過程において、インバータ周波数が設定周波数
を超えた時点で、インバータ周波数検出回路がこれを検
出して、インバータ装置の発振を停車させることができ
るので、出力調整を速やかに行うことができて、より広
範囲の負荷に対応できるという優れた効果を奏するもの
となった。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の実施例を示しており、第１図
は全体構成図、第２図（Ａ）はトーチと母材間が負荷短
絡状態となった場合のインバータ装置の動作状態を示す
線図、第２図（Ｂ）は第２図（Ａ）に対応するインバー
タ装置の出力電流の変化状態を示す線図、第３図はイン
バータ周波数検出回路の具体例を示すブロック図、第４
図は第３図における各構成部分の動作状態を示す波形図
である。 第５図および第６図は従来例を示しており、第５図は全
体構成図、第６図（Ａ）はトーチと母材間が負荷短絡状
態となった場合のインバータ装置の動作状態を示す線図
、第６図（Ｂ）は第６図（Ａ）に対応するインバータ装
置の出力電流の変化状態を示す線図である。 （１）・・・直流電源、（２）・・・インバータ装置、
（３）・・・出力検出回路、（４）・・・インバータ周
波数制御回路、（５）・・・インバータ周波数検出回路
。 斬 よ さ 冑

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）直流を電源とするインバータ装置のインバータ周
   波数可変制御動作により出力を制御するようにしたアー
   ク溶接機およびプラズマ切断機であって、前記インバー
   タ装置の出力と設定出力との差を信号として出力する出
   力検出回路と、この出力検出回路の出力信号を入力とし
   てインバータ周波数を決定すると共にそのインバータ周
   波数に対応する信号を出力するインバータ周波数制御回
   路と、このインバータ周波数制御回路の出力信号を入力
   として前記設定出力に対応する設定周波数と比較した信
   号と前記インバータ周波数制御回路の出力信号との論理
   積を前記インバータ装置へ出力するインバータ周波数検
   出回路とを具備することを特徴とするアーク溶接機およ
   びプラズマ切断機。