JPH03124372A - 溶接電源用高周波発生制御装置 - 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 本発明はインバータ回路を有する溶接電源に高周波を併
用して溶接、切断を行なうインバータ式溶接機および切
断機等の高周波発生制御装置に関する。

従来の技術 従来、この種の高周波発生制御装置は、第３図に示すよ
うな構成を備えている。

第３図において、１は入力端子、２は入力電圧を整流す
るためのブリッジダイオード、３は整流された出力を平
滑するための平滑用コンデンサ、４は平滑用コンデンサ
３によって平滑された直流出力を高周波数の交流に変換
するためのインバータ回路、５はインバータ回路４から
出力された高周波の交流電圧を溶接に適した電圧値に降
圧するための溶接用インバータ変圧器、６は溶接用イン
バータ変圧器５の２次出力を整流するための整流ダイオ
ード、７は整流ダイオード６によって整流された整流出
力を平滑するための平滑用リアクトルである。

また、８は常開型アーク起動リレーの常開接点、９は常
閉型アーク検出リレーの常閉接点、１０は商用電源を高
電圧に昇圧する高周波変圧器、１１は高周波変圧器１ｏ
によって昇圧された高電圧を蓄える高周波発振用コンデ
ンサ、１２は高周波発振用コンデンサ１１に蓄えられた
高電圧が放電電圧に達したときに火花を発生させる高周
波発振用火花ギャップ、１３は高周波発振用火花ギャッ
プ１２により発生した高周波高電圧を１次側に入力され
て２次側に高周波高電圧を誘起するための高周波重畳用
カップリングコイル、１４は高周波重畳用カップリング
コイル１３により溶接用インバータ変圧器５の２次側出
力に重畳された高周波高電圧をバイパスさせて溶接電流
を得るクリーニングユニット、１５は溶接電極、１６は
母材、１７は溶接電極１５と母材１６との間で誘導され
るアークである。

次に上記従来例の動作について説明する。入力端子１に
入力された商用電源（周波数５０／６０Ｈｚ、電圧１０
０〜２００Ｖ）は、ブリッジダイオード２で直流に整流
され、次いで平滑用コンデンサ３で平滑され、インバー
タ回路４で高周波数の交流に変換される。この高周波数
の交流電圧は溶接用インバータ変圧器５で溶接に適した
低い電圧値に変換され、整流ダイオード６で整流された
後、平滑用リアクトル７で平滑される。

また、入力端子１に接続された商用電源は、アーク起動
リレーの常開接点８をオンして回路を閉じるとともに、
高周波変圧器１０に入力されて、この高周波変圧器１０
によって３０００Ｖの高電圧にまで昇圧され、この昇圧
された高電圧は高周波発振用コンデンサ１１に蓄えられ
、コンデンサ１１に蓄えられた高電圧が高周波発振用火
花ギャップ１２の放電電圧に達すると、高周波火花ギャ
ップ１２において高周波発振用コンデンサ１１のキャパ
シタンスＣと高周波重畳用カップリングコイル１３のイ
ンダクタンスＬの値で決定されるＬＣ共振の放電電流が
流れる。このＬＣの共振周波数は２ＭＨｚ程度に設定さ
れており、この高周波、高電圧が高周波重畳用カップリ
ングコイル１３の１次側に入力され、その２次側にはカ
ップリングコイル１３の１次巻線と２次巻線の巻数比に
比例した高周波高電圧が誘起される。この高層波高電圧
は、クリーニングユニット１４によってバイパスされ、
平滑用リアクトル７によって平滑された低い溶接電圧に
重畳されて破線に示すルートを通じて溶接電極１５と母
材１６間に印加される。そして、溶接電極１５と母材１
６とが非接触の状態でアーク１７を誘導し、アーク１７
が誘導されるとアーク検出リレーの常閉接点９が開いて
高周波発生制御装置の回路を開（。

第４図には上記従来例における高周波発生のタイミング
が示されている。この高周波発生タイミングでは、アー
ク起動リレーの常開接点８をオンして回路を閉じてから
溶接電流が流れてアーク検出リレー常閉接点９がオンし
て回路を開くまでの間だけ、高周波が発生していること
を示している。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記従来例では、溶接用インバータ変圧器
５がインバータ回路４の採用により小形になっているに
もかかわらず、高周波変圧器１０は商用電源を入力とし
ているために大きな変圧器を使用しなければならず、装
置が大型化、重量化する問題があった。また、高周波の
発生と停止をコントロールするために高周波の起動を行
なうためのアーク起動リレーとアーク発生後に高周波を
自動的に停止させるためのアーク検出リレーとの二つの
パワーリレーが必要になり、回路が複雑になり、コスト
が高くなるという問題があった。

本発明はこのような従来の問題を解決するものであり、
装置の小形軽量化および回路の簡素化、低コスト化を図
ることのできる優れた高周波発生制御装置を提供するこ
とにある。

課題を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するために、高周波を発生する
ための昇圧用の高周波変圧器の１次巻線を溶接用インバ
ータ変圧器の２次巻線出力部に接続し、この高周波変圧
器の２次巻線出力端に並列に高周波発振用コンデンサを
接続するとともに高周波発振用火花ギャップと高周波重
畳用カップリングコイルの１次巻線とを直列に接続し、
この高周波重畳用カップリングコイルの２次巻線の一端
を溶接用インバータ変圧器の２次巻線出力部に接続する
とともに他端を溶接電極に接続するように構成したもの
である。

作用 本発明は上記した構成により、高周波変圧器の入力が溶
接用インバータ変圧器の２次巻線からの高周波数の電圧
入力となるため、高周波変圧器が小形化される。また高
周波の発生と停止とをインバータ回路の起動と停止で行
なうことが可能となり、アーク再生後の高周波の停止は
、溶接電極と母材間の電圧低下にともなって高周波変圧
器の入力電圧が低下することを利用して自動的に行われ
る。したがって、従来必要としていた高周波の発生と停
止を行なうためのパワーリレーが不要となる。

実施例 第１図は本発明の一実施例を示す回路図である。第１図
において、２１は入力端子、２２は人力された交流入力
を整流するためのブリッジダイオード、２３は整流され
た直流出力を平滑するための平滑用コンデンサ、２４は
平滑された直流出力を高周波数の交流に変換するための
インバータ回路、２５はインバータ回路２４から出力さ
れた高周波の交流電圧を溶接に適した電圧値に降圧する
ための溶接用インバータ変圧器、２６は溶接用インバー
タ変圧器２５の２次巻線の両端５ａ、５Ｃにそれぞれ接
続されてその２次出力を整流するための整流ダイオード
、２７は整流ダイオード２６のそれぞれの他端に接続さ
れて整流ダイオード２６によって整流された整流出力を
平滑するための平滑用リアクトルである。

また、２８は溶接用インバータ変圧器２５の２次巻線の
中間タップ５ｂと他端５ｃとの間に接続されてこの出力
部の低電圧を高電圧に変換するための高周波変圧器、２
９は高周波変圧器２８の２次巻線に並列に接続された高
周波発振用コンデンサ、３ｏは高周波変圧器２８の２次
巻線に高周波重畳用カップリングコイル３１の１次巻線
とともに直列に接続された高周波発振用火花ギャップで
ある。高周波重畳用カップリングコイル３１の２次巻線
の一端は、溶接用インバータ変圧器２５の２次巻線の中
間タップ２５ｂに接続され、他端は溶接電極３３に接続
されている。３２は整流ダイオード２６と平滑用リアク
トル２７との接続点と高周波重畳用カップリングコイル
３１の２次巻線との間に接続されて重畳された高周波高
電圧をバイパスさせるためのクリーニングユニット、３
３は高周波重畳用カップリングコイル３１の２次巻線に
接続された溶接電極、３４は平滑用リアクＩ・ル２７に
接続された母材、３５は溶接電極３３と母材３４との間
に誘導されたアークである。

次に上記実施例の動作について説明する。第１図におい
て、溶接電源入力端子２１に入力された交流入力は、整
流用のブリッジダイオード２２によって直流に変換され
、この変換された直流出力は、平滑用コンデンサ２３に
よって平滑され、インバータ回路２４に人力される。次
いでインバータ回路２４に入力された直流電圧は、高周
波数の交流に変換され、溶接用インバータ変圧器２５の
１次側に入力される。インバータ回路２４から出力され
た高周波数の交流電圧は、溶接用インバータ変圧器２５
によって２次側から溶接に適した電圧に降圧されて出力
される。この降圧された高周波数の交流電圧は、整流ダ
イオード２６により直流に整流され、次いで平滑用リア
クトル２７により平滑され、溶接電流として電極３３に
供給される。

一方、高周波変圧器２８の１次巻線は溶接用インバータ
変圧器２５の２次巻線の出力部の一端と中間タップ５ｂ
に直接接続され、第２図に示すような高周波変圧器入力
電圧が印加されている。すなわち、無負荷の状態におい
ては溶接電源出力電圧（溶接電極３３と母材３４間の電
圧）は５０Ｖ以上と高い電圧になっており、その高電圧
に比例して高周波変圧器２８への入力電圧もＡＣ３０Ｖ
以上の高電圧になっている。したがって、この電圧が高
周波変圧器２８によって高電圧に昇圧され、その高電圧
が高周波発振用コンデンサ２９に蓄えられ、ある電圧で
高周波発振用火花ギャップ３ｏが火花放電して高周波を
発生させ、この高層０ 波によって高周波重畳用カップリングコイル３１が高周
波電圧を誘起する。誘起された高周波電圧はクリーニン
グユニット３２によりバイパスされて溶接電極３３と母
材３４との間に流れ、溶接電極３３と母材３４との間に
アーク３５を誘導する。アーク３５が発生して溶接電流
が流れ、溶接電源出力電圧がアーク電圧（１０〜２０Ｖ
　）になると、高周波変圧器２８の入力電圧もＡＣＩＯ
〜２０Ｖと低い値になり、高周波発生に必要な入力電圧
が確保できなくなる。その結果、高周波発生は自動的に
停止状態になり、後は溶接電流が流れ続ける。

発明の効果 （１）高周波変圧器の入力が高周波数の交流電圧になる
ため高周波変圧器が従来のトランスに比べ非常に小さく
なる。このため溶接機の小形軽量化に非常に有用である
。

（２）従来、高周波の発生と停止に用いていたアーク起
動リレーおよびアーク検出リレーの２個のパワーリレー
が不要となり、回路の簡素化と、安価な高周波発生制御
装置を実現することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による高周波発生制御装置を
備えた溶接電源の回路図、第２図は本発明の一実施例に
おける高周波発生タイミングチャート、第３図は従来の
高周波発生制御装置を備えた溶接電源の回路図、第４図
は従来例における高周波発生タイミングチャートである
。 ２１・・・入力端子、２２・・・ブリッジダイオード、
２３・・・平滑用コンデンサ、２４・・インバータ回路
、２５・・・溶接用インバータ変圧器、２６・・・整流
ダイオード、２７・・・平滑用リアクトル、２８・・・
高周波変圧器、２９・・・高周波発振用コンデンサ、３
０・・・高周波発振用火花ギャップ、３１・・・高周波
重畳用カップリングコイル、３２・・・クリーニングユ
ニット、３３・・・溶接電極、３４母材、３５・・・ア
ーク。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高周波を発生するための昇圧用の高周波変圧器の１次巻
   線を溶接用インバータ変圧器の２次巻線出力部に接続し
   、前記高周波変圧器の２次巻線出力端に並列に高周波発
   振用コンデンサを接続するとともに高周波発振用火花ギ
   ャップと高周波重畳用カップリングコイルの１次巻線と
   を直列に接続し、前記高周波重畳用カップリングコイル
   の２次巻線の一端を前記溶接用インバータ変圧器の２次
   巻線出力部に接続するとともに他端を溶接電極に接続し
   たことを特徴とするインバータ回路を有する溶接電源に
   併設される溶接用高周波発生制御装置。