JPH03174974A - Ac arc welding machine - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は交流アーク溶接機に関するものであり、特に商
用交流を整流する等の方法により得た直流電源をスイッ
チング素子を用いて正・逆に切換えて、交流出力を得る
ようにしたものにおいて極性切換時に一旦消滅するアー
クの再点弧を容易にするための補助電源回路を設けたア
ーク溶接機の改良に関するものである。[Detailed Description of the Invention] <Industrial Application Field> The present invention relates to an AC arc welding machine, and in particular to a DC power source obtained by a method such as rectifying commercial AC, by using a switching element to convert it into a forward or reverse direction. The present invention relates to an improvement of an arc welding machine which is equipped with an auxiliary power supply circuit to facilitate the re-ignition of an arc that is once extinguished when polarity is switched in a machine that is switched to obtain an alternating current output.
〈従来の装置〉
交流アーク溶接機において、極性の切換時はア一りが一
旦消滅した後、反対方向の電圧の上昇によってアークが
再点弧するが、溶接機の無負荷出力電圧が低い場合や、
電極材料、被溶接物、シールドガスの成分等によって無
負荷電圧が高くても再点弧が難しくなることがある。こ
のような場合に再点弧を容易にするために、極性の切換
時に溶接電源の無負荷電圧よりも高い電圧の補助電源か
ら電圧を供給して再点弧を助ける方式のものが提案され
ている。<Conventional equipment> In an AC arc welding machine, when the polarity is switched, the arc disappears once and then the arc is re-ignited as the voltage increases in the opposite direction, but if the no-load output voltage of the welding machine is low. or,
Depending on the electrode material, the object to be welded, the components of the shielding gas, etc., re-ignition may be difficult even if the no-load voltage is high. In order to facilitate restriking in such cases, a method has been proposed in which a voltage is supplied from an auxiliary power source with a voltage higher than the no-load voltage of the welding power source when switching polarity to assist restriking. There is.
第5図にこの方式の従来装置の例を示す。同図において
1は直流電源であり、通常商用交流電源を整流すること
によって得られる。2は出力平滑用リアクトル、3は平
滑およびサージ吸収用コンデンサ、4a、4b、5a、
5bはブリッジ接続されたスイッチング素子であり、ト
ランジスタや転流回路付のサイリスタが用いられる。6
は電極、7は被溶接物であり、8はスイッチング素子4
a。FIG. 5 shows an example of a conventional device using this method. In the figure, 1 is a DC power supply, which is usually obtained by rectifying a commercial AC power supply. 2 is an output smoothing reactor, 3 is a smoothing and surge absorption capacitor, 4a, 4b, 5a,
5b is a switching element connected in a bridge manner, and a transistor or a thyristor with a commutation circuit is used. 6
is an electrode, 7 is an object to be welded, and 8 is a switching element 4.
a.
4bまたは5a、5bをそれぞれ1組として交互に所定
の時間幅で0N−OFF制御するためのスイッチング素
子制御回路である。9は再点弧用補助電源回路であり、
補助直流電源9aと電流制限用抵抗器9bとからなり、
コンデンサ3と並列に接続されてこれを充電する。この
補助直流電源9はアークの再点弧に必要な高い電圧に設
定しである。This is a switching element control circuit for controlling 4b or 5a and 5b as one set to alternately turn ON and OFF in a predetermined time width. 9 is an auxiliary power supply circuit for restriking;
Consists of an auxiliary DC power supply 9a and a current limiting resistor 9b,
It is connected in parallel with capacitor 3 to charge it. This auxiliary DC power supply 9 is set to a high voltage necessary for restriking the arc.
同図の装置において、電極6と被溶接物7との間にアー
クが発生している間は補助直流電源9aは直流電源1の
出力に重畳して、スイッチング素子4a、4bまたは5
a、5bを通して電極6と被溶接物7とに供給されるが
、抵抗器9bによってその出力電流が抑制され、またこ
れによって電圧降下が発生するので溶接電流、電圧はほ
ぼ直流7じ源1の出力によって定まることになる。極性
の切換に際して、例えばスイッチング素子4a。In the apparatus shown in the figure, while an arc is generated between the electrode 6 and the workpiece 7, the auxiliary DC power supply 9a is superimposed on the output of the DC power supply 1, and the switching element 4a, 4b or 5
The welding current and voltage are supplied to the electrode 6 and the workpiece 7 through a and 5b, but the output current is suppressed by the resistor 9b, and this causes a voltage drop, so the welding current and voltage are approximately equal to that of the DC 7 source 1. It will be determined by the output. When switching the polarity, for example, the switching element 4a.
4bが導通している状態から遮断するとアークは消滅し
、これによって電流が流れなくなるのでコンデンサ3は
補助直流電源9aの高い電圧にまで充電される。この電
圧は直流電源1の出力よりも高く設定されているので次
の極性のスイッチング素子、先の例てはスイッチング素
子5a、5b。When 4b is disconnected from the conductive state, the arc is extinguished and current no longer flows, so that capacitor 3 is charged to the high voltage of auxiliary DC power supply 9a. Since this voltage is set higher than the output of the DC power supply 1, the switching elements of the next polarity, such as the switching elements 5a and 5b in the previous example.
が導通するとこの高い電圧に充電されたコンデンサ3の
端子電圧がアークが消滅した直後の電極6と被溶接物7
との間に供給されて回復しつつある地縁を破壊し、アー
クが再点弧するものである。When conductive, the terminal voltage of the capacitor 3 charged to this high voltage is applied to the electrode 6 and the workpiece 7 immediately after the arc is extinguished.
The arc is re-ignited by being supplied between the two and destroying the recovering ground edge.
〈発明が解決しようとする問題点〉
従来の溶接機は、上記のように構成されているので、実
際にアークが発生していないときにおいても補助電源回
路9の出力電圧が電極6と被溶接物7との間に印加され
ている。そしてこのときアークが発生しておらず、また
電極6と被溶接物7とが短絡もしておらず全く電流が流
れていないと、補助直流電源9aからの電流は略零であ
り、このために抵抗器9bによって電圧降下が発生しな
いので補助直流電源9aの高い出力電圧がそのまま電極
6と被溶接物7との間に現われることになる。<Problems to be Solved by the Invention> Since the conventional welding machine is configured as described above, the output voltage of the auxiliary power circuit 9 is equal to that of the electrode 6 and the welded object even when no arc is actually generated. is applied between the object 7 and the object 7. At this time, if no arc is occurring, and there is no short circuit between the electrode 6 and the workpiece 7, and no current is flowing at all, the current from the auxiliary DC power source 9a is approximately zero. Since no voltage drop occurs due to the resistor 9b, the high output voltage of the auxiliary DC power supply 9a appears as it is between the electrode 6 and the workpiece 7.
この補助直流電源9の出力電圧は極性切換時にアークが
容易に再点弧するように200〜300v程度に設定さ
れるのが普通であるので、このような高電圧が電極6(
被溶接物7は通常接地電位にある)に印加されると、作
業者にとって極めて危険な状態となる。もちろんスイッ
チング素子4a。The output voltage of this auxiliary DC power supply 9 is normally set to about 200 to 300 V so that the arc can be easily re-ignited when changing the polarity.
(the workpiece 7 is normally at ground potential), it becomes extremely dangerous for the worker. Of course, the switching element 4a.
4b 5a、5bは図示を省略した起動指令回路、溶
接トーチに取付けられた起動スイッチを押さない限り導
通しないようにスイッチング素子制御回路8か構成され
ているが、点検修理時において電極6に手を触れた状態
で起動スイッチを誤って押すと高電圧が印加されて感電
事故が発生することになる。4b 5a and 5b are a start command circuit (not shown), and a switching element control circuit 8 is configured so that it will not conduct unless a start switch attached to the welding torch is pressed, but please do not touch the electrode 6 during inspection or repair. If you accidentally press the start switch while touching it, high voltage will be applied and an electric shock will occur.
さらには電極6として手溶接用の電極ホルダーと手溶接
棒とを用いるときには起動スイッチはなく常時電源出力
が印加された状態であるので、溶接棒の取替時やホルダ
ーを放置した状態にするときはその度毎に電源スィッチ
を遮断しなければならず、これを怠ると直ちに感電事故
につながる極めて危険な装置であった。Furthermore, when using an electrode holder for manual welding and a manual welding rod as the electrode 6, there is no start switch and the power output is constantly applied, so when replacing the welding rod or leaving the holder unattended. The power switch had to be turned off each time the device was used, and failure to do so was an extremely dangerous device that could immediately lead to an electric shock accident.
く問題点を解決するための手段〉
本発明は、上記従来装置の問題点を解決するために電極
と被溶接物とが短絡するか、またはアークが発生してお
り、電流が流れている状態であることを検出する検出器
、溶接起動検出器を設けて、アーク再点弧用の補助電源
を溶接電流が流れているときにのみ主電源回路に接続す
るようにしたものである。Means for Solving the Problems> In order to solve the problems of the conventional device described above, the present invention aims to solve the problems of the conventional device described above. A detector for detecting the welding current and a welding start detector are provided, and the auxiliary power source for arc re-ignition is connected to the main power circuit only when the welding current is flowing.
〈実施例〉
第1図に本発明の実施例を示す。同図において10は溶
接電流検出器であり、変流器、ホール素子などが用いら
れる。11は溶接電流検出器1゜の出力を増幅する増幅
器であり、溶接電流検出器10の出力のうち極性切換時
に発生する短時間の電流途絶期間に対しては電流断を感
知しないようにする平滑回路を備えており、溶接電流検
出器10とともに溶接起動検出器を構成している。<Example> FIG. 1 shows an example of the present invention. In the figure, 10 is a welding current detector, and a current transformer, a Hall element, etc. are used. Reference numeral 11 denotes an amplifier that amplifies the output of the welding current detector 1°, and a smoothing amplifier that prevents sensing of a short current interruption period that occurs during polarity switching among the outputs of the welding current detector 10. The welding current detector 10 and the welding current detector 10 constitute a welding start detector.
12は開閉回路であり増幅器11の出力によって補助電
源9の出力をコンデンサ3に接続するサイリスタやトラ
ンジスタなどのスイッチング素子を用いる。第1図のそ
の他の部分は第5図の従来装置と同機能のものに同符号
を付して詳細な説明を省略する。Reference numeral 12 denotes a switching circuit, which uses a switching element such as a thyristor or a transistor to connect the output of the auxiliary power supply 9 to the capacitor 3 according to the output of the amplifier 11. Other parts in FIG. 1 have the same functions as those of the conventional device shown in FIG. 5, and are given the same reference numerals, and detailed explanations thereof will be omitted.
第1図において、電極6が被溶接物7と接触し、または
両者間にアークが発生して電流が流れ始めるまでは、溶
接電流検出器10の出力は零であり、増幅器11の出力
も零であるので開閉回路12は開放のままである。この
ため電極6と被溶接物7との間には溶接起動指令によっ
てスイッチング素子制御回路8が信号sl、 s2を出
力しても、直流電源1の出力電圧のみがスイッチング素
子4a。In FIG. 1, the output of the welding current detector 10 is zero and the output of the amplifier 11 is also zero until the electrode 6 comes into contact with the workpiece 7 or an arc is generated between the two and current begins to flow. Therefore, the switching circuit 12 remains open. Therefore, even if the switching element control circuit 8 outputs signals sl and s2 between the electrode 6 and the workpiece 7 in response to the welding start command, only the output voltage of the DC power supply 1 is applied to the switching element 4a.
4bまたは5a、5bの導通にしたがった極性の電圧と
なって現われる。したがってこの状態では電極6には比
較的低い直流電源1の出力電圧が印加されるだけである
ので感電の危険性は著しく減少する。次に電極6と被溶
接物7とが接触するとこれらには直流電源1の出力によ
って短絡電流が流れ、この短絡電流によって接触部が溶
断してアークに移行する。また短絡電流は検出器10に
よって検出されて増幅器11の出力信号をノ\イレベル
とし、開閉回路12を閉じて補助直流電源9aを抵抗器
9bを通してコンデンサ3に並列接続する。コンデンサ
3はこれによって直流電源1以外に補助直流電源9aに
よっても充電されるようになる。この状態で、出力電流
の極性を反転すべくスイッチング素子制御回路8の出力
信号によって導通中のスイッチング素子を遮断し、次に
それまで遮断されていたスイッチング素子を導通させる
ように、例えば信号slをOFFとし、その後に信号s
2をONとすると、出力電流は一旦零となるためにアー
クは消滅する。この結果、抵抗器9bの電圧降下がなく
なり、補助直流電源9aの高い出力電圧によってコンデ
ンサ3が急速に充電され、この高い電圧が次に反対極性
のスイッチング素子(5a、 5 b)に導通駆動信
号(s2)が供給されたときに電極6と被溶接物7との
間に供給されてアークを再点弧させる。このとき増幅器
11前述のように若干の平滑機能をもたせであるので、
旦アークが切れても溶接起動中信号が消滅することはな
く、開閉回路12が開放することもない。It appears as a voltage of polarity according to the conduction of 4b or 5a and 5b. Therefore, in this state, only the relatively low output voltage of the DC power supply 1 is applied to the electrode 6, so that the risk of electric shock is significantly reduced. Next, when the electrode 6 and the object to be welded 7 come into contact, a short circuit current flows through them due to the output of the DC power supply 1, and the contact portion is fused and turned into an arc by this short circuit current. Further, the short circuit current is detected by the detector 10, the output signal of the amplifier 11 is set to a noise level, the switching circuit 12 is closed, and the auxiliary DC power supply 9a is connected in parallel to the capacitor 3 through the resistor 9b. The capacitor 3 is thereby charged not only by the DC power supply 1 but also by the auxiliary DC power supply 9a. In this state, in order to reverse the polarity of the output current, the output signal of the switching element control circuit 8 interrupts the conducting switching element, and then, for example, a signal sl is applied so as to cause the previously interrupted switching element to conduct. OFF, then the signal s
When 2 is turned ON, the output current becomes zero once, and the arc disappears. As a result, the voltage drop across the resistor 9b is eliminated, the capacitor 3 is rapidly charged by the high output voltage of the auxiliary DC power supply 9a, and this high voltage then sends a conduction drive signal to the switching elements (5a, 5b) of opposite polarity. When (s2) is supplied, it is supplied between the electrode 6 and the workpiece 7 to re-ignite the arc. At this time, since the amplifier 11 has a slight smoothing function as mentioned above,
Even if the arc is cut off, the welding starting signal will not disappear and the switching circuit 12 will not open.
またこのときはアーク発生中か短絡中であるので電極6
に高電圧が印加されても作業者がこれに触れる可能性は
皆無であり、したがって感電の危険性もない。Also, at this time, an arc is occurring or a short circuit is occurring, so the electrode 6
Even if a high voltage is applied to the device, there is no possibility that the worker will touch it, and therefore there is no risk of electric shock.
第2図に別の実施例を示す。第2図は開閉回路12を逆
極性(電極6側が正電位となる極性)のときのみ閉じる
ように増幅器11の出力と信号s1(逆極性用スイッチ
ング素子4a、4bを導通させる駆動信号)とが共に供
給されたときに閉じるようにアンドゲート13を設けた
ものであり、その他は第1図の実施例と全く同じ構成で
ある。同図の実施例においては溶接電流が流れている状
態でかつ逆極性のときのみ切替回路が閉じるのて逆極性
期間の始めにコンデンサ3が高電圧に充電され、これが
スイッチング素子4a、4bを通して電極に供給される
ことになる。Another embodiment is shown in FIG. In FIG. 2, the output of the amplifier 11 and the signal s1 (a drive signal that makes the reverse polarity switching elements 4a and 4b conductive) are connected so that the switching circuit 12 is closed only when the polarity is reversed (the polarity in which the electrode 6 side is at a positive potential). An AND gate 13 is provided so that it closes when both are supplied, and the rest of the structure is exactly the same as the embodiment shown in FIG. In the embodiment shown in the figure, the switching circuit is closed only when the welding current is flowing and the polarity is reversed, so that the capacitor 3 is charged to a high voltage at the beginning of the reverse polarity period, and this is charged to the electrodes through the switching elements 4a and 4b. will be supplied to
したがって第2図の実施例は、正極性時には通常の溶接
電圧でも再点弧が容易であり、逆極性時においては困難
となる非消耗電極を用いるアーク溶接(TIGアーク溶
接)に最適である。Therefore, the embodiment shown in FIG. 2 is suitable for arc welding (TIG arc welding) using a non-consumable electrode, in which re-ignition is easy even with a normal welding voltage when the polarity is positive, but difficult when the welding voltage is reversed.
第3図はさらに別の実施例を示す接続図である。FIG. 3 is a connection diagram showing yet another embodiment.
同図において1は直流電源であり、商用交流電源101
を整流回路102で整流して直流とし、インバータ回路
103にて高周波交流に変換した後に2次毬線にセンタ
ータップを何する変圧器104にてアーク溶接に適した
電圧に変換し、変圧器104の出力電圧をセンタータッ
プを共通端子として正、負の両級性の直流に変換する両
波整流回路105にて直流とするものである。ここでイ
ンバータ回路103は出力電流を定める基準信号設定器
106.比較器107.パルス幅変調回路108からな
り、出力電流検出器10の出力を増幅し平滑するま曽幅
器11の出力Ifと基準信号設定器106の出力1rと
を比較器107にて比較し、差信号(Ir−1f)にて
定まるパルス幅の駆動信号がパルス幅変調回路108か
らインバータ回路103のスイッチング素子に供給され
て設定値に対応した一定の出力電流となるようにDC/
AC変換が行なわれる。In the figure, 1 is a DC power supply, and a commercial AC power supply 101
The rectifier circuit 102 rectifies the voltage to make it direct current, and the inverter circuit 103 converts it to high-frequency alternating current.The transformer 104, which connects the center tap to the secondary wire, converts it to a voltage suitable for arc welding. A double-wave rectifier circuit 105 converts the output voltage into positive and negative direct current using the center tap as a common terminal. Here, the inverter circuit 103 has a reference signal setter 106 which determines the output current. Comparator 107. The comparator 107 compares the output If of the amplifier 11, which is composed of a pulse width modulation circuit 108 and amplifies and smoothes the output of the output current detector 10, and the output 1r of the reference signal setter 106, and generates a difference signal ( A drive signal with a pulse width determined by Ir-1f) is supplied from the pulse width modulation circuit 108 to the switching element of the inverter circuit 103, and the DC/
AC conversion is performed.
2aおよび2bは直流電源1の正出力端子および負出力
端子に接続されたりアクドルであり、両リアクトルは図
示のように鉄心を共有し、かつそれぞれの巻線に通じる
電流によって共有する鉄心に同一方向の磁束を生じるよ
うに密結合されている。4および5はリアクトル2a、
2bにそれぞれ直列接続されたスイッチング用トランジ
スタであり、他端は共通接続されて直流電源1の共通出
力端子C1変圧器104のセンタータップ、とともに出
力端子となり、電極6および被溶接物7に接続される。2a and 2b are actuators connected to the positive output terminal and negative output terminal of the DC power supply 1, and both reactors share an iron core as shown in the figure, and the current flowing through each winding causes the shared iron core to flow in the same direction. are closely coupled to produce a magnetic flux of 4 and 5 are reactors 2a,
2b are respectively connected in series, and the other ends thereof are connected in common and serve as an output terminal together with the center tap of the transformer 104, a common output terminal C1 of the DC power supply 1, and are connected to the electrode 6 and the workpiece 7. Ru.
8はスイッチング用トランジスタ4゜5の制御回路、9
は抵抗器9aと補助直流電源9bとからなる補助電源回
路、10は出力電流検出器、11は増幅器、12は開閉
回路を構成するサイリスタなどのスイッチング素子、1
3はAND回路であり、それぞれ第1図および第2図の
同符号を付した部分に略相当する。8 is a switching transistor 4°5 control circuit; 9
1 is an auxiliary power supply circuit consisting of a resistor 9a and an auxiliary DC power supply 9b; 10 is an output current detector; 11 is an amplifier; 12 is a switching element such as a thyristor that constitutes a switching circuit;
Reference numeral 3 designates an AND circuit, which substantially corresponds to the portions with the same reference numerals in FIGS. 1 and 2, respectively.
また、リアクトル2aとトランジスタ4およびリアクト
ル2bとトランジスタ5との間と共通端子Cとの間には
コンデンサ3a、3bとダイオード14a、14bとが
直列接続されたサージ吸収回路が接続されており、また
正極性側のサージ吸収回路のコンデンサ3bには抵抗器
15が、またダイオード14bには抵抗器16がそれぞ
れ並列に接続されて放電回路および逆方向電流の通路を
形成している。一方、逆極性側のサージ吸収回路にはダ
イオード14aに逆並列に開閉回路12が、またコンデ
ンサ3aには補助電源9が並列に接続されている。また
この開閉回路12はAND回路13の出力信号によって
導通する。Further, a surge absorption circuit in which capacitors 3a and 3b and diodes 14a and 14b are connected in series is connected between the reactor 2a and the transistor 4, between the reactor 2b and the transistor 5, and between the common terminal C. A resistor 15 is connected in parallel to the capacitor 3b of the surge absorption circuit on the positive polarity side, and a resistor 16 is connected in parallel to the diode 14b to form a discharge circuit and a reverse current path. On the other hand, a switching circuit 12 is connected in antiparallel to the diode 14a in the surge absorption circuit on the reverse polarity side, and an auxiliary power source 9 is connected in parallel to the capacitor 3a. Further, this switching circuit 12 is made conductive by the output signal of the AND circuit 13.
同図の実施例において、直流電源1は出力電流検出信号
Ifと基準信号1rとの差によってパルス幅制御される
インバータ回路103によっテ出力電流が決定され、ま
たこのインバータ回路103の出力を正、負に両波整流
した直流出力は制御回路8にて通電順序および比率が決
定されるスイッチング素子4,5にて交互に0N−OF
F制御されるとともに、相互に密結合されたりアクドル
2a、2bの働きによって略矩形波状の交流電流となっ
て電極6および被溶接物7からなる溶接負荷に供給され
る。そしてこの極性切換時に発生するサージ電圧はスイ
ッチング素子4,5の最大定格電圧以下に抑制するよう
コンデンサ3a、3b、ダイオード14a、14bを通
して吸収される。In the embodiment shown in the figure, the output current of the DC power supply 1 is determined by an inverter circuit 103 whose pulse width is controlled by the difference between the output current detection signal If and the reference signal 1r, and the output current of the inverter circuit 103 is , the negative double-wave rectified DC output is alternately turned 0N-O by the switching elements 4 and 5 whose energization order and ratio are determined by the control circuit 8.
F-controlled, the alternating current has a substantially rectangular wave shape due to close coupling with each other, and the action of the axles 2a and 2b, and is supplied to the welding load consisting of the electrode 6 and the object to be welded 7. The surge voltage generated during this polarity switching is absorbed through the capacitors 3a, 3b and the diodes 14a, 14b so as to suppress it to below the maximum rated voltage of the switching elements 4, 5.
一方、コンデンサ3aは補助電源回路9の補助直流電源
9aにて充電されて直流電源1の出力電圧よりも高い電
圧となる。このコンデンサ3aの充電電圧は出力電流検
出器10の出力を増幅した゛フ、イ”14ツク“
S1信号If)τて制御回路8の
逆極性期間信号dとがともに供給されたときにAND回
路13の出力がハイレベル信号となって開閉回路12が
閉路して電極6から被溶接物7に向う方向の逆極性電圧
となって印加されて逆極性アークを再点弧させる。On the other hand, the capacitor 3a is charged by the auxiliary DC power supply 9a of the auxiliary power supply circuit 9 and has a voltage higher than the output voltage of the DC power supply 1. The charging voltage of this capacitor 3a is obtained by amplifying the output of the output current detector 10.
When the S1 signal If) τ and the reverse polarity period signal d of the control circuit 8 are supplied together, the output of the AND circuit 13 becomes a high level signal, the switching circuit 12 is closed, and the electrode 6 is connected to the workpiece 7. A reverse polarity voltage is applied in the opposite direction to re-ignite the reverse polarity arc.
また第3図の実施例においては、一方のスイッチング素
子、例えばスイッチング素子5の導通期間中においては
りアクドル2bのために電流の変化は抑制されてほとん
ど一定であり、かつリアクトル2bには流れる電流に応
じた電磁エネルギーが蓄積される。この電磁エネルギー
はスイッチング素子5が遮断し同時に反対の極性のスイ
ッチング索子4が導通するときに直ちにリアクトル2a
側に移動し、リアクトル2aとスイッチング素子4とを
通る回路に先と同じ値の電流を流すべく高い電圧を誘起
する。このためにスイッチング素子5の遮断によってと
ぎれていたアークは直ちに逆ノj向の電流、即ち被溶接
物7から電極6にむかう方向の電流、によってアークが
再生することになる。Further, in the embodiment shown in FIG. 3, during the conduction period of one switching element, for example, the switching element 5, the change in current is suppressed by the beam handle 2b and remains almost constant, and the current flowing through the reactor 2b is The corresponding electromagnetic energy is stored. This electromagnetic energy is immediately transferred to the reactor 2a when the switching element 5 is cut off and at the same time the switching cable 4 of the opposite polarity is made conductive.
It moves to the side and induces a high voltage in order to cause the same current value to flow in the circuit passing through the reactor 2a and the switching element 4. Therefore, the arc that has been interrupted by the interruption of the switching element 5 is immediately regenerated by the current in the opposite direction, that is, the current flowing from the object to be welded 7 toward the electrode 6.
このように第3図の実施例においてはりアクドル2a、
2bの作用によって極性反転時の電圧の立上りが急峻と
なりアークの再点弧が容易になるものに加えてアークの
再点弧が比較的困難な逆極性時において、出力電流が流
れている状態で補助電源回路の高電圧を供給し、アーク
の再点弧を促すものであるから、より確実でかつ感電の
危険のないアーク再点弧補助回路を備えた溶接機が得ら
れる。In this way, in the embodiment of FIG. 3, the beam axle 2a,
The effect of 2b causes the voltage to rise steeply during polarity reversal, making it easier to re-ignite the arc.In addition, in the case of reverse polarity, where re-ignition of the arc is relatively difficult, when the output current is flowing, Since the high voltage of the auxiliary power supply circuit is supplied to promote the restriking of the arc, a welding machine equipped with an auxiliary arc restriking circuit that is more reliable and free from the risk of electric shock can be obtained.
なお、第3図においてはりアクドル2a、2bの機能を
十分に発揮させるためにはスイッチング素子制御回路8
の出力信号s1.s2をそれぞれ間隙なく、または若干
の重なり時間をもって交互に出力しスイッチング素子4
.5の導通期間を実質的に間隙なく、または若干の重な
り時間を設けて制御することが望ましい。この様にする
ことにより、極性の切換えに際して一方のスイッチング
素子の導通期間の未明に他方のスイッチング素子に導通
信号を供給すると、整流回路105の出力はスイッチン
グ素子4,5にて短絡されるが、その電流はりアクドル
2a、2bが存在するために、それ以前の電流値とほと
んど変化せず、一方アークはスイッチング素子4.5に
よって短絡されるために直ちに泪弧する。この状態で先
に導通していた方のスイッチング素子が遮断すると、電
極6と被溶接物7との間の短絡が解消されてリアクトル
2a、2bはそれぞれに流れていた電流を維持すべく高
い電圧を誘起し、これによって後に導通した方のスイッ
チング素子を通してアークが再生する。この結果、溶接
電流は略矩形波状となり、極上記から、極性の切換え時
において電極と被溶接物との間に印加すべき補助電源9
は、スイッチング素子4,5による短絡が解消されたと
き、即ち両極性のスイッチング素子が導通している状態
から先に導通していた方の素子が遮断した瞬間に供給し
たほうがより効果的であることが判る。In addition, in FIG. 3, in order to fully utilize the functions of the beam axles 2a and 2b, a switching element control circuit 8 is required.
The output signal s1. The switching element 4 outputs s2 alternately without any gap or with some overlap time.
.. It is desirable to control the conduction periods of 5 with substantially no gaps or with some overlapping time. By doing this, when switching the polarity, if a conduction signal is supplied to the other switching element in the early hours of the conduction period of one switching element, the output of the rectifier circuit 105 will be short-circuited at the switching elements 4 and 5; Due to the presence of the axles 2a, 2b, the current value hardly changes from the previous current value, while the arc immediately ends because it is short-circuited by the switching element 4.5. In this state, when the switching element that was conducting first is cut off, the short circuit between the electrode 6 and the workpiece 7 is eliminated, and the reactors 2a and 2b are driven to a high voltage to maintain the currents flowing through them. This causes the arc to regenerate through the switching element that later became conductive. As a result, the welding current has a substantially rectangular waveform, and from above the auxiliary power source 9 to be applied between the electrode and the workpiece when switching the polarity.
It is more effective to supply the voltage when the short circuit caused by the switching elements 4 and 5 is removed, that is, at the moment when the bipolar switching elements are conducting and the element that was conducting first is cut off. I understand that.
第4図は、このようにした時の実施例を示す接続図であ
る。同図において、AND回路13は第3図の実施例と
異なり、電流検出器11の出力を増幅する増幅器11の
出力と、正極性用スイッチング素子5の端子電圧が一定
以上となったときに出力を発生する電圧検出器17の出
力とが人力されるように構成されている。同図の実施例
においては、正極性期間の末期において電流が流れてお
り、カッスイッチング素子5が遮断してその端子電圧が
上昇したときに初めて開閉回路12が閉路となることに
なる。このために正極性から逆極性に至るときに真にア
ークが再点弧すべき瞬間に開閉回路12が閉路して補助
電源9の出力が電極6と被溶接物7との間に供給される
ことになり、より確丈なアークの再点弧が丈現できるも
のである。FIG. 4 is a connection diagram showing an embodiment in this case. In the figure, an AND circuit 13 differs from the embodiment in FIG. The output of the voltage detector 17 that generates the voltage is manually input. In the embodiment shown in the figure, a current flows at the end of the positive polarity period, and the switching circuit 12 becomes closed only when the cutoff switching element 5 is cut off and its terminal voltage rises. For this reason, the switching circuit 12 is closed at the moment when the arc should really be re-ignited when changing from positive polarity to reverse polarity, and the output of the auxiliary power source 9 is supplied between the electrode 6 and the workpiece 7. As a result, more reliable arc re-ignition can be achieved.
第4図においてはまた、AND回路13に対する人力と
して、逆極性期間信号slを他の2信号とノ(に供給す
るようにしてもよい。さらに第3図および第4図におい
て、コンデンサ3aの充電を反対の極性の期間、即ち正
極性期間、において行うように、信号s2で閉路する別
のスイッチを補助電源回路9に直列に接続してもよい。In FIG. 4, the reverse polarity period signal sl may also be supplied to the other two signals as a manual input to the AND circuit 13. Furthermore, in FIGS. 3 and 4, the charging of the capacitor 3a Another switch that is closed by the signal s2 may be connected in series to the auxiliary power supply circuit 9 so that the period of the opposite polarity, that is, the positive polarity period.
この場合には、逆極性期間に補助電源9aから電流が無
駄に消費されることがなくなる。In this case, no current is wasted from the auxiliary power supply 9a during the reverse polarity period.
なお、第3図および第4図の実施例において、コンデン
サ3aおよびダイオード14aにはそれぞれコンデンサ
3bおよびダイオード14bと同様に抵抗器を並列に接
続してもよく、また正極性側のコンデンサ3bおよびダ
イオード14bに逆極性側と同様の補助電源回路9およ
び開閉回路12をそれぞれ並列に接続して正極性時のア
ークの再点弧を補助するようにしてもよい。In the embodiments shown in FIGS. 3 and 4, a resistor may be connected in parallel to the capacitor 3a and the diode 14a, respectively, in the same way as the capacitor 3b and the diode 14b, and the capacitor 3b and the diode on the positive polarity side may be connected in parallel. An auxiliary power supply circuit 9 and a switching circuit 12 similar to those on the reverse polarity side may be connected in parallel to 14b to assist in re-ignition of the arc at the time of positive polarity.
さらに第1図ないし第4図において、再点弧のための補
助電源は各スイッチング素子の出力側、即ちスイッチン
グ素子と溶接負荷との間に設けてもよい。Furthermore, in FIGS. 1 to 4, an auxiliary power source for restriking may be provided on the output side of each switching element, that is, between the switching element and the welding load.
〈発明の効果〉
上記のように本発明のアーク溶接機においては、電極が
被溶接物と接触しているかアークが発生しているかのい
ずれかで実質的に溶接起動状態にあるときのみ、アーク
再点弧用の補助電源の出力を主電源回路の出力に重畳し
て溶接負荷に供給するものであるので、作業者がこれに
よって感電する危険性も全くない装置である。<Effects of the Invention> As described above, in the arc welding machine of the present invention, the arc welding occurs only when the electrode is in contact with the workpiece to be welded or when the arc is substantially in the welding starting state. Since the output of the auxiliary power source for restriking is superimposed on the output of the main power circuit and supplied to the welding load, there is no risk of electric shock to the operator.
第1図は本発明の実施例を示す接続図、第2図ないし第
4図は本発明の別の実施例を示す接続図、第5図は従来
の溶接機の例を示す接続図である。
1・・・直流電源、 2.2a、2b・・・リアクトル
、3.3a、3b−コンデンサ、 4,4a、4b、5
,5a、5b・・・スイッチング素子(トランジスタ)
、 6・・・電極、 7・・・被溶接物、8・・・スイ
ッチング素子制御回路、9・・・補助電源、9a・・・
補助直流電源、 9b・・・抵抗器、10・・・出力電
流検出器、 12・・・開閉回路、13−A N D回
路、 14a、14b−・・ダイオド、 17・・・電
圧検出器Fig. 1 is a connection diagram showing an embodiment of the present invention, Figs. 2 to 4 are connection diagrams showing another embodiment of the invention, and Fig. 5 is a connection diagram showing an example of a conventional welding machine. . 1... DC power supply, 2.2a, 2b... Reactor, 3.3a, 3b-capacitor, 4, 4a, 4b, 5
, 5a, 5b... switching element (transistor)
, 6... Electrode, 7... Welded object, 8... Switching element control circuit, 9... Auxiliary power supply, 9a...
Auxiliary DC power supply, 9b...Resistor, 10...Output current detector, 12...Switching circuit, 13-A N D circuit, 14a, 14b-...Diode, 17...Voltage detector
Claims (1)
両極性に切換えて溶接負荷に供給するアーク溶接用電源
において、前記スイッチング素子の入力側または出力側
に極性切換時のアーク再点弧用高電圧を供給するための
補助電源回路と、実際に溶接負荷に電流が流れているこ
とを検出する溶接起動検出器と、前記補助電源回路の出
力を前記起動検出器が溶接起動中信号を出力していると
きのみ前記スイッチング素子の入力側または出力側に供
給する開閉回路とを具備した交流アーク溶接機。 2、前記開閉回路は前記起動検出器の起動中信号と前記
スイッチング素子の逆極性期間信号との論理積によって
前記補助電源の出力を前記スイッチング素子の入力側ま
たは出力側に供給する回路である請求項1に記載の交流
アーク溶接機。 3、前記補助電源回路は、前記スイッチング素子の入力
側に設けられたコンデンサを抵抗器を通して充電する比
較的高電圧の補助直流電源を有する回路である請求項1
または2に記載の交流アーク溶接機。 4、前記スイッチング素子は入力側にコンデンサと前記
直流電源の出力に対して順方向となるダイオードとが直
列に接続されたサージ吸収回路を含み、前記補助電源回
路は前記コンデンサを抵抗器を通して充電する補助直流
電源からなり、前記開閉回路は前記ダイオードに逆並列
に接続されたスイッチング素子である請求項3に記載の
交流アーク溶接機。 5、2組の直流電源が直列に接続されて正、零、及び負
の出力端子を有する直流電源と、前記直流電源の正出力
端子と負出力端子とにそれぞれ順方向となる単方向スイ
ッチング素子を接続し他端を共通接続して一方の溶接用
出力端子とし、前記直流電源の共通接続点を他方の溶接
用出力端子とし、前記スイッチング素子を交互に実質的
に間隙無く導通・遮断制御するためのスイッチング素子
制御回路と、前記スイッチング素子の少なくとも一方の
端子電圧を検出し端子電圧が一定値以上となったときに
信号を出力する電圧検出器と、実際に溶接負荷に電流が
流れていることを検出する溶接起動検出器と、前記電圧
検出器に対向するスイッチング素子の入力側または出力
側に極性切換時のアーク再点弧用高電圧を供給するため
の補助電源回路と、前記補助電源回路の出力を前記起動
検出器が溶接起動中信号と前記対向する極性のスイッチ
ング素子の端子電圧検出器の出力とが共に供給されたと
きに前記スイッチング素子の入力側または出力側に供給
する開閉回路とを具備した交流アーク溶接機。 6、前記各スイッチング素子にはそれぞれ前記直流電源
との間に直列に直流リアクトルが接続されており、前記
各直流リアクトルは互いに共通の鉄心に巻かれかつそれ
ぞれ直列に接続された前記スイッチング素子の導通によ
って共有する鉄心に同方向の磁束を生じる極性に巻き方
向が定められたコイルを有する請求項5に記載の交流ア
ーク溶接器。 7、前記電圧検出器は溶接負荷に対して被溶接物から電
極に向う方向(正極性)の電流を供給するスイッチング
素子の端子電圧を検出する電圧検出器であり、前記補助
電源は前記電圧検出器の出力信号と前記溶接起動検出器
の溶接起動中信号とが共に供給されたときに前記2組の
直流電源のうち電極から被溶接物に向う方向(逆極性)
の電流を供給する極性の直流電源の出力に重畳して同極
性の高い電圧を供給する電源である請求項5または6に
記載の交流アーク溶接器。 8、前記直流電源は商用交流電源を一旦整流して直流と
し、インバータ回路によって高周波交流に変換した後、
変圧器によってアーク溶接に適した電圧に変換し、再度
整流回路によって整流して直流を得る電源である請求項
1または5に記載の交流アーク溶接機。 9、前記変圧器は2次巻線にセンタータップを有する変
圧器であり、前記整流回路は前記変圧器の2次巻線出力
を正および負の両極性と中性点とを有する直流に変換す
る回路であり、前記スイッチング素子は前記正、負各極
性の直流出力端子にそれぞれ順方向に直列接続されて他
端が共通接続された2組のスイッチング素子とである請
求項8に記載の交流アーク溶接機。[Claims] 1. In an arc welding power source that switches the output of a DC power source between positive and reverse polarities using a switching element and supplies it to a welding load, the output of the DC power source is connected to the input side or the output side of the switching element at the time of polarity switching. An auxiliary power supply circuit for supplying high voltage for arc restriking, a welding start detector for detecting that current is actually flowing through the welding load, and the start detector detects the output of the auxiliary power supply circuit for welding. An AC arc welding machine comprising an opening/closing circuit that supplies a signal to the input side or the output side of the switching element only when a starting signal is output. 2. The opening/closing circuit is a circuit that supplies the output of the auxiliary power source to the input side or the output side of the switching element based on the AND of the activation signal of the activation detector and the reverse polarity period signal of the switching element. The AC arc welding machine according to item 1. 3. The auxiliary power supply circuit is a circuit having a relatively high voltage auxiliary DC power supply that charges a capacitor provided on the input side of the switching element through a resistor.
or the AC arc welding machine described in 2. 4. The switching element includes a surge absorption circuit in which a capacitor and a diode connected in series with respect to the output of the DC power supply are connected on the input side, and the auxiliary power supply circuit charges the capacitor through a resistor. 4. The AC arc welding machine according to claim 3, wherein the AC arc welding machine comprises an auxiliary DC power source, and the switching circuit is a switching element connected in antiparallel to the diode. 5. A DC power source in which two sets of DC power supplies are connected in series and has positive, zero, and negative output terminals, and a unidirectional switching element that is connected to the positive output terminal and the negative output terminal of the DC power source, respectively, in the forward direction. and the other end is commonly connected to serve as one output terminal for welding, the common connection point of the DC power source is used as the other output terminal for welding, and the switching element is controlled to conduct on and off alternately with substantially no gaps. a switching element control circuit for detecting the voltage of at least one terminal of the switching element and outputting a signal when the terminal voltage exceeds a certain value; and a voltage detector that detects the terminal voltage of at least one of the switching elements and outputs a signal when the terminal voltage exceeds a certain value; an auxiliary power supply circuit for supplying a high voltage for arc re-ignition at the time of polarity switching to the input side or output side of the switching element facing the voltage detector; an opening/closing circuit that supplies the output of the circuit to the input side or the output side of the switching element when the activation detector receives both the welding activation signal and the output of the terminal voltage detector of the switching element of the opposite polarity; AC arc welding machine equipped with. 6. A DC reactor is connected in series between each of the switching elements and the DC power supply, and each of the DC reactors is wound around a common iron core and conducts the switching elements connected in series. 6. The AC arc welder according to claim 5, further comprising a coil whose winding direction is determined by a polarity that produces magnetic flux in the same direction in a shared iron core. 7. The voltage detector is a voltage detector that detects the terminal voltage of a switching element that supplies a current in the direction (positive polarity) from the object to be welded to the electrode with respect to the welding load, and the auxiliary power source When both the output signal of the welding device and the welding start signal of the welding start detector are supplied, the direction from the electrode of the two sets of DC power supplies to the workpiece (reverse polarity)
The AC arc welder according to claim 5 or 6, wherein the AC arc welder is a power source that supplies a high voltage of the same polarity superimposed on the output of a DC power source that supplies a current of the same polarity. 8. The DC power source is a commercial AC power source that is once rectified into DC power, which is then converted to high-frequency AC power by an inverter circuit.
6. The AC arc welding machine according to claim 1, which is a power source that converts the voltage to a voltage suitable for arc welding by a transformer and rectifies it again by a rectifier circuit to obtain direct current. 9. The transformer is a transformer having a center tap in the secondary winding, and the rectifier circuit converts the secondary winding output of the transformer into a direct current having positive and negative polarities and a neutral point. 9. The AC circuit according to claim 8, wherein the switching element is two sets of switching elements connected in series in the forward direction to the positive and negative DC output terminals and having the other ends commonly connected. arc welding machine.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31287689A JP2797560B2 (en) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | AC arc welding machine |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03174974A true JPH03174974A (en) | 1991-07-30 |
JP2797560B2 JP2797560B2 (en) | 1998-09-17 |
Family
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---|---|---|---|
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05245634A (en) * | 1991-12-16 | 1993-09-24 | Fronius Schweissmaschinen Kg Austria | Method and device for reigniting arc in shielding gas welding process |
JPH06238443A (en) * | 1993-02-16 | 1994-08-30 | Nisshin Denki Seisakusho:Kk | Welding process and welding machine for arc welding |
WO2018186098A1 (en) * | 2017-04-04 | 2018-10-11 | 株式会社ダイヘン | Shielded metal arc welding system and welding power supply device for shielded metal arc welding |
-
1989
- 1989-11-30 JP JP31287689A patent/JP2797560B2/en not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2018186098A1 (en) * | 2017-04-04 | 2018-10-11 | 株式会社ダイヘン | Shielded metal arc welding system and welding power supply device for shielded metal arc welding |
JP2018176169A (en) * | 2017-04-04 | 2018-11-15 | 株式会社ダイヘン | Shielded arc welding system and welding power source device for shielded arc welding |
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JP2797560B2 (en) | 1998-09-17 |
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