JPH0324292Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、アーク溶接用に用いられる電力を得
るための装置に関するものである。特に電力源を
商用電源から直接得られない場所で用いるための
電力変換装置を提案したものである。

従来の技術 アーク溶接装置に用いられる電源としては一般
に商用交流電源から電力を得て、この電力をアー
ク溶接に適した電圧−電流特性（例えば無負荷時
出力電圧60V、最大短絡電流300Aの定電流特性）
に変換する方式が採用されている。

考案が解決しようとする問題点 しかるにこのような装置にあつては、現地工事
のように電源設備が貧弱な場所においてはその都
度使用中の他の機器、例えばプラズマアーク加工
装置を外してアーク溶接装置と接続替えをしてか
ら使用することが必要となり、実用上非常に不便
であつた。もちろん一般のプラズマアーク加工装
置が設置されていたとしてもアーク溶接とプラズ
マアーク加工とでは必要な出力電圧が大きく異な
るのでアーク溶接用トーチをこれに接続して電源
をそのまま流用することは不可能である。

問題点を解決するための手段 本考案は、プラズマアーク加工を行うような作
業現場においてはアーク溶接を行う必要が生ずる
ことが多いことに着目し、このプラズマアーク加
工用電源から主電力または主電力と制御用電力と
を得て内部に設けたインバータ回路と降圧変圧器
とによりプラズマアーク加工用電源の出力電圧を
高周波低電圧に変換した後に整流してアーク溶接
に必要な比較的低い直流電圧を得るようにした電
力変換装置を提案したものである。

作 用 本考案においては、既設のプラズマアーク加工
用電源の出力源としてアーク溶接に必要な特性の
電力に変換するので、プラズマアーク加工用電源
の設置されている場所であればこれから電力を得
て直ちにアーク溶接用の電力に変換することが可
能であり、電源容量の乏しい作業現場においても
アーク溶接とプラズマアーク加工との両方が実施
できるようになるものである。

実施例 第１図は本考案の実施例を示す接続図である。
同図において１はプラズマアーク加工用電源１３
の出力を整流器８および平滑用コンデンサ９を経
て入力し高周波交流に変換するインバータ回路、
２はインバータ回路１の出力を、アーク溶接に適
した比較的低い電圧に降圧するための降圧変圧
器、３は降圧変圧器２の出力を整流する整流回
路、４は整流回路３によつて直流に変換された出
力を平滑するための平滑回路でありインバータ回
路１の動作周波数が十分に高いときは空心の小形
リアクトルでもよく、または省略することもでき
る。６は出力電流検出器である。７は外部から得
られる制御用の電源（交流100V）を電力源とし
てアーク溶接用シールドガス放出用の電磁弁１０
４および溶接起動スイツチ１０５の動作および溶
接電流設定用の基準電圧発生器１２のための直流
電源を供給するシーケンス制御回路、１０は出力
電流検出器６の出力電圧と基準電圧発生器１２の
出力電圧との差を得る比較器であり、１１は比較
器１０の出力信号に応じてインバータ回路１を駆
動するインバータ駆動回路であり、通常インバー
タ回路１を構成するスイツチング素子の導通時間
幅を調整するパルス幅制御回路が用いられる。こ
れらの電流検出回路６、シーケンス制御回路７、
比較器１０、インバータ駆動回路１１および基準
電圧発生器１２はインバータ制御回路を構成して
いる。１３は本考案の電力供給源となるプラズマ
アーク加工用電源であり、１０１は電極、１０２
は被容接物である。同図の実施例において一点鎖
線で囲んだインバータ回路１ないし基準電圧発生
器１２が本考案の電力変換装置である。

同図の実施例において起動スイツチ１０５が押
されるとシーケンス制御回路７は基準電圧発生器
１２の出力を比較器１０に供給してインバータ駆
動回路を動作させ、インバータ１はこれによつて
出力を発生する。シーケンス制御回路７は電磁弁
１０４を開きシールドガスを電極１０１の周辺に
供給する。プラズマアーク加工用電源１３の出力
はインバータ回路１によつて高周波の交流に変換
された後に降圧変圧器２にて所定の比率で降圧さ
れ、この降圧された交流電力は整流回路３および
リアクトル４にて平滑な直流となつて電極１０１
および被溶接物１０２の間に印加されてアーク溶
接が開始される。

溶接電流は電流検出器６にて検出されて比較器
１０にフイールドバツクされて基準電圧発生器１
２にて設定された値に保たれる。なお第１図の実
施例において、整流器８はプラズマアーク加工用
電源１３の出力を本考案の電力変換装置に接続す
るとき正、負端子を誤つて接続されても装置が破
壊されないようにするための保護のために設けた
半波整流器である。またコンデンサ９はプラズマ
アーク加工用電源１３の出力に含まれるリツプル
分を除去するための平滑用コンデンサである。ま
たインバータ回路１はブリツジ形、センタータツ
プ形等公知の回路構成のものを用いることが可能
であり、このインバータ回路の回路方式に応じて
降圧変圧器２の巻線仕様、インバータ駆動回路１
１および整流回路３の各構成を決定すればよい。
また降圧変圧器２の各巻線には適宜中間タツプを
設けてプラズマアーク加工用電源の出力電圧や必
要な溶接電圧に応じて選択する構造としてもよ
い。なお制御回路用の電源は別に供給する必要が
あるが、このための電力は極く小容量のものでよ
いので照明用あるいは一般電動工具用のものから
得ることができる。

第２図は、本考案において制御用の電源もプラ
ズマアーク加工用電源の出力から得るようにした
ときの実施例を示す接続図であり、第１図と比べ
て制御電源用安定化電源回路１４が追加となつて
おりまたプラズマアーク加工用電源の接続方向を
無制限とするために整流器８を両波整流器とした
点が異なり、他は第１図に示した実施例と同様で
ある。安定化電源回路１４は整流器８の出力端子
から直流電力を得るインバータ回路１４１、変圧
器１４２、整流回路１４３、リアクトル１４４、
基準電圧発生器１４５、出力電圧検出回路１４
６、比較器１４７およびインバータ駆動回路１４
８によつて構成されている。このうち基準電圧発
生回路１４５はプラズマアーク加工用電源１３か
ら得られる電源電圧が300Vから100V程度と大幅
に変動するがこの基準電圧発生器１４５に必要な
電力は微少でありかつその出力は固定でよいので
この電源電圧の変動幅を考慮して定電圧ダイオー
ドやトランジスタを利用して定電圧回路を構成す
ればよい。この基準電圧発生器１４５によつて設
定された基準電圧と出力電圧検出器１４６の検出
電圧とは比較器１４７にて比較され差電圧がイン
バータ駆動回路１４８に制御信号として供給され
る。したがつてインバータ駆動回路１４８はこの
人力信号に応じたパスル幅となるようにインバー
タ回路１７１を構成するスイツチ素子の導通を制
御し、インバータ回路１４１の出力は変圧器１４
２にて所定の電圧に変換された後に整流回路１４
３、リアクトル１４４を経て制御用電源出力とな
り、主回路の基準電圧発生器１２およびシーケン
ス制御回路７などに供給される。このように安定
化電源回路１４の出力電圧は常に検出されて基準
値と比較されて誤差が減少するようにフイードバ
ツク制御されるので常に設定値に保たれる。なお
主回路については第１図に示した実施例と同じで
あるので説明は省略する。

なお第１図および第２図に示した実施例におい
て、出力電流検出器に代えて出力電圧検出器を用
いれば出力電圧・電流特性を定電圧特性にするこ
とができ、出力電流検出器と出力電圧検出器とを
用いて両検出器の出力を適宜の割合で合成してフ
イードバツクし合成信号と基準電圧とを比較し差
が減少するようにインバータ回路の出力を制御す
れば任意の傾斜の出力電圧・電流特性とすること
ができる。

考案の効果 本考案においては、既設のプラズマアーク加工
用電源から電力を得てこれをインバータおよび降
圧変圧器によつて低電圧交流に変換しこれを整流
してアーク溶接に最適な比較的低電圧の直流電力
に変換する構成としたので、商用交流電源設備の
貧弱な場所でもプラズマアーク加工とアーク溶接
とをともに実施することが可能となり現地工事や
小規模工場などにおける準備作業が簡単になる。
特に制御用の電力もプラズマアーク加工用電源か
ら安定化回路を通して得るときにはエンジン駆動
式発電機を用いなければならないような全く商用
電力の供給を受けることができない場所でもプラ
ズマアーク加工とアーク溶接とが実施できるよう
になる。さらにまた入力端子部に両波整流器を設
けておけば電力源としてのプラズマアーク加工用
電源の種類および接続極性に全く制限がなくなる
ので単に２本のパワーケーブルを本考案の装置と
プラズマアーク加工用電源との間に接続するだけ
でよいので全く電気工事の知識のない作業者にも
利用できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれ本考案のアーク
溶接用電力変換装置の実施例を示す接続図であ
る。 １……インバータ回路、２……降圧変圧器、３
……整流回路、４……リアクトル、６……電流検
出器、８……整流器、１０……比較器、１１……
インバータ駆動回路、１２……基準電圧発生器、
１３……プラズマアーク加工用電源、１４……安
定化電源回路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 既設のプラズマアーク加工用電源から電力を
   得て入力電力を高周波交流電力に変換するイン
   バータ回路と、前記インバータ回路の出力をア
   ーク溶接に適した比較的低い電圧に変換する降
   圧変圧器と、前記降圧変圧器の出力を整流し平
   滑する整流回路と、前記インバータ回路の制御
   回路とを具備したアーク溶接用電力変換装置。 ２ 前記制御回路は、出力電流を検出し検出値を
   あらかじめ設定した基準値と比較し差信号によ
   つて前記インバータ回路の出力を制御すること
   によつて定電流特性を得る回路である実用新案
   登録請求の範囲第１項に記載のアーク溶接用電
   力変換装置。 ３ 前記インバータ回路と入力端子との間に整流
   器を直列に接続した実用新案登録請求の範囲第
   １項または第２項のいずれかに記載のアーク溶
   接用電力変換装置。 ４ 前記整流器は両波整流器である実用新案登録
   請求の範囲第３項に記載のアーク溶接用電力変
   換装置。 ５ 前記インバータ回路の入力端子に並列に平滑
   用コンデンサが接続された実用新案登録請求の
   範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載のア
   ーク溶接用電力変換装置。 ６ 前記制御回路は、前記プラズマアーク加工用
   電源の出力を入力とする安定化電源回路を通し
   て制御用の電力を得る回路である実用新案登録
   請求の範囲第１項ないし第５項のいずれかに記
   載のアーク溶接用電力変換装置。