JPH0331500Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 (a) 技術分野 この考案は、アーク溶接機用電源装置の溶接負
荷へ供給する電流の制御回路に関する。

(b) 従来技術とその欠点 従来の交流アーク溶接機では交流の商用電源を
直接変圧、開閉制御等を行つて、低周波の矩形波
を得るようにしていた。しかし、この方式では商
用電源等の入力を変圧するためのトランス、変圧
後の波形を矩形波に整形するためのリアクトルは
低周波用の大きなものが必要であつた。また、ト
ランスの２次側の電流を一定に保つための制御を
１次側で行う場合、リアクトル等が大型化するた
めに応答性が非常に悪くなる問題があつた。

これらの問題点を解決するため、本出願人は、
商用電源を一旦高周波に変換したのち、変圧と矩
形波への整形を行うアーク溶接機用電源装置を特
願昭58−126399号にて提案した。この出願に係る
アーク溶接機用電源装置の回路図を第３図に示
す。この回路では三相交流を整流回路９及び平滑
コンデンサ１０で直流化したのちスイツチングト
ランジスタ１１，１２及び出力制御回路１３で高
周波スイツチング（３〜25KHz）を行つて電源入
力を高周波に変換している。この高周波出力をト
ランス２で数十〜百数十Ｖに変圧し、整流器１
４，１５、平滑リアクトル１６、平滑コンデンサ
１７で再び直流に変換している。この回路であれ
ば、変圧、２度目の整流は高周波電流について行
うため変圧器もリアクトルも高周波用のものでよ
く、小型化、低価格化を実現することができ、電
流検知器２３の検出値に基づく出力制御回路１３
の電流制御も速い応答速度で且つ精度よく行うこ
とができる。また、高周波からの整流はリプルが
少なく正確に行われるため、波形の整形も、スイ
ツチングトランジスタ１８，１９，２０，２１及
び低周波制御回路２２によつて反転スイツチング
を行えば、精度のよい矩形波を得ることができ、
スイツチングトランジスタ１８，２１又は１９，
２０のオン状態を保持すれば溶接電極７、母材８
に直流を供給することもできる。なお、２４は
TIG溶接等を行うときの動作開始時のアーク点弧
を容易にするための高周波発振器、２２ａは低周
波スイツチング速度を可変するボリユーム、１３
ａは高周波スイツチング速度を変えて出力を可変
するボリユームである。

しかしながら、上記のアーク溶接機用電源装置
では、例えばアルミニウム材をTIG溶接する場
合、トーチ側の電流の大きさは負の半波の方が正
の半波の場合より大きくなつて整流作用が生じ、
また、トーチ側が正のとき（逆極性）にアークの
安定が悪くなつて失弧することがあつた。

(c) 考案の目的 この考案は上記欠点を解決し、出力の矩形波の
周波数、デユーテイー比及び負荷電流を任意に設
定出来るアーク溶接機用電源装置を提供すること
を目的とする。

(d) 考案の構成 低周波制御回路に対して、第１，第２のスイツ
チ（スイツチングトランジスタ１８〜２１）をオ
ン／オフする周波数を設定する周波数設定器と、
前記第１，第２のスイツチのオン時間の比である
デユーテイー比を設定するデユーテイー比設定器
とを設けるとともに、 前記第１のスイツチオン時における溶接電流を
決定する第１の基準値を設定する第１の電流設定
器と、前記第２のスイツチオン時における溶接電
流を決定する第２の基準値を設定する第２の電流
設定器と、 前記第１のスイツチオン時には前記第１の基準
値を、前記第２のスイツチオン時には前記第２の
基準値を出力制御回路に入力する電流設定器と、 を備えたことを特徴とする。

(e) 実施例 以下、図面を参照してこの考案の実施例を説明
する。

第１図はこの考案の実施例であるアーク溶接機
用電源装置の回路図である。この実施例の構成に
おいて、第３図に示した回路構成と異なる点は、
低周波制御回路に負荷電流である矩形波の低周波
の周波数を設定する周波数設定器２２ａ、矩形波
の正極、逆極の比率を設定するデユーテイー比設
定器２２ｂを備えた点、矩形波の正極性時、逆極
性時の電流の大きさに対応する基準値を設定する
電流設定器２５ａ，２５ｂを備えた電流設定回路
２５を装備した点である。

第２図Ａは上記実施例の負荷電流出力波形を示
す図である。この矩形波の周期Ｔ１は周波数設定
器２２ａを操作して設定される。Ｔ２とＴ３との
比率はデユーテイー比設定器２２ｂを操作して設
定される。これらの設定によつて、低周波制御回
路２２はＴ２の時間だけトランジスタ１９，２０
をオンし、Ｔ３の時間だけトランジスタ１８，２
１をオンするように制御する。この制御信号は電
流設定回路２５にも出力されている。

電流設定回路２５は電流設定器２５ａ，２５ｂ
の操作によつて、正極性電流Is、逆極性電流Irに
対応する基準値（基準電圧）を設定する。この設
定値は誤差増幅回路２６に出力されるが、低周波
制御回路２２から入力される波形の制御信号に基
づいて、正極性の時間にはIsに対応する基準電圧
を、逆極性の時間にはIrに対応する基準電圧を出
力する。誤差増幅回路２６は電流検知器２３の検
出値と基準電圧との誤差を増幅して変換回路駆動
部１３に出力する。変換回路駆動部１３は出力電
流が過大なときは変換周波数を下げて出力電流を
降下させ、出力電流が過小のときは変換周波数を
上げて出力電流を上昇させる。同図Ｂは他の電流
制御を行つたときの負荷電流波形である。また、
電流検知器に代えて電圧を検知する素子を接続し
それに基づいて出力を制御すれば定電圧制御も可
能である。

以上の構成のアーク溶接機用電源装置を用いれ
ば、出力する矩形波の周波数、デユーテイー比、
各半波毎の負荷電流をそれぞれ任意に設定するこ
とが出来るため、TIG溶接を行う場合等に溶接面
のクリーニングのための逆極性アーク、実際の溶
接動作の正極性アークの比率を任意に設定するこ
とが出来、またそれぞれの半波時に流れる電流も
任意に設定することができるため、溶接部欠損の
少ない信頼性の高い溶接を行うことが出来るとと
もに、直流励磁によるトランス等の破損も防ぐこ
とができる。

(f) 考案の効果 このようにこの考案によれば、負荷電流の矩形
波の周波数、デユーテイー比、半波毎の負荷電流
をそれぞれ任意に設定する周波数設定手段、デユ
ーテイー比設定手段、電流設定手段を設けその設
定と電流検知器の検出値に基づいて負荷電流の波
形、電流を制御するようにしたため、溶接の種類
に応じた波形設定を行うことが出来、その場合に
正極性部分と逆極性部分とのアンバランスを除去
できる波形に設定すれば不平衡交流の直流分によ
る励滋の発生を防ぎ、装置各部の破損を未然に防
止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の実施例であるアーク溶接機
用電源装置の回路図、第２図Ａ，Ｂは上記実施例
の負荷電流の出力波形を示す図、第３図は従来の
アーク溶接機用電源装置の回路図である。 ２２ａ……周波数設定器、２２ｂ……デユーテ
イー比設定器、２５……電流設定回路、２５ａ，
２５ｂ……電流設定器、２６……誤差増幅器。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 交流電源の入力を整流したのち、高周波に変換
   する高周波変換回路と、 この高周波変換回路で周波数変換された高周波
   出力をトランスを介して整流後、母材に正電圧、
   溶接電極に負電圧を印加する第１のスイツチと、
   母材に負電圧、溶接電極に正電圧を印加する第２
   のスイツチと、前記第１のスイツチおよび第２の
   スイツチを低周波の周期でオン／オフする低周波
   制御回路と、 前記高周波変換回路の発振周波数を上下するこ
   とにより溶接電流を調整する出力制御回路と、 を有するアーク溶接機用電源装置において、 前記低周波制御回路に対して、前記第１，第２
   のスイツチをオン／オフする周波数を設定する周
   波数設定器と、前記第１，第２のスイツチのオン
   時間の比であるデユーテイー比を設定するデユー
   テイー比設定器とを設けるとともに、 前記第１のスイツチオン時における溶接電流を
   決定する第１の基準値を設定する第の電流設定器
   と、前記第２のスイツチオン時における溶接電流
   を決定する第２の基準値を設定する第２の電流設
   定器と、 前記第１のスイツチオン時には前記第１の基準
   値を、前記第２のスイツチオン時には前記第２の
   基準値を前記出力制御回路に入力する電流設定器
   と、 を備えたことを特徴とするアーク溶接機用電源装
   置。