JPH0349810Y2 - - Google Patents

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JPH0349810Y2
JPH0349810Y2 JP16292784U JP16292784U JPH0349810Y2 JP H0349810 Y2 JPH0349810 Y2 JP H0349810Y2 JP 16292784 U JP16292784 U JP 16292784U JP 16292784 U JP16292784 U JP 16292784U JP H0349810 Y2 JPH0349810 Y2 JP H0349810Y2
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thyristor
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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に関す
る。
[Detailed description of the invention] (a) Technical field This invention relates to a power supply device for an arc welding machine.

(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のためのトランス、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。
(b) Prior Art and Its Disadvantages Conventional AC arc welding machines directly transform AC commercial power, control opening/closing, etc. to obtain low-frequency rectangular waves. However, this method requires a large low-frequency transformer for transforming the input of the commercial power source, and a reactor for shaping the transformed waveform into a rectangular wave. Also,
When controlling the current on the secondary side of the transformer to keep it constant on the primary side, there is a problem in that the reactor etc. become large and the response becomes very poor.

これらの問題点を解決するため、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14,1
5,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、13a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。
In order to solve these problems, the applicant proposed in Japanese Patent Application No. 126399-1987 a power supply device for arc welding machines that converts the commercial power source into high frequency, then transforms it and shapes it into a square wave. . A circuit diagram of the power supply device for an arc welding machine according to this application is shown in FIG.
In this circuit, three-phase alternating current is converted to direct current using a rectifier circuit 9 and a smoothing capacitor 10, and then high-frequency switching (3 to 25 KHz) is performed using switching transistors 11, 12 and an output control circuit 13 to convert the power input to high frequency. . This high frequency output is transformed to several tens to hundreds of volts using a transformer 2, and then rectifiers 14 and 1
5, the smoothing reactor 16 and smoothing capacitor 17 convert the current into direct current again. With this circuit, since the transformation and second rectification are performed for high-frequency currents, both the transformer and the reactor can be used for high-frequency waves, making it possible to achieve downsizing and cost reduction. The current control of the output control circuit 13 based on the above can also be performed with high response speed and accuracy. In addition, since rectification from high frequencies is performed accurately with little ripple, the waveform can be shaped into a highly accurate rectangle by performing inversion switching using the switching transistors 18, 19, 20, 21 and the low frequency control circuit 22. If the switching transistors 18, 21 or 19, 20 are kept on, direct current can be supplied to the welding electrode 7 and the base material 8. In addition, 24 is a high frequency oscillator for facilitating arc ignition at the start of operation when performing TIG welding, etc., 22a is a volume for varying the low frequency switching speed, and 13a is for varying the output by changing the high frequency switching speed. It is volume.

しかし、この構成のアーク溶接機用電源装置で
は、二次側の整流、二次側の交流変換をそれぞれ
別の回路で行つているため、回路構成が複雑にな
り部品点数も多くなる欠点がある。また、低周波
交流への変換をトランジスタを用いて行つている
が、大電流を扱うトランジスタのオンからオフへ
の遷移には通常数10μS程度の時間が必要である。
従つて、矩形波の極性の遷移時には数10μS〜数
100μS程度の休止時間(4個のスイツチングトラ
ンジスタ全てがオフする時間)を設けてやらねば
電源を短絡させることになつた。
However, in the power supply device for arc welding machines with this configuration, rectification on the secondary side and AC conversion on the secondary side are performed in separate circuits, so the circuit configuration is complex and the number of parts is large. . In addition, conversion to low-frequency alternating current is performed using transistors, but the transition from on to off of a transistor that handles a large current usually requires several tens of microseconds.
Therefore, during the polarity transition of the square wave, it takes several tens of microseconds to several
If we didn't provide a pause time of about 100μS (time for all four switching transistors to turn off), the power supply would be short-circuited.

(c) 考案の目的 この考案は上記欠点を解決し、より簡略な回路
構成、より少ない部品点数で高周波による変圧を
行うことができ、且つ矩形波の極性転換時に休止
時間の必要のないアーク溶接機用電源装置を提供
することを目的とする。
(c) Purpose of the invention This invention solves the above-mentioned drawbacks, and provides an arc welding method that can perform high-frequency voltage transformation with a simpler circuit configuration and fewer parts, and that does not require downtime when changing the polarity of a rectangular wave. The purpose is to provide a power supply device for aircraft.

(d) 考案の構成 この考案は、交流入力電源を整流する一次側整
流回路と、この一次側整流回路の出力を一次側に
受けるトランスと、このトランスの一次電流を高
周波でスイツチングするスイツチング回路と、前
記トランスの二次出力を整流して溶接負荷へ直接
電流を供給する二次側整流回路とを備えたアーク
溶接機用電源装置であつて、 二次側整流回路を、溶接負荷に対し順方向に電
流を供給する第1のサイリスタと、溶接負荷に対
し逆方向に電流を供給する第2のサイリスタと、
第1・第2のサイリスタのゲートに低周波で交互
にトリガパルスを与える低周波制御回路とから構
成したことを特徴とする。
(d) Structure of the invention This invention consists of a primary rectifier circuit that rectifies an AC input power source, a transformer that receives the output of this primary rectifier circuit on its primary side, and a switching circuit that switches the primary current of this transformer at high frequency. and a secondary rectifier circuit that rectifies the secondary output of the transformer and directly supplies current to the welding load, the secondary rectifier circuit being configured to a first thyristor that supplies current in the opposite direction to the welding load; a second thyristor that supplies current in the opposite direction to the welding load;
It is characterized by comprising a low frequency control circuit that alternately applies low frequency trigger pulses to the gates of the first and second thyristors.

また前記サイリスタとしてゲートターンオフサ
イリスタを用いたことを特徴とする。
Further, the present invention is characterized in that a gate turn-off thyristor is used as the thyristor.

以上のように構成したことにより、一次側整流
回路は交流入力電源を整流し、トランスはスイツ
チング回路による一次電流の高周波スイツチング
により変圧を行う。二次側整流回路において低周
波制御回路は第1のサイリスタにトリガパルスを
与えることによつて、トランスの二次出力を整流
するとともに溶接負荷に対し順方向に電流を供給
し、また第2のサイリスタにトリガパルスを与え
ることによつて、トランスの二次出力を整流する
とともに溶接負荷に対し逆方向に電流を供給す
る。従つて溶接負荷には二次側整流回路から直接
低周波の矩形波電流が供給される。
With the above configuration, the primary rectifier circuit rectifies the AC input power supply, and the transformer transforms the primary current by high frequency switching by the switching circuit. In the secondary side rectifier circuit, the low frequency control circuit rectifies the secondary output of the transformer by giving a trigger pulse to the first thyristor, and also supplies current to the welding load in the forward direction. By applying a trigger pulse to the thyristor, the secondary output of the transformer is rectified and current is supplied in the opposite direction to the welding load. Therefore, a low frequency rectangular wave current is directly supplied to the welding load from the secondary side rectifier circuit.

また、前記サイリスタとしてゲートターンオフ
サイリスタを用いることにより、ターンオフの遷
移時間がより短縮され、0Vでの休止時間を設け
なくともトランスの二次側が短絡される虞はな
く、溶接負荷に対する電力供給効率が向上する。
Furthermore, by using a gate turn-off thyristor as the thyristor, the turn-off transition time is further shortened, there is no risk of the secondary side of the transformer being short-circuited even without providing a rest time at 0V, and the efficiency of power supply to the welding load is improved. improves.

(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。
(e) Embodiments Hereinafter, embodiments of this invention will be described with reference to the drawings.

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、
トランス2で降圧された高周波を整流するダイオ
ード14,15及び低周波スイツチング用のトラ
ンジスタ18,19,20,21に代えて、4個
のゲートターンオフサイリスタ3,4,5,6を
用いている点である。この回路の低周波制御回路
22′は所定のゲートターンオフサイリスタをオ
ンするときにはそのゲートターンオフサイリスタ
のトリガ電極に正電位のトリガを出力し、オフす
るときにはそのトリガ電極に逆電位のトリガを出
力することによつて即座にゲートターンオフサイ
リスタをオン・オフする。ここで4,6が本願考
案に係る『第1のサイリスタ』、3,5が本願考
案に係る『第2のサイリスタ』である。低周波制
御回路22′が所定の周波数(50〜500Hz)で第1
のサイリスタ4,6および第2のサイリスタ3,
5を交互にオン・オフすれば、第1のサイリスタ
4,6がオンしているときには溶接電極側が負,
母材側が正に、第2のサイリスタ3,5がオンし
ているときには溶接電極側が正,母材側が負にそ
の都度整流され、リアクトル16により平滑され
て印加される。また、これら正負の遷移点では、
オンされるゲートターンオフサイリスタには正電
位のトリガ,オフされるゲートターンオフサイリ
スタには逆電位のトリガが入力されるため極性の
遷移が迅速に行われ、0Vでの休止時間を設けな
くても電源が短絡する危険はない。この実施例に
よる出力波形を第2図Aに示す。なお、同図Bは
上記特願昭58−126399号に係るアーク溶接機用電
源装置の出力波形であり、tは0Vでの休止時間
である。
FIG. 1 is a circuit diagram of a power supply device for an arc welding machine which is an embodiment of this invention. The configuration of this embodiment differs from the circuit configuration shown in FIG. 3 as follows:
The point is that four gate turn-off thyristors 3, 4, 5, 6 are used instead of diodes 14, 15 that rectify the high frequency voltage stepped down by the transformer 2 and transistors 18, 19, 20, 21 for low frequency switching. It is. The low frequency control circuit 22' of this circuit outputs a positive potential trigger to the trigger electrode of a predetermined gate turn-off thyristor when it is turned on, and outputs a reverse potential trigger to its trigger electrode when it is turned off. instantly turns on and off the gate turn-off thyristor. Here, 4 and 6 are "first thyristors" according to the present invention, and 3 and 5 are "second thyristors" according to the present invention. The low frequency control circuit 22' controls the first frequency at a predetermined frequency (50 to 500Hz).
thyristors 4, 6 and second thyristor 3,
If thyristors 5 and 5 are turned on and off alternately, when the first thyristors 4 and 6 are on, the welding electrode side becomes negative;
The base metal side is positive, and when the second thyristors 3 and 5 are on, the welding electrode side is positive and the base metal side is negative, which are rectified each time, smoothed by the reactor 16, and applied. Also, at these positive and negative transition points,
A positive potential trigger is input to the gate turn-off thyristor that is turned on, and a reverse potential trigger is input to the gate turn-off thyristor that is turned off, so the polarity transition occurs quickly, and the power supply can be maintained without any rest period at 0V. There is no risk of short circuit. The output waveform according to this embodiment is shown in FIG. 2A. In addition, FIG. 5B shows an output waveform of the power supply device for an arc welding machine according to the above-mentioned Japanese Patent Application No. 126399/1982, and t is the rest time at 0V.

交流溶接は以上の制御によつて行うことができ
るが、同じ回路構成で直流溶接を行うことができ
る。ゲートターンオフサイリスタ4,6を継続的
にオン状態にし、ゲートターンオフサイリスタ
3,5をオフ状態に保てば母材8が陽極,電極7
が陰極のいわゆる正極性直流TIGアーク溶接が行
える。またゲートターンオフサイリスタ3,5を
オン状態にし、ゲートターンオフサイリスタ4,
6をオフ状態に保てば母材8が陰極,電極7が陽
極のいわゆる逆極性直流TIGアーク溶接が行え
る。
Although AC welding can be performed using the above control, DC welding can be performed using the same circuit configuration. If the gate turn-off thyristors 4 and 6 are kept on and the gate turn-off thyristors 3 and 5 are kept off, the base material 8 becomes the anode and the electrode 7
Can perform so-called positive polarity DC TIG arc welding with a cathode. Also, the gate turn-off thyristors 3 and 5 are turned on, and the gate turn-off thyristors 4 and 5 are turned on.
6 is kept in the OFF state, so-called reverse polarity DC TIG arc welding can be performed in which the base material 8 is the cathode and the electrode 7 is the anode.

本実施例ではサイリスタにゲートターンオフサ
イリスタを使用しているためオン,オフの切り換
えが瞬時であり制御が簡単になるとともに溶接の
効率が向上する利点が大きい。しかし通常のサイ
リスタを使用してもトランジスタを使用する場合
に問題となる蓄積キヤリアによるオン時間の継続
という問題は大きく改善される。
In this embodiment, since a gate turn-off thyristor is used as the thyristor, switching between on and off is instantaneous, which has the great advantage of simplifying control and improving welding efficiency. However, even if a normal thyristor is used, the problem of continued on time due to accumulated carriers, which is a problem when using a transistor, can be greatly improved.

また第1図に示した例では、この考案に係る第
1のサイリスタと第2のサイリスタとしてそれぞ
れ2つ用い、トランス2の二次巻線のセンタータ
ツプを0Vとし、二次巻線の両端にそれぞれ第
1・第2のサイリスタを設けることによつて全波
整流するように構成したが、例えば第1のサイリ
スタとしてゲートターンオフサイリスタ4のみ設
け、第2のサイリスタとしてゲートターンオフサ
イリスタ5のみ設けることによつて半波整流を行
うようにしてもよい。また、例えば第1のサイリ
スタとしてゲートターンオフサイリスタ4のみ設
け、第2のサイリスタとしてゲートターンオフサ
イリスタ3のみ設けることによつて半波整流する
ように構成してもよい。
Further, in the example shown in Fig. 1, two thyristors are used as the first thyristor and two second thyristors of this invention, the center tap of the secondary winding of the transformer 2 is set to 0V, and both ends of the secondary winding are set to 0V. Although full-wave rectification is achieved by providing first and second thyristors in each, for example, only the gate turn-off thyristor 4 may be provided as the first thyristor, and only the gate turn-off thyristor 5 may be provided as the second thyristor. Half-wave rectification may be performed by Further, for example, half-wave rectification may be performed by providing only the gate turn-off thyristor 4 as the first thyristor and providing only the gate turn-off thyristor 3 as the second thyristor.

(f) 考案の効果 このようにこの考案によれば、整流と低周波ス
イツチングを同一の素子で行えるため、部品点数
が少なく回路構成が簡略化するとともに、低周波
スイツチングをサイリスタで行つているためスイ
ツチング制御が簡単になるとともに溶接の効率が
上昇する効果がある。
(f) Effects of the invention As described above, according to this invention, rectification and low-frequency switching can be performed using the same element, which reduces the number of parts and simplifies the circuit configuration. This has the effect of simplifying switching control and increasing welding efficiency.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

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はそれぞれ上
記実施例の出力波形,従来のアーク溶接機用電源
装置の出力波形、第3図は上記従来のアーク溶接
機用電源装置の回路図である。 3,4,5,6……ゲートターンオフサイリス
タ、22′……低周波制御回路。
Figure 1 is a circuit diagram of a power supply device for an arc welding machine that is an embodiment of this invention, Figures 2A and B are the output waveforms of the above embodiment, the output waveforms of a conventional power supply unit for an arc welder, and Figure 3. The figure is a circuit diagram of the conventional power supply device for an arc welding machine. 3, 4, 5, 6...gate turn-off thyristor, 22'...low frequency control circuit.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 (1) 交流入力電源を整流する一次側整流回路と、
この一次側整流回路の出力を一次側に受けるト
ランスと、このトランスの一次電流を高周波で
スイツチングするスイツチング回路と、前記ト
ランスの二次出力を整流して溶接負荷へ直接電
流を供給する二次側整流回路とを備えたアーク
溶接機用電源装置であつて、 二次側整流回路を、溶接負荷に対し順方向に
電流を供給する第1のサイリスタと、溶接負荷
に対し逆方向に電流を供給する第2のサイリス
タと、第1・第2のサイリスタのゲートに低周
波で交互にトリガパルスを与える低周波制御回
路とから構成したことを特徴とするアーク溶接
機用電源装置。 (2) 前記サイリスタはゲートターンオフサイリス
タである特許請求の範囲第1項記載のアーク溶
接機用電源装置。
[Scope of claim for utility model registration] (1) A primary rectifier circuit that rectifies an AC input power source;
A transformer that receives the output of this primary side rectifier circuit on its primary side, a switching circuit that switches the primary current of this transformer at high frequency, and a secondary side that rectifies the secondary output of the transformer and supplies current directly to the welding load. A power supply device for an arc welding machine comprising a rectifier circuit, the secondary rectifier circuit being a first thyristor that supplies current in the forward direction to the welding load, and a first thyristor that supplies current in the reverse direction to the welding load. 1. A power supply device for an arc welding machine, comprising: a second thyristor, and a low-frequency control circuit that alternately applies low-frequency trigger pulses to the gates of the first and second thyristors. (2) The power supply device for an arc welding machine according to claim 1, wherein the thyristor is a gate turn-off thyristor.
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