JPH0370579B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は消耗性電極が用いられたインバータ制
御方式の直流アーク溶接機に関するものである。

〔発明の背景〕

この種の溶接機を第２図に基づき説明する。即
ち、交流電源１からの交流入力電圧を整流器２で
整流し、平滑用コンデンサ３で平滑した後、イン
バータ回路４により高周波交流に変換して溶接ト
ランス５の１次側に印加し、その２次側電圧を整
流器６で整流し、直流リアクタ７を介して出力電
圧Ｅとして溶接ワイヤ（消耗性電極）８及び被溶
接物９間（アーク負荷）に印加し、かつ上記溶接
ワイヤ８を消耗に応じてモータ１０で送給しなが
ら溶接を行うものである。

ここで前記インバータ回路４は、出力電流Ｉに
応じて変化する電流の微分信号Ｓ１を出力設定器
１３からの出力設定信号Ｓ２に加算器１４で加算
し、その加算信号Ｓ３を鋸歯状波発振器からの鋸
歯状波とコンパレートしてパルス幅制御されたパ
ルスを発生するパルス発生回路１２によりドライ
ブ回路１１を介して制御されるもので、これによ
りアークの安定化を計つている。

ところで上記微分信号Ｓ１は、従来、出力電流
Ｉを分流抵抗（図示せず）で検出し、これを微分
回路１８に通すことで得ていた（特開昭53−
55437号公報参照）。

しかしこのような方法は、微分信号Ｓ１を得る
ための電流を溶接機出力側と絶縁して取出すもの
ではなく、又、その電流が微少であるためにノイ
ズによる影響を受け易かつた。

そこで第２図に示すように、微分信号Ｓ１を得
るための電流をホール素子１５で取出す方法が考
えられたが、このホール素子１５が高価である上
に次のような問題も生じた。即ち従来溶接機で
は、パルス発生回路１２中の鋸歯状波発振器はコ
ンデンサ（図示せず）の充放電電圧による非線形
な鋸歯状波を出力するものであり、これと前記加
算信号Ｓ３をコンパレートして前記パルス幅制御
していたため、加算信号Ｓ３の変化量と出力電圧
Ｅの変化量に直線性がなく、この系が完全なリア
クタとして動作しなかつた。このため出力電圧Ｅ
をフイードバツクしなければ出力電圧Ｅの平均値
が一定にならなくなつた。そして、出力電圧Ｅの
フイードバツクにおいても、上述と同様にノイズ
の問題に対処するため、高価なホール素子１６を
用いており、さらにホール素子１６から出力され
る電流が小さいので増幅器１９を用いなければな
らず（ホール素子１５の場合も同様）、全体とし
て構成が複雑かつ高価なものとなつた。なお、第
２図中１７は抵抗、２０は加算器である。

以上のように従来溶接機は、アークの安定化に
際し、ノイズの影響を受けないことと、構成の簡
易化、コストの低減化とが両立し得ず、この点に
ついての改善が要望されていた。

〔発明の目的〕

本発明は上記のような要望に鑑みてなされたも
ので、簡単かつ安価な構成でノイズの影響を受け
ないインバータ制御が可能となり、安定なアーク
の得られる直流アーク溶接機を提供することを目
的とする。

〔発明の概要〕

本発明はインバータ制御方式の直流アーク溶接
機において、直流リアクタ（の本体巻線）に２次
巻線を付加し、かつパルス発生回路中の、非線形
な鋸歯状波を出力する非線形鋸歯状波発振器を、
線形な３角波を出力する線形３角波発振器に変
え、上記２次巻線からの出力信号を出力設定信号
に加算し、それを上記線形３角波発振器からの線
形な３角波とコンパレートしてインバータ回路を
制御するパルスのパルス幅を制御するようにして
上述目的を達成しようとするものである。

〔発明の実施例〕

以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。第１図は本発明による直流アーク溶接機の一
実施例を示す回路図で、図中１〜６，８〜１１，
１３及び１４は各々第２図と同様である。７も第
２図と同様に直流リアクタを示すが、本発明では
図示するように、その本体巻線７ａと電磁結合す
る２次巻線７ｂを備えてなる。１２も第２図と同
様にパルス発生回路を示すが、本発明では、この
回路１２中のコンパレート用の発振器として線形
な（直線性のよい）３角波を出力する線形３角波
発振器が用いられており、加算信号Ｓ３がその線
形３角波発振器からの線形な３角波とコンパレー
トされるように構成されている。

ここで、線形な３角波としては、線形であれ
ば、鋸歯状波、正３角波、２等辺３角波など、い
ずれの３角波であつてもよい。

次に上述本発明溶接機の動作について述べる
が、基本的な溶接動作については第２図と同様で
あるので省略し、ここではインバータ回路４の制
御による出力制御動作について述べる。即ち溶接
動作中において、出力電流Ｉが変化すると直流リ
アクタ７の２次巻線７ｂからは、そこからの信号
の電圧の積分値の平均が零であるところから、前
記出力電流Ｉの変化に応じて変化する電流の微分
信号Ｓ１として得られる。この微分信号Ｓ１は、
上記２次巻線７ｂの設定によつて増幅せずとも比
較的大きくなし得、加算器１４において、出力設
定器１３からの出力設定信号Ｓ２に、出力電流Ｉ
が増加（例えばアーク負荷の短絡により急増）し
たときは信号Ｓ３が低下（急減）し、出力電流Ｉ
が減少（アーク負荷が短絡から開放されて急減）
したときは信号Ｓ３が上昇（急増）するように加
算する。この加算信号Ｓ３は、パルス発生回路１
２に入力され、３角波発振器からの線形な３角波
とコンパレートされることにより、加算信号Ｓ３
が高いときには広い、低いときには狭いパルス幅
のパルスをパルス発生回路１２から出力させる。
このパルス幅制御されたパルスはドライブ回路１
１を介してインバータ回路４に入力され、このイ
ンバータ回路４を出力電流Ｉの増減に対して出力
電圧Ｅが逆に変化するように制御し、溶接アーク
を安定化する。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明は、直流リアクタに２
次巻線を付加し、これにより出力設定信号に加算
するための微分信号を得るようにしたので、増幅
器を用いることなく比較的大きな微分信号が得ら
れ、又、高価なホール素子を用いることなく溶接
機出力側と絶縁した微分信号が得られることにな
り、ノイズの影響を受けないインバータ制御が簡
単かつ安価な構成で達成できるという効果があ
る。しかも本発明は、パルス発生回路中のコンパ
レート用の発振器を、非線形鋸歯状波発振器から
線形３角波発振器に変え、線形な３角波と加算信
号をコンパレートするようにしたので、加算信号
の変化量と出力電圧の変化量に直線性が得られ、
従つて出力電圧の平均値は出力設定器による出力
設定信号の大きさと比例することになり、出力電
圧をフイードバツクしなくとも安定な溶接アーク
が得られることになるもので、上述効果と相俟つ
て、構成の簡易化、コストの低減化が計れる。さ
らに本発明によれば、小さな直流リアクタを用い
ても、上述インバータ制御系によつて大きな直流
リアクタを用いた場合と同様の効果が得られるの
で、直流リアクタ（２次巻線を除いた部分）の小
形、軽量化及びコストの低減化が計れるという効
果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明溶接機の一実施例を示す回路
図、第２図は従来溶接機の回路図である。 ４……インバータ回路、５……溶接トランス、
６……整流器、７……直流リアクタ、７ａ……本
体巻線、７ｂ……２次巻線、８……溶接ワイヤ
（消耗性電極）、９……被溶接物、１２……パルス
発生回路、１３……出力設定器、１４……加算
器、Ｉ……出力電流、Ｅ……出力電圧、Ｓ１……
微分信号、Ｓ２……出力設定信号、Ｓ３……加算
信号。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ インバータ回路からの交流電圧が１次側に印
   加される溶接トランスと、 この溶接トランスの２次側出力電圧を整流する
   整流器と、 本体巻線が前記整流器と溶接負荷との間に直列
   に接続されると共に、この本体巻線と電磁結合す
   る２次巻線をもつ直流リアクタと、 出力電圧の目標値を設定する出力設定器と、 この出力設定器からの出力設定信号と負帰還さ
   せる前記直流リアクタの２次巻線の出力電圧信号
   とを加算する加算器と、 この加算器からの加算信号を線形３角波発振器
   からの線形な３角波とコンパレートしてパルス幅
   制御されたパルスを出力するパルス発生回路と、 このパルス発生回路の出力パルスによつて前記
   インバータ回路を駆動し、その出力を制御するド
   ライブ回路とを、 具備することを特徴とする直流アーク溶接機。