JPH05318128A - 溶接または切断用インバータ電源 - Google Patents
溶接または切断用インバータ電源Info
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- JPH05318128A JPH05318128A JP12358292A JP12358292A JPH05318128A JP H05318128 A JPH05318128 A JP H05318128A JP 12358292 A JP12358292 A JP 12358292A JP 12358292 A JP12358292 A JP 12358292A JP H05318128 A JPH05318128 A JP H05318128A
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Abstract
できる溶接または切断用のインバ−タ電源を提供するこ
と。 【構成】商用周波数の交流入力を一次側整流器とインバ
−タにより高周波交流に変換したのち変圧器と二次側整
流器を介して主回路に電流を供給し、上記変圧器の三次
巻線または二次巻線の出力を整流して主回路の重畳電流
回路またはパイロット電流回路の電源とするようにした
溶接または切断用インバ−タ電源において、上記変圧器
の三次巻線または二次巻線にコンデンサを直列に接続
し、その出力を整流して重畳電流またはパイロット電流
とする。
Description
ンバ−タ電源に関するものである。
商用周波数の交流入力を一次側整流器とインバ−タによ
り高周波交流に変換し、変圧器と二次側整流器を介して
主回路に電流を供給するとともに主回路に重畳するパイ
ロット電流回路の電源として上記変圧器の二次巻線の出
力を整流し、整流した電流の制限手段を従来の抵抗器に
代えて交流リアクタとしたプラズマア−ク用電源が開示
されている。
ば、電源の小形軽量化および省エネルギ−化を図ること
ができた。しかしながら、交流リアクタを採用しても電
源の小形軽量化には限度があった。また、交流リアクタ
を採用した場合、主回路の出力を変化させると重畳電流
の値もそれに伴って変化し、一定に保つことができなか
った。本発明の目的は、上記した課題を解決し、溶接ま
たは切断用インバ−タ電源をさらに小形軽量化および省
エネルギ−化を図るとともに、主回路の出力を変化させ
ても重畳電流の値を略一定に保つことができる溶接また
は切断用のインバ−タ電源を提供することにある。
波数の交流入力を一次側整流器とインバ−タにより高周
波交流に変換し、変圧器と二次側整流器を介して主回路
に電流を供給するとともに主回路に電流を重畳する重畳
電流回路またはパイロット電流回路の電源として上記変
圧器の三次巻線または二次巻線を用いるようにした溶接
または切断用インバ−タ電源において、上記変圧器の三
次巻線または二次巻線にコンデンサを直列に接続し、そ
の出力を整流して重畳電流またはパイロット電流とする
ことにより解決される。そして、変圧器の三次巻線また
は二次巻線の出力を整流した重畳電流回路の出力電圧を
重畳電流回路電源の電圧の略2倍とすることにより効果
的に解決される。
フを繰り返す。すなわち、変圧器の出力は8ないし20
kHzの交流周波数で、商用周波数の130ないし40
0倍であるから、重畳電流回路またはパイロット電流回
路の電流制限手段として容量の小さいコンデンサを用い
ることができる。そして、電流制限手段としてコンデン
サを用いると、大きさ、重量とも交流リアクタの1/3
程度とすることができる。また、発熱も交流リアクタを
採用した場合と同様に抵抗器の場合の約1/200程度
となる。
ロット電流回路に適用する場合を第1ないし第3の実施
例により、また、本発明をマグ溶接電源に適用する場合
を第4の実施例により図面を用いて説明する。図1は本
発明の第1の実施例を示す接続図で、プラズマア−ク用
電源のパイロット電流回路に適用する場合を示す。同図
において、1は一次側整流器で、商用周波数の交流入力
を整流する。2は一次側整流器1に接続されたインバ−
タで、直流を20kHzの交流に変換する。3は平滑コ
ンデンサ。4は変圧器。5は変圧器4の二次巻線。6は
整流器で、二次巻線5の交流出力を直流に変換して出力
側主回路に供給する。7は主回路スイッチング素子。8
は電流検出器。9はワ−ク。10は電極。11はア−ク
スタ−ト時に高周波を重畳するカップリングコイル1
1。12は直流リアクタ。また、15は出力設定器。1
6は比較器。17はPWM制御部である。そして、出力
側主回路は、二次巻線5の両端から整流器6、主回路ス
イッチング素子7、電流検出器8、ワ−ク9、電極1
0、ア−クスタ−ト時に高周波を重畳するカップリング
コイル11、直流リアクタ12を経て変圧器4に至る構
成となっている。また、予め出力設定器15で設定した
値の電流が出力側主回路に流れようにするため、比較器
16で電流検出器8からの信号と出力設定器15の値に
設定された値とを比較し、その結果をPWM制御部17
に入力してインバ−タ2を動作させている。30は三次
巻線。なお、三次巻線30の両端に発生する電圧V
plは、二次巻線5の両端と中点との間に発生する電圧よ
りも高くなるようにしてある。31は限流用のコンデン
サで、パイロット電流Iplの値が10〜30Aとなるよ
うに容量が選定されている。32は全波整流用ダイオ−
ド。33は後述するリレ−37の接点。34は高周波バ
イパス用のコンデンサ。35はノズル。36はリレ−3
7の駆動回路である。そして、パイロット電流回路は、
三次巻線30の一端からコンデンサ31、全波整流用ダ
イオ−ド32、接点33、ノズル35、カップリングコ
イル11、直流リアクタ12を経て三次巻線30の他端
に至る構成となっている。以下、動作について説明す
る。
主回路スイッチング素子7はオフ、リレ−37はオンで
ある。図示しない起動ボタンにより溶接開始信号が入力
されると、 (1)パイロットア−クを発生させる。すなわち、イン
バ−タ2が出力を出すと同時に、図示しないスタ−ト用
の高周波発生回路が動作し、カップリングコイル11に
高周波を発生させる。そして、この高周波がコンデンサ
4を通りノズル35に伝えられる結果、電極10とノズ
ル35との間に高周波が印加され、電極10とノズル3
5との間にパイロットア−クが発生し、パイロット電流
回路が接続されてパイロット電流Iplが流れる。そし
て、パイロットア−クの発生が確認されると、図示しな
いスタ−ト用の高周波発生回路がオフとなり、溶接準備
完了となる。 (2)溶接開始信号が入力されると、主回路スイッチン
グ素子7がオンし、ワ−ク9と電極10との間にメイン
ア−クが発生し、プラズマ溶接が開始される。なお、メ
インア−クの発生が確認されると、リレ−37はオフさ
れて接点33がオフとなり、パイロット電流回路はオフ
される。 なお、この実施例では、プラズマ溶接中はパイロット電
流回路をオフするようにしたが、パイロット電流回路を
オンのままとしてもよい。
で、上記第1の実施例と同様プラズマア−ク用電源のパ
イロット電流回路に適用する場合を示す。なお、図1と
同じものは同一の符号を付してある。この第2の実施例
は、三次巻線38に中点を設け、コンデンサ31を2個
用いることにより、全波整流用ダイオ−ド32の出力側
の端子電圧VDが三次巻線38の両端の電圧VTの略2倍
となるように回路を構成したものである。そして、この
実施例においては、プラズマ溶接中にもパイロット電流
回路をオンのままとする場合、上記第1の実施例あるい
は従来の技術と比較してパイロット電流の変化を小さく
することができる。すなわち、図5に示すように、主回
路の出力すなわちインバ−タ2の出力を変化させたと
き、上記第1の実施例あるいは従来の技術と比較して端
子電圧VDの変化が小さいから、パイロット電流の変化
は小さくなる。なお、負荷が大きいとすると負荷電圧は
無負荷電圧に近似できること、および、説明を容易にす
る目的で、同図における端子電圧VDおよび端子電圧VD
の平均値VDavは無負荷時のものとして記載してあり、
摸式的なものである。同図において、Vはインバ−タ2
が出力する電圧、Dはインバ−タ2がオンとなる時間、
Tはインバ−タ2のオン・オフ周期で、1周期における
オン時間とオフ時間の和は一定である。なお、この実施
例では全波整流用ダイオ−ド32を使用したが、1個ず
つのダイオ−ドを組み合わせて使用してもよい。また、
1個ずつのダイオ−ドを組み合わせて使用する場合、図
2において2点鎖線で囲んだ部分のダイオ−ド32c,
32dおよびコンデンサ31bを省略して回路を構成し
ても良いが、その場合は直流リアクタ12のリアクタン
スを大きくする必要がある。なお、その他の動作につい
ては上記第1の実施例と実質的に同一であるため省略す
る。
で、上記第1ないし第2の実施例と同様プラズマア−ク
用電源のパイロット電流回路に適用する場合を示す。こ
の第3の実施例は、パイロット電流回路の電圧を主回路
の電圧の2倍としたもので、上記第2の実施例における
三次巻線38を省略するようにしたものである。なお、
動作については上記第2の実施例と実質的に同一である
ため省略する。
ヤを用いる定電圧方式のマグ溶接電源に適用する場合
を、第4の実施例として説明する。ところで、マグ溶接
電源では、ア−クスタ−トの際ワイヤとワ−クとを短絡
させるが、このときワイヤの先端がたとえば過度に吹き
飛ぶと、ア−ク切れを生じ、ア−クが不安定になるとい
う問題があった。なお、この第4の実施例は、上記第3
の実施例をマグ溶接電源の電流重畳回路に適用した場合
を示すものであり、図1と同じものは同一の符号を付し
てある。同図において、40は電流重畳回路の直流リア
クタ。41は出力側主回路の直流リアクタ。42はワイ
ヤ。43は1対のワイヤの送給ロ−ラ。44は通電チッ
プ。45はア−ク負荷である。なお、直流リアクタ40
は小電流用でリアクタンスを大きく、また直流リアクタ
41は大電流用でリアクタンスを小さく設定してある。
端から整流器6、直流リアクタ41、通電チップ44、
ワイヤ42、ア−ク負荷45、ワ−ク9を経て変圧器4
に至る構成となっている。また、電流重畳回路は二次巻
線5の端部からコンデンサ31,全波整流用ダイオ−ド
32、直流リアクタ40、直流リアクタ41、通電チッ
プ44、ワイヤ42、ア−ク負荷45、ワ−ク9を経て
二次巻線5の中点に至る構成となっている。なお、電流
重畳回路に流れる電流Icの値は通常の溶接電流よりは
小さいがア−クを十分に維持できる大きさになるように
コンデンサ31の容量を選定してある。以下、動作につ
いて説明する。
端が過度に吹き飛び、ア−ク電圧が高くなると、溶接電
流が不足する。しかし、本実施例の場合、電流重畳回路
から電流が供給される結果、ア−クは切れない。なお、
第4の実施例では、定電圧方式のマグ溶接電源を例にと
り説明したが、パルスマグ溶接電源に適用し、重畳回路
から供給する電流の値をベ−ス電流Ibよりも僅かに小
さくなるように設定すれば、溶接中のたとえばワイヤの
送給抵抗の変化によりア−ク長が長くなって、ベ−ス電
流Ibではア−ク切れを生じたるばあいでも、ア−ク切
れを発生させないようにすることができる。
たとえば、溶接または切断用インバ−タ電源であるプラ
ズマア−ク用電源のパイロット電流回路に適用すると、
従来の交流リアクタを用いる場合とほぼ同一の省エネル
ギ−化を図ることができ、さらに、交流リアクタよりも
軽量化を図ることができる。また、ワイヤを用いる定電
圧方式のマグ溶接電源に適用する場合、ア−クスタ−ト
時のア−ク切れを防止することができ、また、パルスマ
グ溶接電源にする場合、溶接中ア−ク切れを防止するこ
とができるから作業能率を向上させることができるとい
う効果がある。さらに変圧器の三次巻線または二次巻線
の出力をコンデンサ31を2個用いて、全波整流用ダイ
オ−ド32の出力側の端子電圧VDが三次巻線38の両
端の電圧VTの略2倍となるように回路を構成すれば、
パイロット電流あるいは重畳電流の変化をほぼ一定にす
ることができるという効果がある。
図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 商用周波数の交流入力を一次側整流器と
インバ−タにより高周波交流に変換したのち変圧器と二
次側整流器を介して主回路に電流を供給し、上記変圧器
の三次巻線または二次巻線の出力を整流して主回路の重
畳電流回路またはパイロット電流回路の電源とするよう
にした溶接または切断用インバ−タ電源において、上記
変圧器の三次巻線または二次巻線にコンデンサを直列に
接続し、その出力を整流して重畳電流またはパイロット
電流とすることを特徴とする溶接または切断用インバ−
タ電源。 - 【請求項2】 インバ−タをPWM制御し、変圧器の三
次巻線または二次巻線の出力を整流した重畳電流回路の
出力電圧が重畳電流回路電源の電圧の略2倍であること
を特徴とする請求項1に記載の溶接または切断用インバ
−タ電源。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12358292A JP3165230B2 (ja) | 1992-05-15 | 1992-05-15 | 溶接または切断用インバータ電源 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP12358292A JP3165230B2 (ja) | 1992-05-15 | 1992-05-15 | 溶接または切断用インバータ電源 |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH05318128A true JPH05318128A (ja) | 1993-12-03 |
JP3165230B2 JP3165230B2 (ja) | 2001-05-14 |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7288741B2 (en) | 2003-02-20 | 2007-10-30 | Hitachi Via Mechanics, LT | Arc welder |
KR200483522Y1 (ko) * | 2016-04-07 | 2017-05-24 | 박광호 | 용접기용 구동전원 공급회로 |
CN109570698A (zh) * | 2019-01-02 | 2019-04-05 | 南通富力机电设备有限责任公司 | 一种逆变多功能焊机输出电路及其控制方法 |
-
1992
- 1992-05-15 JP JP12358292A patent/JP3165230B2/ja not_active Expired - Fee Related
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KR200483522Y1 (ko) * | 2016-04-07 | 2017-05-24 | 박광호 | 용접기용 구동전원 공급회로 |
CN109570698A (zh) * | 2019-01-02 | 2019-04-05 | 南通富力机电设备有限责任公司 | 一种逆变多功能焊机输出电路及其控制方法 |
CN109570698B (zh) * | 2019-01-02 | 2024-02-06 | 南通富力机电设备有限责任公司 | 一种逆变多功能焊机输出电路及其控制方法 |
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