JPH0614447Y2 - 溶接用高周波変圧器 - Google Patents

溶接用高周波変圧器

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JPH0614447Y2
JPH0614447Y2 JP1990098997U JP9899790U JPH0614447Y2 JP H0614447 Y2 JPH0614447 Y2 JP H0614447Y2 JP 1990098997 U JP1990098997 U JP 1990098997U JP 9899790 U JP9899790 U JP 9899790U JP H0614447 Y2 JPH0614447 Y2 JP H0614447Y2
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same
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primary
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孝之 鹿島
善文 山中
剛史 上田
清五郎 山本
亨 川口
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日立精工株式会社
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Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の利用分野〕 本考案はアーク溶接用電源に使用される高周波変圧器に
関する。
〔考案の背景〕
アーク溶接用電源の小形軽量化を目的として、商用交流
電源からの入力を電源周波数よりも高い周波数に変換し
て変圧器一次側に印加し、該変圧器の二次出力を整流し
て負荷に供給する方式がある。
第5図はその一例を示す図で、商用交流電圧を直流に交
換する整流部1と、整流部1の直流出力を高周波交流に
変換するインバータ2と、変換された高周波交流を降圧
する変圧器3と、変圧器3の二次出力を再度直流に変換
する整流部4と、この直流出力を平滑して負荷6に供給
する直流リアクタ5と、出力のフィードバック制御を行
なうインバータ駆動回路7から構成されており、変圧器
3を高周波変圧器としたことにより、鉄心断面積および
コイル巻数が小さくてすみ、変圧器、ひいては溶接用電
源全体を小形軽量化できる。
変圧器3の結線は二次側整流方式によって異なり、第6
図(a)に示すセンタタップ方式では、変圧器二次側は
2巻線S、Sとなるが、整流部4のダイオードは2
個でよく、第6図(b)に示すブリッジ整流方式では、
変圧器二次側は1巻線Sでよいが、整流部4のダイオー
ドは4個必要となる。変圧器3の結線としては、一般的
にはダイオードの数が少ない(a)の方式が用いられて
いる。
このような溶接用高周波変圧器で重要な点は漏洩リアク
タンスの小さいことで、一次コイルと二次コイルの結合
が悪いと、漏洩リアクタンスによる電圧降下で出力が低
下し、同じ出力を得るのに無効電力が増してエネルギー
利用効率が低下する。
このため、一般的に第7図に示すような巻線構造が採用
されている。第7図は巻線の断面を示した図で、8はE
形のフェライトコア2個からなる鉄心であり、その中央
脚に一次コイルP、Pと二次コイルS11、S12、S
21、S22が4層の円筒状に巻かれている。各コイルは平
角導体をフラットワイズ巻して構成され、結線は第8図
に示す通りである。
本例は一次コイルを16T、二次コイルを各4Tとした
もので、2分割された一次コイルP、Pの間に二次
コイルS11、S12、S21、S22を配置し、S11とS12
21とS22をそれぞれ並列接続してセンタタップを引き
出している。
この構成によると、一次、二次両コイルの結合度は良
く、漏洩リアクタンスを小さくできるが、次に述べるよ
うな問題点がある。
その一つは製作上の問題で、一次コイルPを巻いた上
に二次コイルS11、S12、S21、S22を巻き、さらにそ
の上に一次コイルPを巻くため、巻線作業が複雑でや
りにくく、また、一次コイルP、P間の接続や二次
コイルS11、S12、S21、S22間の接続はすべて巻線の
上部と下部で行なわなければならず、特に二次コイルに
ついては、コイル巻数が少ないうえに口出線を層間より
引き出すため、口出線が出しにくく、接続作業に手間が
かかり、製作費は高くなる。
他の一つはコイルの冷却上の問題で、一次、二次間の絶
縁を保つため、絶縁紙(図示省略)を何層も巻き込まな
ければならないので、コイル内部からの熱放散が悪く、
温度上昇を抑えるためには導体を太くする必要があり、
小形軽量化の障害になる。
〔考案の目的〕
本考案の目的は、上記した従来技術の問題点を解決し、
より小形軽量で、製作費の安い溶接用高周波変圧器を提
供することにある。
〔考案の概要〕
本考案は、一次コイル、二次コイルとも平角導体をエッ
ジワイズ巻し、一次コイルと二次コイルのターン同士を
入組ませて同列に配置したものであって、その構成は実
用新案登録請求の範囲に記載されているように、所定の
巻き半径、所定の巻き方向、所定のリードを有するスパ
イラルに平角導体をエッジワイズ巻した一次コイルP
と、前記一次コイルPと同一巻き半径、同一の巻き方
向、同一リードを有するスパイラルに平角導体をエッジ
ワイズ巻した二次コイルSとからなり、前記一次コイル
Pと二次コイルSの少なくとも何れか一方を、共通の中
心軸線の方向から回転させつつ挿入して一層のコイル状
に結合したことを特徴とするものである。
本考案は第6図(a)、(b)のいずれの結線にも適用
でき、二次コイルの全ターン数は並列接続するコイル数
により一次コイルのターン数に合せて設定することがで
きる。
〔考案の実施例〕
以下、本考案の一実施例を第1図〜第3図により説明す
る。なお、実用新案登録請求の範囲に示す二次コイルの
一方側コイルSと他方側コイルSは、以下の実施例
に記載する二次コイルS11、S12、S13、S14及び
21、S22、S23、S24を統合した符号である。
第1図に示すように、E形フェライトコア2個からなる
鉄心8の中央脚にボビン9を介して一次コイルPと二次
コイルS11、S12、S13、S14、S21、S22、S23、S
24を配置し、溶接用高周波変圧器3を構成する。本例は
一次コイルPを16T、二次コイルS11、S12、S13
14、S21、S22、S23、S24を各4Tとしたもので、
平角絶縁導体をエッジワイズ巻してなる一次コイルの各
ターンと、同じく平角絶縁導体をエッジワイズ巻してな
る二次コイルの各ターンとを、P、S11、S21、P、S
11、S21……P、S14、S24、P、S14、S24というよ
うに交互に入組ませて同列に配置してある。結線は第2
図に示す通りで、二次コイルS11、S12、S13、S14
一つの並列回路を形成し、二次コイルS21、S22
23、S24で他の一つの並列回路を形成するように接続
してセンタタップを有する三端子構造としている。
一次コイルと二次コイルの間は、それぞれの平角導体に
巻き付けた絶縁紙(図示省略)によって絶縁する。この
場合、一次、二次の巻数比を4:1としているので、一
次電流と二次電流の比はほぼ1:4であるが、二次コイ
ルは4個並列接続してあるので、二次コイル1個に流れ
る電流は二次電流全体の1/4となり、一次コイルに流
れる電流とほぼ等しい。したがって、一次コイルと二次
コイルに同一サイズの導体を用いることができる。
巻線方法としては、例えば第3図に示すように、同一サ
イズの平角絶縁導体をエッジワイズ巻して、一次コイル
Pと、4個ずつ連続して巻かれた二次コイルS11
12、S13、S14およびS21、S22、S23、S24を作
る。そして、これら一次コイルと二次コイルを、第1図
に示すようにターン同士を入組ませて同列に組合わせた
後、第3図の破線を境に二次コイルを1個ずつ切り離し
て口出線を出し、コイル側部の空きスペースで第2図に
示すように並列接続すればよい。
このように構成された本考案による溶接用高周波変圧器
は、第7図の従来例と同様に一次、二次両コイルの結合
度が良く、漏洩リアクタンスを小さくすることができ、
しかも、従来例のように層間絶縁紙によりコイル内部の
通風が妨げられず、コイルの隣接ターン間の空隙を利用
して通風冷却がしやすい構造となっている。
実用新案登録請求の範囲に記載のように、本考案は、基
本的には、一次コイル、二次コイルとも同一の同一巻き
半径、同一の巻き方向、同一のリードを有するスパイラ
ルに巻かれものであることが組付け上で最も好ましく、
第1図〜第3図は本考案の最適実施例を示したものであ
るが、上記実施例に限定されることなく、例えば、両端
部のみリードを変えることは可能である。例えば、上記
実施例は一次、二次の巻数比を4:1とした例である
が、それ以外の巻数比でも同様に構成でき、もし、一次
コイルと二次コイルの各ターンを完全に交互配置でき
ず、一次コイルのターンが余る場合は、余った部分を第
4図(a)に示すように両端部に配置するとか、第4図
(b)に示すように中央部に配置するとかすればよい。
上記実施例のように一次コイルと二次コイルに同一サイ
ズの導体を用いることは巻線作業を標準化できるという
点では好ましいことであるが、構成上の必須用件ではな
く、一次コイルと二次コイルに異なるサイズの導体を用
いても性能的には変わりがない。
また、上記実施例では一次、二次両コイルをEEコアの
中央脚に巻く構成としたが、EIコアの中央脚に巻いて
もよいし、EEコアやEIコアの両側脚あるいはUUコ
アの1脚に巻いてもよい。
〔考案の効果〕
本考案によれば次に述べるような効果が得られる。
(1)一次コイル、二次コイルともエッジワイズ巻と
し、一次、二次のターン同士を入組ませて配置したこと
により、一次コイルと二次コイルの結合が極めて良く、
溶接用高周波変圧器の出力特性を向上させることができ
る。
(2)一次コイルと二次コイルの結合が良いうえに、従
来の円筒状コイルより冷却効果が上がるため、導体断面
積を小さくして変圧器をより小形軽量化できる。例え
ば、周波数20kHzで200A、28Vの出力を得るの
に、従来の円筒状コイルを用いた場合には変圧器重量が
5.0kgであったのが、3.7kgとさらに軽量となる。
なお、商用周波数による場合は、同一出力で変圧器重量
が40〜50kgである。
(3)一次コイル、二次コイルが別に巻けること、口出
線を横方向に引き出せることで、従来の円筒状コイルに
比べ巻線作業および口出線接続作用が容易で、工数が低
減し、材料費の低減と相まって製作費が安くなる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案による溶接用高周波変圧器の巻線構造の
一例を示す断面図、第2図はその結線図、第3図はその
巻線工程説明図、第4図(a)、(b)は本考案による
巻線構造の他の例を示す部分断面図、第5図は高周波変
圧器を用いた溶接機の一例を示すブロック図、第6図
(a)、(b)は溶接用高周波変圧器の結線例を示す
図、第7図は従来の溶接用高周波変圧器の巻線構造を示
す断面図、第8図はその結線図である。 P……一次コイル S11、S12、S13、S14、S21、S22、S23、S24……
二次コイル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 川口 亨 神奈川県海老名市上今泉2100番地 日立精 工株式会社内 審判の合議体 審判長 島野 栄二 審判官 岩野 進 審判官 山本 穂積 (56)参考文献 特開 昭48−97748(JP,A) 特開 昭54−45733(JP,A) 特公 平2−5083(JP,B1) 特公 昭52−550(JP,B2) 実公 昭51−43218(JP,Y2)

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】所定の巻き半径、所定の巻き方向、所定の
    リードを有するスパイラル状のエッジワイズに平角導体
    を巻回して成る一次コイルPと、上記一次コイルPと同
    一の巻き半径、同一の巻き方向、同一のリードを有する
    スパイラル状のエッジワイズに平角導体を巻回し且つセ
    ンタータップにより区分された二次コイルの一方側コイ
    ルS1と、上記一次コイルPと同一の巻き半径、同一の
    巻き方向、同一のリードを有するスパイラル状のエッジ
    ワイズに平角導体を巻回し且つセンタータップにより区
    分された二次コイルの他方側コイルS2と、同一の巻き
    半径、同一の巻き方向、同一のリードを有するスパイラ
    ル状のエッジワイズに巻回された上記一次コイルP、二
    次コイルS1及び二次コイルS2のそれぞれのターンを
    形成する平角導体同志が同一の軸の周囲に且つ上記軸に
    沿って交互に入り組んで同一の層を形成することを特徴
    とする溶接用高周波変圧器。
JP1990098997U 1990-09-25 1990-09-25 溶接用高周波変圧器 Expired - Lifetime JPH0614447Y2 (ja)

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