JPH0622756B2 - 直流ア−ク溶接機 - Google Patents
直流ア−ク溶接機Info
- Publication number
- JPH0622756B2 JPH0622756B2 JP25804884A JP25804884A JPH0622756B2 JP H0622756 B2 JPH0622756 B2 JP H0622756B2 JP 25804884 A JP25804884 A JP 25804884A JP 25804884 A JP25804884 A JP 25804884A JP H0622756 B2 JPH0622756 B2 JP H0622756B2
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- Japan
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- output current
- output
- frequency
- switching
- switching element
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- Arc Welding Control (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は消耗性電極を定速度送給して溶接するための定
電圧特性を有するスイッチング素子を用いたインバータ
式および直列チョッパ方式の直流アーク溶接機に関する
ものである。
電圧特性を有するスイッチング素子を用いたインバータ
式および直列チョッパ方式の直流アーク溶接機に関する
ものである。
従来例の構成とその問題点 この種の直流アーク溶接機は第２図に示すような定電圧
特性になっているため、第１図に示す給電チップ５と母
材８が短絡した場合、１０００Ａを越える大電流が出力
回路に流れ、溶接用変圧器２や、出力整流ダイオード
３、直流リアクトル４スイッチングユニット１内部のス
イッチング素子を劣化あるいは破壊させることがある。
ゆえに従来のスイッチング素子を用いたインバータ式の
直流アーク溶接機においては、第１図に示すように出力
電流ＩＷを検出するシャント９を設け、出力電流制限回
路１０によって、第２図に示すような出力電流制限値Ｉ
MAXをＩWが越えないように制御信号ＲＳを出力制御回路
１１を介してスイッチング素子のドライブ回路１２に伝
達する。そして第２図の破線に示す出力電流制限を行
い、いかなる出力短絡の条件においても出力電流がＩ
MAXを越えないように制御を行なっている。６はワイ
ヤ、７はトーチノズルである。
特性になっているため、第１図に示す給電チップ５と母
材８が短絡した場合、１０００Ａを越える大電流が出力
回路に流れ、溶接用変圧器２や、出力整流ダイオード
３、直流リアクトル４スイッチングユニット１内部のス
イッチング素子を劣化あるいは破壊させることがある。
ゆえに従来のスイッチング素子を用いたインバータ式の
直流アーク溶接機においては、第１図に示すように出力
電流ＩＷを検出するシャント９を設け、出力電流制限回
路１０によって、第２図に示すような出力電流制限値Ｉ
MAXをＩWが越えないように制御信号ＲＳを出力制御回路
１１を介してスイッチング素子のドライブ回路１２に伝
達する。そして第２図の破線に示す出力電流制限を行
い、いかなる出力短絡の条件においても出力電流がＩ
MAXを越えないように制御を行なっている。６はワイ
ヤ、７はトーチノズルである。
しかし第２図の定格負荷線上にある直流アーク溶接機の
定格負荷ポイントＡと出力電流制限ポイントＢの負荷の
大きさを比較すると、はるかに出力電流制限ポイントＢ
の負荷の方が大きい。ゆえにスイッチング素子は出力電
流制限ポイントＢにおいて電気定格を十分満足する必要
がある。しかし出力電流制限ポイントＢにおいてはスイ
ッチング素子のスイッチングロスが非常に大きくなるた
め、定格負荷を満足するスイッチング素子に比べ、１．
５〜２倍の電気定格を有するスイッチング素子を使用す
る必要があった。このように従来のスイッチング素子を
用いた直流アーク溶接機は出力短絡保護のために必要以
上に大きなスイッチング素子を用いなければならないと
いう欠点があった。
定格負荷ポイントＡと出力電流制限ポイントＢの負荷の
大きさを比較すると、はるかに出力電流制限ポイントＢ
の負荷の方が大きい。ゆえにスイッチング素子は出力電
流制限ポイントＢにおいて電気定格を十分満足する必要
がある。しかし出力電流制限ポイントＢにおいてはスイ
ッチング素子のスイッチングロスが非常に大きくなるた
め、定格負荷を満足するスイッチング素子に比べ、１．
５〜２倍の電気定格を有するスイッチング素子を使用す
る必要があった。このように従来のスイッチング素子を
用いた直流アーク溶接機は出力短絡保護のために必要以
上に大きなスイッチング素子を用いなければならないと
いう欠点があった。
発明の目的 本発明は従来の出力電流制限方式の出力短絡保護回路を
備えたスイッチング素子を用いた直流アーク溶接機の欠
点を除去する目的でなされたもので、必要以上に大きな
スイッチング素子を使用することなく、出力短絡時のス
イッチング素子の保護を確実に行うことのできる直流ア
ーク溶接機を提供することである。
備えたスイッチング素子を用いた直流アーク溶接機の欠
点を除去する目的でなされたもので、必要以上に大きな
スイッチング素子を使用することなく、出力短絡時のス
イッチング素子の保護を確実に行うことのできる直流ア
ーク溶接機を提供することである。
発明の構成 本発明では上記の目的を達成するために、スイッチング
素子を用いたインバータ式または直列チョッパ方式の定
電圧特性を有し、出力電流が所定の出力電流制限値に達
した場合に、前記スイッチング素子のスイッチング周波
数またはチョッパ周波数を前記出力電流が前記所定の出
力電流制限値に達する前の周波数より低くする周波数切
換回路を設け、スイッチング素子の発熱を極力抑えるも
のである。すなわち、スイッチング素子のスイッチング
ロスの低減により小容量のスイッチング素子でも出力短
絡時の信頼性を確保することのできる直流アーク溶接機
が得られる。
素子を用いたインバータ式または直列チョッパ方式の定
電圧特性を有し、出力電流が所定の出力電流制限値に達
した場合に、前記スイッチング素子のスイッチング周波
数またはチョッパ周波数を前記出力電流が前記所定の出
力電流制限値に達する前の周波数より低くする周波数切
換回路を設け、スイッチング素子の発熱を極力抑えるも
のである。すなわち、スイッチング素子のスイッチング
ロスの低減により小容量のスイッチング素子でも出力短
絡時の信頼性を確保することのできる直流アーク溶接機
が得られる。
実施例の説明 本発明の実施例を第３図について詳細に説明する。第３
図に示すように本発明の装置はスイッチングユニット
１、溶接用変圧器２、出力整流ダイオード３、直流リア
クトル４、給電チップ５、ワイヤ６、トーチノズル７、
母材８、シャント９、出力電流制限回路１０、出力制御
回路１１，ドライブ回路１２は第１図の従来例とほぼ同
じ配置で接続されている。１３は出力電流制限回路より
の信号を受けて、出力制御回路１１にスイッチング素子
のスイッチング周波数の切換信号を出力する周波数切換
回路である。
図に示すように本発明の装置はスイッチングユニット
１、溶接用変圧器２、出力整流ダイオード３、直流リア
クトル４、給電チップ５、ワイヤ６、トーチノズル７、
母材８、シャント９、出力電流制限回路１０、出力制御
回路１１，ドライブ回路１２は第１図の従来例とほぼ同
じ配置で接続されている。１３は出力電流制限回路より
の信号を受けて、出力制御回路１１にスイッチング素子
のスイッチング周波数の切換信号を出力する周波数切換
回路である。
本発明の直流アーク溶接機の動作を第４図を参照して説
明すると次の通りである。第４図(a)は直流アーク溶接
機の時間経過に対する出力電流ＩＷと出力電流制限値Ｉ
MAX、同図(b)は出力電流制限信号Ｒ.Ｓ、同図(c)はスイ
ッチング素子のスイッチング周波数を切換える周波数切
換信号Ｆ.Ｓをそれぞれ示す。出力電流制限信号Ｒ.Ｓは
溶接電流ＩＷがｔ１時点の出力短絡によりＩMAX値とな
ると出力され、出力制御回路１１によってドライブ回路
１２を介して出力電流がＩMAXを越えないようにスイッ
チングユニット１の出力を制御する。それと同時に出力
電流制限信号Ｒ.Ｓを周波数切換回路１３に伝えスイッ
チングユニット１のスイッチング周波数を定常時の1/2
〜1/10の低周波数となるように出力制御回路１１に周波
数切換信号Ｆ.Ｓを出力する。つまり出力短絡時には出
力電流が制限されるとともに、スイッチング素子のスイ
ッチングロスが大きく低減される。
明すると次の通りである。第４図(a)は直流アーク溶接
機の時間経過に対する出力電流ＩＷと出力電流制限値Ｉ
MAX、同図(b)は出力電流制限信号Ｒ.Ｓ、同図(c)はスイ
ッチング素子のスイッチング周波数を切換える周波数切
換信号Ｆ.Ｓをそれぞれ示す。出力電流制限信号Ｒ.Ｓは
溶接電流ＩＷがｔ１時点の出力短絡によりＩMAX値とな
ると出力され、出力制御回路１１によってドライブ回路
１２を介して出力電流がＩMAXを越えないようにスイッ
チングユニット１の出力を制御する。それと同時に出力
電流制限信号Ｒ.Ｓを周波数切換回路１３に伝えスイッ
チングユニット１のスイッチング周波数を定常時の1/2
〜1/10の低周波数となるように出力制御回路１１に周波
数切換信号Ｆ.Ｓを出力する。つまり出力短絡時には出
力電流が制限されるとともに、スイッチング素子のスイ
ッチングロスが大きく低減される。
ここで、出力短絡時にさらにスイッチング素子のワット
ロス（定常ロス＋スイッチングロス）を小さくしスイッ
チング素子の定格に十分余裕を持たせるために、第５図
に示すように起動停止スイッチ１５とその起動停止スイ
ッチ１５を切換える出力起動停止回路１４を設ける。そ
して出力短絡発生時には０．１秒〜０．２秒の出力短絡
状態での通電が続くと、第４図(d)に示すような起動停
止ＳＷの停止信号により、出力が０．６秒〜１秒間停止
し、その後、以上の動作を出力短絡状態が解除されるま
で継続し、短絡状態が解除されるともとの出力状態に復
帰させる。そうすると、スイッチング素子の通電のデュ
ーティが低くなるため、スイッチング素子の電気定格は
さらに小さな定格の素子でも信頼性を十分確保できる。
ロス（定常ロス＋スイッチングロス）を小さくしスイッ
チング素子の定格に十分余裕を持たせるために、第５図
に示すように起動停止スイッチ１５とその起動停止スイ
ッチ１５を切換える出力起動停止回路１４を設ける。そ
して出力短絡発生時には０．１秒〜０．２秒の出力短絡
状態での通電が続くと、第４図(d)に示すような起動停
止ＳＷの停止信号により、出力が０．６秒〜１秒間停止
し、その後、以上の動作を出力短絡状態が解除されるま
で継続し、短絡状態が解除されるともとの出力状態に復
帰させる。そうすると、スイッチング素子の通電のデュ
ーティが低くなるため、スイッチング素子の電気定格は
さらに小さな定格の素子でも信頼性を十分確保できる。
発明の効果 以上に述べたように本発明は、出力短絡時のスイッチン
グ損失を従来に比べ大きく低減できるため、使用するス
イッチング素子を従来の1/2〜1/3にすることができる。
またスイッチング素子の小容量化により、周辺のスイッ
チング素子のドライブ回路の小容量化により、ドライブ
回路の小形化やスイッチング素子冷却フィンの小形化が
可能になるとともに、溶接電源の材料の節減や小形化を
はかることができる。
グ損失を従来に比べ大きく低減できるため、使用するス
イッチング素子を従来の1/2〜1/3にすることができる。
またスイッチング素子の小容量化により、周辺のスイッ
チング素子のドライブ回路の小容量化により、ドライブ
回路の小形化やスイッチング素子冷却フィンの小形化が
可能になるとともに、溶接電源の材料の節減や小形化を
はかることができる。
第１図は従来のスイッチング素子を用いたインバータ式
直流アーク溶接機の電気回路図、第２図は定電圧特性を
有する直流アーク溶接機の出力静特性図、第３図は本発
明一実施例によるインバータ式直流アーク溶接機の電気
回路図、第４図は第３図のＩＷ,Ｒ.Ｓ,Ｆ.Ｓの各信号と
第５図の起動停止スイッチの動作の時間経過に対する状
態を示す特性図、第５図は本発明の他の実施例によるイ
ンバータ式直流アーク溶接機の電気回路図である。 １……スイッチングユニット、２……溶接用変圧器、５
……給電チップ、６……ワイヤ、８……母材、９……シ
ャント、１０……出力電流制限回路、１１……出力制御
回路、１２……ドライブ回路、１３……周波数切換回
路、１４……出力起動停止回路、１５……起動停止スイ
ッチ。
直流アーク溶接機の電気回路図、第２図は定電圧特性を
有する直流アーク溶接機の出力静特性図、第３図は本発
明一実施例によるインバータ式直流アーク溶接機の電気
回路図、第４図は第３図のＩＷ,Ｒ.Ｓ,Ｆ.Ｓの各信号と
第５図の起動停止スイッチの動作の時間経過に対する状
態を示す特性図、第５図は本発明の他の実施例によるイ
ンバータ式直流アーク溶接機の電気回路図である。 １……スイッチングユニット、２……溶接用変圧器、５
……給電チップ、６……ワイヤ、８……母材、９……シ
ャント、１０……出力電流制限回路、１１……出力制御
回路、１２……ドライブ回路、１３……周波数切換回
路、１４……出力起動停止回路、１５……起動停止スイ
ッチ。
Claims (2)
- 【請求項１】スイッチング素子を用いたインバータ式ま
たは直列チョッパ方式の定電圧特性を有し、出力電流が
所定の出力電流制限値に達した場合に、前記スイッチン
グ素子のスイッチング周波数またはチョッパ周波数を前
記出力電流が前記所定の出力電流制限値に達する前の周
波数より低くする周波数切換回路を具備した直流アーク
溶接機。 - 【請求項２】スイッチング素子を用いたインバータ式ま
たは直列チョッパ方式の定電圧特性を有し、出力電流が
所定の出力電流制限値に達した場合に、前記スイッチン
グ素子のスイッチング周波数またはチョッパ周波数を前
記出力電流が前記所定の出力電流値に達する前の周波数
より低くする周波数切換回路と、出力短絡発生時に出力
の起動と停止を設定された周期で交互に行い、出力短絡
が解除された時に出力起動の状態にする出力起動停止回
路とを備えたことを特徴とする直流アーク溶接機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25804884A JPH0622756B2 (ja) | 1984-12-06 | 1984-12-06 | 直流ア−ク溶接機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25804884A JPH0622756B2 (ja) | 1984-12-06 | 1984-12-06 | 直流ア−ク溶接機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61135480A JPS61135480A (ja) | 1986-06-23 |
| JPH0622756B2 true JPH0622756B2 (ja) | 1994-03-30 |
Family
ID=17314815
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25804884A Expired - Lifetime JPH0622756B2 (ja) | 1984-12-06 | 1984-12-06 | 直流ア−ク溶接機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0622756B2 (ja) |
-
1984
- 1984-12-06 JP JP25804884A patent/JPH0622756B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61135480A (ja) | 1986-06-23 |
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