JPH08243742A - アーク電源装置 - Google Patents
アーク電源装置Info
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- JPH08243742A JPH08243742A JP7070495A JP7070495A JPH08243742A JP H08243742 A JPH08243742 A JP H08243742A JP 7070495 A JP7070495 A JP 7070495A JP 7070495 A JP7070495 A JP 7070495A JP H08243742 A JPH08243742 A JP H08243742A
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- Japan
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- load
- power supply
- voltage pulses
- supply device
- capacitor
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 アーク電源装置の起動装置の改善を行う。
【構成】 ギャップを有する負荷に直流又は交流と、高
電圧パルスとを重畳して起動するアーク電源装置におい
て、当初直流電源から高周波トランス１１を介して充電
されるコンデンサ１５と、コンデンサ１５の充電電荷を
高周波トランスの１次巻線を介して放電されるスイッチ
ング素子２１，２２とにより構成されている。
電圧パルスとを重畳して起動するアーク電源装置におい
て、当初直流電源から高周波トランス１１を介して充電
されるコンデンサ１５と、コンデンサ１５の充電電荷を
高周波トランスの１次巻線を介して放電されるスイッチ
ング素子２１，２２とにより構成されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＴＩＧアーク溶接機、プ
ラズマアーク溶接機・切断機、キセノンアーク放電灯や
メタルハライドランプ等のアーク放電灯に用いられるア
ーク電源装置に関する。
ラズマアーク溶接機・切断機、キセノンアーク放電灯や
メタルハライドランプ等のアーク放電灯に用いられるア
ーク電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のアーク電源装置例えば直流ＴＩＧ
アーク溶接機は、図３に示すようなものがある。すなわ
ち、１は直流電源装置で、通常交流電源を入力とし、交
流入力を整流器により整流し、この整流した直流をイン
バータにより高周波交流に変換し、変圧後再度整流する
電源で構成されている。２は高周波バイパス用コンデン
サ、３はワーク、４は電極でトーチ内に設けられ、ワー
ク３と電極４により負荷５を構成する。４０は火花ギャ
ップ４５を用いた高周波高電圧を発生させる高周波高電
圧発生装置であり、開閉器４２、交流を昇圧する第１の
昇圧変圧器４３、コンデンサ４４、火花ギャップ４５に
より構成され、カップリングコイル４１に接続されてい
る。
アーク溶接機は、図３に示すようなものがある。すなわ
ち、１は直流電源装置で、通常交流電源を入力とし、交
流入力を整流器により整流し、この整流した直流をイン
バータにより高周波交流に変換し、変圧後再度整流する
電源で構成されている。２は高周波バイパス用コンデン
サ、３はワーク、４は電極でトーチ内に設けられ、ワー
ク３と電極４により負荷５を構成する。４０は火花ギャ
ップ４５を用いた高周波高電圧を発生させる高周波高電
圧発生装置であり、開閉器４２、交流を昇圧する第１の
昇圧変圧器４３、コンデンサ４４、火花ギャップ４５に
より構成され、カップリングコイル４１に接続されてい
る。
【０００３】このアーク電源装置を起動させる場合、高
周波高電圧発生装置４０に交流を入力すると、火花ギャ
ップにより広い周波数範囲に渡ってパルスが発生する。
このパルスをカップリングコイル４１を介して負荷５に
高周波（５〜１０ＭＨｚ）高電圧（５０００〜１０００
０Ｖ）を印加する。この高周波高電圧パルスが開閉器４
２を開放するまで発生し、他の機器のノイズ障害になる
ことがある。また、周波数が高いため、電源装置とトー
チ間の浮遊容量成分により負荷に高電圧のパルスが発生
しないという問題があった。
周波高電圧発生装置４０に交流を入力すると、火花ギャ
ップにより広い周波数範囲に渡ってパルスが発生する。
このパルスをカップリングコイル４１を介して負荷５に
高周波（５〜１０ＭＨｚ）高電圧（５０００〜１０００
０Ｖ）を印加する。この高周波高電圧パルスが開閉器４
２を開放するまで発生し、他の機器のノイズ障害になる
ことがある。また、周波数が高いため、電源装置とトー
チ間の浮遊容量成分により負荷に高電圧のパルスが発生
しないという問題があった。
【０００４】そこで、火花ギャップを用いないアーク電
源装置、例えば図４に示すものが提案されている。すな
わち、５１は火花放電を用いた高周波のパルス幅より広
く高電圧の１パルスを発生するパルス発生装置、５２は
パルス発生装置５１の出力パルスが直流電源１に入力さ
れるのを防止する高圧阻止用ダイオードであり、複数個
が直列に接続されている。
源装置、例えば図４に示すものが提案されている。すな
わち、５１は火花放電を用いた高周波のパルス幅より広
く高電圧の１パルスを発生するパルス発生装置、５２は
パルス発生装置５１の出力パルスが直流電源１に入力さ
れるのを防止する高圧阻止用ダイオードであり、複数個
が直列に接続されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この高圧阻止
用ダイオードには、負荷電流が流れるため、大容量とな
り、高価でしかも損失が大きく、アーク電源装置が大き
くなるなどの問題がある。また、アーク電源装置が交流
機器の場合には、高圧阻止用のダイオードを接続できな
い問題もある。
用ダイオードには、負荷電流が流れるため、大容量とな
り、高価でしかも損失が大きく、アーク電源装置が大き
くなるなどの問題がある。また、アーク電源装置が交流
機器の場合には、高圧阻止用のダイオードを接続できな
い問題もある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明のアーク電源装置は、ギャップを有する負荷
に直流又は交流と高電圧パルスとを重畳して起動するア
ーク電源装置において、上記高電圧パルスを発生する高
電圧パルス発生装置と、Ｂ−Ｈ特性が角形特性を有し、
上記高電圧パルスを入力とし、上記負荷に上記高電圧パ
ルスを出力する高周波トランスとを設けられている。
め、本発明のアーク電源装置は、ギャップを有する負荷
に直流又は交流と高電圧パルスとを重畳して起動するア
ーク電源装置において、上記高電圧パルスを発生する高
電圧パルス発生装置と、Ｂ−Ｈ特性が角形特性を有し、
上記高電圧パルスを入力とし、上記負荷に上記高電圧パ
ルスを出力する高周波トランスとを設けられている。
【０００７】上記高電圧パルス発生装置が、当初直流電
源から上記高周波トランスの１次巻線を介して充電され
るコンデンサと、上記コンデンサの充電電荷をトランス
の１次巻線を介して放電させるスイッチング素子とによ
り構成されている。
源から上記高周波トランスの１次巻線を介して充電され
るコンデンサと、上記コンデンサの充電電荷をトランス
の１次巻線を介して放電させるスイッチング素子とによ
り構成されている。
【０００８】
【作用】ギャップを有する負荷に直流又は交流と、高電
圧パルス発生装置により発生され、Ｂ−Ｈ特性が角形特
性を有する高周波トランスを介して出力された高電圧パ
ルスとが重畳されて、負荷が起動する。
圧パルス発生装置により発生され、Ｂ−Ｈ特性が角形特
性を有する高周波トランスを介して出力された高電圧パ
ルスとが重畳されて、負荷が起動する。
【０００９】また、アーク電源装置では、高電圧パルス
発生装置のコンデンサが高周波トランスの１次巻線を介
して充電され、スイッチング素子をオンさせることによ
り、充電されたコンデンサの電荷が高周波トランスの１
次巻線を介して放電する。このとき、高周波トランスの
Ｂ−Ｈ特性が角形特性のため、１次巻線に流れる放電電
流が２次巻線に高電圧パルスとして出力される。２次巻
線に出力された高電圧パルスが負荷に印加して負荷のギ
ャップが破壊して起動される。
発生装置のコンデンサが高周波トランスの１次巻線を介
して充電され、スイッチング素子をオンさせることによ
り、充電されたコンデンサの電荷が高周波トランスの１
次巻線を介して放電する。このとき、高周波トランスの
Ｂ−Ｈ特性が角形特性のため、１次巻線に流れる放電電
流が２次巻線に高電圧パルスとして出力される。２次巻
線に出力された高電圧パルスが負荷に印加して負荷のギ
ャップが破壊して起動される。
【００１０】
【実施例】本発明によるアーク電源装置の１実施例を図
１に示す。図３と同一符号のものは同一機能のものを示
す。１０は高電圧パルス発生装置、１１は閉ループの磁
路を有する高周波トランスであり、負荷電流が流れたと
き、立ち上がり時に飽和する特性を有しており、１次巻
線１１ｂは高電圧パルス発生装置に接続され、２次巻線
１１ａは溶接負荷５と直列に接続されている。なお、１
７は開閉器である。
１に示す。図３と同一符号のものは同一機能のものを示
す。１０は高電圧パルス発生装置、１１は閉ループの磁
路を有する高周波トランスであり、負荷電流が流れたと
き、立ち上がり時に飽和する特性を有しており、１次巻
線１１ｂは高電圧パルス発生装置に接続され、２次巻線
１１ａは溶接負荷５と直列に接続されている。なお、１
７は開閉器である。
【００１１】高電圧パルス発生装置１０は、交流電源を
入力し、昇圧する補助トランス１２と、交流入力を整流
する整流器１３、限流抵抗１４、高周波トランス１１の
１次巻線１１ｂに接続されたコンデンサ１５、高周波ト
ランス１１の１次巻線１１ｂとコンデンサ１５との直列
回路と並列に接続されたサイリスタ２１と２２との直列
回路、フリーホイリングダイオード２３と２４との直列
回路、分圧抵抗２５と２６との直列回路、サイリスタ２
１を保護する保護用素子２７及びゲート抵抗２８，２９
とにより構成されている。
入力し、昇圧する補助トランス１２と、交流入力を整流
する整流器１３、限流抵抗１４、高周波トランス１１の
１次巻線１１ｂに接続されたコンデンサ１５、高周波ト
ランス１１の１次巻線１１ｂとコンデンサ１５との直列
回路と並列に接続されたサイリスタ２１と２２との直列
回路、フリーホイリングダイオード２３と２４との直列
回路、分圧抵抗２５と２６との直列回路、サイリスタ２
１を保護する保護用素子２７及びゲート抵抗２８，２９
とにより構成されている。
【００１２】今、アーク電源装置を起動する場合に、ま
ず直流電源装置１を動作させ、ワーク３と電極４間に電
圧を印加する。このとき、ワーク３と電極４間にはギャ
ップがあるため、電流は流れない。そして、高電圧パル
ス発生装置１０に交流を入力すると、交流入力は補助ト
ランス１２により昇圧され、整流器１３により整流され
る。整流された直流により抵抗１４を介してコンデンサ
１５に充電電流ｉが流れ、コンデンサは図示の極性に充
電される。
ず直流電源装置１を動作させ、ワーク３と電極４間に電
圧を印加する。このとき、ワーク３と電極４間にはギャ
ップがあるため、電流は流れない。そして、高電圧パル
ス発生装置１０に交流を入力すると、交流入力は補助ト
ランス１２により昇圧され、整流器１３により整流され
る。整流された直流により抵抗１４を介してコンデンサ
１５に充電電流ｉが流れ、コンデンサは図示の極性に充
電される。
【００１３】そして、サイリスタ２１と２２にゲート信
号を入力すると、コンデンサ１５の充電電荷は保護用素
子２７を介してサイリスタ２１がオンし、サイリスタ２
１、サイリスタ２２、高周波トランス１１の１次巻線１
１ｂを介して放出する。高周波トランス１１は図２
（ａ）に示すように電流立ち上がり時ただちに飽和する
角形特性を有しており、図２（ｃ）に示すように２次巻
線１１ａに高電圧で、かつパルス幅のやや広いパルスＡ
が発生する。このパルスがコンデンサ２を介してワーク
３、電極４に印加し、電極４とワーク３との間にアーク
が発生し、アーク電源装置は起動される。
号を入力すると、コンデンサ１５の充電電荷は保護用素
子２７を介してサイリスタ２１がオンし、サイリスタ２
１、サイリスタ２２、高周波トランス１１の１次巻線１
１ｂを介して放出する。高周波トランス１１は図２
（ａ）に示すように電流立ち上がり時ただちに飽和する
角形特性を有しており、図２（ｃ）に示すように２次巻
線１１ａに高電圧で、かつパルス幅のやや広いパルスＡ
が発生する。このパルスがコンデンサ２を介してワーク
３、電極４に印加し、電極４とワーク３との間にアーク
が発生し、アーク電源装置は起動される。
【００１４】また、上記コンデンサ１５の充電した電荷
は、高周波トランス１１及び配線インダクタンスにより
コンデンサ１５を図１の極性と逆極性に充電する。逆極
性に充電されたコンデンサ１５の電荷は高周波トランス
１１、フリーホイリングダイオード２４，２３を介して
放電し、サイリスタ２２，２１はオフする。このとき、
コンデンサ１５の放電により高周波トランス１１の２次
巻線１１ａに誘起する電圧は、負荷５に流れた電流によ
る損失及びサイリスタ２１，２２の損失等により、図２
（ｃ）に示すように低くなり、以下のサイクルで急激に
低下して０となる。
は、高周波トランス１１及び配線インダクタンスにより
コンデンサ１５を図１の極性と逆極性に充電する。逆極
性に充電されたコンデンサ１５の電荷は高周波トランス
１１、フリーホイリングダイオード２４，２３を介して
放電し、サイリスタ２２，２１はオフする。このとき、
コンデンサ１５の放電により高周波トランス１１の２次
巻線１１ａに誘起する電圧は、負荷５に流れた電流によ
る損失及びサイリスタ２１，２２の損失等により、図２
（ｃ）に示すように低くなり、以下のサイクルで急激に
低下して０となる。
【００１５】例えば、補助トランス１２の１次電圧１０
０Ｖ、２次電圧５７５Ｖ、整流器１３の出力電圧８００
Ｖ、コンデンサ１５の容量が１．１μＦ、高周波トラン
ス１１にフェライトＳＢ７Ｃ（商品名）を使用し、１次
巻線１１ｂの巻線に対する２次巻線１１ａの巻線の比を
１：５５としたとき、２次巻線１１ａに発生した第１の
パルスＡのパルス幅は１．２μｓｅｃ、パルス電圧ｅは
３５ｋＶであった。このパルスＡによって電極４とワー
ク３との間にアークが発生し、アーク電源装置は起動し
た。
０Ｖ、２次電圧５７５Ｖ、整流器１３の出力電圧８００
Ｖ、コンデンサ１５の容量が１．１μＦ、高周波トラン
ス１１にフェライトＳＢ７Ｃ（商品名）を使用し、１次
巻線１１ｂの巻線に対する２次巻線１１ａの巻線の比を
１：５５としたとき、２次巻線１１ａに発生した第１の
パルスＡのパルス幅は１．２μｓｅｃ、パルス電圧ｅは
３５ｋＶであった。このパルスＡによって電極４とワー
ク３との間にアークが発生し、アーク電源装置は起動し
た。
【００１６】また、整流器１３の出力電圧を６００Ｖに
なるように調整し、コンデンサ１５の静電容量１．１μ
Ｆ、高周波トランス１１にフェライトＳＢ７Ｃ（商品
名）を使用し、１次巻線１１ｂの巻線に対する２次巻線
１１ａの巻線の比を１：１５としたとき、２次巻線１１
ｂに発生した第１のパルスＡのパルス幅は０．５μｓ、
パルス電圧ｅは８ｋＶＡであった。このパルスＡによっ
て電圧４とワーク３との間にアークが発生し、アーク電
源装置は起動した。
なるように調整し、コンデンサ１５の静電容量１．１μ
Ｆ、高周波トランス１１にフェライトＳＢ７Ｃ（商品
名）を使用し、１次巻線１１ｂの巻線に対する２次巻線
１１ａの巻線の比を１：１５としたとき、２次巻線１１
ｂに発生した第１のパルスＡのパルス幅は０．５μｓ、
パルス電圧ｅは８ｋＶＡであった。このパルスＡによっ
て電圧４とワーク３との間にアークが発生し、アーク電
源装置は起動した。
【００１７】上記実施例では、直流のＴＩＧアーク溶接
器について説明したが、電極とワーク又は電極と電極間
にギャップを有する負荷のプラズマアーク溶接機・切断
機、キセノンアーク放電灯やメタルハライドランプ等の
アーク放電灯にも用いることができる。また、直流のア
ーク電源装置の他、直流電源をインバータを用いて５０
〜２００Ｈｚの低周波交流を得る交流のアーク電源装置
にも適用することができる。
器について説明したが、電極とワーク又は電極と電極間
にギャップを有する負荷のプラズマアーク溶接機・切断
機、キセノンアーク放電灯やメタルハライドランプ等の
アーク放電灯にも用いることができる。また、直流のア
ーク電源装置の他、直流電源をインバータを用いて５０
〜２００Ｈｚの低周波交流を得る交流のアーク電源装置
にも適用することができる。
【００１８】
【発明の効果】この発明によると、高周波トランスのＢ
−Ｈ特性が角形特性のために、１次巻線に流れた電流が
２次巻線に従来のパルス幅の広い高電圧パルスが発生
し、負荷にこのパルスを印加して負荷を確実に起動させ
ることができる。また、従来の火花ギャップを用いてい
ないので、連続した高電圧パルスが発生することがな
く、他の機器のノイズ障害となることもない。また、従
来の高圧阻止用ダイオードを設ける必要もなく、安価な
起動装置を提供できる。
−Ｈ特性が角形特性のために、１次巻線に流れた電流が
２次巻線に従来のパルス幅の広い高電圧パルスが発生
し、負荷にこのパルスを印加して負荷を確実に起動させ
ることができる。また、従来の火花ギャップを用いてい
ないので、連続した高電圧パルスが発生することがな
く、他の機器のノイズ障害となることもない。また、従
来の高圧阻止用ダイオードを設ける必要もなく、安価な
起動装置を提供できる。
【図１】本発明のアーク電源装置の一実施例のブロック
接続図である。
接続図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は図１の特性図である。
【図３】従来のアーク電源装置のブロック接続図であ
る。
る。
【図４】従来のアーク電源装置のブロック接続図であ
る。
る。
１ 直流電源装置 ２ コンデンサ ３ ワーク ４ 電極（トーチ） ５ 負荷 １０ 高電圧パルス発生装置 １１ 高周波トランス １１ａ ２次巻線 １１ｂ １次巻線 １５ コンデンサ ２１，２２ サイリスタ ２３，２４ フリーホイリングダイオード
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成７年６月２３日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】「図面の簡単な説明」
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のアーク電源装置の一実施例のブロック
接続図である。
接続図である。
【図２】図１の特性図である。
【図３】従来のアーク電源装置のブロック接続図であ
る。
る。
【図４】従来のアーク電源装置のブロック接続図であ
る。
る。
【符号の説明】 １ 直流電源装置 ２ コンデンサ ３ ワーク ４ 電極（トーチ） ５ 負荷 １０ 高電圧パルス発生装置 １１ 高周波トランス １１ａ ２次卷線 １１ｂ １次卷線 １５ コンデンサ ２１，２２ サイリスタ ２３，２４ フリーホイリングダイオード
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】「図２」
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木下 敦史 大阪府大阪市東淀川区淡路２丁目14番３号 株式会社三社電機製作所内 (72)発明者 橋本 隆志 大阪府大阪市東淀川区淡路２丁目14番３号 株式会社三社電機製作所内
Claims (2)
- 【請求項１】 ギャップを有する負荷に直流又は交流と
高電圧パルスとを重畳して起動するアーク電源装置にお
いて、上記高電圧パルスを発生する高電圧パルス発生装
置と、Ｂ−Ｈ特性が角形特性を有し、上記高電圧パルス
を入力とし、上記負荷に上記高電圧パルスを出力する高
周波トランスとを設けたことを特徴とするアーク電源装
置。 - 【請求項２】 上記高電圧パルス発生装置が、当初直流
電源から上記高周波トランスの１次巻線を介して充電さ
れるコンデンサと、上記コンデンサの充電電荷をトラン
スの１次巻線を介して放電させるスイッチング素子とに
より構成されている請求項１記載のアーク電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7070495A JPH08243742A (ja) | 1995-03-03 | 1995-03-03 | アーク電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7070495A JPH08243742A (ja) | 1995-03-03 | 1995-03-03 | アーク電源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08243742A true JPH08243742A (ja) | 1996-09-24 |
Family
ID=13439259
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7070495A Pending JPH08243742A (ja) | 1995-03-03 | 1995-03-03 | アーク電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08243742A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1158003A (ja) * | 1997-08-07 | 1999-03-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 溶接装置 |
| JP2010245183A (ja) * | 2009-04-02 | 2010-10-28 | Daihen Corp | カップリングコイル、および、これを備えたアーク溶接機 |
| CN106513934A (zh) * | 2016-12-29 | 2017-03-22 | 浙江联洋机电科技有限公司 | 一种高频高压引弧电路 |
-
1995
- 1995-03-03 JP JP7070495A patent/JPH08243742A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1158003A (ja) * | 1997-08-07 | 1999-03-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 溶接装置 |
| JP2010245183A (ja) * | 2009-04-02 | 2010-10-28 | Daihen Corp | カップリングコイル、および、これを備えたアーク溶接機 |
| CN106513934A (zh) * | 2016-12-29 | 2017-03-22 | 浙江联洋机电科技有限公司 | 一种高频高压引弧电路 |
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