JPH10323761A - プラズマアーク加工電源装置 - Google Patents

プラズマアーク加工電源装置

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JPH10323761A
JPH10323761A JP9134625A JP13462597A JPH10323761A JP H10323761 A JPH10323761 A JP H10323761A JP 9134625 A JP9134625 A JP 9134625A JP 13462597 A JP13462597 A JP 13462597A JP H10323761 A JPH10323761 A JP H10323761A
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雅充 栩野
Torafumi Takemoto
虎文 竹元
Kohaku Hirota
幸伯 廣田
Akira Nakagawa
晶 中川
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明はプラズマアーク加工電源装置のパイ
ロットアーク電流を安定させることを目的とするもので
ある。 【解決手段】 パイロットアーク発生時の出力電圧を設
定する出力電圧設定器14を有する出力電圧設定回路と
プラズマアーク電流を設定する出力電流設定回路を設
け、プラズマアーク加工電源装置の出力負荷状態に応じ
て出力電圧設定回路あるいは出力電流設定回路のいずれ
かを出力指令信号選択器15で選択し出力制御を行うプ
ラズマアーク加工電源装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は被加工物を切断ある
いは溶接するプラズマアーク加工電源装置に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来、パイロットアーク電流回路を有す
るプラズマアーク加工電源装置においては、無負荷出力
電圧を抵抗を介してパイロットアーク電流を出力させ、
このパイロットアーク電流の誘導によりプラズマアーク
電流へ移行させ、プラズマアーク発生後は定出力電流制
御を行い、安定なプラズマアーク電流を出力しプラズマ
溶接あるいは切断を行っていた。例えば、図4は従来の
インバータ制御方式のプラズマアーク加工電源装置の回
路構成を示したものである。図4において、1は交流電
源で、三相あるいは単相交流電源が用いられている。2
は前記交流電源1を整流し直流に変換する第1整流回
路、3は出力電圧あるいは出力電流の調整回路で、イン
バータ回路にて構成している。4は絶縁変圧器、5は前
記絶縁変圧器4の出力を整流する第2整流回路、6はパ
イロットアーク電流抑制抵抗、7はプラズマアーク電流
を検出する電流検出器、8はプラズマ加工トーチの主電
極、9はプラズマ加工トーチのチップ、10は被加工
物、11は出力電流設定器、12は前記出力電流設定器
11の信号と前記電流検出器7の信号を比較増幅し定出
力電流制御を行う比較増幅器、13は前記比較増幅器1
2の出力電流制御信号により定出力電流制御を行う出力
調整回路3の駆動回路である。Aは電流検出器7、出力
電流設定器11、比較増幅器12よりなる公知の出力電
流設定回路である。
【0003】上記従来の構成において、パイロットアー
ク電流はプラズマアーク加工電源の出力電圧をパイロッ
トアーク電流抑制抵抗6を介して主電極8とチップ9間
に出力しパイロットアークを発生させる。このパイロッ
トアークを被加工物10に接触させるとプラズマアーク
電流がパイロットアーク電流の誘導により主電極8・被
加工物10間に発生する。ここでプラズマアーク電流は
電流検出器7によって検出され比較増幅器12により出
力電流設定器11の出力電流設定信号と比較増幅され出
力電流制御信号として駆動回路13に出力されプラズマ
アーク電流の定出力電流制御を行うものである。ここで
電流検出器7に電流が流れていないとき比較増幅器12
は出力電流設定器11のみの信号を受け、比較増幅器1
2の出力信号は最大値となりプラズマアーク加工電源の
出力は最高無負荷電圧(機器の出力し得る無負荷電圧の
最大値)が発生する。すなわち、パイロットアーク電流
は最高無負荷電圧をパイロットアーク電流抑制抵抗6を
介して切断トーチの主電極8、チップ9間にパイロット
アーク電流として流れるものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成のパイ
ロットアーク電流は、プラズマアーク加工電源の最高無
負荷電圧をパイロット電流抑制抵抗6を介して出力され
るため、プラズマ加工電源の最高無負荷電圧値やパイロ
ット電流抑制抵抗6の値に左右される。プラズマ加工に
必要な負荷電圧はその加工電流値によって異なり、その
負荷電圧を得るため各機器の無負荷電圧は定格出力電流
値によって異なっている。そのため、定格電流の異なる
プラズマ加工電源毎にパイロット電流抑制抵抗6を選定
する必要があった。また、入力電源電圧に応じてプラズ
マ加工電源の最高無負荷電圧は変動するため、それに応
じてパイロット電流も変動し、入力電源電圧が大きく上
昇した場合には、パイロット電流抑制抵抗6が焼損した
り、入力電源電圧が大きく下降した場合には、パイロッ
トアーク電流が不足しプラズマアーク電流への移行に支
障をきたすという問題があった。本発明はこれら従来の
問題を解消することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は、プラズマアーク電流を制御する出力電流
設定回路と、パイロットアーク発生時の出力電圧を制御
する出力電圧設定器を有する出力電圧設定回路を設け、
出力指令信号をパイロットアーク負荷またはプラズマア
ーク負荷のいずれかの出力負荷状態に応じて選択する出
力指令信号選択器を設け、安定したパイロットアーク電
流とプラズマアーク加工電流をそれぞれ択一的に出力で
きる構成としたものである。
【0006】
【発明の実施の形態】上記の構成により、出力指令信号
選択器の択一的な選択によりパイロットアーク発生時に
は、パイロットアーク負荷の状態に応じて安定したパイ
ロットアーク電流が得られ、かつプラズマアーク負荷に
移行すると、安定したプラズマアーク加工電流が得られ
るように制御する作用を有するものである。
【0007】(実施の形態1)以下、本発明の実施の形
態1を図1に沿って説明する。
【0008】本実施の形態1の概略構成は従来例(図
4)に示したものと同様であり重複する符号の説明は省
略する。
【0009】図1において、14は電流検出器7にプラ
ズマアーク負荷電流が流れていないとき出力電圧を設定
する出力電圧設定器、15はアナログスイッチなどで構
成された出力指令信号選択器で、前記電流検出器7の出
力信号に応じて、プラズマアーク負荷電流の検出時は出
力電流設定回路での比較増幅器12の出力指令信号を選
択し、プラズマ負荷電流を検出していないパイロットア
ーク負荷のときは出力電圧設定回路の出力電圧設定器1
4の出力信号を選択する。
【0010】この構成においてパイロットアーク電流は
プラズマアーク加工電源装置の無負荷電圧がパイロット
アーク電流抑制抵抗6を介してプラズマ加工トーチの主
電極8・チップ9間に印加されるが、その際パイロット
アーク電流は電流検出器7を通らないため出力指令信号
選択器15は出力電圧設定器14の信号電圧を選択す
る。そのため出力電圧は出力電圧設定器14によって最
高無負荷電圧以下の任意の値に設定される。そして、プ
ラズマアーク加工電源の最高無負荷電圧値が変っても出
力電圧設定器14によりパイロットアーク電流出力時の
出力電圧を任意の値に設定することにより任意のパイロ
ットアーク電流を出力することができる。このパイロッ
トアーク電流の誘導によりプラズマアーク負荷状態に移
行した後は、プラズマアーク加工電流は主電極8・被加
工物10間に流れ、電流検出器7によりその電流を検出
し、出力指令信号選択器15は比較増幅器12の出力指
令信号、すなわち出力電流設定回路の出力指令信号を選
択する。このとき、比較増幅器12は電流検出器7のフ
ィードバック信号と出力電流設定器11の信号を比較増
幅し、出力電流すなわちプラズマアーク電流を一定に保
つように働くものである。
【0011】(実施の形態2)つぎに、本発明の実施の
形態2を図2に沿って説明する。図2は複数の入力電圧
に対応するプラズマアーク加工電源装置を示したもので
ある。図2において、14aと14bはそれぞれの入力
電圧時にパイロットアーク電流発生時のプラズマ加工電
源の出力電圧を同一にするように設定する出力電圧設定
器で、それぞれの入力電圧に対応して切換えるスイッチ
16とともに出力電圧設定回路を構成する。例えば、入
力電圧が200V/220Vに対応するプラズマアーク
加工電源装置の場合、それぞれの入力電圧に応じて切換
える。すなわち、図2の構成によれば入力電源電圧が異
なる状況においても、それぞれの入力電源電圧に対応し
て出力電圧設定器14aあるいは14bの出力電圧設定
値を選択すれば、プラズマアーク加工電源装置の出力電
圧を同一に保つことができ、パイロットアーク電流値も
任意の値に設定することができる。
【0012】(実施の形態3)つぎに、本発明の実施の
形態3を図3に沿って説明する。図3は出力回路に接続
した出力電圧検出器17を備え、その検出信号と出力電
圧設定器14の設定信号を比較増幅器18で比較増幅す
ることにより、入力電圧が変動して出力電圧が変動した
場合でもプラズマアーク加工電源のパイロットアーク電
流発生時の出力電圧が常に一定になるように制御したも
のである。図3において、出力設定回路は、出力電圧設
定器14、出力電圧検出器17、比較増幅器18により
構成させる。これにより入力電源電圧あるいは出力電圧
の変動に関係なく安定したパイロットアーク電流を得る
ことができる。
【0013】本実施の形態3においては、インバータ制
御のプラズマアーク加工電源装置について示したが、絶
縁変圧器の2次側回路にて制御整流するサイリスタ位相
制御方式やトランジスタチョッパ制御方式のプラズマア
ーク加工電源においても同一の制御を行うことができ
る。
【0014】
【発明の効果】本発明の第1手段によれば、最大(定
格)出力電流が異なり、そのため出力電圧(最大無負荷
電圧)が異なるプラズマアーク加工電源装置でも出力電
圧設定器によりパイロットアーク電流発生時の出力電圧
を同一に設定し、同一のパイロットアーク電流抑制抵抗
を使用することができ安定したパイロットアーク電流を
得ることができる。
【0015】本発明の第2手段によれば、プラズマアー
ク電源装置の電力回路構成が同一であるにもかかわらず
複数の入力電源電圧に対応する場合に、接続される入力
電源電圧に対応するように出力電圧設定器を切換えるこ
とにより、入力電源電圧が異なり最高無負荷電圧が変化
してもパイロットアーク電流発生時の出力電圧を同一に
設定することができ、同一のパイロットアーク電流抑制
抵抗を使用しても安定したパイロットアーク電流を得る
ことができる。
【0016】本発明の第3手段によれば、プラズマアー
ク加工中に入力電源電圧が変動した場合に、パイロット
アーク発生時の出力電圧をフィードバック制御し一定に
保つことにより入力電源電圧の変動の影響を受けず常に
安定したパイロットアーク電流を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1におけるプラズマアーク
加工電源装置のブロック構成図
【図2】同実施の形態2におけるプラズマアーク加工電
源装置のブロック構成図
【図3】同実施の形態3におけるプラズマアーク加工電
源装置のブロック構成図
【図4】従来例を示すブロック構成図
【符号の説明】
14,14a,14b 出力電圧設定器 15 出力指令信号選択器 16 スイッチ 17 出力電圧検出器 18 比較増幅器
フロントページの続き (72)発明者 中川 晶 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】パイロットアーク電流回路を有するプラズ
    マアーク加工電源装置であって、パイロットアーク発生
    時の出力電圧を設定する出力電圧設定器を有する出力電
    圧設定回路とプラズマアーク電流を設定する出力電流設
    定回路を有し、パイロットアーク負荷またはプラズマア
    ーク負荷のいずれかの出力負荷状態に応じて出力指令信
    号のいずれかを選択する出力指令信号選択器を備え、パ
    イロットアーク負荷時は、出力電圧設定回路の出力指令
    信号を選択し、プラズマアーク負荷時は、出力電流設定
    回路の出力指令信号を選択することによりプラズマアー
    ク加工電源出力を択一的に制御するプラズマアーク加工
    電源装置。
  2. 【請求項2】入力電源電圧に応じて出力電圧設定回路の
    出力電圧指令信号を切替えるように複数以上の出力電圧
    設定器とそのスイッチを備えた請求項1記載のプラズマ
    アーク加工電源装置。
  3. 【請求項3】パイロットアーク負荷またはプラズマアー
    ク負荷への出力電圧を検出する出力電圧検出器を設け、
    この出力電圧検出器と出力電圧設定器の信号を比較増幅
    し、出力電圧値のフィードバック制御を行い、パイロッ
    トアーク負荷時の出力電圧値を一定に保つようにした請
    求項1記載のプラズマアーク加工電源装置。
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WO2011011266A3 (en) * 2009-07-20 2011-04-21 Lam Research Corporation System and method for plasma arc detection, isolation and prevention

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