JPS5835063A - ア−ク溶接機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は小形軽量かつ経済的で、良好な溶接性能全発揮
するアーク溶接機を得ることに関するものである。

従来のアーク溶接機において、出力電流および出力電圧
を調整する場合は、溶接用絶縁変圧器に洩扛変圧器やス
ライドトランスを用いたり、あるいは別途に交流リアク
トルやサイリスタの点弧位相制御を用いたすすることに
より行っており、この時の溶接用絶縁変圧器の一次側に
供給さｒる電源周波数は、商用周波数（６０ｔ（ｚまた
は６ｏ］１１）のままである。

ところで、溶接用絶縁変圧器の起電力ｘＨ１次式で表わ
さ扛る。

Ｋ＝４．４４ＸｆＸ）ｉＸｓＸＢ ただし、ｆは周波数、Ｎは巻数、ｓＨココアクション、
Ｂは磁束密度である。

従って、周波数ｆが一定であるとすｎば、溶接用絶縁変
圧器全小形軽量（Ｎ、Ｓ’（１７小さくする）とするた
めには、磁束密度Ｂの大なる材質のコアを使用するしか
ないことになり、おのずから限界があることになる。

このため、最近では、溶接用絶縁変圧器の一次側にイン
バータ回路ケ設けて、電源周波数ｆを高周波数に変換し
２て、溶接用絶縁変圧器の小形軽量化ケ図ることが試み
ら扛ている。

しかし、この種の方式では、溶接用絶縁変圧器の二次側
の出力の調整方法が、溶接用絶縁変圧器ケ洩扛変圧器と
するか、あるいは交流リアクトルケ用いて、供給する電
源周波数を可変して、出力調整する方式である。

このため、この可変周波数方式では、出力會調整するこ
とによって、電源周波数が変化し、一定した周波数とな
らないため、溶接アークに影響し、一定したアークが得
ら【ないっまた、出力のフィードバンク制ａｌ−行った
場合には、溶接負荷の変動によって、電源周波数が変化
するので、やはり均一なアーク特性が得らｎないという
欠点がある。

また、小電流から大電流まで制御しようとすｒば、電源
の周波数は数曲かそれ以上まで可変にする必要があり、
高周波による騒音が犬となり、交流被覆アーク溶接を行
う場合に、アーク音が異常にがん高い騒音となり１また
ケーブルドロップも大となるため、実用に適さない。

本発明はこのような現状に鑑みなさ【たものであり、以
下本発明によるアーク溶接機について、第１図〜第６図
の図面ケ用いて説明する。

第１図に本発明の一実施例によるアーク溶接機會示して
おり、図において１は整流回路、２は平滑用コンデンサ
、３．４はインバータ回路を構成するスイッチング用パ
ワートランジスタ、６．６は保護ダイオード、７は溶接
用絶縁変圧器、８は出力電流検出器、９はパワートラン
ジスタ３，４のドライブ回路、１０は出力電流を制御す
るためのフィードバック側倒回路である。

この第１図の構成において、溶接用絶縁変圧器７の一次
側に供給さｆる交流入力の周波数は、パワートランジス
タ３，４のスイッチング制（財）により、商用周波数よ
り高い一定の周波数となり、また出力電流の制御１１１
は、パワートランジスタ３，４の通流率の制御により行
わＣる。

ここで、本発明における通流率の制（財）方法會第２図
、第３図により説明すると、第２図において、Ｔ１およ
びＴ２　（一般にＴ１’＝＝Ｔ２）は、例えば周波数を
１２０１しとすると、 Ｔ、＋　Ｔ２＝、　２ｏ（ｍｓｅｃ） Ｔ１＝　７２　＝　４．２　（ｍｓｅｃ）となる。Ｔ１
およびＴ２は、ノ々ワートランジスタ３゜４がＯＮする
ことの可能な最大時間となる。今、パワートランジスタ
３，４のＯＮ時間をそ扛ぞ扛ｊ１　＋　　ｔ２（一般に
ｔｓ＝ｔ２）とすると、となり、今、ｔ１＝ｔ２＝３ｍ
ｓｅｃとすｔば、通流率−一と士＝ユ×１００（４）＝
７１（支））４＋２（ｍｓｅｃ） となる。

この時の、溶接用絶縁変圧器７の一次側に流ｎる電流Ｉ
ｉ　の通流モードは、第２図に示す通りである。

さて、次に第３図において、ノ々ワートランジスタ３，
４の通流率を変えた場合全説明する。°すなワチ、パワ
ートランジスタ３，４のＯＮ時Ｍ−ｘそｎぞれｔ、＋ｔ
、’　　ｔ２→ｔダ（ｔ１＝　ｔ２＋　　ｔ＋’二ｔ２
′とする）と変化させた場合、通流率は、 ｔ１′ｔ２′ 通流率＝＝−Ｘ１００鍾）＝１７×１００部）１ となり、今、ｔ１’−ｔ５　＝　１　ｍ５ｅＣとｆｆｌ
ば、通流率−一二」〕竿ユ×１００（ｑ／；）−２４＠
）４．２（ｍｓｅｃ） となり、通流率は第２図の７１％から２４％と変化し、
出力電流はこの通流率で定する電流値によって変化する
ので、出力電流の調整が可能となる。

この方式によ【ば、従来の周波数可変方式のように、広
範囲の周波数帯域の調整をする必要がなく、任意に定め
た周波数において出力の制（財）ができるため、交流被
覆アーク溶接を行う場合も、ケーブルドロップの影響の
小さい低置波数で、しかも商用周波数より高い周波数（
例えば、１２０１１ｚ）で制（財）できるため、小形軽
量で経済的な交流被覆アーク溶接機を提供することがで
きる。また、溶接電流を変化させても、周波数？一定と
することが可能なため、溶接アークの状態が一定してお
り、安定した溶接が可能である。

なお、第１図において、出力電流を出力電流検出器８に
よって検出し、出力電流のフィードバック制（財）回路
１ｏにより、基準信号と出力電流値を比較シ、パワート
ランジスタ３，４のドライブ回。

路９にフィードバック信号を与えることによって、出力
電流の定電流側ａＩｌｌケ行うことができる。また、出
力電流検出の代りに、出力電圧を検出し、フィードバッ
ク制（財）を行えば、定電圧制御や垂下特性側倒も行う
ことができる。

第４図に本発明を直流アーク溶接機に実施した場合の回
路の一例を示しており、第４図において第１図と同一番
号は、同一名称である。１１，１２は整流回路ケ構成す
る整流用ダイオード、１３は平滑回路としての平滑用リ
アクトルであり、溶接用絶縁変圧器７の二次側に接続さ
ｔている。

なお、直流アーク溶接機の場合は、出力電流が直流のた
め、周波数成分によるケーブルドロノブは無視でき、電
源周波数は任意の高周波数に設定できる。捷た、周波数
が高いほど、平滑用リアクトル１３の容量も小さくてす
むため、経済的である。

第６図にチ発明會交直両用のアーク溶接機に実施した場
合の回路の一例？示しており、第５図において第４図と
同一番号は、同一名称である。１４は整流用ダイオード
１１．１２および平滑用リアクトル１３を選択的に切換
えるための交直出力の切換スイッチである。

この第５図のように構成することによって、交直出力の
切換スイッチ１４全交流側に切換え扛ば、交流出力が得
られ、直流側に切換え扛ば、直流出力が得らｎる。この
時、交流出力と直流出力とで電源周波数を変える場合は
、パワートランジスタ３．４のドライブ回路９に周波数
の切換回路を設は扛ばよく、交直出力の切換スイッチ１
４により切換えて選択することができる。

以上のように、溶接法に応じて、最適な電源周波数ケ設
定できるという利点を有し、しかも溶接条件によって、
任意の周波数を段階的あるいは連°続的に可変すること
もできるという利点を有している。従って、溶接法と溶
接条件に応じた最適の周波数で、その周波数とは独立に
出力の調整が可能であるという溶接施工上極めて有益な
効果が得ら【ゐ。

このように本発明によｔば、従来の周波数可変式のみの
アーク溶接機の欠点を解決し、しかも小形軽量で経済的
なアーク溶接機ケ提供することができるという工業的価
値の極めて犬なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるアーク溶接機を示す回
路図、第２図および第３図はそｎぞｎ第１図の回路の動
作を説明するためのタイミングチャート、第４図および
第６図はそｔぞ扛本発明の他の実施例によるアーク溶接
機ケ示す回路図である。 ３．４・・・・・・パワートランジスタ、７・・・・・
・溶接用絶縁変圧器、１１．１２・・・・・・整流用ダ
イオード、１３・・・・・・平滑用リアクトル、１４・
・・・・・切換スイッチ。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名３０

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶接用絶縁変圧器の一次側にスイッチング素子に
   よるインバータ回路を挿入接続して商用周波数より高い
   周波数の交流入力が供給さするように構成し、かつ前記
   交流入力の周波数を一定として前記スイッチング素子の
   通流率を可変することにより前記溶接用絶縁変圧器の二
   次側出力電流または出力電圧全調整するように構成した
   ことを特徴とするアーク溶接機。
2. （２）溶接用絶縁変圧器の二次側に切換手段により選択
   的に整流回路および平滑回路が接続されるように構成し
   、直流出力と交流出力とを交互に得ること全特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載のアーク溶接機。
3. （３）切換手段により溶接用絶縁変圧器の一次側の交流
   入力の周波数ケも切換えたこと全特徴とする特許請求の
   範囲第２項に記載のアーク溶接機