JPS59169666A - ア−ク溶接機 - Google Patents
ア−ク溶接機Info
- Publication number
- JPS59169666A JPS59169666A JP4441283A JP4441283A JPS59169666A JP S59169666 A JPS59169666 A JP S59169666A JP 4441283 A JP4441283 A JP 4441283A JP 4441283 A JP4441283 A JP 4441283A JP S59169666 A JPS59169666 A JP S59169666A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- peak
- circuit
- base
- arc
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/06—Arrangements or circuits for starting the arc, e.g. by generating ignition voltage, or for stabilising the arc
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Arc Welding Control (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
非消耗電極を用いるＴＩＧアーク溶接機は、スパッタな
どを発生せず安定で高品質な溶接作業に適用されている
。一般にＴＩＧアーク用溶接機の電源は、サイリスタの
点弧角を制御し、定電流特性を得ており、その重量は約
１００縁から１５０Ｋｇと重く、可搬性に之しいもので
ある。一方、現地工事などでは薄板から厚板までの各種
継手や、上向きあるいは立向養などの全姿勢溶接が要求
されるのが現状である。これに対応するため、変圧器の
一次側に設けたインバータ回路により制御周波数を上げ
る構成をとることによって、その変圧器の小型化を図り
、可搬性を高め、さらに溶接電流を周期的に大小切換え
て入熱を制御し、全姿勢溶接を行なうようにしたものが
知られている。第１図はその具体的な回路構成を示した
ものである。 − 商用電源１を整流器２により三相全波整流し、インバー
タ３に直流高電圧を印加する。
どを発生せず安定で高品質な溶接作業に適用されている
。一般にＴＩＧアーク用溶接機の電源は、サイリスタの
点弧角を制御し、定電流特性を得ており、その重量は約
１００縁から１５０Ｋｇと重く、可搬性に之しいもので
ある。一方、現地工事などでは薄板から厚板までの各種
継手や、上向きあるいは立向養などの全姿勢溶接が要求
されるのが現状である。これに対応するため、変圧器の
一次側に設けたインバータ回路により制御周波数を上げ
る構成をとることによって、その変圧器の小型化を図り
、可搬性を高め、さらに溶接電流を周期的に大小切換え
て入熱を制御し、全姿勢溶接を行なうようにしたものが
知られている。第１図はその具体的な回路構成を示した
ものである。 − 商用電源１を整流器２により三相全波整流し、インバー
タ３に直流高電圧を印加する。
インバータ回路３では、例えばブリッジ構成したトラン
ジスタにより高周波交流に変換し、これを変圧器４に印
加する。この変圧器４としては、入力電源が高周波交流
であるため、小型のもので済む。変圧器４の出力は高速
ダイオードで構成される整流器５で再び直流に変換し、
平滑リアクタ６で高周波リップルを平滑した上で電流検
出器７を介してＴＩＧ負荷８に直流電流を供給する。電
流検出器７は、例えばシャント検出方式による回路構成
で、増幅器９を介して誤差増幅器１４に電流検出信号と
して負帰還しである。１０はピーク電流検出器、１１は
ベース電流検出器で、ピーク、ベース切換回路１２によ
り設定信号を切換え、その選択信号は誤差増幅器１４に
入力しである。
ジスタにより高周波交流に変換し、これを変圧器４に印
加する。この変圧器４としては、入力電源が高周波交流
であるため、小型のもので済む。変圧器４の出力は高速
ダイオードで構成される整流器５で再び直流に変換し、
平滑リアクタ６で高周波リップルを平滑した上で電流検
出器７を介してＴＩＧ負荷８に直流電流を供給する。電
流検出器７は、例えばシャント検出方式による回路構成
で、増幅器９を介して誤差増幅器１４に電流検出信号と
して負帰還しである。１０はピーク電流検出器、１１は
ベース電流検出器で、ピーク、ベース切換回路１２によ
り設定信号を切換え、その選択信号は誤差増幅器１４に
入力しである。
この切換回路１２はパルス周波数設定器１４により周波
数とピーク電流、ベース電流の比率を切換えている。こ
のパルス周波数設定器１４は電流検出信号と電流設定信
号の差信号を比較器１５に入力する。その入力信号は、
鋸歯状波発生器１６よりの高周波発振出力（例えば４０
ＫＨｚ）と比較器１５において比較し、その比較結果、
誤差増幅器１４の出力が大きいとき、比較器１５の出力
のオンパルス幅が広くなるようなパルス幅変調信号を発
生する。比較器１５の出力を、インバータ回路３を構成
するトランジスタのベースを駆動するベース信号発生部
１７に入力し、その出力によりインバータ回路３を制御
する。ここではインバータ回路３がブリッジ式インバー
タ回路であるから、ベース信号発生部１７よりブリッジ
の２組ずつに交互に信号を発生してオン、オフを繰り返
えし、インバータ出力として、例えば、２０ＫＨｚのパ
ルス幅変調された高周波交流電圧を発生する。
数とピーク電流、ベース電流の比率を切換えている。こ
のパルス周波数設定器１４は電流検出信号と電流設定信
号の差信号を比較器１５に入力する。その入力信号は、
鋸歯状波発生器１６よりの高周波発振出力（例えば４０
ＫＨｚ）と比較器１５において比較し、その比較結果、
誤差増幅器１４の出力が大きいとき、比較器１５の出力
のオンパルス幅が広くなるようなパルス幅変調信号を発
生する。比較器１５の出力を、インバータ回路３を構成
するトランジスタのベースを駆動するベース信号発生部
１７に入力し、その出力によりインバータ回路３を制御
する。ここではインバータ回路３がブリッジ式インバー
タ回路であるから、ベース信号発生部１７よりブリッジ
の２組ずつに交互に信号を発生してオン、オフを繰り返
えし、インバータ出力として、例えば、２０ＫＨｚのパ
ルス幅変調された高周波交流電圧を発生する。
以上の構成により、出力電流をフィードバックして定電
流制御とし、パルス周波数設定器１３でピーク、ベース
の切換周波数を１〜２０Ｈｚあるいは１００〜５００Ｈ
ｚの間に制御することにより１〜２０Ｈｚあるいはｌｏ
ｏ〜５ｏｏＨｚノハルスＴ工Ｇアークを得ることができ
る。すなわち、１〜２０Ｈｚでは入熱制御の可能な溶接
が、ｌｏｏ〜５００Ｈｚではアークの指向性が強く、高
速溶接や溶は込み制御の可能な溶接が行なえる。
流制御とし、パルス周波数設定器１３でピーク、ベース
の切換周波数を１〜２０Ｈｚあるいは１００〜５００Ｈ
ｚの間に制御することにより１〜２０Ｈｚあるいはｌｏ
ｏ〜５ｏｏＨｚノハルスＴ工Ｇアークを得ることができ
る。すなわち、１〜２０Ｈｚでは入熱制御の可能な溶接
が、ｌｏｏ〜５００Ｈｚではアークの指向性が強く、高
速溶接や溶は込み制御の可能な溶接が行なえる。
この構成で問題となるのが、アーク切れやアーク音が発
生することである。すなわち、第２図（ａ）の波形図に
示すように、２００Ｈｚ時の電流波形が理想的なもので
あればよいが、実際は第２図（’）） ｌと示すように
ベースからピーク電流の移行時にオーバーシュート、あ
るいはピークからベース電流移行時にアンダーシュート
を発生する。これは、フィートノくツク制御系の遅わ、
要素によるもので、例えば電流検出信号増幅器９のリッ
プル吸収用のフィルタなどの遅ね分である。このような
オーツく−シュートあるいはアンダーシュート、さらに
はその両方が発生した電流波形では、ベース電流を非常
に低くした場合、特にアンダーシュート時にアーク切れ
を生じ易く、ベース電流をあまり低くできないという問
題があった。
生することである。すなわち、第２図（ａ）の波形図に
示すように、２００Ｈｚ時の電流波形が理想的なもので
あればよいが、実際は第２図（’）） ｌと示すように
ベースからピーク電流の移行時にオーバーシュート、あ
るいはピークからベース電流移行時にアンダーシュート
を発生する。これは、フィートノくツク制御系の遅わ、
要素によるもので、例えば電流検出信号増幅器９のリッ
プル吸収用のフィルタなどの遅ね分である。このような
オーツく−シュートあるいはアンダーシュート、さらに
はその両方が発生した電流波形では、ベース電流を非常
に低くした場合、特にアンダーシュート時にアーク切れ
を生じ易く、ベース電流をあまり低くできないという問
題があった。
また、電流波形の切換えが急峻な場合、アーク音が大き
く、騒音規制のきびしい場所での使用に問題があり、何
らかの騒音対策を施こさなければならないものであった
。
く、騒音規制のきびしい場所での使用に問題があり、何
らかの騒音対策を施こさなければならないものであった
。
本発明の目的は、前記従来技術の欠点を除去し、低騒音
で、アーク切れを生ずることのない良好なアーク溶接が
できる電源回路を提供することにある。
で、アーク切れを生ずることのない良好なアーク溶接が
できる電源回路を提供することにある。
本発明の特徴は、ピーク電流とベース電流の２つの電流
設定器の信号を切換回路によつで周期的に切換えて供給
するための該切換回路と、負荷に流れる電流を検出して
得た負帰還信号と前記切換回路を介して得た設定信号と
の差をとり、インバータ回路の騒動信号とする誤差増幅
回路との間に、波形整形用の時遅れ要素を挿入したこと
である。
設定器の信号を切換回路によつで周期的に切換えて供給
するための該切換回路と、負荷に流れる電流を検出して
得た負帰還信号と前記切換回路を介して得た設定信号と
の差をとり、インバータ回路の騒動信号とする誤差増幅
回路との間に、波形整形用の時遅れ要素を挿入したこと
である。
以下、第３図の回路図並びに第４図の波形図に従って本
発明の一実施例を詳述する。第３図において、第１図と
同一符号を付しであるものは同一のものを示すが、第３
図においてはピーク電流設定器１０の出力とベース電流
設定器１１の出力を選択切換えするピーク、べ−ス切換
回路１２と誤差増幅器１４との間に、電流波形整型用の
時遅れ回路１８が挿入しである。
発明の一実施例を詳述する。第３図において、第１図と
同一符号を付しであるものは同一のものを示すが、第３
図においてはピーク電流設定器１０の出力とベース電流
設定器１１の出力を選択切換えするピーク、べ−ス切換
回路１２と誤差増幅器１４との間に、電流波形整型用の
時遅れ回路１８が挿入しである。
第３図の回路においてもその基本的な回路動作は第１図
と同様であるが、時遅れ回路１８によって、電流検出器
７によるフィードバック系の遅れ要素よりも応答は遅く
しであるため、ピーク電流きベース電流の切換え時に発
生するオーバーシュートやアンダーシュートは抑制でき
る。
と同様であるが、時遅れ回路１８によって、電流検出器
７によるフィードバック系の遅れ要素よりも応答は遅く
しであるため、ピーク電流きベース電流の切換え時に発
生するオーバーシュートやアンダーシュートは抑制でき
る。
第４図（ａ）は第３図の回路での電流波形を示したもの
であって、特にアンダーシュートの発生はなくなること
からアーク切ねという不具合のない良好なアーク溶接が
できるものである。
であって、特にアンダーシュートの発生はなくなること
からアーク切ねという不具合のない良好なアーク溶接が
できるものである。
また、第５図（ａ）〜（Ｃ）は、第３図に示す時遅れ（
位相遅れ）回路の構成図で、（ａｌにおいてハ抵抗１９
とコンデンサ２０の組合せから成っており、また（ｂ）
はコンデンサ２０、可変抵抗２１、それに順方向に並列
接続したダイオード２２とから成っており、パルス電流
がベース電流からピーク電流に切換ねるときは、ダイオ
ード２２を介してコンデンサ２２を充電するため、第４
図（ｂ）の波形図の如く立上りは速く、ピーク電流かベ
ース電流に変わる場合は、抵抗２１を介してコンデンサ
２０の電荷を放電するため、時間を要し、立下りは遅く
なる。
位相遅れ）回路の構成図で、（ａｌにおいてハ抵抗１９
とコンデンサ２０の組合せから成っており、また（ｂ）
はコンデンサ２０、可変抵抗２１、それに順方向に並列
接続したダイオード２２とから成っており、パルス電流
がベース電流からピーク電流に切換ねるときは、ダイオ
ード２２を介してコンデンサ２２を充電するため、第４
図（ｂ）の波形図の如く立上りは速く、ピーク電流かベ
ース電流に変わる場合は、抵抗２１を介してコンデンサ
２０の電荷を放電するため、時間を要し、立下りは遅く
なる。
また、その他の例として第５図＜Ｃ）の如く、ダイオー
ド２３．２４と可変抵抗２５．２６とを逆並列接したも
のとコンデンサ２０との組合せから成るもので、同構成
によると、電流の立上り、立下りの両方を調整できる。
ド２３．２４と可変抵抗２５．２６とを逆並列接したも
のとコンデンサ２０との組合せから成るもので、同構成
によると、電流の立上り、立下りの両方を調整できる。
また、前述の実施例においては、直流ＴＩＧ溶接機の場
合について説明したが、直流出力を再度インバータ回路
により交流に変換し、交流ＴＩＧ 溶接機にも応用でき
るものである。
合について説明したが、直流出力を再度インバータ回路
により交流に変換し、交流ＴＩＧ 溶接機にも応用でき
るものである。
さらに、また、出力制御をパルス幅変調制御により行な
っているが、パルス幅を固定し、パルス周波数を変える
ようにしてもよい。そし、で、商用電源を整流したが、
電源としてバッテリー電源を用いても同様である。
っているが、パルス幅を固定し、パルス周波数を変える
ようにしてもよい。そし、で、商用電源を整流したが、
電源としてバッテリー電源を用いても同様である。
したがって、同実施例によれば、小型軽量でかつパルス
溶接時の電流波形のオーバーシュート、アンダーシュー
トを抑制できることから、従来装置でピーク電流からベ
ース電流への移行時に発生していたアーク切オク、は完
全に防止できる。そして、立上り、立下りの電流波形を
抑制することからパルス電流によるアーク音を低くする
ことができ、防音対策に費用をかけずに済む。また、ベ
ース電流を通常よりも下げることができ、パルスＴＩＧ
溶接機としての本来の効果を発揮できる。
溶接時の電流波形のオーバーシュート、アンダーシュー
トを抑制できることから、従来装置でピーク電流からベ
ース電流への移行時に発生していたアーク切オク、は完
全に防止できる。そして、立上り、立下りの電流波形を
抑制することからパルス電流によるアーク音を低くする
ことができ、防音対策に費用をかけずに済む。また、ベ
ース電流を通常よりも下げることができ、パルスＴＩＧ
溶接機としての本来の効果を発揮できる。
上述の実施例からも明らかなように本発明による溶接機
電源回路によれば、溶接時にアーク切れという不具合を
生ずることがなく、しかもアーク発生音も小さく、その
効果は大きいものである。
電源回路によれば、溶接時にアーク切れという不具合を
生ずることがなく、しかもアーク発生音も小さく、その
効果は大きいものである。
第１図は従来のＴＩＧ俗接電接電源回路図２図（ａ）、
（ｂｌはパルス電流の理想波形図、並びに実際のパルス
電流波形図、第３図は本発明の一実施例を示すＴＩＧ溶
接電源回路図、第４図（ａｌ、（ｂ）は本発明の実施例
によるパルス電流波形図、第５図（ａ）〜第５図（Ｃ１
は第３図の時遅れ回路の具体的な回路構成図である。
（ｂｌはパルス電流の理想波形図、並びに実際のパルス
電流波形図、第３図は本発明の一実施例を示すＴＩＧ溶
接電源回路図、第４図（ａｌ、（ｂ）は本発明の実施例
によるパルス電流波形図、第５図（ａ）〜第５図（Ｃ１
は第３図の時遅れ回路の具体的な回路構成図である。
Claims (1)
- 直流電源をインバータ回路によって商用周波数よりも高
い周波数に変換して変圧器に入力し、高電圧化した上で
再び整流し、該整流して得た直流電流を負荷に供給する
と共に、該負荷に流れる電流を検出して負帰還し、該負
帰還電流と、溶接電流のピーク、ベース電流値を設定す
る電流設定器の出力を切換回路を周期的に切換えて得た
電流を誤差増幅器に入力し、該差信号により前記インバ
ータ回路の出力周波数を制御するようにした非消耗電極
式のアーク溶接機であって、前記ピーク、ベース電流切
換回路と、誤差増幅器との間に電流波形整形用の時遅れ
回路を設けたことを本発明は、非消耗電極を用いるアー
ク溶接機の電源回路に関するものである。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4441283A JPS59169666A (ja) | 1983-03-18 | 1983-03-18 | ア−ク溶接機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4441283A JPS59169666A (ja) | 1983-03-18 | 1983-03-18 | ア−ク溶接機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59169666A true JPS59169666A (ja) | 1984-09-25 |
Family
ID=12690788
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4441283A Pending JPS59169666A (ja) | 1983-03-18 | 1983-03-18 | ア−ク溶接機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59169666A (ja) |
-
1983
- 1983-03-18 JP JP4441283A patent/JPS59169666A/ja active Pending
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