JPS59205189A - ア−ク炉のア−ク長制御装置 - Google Patents
ア−ク炉のア−ク長制御装置Info
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- JPS59205189A JPS59205189A JP59067306A JP6730684A JPS59205189A JP S59205189 A JPS59205189 A JP S59205189A JP 59067306 A JP59067306 A JP 59067306A JP 6730684 A JP6730684 A JP 6730684A JP S59205189 A JPS59205189 A JP S59205189A
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- Japan
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- length
- electrodes
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- acoustic signal
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- 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
- B23K9/073—Stabilising the arc
- B23K9/0735—Stabilising of the arc length
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- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B7/00—Heating by electric discharge
- H05B7/02—Details
- H05B7/144—Power supplies specially adapted for heating by electric discharge; Automatic control of power, e.g. by positioning of electrodes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Arc Welding Control (AREA)
- Discharge Heating (AREA)
- Furnace Details (AREA)
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (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】
本発明はアーク炉のアーク長制御装置に関し、特に、三
相交流アーク炉の電極と浴との間のアーク長を制御する
装置に関する。
相交流アーク炉の電極と浴との間のアーク長を制御する
装置に関する。
アーク炉やアーク溶接機の分野においては、アーク柱に
供給される電力がアーク長の関数であるということがす
でに知られている。従って、アーク炉やアーク溶接機或
いはアークランプのような機械全作動させるアークを用
いる際に良好な結果を得るためには、機械の離間した要
素の間隔、すなわちアークが形成される間隔を調整し及
び制御することが否応なしに必要である。機械を作動さ
せている間に、これらの要素の一方又は両方が消耗する
ときには、この制御が特に必須のものとなる。
供給される電力がアーク長の関数であるということがす
でに知られている。従って、アーク炉やアーク溶接機或
いはアークランプのような機械全作動させるアークを用
いる際に良好な結果を得るためには、機械の離間した要
素の間隔、すなわちアークが形成される間隔を調整し及
び制御することが否応なしに必要である。機械を作動さ
せている間に、これらの要素の一方又は両方が消耗する
ときには、この制御が特に必須のものとなる。
アーク炉の場合には、アークを供給するのに必要な電力
の要求をできるだけ一定とするために、また、電極の先
端の消耗をできるだけ少なくするために、及びアーク炉
の耐火材の消耗をできるだけ少なくするために、特に１
以上の電極が移動可能であシ、また１以上の電極を、そ
れらの先端の消耗を補償するために動かず必要がある場
合には、１以上の電極と炉内の溶融金属（以−ト浴とす
る）との間の距離全一定に保つことにより、炉が最適に
動作するような値にアーク長？維持することが必要であ
る。
の要求をできるだけ一定とするために、また、電極の先
端の消耗をできるだけ少なくするために、及びアーク炉
の耐火材の消耗をできるだけ少なくするために、特に１
以上の電極が移動可能であシ、また１以上の電極を、そ
れらの先端の消耗を補償するために動かず必要がある場
合には、１以上の電極と炉内の溶融金属（以−ト浴とす
る）との間の距離全一定に保つことにより、炉が最適に
動作するような値にアーク長？維持することが必要であ
る。
アーク炉を使用する際に不可欠である電気アーク長制御
を確実にするために、現在捷でアーク電圧の電圧降下全
測定するということが提案さ扛てきている。それは、電
圧降下の値がアーク長の関数であるということがすでに
知られているからである。また、アーク炉全作動させて
いる少なくとも１つのアーク電極全監視してこの値を一
定に保つことも提案されている。
を確実にするために、現在捷でアーク電圧の電圧降下全
測定するということが提案さ扛てきている。それは、電
圧降下の値がアーク長の関数であるということがすでに
知られているからである。また、アーク炉全作動させて
いる少なくとも１つのアーク電極全監視してこの値を一
定に保つことも提案されている。
アーク電圧降下を測定するために、通常は、１以上のワ
イヤによって、アークの端部近傍で電圧フローブをアー
ク電源に接続している。アークを得るための電源供給線
内に測定ルーツ全役ける必要があるこの方法はいくつか
の大きな欠点を有している。こｔしら欠点の中で、１ず
最初に述べておくべきことね１、′紙圧スロープがアー
ク電源から電気的に絶縁されていないということでるる
。アーク発生機械を高寛圧下で作動させた９、或いはア
ーク供給力１流がフローティングであるときには、これ
により非常に厳しい問題が生ずる。他の大きな欠点とし
て述べておくべきことは、特にアーク電流が大きな変動
′？ｃ受り−るようなときには、測定ルーフがルーフ中
に生ずる寄生電圧に悩まされるということである。
イヤによって、アークの端部近傍で電圧フローブをアー
ク電源に接続している。アークを得るための電源供給線
内に測定ルーツ全役ける必要があるこの方法はいくつか
の大きな欠点を有している。こｔしら欠点の中で、１ず
最初に述べておくべきことね１、′紙圧スロープがアー
ク電源から電気的に絶縁されていないということでるる
。アーク発生機械を高寛圧下で作動させた９、或いはア
ーク供給力１流がフローティングであるときには、これ
により非常に厳しい問題が生ずる。他の大きな欠点とし
て述べておくべきことは、特にアーク電流が大きな変動
′？ｃ受り−るようなときには、測定ルーフがルーフ中
に生ずる寄生電圧に悩まされるということである。
現在捷で用いられている慣例の方法における他の大きな
欠点に１、アーク′電圧降下の正確な値を得ることがむ
ずかしいということである。それは、測定ループによっ
て得られる値が、事実上、次に掲げる電圧降下の和であ
るからである。
欠点に１、アーク′電圧降下の正確な値を得ることがむ
ずかしいということである。それは、測定ループによっ
て得られる値が、事実上、次に掲げる電圧降下の和であ
るからである。
（１） 実際のアーク柱の電圧降下
（２）陰極と陽極との間の電圧降下
（３）電極及び測定ループに含まれる電源供給回路部分
の抵抗分による電圧降下 （４） 例えば測定ループ全工業用アーク炉に用いる
場合には、三相電流供給回路内の′電流の各位相間にお
ける相互インダクタンスに起因する誘導電圧 （５） 測定ループ内に生する寄生′電圧。
の抵抗分による電圧降下 （４） 例えば測定ループ全工業用アーク炉に用いる
場合には、三相電流供給回路内の′電流の各位相間にお
ける相互インダクタンスに起因する誘導電圧 （５） 測定ループ内に生する寄生′電圧。
アーク長の関数であるアーク柱電圧降Ｆ以外のこれら電
圧降下の測定及び／又は決定が非′ざに難しく、従って
、アーク柱電圧降下を、測定ループによって得られた値
から分離することは非常に難しい。何故ならば、測定ル
ープによって得られたこの値が、しばしば全測定電圧に
対して非常にわずかであるからである。
圧降下の測定及び／又は決定が非′ざに難しく、従って
、アーク柱電圧降下を、測定ループによって得られた値
から分離することは非常に難しい。何故ならば、測定ル
ープによって得られたこの値が、しばしば全測定電圧に
対して非常にわずかであるからである。
ところで、三相電流アーク炉における３本の電極全同時
に制御するのに現在用いられている方法では、抵抗降下
及び各電極の端部における電圧の測定値を考慮している
が、上述したように抵抗降下の値を決定するのは非常に
難しい。そしてかなり複雑な複数の微分方程式を解く必
要があるが、この計算は正命でないばかりか計算機を使
ってさえも非常に実行時間が長くなるので、３本の電極
と浴との間のアーク柱の長さを、実際に監視しながら即
座に制御するのが難しい。
に制御するのに現在用いられている方法では、抵抗降下
及び各電極の端部における電圧の測定値を考慮している
が、上述したように抵抗降下の値を決定するのは非常に
難しい。そしてかなり複雑な複数の微分方程式を解く必
要があるが、この計算は正命でないばかりか計算機を使
ってさえも非常に実行時間が長くなるので、３本の電極
と浴との間のアーク柱の長さを、実際に監視しながら即
座に制御するのが難しい。
アーク炉に交流又は変調電流が供給される場合には、電
極と浴との間に形成されたアークが可聴音響信号全生成
することが知られている。そして、アークによって得ら
れた音響信号の振幅が、アーク柱に供給される電力の時
間に関する導関数に比例するということが知らｎている
。
極と浴との間に形成されたアークが可聴音響信号全生成
することが知られている。そして、アークによって得ら
れた音響信号の振幅が、アーク柱に供給される電力の時
間に関する導関数に比例するということが知らｎている
。
この理論的な認識から、アーク溶接の分野では、アーク
浴接作業におけるいくつかのパラメータを制御するため
、アークによって発生した音響信号の振幅を検出し、そ
の検出した値を用いるということは既に提案されている
。
浴接作業におけるいくつかのパラメータを制御するため
、アークによって発生した音響信号の振幅を検出し、そ
の検出した値を用いるということは既に提案されている
。
一例として、三井造船株式会社に付与され、１９７６年
４月４日に発行された英国特許第１．４３０，８２４号
には、アークによって発生する音の強さ全測定すること
によシアーク溶接機の動作全制御し、そのようにして測
定された音の強さが異常に変動したかどうかを検出し、
そのように検出された異常な音に応動して溶接機のいく
うかの溶接特性を動作させるという方法が開示さｎてい
る。アーク柱によって発生する音響信号の強さ全測定す
ることによって制ｆ１１可能でめるという上述の英国特
許のパラメータは、溶接スピード、即ち溶接される金属
加工片に関連して″亀＠全移動させるスヒー ド、プ
ラズマ溶接機を用いるノ易合にはプラズマガス流量、溶
接を流の強δ及び金属ワイヤの供給速度である。
４月４日に発行された英国特許第１．４３０，８２４号
には、アークによって発生する音の強さ全測定すること
によシアーク溶接機の動作全制御し、そのようにして測
定された音の強さが異常に変動したかどうかを検出し、
そのように検出された異常な音に応動して溶接機のいく
うかの溶接特性を動作させるという方法が開示さｎてい
る。アーク柱によって発生する音響信号の強さ全測定す
ることによって制ｆ１１可能でめるという上述の英国特
許のパラメータは、溶接スピード、即ち溶接される金属
加工片に関連して″亀＠全移動させるスヒー ド、プ
ラズマ溶接機を用いるノ易合にはプラズマガス流量、溶
接を流の強δ及び金属ワイヤの供給速度である。
この英国特許は、非常に広い理論的な原理に関係してお
り、その実際の具体例に関係しておらず、その英国特許
には、アーク長制御が良好な溶接を得るための基本的な
条件であるのにもかがわらす、アーク長を制御するため
に、アークによって発生する音響信号全利用できるとい
う０とが述べられていない。
り、その実際の具体例に関係しておらず、その英国特許
には、アーク長制御が良好な溶接を得るための基本的な
条件であるのにもかがわらす、アーク長を制御するため
に、アークによって発生する音響信号全利用できるとい
う０とが述べられていない。
三相電流アーク炉の作動全制御するため、アーク柱によ
って発生する音響信号全利用できるということも寸たこ
の特許には述べられていない。それどＣ／−）か、この
時計はアーク浴接機若しくはプラズマアーク浴接機にの
み言及しているにすぎない。史にまた、この特許には、
溶接作業中に引き起こきれる異常な動作を検出してそれ
全修正するためにのみ、アーク柱によって発生する音の
強さを検出するといりことが提示されているだけであり
、アークによジ発生する音響信号ｖ７Ｆａ用して、かか
るアーク炉を常時積極的に制御するということについて
は巳”及されていない。
って発生する音響信号全利用できるということも寸たこ
の特許には述べられていない。それどＣ／−）か、この
時計はアーク浴接機若しくはプラズマアーク浴接機にの
み言及しているにすぎない。史にまた、この特許には、
溶接作業中に引き起こきれる異常な動作を検出してそれ
全修正するためにのみ、アーク柱によって発生する音の
強さを検出するといりことが提示されているだけであり
、アークによジ発生する音響信号ｖ７Ｆａ用して、かか
るアーク炉を常時積極的に制御するということについて
は巳”及されていない。
本発明の目的は、このような従来の欠点會除去し、各′
ル、極のアークから発生ずるそれぞ扛の音響信号に基つ
いて各電極のアーク長および各電極相互のアーク長を制
御することのできるアーク炉のアーク長制御装値を提供
することにある。
ル、極のアークから発生ずるそれぞ扛の音響信号に基つ
いて各電極のアーク長および各電極相互のアーク長を制
御することのできるアーク炉のアーク長制御装値を提供
することにある。
アーク柱によって発生する音響信号の蚕幅が、このアー
ク柱Ｖこ供給される電力の時間に関する導関数に旧弘比
例し、またアーク柱に供給される電力がこのアーク長の
関数であれば、アーク柱によって発生する音響信号の振
幅が筐だアーク長の関数であるという点に基づいて本発
明がなされたものである。従って、アーク炉ｔ＆極的に
操作する際の基本的なパラメータであるアーク長、すな
わ炉全作動させているときにアークによって発生する音
響信号の振幅を測定することによって、及び、そのよう
にして測定された値ｒ用いて制御することができる。
ク柱Ｖこ供給される電力の時間に関する導関数に旧弘比
例し、またアーク柱に供給される電力がこのアーク長の
関数であれば、アーク柱によって発生する音響信号の振
幅が筐だアーク長の関数であるという点に基づいて本発
明がなされたものである。従って、アーク炉ｔ＆極的に
操作する際の基本的なパラメータであるアーク長、すな
わ炉全作動させているときにアークによって発生する音
響信号の振幅を測定することによって、及び、そのよう
にして測定された値ｒ用いて制御することができる。
事実、交１＃ｔ、 ’＋ｉ［：流によって発生ずるアー
クによって生じた音響信号の振幅がアーク長の関数であ
るので、ある電流の強度に対するアーク長の変化は、ア
ーク柱によって発生する音響信号の振幅の変化に一致す
ることになる。
クによって生じた音響信号の振幅がアーク長の関数であ
るので、ある電流の強度に対するアーク長の変化は、ア
ーク柱によって発生する音響信号の振幅の変化に一致す
ることになる。
本発明は、三相電流アーク炉の三本の′電極と浴との間
で発生する三つの電気アークの長さのそれぞれ全同時に
制御する装置において、 前記三本の電極から等距離の位置で、前記三つの電気ア
ークによって発生する音響信号を検出する手段と、 そのようＶ（ｔ、で検出された音響信号を、前記三相電
流の暴４・周波数の６倍の第１の周波数でろ波する手段
と、 前ＢＥシ検出された音響信号？、前記三相電流の基本周
波数の２倍の第２の周波数でろ波する手段と、前記８＋
！■の周波数でろ波された音響信号の振幅を、前記′電
気アークの所望の長さに対応した可調整基準振幅と比較
して、その比較結果である差の代数値全定めるとともに
、当該代数値に比例した／ 第７ｅ−ＬＪ）述祝した電気信号を定める手段と、前記
第λの周波数でろ波された音響信号の一つの位相を、前
ｉｎｎ三相波流それぞｎの位相と比較して、ろ波された
音響信号の一つの位相と、前記三相ｉｉＬ １１１７の
そｔぞれの位相との間のそれぞれの差に対する代数１１
１４定めるとともに、互いに異なり、かつＩ”ｉ１ＪＭ
ピ、ろ波された信号の一つの位相と前記三相続した電気
信号を個々に生成する手段と、前記浴に対して前記電極
を移動させる三つの独立した移動手段と５ 、ｙ ９− ’ ；；身″“′−１
＋」芋義−前記三つの電気アークの天井適長が所望の長
さに等しくなるまで前記浴に対して三本の電極全すべて
移動させるように前占ピ第一の連続した電気信号全前記
三つの独立した移動手段に供給する手段と、 ある一つの位相の電極全同一位相に対して生成された前
記第二の電気信号にまり調値勇よひその電気アークの長
はか、他の電極の′−４気アークの長さ、従って前記三
つの電気アークのノツ「宅の共適長に等しくなるまで、
前記浴に対して他の電極とは別個にある一つの位相の電
極を移動さぐるように、λ 個々に生成された三つの前＠ｔ： 第７の連続しグて′
電気信号を、アーク炉の前記三本の？ｉｉ極とそれぞれ
関連した前記三つの移動装置に供給する手段と、全具備
したこと全特徴とする。
で発生する三つの電気アークの長さのそれぞれ全同時に
制御する装置において、 前記三本の電極から等距離の位置で、前記三つの電気ア
ークによって発生する音響信号を検出する手段と、 そのようＶ（ｔ、で検出された音響信号を、前記三相電
流の暴４・周波数の６倍の第１の周波数でろ波する手段
と、 前ＢＥシ検出された音響信号？、前記三相電流の基本周
波数の２倍の第２の周波数でろ波する手段と、前記８＋
！■の周波数でろ波された音響信号の振幅を、前記′電
気アークの所望の長さに対応した可調整基準振幅と比較
して、その比較結果である差の代数値全定めるとともに
、当該代数値に比例した／ 第７ｅ−ＬＪ）述祝した電気信号を定める手段と、前記
第λの周波数でろ波された音響信号の一つの位相を、前
ｉｎｎ三相波流それぞｎの位相と比較して、ろ波された
音響信号の一つの位相と、前記三相ｉｉＬ １１１７の
そｔぞれの位相との間のそれぞれの差に対する代数１１
１４定めるとともに、互いに異なり、かつＩ”ｉ１ＪＭ
ピ、ろ波された信号の一つの位相と前記三相続した電気
信号を個々に生成する手段と、前記浴に対して前記電極
を移動させる三つの独立した移動手段と５ 、ｙ ９− ’ ；；身″“′−１
＋」芋義−前記三つの電気アークの天井適長が所望の長
さに等しくなるまで前記浴に対して三本の電極全すべて
移動させるように前占ピ第一の連続した電気信号全前記
三つの独立した移動手段に供給する手段と、 ある一つの位相の電極全同一位相に対して生成された前
記第二の電気信号にまり調値勇よひその電気アークの長
はか、他の電極の′−４気アークの長さ、従って前記三
つの電気アークのノツ「宅の共適長に等しくなるまで、
前記浴に対して他の電極とは別個にある一つの位相の電
極を移動さぐるように、λ 個々に生成された三つの前＠ｔ： 第７の連続しグて′
電気信号を、アーク炉の前記三本の？ｉｉ極とそれぞれ
関連した前記三つの移動装置に供給する手段と、全具備
したこと全特徴とする。
以下、図面に基づいて本発明の詳細な説明する。
上述したように、アークによって発生する音響信号がア
ーク柱の長さの開動であシ、従って、アーク発生機械の
作動中にアークによって発生する習性１６号の振幅’ｃ
ｔＲ１１定し、ぼた、そのように検出され／２− ｉ
Ａ乞を剛いて、アークがその間で形成さ扛るＨＵＢ旧の
うち少なくともいずれか一方の部材全監視すおことによ
り、アーク柱の長石、すなわち、積極面ｅこ作動゛Ｊる
アーク発生機械の基本的バラメークでイと）るアーク柱
の長さを容易に制御できるという知見に基ついて本発明
（ｌユなされた。
ーク柱の長さの開動であシ、従って、アーク発生機械の
作動中にアークによって発生する習性１６号の振幅’ｃ
ｔＲ１１定し、ぼた、そのように検出され／２− ｉ
Ａ乞を剛いて、アークがその間で形成さ扛るＨＵＢ旧の
うち少なくともいずれか一方の部材全監視すおことによ
り、アーク柱の長石、すなわち、積極面ｅこ作動゛Ｊる
アーク発生機械の基本的バラメークでイと）るアーク柱
の長さを容易に制御できるという知見に基ついて本発明
（ｌユなされた。
りｚｌ［ン：Ｇこ本ヴも１（４の一実施例である三相電
流アーク炉の構成音７Ｆす。第１図を参照するに、三相
電流アーク炉ｈ、一般に縦索で作られた、ｍ３上にホ面
に延在１−る３木の′電極２．２′及び２“會有し、そ
の浴３は、３本の′亀イタ２．２′及び２″と浴３との
ＩＥＥｉで元止する３つのアーク１．１′及び１“の共
Ｍ（％接地として両〈。この化アーク炉には勿論三相交
流屯６１ｔ１１か供給され、各電極２．２′及び２″ｉ
Ｊ： ’ｔＭ流Ｑ）ひと−ノの相と関連している。供給
する電流の周波数１６０Ｈ２と仮定すると、各アーク１
．１′及び１“が周波数１２０ Ｈｚの音響信号を発生
し、その信号のある位相が、他の２つの電気アークによ
り発生される信号の位相に対して１２０度だけずれる。
流アーク炉の構成音７Ｆす。第１図を参照するに、三相
電流アーク炉ｈ、一般に縦索で作られた、ｍ３上にホ面
に延在１−る３木の′電極２．２′及び２“會有し、そ
の浴３は、３本の′亀イタ２．２′及び２″と浴３との
ＩＥＥｉで元止する３つのアーク１．１′及び１“の共
Ｍ（％接地として両〈。この化アーク炉には勿論三相交
流屯６１ｔ１１か供給され、各電極２．２′及び２″ｉ
Ｊ： ’ｔＭ流Ｑ）ひと−ノの相と関連している。供給
する電流の周波数１６０Ｈ２と仮定すると、各アーク１
．１′及び１“が周波数１２０ Ｈｚの音響信号を発生
し、その信号のある位相が、他の２つの電気アークによ
り発生される信号の位相に対して１２０度だけずれる。
各音響信号が周波に文１２０ Ｈｚであるという子実は
、次のことに性行す（Ｌば゛と；易（・て理解できる。
、次のことに性行す（Ｌば゛と；易（・て理解できる。
すなわち、交流亀ＩＡ【の谷半周ｌＩｌ毎に各゛アーク
が圧縮波を形成し、亜流の振幅か定へしたように一定で
あるので、その圧βを波の傭幅が、アーク電圧すなわち
アーク長の関数としてのみ変化する。このように、音晴
侶号は、交ＩＡｔ ′ｔ６１Ａ）の〆倍の周波＊ＶＣ対
応した周波数と、立蝉彼の振幅のように、アーク電比す
なわちアーク長によってのみ変化する振幅ｒ１−る。
が圧縮波を形成し、亜流の振幅か定へしたように一定で
あるので、その圧βを波の傭幅が、アーク電圧すなわち
アーク長の関数としてのみ変化する。このように、音晴
侶号は、交ＩＡｔ ′ｔ６１Ａ）の〆倍の周波＊ＶＣ対
応した周波数と、立蝉彼の振幅のように、アーク電比す
なわちアーク長によってのみ変化する振幅ｒ１−る。
谷電極２．２′及び２″と浴３との１８３に形成される
アーク長髪制御するため、３本の′電極２．２′及び２
″ からほぼ等距離Ｖこなるように府３の」二方にマイ
クロッ討ン４を置く８硯かりゐ。このマイクロフォン４
により検出された音ｉ％’（１６号を、ワイヤ５を介し
て制御回路６に伝送する。
アーク長髪制御するため、３本の′電極２．２′及び２
″ からほぼ等距離Ｖこなるように府３の」二方にマイ
クロッ討ン４を置く８硯かりゐ。このマイクロフォン４
により検出された音ｉ％’（１６号を、ワイヤ５を介し
て制御回路６に伝送する。
制御回路６の詳細例全第２ン１（に示す。
制御回路６は、１２０ Ｈｚ の周波数で音響信号を
ろ波するフィルタ２４，３６０ Ｈｚ の周波数で音
勧信＋５１ろ敦するフィルタ２１、およびフィルタ２４
からのイｖ匙か供給源れるフェーズコン／・レータ２５
、フィルタ２１からの信号が供給されるアンフリナユー
ドコンバレータ２３と１肩する。制御回路６では、フィ
ルタ２４に↓す、伝送δれてさた廿壱ｉム＋−Ｊ會１２
０ Ｒｚ の周波数でろ波する。
ろ波するフィルタ２４，３６０ Ｈｚ の周波数で音
勧信＋５１ろ敦するフィルタ２１、およびフィルタ２４
からのイｖ匙か供給源れるフェーズコン／・レータ２５
、フィルタ２１からの信号が供給されるアンフリナユー
ドコンバレータ２３と１肩する。制御回路６では、フィ
ルタ２４に↓す、伝送δれてさた廿壱ｉム＋−Ｊ會１２
０ Ｒｚ の周波数でろ波する。
逝′帛の作動では、アーク１−１′及び１″の長さが同
一てあり、Ｌ ２０ Ｈ１の周波数で検出さｒした音響
化−らの３′）ｔ／、１成分が同一であり、かつ、これ
らの３つの成分かでれ七ｎ立いに１２０度７しけずれで
いる時シＣ５これらのイｕ ｉＪ、苓に等しい、フィル
タ２４により１２０Ｈｚでろ波された１１号が零でない
時には、少なくとも３つのアークのいずれか１つが他の
１−りと同一長ではないことｔ意味している。更に、各
成分の旨＃１Ｂ号のｇｉ芒が各アーク長の関数であｔし
は、周波ｊ１１．１２０Ｈｚの音響信号の成分量の差が
旨い時には、各電極２．２′ 及び２″の二−りのアー
ク長の間における差が大きいということは明らがである
。
一てあり、Ｌ ２０ Ｈ１の周波数で検出さｒした音響
化−らの３′）ｔ／、１成分が同一であり、かつ、これ
らの３つの成分かでれ七ｎ立いに１２０度７しけずれで
いる時シＣ５これらのイｕ ｉＪ、苓に等しい、フィル
タ２４により１２０Ｈｚでろ波された１１号が零でない
時には、少なくとも３つのアークのいずれか１つが他の
１−りと同一長ではないことｔ意味している。更に、各
成分の旨＃１Ｂ号のｇｉ芒が各アーク長の関数であｔし
は、周波ｊ１１．１２０Ｈｚの音響信号の成分量の差が
旨い時には、各電極２．２′ 及び２″の二−りのアー
ク長の間における差が大きいということは明らがである
。
どのアークが他のアークに関して異った長さであるかを
決定するため、フィルタ２４により１２０Ｈｚ でろ波
された信号をフェーズコンパレータ２５に供給する。そ
のコンパレータは３つのゲート２６．２６′及び２６″
ｉ有し、１２０Ｈｚ でろ波された音響信号の位相全三
相電流１１の各位相と比較する。各ゲート２６，２６’
及び２６″は、ろ波された信号の位相と三相電流の各位
相との差としての代数値である信号を形成する。３つの
ローパスフィルタ２７．２７′及び２７″がこれ、ら信
号全党は取シ、それぞれ３つの４＠した別個の′電気信
号を得る。これら３つの′電気信号は、それぞれ、ろ波
された信号の位相と三相隠流の各位相との差としての代
数値の関数である。−例として、電極２と浴３との間で
発生するアーク１が短がすきるものとすれば、電極２に
おける相の１２０Ｈｚの成分は減少し、フィルタ２４は
アーク長の変化に比例した信号を出し、その位相ば′電
極２の位相に対して１８０度だけずれる。次いで、その
ようにして位相がずれた信号は３つのゲート２６．２６
′及び２６″に供給され、各ゲート２６．２６′及び２
６″はローパスフィルタ２７．２７′及び２７″ で
それぞれ整流される送気信号を各々出力する。上述のよ
うに電極２と浴３との間のアーク１の長さが短かすさ゛
るとすれは、フィルタ２７によって伝送さ扛た遅幌イ６
号は負であり、一方フィルタ２７′及び２７“により伝
送された信号は正でアル。フェーズコンパレータ２５に
よって得られる３つの止及び負の侶号會、次いで、各ワ
イヤ７．７′及び７″によって個々に３つの装置８．８
′及び８″に伝送する。こｉｔら装置８．８′及び８″
は、互いに独立しているが、そ扛それ炉の３つの電極２
．２′及び２″と関連し、電＄ｉ２．２′及び２″を移
動させる。
決定するため、フィルタ２４により１２０Ｈｚ でろ波
された信号をフェーズコンパレータ２５に供給する。そ
のコンパレータは３つのゲート２６．２６′及び２６″
ｉ有し、１２０Ｈｚ でろ波された音響信号の位相全三
相電流１１の各位相と比較する。各ゲート２６，２６’
及び２６″は、ろ波された信号の位相と三相電流の各位
相との差としての代数値である信号を形成する。３つの
ローパスフィルタ２７．２７′及び２７″がこれ、ら信
号全党は取シ、それぞれ３つの４＠した別個の′電気信
号を得る。これら３つの′電気信号は、それぞれ、ろ波
された信号の位相と三相隠流の各位相との差としての代
数値の関数である。−例として、電極２と浴３との間で
発生するアーク１が短がすきるものとすれば、電極２に
おける相の１２０Ｈｚの成分は減少し、フィルタ２４は
アーク長の変化に比例した信号を出し、その位相ば′電
極２の位相に対して１８０度だけずれる。次いで、その
ようにして位相がずれた信号は３つのゲート２６．２６
′及び２６″に供給され、各ゲート２６．２６′及び２
６″はローパスフィルタ２７．２７′及び２７″ で
それぞれ整流される送気信号を各々出力する。上述のよ
うに電極２と浴３との間のアーク１の長さが短かすさ゛
るとすれは、フィルタ２７によって伝送さ扛た遅幌イ６
号は負であり、一方フィルタ２７′及び２７“により伝
送された信号は正でアル。フェーズコンパレータ２５に
よって得られる３つの止及び負の侶号會、次いで、各ワ
イヤ７．７′及び７″によって個々に３つの装置８．８
′及び８″に伝送する。こｉｔら装置８．８′及び８″
は、互いに独立しているが、そ扛それ炉の３つの電極２
．２′及び２″と関連し、電＄ｉ２．２′及び２″を移
動させる。
容易Ｖこ月Ｊ１怖できるように、アーク長が再び互いに
等しくなるまで、電極を相互に関連させて独立に移’Ｊ
ｉｂさぜるため、ある位相の電流が供給された＠極と浴
とにより発生したアークの長さが他のアークの長さど異
なると、ｌはちに、１２０Ｈｚでろ波された音響信号が
、コンパ・レータ２５を介して３つの装置８．８′及び
８″ヲ自動的に動作させる。
等しくなるまで、電極を相互に関連させて独立に移’Ｊ
ｉｂさぜるため、ある位相の電流が供給された＠極と浴
とにより発生したアークの長さが他のアークの長さど異
なると、ｌはちに、１２０Ｈｚでろ波された音響信号が
、コンパ・レータ２５を介して３つの装置８．８′及び
８″ヲ自動的に動作させる。
第１図に示すアーク炉の３本のアーク１．１′及び１″
の所望の共適長の制御を確火にするため、マイクロフォ
ン４により検出された音響信号を基本周波数でろ波する
。もし、３本のアークが同一長であれば、基本周波数は
三相電流の周波蘇の６倍に等しい。すなわち、３６０Ｈ
ｚである。この周波数で検出された４８号は、都火、３
本の電極２゜２′及び２″と浴３との間に形成されたア
ークにより出力された三相イぽ号の和と寺しい。
の所望の共適長の制御を確火にするため、マイクロフォ
ン４により検出された音響信号を基本周波数でろ波する
。もし、３本のアークが同一長であれば、基本周波数は
三相電流の周波蘇の６倍に等しい。すなわち、３６０Ｈ
ｚである。この周波数で検出された４８号は、都火、３
本の電極２゜２′及び２″と浴３との間に形成されたア
ークにより出力された三相イぽ号の和と寺しい。
イルタ２１でろ波し、そのようにつ波された１８号をコ
ンパレータ２３に供給スる。コンパｖ−ｐ２３では、そ
のようにしてろ波された３６０Ｈｚのりナユードコンハ
ｌ、／−夕２３は、フィルタ２１により３６０Ｈｚでろ
波され／こ信号と基４伯号２２との開の差の、代数値全
決宥し、及びこの代数値に比例する連続電気信号を得る
。３本のアークの実際の共適長が助望の値になるまで、
３本の電極２．２′及び２″を浴３に関して全て移動さ
せるために、次いで、この連続電気信号を、３つの装置
８．８′及び８″に四幌１に供給する。
ンパレータ２３に供給スる。コンパｖ−ｐ２３では、そ
のようにしてろ波された３６０Ｈｚのりナユードコンハ
ｌ、／−夕２３は、フィルタ２１により３６０Ｈｚでろ
波され／こ信号と基４伯号２２との開の差の、代数値全
決宥し、及びこの代数値に比例する連続電気信号を得る
。３本のアークの実際の共適長が助望の値になるまで、
３本の電極２．２′及び２″を浴３に関して全て移動さ
せるために、次いで、この連続電気信号を、３つの装置
８．８′及び８″に四幌１に供給する。
従って、本発明の実施例装置により、炉の３本のアーク
の共適長を所望の長さに一致させるばかりでなく、他の
アーク長に関して各アーク長全非常に使易にｆａ制御す
ることができ、そのような補正は今捷で明らか１０行な
われていなかったということか理解でンる。更に、この
ような装置により、例えは、Ｔ壁の面ｊ火材が損傷した
ときには、浴の代りにそのルーＪ壁と電極との間に形成
もれたアークをすぐに検出できる。この場合、音尋佃号
が本質的に変化し、すぐに制＠」装置がアーク長を修正
するようにする。
の共適長を所望の長さに一致させるばかりでなく、他の
アーク長に関して各アーク長全非常に使易にｆａ制御す
ることができ、そのような補正は今捷で明らか１０行な
われていなかったということか理解でンる。更に、この
ような装置により、例えは、Ｔ壁の面ｊ火材が損傷した
ときには、浴の代りにそのルーＪ壁と電極との間に形成
もれたアークをすぐに検出できる。この場合、音尋佃号
が本質的に変化し、すぐに制＠」装置がアーク長を修正
するようにする。
以上説明したように本発明によれは、三つの電極と浴と
の間のアークから発生する音響信号全基本周波数の２倍
の周波数でろ波して得た信号に基づいて各アーク間相互
のアー・り長の差を是正するとともに、音響信号を基本
周波数の６倍の周波数でろ波して得た信号に基づいて谷
アーク長が所望のアーク長となるようにしたので、子反
鴫独なり１算を実行したり、測定が不正ｉｕｌとなるＴ
ｊｊ ）ｆ ｌ４下Ｖこよυアーク長を制御する必要が
なくなシ、４しので正確や・つ迅速なアーク長ｆｔｆｌ
ｊ御が―」籠となる。
の間のアークから発生する音響信号全基本周波数の２倍
の周波数でろ波して得た信号に基づいて各アーク間相互
のアー・り長の差を是正するとともに、音響信号を基本
周波数の６倍の周波数でろ波して得た信号に基づいて谷
アーク長が所望のアーク長となるようにしたので、子反
鴫独なり１算を実行したり、測定が不正ｉｕｌとなるＴ
ｊｊ ）ｆ ｌ４下Ｖこよυアーク長を制御する必要が
なくなシ、４しので正確や・つ迅速なアーク長ｆｔｆｌ
ｊ御が―」籠となる。
第１図は不発明装置の一実施世」ケ示フ似帖偽成図、第
２図はその面制御回路の詳細例を示すノロツク図である
。 ■、１′、１″・・・アーク、２．２１ 、２７７・・
・電極、４・・マイクロフォン、６・・・面］御回路、
８・・・移鯛装ｆｔ、２１，２４・・・フィルタ、２３
・・アンノ′リテユートコンバレータ、２５・・・フェ
ーズコンパレータ。 代理人 鵜 沼 辰 ｌ （ほか−７名シ
２図はその面制御回路の詳細例を示すノロツク図である
。 ■、１′、１″・・・アーク、２．２１ 、２７７・・
・電極、４・・マイクロフォン、６・・・面］御回路、
８・・・移鯛装ｆｔ、２１，２４・・・フィルタ、２３
・・アンノ′リテユートコンバレータ、２５・・・フェ
ーズコンパレータ。 代理人 鵜 沼 辰 ｌ （ほか−７名シ
Claims (1)
- （１）三相電流アーク炉の三本の電極と浴との間で発生
する三つの電気アークの長さのそれぞれを同時に制御す
る装置において、 ＠記三本の電極から等距離の位置で、前記圧つの電気ア
ークによって発生する音響信号を検出する手段と、 そのようにして検出された音響信号音、前記三相電流の
基本周波数の６倍の第１の周波数でろ波する手段と、 前記検出された音響信号音、前記三相電流の基本周波数
の２倍の第２の周波数でろ波する手段と、前記第１の周
波数でろ波された音響信号の振幅を、前記電気アークの
所望の長さに対応した可調整基準振幅と比較して、その
比較結果である差の代数値會定めるとともに、当該代数
値に比例した／ 第７の連続した電気信号を定める手段と、前記第Ｘの周
波数でろ波された音響信号の一つの位相金、前記三相電
流のそれぞれの位相と比較して、ろ波された音響信号の
一つの位相と、前記三相電流のそれぞれの位相との間の
差に対する代数値を定めるとともに、互いに異なり、か
つ前記ろ波された信号の一つの位相と前記三相電流の三
つの位相との間のそれぞれの差に対する三つの代数値に
それぞれ比例した三つの第２の連続した電気信号金儲々
に生成する手段と、 前記−浴に対して前記電極全移動させる三つの独立した
移動手段と、 前記圧つの電気アークの実共通長が所望の長さに等しく
なるまで前記浴に対して三本の電極全すべて移動させる
よりに前記第１の連続した電気信号を前記圧つの独立し
た移動手段に同時に供給する手段と、 ある一つの位相の電極を同一位相に対して生成された前
記第２の電気信号によ＃）調整し、およびその電気アー
クの長さが、他の電極の電気アークの長さ、従って前記
圧つの電気アークの所望の共適長に等しくなるまで、前
記浴に対して他の電極とは別個にある一つの位相の電極
全移動させるように、個々に生成された三つの前記第ｆ
の連続した電気信号孕、アーク炉の前記三本の電極とそ
れぞれ関連した前記三つの移動装置に供給する手段と、
を具備したこと全特徴とするアーク炉のアーク長制御装
置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CA377808 | 1981-05-19 | ||
| CA000377808A CA1154813A (fr) | 1981-05-19 | 1981-05-19 | Mesure et controle acoustique de la longueur d'un arc electrique |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59205189A true JPS59205189A (ja) | 1984-11-20 |
| JPH0341757B2 JPH0341757B2 (ja) | 1991-06-25 |
Family
ID=4119980
Family Applications (4)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57084694A Granted JPS57209777A (en) | 1981-05-19 | 1982-05-19 | Method and device for controlling length of electric arc in arc generator |
| JP59067306A Granted JPS59205189A (ja) | 1981-05-19 | 1984-04-04 | ア−ク炉のア−ク長制御装置 |
| JP59067307A Granted JPS59206162A (ja) | 1981-05-19 | 1984-04-04 | ア−ク溶接機のア−ク長制御装置 |
| JP59067308A Granted JPS59206163A (ja) | 1981-05-19 | 1984-04-04 | ア−ク溶接機のア−ク長制御装置 |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57084694A Granted JPS57209777A (en) | 1981-05-19 | 1982-05-19 | Method and device for controlling length of electric arc in arc generator |
Family Applications After (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59067307A Granted JPS59206162A (ja) | 1981-05-19 | 1984-04-04 | ア−ク溶接機のア−ク長制御装置 |
| JP59067308A Granted JPS59206163A (ja) | 1981-05-19 | 1984-04-04 | ア−ク溶接機のア−ク長制御装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4435631A (ja) |
| EP (1) | EP0066502B1 (ja) |
| JP (4) | JPS57209777A (ja) |
| AT (1) | ATE19173T1 (ja) |
| CA (1) | CA1154813A (ja) |
| DE (1) | DE3270367D1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012207904A (ja) * | 2011-03-17 | 2012-10-25 | Daido Steel Co Ltd | アーク炉の溶解状態判定装置 |
| JP2013170748A (ja) * | 2012-02-21 | 2013-09-02 | Daido Steel Co Ltd | アーク炉の溶解状態判定装置 |
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| JP2828985B2 (ja) * | 1988-03-18 | 1998-11-25 | 株式会社日立製作所 | アーク長検出装置，アーク長検出方法，トーチ高さ制御装置，トーチ高さ制御方法，自動溶接装置並びに自動溶接方法 |
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| US4093844A (en) * | 1976-09-14 | 1978-06-06 | Arcair Company | Arc length measurement and control by optical scanning |
-
1981
- 1981-05-19 CA CA000377808A patent/CA1154813A/fr not_active Expired
- 1981-12-15 US US06/331,242 patent/US4435631A/en not_active Expired - Fee Related
-
1982
- 1982-05-17 EP EP82400917A patent/EP0066502B1/fr not_active Expired
- 1982-05-17 AT AT82400917T patent/ATE19173T1/de not_active IP Right Cessation
- 1982-05-17 DE DE8282400917T patent/DE3270367D1/de not_active Expired
- 1982-05-19 JP JP57084694A patent/JPS57209777A/ja active Granted
-
1984
- 1984-04-04 JP JP59067306A patent/JPS59205189A/ja active Granted
- 1984-04-04 JP JP59067307A patent/JPS59206162A/ja active Granted
- 1984-04-04 JP JP59067308A patent/JPS59206163A/ja active Granted
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| EP0066502A1 (fr) | 1982-12-08 |
| JPS59206162A (ja) | 1984-11-21 |
| JPH039829B2 (ja) | 1991-02-12 |
| JPH0157994B2 (ja) | 1989-12-08 |
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| JPH0341757B2 (ja) | 1991-06-25 |
| EP0066502B1 (fr) | 1986-04-09 |
| ATE19173T1 (de) | 1986-04-15 |
| CA1154813A (fr) | 1983-10-04 |
| JPS59206163A (ja) | 1984-11-21 |
| JPH039828B2 (ja) | 1991-02-12 |
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