JPS61216859A - ア−ク溶接用電源 - Google Patents
ア−ク溶接用電源Info
- Publication number
- JPS61216859A JPS61216859A JP5433585A JP5433585A JPS61216859A JP S61216859 A JPS61216859 A JP S61216859A JP 5433585 A JP5433585 A JP 5433585A JP 5433585 A JP5433585 A JP 5433585A JP S61216859 A JPS61216859 A JP S61216859A
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- inverter
- voltage
- peak
- signal
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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】
〔発明の利用、分野〕
本発明は、インバータを用いて溶接トランス−次側で出
力を制御するほぼ定電圧特性のアーク溶接用電源に関す
る。
力を制御するほぼ定電圧特性のアーク溶接用電源に関す
る。
商用電源からの交流入力をいったん直流に変換し、これ
をトランジスタ等のスイッチング素子で構成されたイン
バータにより商用周波数よりも高い周波数の交流に変換
して溶接トランスに印加するインバータ制御形のアーク
溶接用電源は、インバータの出力周波数を高くすること
により、溶接トランスを小型化できて装置の小型軽量化
が可能であり、またインバータによる出力制御の高速応
答性から溶接性能の向上も期待できる。
をトランジスタ等のスイッチング素子で構成されたイン
バータにより商用周波数よりも高い周波数の交流に変換
して溶接トランスに印加するインバータ制御形のアーク
溶接用電源は、インバータの出力周波数を高くすること
により、溶接トランスを小型化できて装置の小型軽量化
が可能であり、またインバータによる出力制御の高速応
答性から溶接性能の向上も期待できる。
このようなインバータ制御形アーク溶接用電源の従来例
を第３図に示す。
を第３図に示す。
溶接用電源の主回路は、商用電源からの交流入力を直流
に変換する整流回路１と、コンデンサやリアクタで構成
された平滑回路２と、直流を高周波交流（例えば４０
ｋＨｚ）に変換する。パイポーラトランジスタやＦＥＴ
などのスイッチング素子で構成されたインバータ３と、
インバータ出力が印加される溶接トランス４と、溶接ト
ランスの二次出力を再度直流に変換する整流回路５と、
平滑用リアクタ６とからなり、リアクタ６で平滑化され
た直流出力を００２アーク溶接などの溶接負荷７に供給
する。
に変換する整流回路１と、コンデンサやリアクタで構成
された平滑回路２と、直流を高周波交流（例えば４０
ｋＨｚ）に変換する。パイポーラトランジスタやＦＥＴ
などのスイッチング素子で構成されたインバータ３と、
インバータ出力が印加される溶接トランス４と、溶接ト
ランスの二次出力を再度直流に変換する整流回路５と、
平滑用リアクタ６とからなり、リアクタ６で平滑化され
た直流出力を００２アーク溶接などの溶接負荷７に供給
する。
電源電圧変動などの外乱に対して溶接機出力電圧（平均
値）を一定に保つため、フィードバック回路８で溶接機
出力電圧をＣ，Ｒ等の素子を用いて平滑化してフィード
バック信号とし、この信号と出力電圧設定回路９からの
目標値信号との差信号を誤差増幅器ｌＯで増幅し、この
増幅された差信号をパルス幅制御回路１１で鋸歯状波と
比較して得たパルス信号によりインバータ３のスイッチ
ング素子を駆動し、導通時間比ｔｏＮ／Ｔを制御するこ
とにより、溶接用電源の外部出力特性がほぼ定電圧特性
となるようにしている。
値）を一定に保つため、フィードバック回路８で溶接機
出力電圧をＣ，Ｒ等の素子を用いて平滑化してフィード
バック信号とし、この信号と出力電圧設定回路９からの
目標値信号との差信号を誤差増幅器ｌＯで増幅し、この
増幅された差信号をパルス幅制御回路１１で鋸歯状波と
比較して得たパルス信号によりインバータ３のスイッチ
ング素子を駆動し、導通時間比ｔｏＮ／Ｔを制御するこ
とにより、溶接用電源の外部出力特性がほぼ定電圧特性
となるようにしている。
このような構成により、静的には十分出力の補償ができ
る。しかし、ＣＯ，アーク溶接などの負荷時には、短絡
とアークとが１００回／秒程度の周期で繰り返し発生し
、これに伴って溶接機出力電圧（アーク電圧）が変化す
るため、この出力電圧を平滑化してフィードバック信号
とするには短絡周期以上の時定数を持つ遅れ要素が必要
で、インバータのスイッチング周波数を高シしてもその
高速応答性を生かせず、外乱に対して十分高速で追従で
きないことからアークが不安定になりやすかった。
る。しかし、ＣＯ，アーク溶接などの負荷時には、短絡
とアークとが１００回／秒程度の周期で繰り返し発生し
、これに伴って溶接機出力電圧（アーク電圧）が変化す
るため、この出力電圧を平滑化してフィードバック信号
とするには短絡周期以上の時定数を持つ遅れ要素が必要
で、インバータのスイッチング周波数を高シしてもその
高速応答性を生かせず、外乱に対して十分高速で追従で
きないことからアークが不安定になりやすかった。
本発明の目的は、インバータの高速応答性を生かした出
力補償を行なうことにより、アークの安定性を向上させ
たアーク溶接用電源を提供することにある。
力補償を行なうことにより、アークの安定性を向上させ
たアーク溶接用電源を提供することにある。
溶接トランスの一次側にインバータを備え、二次側に整
流回路と平滑用リアクタを有するアーク溶接用電源にお
いて、溶接機出力電圧の平均値Ｖ ａｖａは、溶接トラ
ンスの二次電圧またはそれを整流した平滑化される前の
直流電圧のピーク値をＶｐ、インバータのスイッチング
周期をＴ、導通時間をｔＯＮとすると、 で表わされる。ここで、例えば電源電圧変動によリイン
バータの入力電圧が１．１倍になったとすると、上記ピ
ーク電圧Ｖｐも１．１倍になるので、溶接機出力電圧の
平均値Ｖ ａｖａを一定に保つには、としなければなら
ない。すなわち、インバータ導通時間比ｔｏｎ／Ｔを上
記ピーク電圧Ｖｐの変化率に反比例して変化させれば、
出力電圧の平均値■□。は一定となる。
流回路と平滑用リアクタを有するアーク溶接用電源にお
いて、溶接機出力電圧の平均値Ｖ ａｖａは、溶接トラ
ンスの二次電圧またはそれを整流した平滑化される前の
直流電圧のピーク値をＶｐ、インバータのスイッチング
周期をＴ、導通時間をｔＯＮとすると、 で表わされる。ここで、例えば電源電圧変動によリイン
バータの入力電圧が１．１倍になったとすると、上記ピ
ーク電圧Ｖｐも１．１倍になるので、溶接機出力電圧の
平均値Ｖ ａｖａを一定に保つには、としなければなら
ない。すなわち、インバータ導通時間比ｔｏｎ／Ｔを上
記ピーク電圧Ｖｐの変化率に反比例して変化させれば、
出力電圧の平均値■□。は一定となる。
このようにすると、従来１００回／秒程度の周期で変化
する出力電圧波形を平滑化するのに要していた時定数の
大きな遅れ要素を、インバータ出方周波数（例えば４０
ｋＨｚ）の信号波形を平滑化できる程度の時定数の小
さな遅れ要素に代えることができるので、従来できなか
った高速応答が可能となる。
する出力電圧波形を平滑化するのに要していた時定数の
大きな遅れ要素を、インバータ出方周波数（例えば４０
ｋＨｚ）の信号波形を平滑化できる程度の時定数の小
さな遅れ要素に代えることができるので、従来できなか
った高速応答が可能となる。
本発明はこのような観点から、溶接トランスまたは二次
側整流回路から出力されるピーク電圧Ｖｐを検出する第
１の手段と、上記した溶接機出力電圧の平均値Ｖ ａｖ
ａと上記ピーク電圧Ｖｐおよびインバータ導通時間比ｔ
□Ｈ／Ｔの相関関係に基づき、溶接機出力電圧の平均値
ｗ ａｖｅが所定値となるように第１の手段により検出
された上記ピーク電圧Ｖｐに応じてインバータ導通時間
比ｔＯＮ／Ｔを制御する第２の手段とを用いて出力補償
を行なうものである。
側整流回路から出力されるピーク電圧Ｖｐを検出する第
１の手段と、上記した溶接機出力電圧の平均値Ｖ ａｖ
ａと上記ピーク電圧Ｖｐおよびインバータ導通時間比ｔ
□Ｈ／Ｔの相関関係に基づき、溶接機出力電圧の平均値
ｗ ａｖｅが所定値となるように第１の手段により検出
された上記ピーク電圧Ｖｐに応じてインバータ導通時間
比ｔＯＮ／Ｔを制御する第２の手段とを用いて出力補償
を行なうものである。
（発明の実施例〕
以下、本発明の実施例を第１図、第２図により説明する
。
。
第１図、第２図において、主回路構成要素１〜７は従来
例と同一であり、説明を省略する。
例と同一であり、説明を省略する。
第１図の実施例は、前記第１の手段としてピークホール
ド回路１２を用い１割り算器１３、出力電圧設定回路１
４、誤差増幅器１５およびパルス幅制御回路１６で前記
第２の手段を構成したもので、各部の動作は次の通りで
ある。
ド回路１２を用い１割り算器１３、出力電圧設定回路１
４、誤差増幅器１５およびパルス幅制御回路１６で前記
第２の手段を構成したもので、各部の動作は次の通りで
ある。
ピークホールド回路１２は、ダイオードＤとコンデンサ
Ｃ１により溶接トランス４の二次電圧のピーク値Ｖｐを
検出し、エンベロープ信号として割り算器１３に加える
。割り算器１３では、パルス幅制御回路１６からのパル
ス信号を受けて動作するスイッチング素子Ｓによりピー
クホールド回路１２からの信号をインバータ３と同じ導
通時間比ｔｏＮ／”Ｔで断続し、コンデンサＣ８で平滑
化した信号をフィードバック信号として誤差増幅器１５
に加える。
Ｃ１により溶接トランス４の二次電圧のピーク値Ｖｐを
検出し、エンベロープ信号として割り算器１３に加える
。割り算器１３では、パルス幅制御回路１６からのパル
ス信号を受けて動作するスイッチング素子Ｓによりピー
クホールド回路１２からの信号をインバータ３と同じ導
通時間比ｔｏＮ／”Ｔで断続し、コンデンサＣ８で平滑
化した信号をフィードバック信号として誤差増幅器１５
に加える。
このフィードバック信号は（ｔ ＯＮ ／ Ｔ）Ｖｐ、
すなわち溶接機出力電圧の平均値ｖ０゜に比例した電圧
レベルを持っているので、これと出力電圧設定器１４か
らの目標値信号との差信号を誤差増幅器１５で増幅し、
この増幅された差信号をパルス幅制御回路１６で鋸歯状
波と比較して得たパルス信号によりインバータ３のスイ
ッチング素子を駆動し、ピークホールド回路１２で検出
されたピーク電圧Ｖｐの変化率に反比例してインバータ
３の導通時間比ｔｏＮ／Ｔを変化させるようにすれば、
前記説明から明らかなように溶接機出力電圧の平均値ｖ
ａｖｅを所定値に制御することができる。
すなわち溶接機出力電圧の平均値ｖ０゜に比例した電圧
レベルを持っているので、これと出力電圧設定器１４か
らの目標値信号との差信号を誤差増幅器１５で増幅し、
この増幅された差信号をパルス幅制御回路１６で鋸歯状
波と比較して得たパルス信号によりインバータ３のスイ
ッチング素子を駆動し、ピークホールド回路１２で検出
されたピーク電圧Ｖｐの変化率に反比例してインバータ
３の導通時間比ｔｏＮ／Ｔを変化させるようにすれば、
前記説明から明らかなように溶接機出力電圧の平均値ｖ
ａｖｅを所定値に制御することができる。
第２図の実施例は、第・１図と同様のピークホールド回
路１２を前記第１の手段として用い、インピーダンス変
換器１７．出力電圧設定回路１８およびパルス幅制御回
路１９により前記第２の手段を構成したもので、溶接ト
ランス４の二次電圧のピーク値Ｖｐをピークホールド回
路１２で検出し、そのエンベロープ信号をインピーダン
ス変換器１７を介して出力電圧設定回路１８に加え、可
変抵抗ＶＲにより分圧した信号をパルス幅制御回路１９
で鋸歯状波と比較してパルス信号を作り、このパルス信
号でインバータ３のスイッチング素子を駆動することに
より、ピークホールド回路１２で検出されたピーク電圧
ＶＰの変化率に反比例してインバータ３の導通時間比ｔ
ｏＮ／Ｔを変化させるようにしている。
路１２を前記第１の手段として用い、インピーダンス変
換器１７．出力電圧設定回路１８およびパルス幅制御回
路１９により前記第２の手段を構成したもので、溶接ト
ランス４の二次電圧のピーク値Ｖｐをピークホールド回
路１２で検出し、そのエンベロープ信号をインピーダン
ス変換器１７を介して出力電圧設定回路１８に加え、可
変抵抗ＶＲにより分圧した信号をパルス幅制御回路１９
で鋸歯状波と比較してパルス信号を作り、このパルス信
号でインバータ３のスイッチング素子を駆動することに
より、ピークホールド回路１２で検出されたピーク電圧
ＶＰの変化率に反比例してインバータ３の導通時間比ｔ
ｏＮ／Ｔを変化させるようにしている。
これは、第１図の実施例で行なっているような閉ループ
制御ではないが、前記した溶接機出方電圧の平均値Ｖ
ａｖｅとピーク電圧ＶＰおよびインバータ導通時間比ｔ
ｏＮ／Ｔの相関関係に基づき、溶接機出力電圧の平均値
Ｖ ａ ｖ ａが所定値になるように検出されたピーク
電圧Ｖｐに応じてインバータ導通時間比ｔａＮ／Ｔを制
御しているので、電源電圧変動やインバータ、トランス
等の内部電圧降下に対して出力電圧（平均値）を一定に
保つ出力補償ができる点は第・１図の実施例と同様であ
る。
制御ではないが、前記した溶接機出方電圧の平均値Ｖ
ａｖｅとピーク電圧ＶＰおよびインバータ導通時間比ｔ
ｏＮ／Ｔの相関関係に基づき、溶接機出力電圧の平均値
Ｖ ａ ｖ ａが所定値になるように検出されたピーク
電圧Ｖｐに応じてインバータ導通時間比ｔａＮ／Ｔを制
御しているので、電源電圧変動やインバータ、トランス
等の内部電圧降下に対して出力電圧（平均値）を一定に
保つ出力補償ができる点は第・１図の実施例と同様であ
る。
第１図、第２図ではピーク電圧を溶接トランス４の二次
側からとっているが、整流回路５の出力側からとっても
よい。
側からとっているが、整流回路５の出力側からとっても
よい。
本発明によれば、制御系の遅れ要素（第１図、第２図の
ＣいＣ２等）はインバータ出力周波数の信号波形を平滑
化できる程度の時定数の小さなものでよいため、電源電
圧変動などの外乱に対して十分な高速追従性を持った出
力補償ができ、その結果、第３図の従来方式に比べてア
ークの安定性が向上し、良好な溶接結果を得ることがで
きる。
ＣいＣ２等）はインバータ出力周波数の信号波形を平滑
化できる程度の時定数の小さなものでよいため、電源電
圧変動などの外乱に対して十分な高速追従性を持った出
力補償ができ、その結果、第３図の従来方式に比べてア
ークの安定性が向上し、良好な溶接結果を得ることがで
きる。
第１図、第２図はそれぞれ本発明の実施例を示すブロッ
ク図、第３図は従来例のブロック図である。 １・・・整流回路 ２・・・平滑回路３・・・
インバータ ４・・・溶接トランス５・・・整流
回路 ６・・・平滑用リアクタ７・・・溶接負
荷 １２・・・第１の手段（ピークホールド回路）１３〜１
９・・・第２の手段（１３・・・割り算器、１４．１８
・・・出力電圧設定回路、１５・・・誤差増幅器、１６
．１９・・・パルス幅制御回路、１８・・・インピーダ
ンス変換器） 代理人弁理士 中村 純之、助 中１図 ＩＦ５図 ＋５ １７ Ｉ：ｌ！倉３図
ク図、第３図は従来例のブロック図である。 １・・・整流回路 ２・・・平滑回路３・・・
インバータ ４・・・溶接トランス５・・・整流
回路 ６・・・平滑用リアクタ７・・・溶接負
荷 １２・・・第１の手段（ピークホールド回路）１３〜１
９・・・第２の手段（１３・・・割り算器、１４．１８
・・・出力電圧設定回路、１５・・・誤差増幅器、１６
．１９・・・パルス幅制御回路、１８・・・インピーダ
ンス変換器） 代理人弁理士 中村 純之、助 中１図 ＩＦ５図 ＋５ １７ Ｉ：ｌ！倉３図
Claims (1)
- 商用電源からの交流入力を直流に変換する整流回路と、
該整流回路の直流出力を商用周波数よりも高い周波数の
交流に変換するインバータと、該インバータの出力が印
加される溶接トランスと、溶接トランスの二次出力を再
度直流に変換する整流回路および平滑用リアクタを有す
るほぼ定電圧特性のアーク溶接用電源において、溶接ト
ランスまたは二次側整流回路から出力されるピーク電圧
を検出する第１の手段と、溶接機出力電圧の平均値と上
記ピーク電圧およびインバータ導通時間比の相関関係に
基づき、溶接機出力電圧の平均値が所定値となるように
第１の手段により検出された上記ピーク電圧に応じてイ
ンバータ導通時間比を制御する第２の手段とを備えたこ
とを特徴とするアーク溶接用電源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5433585A JPS61216859A (ja) | 1985-03-20 | 1985-03-20 | ア−ク溶接用電源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5433585A JPS61216859A (ja) | 1985-03-20 | 1985-03-20 | ア−ク溶接用電源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61216859A true JPS61216859A (ja) | 1986-09-26 |
Family
ID=12967729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5433585A Pending JPS61216859A (ja) | 1985-03-20 | 1985-03-20 | ア−ク溶接用電源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61216859A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63212071A (ja) * | 1987-02-25 | 1988-09-05 | Sansha Electric Mfg Co Ltd | 非消耗電極式ア−ク電源装置 |
| US5272314A (en) * | 1991-12-16 | 1993-12-21 | Sansha Electric Manufacturing Co., Ltd. | Consumable electrode type d.c. arc welder |
| JPH06570U (ja) * | 1992-06-12 | 1994-01-11 | 株式会社三社電機製作所 | 消耗電極式直流アーク溶接機 |
| US5306894A (en) * | 1992-03-03 | 1994-04-26 | Sansha Electric Manufacturing Company, Ltd. | Consumable electrode type D.C. arc welder |
| KR100502699B1 (ko) * | 2002-09-10 | 2005-07-20 | 주식회사 조웰 | 전기용접기용 전원 공급장치 |
| JP2010269314A (ja) * | 2009-05-19 | 2010-12-02 | Daihen Corp | 溶接電源装置 |
-
1985
- 1985-03-20 JP JP5433585A patent/JPS61216859A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63212071A (ja) * | 1987-02-25 | 1988-09-05 | Sansha Electric Mfg Co Ltd | 非消耗電極式ア−ク電源装置 |
| US5272314A (en) * | 1991-12-16 | 1993-12-21 | Sansha Electric Manufacturing Co., Ltd. | Consumable electrode type d.c. arc welder |
| US5306894A (en) * | 1992-03-03 | 1994-04-26 | Sansha Electric Manufacturing Company, Ltd. | Consumable electrode type D.C. arc welder |
| JPH06570U (ja) * | 1992-06-12 | 1994-01-11 | 株式会社三社電機製作所 | 消耗電極式直流アーク溶接機 |
| KR100502699B1 (ko) * | 2002-09-10 | 2005-07-20 | 주식회사 조웰 | 전기용접기용 전원 공급장치 |
| JP2010269314A (ja) * | 2009-05-19 | 2010-12-02 | Daihen Corp | 溶接電源装置 |
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