JPS61286068A - ア−ク溶接用電源 - Google Patents
ア−ク溶接用電源Info
- Publication number
- JPS61286068A JPS61286068A JP12599285A JP12599285A JPS61286068A JP S61286068 A JPS61286068 A JP S61286068A JP 12599285 A JP12599285 A JP 12599285A JP 12599285 A JP12599285 A JP 12599285A JP S61286068 A JPS61286068 A JP S61286068A
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- arc
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕 本発明は、消耗性電極を用いる白
動了−り丞培−蒔に妬絡鴛行によるＣＯウア−り溶接に
好適なアーク溶接用電源に関する。
動了−り丞培−蒔に妬絡鴛行によるＣＯウア−り溶接に
好適なアーク溶接用電源に関する。
〔発明の背景） ＣＯ２アーク溶接に使用される溶接
電源は、通常の溶接状態での短絡電流の急上昇を抑えて
短絡移行を円滑に行なわせるためと出力電流波形のリッ
プル低減のため、出力側に比較的大容量の直流リアクタ
を挿入しているのが普通である。一方、アークスタート
時に溶接ワイヤと母材の接触短絡によりワイヤ先端部を
瞬時に溶断させてアークスタートを容易にするためには
、電流の立上がりが急でな（てはならない。
電源は、通常の溶接状態での短絡電流の急上昇を抑えて
短絡移行を円滑に行なわせるためと出力電流波形のリッ
プル低減のため、出力側に比較的大容量の直流リアクタ
を挿入しているのが普通である。一方、アークスタート
時に溶接ワイヤと母材の接触短絡によりワイヤ先端部を
瞬時に溶断させてアークスタートを容易にするためには
、電流の立上がりが急でな（てはならない。
このため、従来の００２アーク溶接用電源では、アーク
スタート時のみ上記直流リアクタを短絡することにより
、出力電流の上昇率を高めて、アークスタート性の向上
を図っていた。
スタート時のみ上記直流リアクタを短絡することにより
、出力電流の上昇率を高めて、アークスタート性の向上
を図っていた。
第３図はその一例を示す。図中、１は溶接用変圧器、２
は点弧角制御により出力を制御するサイリスタ、３は消
耗性電極として用いられる溶接ワイヤ、４はワイヤ送給
ローラ、５はアーク負荷、６は母材で、図示はしないが
、アークはＣ０２ガスなどでガスシールドされている。
は点弧角制御により出力を制御するサイリスタ、３は消
耗性電極として用いられる溶接ワイヤ、４はワイヤ送給
ローラ、５はアーク負荷、６は母材で、図示はしないが
、アークはＣ０２ガスなどでガスシールドされている。
７は直流リアクタで、通常の溶接状態での短絡電流の急
上昇の抑制と電流波形のリップル低減のために挿入しで
ある。８はアークスタート性向上のため直流リアクタ７
と並列に接続されたサイリスタ、９は電流検出器で、出
力電流が流れると信号を出す。１ｏはこの電流検出信号
を受けて所定時間後にサイリスタ８にオフ信号を出す遅
延回路である。
上昇の抑制と電流波形のリップル低減のために挿入しで
ある。８はアークスタート性向上のため直流リアクタ７
と並列に接続されたサイリスタ、９は電流検出器で、出
力電流が流れると信号を出す。１ｏはこの電流検出信号
を受けて所定時間後にサイリスタ８にオフ信号を出す遅
延回路である。
アークスタート時には、サイリスタ８がオン状態になっ
ており、溶接ワイヤ３が母材６に接触すると、サイリス
タ８を通して短絡電流が流れ、このためワイヤ先端部が
瞬時に溶断し、アークが発生する。この間に、電流検出
器９の信号が遅延回路１０に入り、所定時間遅れてサイ
リスタ８をオフにするため、直流リアクタ７に電流が流
れ、通常の溶接状態に移行する。
ており、溶接ワイヤ３が母材６に接触すると、サイリス
タ８を通して短絡電流が流れ、このためワイヤ先端部が
瞬時に溶断し、アークが発生する。この間に、電流検出
器９の信号が遅延回路１０に入り、所定時間遅れてサイ
リスタ８をオフにするため、直流リアクタ７に電流が流
れ、通常の溶接状態に移行する。
このようにするとアークスタート性は良くなるが、直流
リアクタ７を短絡する大電流用サイリスタ８を必要とし
、大容量の直流リアクタ７の使用と相まって装置が大形
になる。また、アークスタート時に短時間に短絡が開放
されればよいが、ワイヤ先端部の形状や母材の表面状態
によっては異常に長時間短絡状態が続（こともあり、こ
のような場合、短絡電流は大電流となるため、サイリス
タ８のオフ後も直流リアクタ７に短絡電流が流れ続ける
と、直流リアクタ７に電磁エネルギが蓄積され、短絡状
態が破れてアークが発生するとき、上記直流リアクタ７
の蓄積エネルギの放出によりアーク長が伸びて溶接トー
チの通電チップにワイヤが溶着す、るバーンバック現象
が生じ、作業能率を阻害していた。
リアクタ７を短絡する大電流用サイリスタ８を必要とし
、大容量の直流リアクタ７の使用と相まって装置が大形
になる。また、アークスタート時に短時間に短絡が開放
されればよいが、ワイヤ先端部の形状や母材の表面状態
によっては異常に長時間短絡状態が続（こともあり、こ
のような場合、短絡電流は大電流となるため、サイリス
タ８のオフ後も直流リアクタ７に短絡電流が流れ続ける
と、直流リアクタ７に電磁エネルギが蓄積され、短絡状
態が破れてアークが発生するとき、上記直流リアクタ７
の蓄積エネルギの放出によりアーク長が伸びて溶接トー
チの通電チップにワイヤが溶着す、るバーンバック現象
が生じ、作業能率を阻害していた。
〔発明の目的〕 本発明の目的は、大形の直流リアクタ
や短絡用サイリスタを用いずに、短絡移行形アーク溶接
に必要な電源特性を確保でき、かつアークスタートを良
好に行なうことができるアーク溶接用電源を提供するこ
とにある。
や短絡用サイリスタを用いずに、短絡移行形アーク溶接
に必要な電源特性を確保でき、かつアークスタートを良
好に行なうことができるアーク溶接用電源を提供するこ
とにある。
〔発明の概要〕 本発明は、パワートランジスタのよう
な高速スイッチング素子により出力を制御する消耗電極
式アーク溶接用電源において、出力電流の変化率に対応
した信号を発生する出力電流変化率検出手段と、上記電
流変化率に対応した信号を増幅して出力制御信号に加算
すること忙より通常溶接状態での出力電流の変化を抑制
するように上記高速スイッチング素子のオンオフ時間比
を変化させる出力電流制御手段と、アークスタート時に
上記出力電流制御手段により上記出力制御信号に加算さ
れる信号のレベルを低減して出力電流の上昇率を高める
アークスタート用制御手段とを備えたことを特徴とする
もので、通常溶接状態での出力電流の変化を抑制するイ
ンダクタンスとしての機能を小形の電子回路により実現
するとともに、アークスタート時にはその電流変化を抑
制する機能を低下させることにより、アークスタート性
の向上を図ったものである。
な高速スイッチング素子により出力を制御する消耗電極
式アーク溶接用電源において、出力電流の変化率に対応
した信号を発生する出力電流変化率検出手段と、上記電
流変化率に対応した信号を増幅して出力制御信号に加算
すること忙より通常溶接状態での出力電流の変化を抑制
するように上記高速スイッチング素子のオンオフ時間比
を変化させる出力電流制御手段と、アークスタート時に
上記出力電流制御手段により上記出力制御信号に加算さ
れる信号のレベルを低減して出力電流の上昇率を高める
アークスタート用制御手段とを備えたことを特徴とする
もので、通常溶接状態での出力電流の変化を抑制するイ
ンダクタンスとしての機能を小形の電子回路により実現
するとともに、アークスタート時にはその電流変化を抑
制する機能を低下させることにより、アークスタート性
の向上を図ったものである。
〔発明の実施例〕 以下、本発明の一実施例を第１図、
第２図により説明する。
第２図により説明する。
第１図は回路構成を示すブロック図で、３〜６および９
．１０は第３図と対応する部分である。
．１０は第３図と対応する部分である。
本図には、商用周波電源からの交流入力を整流回路１１
で直流に変換した後、パワートランジスタまたはＭＯＳ
ＦＥＴなどの窩凍スイ、チング去−７−１３＋用いたイ
ンバータ回路１２により直流を高周波交流に変換し、こ
れを変圧器１４で降圧して、出力側整流回路１５により
再度直流に変換し、直流リアクタ１６により平滑化して
アーク負荷５に直流出力を供給するインバータ制御電源
として構成した例を示し、インバータ回路１２を構成す
る高速スイッチング素子１３のパルス幅制御などにより
出力の制御を行なっている。この方式は、高周波インバ
ータの採用により変圧器１４を小形化することができる
。
で直流に変換した後、パワートランジスタまたはＭＯＳ
ＦＥＴなどの窩凍スイ、チング去−７−１３＋用いたイ
ンバータ回路１２により直流を高周波交流に変換し、こ
れを変圧器１４で降圧して、出力側整流回路１５により
再度直流に変換し、直流リアクタ１６により平滑化して
アーク負荷５に直流出力を供給するインバータ制御電源
として構成した例を示し、インバータ回路１２を構成す
る高速スイッチング素子１３のパルス幅制御などにより
出力の制御を行なっている。この方式は、高周波インバ
ータの採用により変圧器１４を小形化することができる
。
また、直流リアクタ１６は出力電流波形を平滑化するだ
けの小形のもので、例えばインバータ回路１２のスイッ
チング周波数を２０ ｋ Ｈｚとした場合、出力電流波
形を平滑化するにはインダクタンスとして数十μＨ程度
でよい。
けの小形のもので、例えばインバータ回路１２のスイッ
チング周波数を２０ ｋ Ｈｚとした場合、出力電流波
形を平滑化するにはインダクタンスとして数十μＨ程度
でよい。
本例では、電流変化率検出手段として直流リアクタ１６
に二次巻線１７を設け、この二次巻線１７に発生する電
圧（相互インダクタンスをＭとすれば、−Ｍｄ１／ｄｔ
）を出力電流工の変化率に対応した信号として用いてい
る。
に二次巻線１７を設け、この二次巻線１７に発生する電
圧（相互インダクタンスをＭとすれば、−Ｍｄ１／ｄｔ
）を出力電流工の変化率に対応した信号として用いてい
る。
出力電流制御手段は、上記二次巻線１７の誘起電圧を増
幅回路１８で増幅し、加算回路１９で出力電圧設定器（
ポテンショメータ）２０からの出力制御信号に加算して
駆動回路２１に加え、これをパルス幅変調した信号でイ
ンバータ回路１２の高速スイッチング素子１３を駆動す
ることにより、通常の溶接状態で出力電流工が増加しよ
うとする時は上記スイッチング素子のオン時間幅を狭く
し、逆に出力電源■が減少しようとする時は上記スイッ
チング素子のオン時間幅を広くして電流変化を抑制する
インダクタンスとしての機能を持たせたもので、アーク
負荷５の短絡時間における電流上昇率およびアーク発生
期間における電流低下率はいずれも増幅回路１８の増幅
度によって決まる。
幅回路１８で増幅し、加算回路１９で出力電圧設定器（
ポテンショメータ）２０からの出力制御信号に加算して
駆動回路２１に加え、これをパルス幅変調した信号でイ
ンバータ回路１２の高速スイッチング素子１３を駆動す
ることにより、通常の溶接状態で出力電流工が増加しよ
うとする時は上記スイッチング素子のオン時間幅を狭く
し、逆に出力電源■が減少しようとする時は上記スイッ
チング素子のオン時間幅を広くして電流変化を抑制する
インダクタンスとしての機能を持たせたもので、アーク
負荷５の短絡時間における電流上昇率およびアーク発生
期間における電流低下率はいずれも増幅回路１８の増幅
度によって決まる。
第２図は出力電流波形と各部の信号波形を示す図であり
、増幅回路１８に挿入する帰還抵抗の切換などで溶接電
流の大小に応じて増幅度を変えることにより出力電流値
に合った電流波形が得られる。
、増幅回路１８に挿入する帰還抵抗の切換などで溶接電
流の大小に応じて増幅度を変えることにより出力電流値
に合った電流波形が得られる。
アークスタート用制御手段は、例えば電流検出器９、遅
延回路１０および増幅回路１８と並列に接続したアナロ
グスイッチｎにより構成することができる。上記アナロ
グスイッチ乙にはトランジスタ等の高速スイッチング素
子を用い、アークスタート時にはこのアナログスイッチ
ηをオン状態にしておき、溶接ワイヤ３と母材６の接触
短絡により流れる電流を電流検出器９で検出し、その信
号により所定時間後、遅延回路１０からオフ信号を出し
アナログスイッチｎをオフにする。遅延回路１０の遅延
時間は通常アークスタートに必要な時間に設定される。
延回路１０および増幅回路１８と並列に接続したアナロ
グスイッチｎにより構成することができる。上記アナロ
グスイッチ乙にはトランジスタ等の高速スイッチング素
子を用い、アークスタート時にはこのアナログスイッチ
ηをオン状態にしておき、溶接ワイヤ３と母材６の接触
短絡により流れる電流を電流検出器９で検出し、その信
号により所定時間後、遅延回路１０からオフ信号を出し
アナログスイッチｎをオフにする。遅延回路１０の遅延
時間は通常アークスタートに必要な時間に設定される。
このように構成すると、アークスタート時には増幅回路
１８がアナログスイッチ乙により短絡されていて、直流
リアクタ二次巻線１７からの入力信号の増幅度が１にな
るので、短絡電流が上昇するとき加算回路１９で出力制
御信号に加算される信号のレベルが通常の溶接状態より
小さくなり、加算回路１９から駆動回路２１に出力され
るパルス幅制御の制御バイアスが高くなって、出力電流
Ｉの増加を抑制する機能が低下する。このため、溶接ワ
イヤ３と母材６が接触短絡したときの電流上昇率が高ま
り、短絡電流の急上昇により溶接ワイヤ３の先端部が瞬
時に溶断して、良好なアークスタートができる。
１８がアナログスイッチ乙により短絡されていて、直流
リアクタ二次巻線１７からの入力信号の増幅度が１にな
るので、短絡電流が上昇するとき加算回路１９で出力制
御信号に加算される信号のレベルが通常の溶接状態より
小さくなり、加算回路１９から駆動回路２１に出力され
るパルス幅制御の制御バイアスが高くなって、出力電流
Ｉの増加を抑制する機能が低下する。このため、溶接ワ
イヤ３と母材６が接触短絡したときの電流上昇率が高ま
り、短絡電流の急上昇により溶接ワイヤ３の先端部が瞬
時に溶断して、良好なアークスタートができる。
本実施例によれば、アークスタート時にも直流リアクタ
二次巻線１７の誘起電圧が出力制御信号に加算されるこ
とによっである程度の電流上昇抑制機能が働き、短絡電
流が過大となるのを防止する効果が得られる。
二次巻線１７の誘起電圧が出力制御信号に加算されるこ
とによっである程度の電流上昇抑制機能が働き、短絡電
流が過大となるのを防止する効果が得られる。
上記実施例のように増幅回路１８をスイッチにで短絡す
る代わりに、アークスタート時のみ減衰器を用いて増幅
回路１８０入カレベルを下げる等の他の手段によっても
系全体としての信号の増幅度を低下させることが可能で
、上記と同様の効果が得られる。また、アークスタート
時の電流上昇率を高めるためには、上記のように信号の
増幅度を下げるだけでなく、加算回路１９で出力制御信
号に加算される信号をゼロまたはそれに近い一定レベル
に切換えてもよい。
る代わりに、アークスタート時のみ減衰器を用いて増幅
回路１８０入カレベルを下げる等の他の手段によっても
系全体としての信号の増幅度を低下させることが可能で
、上記と同様の効果が得られる。また、アークスタート
時の電流上昇率を高めるためには、上記のように信号の
増幅度を下げるだけでなく、加算回路１９で出力制御信
号に加算される信号をゼロまたはそれに近い一定レベル
に切換えてもよい。
上記実施例では、直流リアクタ１６の二次巻線１７かも
電圧を取り出すことにより主回路と制御回路の締ＲシＭ
−でいＡｈ； 締赫り一不尊たちげ 直流リアクタ１
６から直接電圧を取り出してもよ−・。また、回路構成
は多少複雑になるが、電流検出器により出力電流Ｉを電
圧に変換し、これを微分して出力電流の変化率に対応し
た信号を得てもよい。
電圧を取り出すことにより主回路と制御回路の締ＲシＭ
−でいＡｈ； 締赫り一不尊たちげ 直流リアクタ１
６から直接電圧を取り出してもよ−・。また、回路構成
は多少複雑になるが、電流検出器により出力電流Ｉを電
圧に変換し、これを微分して出力電流の変化率に対応し
た信号を得てもよい。
〔発明の効果〕 本発明によれば、出力電流変化率検出
手段と出力電流制御手段により出力電流の変化率に応じ
て高速スイッチング素子のオンオフ時間比を変え、通常
の溶接状態での出力電流の変化を抑制するインダクタン
スとしての機能を持たせるとともに、アークスタート時
にはアークスタート用制御手段により上記の電流変化抑
制機能を低下させて電流上昇率を高めるようにしたため
、出力電流波形を平滑化するだけの小形の直流リアクタ
を用いて短絡移行形アーク溶接に必要な電源特性が得ら
れ、かつ従来技術のように直流リアクタを短絡する大電
流用サイリスタを用いずに良好なアークスタートができ
、溶接用電源をより小形軽量化することができる。
手段と出力電流制御手段により出力電流の変化率に応じ
て高速スイッチング素子のオンオフ時間比を変え、通常
の溶接状態での出力電流の変化を抑制するインダクタン
スとしての機能を持たせるとともに、アークスタート時
にはアークスタート用制御手段により上記の電流変化抑
制機能を低下させて電流上昇率を高めるようにしたため
、出力電流波形を平滑化するだけの小形の直流リアクタ
を用いて短絡移行形アーク溶接に必要な電源特性が得ら
れ、かつ従来技術のように直流リアクタを短絡する大電
流用サイリスタを用いずに良好なアークスタートができ
、溶接用電源をより小形軽量化することができる。
また、電源回路に挿入する直流リアクタが小形になるた
め、アークスタート時に短絡状態が異常に長く続いた場
合でも、直流リアクタに蓄積されるエネルギは少なく、
短絡開放時に溶接ワイヤが通電チップに溶着するバーン
バック現象の発生を防止することができる。
め、アークスタート時に短絡状態が異常に長く続いた場
合でも、直流リアクタに蓄積されるエネルギは少なく、
短絡開放時に溶接ワイヤが通電チップに溶着するバーン
バック現象の発生を防止することができる。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
本実施例における出力電流波形と各部の信号波形を示す
図、第３図は従来例のブロック図である。
本実施例における出力電流波形と各部の信号波形を示す
図、第３図は従来例のブロック図である。
Claims (1)
- パワートランジスタのような高速スイッチング素子によ
り出力を制御する消耗電極式アーク溶接用電源において
、出力電流の変化率に対応した信号を発生する出力電流
変化率検出手段と、上記電流変化率に対応した信号を増
幅して出力制御信号に加算することにより通常溶接状態
での出力電流の変化を抑制するように上記高速スイッチ
ング素子のオンオフ時間比を変化させる出力電流制御手
段と、アークスタート時に上記出力電流制御手段により
出力制御信号に加算される信号のレベルを低減して出力
電流の上昇率を高めるアークスタート用制御手段とを備
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 |
|---|---|---|---|
| JP12599285A JPS61286068A (ja) | 1985-06-12 | 1985-06-12 | ア−ク溶接用電源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12599285A JPS61286068A (ja) | 1985-06-12 | 1985-06-12 | ア−ク溶接用電源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61286068A true JPS61286068A (ja) | 1986-12-16 |
| JPH0448549B2 JPH0448549B2 (ja) | 1992-08-07 |
Family
ID=14924041
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12599285A Granted JPS61286068A (ja) | 1985-06-12 | 1985-06-12 | ア−ク溶接用電源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61286068A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01245972A (ja) * | 1988-03-28 | 1989-10-02 | Fuji Electric Co Ltd | 携帯用エアープラズマ切断機 |
| JP2009012028A (ja) * | 2007-07-03 | 2009-01-22 | Daihen Corp | アーク溶接用電源装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6064763A (ja) * | 1983-04-30 | 1985-04-13 | Kobe Steel Ltd | 短絡移行を伴なう溶接電源の出力制御方法 |
-
1985
- 1985-06-12 JP JP12599285A patent/JPS61286068A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6064763A (ja) * | 1983-04-30 | 1985-04-13 | Kobe Steel Ltd | 短絡移行を伴なう溶接電源の出力制御方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01245972A (ja) * | 1988-03-28 | 1989-10-02 | Fuji Electric Co Ltd | 携帯用エアープラズマ切断機 |
| JPH0638985B2 (ja) * | 1988-03-28 | 1994-05-25 | 富士電機株式会社 | 携帯用エアープラズマ切断機 |
| JP2009012028A (ja) * | 2007-07-03 | 2009-01-22 | Daihen Corp | アーク溶接用電源装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0448549B2 (ja) | 1992-08-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |