JPS6192784A - アーク溶接電源装置 - Google Patents

アーク溶接電源装置

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JPS6192784A
JPS6192784A JP21244384A JP21244384A JPS6192784A JP S6192784 A JPS6192784 A JP S6192784A JP 21244384 A JP21244384 A JP 21244384A JP 21244384 A JP21244384 A JP 21244384A JP S6192784 A JPS6192784 A JP S6192784A
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welding power
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JP21244384A
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Tsuneo Shinada
常夫 品田
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、インバータまたはチョ
ッパ等のスイッチング回路を用いてパルス幅制御により
出力電圧の制御を行なうアーク溶接電源に関する。
〔発明の背景〕 従来、インバータ制御やチョッパ制御
方式のアーク溶接電源では、出力電圧を安定化するため
の手段として、溶接電源の出力端子間より取り出された
出力電圧を負帰還し、出力電圧設定部からの信号電圧と
比較してパルス幅制御を行なっていた。第4図はその一
例を示す図で、1は三相交流電源、2は整流回路3、平
滑コンデンサ4、スイッチング回路(インバータ)5、
出力変圧器6、出力側整流器7.直流リアクタ8を含む
溶接電源主回路、9は溶接電源出力端子、10は出力電
圧検出部11、バイパス抵抗12、出力電圧設定部13
、誤差増幅器14.インバータ駆動回路I5からなる制
御回路であり、出力電圧検出部11から負帰還された信
号電圧が出力電圧設定部13からの信号電圧と一致する
ように誤差増幅器14の出力信号に応じたオンオフ時間
比でスイッチング回路5を動作させる構成となっている
が、このようなインバータ制御チョッパ制御方式の溶接
電源では、スイッチングに伴う主回路電流の時間的変化
di/dtが大きいため、主回路のりアクタンスLによ
るL−di/dtなる電圧が出力電圧に混入して非常に
大きなノイズとなり、このノイズを含んだ出力電圧が負
帰還されると、制御の安定性が阻害される。
これに対しては、フィードバック信号をフィルタ回路に
通したり、第4図に示すように出力端子9間に抵抗12
を介してバイパス回路を作り、このバイパス回路に流れ
る電流をホール素子16で検出することにより、出力電
圧検出部11の入出力間を絶縁したりして出力電圧制御
へのノイズの影響を防止する方策が講じられているもの
の、制御の応答性が損われたり1価格の面で高価になる
等の問題点があった。
そればかりでなく、溶接電源の出力電圧を負帰還する従
来方式は、アークを安定化する上で、必ずしも良い結果
をもたらさない場合がある。すなわち、第4図のように
溶接電源の出力電圧を負帰還する方式では、アーク長の
伸びにより出力電流が小さくなったとき、溶接電源の内
部インピーダンスによる電圧降下の減少により出力電圧
が高くなろうとするのを、制御回路10が抑えて出力電
圧を下げる働きをするため、アーク切れが生じやすくな
る。また、アーク切れしそうになり、出力電流が急激に
減少すると、直流リアクタ8に電圧が誘起し出力電圧を
高めようとするが、このときも同様に制御回路10が出
力電圧を下げる働きをするため、直流リアクタ8のアー
ク維持機能を減殺することになり、アークを安定化する
上では好ましくない。
〔発明の目的〕 本発明の目的は、制御の応答性を悪く
するフィルタ回路や高価な出力電圧検出素子を用いずに
、出力側のノイズの影響を排除して出力電圧の安定な制
御ができ、かつアークの安定性を高めることができるイ
ンバータ制御またはチョッパ制御方式のアーク溶接電源
を提供することにある。
〔発明の概要〕 溶接電源主回路中に設けたスイッチン
グ回路のオンオフ時間比を変えて溶接電源出力電圧を制
御するインバータ制御またはチョッパ制御方式のアーク
溶接電源においては、溶接電源出力電圧は上記スイッチ
ング回路の単位時間当すのオン時間および溶接電源に入
力される電源電圧に比例する。
本発明はこの点に着目し、溶接電源出力電圧の検出信号
の代わりに、上記スイッチング回路と関連してオンオフ
動作する別のスイッチング回路を介して直流電源から取
り出された電圧をフィードバック信号とし、このフィー
ドバック信号の平均値と出力電圧設定部からの信号電圧
との偏差に応じて上記各スイッチング回路のオンオフ時
間比を決定するように制御回路を構成したものである。
〔発明の実施例〕 以下、本発明の一実施例を第1図に
より説明する。
第1図において、溶接電源主回路2は、三和交流電′g
1からの入力電圧を整流回路3と平滑コンゲンサ4で直
流に変換した後、この直流電圧をスイッチング回路(イ
ンバータ)5により高周波交流に変換して出力変圧器6
に加え、出力変圧器6に二次出力を整流器7により再度
直流に変換し、直流リアクタ8を介して出力端子9へ出
力するように構成されている。
制御回路10は次のような構成となっている。
17は溶接電源の入力交流電圧を入力とする整流電源か
らなり、その出力電圧値が入力電圧値に比例する直流電
源である。本実施例では、上記直流電源17から上記ス
イッチング回路5と関連してオンオフ動作する別のスイ
ッチング回路18を介して取り出された電圧を平滑回路
19により平均値化してフィードバック信号を作り、こ
のフィードバック信号と出力電圧設定部20からの信号
電圧との差電圧を誤差増幅器21で増幅した信号をイン
バータ駆動回路15に加え、図示しない発振器で作られ
た三角波と誤差増幅器21の出力電圧とを比較して得ら
れたパルス信号と同じオンオフ時間比でスイッチング回
路5をオンオフ動作させる。同時に、上記パルス信号を
用いてスイッチング回路18を構成するトランジスタ等
のスイッチング素子を駆動し、スイッチング回路5と同
じオンオフ時間比でスイッチング回路18をオンオフ動
作させることにより、上記フィードバック信号が出力電
圧設定部20からの信号電圧と同じになるように制御す
る。
この場合、直流電源17の出力電圧値は溶接電源主回路
2の入力電圧値に比例して変化するので、上記フィード
バック信号は溶接電源主回路2の入力電圧とスイッチン
グ回路5の単位時面周りのオン時間とに比例した値とな
る。したがって、上記フィードバック信号が出力電圧設
定部20からの信号電圧を同じになるように制御すると
いうことは、溶接電源の出力電流により影響されない無
負荷時出力電圧を一定に制御していることになる。
本実施例によれば、フィードバック信号はm接電源の出
力側から絶縁され、ノイズの影響を受けないため、制御
は安定であり、また出力電圧を制御するのではなく無負
荷時出力電圧を制御しているので、アーク長が伸びて出
力電流が減少したとき、溶接電源主回路2の内部インピ
ーダンスによる電圧降下の減少により出力電圧が高くな
るのを抑えたり、アーク切れしそうになり出力電流が急
激に減少したとき、直流リアクタ8の誘起電圧により出
力電圧が高くなるのを抑えて直流リアクタ8のアーク維
持機能を損うようなことがなく、ア一りの安定性を高め
ることができる。
本実施例では、溶接電源の久方電圧に比例した ゛直流
電圧をスイッチング回路18のオン時間にのみ取り出し
フィードバック信号としたが、電源電圧の変動を考慮す
る必要がなければ上記直流電圧は一定電圧でよく、また
上記直流電圧を一定電圧とする代わりに出力電圧設定部
2oの信号電圧が溶接電源入力電圧と関連して変化する
ようにしてもよい。
また、本実施例ではスイッチング回路18のオン時間を
スイッチング回路5のオン時間と同一にしているが、ス
イッチング回路5とスイッチング回路18のオンオフ時
間比が関連して変化する関係にあればよく、必ずしもオ
ン時間が同一である必要はないし、誤差増幅器21に適
当な遅れ要素を付加することで平滑回路19に代えるこ
ともできる。
上記実施例では本発明を一般的な定電圧特性のアーク溶
接電源に適用した場合について述べたが、消耗性電極を
用いるパルスアーク溶接(パルスMAG溶接)や、短絡
移行形アーク溶接でスパッタ低減のため短絡電流の上、
下限値を制御する場合などのように出力電流の波形制御
を行なう場合のアーク長補償にも本発明を応用すること
ができる。
インバータ制御またはチョッパ制御方式の溶接電源を用
いてパルスMAG溶接を行なう場合1通常は第2図に示
す出力電流波形のピーク区間Aおよびベース区間Bとも
溶接電源の外部出力特性が定電流特性となるように制御
し、アーク長補償は溶接電源出力電圧の平均値を検出し
てアーク長を決める出力電圧設定信号と比較し、その偏
差に応じてパルス周期(A+B)を変えるか、パルス周
期は一定としたままピーク区間Aの長さを変えて行なっ
ているが、溶接電源出力電圧の平均値の代わりに前記ス
イッチング回路18を介して取り出された溶接電源出力
電圧に比例する電圧の平均値を出力電圧設定信号と比較
し、設定信号より低いときはパルス周期(A+B)また
はピーク区間Aの長さを増し、設定信号より高いときは
パルス周期(A + B )またはピーク区間Aの長さ
を減らすように制御すれば、アーク長を安定に維持でき
る。
パルスMAG溶接におけるアーク長補償法としては特願
昭57−124355号(特開昭59−16672号)
に開示されているように溶接電源出力電圧の平均値を負
帰還して一ピーク電流値工、を制御する方法もあるが、
この場合も溶接電源出力電圧の平均値の代わりに前記ス
イッチング回路18を介して取り出された溶接電源出力
電圧に比例する電圧を用いて同様にアーク長補償制御が
できる。
また、第3図に示すように短絡移行形アーク溶接で出力
電流の上限値ll1laXまたは下限値I minを制
御する場合のアーク長補償法として、特願昭57−12
4356号(特開昭59−16669号)に開示されて
いるように溶接電源出力電圧の平均値を負帰還して定電
圧制御を行なう代わりに、前記スイッチング回路18を
介して取り出された溶接電源出力電圧に比例する電圧の
平均値が出力電圧設定信号と同じになるようにパルス幅
制御を行なえば、アーク長を安定に維持できる。
〔発明の効果〕 本発明によれば次に述べるような効果
がある。
7  (1)溶接電源出力側から絶縁してフィードバッ
ク信号を作り出しているため、出力側のノイズの影響を
受けずにインバータ制御やチョッパ制御による溶接電源
出力電圧の安定な制御ができる。
(2)溶接電源の無負荷電圧を制御しているので、アー
ク長が伸び出力電流が減少したとき、溶接電源主回路の
内部インピーダンスによる電圧降下の減少により出力電
圧が高くなるのを抑えたり、アーク切れしそうになり出
力電流が急激に減少したとき、直流リアクタの誘起電圧
により出力電圧が高くなるのを抑えて直流リアクタのア
ーク維持機能を損うようなことがなく、アークの安定性
を高めることができる。
(3)制御の応答性を悪くするフィルタやホール素子の
ような高価な出力電圧検出素子を用いずに、制御回路を
簡単安価に構成できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す概略回路図、第2図は
パルスMAG溶接における波形制御を説明するための電
流波形図、第3図は短絡移行形アーク溶接における波形
制御を説明するための電圧、電流波形図、第4図は従来
例の概略回路図である。 2・・・溶接電源主回路 5・・・スイッチング回路(インバータ)9・・・出力
端子 10・・・制御回路 15・・・インバータ駆動回路 17・・・直流電源 18・・・スイッチング回路5と関連してオンオフ動作
するスイッチング回路 20・・・出力電圧設定部 21・・・誤差増幅器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 溶接電源主回路中に設けたスイッチング回路と、上記ス
    イッチング回路のオンオフ時間比を決定する制御回路に
    より溶接電源出力電圧を制御するアーク溶接電源におい
    て、上記制御回路は、上記スイッチング回路と関連して
    オンオフ動作する別のスイッチング回路を介して直流電
    源から取り出された電圧をフィードバック信号とし、こ
    のフィードバック信号の平均値と出力電圧設定部からの
    信号電圧との偏差に応じて上記各スイッチング回路のオ
    ンオフ時間比を決定するように構成されてなることを特
    徴とするアーク溶接電源。
JP21244384A 1984-10-12 1984-10-12 アーク溶接電源装置 Granted JPS6192784A (ja)

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JPH0355226B2 JPH0355226B2 (ja) 1991-08-22

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6320172A (ja) * 1986-07-14 1988-01-27 Hitachi Seiko Ltd パルスア−ク溶接電源
WO2015166793A1 (ja) * 2014-04-28 2015-11-05 株式会社ダイヘン アーク溶接制御方法

Cited By (4)

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CN105939811A (zh) * 2014-04-28 2016-09-14 株式会社达谊恒 电弧焊接控制方法
CN105939811B (zh) * 2014-04-28 2019-09-06 株式会社达谊恒 电弧焊接控制方法

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