JPS6311100B2 - - Google Patents

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JPS6311100B2
JPS6311100B2 JP8479179A JP8479179A JPS6311100B2 JP S6311100 B2 JPS6311100 B2 JP S6311100B2 JP 8479179 A JP8479179 A JP 8479179A JP 8479179 A JP8479179 A JP 8479179A JP S6311100 B2 JPS6311100 B2 JP S6311100B2
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JP
Japan
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reactor
current
welding
circuit
semiconductor switching
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JP8479179A
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Japanese (ja)
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JPS569065A (en
Inventor
Noboru Fukumoto
Kenzo Shimooka
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Osaki Electric Co Ltd
Original Assignee
Osaki Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は溶接電流波形をアーク溶接に好適する
ものに改善できる交流アーク溶接用電源装置に関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an AC arc welding power supply device that can improve the welding current waveform to one suitable for arc welding.

近時、サイリスタ等の電子的スイツチ手段を使
用する交流位相制御回路を出力電流調整手段とし
た交流アーク溶接用電源装置が開発されている。
この装置は、交流位相制御回路の出力を直接出力
すると、溶接電流の極性反転時において電流値が
零の期間、つまり電流零期間が生じこの期間にお
いてアークが消弧してしまい実用性がないので、
通常第1図に示すようにリアクトルを通して出力
するようにしている。
Recently, an AC arc welding power supply device has been developed in which an AC phase control circuit using electronic switching means such as a thyristor is used as an output current adjustment means.
This device is impractical because if the output of the AC phase control circuit is directly output, there will be a period in which the current value is zero when the polarity of the welding current is reversed, that is, a zero current period, and the arc will be extinguished during this period. ,
Normally, the output is made through a reactor as shown in Figure 1.

第1図において、1は交流電源、2は交流位相
制御回路、3はアーク溶接負荷である。交流位相
制御回路2はサイリスタ4,5を逆方向に並列接
続したものであつて、各サイリスタ4,5には
夫々リアクトル6を共通に直列に接続している。
なお、アーク溶接負荷3は被溶接物8と電極9を
対向配置し、両者間にアーク10を発生させるよ
うにしたものである。この種の装置における溶接
電流波形は、一応電流零の期間が発生しない連続
波形となるが、第2図に示すように、極性反転時
における立上りが低い歪んだ波形となる。したが
つて、半サイクルの初期における電流値が小さい
ので、アークの再点弧が円滑に行なわれにくゝ安
定性が欠ける問題がある。また、例えば実用機と
しては、定格300Aのものでは、電流調整範囲が
15A前後から320〜330Aの範囲のものであること
が必要であるが、その電流調整範囲を満すために
はある程度リアクタの容量を小さくしなければな
らず、そうすると、小電流域において前述の電流
零期間が発生するようになり、実用上は電流調整
範囲を前述の幅よりも十分小さくしなければなら
ない問題があつた。
In FIG. 1, 1 is an AC power source, 2 is an AC phase control circuit, and 3 is an arc welding load. The AC phase control circuit 2 has thyristors 4 and 5 connected in parallel in opposite directions, and a reactor 6 is commonly connected in series to each thyristor 4 and 5, respectively.
The arc welding load 3 has a workpiece 8 and an electrode 9 disposed facing each other, and an arc 10 is generated between the two. The welding current waveform in this type of device is a continuous waveform with no current zero period, but as shown in FIG. 2, it is a distorted waveform with a low rise when the polarity is reversed. Therefore, since the current value at the beginning of a half cycle is small, the arc cannot be re-ignited smoothly, resulting in a lack of stability. Also, for example, for a practical device with a rating of 300A, the current adjustment range is
It needs to be in the range of around 15A to 320-330A, but in order to satisfy that current adjustment range, the capacity of the reactor must be reduced to some extent, and in that case, the above-mentioned current in the small current range A zero period begins to occur, and in practice there is a problem in that the current adjustment range must be made sufficiently smaller than the above-mentioned width.

本発明の目的は、溶接電流を広範囲な電流調整
範囲において電流零期間を有しない連続波形にす
ることができると共に、各半サイクルの初期にお
ける立上り特性を急峻なものにすることができ、
アーク再点弧の安定性を増大させることができ、
良好な安定したアーク溶接が行える交流位相制御
回路を備えた交流アーク溶接用電源装置を提供す
るものである。
An object of the present invention is to make welding current a continuous waveform with no current zero period in a wide current adjustment range, and to make the rise characteristic at the beginning of each half cycle steep.
The stability of arc restriking can be increased,
An object of the present invention is to provide an AC arc welding power supply device equipped with an AC phase control circuit capable of performing good and stable arc welding.

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

まず、第3図に回路構成を示す実施例を説明す
ると、第3図において、11は交流電源、12は
電源スイツチ13を介して交流電源11に接続し
た溶接用変圧器、14は交流位相制御回路、15
はその交流位相制御回路14を介して溶接用変圧
器12に接続したアーク溶接負荷である。交流位
相制御回路14は1対のサイリスタ16,17を
逆並列接続したものであり、そのサイリスタ1
6,17には夫々リアクトル18,19を直列に
接続している。各リアクトル18,19には夫々
サイリスタ20,21を自己励磁回路として並列
に接続している。
First, an example of the circuit configuration shown in FIG. 3 will be explained. In FIG. 3, 11 is an AC power source, 12 is a welding transformer connected to the AC power source 11 via a power switch 13, and 14 is an AC phase control circuit, 15
is an arc welding load connected to the welding transformer 12 via the AC phase control circuit 14. The AC phase control circuit 14 has a pair of thyristors 16 and 17 connected in antiparallel, and the thyristor 1
Reactors 18 and 19 are connected in series to 6 and 17, respectively. Thyristors 20 and 21 are connected in parallel to each reactor 18 and 19 as a self-excitation circuit, respectively.

サイリスタ16,21には入力電圧(溶接変圧
器12の出力電圧)viの正の半サイクルにおいて
ゲート信号Aを給電し、サイリスタ17,20に
は入力電圧viの負の半サイクルにおいてゲート信
号Bを給電するようにしている。ゲート信号A,
Bはゲート信号発生回路(図示せず)から発生す
るようにし、入力電圧viに対する位相を移相調節
できるようにしている。
The thyristors 16 and 21 are supplied with gate signal A during the positive half cycle of the input voltage (output voltage of the welding transformer 12) vi, and the thyristors 17 and 20 are supplied with gate signal B during the negative half cycle of the input voltage vi . I am trying to power it. Gate signal A,
B is generated from a gate signal generation circuit (not shown) so that the phase can be adjusted with respect to the input voltage v i .

なお、アーク溶接負荷15は被溶接物22と電
極23を対向配置し、それらの間にアーク24を
発生させるようにしたものである。
The arc welding load 15 has a workpiece 22 and an electrode 23 disposed facing each other, and an arc 24 is generated between them.

次に、第4図、第5図及び第11図、第12図
を参照して動作について説明する。入力電圧Vi
の正の半サイクルに於いては、或る位相でサイリ
スタ16,21がゲート信号Aによつてオンし、
負の半サイクルに於いては、或る位相でサイリス
タ17,20がゲート信号Bによつてオンするの
で、アーク溶接負荷15にはサイリスタ16−リ
アクトル18の回路と、サイリスタ17−リアク
トル19の回路を交互に通つて溶接電流iwが流
れる。
Next, the operation will be explained with reference to FIGS. 4, 5, 11, and 12. Input voltage Vi
In the positive half cycle of , the thyristors 16 and 21 are turned on at a certain phase by the gate signal A,
In the negative half cycle, the thyristors 17 and 20 are turned on in a certain phase by the gate signal B, so the arc welding load 15 includes the thyristor 16-reactor 18 circuit and the thyristor 17-reactor 19 circuit. Welding current iw flows through alternately.

ここで、リアクトルを介して負荷に電流を流す
回路に於けるリアクトルの動作につつて、第11
図及び第12図を参照して詳述する。
Here, regarding the operation of a reactor in a circuit that flows current to a load via a reactor, the 11th
This will be explained in detail with reference to the drawings and FIG.

第11図に示す位相制御角T1でサイリスタ1
6に点弧信号Aが与えられ、サイリスタ16が導
通すると、溶接電流iwは第12図aに示すよう
に、溶接変圧器12の端子S1、サイリスタ16、
リアクトル18、アーク負荷Raおよび溶接変圧
器12の端子S2に流れる。この時の溶接変圧器1
2、リアクトル18、およびアーク負荷Raの極
性は第12図aに示す通りでVi>iw・Raとなつ
て、リアクトル18にはVi−iw・Ra(=Ldi/dt) の起動力が図の極性で発生し、第11図に於ける
T1−T2間の斜線で示した部分イに相当するエネ
ルギーが蓄えられる。
Thyristor 1 with phase control angle T 1 shown in Fig. 11
When the ignition signal A is applied to the welding transformer 12, the thyristor 16 becomes conductive, the welding current iw is applied to the terminal S 1 of the welding transformer 12, the thyristor 16,
It flows to the reactor 18, the arc load Ra and the terminal S 2 of the welding transformer 12. Welding transformer 1 at this time
2. The polarity of the reactor 18 and the arc load Ra are as shown in Figure 12a, and Vi>iw・Ra, so the reactor 18 has a starting force of Vi−iw・Ra (=Ldi/dt) as shown in the figure. occurs in polarity, and in Figure 11
Energy corresponding to the shaded portion A between T 1 and T 2 is stored.

次に時間が経過したT2−T3の期間ではVi<
iw・Raになるが、第12図bに示すように、リ
アクトル18は−Ldi/dtなる起動力を発生し、先 に蓄えたエネルギーを放出するため、溶接電流
iwはT1−T2期間と同一方向に流れ続ける。
Next, in the period T 2 − T 3 , Vi<
However, as shown in Figure 12b, the reactor 18 generates a starting force of -Ldi/dt and releases the previously stored energy, so the welding current
iw continues to flow in the same direction as during the T1 - T2 period.

更に時間が経過して位相制御角T3になると、
入力電圧Viの極性は反転し、第12図cに示す
如く逆になるが、リアクトル18に蓄えたエネル
ギーを引続き放出するため、T3−T4期間ではT2
−T3期間と同一方向に溶接電流iwを流し続ける
ことになる。
As time passes further and the phase control angle reaches T 3 ,
Although the polarity of the input voltage Vi is reversed as shown in FIG .
The welding current iw continues to flow in the same direction as during the −T 3 period.

次に位相制御角T4に達すると、サイリスタ1
7に点弧信号Bが与えられ、サイリスタ17が導
通すると、第12図dに示すように溶接電流iw
は溶接変圧器12の端子S2、アーク負荷Ra、リ
アクトル19、サイリスタ17、溶接変圧器12
の端子S1に流れる。
Next, when the phase control angle T 4 is reached, thyristor 1
When the ignition signal B is applied to the thyristor 7 and the thyristor 17 becomes conductive, the welding current iw increases as shown in FIG. 12d.
are terminal S 2 of welding transformer 12, arc load Ra, reactor 19, thyristor 17, welding transformer 12
flows to terminal S 1 of.

また点弧信号Bはサイリスタ20にも与えられ
るため、このサイリスタ20が導通すると、リア
クトル18は未だ放出しきつていないエネルギー
をサイリスタ20を通じる閉回路内に於いて放出
するが、サイリスタの順方向の抵抗(Rth)及び
リアクトルの内部抵抗(RL)が小さいため、こ
の閉回路内に於けるエネルギー消費W=(i182
(Rth+RL)は極めて小さく、溶接電流iwが反転
する負荷の半サイクルの期間、つまりT4−T7
期間で殆ど消費されない。
Furthermore, since the ignition signal B is also given to the thyristor 20, when this thyristor 20 becomes conductive, the reactor 18 releases the energy that has not yet been released in a closed circuit passing through the thyristor 20, but in the forward direction of the thyristor. Since the resistance (Rth) of the reactor and the internal resistance (R L ) of the reactor are small, energy consumption in this closed circuit W = (i 18 ) 2
(Rth+R L ) is extremely small and is hardly consumed during the half-cycle period of the load when the welding current iw is reversed, that is, during the period T 4 −T 7 .

またこの時点でのアーク負荷Raおよびリアク
トル19の極性は第12図dとなり、リアクトル
18の極性はサイリスタ16のカソード側電位が
プラスとなり、またサイリスタ16のアノード側
は溶接変圧器12の端子S1が既にマイナスとなつ
ているため、サイリスタ16はターンオフとな
る。
Further, at this point, the arc load Ra and the polarity of the reactor 19 are as shown in FIG . Since is already negative, the thyristor 16 is turned off.

以下、位相制御角T4以降T5、T6………の時間
経過に対し、上述と同様の動作が繰返される。
Thereafter, the same operation as described above is repeated over time from phase control angle T 4 to T 5 , T 6 , . . . .

ところで、このように負荷にリアクトルを介し
て電流を流す回路では、その電流の値がリアクト
ルの磁束に対応する起磁力から導かれるので、第
4図に示す磁化特性曲線に従う値となる。
By the way, in a circuit such as this in which current flows through a load through a reactor, the value of the current is derived from the magnetomotive force corresponding to the magnetic flux of the reactor, so the value follows the magnetization characteristic curve shown in FIG. 4.

また、このような回路では、 入力電圧の瞬時値=リアクトル端子間電圧の瞬時値+負
荷電圧の瞬時値 の関係式を満足しなければならないため、リアク
トル磁束は入力電圧Viの瞬時値と負荷電圧の瞬
時値とが等しくなる位相までは増大するが、その
位相を越えると減少し始める。
In addition, in such a circuit, the relational expression of instantaneous value of input voltage = instantaneous value of voltage between reactor terminals + instantaneous value of load voltage must be satisfied, so the reactor magnetic flux is calculated by the instantaneous value of input voltage Vi and the load voltage. It increases until the phase where the instantaneous value of

従つて、このような磁束の変化に対応して溶接
電流iwも変化することになる。
Therefore, the welding current iw also changes in response to such changes in magnetic flux.

そして、リアクトル18,19の容量を適当に
選定しておくことによつて、例えば入力電圧Vi
の正の半サイクルに於いて、サイリスタ16、リ
アクトル18を通して流れる正方向の電流を次の
負の半サイクルにまで引伸して流すことができ
る。
By appropriately selecting the capacities of the reactors 18 and 19, for example, the input voltage Vi
During the positive half cycle, the positive current flowing through the thyristor 16 and the reactor 18 can be extended to the next negative half cycle.

すなわち、第5図b,cに示すようにゲート信
号A、又はBがそれぞれの対応する正、又は負の
半サイクル内に於いて消滅しても、第5図d,f
に示すようにサイリスタ16又は17を次の半サ
イクルの位相まで引続きオン状態に保持できる。
That is, even if the gate signal A or B disappears within the corresponding positive or negative half cycle as shown in FIGS. 5b and 5c, the gate signals shown in FIGS.
The thyristor 16 or 17 can remain on until the next half-cycle phase, as shown in FIG.

そして、サイリスタ16,17は、各リアクト
ル18,19に並列に接続されたサイリスタ2
0,21がターンオンして、各リアクトル18,
19内を自己誘導によつて流れる電流i18,i19
リアクトル18,19とサイリスタ20,21に
よつて構成される閉回路内に拘束され、かつアー
ク溶接負荷15側に流れるのを禁止されたタイミ
ングでターンオフする。
Thyristors 16 and 17 are connected to thyristors 2 and 2 connected in parallel to each reactor 18 and 19.
0 and 21 are turned on, and each reactor 18,
The currents i 18 and i 19 flowing through the arc welding load 19 by self-induction are restrained within a closed circuit constituted by the reactors 18 and 19 and the thyristors 20 and 21, and are prohibited from flowing to the arc welding load 15 side. Turn off at the right timing.

一方、サイリスタ20,21は、サイリスタ1
6,17がゲート信号A,Bによつてトリガされ
てオン動作し、逆方向の入力電圧Viが印加され
たタイミングでターンオフする。
On the other hand, thyristors 20 and 21 are
6 and 17 are turned on when triggered by the gate signals A and B, and turned off at the timing when the input voltage Vi in the opposite direction is applied.

したがつて、サイリスタ16,21及びサイリ
スタ17,20は第5図d,fに示すようにゲー
ト信号A,Bの立上りタイミングに同期してオ
ン、オフする。
Therefore, the thyristors 16 and 21 and the thyristors 17 and 20 are turned on and off in synchronization with the rising timing of the gate signals A and B, as shown in FIG. 5d and f.

ところで、前記閉回路内に拘束された電流i18
i19はその閉回路内を環流してリアクトル18,
19を一定の磁化状態に励磁つまり自己励磁す
る。
By the way, the current i 18 confined in the closed circuit,
i 19 circulates in the closed circuit to reactor 18,
19 is excited to a constant magnetization state, that is, self-excited.

そして、リアクトル18,19の端子電圧は略
零で殆ど減衰しないため、サイリスタ20,21
がターンオフしてその拘束状態を解く次の半サイ
クルまで一定値を保持することになる。
Since the terminal voltages of the reactors 18 and 19 are approximately zero and hardly attenuate, the thyristors 20 and 21
will hold a constant value until the next half cycle, when it turns off and releases its constraint.

さて、前述のようにリアクトル18,19は直
列するサイリスタ16,17がオフの非電圧印加
期間に於いて一定の磁化状態に固定されているの
で、そのサイリスタ16,17がオンし、かつ並
列するサイリスタ20,21がオフする電圧印加
期間に於いては、その磁化状態が前述の固定され
た磁化状態を出発点として前述のように入力電圧
Viの変化に従つて変化することになる。
Now, as mentioned above, the reactors 18 and 19 are fixed in a constant magnetized state during the non-voltage application period when the thyristors 16 and 17 connected in series are off, so when the thyristors 16 and 17 are turned on and the parallel During the voltage application period in which the thyristors 20 and 21 are turned off, their magnetization state starts from the above-mentioned fixed magnetization state and changes to the input voltage as described above.
It will change as Vi changes.

すなわち、第4図に於いて、点Q1を磁化固定
位置、点Q2を最大磁化位置とすれば、リアクト
ル18,19の磁化状態はいずれも点Q1,Q2
間を磁化特性曲線に従つて往復する、つまり第4
図に示すように磁束がφ1、φ2の間で変化、それ
によつて電流i18,i19がA1、A2の間で同じように
変化することになる。
That is, in FIG. 4, if point Q 1 is the fixed magnetization position and point Q 2 is the maximum magnetization position, the magnetization states of the reactors 18 and 19 will be the magnetization characteristic curve between points Q 1 and Q 2 . It reciprocates according to the fourth
As shown in the figure, the magnetic flux changes between φ 1 and φ 2 , so that the currents i 18 and i 19 change in the same way between A 1 and A 2 .

そして、アーク溶接負荷15に流れる溶接電流
iwは前記電圧印加期間に於いてリアクトル18,
19に流れる電流i18,i19を合成したものである
から、第5図hに示すような波形のものになる。
The welding current flowing through the arc welding load 15
iw is the reactor 18,
Since it is a composite of the currents i 18 and i 19 flowing through the terminals 19, it has a waveform as shown in FIG. 5h.

また前記電圧印加期間において、リアクトル1
8,19に流れる電流i18,i19の初期値はサイリ
スタ20,21で前記閉回路に拘束した時の電流
値と等しいから、その拘束電流値を適当に設定す
ることによつて、換言すればリアクトル18,1
9の容量とサイリスタ20,21をオンさせる位
相、つまりゲート信号A,Bの発生位相によつて
決まるから、ゲート信号A,Bの発生位相を移相
調節することによつて、アーク再点弧に好適する
ものとなる。したがつて、溶接電流iwを極性反
転時において瞬時にアーク再点弧に好適な電流値
まで立上る例えば方形波と正弦波を重畳したよう
な波形にすることができるので、アーク再点弧の
安定性が高く、安定したアーク溶接が行える。ま
た極性反転時において電流零期間が発生しないか
ら電流調整を広範囲に亘つて行うようにしてもア
ーク再点弧の安定性をそのまゝ維持することがで
きるものである。なお、第3図に示す装置をアル
ミの交流TIGアーク溶接に使用する場合はゲート
信号A,Bの発生位相を互に独立に制御できるよ
うにすればよい。
Also, during the voltage application period, the reactor 1
Since the initial values of the currents i 18 and i 19 flowing through the thyristors 20 and 21 are equal to the current values when the circuits are constrained to the closed circuit, by appropriately setting the constraint current values, reactor 18,1
9 and the phase at which the thyristors 20 and 21 are turned on, that is, the generation phase of the gate signals A and B. By adjusting the phase shift of the generation phase of the gate signals A and B, arc re-ignition can be achieved. This makes it suitable for Therefore, the welding current iw can be made into a waveform that instantly rises to a current value suitable for arc restriking when the polarity is reversed, such as a superimposed square wave and a sine wave. High stability and stable arc welding. Furthermore, since no current zero period occurs when the polarity is reversed, the stability of arc restriking can be maintained even if the current is adjusted over a wide range. Incidentally, when the apparatus shown in FIG. 3 is used for AC TIG arc welding of aluminum, the generation phases of gate signals A and B may be controlled independently of each other.

すなわち、交流TIGアーク溶接によつてアルミ
を溶接する場合、正、負対称の交流電圧をアーク
溶接負荷に給電すると、溶接電流波形が直流分を
含む正、負非対称な波形になることが知られてい
る。この現象は、被溶接物表面の酸化被膜除去作
用、いわゆるクリーニング作用が得られる被溶接
物が陰極のときの、つまり正の半波の電流値が減
少することによつて生じるもので、これによつて
クリーニング作用が低下して溶接に悪影響が生じ
ると共に直流分の存在で溶接変圧器の1次、2次
側が過負荷状態となり、巻線を焼損する危険性も
増大する。ところが、前述のようにゲート信号
A,Bの発生位相を独立に制御できるようにすれ
ば、例えばサイリスタ17,20の導通期間を一
定に保持し、サイリスタ16,21の導通期間を
増大していけば、溶接電流の正の半波における電
流値を増大することができるので、正、負の各半
波の電流値を等しくし、アルミの交流TIGアーク
溶接特有の前述した問題を解消できるものであ
る。しかも、リアクトル18,19に自己励磁回
路としてサイリスタ20,21を並列に接続して
いるので、前述したように、極性転換時に溶接電
流が一定値まで一気に立上る溶接電流波形とする
ことができるので、安定した状態でアルミの交流
TIGアーク溶接が実施できるものである。第6図
は、前述したアルミの交流TIGアーク溶接を実施
した場合の波形図である。
In other words, when welding aluminum by AC TIG arc welding, it is known that if an AC voltage with positive and negative symmetry is supplied to the arc welding load, the welding current waveform will become a positive and negative asymmetric waveform including a DC component. ing. This phenomenon occurs due to a decrease in the positive half-wave current value when the welding object is a cathode, which provides the effect of removing the oxide film on the surface of the object, the so-called cleaning effect. This reduces the cleaning effect and adversely affects welding, and the presence of the DC component causes the primary and secondary sides of the welding transformer to be overloaded, increasing the risk of burning out the windings. However, if the generation phases of gate signals A and B can be controlled independently as described above, for example, the conduction periods of thyristors 17 and 20 can be held constant, and the conduction periods of thyristors 16 and 21 can be increased. For example, it is possible to increase the current value in the positive half-wave of the welding current, making the current values in the positive and negative half-waves equal, and solving the above-mentioned problems specific to AC TIG arc welding of aluminum. be. Moreover, since the thyristors 20 and 21 are connected in parallel to the reactors 18 and 19 as a self-excitation circuit, the welding current waveform can be set such that the welding current suddenly rises to a certain value when the polarity is changed, as described above. , Aluminum AC in stable condition
TIG arc welding can be performed. FIG. 6 is a waveform diagram when performing the above-mentioned AC TIG arc welding of aluminum.

次に、第7図に回路構成を示す実施例を説明す
る。
Next, an embodiment whose circuit configuration is shown in FIG. 7 will be described.

この実施例は、第3図に示す実施例における自
己励磁回路中に可変インピーダンス素子として可
変抵抗25,26を直列に介挿した、つまりリア
クトル18,19の自己励磁回路としてサイリス
タ20,21と可変抵抗25,26を直列接続し
たものであつて、他の回路構成は同じものであ
る。
In this embodiment, variable resistors 25 and 26 are inserted in series as variable impedance elements in the self-excitation circuit in the embodiment shown in FIG. Resistors 25 and 26 are connected in series, and the other circuit configurations are the same.

このような構成であると、前述の実施例と同
様、サイリスタ20,21がオンすると、リアク
トル18,19を流れる電流i18,i19は自
己励磁回路と各リアクトル18,19との閉回路
中に拘束されるが、この場合は自己励磁回路中に
サイリスタ20,21のみならず、可変抵抗2
5,26が含まれるので、前記電流は時間の経過
にしたがつて減衰する。また、可変抵抗25,2
6の抵抗値とアーク溶接負荷15の抵抗値との抵
抗比によつてアーク溶接負荷15側にも分流する
ようになる。勿論、可変抵抗25,26の抵抗値
はアーク溶接負荷15の抵抗値に較べて非常に小
さな値に選定するので、自己励磁回路での電流の
減衰は微小であり、またアーク溶接負荷15側へ
の分流も微小である。
With such a configuration, when the thyristors 20 and 21 are turned on, the currents i18 and i19 flowing through the reactors 18 and 19 are restrained in a closed circuit between the self-excitation circuit and each reactor 18 and 19, as in the above embodiment. However, in this case, not only the thyristors 20 and 21 but also the variable resistor 2 are included in the self-excitation circuit.
5 and 26, the current attenuates over time. In addition, variable resistors 25, 2
6 and the resistance value of the arc welding load 15, the current is also shunted to the arc welding load 15 side. Of course, the resistance values of the variable resistors 25 and 26 are selected to be very small compared to the resistance value of the arc welding load 15, so the attenuation of the current in the self-excitation circuit is minute, and the current is not applied to the arc welding load 15 side. The branch flow is also minute.

しかし、リアクトル18,19を流れる電流i
18,i19は前述の減衰及び分流によつて、前
記実施例の場合とは多少異なり、第8図a,bに
示すように、サイリスタ20,21がオフの期間
における電流の立ち上りが若干遅れ、かつその電
流の立上りレベルがサイリスタ20,21をオン
にした時のレベルよりも若干低下する。そのた
め、サイリスタ20,21がオフしている期間に
おける電流i18,i19の合成である溶接電流
iwも第8図cに示すように、極性反転時の電流
の立上り、立下りが若干緩るやかなものに変化す
る。この溶接電流iwの各半サイクルの電流立上
り、立下り特性は可変抵抗25,26の抵抗値に
よつて制御でき、例えば第9図に拡大して示すよ
うに可変抵抗25,26の抵抗値R1、R2、R3
応じて変化する。なお、第9図においては、R1
<R2<R3である。この様に、溶接電流iwの極性
転換時の電流立上り、立下り特性を制御すること
によつて、その波形をアークの再点弧が安定に行
なわれると共にスパツタの発生を抑制した最適な
ものに調整できるものである。続いて、第10図
に回路構成を示す実施例を説明する。
However, the current i flowing through the reactors 18 and 19
18 and i19 are slightly different from the case of the above embodiment due to the above-mentioned attenuation and shunting, and as shown in FIGS. Moreover, the rising level of the current is slightly lower than the level when the thyristors 20 and 21 are turned on. Therefore, the welding current is a composite of the currents i18 and i19 during the period when the thyristors 20 and 21 are off.
As shown in FIG. 8c, iw also changes to a slightly slower rise and fall of the current when the polarity is reversed. The current rise and fall characteristics of each half cycle of this welding current iw can be controlled by the resistance values of the variable resistors 25 and 26. For example, as shown enlarged in FIG. 9, the resistance value R of the variable resistors 25 and 26 1 , R 2 , and R 3 . In addition, in FIG. 9, R 1
<R 2 <R 3 . In this way, by controlling the current rise and fall characteristics at the time of polarity change of the welding current iw, the waveform can be optimized to ensure stable arc re-ignition and suppress spatter. It is something that can be adjusted. Next, an embodiment whose circuit configuration is shown in FIG. 10 will be described.

この実施例は前述した第3図に示す実施例に切
換スイツチ27,28,29,30及びダイオー
ド31を付加することにより、前記実施例をその
切換スイツチの操作で前述した交流アーク溶接用
としては勿論、直流アーク溶接用としても使用で
きるようにしたものである。なお、第10図にお
いて各切換スイツチ27,28,29,30の切
換接点をa側に切換えておけば交流アーク溶接用
として使用でき、b側に切換えておけば直流アー
ク溶接用として使用できる。また、切換スイツチ
28は直流アーク溶接用として使用する場合に出
力調整用スイツチとして働せることができ、ダイ
オード31は溶接用変圧器12の出力電圧の瞬時
値よりもリアクトル18,19両端の瞬時値が大
きくなつたときにおいてリアクトルの電磁エネル
ギーがアーク溶接負荷で消費され、電流値が減衰
するのを防止し、リツプル分の少ない平滑な直流
電流を得るためのいわゆる環流用ダイオードとし
て作用する。
This embodiment is made by adding changeover switches 27, 28, 29, 30 and a diode 31 to the embodiment shown in FIG. Of course, it can also be used for DC arc welding. In FIG. 10, if the switching contacts of the switching switches 27, 28, 29, and 30 are switched to the a side, they can be used for AC arc welding, and if they are switched to the b side, they can be used for DC arc welding. In addition, the changeover switch 28 can be used as an output adjustment switch when used for DC arc welding, and the diode 31 is configured to adjust the instantaneous value at both ends of the reactors 18 and 19 from the instantaneous value of the output voltage of the welding transformer 12. When the current value increases, the electromagnetic energy of the reactor is consumed by the arc welding load, preventing the current value from attenuating and acting as a so-called freewheeling diode to obtain a smooth DC current with little ripple.

なお、前記各実施例においてはサイリスタを逆
並列接続した交流位相制御回路を備えるものであ
つたが、他の回路構成、或は他の電子的スイツチ
手段を用いる交流位相制御回路を備えるものにも
本発明は適用し得るものである。
Although each of the above embodiments is equipped with an AC phase control circuit in which thyristors are connected in antiparallel, it is also possible to use an AC phase control circuit with other circuit configurations or other electronic switching means. The present invention is applicable.

以上の説明で明らかなように、本発明は交流位
相制御回路で位相制御される極性の異なる各電流
をそれぞれ異なるリアクトルに通電するように
し、その各リアクトルに励磁回路を付設してお
き、非電圧印加期間においてその励磁回路で前記
リアクトルを所定の磁化状態に励磁しておき、電
圧印加期間において、その磁化状態に応じた電流
が即流れるようにし、極性反転時に零電流期間が
生じないようにしているので、広範囲に亘つて電
流調整を行え、しかもアーク再点弧の安定性を維
持することができる交流アーク溶接用電源装置を
提供できるものである。
As is clear from the above explanation, the present invention allows currents of different polarities that are phase-controlled by an AC phase control circuit to flow through different reactors, and each reactor is provided with an excitation circuit. During the voltage application period, the reactor is excited to a predetermined magnetization state by the excitation circuit, and during the voltage application period, a current corresponding to the magnetization state immediately flows, so that a zero current period does not occur when the polarity is reversed. Therefore, it is possible to provide an AC arc welding power supply device that can adjust the current over a wide range and maintain the stability of arc restriking.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来の交流アーク溶接用電源装置の一
例を示す回路図、第2図は同装置の溶接電流波形
図、第3図は本発明の一実施例を示す回路図、第
4図はリアクトルの磁化特性曲線図、第5図は同
実施例の要部の電流、電圧波形図、第6図は同実
施例の交流TIGアーク溶接時の要部の電流電圧波
形図、第7図は本発明の他の実施例を示す回路
図、第8図は同実施例の要部の電流波形図、第9
図は同実施例の溶接電流の拡大波形図、第10図
は本発明のさらに他の実施例を示す回路図であ
る。第11図は同実施例のリアクトルの作用を説
明する波形図、第12図a〜dは同実施例のリア
クトルの作用を説明する回路図である。 14……交流位相制御回路、16,17,2
0,21……サイリスタ、18,19……リアク
トル。
Fig. 1 is a circuit diagram showing an example of a conventional AC arc welding power supply device, Fig. 2 is a welding current waveform diagram of the same device, Fig. 3 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention, and Fig. 4 is a circuit diagram showing an example of a conventional AC arc welding power supply device. Figure 5 is a diagram of the magnetization characteristic curve of the reactor, Figure 5 is a current and voltage waveform diagram of the main parts of the same example, Figure 6 is a current and voltage waveform diagram of the main parts of the same example during AC TIG arc welding, and Figure 7 is a diagram of the current and voltage waveforms of the main parts of the same example. A circuit diagram showing another embodiment of the present invention, FIG. 8 is a current waveform diagram of the main part of the same embodiment, and FIG.
The figure is an enlarged waveform diagram of the welding current of the same embodiment, and FIG. 10 is a circuit diagram showing still another embodiment of the present invention. FIG. 11 is a waveform diagram illustrating the action of the reactor of the same embodiment, and FIGS. 12 a to 12 d are circuit diagrams illustrating the action of the reactor of the same embodiment. 14... AC phase control circuit, 16, 17, 2
0,21...Thyristor, 18,19...Reactor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 溶接変圧器と、この溶接変圧器の2次側と溶
接負荷との間に介挿される互いに半導体スイツチ
ング素子を逆並列に接続した交流位相制御回路
と、この交流位相制御回路のそれぞれの半導体ス
イツチング素子に直列に接続されるリアクトル
と、上記各リアクトルに並列に接続され該リアク
トルに直列に接続された上記半導体スイツチング
素子が非導通状態にある期間該リアクトルを磁化
状態に保持しておく半導体スイツチング素子を備
えた励磁回路と、上記各半導体スイツチング素子
にゲート信号を出力して個々の半導体スイツチン
グ素子の導通位相を制御するゲート信号発生回路
とを具備してなることを特徴とする交流アーク溶
接用電源装置。 2 上記励磁回路が各リアクトルに並列に接続さ
れた半導体スイツチング素子のみによつて該リア
クトルの両端間を短絡するようにしたものである
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の交
流アーク溶接用電源装置。 3 上記励磁回路が各リアクトルの両端間に接続
した半導体スイツチング素子とインピーダンス素
子との直列回路であることを特徴とする特許請求
の範囲第1項記載の交流アーク溶接用電源装置。 4 上記インピーダンス素子が可変インピーダン
ス素子であることを特徴とする特許請求の範囲第
3項記載の交流アーク溶接用電源装置。
[Scope of Claims] 1. A welding transformer, an AC phase control circuit in which semiconductor switching elements are connected in antiparallel to each other, which is inserted between the secondary side of this welding transformer and a welding load, and this AC phase control circuit. A reactor connected in series to each semiconductor switching element of the circuit, and a semiconductor switching element connected in parallel to each of the reactors and connected in series to the reactor, maintain the reactor in a magnetized state while the semiconductor switching element is in a non-conducting state. The present invention is characterized by comprising: an excitation circuit equipped with a semiconductor switching element that is connected to the semiconductor switching element; and a gate signal generation circuit that outputs a gate signal to each of the semiconductor switching elements to control the conduction phase of each semiconductor switching element. A power supply device for AC arc welding. 2. The alternating current arc according to claim 1, wherein the excitation circuit short-circuits both ends of the reactors only by semiconductor switching elements connected in parallel to each reactor. Power supply device for welding. 3. The AC arc welding power supply device according to claim 1, wherein the excitation circuit is a series circuit of a semiconductor switching element and an impedance element connected between both ends of each reactor. 4. The AC arc welding power supply device according to claim 3, wherein the impedance element is a variable impedance element.
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