JPS6320461Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は直流アーク溶接機の入力が欠相した場
合の保護回路を備えた直流アーク溶接機に関する
ものである。

直流アーク溶接機は、定格使用率が通常40乃至
60％であるので、それ以上の使用率で使用した場
合に溶接機内の３相変圧器巻線の過負荷による焼
損防止のために、又は定電圧特性を有する溶接機
においてその出力側の短絡による溶接機内の整流
素子の過電流による焼損防止のために、溶接機入
力側にナイフスイツチと共にヒユーズが設けられ
ている。また溶接機には、通常溶接機の出力電圧
又は出力電流を所定値に維持するためにフイード
バツク回路が設けられている。したがつて、前述
したヒユーズの１相のみが溶断すると、それに対
応した相の溶接機内の３相変圧器巻線への供給電
圧が低下してその相の巻線からの出力が減少する
が、フイードバツク回路によつて溶接機出力を一
定に維持しようとするために、他の健全相の巻線
からの出力が増加し、その出力が増加した相の変
圧器巻線および整流素子が過負荷となる。また溶
接機は工事現場で使用するために頻繁に移動させ
るので、溶接機の１次側配線は他の電気機器のよ
うに固定配線ではなく、工事現場でケーブルによ
つて接続されることが多く、１線断線、１線接続
不良等により欠相になる機会が多い。このような
１線欠相した接続がされても、溶接機は前述した
とおりフイードバツク回路によつて出力を一定に
保持しようとする作用があるために、作業者は欠
相に気ずかずに溶接作業を継続するので、上記の
ように、変圧器巻線および整流素子が過負荷とな
る。その整流素子はヒユーズよりも時定数が短い
ので、他の２組のヒユーズのいずれかが溶断する
よりも先に、整流素子が焼損してしまう。そこ
で、ヒユーズのかわりに３相ノーヒユーズブレー
カーを使用することも行われているが、溶接機の
入力電圧が200Vの場合は、溶接機の１次電流が
400Vの場合にくらべて大きくなつてブレーカー
が大形となるために、３相ノーヒユーズブレーカ
ーは極めて高価となるだけでなく、溶接作業中に
おける溶接機の出力側の短時間の短絡電流、溶接
機の電源回路の投入時における突流電流等によつ
て誤動作しないように選定することも容易ではな
い。

したがつて、従来、第１図に示すように溶接機
内に２個の入力側線間電圧検出回路を備えた直流
アーク溶接機が用いられている。同図において、
１は溶接機の入力端子、SW１は溶接電源回路用
スイツチ、Ｔ１は、第１乃至第３の高圧巻線P₁
乃至P₃と、第１乃至第３の低圧巻線S₁乃至S₃と
を有する３相変圧器であつて、高圧巻線はデルタ
結線された後に電磁接触器の各相の接点mS１乃
至mS３を介してスイツチSW１に接続されてお
り、低圧巻線はスター結線された後に整流素子Ｄ
１乃至Ｄ３および直流リアクトルＬ１をへて、溶
接電極２、アーク及び被溶接物３よりなる溶接負
荷Ｌ接続されている。さらに、溶接機の各入力線
路Ｒ，ＳおよびＴのいずれか２つの線路に制御電
源回路用スイツチSW２を介して補助変圧器Ｔ２
の１次巻線が接続され、その２次巻線に電磁接触
器のコイルMSと後述する２個の第１および第２
の電圧検出回路例えば２個のリレーＦおよびＧの
各接点ｆ１とｇ１とが直列に接続されている。補
助変圧器Ｔ２およびスイツチSW２は制御用電源
回路を構成する。ＦおよびＧは、それぞれ溶接機
の入力線路Ｒ相とＳ相との間、およびＳ相とＴ相
との間の線間電圧を検出するための第１および第
２の電圧検出回路であつて、例えば溶接機の定格
１次電圧の略1/2をこえる値で動作して接点ｆ１
およびｇ１を閉路するリレーのコイルである。Ｍ
は３相変圧器Ｔ１の低圧巻線S₁乃至S₃のタツプを
切換える電動機である。１１は電動機制御回路で
あつて、溶接負荷電圧をフイードバツクして溶接
負荷電圧を所定値に設定するように電動機Ｍを制
御する。

上記の構成において、スイツチSW１および
SW２を閉路すると、リレーのコイルＦおよびＧ
に溶接機定格１次電圧が供給されて、接点ｆ１お
よびｇ１が閉路して電磁接触器のコイルMSが励
磁されて、接点mS１乃至mS３が同時に閉路して
溶接作業が可能となる。しかし、溶接機の入力線
路Ｒ，ＳおよびＴ相のいずれか一つの線路が断線
した場合にはつぎのとおりとなる。第４図ａに示
すごとくＲ相が断線すれば、リレーのコイルＧに
は溶接機の略定格１次電圧Ｅが供給されて動作し
て図示していない接点ｇ１を閉路するが、リレー
のコイルＦには1/2Ｅしか電圧が供給されず、こ
の1/2Ｅの電圧では接点ｆ１は開路のままであり、
前述した電磁接触器の接点mS１乃至mS３を閉路
することができない。また、第４図ｂに示すごと
くＳ相が断線すれば、リレーのコイルＦおよびＧ
の両者とも1/2Ｅの電圧しか供給されないために、
これらの接点ｆ１およびｇ１は開路のまま、した
がつて接点mS１乃至mS３は閉路することができ
ない。同様にＴ相が断線したときは、リレーのコ
イルＦには電圧Ｅが供給されて接点ｆ１を閉路す
るが、リレーのコイルＧには、1/2Ｅの電圧しか
供給されないので、接点ｇ１は開路のまま、した
がつて接点mS１乃至mS３は閉路することができ
ない。このような従来の直流アーク溶接機におい
ては、１線断線によつて、リレーのコイルＦ又は
Ｇ又は両者が溶接機の定格１次電圧の約1/2以下
の電圧を検出してリレーを動作させないようにし
ている。しかし、溶接機の電源電圧は±10％乃至
±15％を変動をするので、これらのリレーは少な
くとも溶接機定格１次電圧の65％以下で接点が開
放状態になければならず、かつ85％以上で動作を
しなければならない。しかも、電圧検出回路が特
にリレーのような場合には、接点の投入電圧（動
作電圧）と接点の開放電圧（復帰電圧）との差
が、ヒステリシス現象のために小さくなる。さら
にリレーの経年変化、リレーのバラツキ等を考慮
すると多数のリレーから厳密に選別するか、非直
線素子を用いて補償するか、電圧検出回路の動作
電圧および復帰電圧の調整をするか等が必要とな
り、従来の回路では問題が残されていた。

本考案は、入力側の高圧巻線がデルタ結線され
出力側の低圧巻線がスター結線された３相変圧器
を有する直流アーク溶接機であつて、スター結線
された各低圧巻線の各線間電圧をそれぞれ検出し
て、いずれかの線間電圧が零のときは、低圧巻線
の出力を溶接負荷から確実に遮断して３相変圧器
巻線および整流素子を過負荷から保護する信頼性
の高い直流アーク溶接機を提供したものである。

以下、図面を参照して本考案の直流アーク溶接
機について説明する。第２図は本考案の直流アー
ク溶接機の一実施例を示す接続図であつて、第１
図と同一構成部分は同一の符号を付してある。同
図において、Ａ，ＢおよびＣは、スター結線され
た３相変圧器の低圧巻線S₁乃至S₃側の各線間電圧
を検出する第１乃至第３の電圧検出回路、例えば
溶接機の入力端子に定格１次電圧の85％程度の電
圧が供給されたときに動作をして各接点ａ１，ｂ
１およびｃ１を閉路するリレーのコイルである。
各接点ａ１，ｂ１およびｃ１の直列回路は、各電
圧検出回路の出力信号のAND回路５を構成する。
電磁接触器のコイルMSおよびその接点mS１乃
至mS３は出力開閉回路を構成し、AND回路５の
出力信号によつて３相変圧器の低圧巻線の出力を
溶接負荷に供給又は遮断する。６はAND回路）
の出力信号が零のときに表示灯の点灯、ブザーの
警報等によつて表示する表示回路である。

つぎに、第２図に示す直流アーク溶接機の動作
について説明する。溶接電源回路用スイツチSW
１および制御電源回路用スイツチSWを閉路する
と、リレーのコイルＡ乃至Ｃに３相変圧器Ｔ１の
低圧巻線の線間電圧が供給されて、接点ａ１乃至
ｃ１を閉路して電磁接触器のコイルMSが励磁さ
れて、接点mS１乃至mS３が同時に閉路して溶接
作業が可能となる。しかし、溶接機の入力線路
Ｒ，ＳおよびＴ相のいずれか一つの線路が断線し
た場合について、第４図ａおよびｂを参照して説
明する。この説明においては、３相変圧器の高圧
巻線P₁乃至P₃および低圧巻線S₁乃至S₃はすべて
同一の巻数であり各相とも断線のない場合の各巻
線電圧をＥとする。同図ａに示すごとくＲ相が断
線すれば、各リレーのコイルＡ，ＢおよびＣには
それぞれ3/2Ｅ、Ｏおよび3/2Ｅの電圧が供給され
る。リレーのコイルＢの供給電圧がＯであるため
に第２図に示す接点ｂ１は確実に開路状態を保持
する。また第４図ｂに示すごとくＳ相が断線すれ
ば、リレーのコイルＡ，ＢおよびＣにはそれぞれ
０、3/2Ｅおよび3/2Ｅの電圧が供給される。リレ
ーのコイルＡの供給電圧が０であるために第２図
に示す接点ａ１は確実に開路状態を維持する。同
様にしてＴ相が断線すれば、リレーのコイルＣの
供給電圧が０であるために第２図に示す接点ｃ１
は確実に開路状態を維持する。このようにいずれ
か１相が断線すれば、第１乃至第３の電圧検出回
路（実施例ではリレーのコイルＡ，ＢおよびＣ）
の出力信号（実施例では接点ａ１，ｂ１およびｃ
１）のいずれか一つが必らず零となり、各電圧検
出回路の出力信号のAND回路５の出力信号は零
となるために、電磁接触器のコイルMSは非励磁
状態を維持し、したがつてその接点mS１乃至mS
３は開路状態を保持して、３相変圧器の低圧巻線
の出力は溶接負荷に供給されない。

第３図は、本考案の直流アーク溶接機の他の実
施例を示す接続図であつて、第２図と同一構成部
分は同一符号を付してある。同図においてSCR
１乃至SCR３はサイリスタであつて、整流回路
と３相変圧器Ｔ１の低圧巻線の出力を溶接負荷に
供給又は遮断する出力開閉回路とを兼用してい
る。１２は溶接機の出力検出回路であつてその出
力のフイードバツク信号と設定回路１３の出力の
基準信号とを比較回路１４で比較してその差信号
を点弧回路１５に出力する。一方、この点弧回路
１５には、低圧巻線S₁の出力電圧が制御電源回路
用スイツチSW２および第２図と同様のAND回
路５を介して供給されている。したがつて、第２
図において説明したように入力線路Ｒ，Ｓおよび
Ｔ相のいずれか一線が断線すると、AND回路５
の出力信号が確実に零になるために、点弧回路１
５には制御電源が遮断されて点弧信号を発生する
ことができず、したがつてサイリスタSCR１乃
至SCR３は遮断状態を維持する。

前述した実施例においては、３相変圧器のスタ
ー結線された低圧巻線が３相半波整流回路に接続
された場合について説明したが、３相変圧器の低
圧巻線がスター結線されておれば、６相半波整流
回路、相間リアクトル付２重星形整流回路等のい
ずれの整流回路であつてもよい。

以上のように、本考案の直流アーク溶接機によ
れば、溶接機内の３相変圧器の低圧巻線がスター
結線されていることを利用して、溶接機入力線路
の１線断線を確実に検出することができ、かつ、
電圧検出回路が３相変圧器の低圧巻線側に接続さ
れているために、制御回路がプリント板上に組ま
れているような場合には短絡事故を防止すること
ができ信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の直流アーク溶接機の接続図、第
２図および第３図は本考案の直流アーク溶接機の
接続図、第４図ａおよびｂは従来および本考案の
直流アーク溶接機の入力線路が断線した場合の説
明図である。 Ｌ……溶接負荷、S₁乃至S₃……３相変圧器の低
圧巻線、Ａ，ＢおよびＣ……第１乃至第３の電圧
検出回路、５……AND回路、Ｄ１，Ｄ２および
Ｄ３又はSCR１，SCR２およびSCR３……整流
回路、MSおよびmS１乃至mS３（電磁接触器）
又はSCR１乃至SCR３（サイリスタ）……出力
開閉回路、６……表示回路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ デルタ結線された各高圧巻線が３相電源に接
   続され、スター結線された各低圧巻線が整流回
   路を通じて溶接負荷に接続される３相変圧器を
   有する直流アーク溶接機において、前記低圧巻
   線側の各線間に接続された第１乃至第３の電圧
   検出回路と、前記各電圧検出回路の出力信号を
   入力とするAND回路と、前記AND回路の出力
   信号を入力として出力信号が零のときに表示を
   する表示回路又は溶接機の入力端子から溶接負
   荷までの間の溶接電流通電回路に接続されて前
   記AND回路の出力信号により開閉して前記出
   力信号が零のときに開路する出力開閉回路とを
   備えた直流アーク溶接機。 ２ 前記出力開閉回路が、溶接機の入力端子と３
   相変圧器の各高圧巻線との間に接続された電磁
   接触器である実用新案登録請求の範囲第１項に
   記載の直流アーク溶接機。 ３ 前記出力開閉回路が、スター結線された各低
   圧巻線に同方向に接続された第１乃至第３のサ
   イリスタである実用新案登録請求の範囲第１項
   に記載の直流アーク溶接機。