JPS6327898Y2 - - 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相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、アークおよび被溶接物３よりなる溶接
負荷Ｌに接続されている。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
に溶接機の定格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、３相変圧器の高圧巻線側にリレー
のコイルＦおよびＧによつて構成される２個の電
圧検出回路が必要であり、かつその電圧検出回路
が３相変圧器の高圧巻線側に接続されている。通
常、溶接機は、金属加工によつて発生する金属粉
を含むじんあい中又は屋外で使用され、かつ溶接
機には冷却フアンによりじんあい、湿気を吸引し
やすく制御回路の短絡事故を発生しやすい。した
がつて、溶接機の制御回路、特にプリント板を使
用した回路に、３相変圧器の高圧巻線側の電圧を
印加することはできるだけさける必要がある。

本考案は、３相電源に接続されるデルタ接続さ
れた高圧巻線と整流回路を通じて溶接負荷に出力
を供給するスター結線された低圧巻線とを有する
３相変圧器を備えた直流アーク溶接機において、
低圧巻線の相電圧又はそれと同相の電圧およびス
ター結線された低圧巻線の線間電圧又はそれと同
相の電圧のうちのいずれか一つである第１の電圧
を制御用電源とし、それらのうちで第１の電圧と
相を異にする第２の電圧を電圧検出回路の入力と
して、これら第１および第２の電圧の少なくとも
一方が、１相欠相時において正常時の略1/2に低
下したときに、表示又は低圧巻線の出力を溶接負
荷から遮断する直流アーク溶接機であつて、従来
の第１および第２の電圧検出回路および制御用電
源回路を、本考案では電圧検出回路と制御用電源
回路とを兼用することによつて電圧検出回路を１
つ省略するとともに、残り一つの電圧検出回路を
低圧側巻線に接続することによつて、回路を簡単
にし、かつ短絡事故のない信頼性の高い直流アー
ク溶接機を提供するものである。

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
図と同一の構成部分は同一符号を付してある。同
図においてスイツチSW２と補助変圧器Ｔ２とは
制御用電源回路４を形成し、変圧器Ｔ２の１次側
は入力線路Ｒ相とＴ相との間に接続されて低圧巻
線S₃の端子電圧と同相の電圧である第１の電圧を
入力としている。Ｖは電圧検出回路例えばリレー
のコイルであつて、このコイルにはスター結線さ
れた低圧巻線S₁およびS₂の線間電圧である第２の
電圧が供給されている。ここで第１図に示す従来
の溶接機の接続図と第２図に示す本考案の溶接機
の接続図とを比較すると、第１図においてはスイ
ツチSW２と補助変圧器Ｔ２とより成る制御用電
源回路および電圧検出回路Ｇは、ともに入力線路
Ｓ相とＴ相とに接続されているので両者はともに
同相の電圧を入力としており、また電圧検出回路
は符号ＧおよびＦで示される２個の検出回路を備
え、３相変圧器Ｔ１の高圧巻線側に接続されてい
る。それに対して、第２図においては、制御用電
源回路４は入力線路Ｒ相とＴ相とに接続され、こ
の制御用電源回路に入力される電圧位相は低圧巻
線S₃と同相の第１の電圧であり、電圧検出回路Ｖ
は低圧巻線S₁とS₂との線間電圧である第２の電圧
であつて、この第１の電圧と第２の電圧とは異な
る相である。また第２図においては電圧検出回路
は符号Ｖで示される１個の回路であり、かつ３相
変圧器の低圧巻線側に接続されている。電圧検出
回路の出力信号となるリレーの接点ｖ１は、出力
開閉回路を構成する電磁接触器のコイルMSと直
列接続された後に、制御用電源回路４を構成する
補助変圧器Ｔ２の２次巻線に接続されている。５
は制御用電源回路４の出力信号と電圧検出回路Ｖ
の出力信号とを入力とする欠相判別回路であり、
６は欠相判別回路が信号を出力したときに表示灯
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SW１
および制御電源回路用スイツチSW２を閉路する
と、リレーのコイルＶに３相変圧器Ｔ１の低圧巻
線S₁とS₂との間の線間電圧が供給されて、接点ｖ
１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。ここで、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乃至ｃを参照して説明す
る。こ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および補助
変圧器Ｔ２の２次巻線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の相電圧をＥと
する。同図ａ又はｃに示すように、Ｒ相又はＴ相
が断線すれば、制御用電源回路４に入力される電
圧は低圧巻線S₃の端子電圧と同相であるので1/2
Ｅの電圧が供給され、リレーのコイルＶには3/2
Ｅの電圧が供給されるので接点ｖ１は閉路する
が、電磁接触器のコイルMSには1/2Ｅの電圧し
か供給されないためにMSは動作しない。また第
４図ｂに示すごとくＳ相が断線すれば制御用電源
回路４には正常値の電圧Ｅが供給されるが、リレ
ーのコイルＶには電圧が供給されないために電磁
接触器MSは動作しない。なお上記実施例におい
て、リレーのコイルＶを低圧巻線S₁又はS₂に接続
した場合には、断線時は、リレーのコイルＶに
は、低圧巻線S₁又はS₂の相電圧Ｅ又はその1/2Ｅ
の電圧しか供給されないために、過負荷電圧が供
給されることはない。

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、S′₃
は３相変圧器Ｔ１の低圧巻線S₃と同一鉄心上に巻
回された補助巻線であつて、制御電源回路用スイ
ツチSW２と補助巻線S′₃とによつて制御用電源回
路４を構成している。したがつて制御用電源回路
４に入力される第１の電圧は低圧巻線S₃と同相で
ある。DR１は制御電源を整流する整流器であ
り、ZD１は定電圧ダイオードであつて補助巻線
S′₃の電圧が欠相のない正常状態の電圧のときに
導通して、後述する点弧回路１５に出力を供給す
る。上記補助巻線S′₃の出力電圧、リレーの接点
ｖ１、整流器DR１および定電圧ダイオードZD１
は欠相判別回路５を構成する。SCR１乃至SCR
３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には制御用
電源回路４すなわち前述した補助巻線S′₃からの
出力電圧が供給される。上記の回路構成によつて
欠相のない正常状態においては、溶接電源回路用
スイツチSW１および制御電源回路用スイツチ
SW２を閉路すると補助巻線S′₃の正常時の電圧が
点弧回路１５に供給されてサイリスタSCR１乃
至SCR３を点弧させて低圧巻線S₁乃至S₃の出力
を溶接負荷に供給する。しかし、線路Ｒ，Ｓおよ
びＴ相のいずれか一つが断線すると、第２図にお
いて説明したように制御用電源回路４に供給され
る第１の電圧又は電圧検出回路Ｖに供給される第
２の電圧の少なくとも一方が正常状態の1/2又は
零電圧となつて点弧回路１５に正常な制御用電圧
を供給しないために、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、溶接機入力線路の１線断線の判別を、１個
の電圧検出回路によつて行い、従来使用されてい
たもう１個の電圧検出回路は制御用電源回路によ
つて兼用させたので、制御回路が簡単になり、か
つ電圧検出回路は溶接機内の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乃至ｃ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、４……制御用電源回路、Ｖ……電圧検出
回路、５……欠相判別回路、Ｄ１，Ｄ２およびＤ
３又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 ３相電源に接続された線路ＲとＳ及びＳとＴ
   及びＴとＲとの間でデルタ結線された各々の高
   圧巻線Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３が巻回された鉄心脚と
   同一鉄心脚に巻回されてスター結線された各々
   の低圧巻線Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３が整流回路を通じ
   て溶接負荷Ｌに接続される３相変圧器Ｔ１を有
   する直流アーク溶接機において、 前記線路Ｒと線路Ｔ間又は低圧巻線Ｓ３と同一
   鉄心に巻回された巻線Ｓ３′に接続された制御
   用電源回路４と、 前記低圧巻線Ｓ１とＳ２との線間電圧又はＳ１
   もしくはＳ２の相電圧を検出する電圧検出回路
   Ｖと、前記制御用電源回路４の出力電圧値が略
   １／２に低下するか又は前記電圧検出回路Ｖの出
   力電圧値が零又は略1/2に低下したときに欠相
   を示す信号を出力する欠相判別回路５と、前記
   欠相判別回路５の欠相を示す信号を入力として
   欠相を表示する表示回路６又は前記線路Ｒ，
   Ｓ，Ｔから溶接負荷Ｌまでの溶接負荷電流通電
   回路中に接続されて溶接負荷電流を遮断する出
   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、３相電源と３相変圧器
   の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、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。