JPH01143767A - 溶接用交流矩形波電源 - Google Patents
溶接用交流矩形波電源Info
- Publication number
- JPH01143767A JPH01143767A JP62302341A JP30234187A JPH01143767A JP H01143767 A JPH01143767 A JP H01143767A JP 62302341 A JP62302341 A JP 62302341A JP 30234187 A JP30234187 A JP 30234187A JP H01143767 A JPH01143767 A JP H01143767A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- power source
- rectifier
- rectangular wave
- output
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Arc Welding Control (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、ガスシールド溶接および潜弧溶接法で使用さ
れているアーク溶接およびタングステン電極等の非消耗
性電極を用いたアーク溶接において、交流矩形波電圧を
出力する溶接電源に関するものである。
れているアーク溶接およびタングステン電極等の非消耗
性電極を用いたアーク溶接において、交流矩形波電圧を
出力する溶接電源に関するものである。
従来の技術
従来の交流矩形波電源としては、例えば特開昭５９−２
１７０号公報に示されているように、第６図のような構
成になっていた。
１７０号公報に示されているように、第６図のような構
成になっていた。
この第５図において、直流定電圧特性電源１より出力さ
れた直流定電圧の出力を、スイッチングパワートランジ
スタ２によって、所望周波数の交流矩形波（第６図）に
変換し、この交流矩形波定電圧特性の出力をトーチ６に
供給する。そして、スイッチングパワートランジスタ２
は増巾器３によって操作され、レベル調整回路４によっ
て交流矩形波定電圧の出力レベルを調整され、囲周波パ
ルス発振器５によって周波数が調整される。
れた直流定電圧の出力を、スイッチングパワートランジ
スタ２によって、所望周波数の交流矩形波（第６図）に
変換し、この交流矩形波定電圧特性の出力をトーチ６に
供給する。そして、スイッチングパワートランジスタ２
は増巾器３によって操作され、レベル調整回路４によっ
て交流矩形波定電圧の出力レベルを調整され、囲周波パ
ルス発振器５によって周波数が調整される。
発明が解決しようとする問題点
従来の交流矩形波電源の場合には、直流定電圧特性電源
１に大形の溶接用変圧器や、大電流を整流する整流ダイ
オード、平滑用コンデンサが必要となるうえに、スイッ
チングパワートランジスタ２に大電流用のトランジスタ
が４素子も必要となる。また、トランジスタを駆動する
ための駆動回路が４回路も必要となり回路が複雑になっ
ていた。
１に大形の溶接用変圧器や、大電流を整流する整流ダイ
オード、平滑用コンデンサが必要となるうえに、スイッ
チングパワートランジスタ２に大電流用のトランジスタ
が４素子も必要となる。また、トランジスタを駆動する
ための駆動回路が４回路も必要となり回路が複雑になっ
ていた。
また、交流矩形波電圧の出力調整を行い、出力を小さく
した時に、その波形が第７図のように電流のゼロ区間が
発生し、アークが不安定になることがあった。さらに溶
接時の母材への溶は込みを制御する場合には、矩形波電
圧の出力電圧の調整による方法のみのため、精密な溶は
込み制御が困難であった。
した時に、その波形が第７図のように電流のゼロ区間が
発生し、アークが不安定になることがあった。さらに溶
接時の母材への溶は込みを制御する場合には、矩形波電
圧の出力電圧の調整による方法のみのため、精密な溶は
込み制御が困難であった。
問題点を解決するための手段
上記問題点を解決するため、本発明は、直流定電圧特性
の電源にはパワートランジスタを用いたインバータ回路
を用い、交流矩形波電圧を得るためには、リアクトルと
制御整流素子を用いた変換回路を用いる。そして出力制
御は変換回路の制御整流素子を用い、溶は込み制御には
制御整流素子のデユーティ設定回路を用いてなるもので
ある。
の電源にはパワートランジスタを用いたインバータ回路
を用い、交流矩形波電圧を得るためには、リアクトルと
制御整流素子を用いた変換回路を用いる。そして出力制
御は変換回路の制御整流素子を用い、溶は込み制御には
制御整流素子のデユーティ設定回路を用いてなるもので
ある。
また、溶接時のアークをさらに安定させるためには、出
力をパルス状に変化させるパルス発生回路を備える。
力をパルス状に変化させるパルス発生回路を備える。
作 用
この手段による作用は次のようになる。すなわち、直流
室、電圧特性の電源をインバータ回路で構成すれば降圧
用変圧器が小形化される。さらに１次側の整流回路が小
容量のダイオードで構成されるために放熱フィンが小さ
くなり、電源の小形化がはかれる。そして、電源２次側
の交流矩形波の変換回路は制御素子が制御整流素子（Ｓ
ＣＲ） ２ケのために駆動回路の小容量化と簡略化がは
かれる。
室、電圧特性の電源をインバータ回路で構成すれば降圧
用変圧器が小形化される。さらに１次側の整流回路が小
容量のダイオードで構成されるために放熱フィンが小さ
くなり、電源の小形化がはかれる。そして、電源２次側
の交流矩形波の変換回路は制御素子が制御整流素子（Ｓ
ＣＲ） ２ケのために駆動回路の小容量化と簡略化がは
かれる。
また交流矩形波はりアクドルと制御整流素子を用いた変
換回路より出力されるために、第７図の波形に示すよう
に電流のゼロ区間が現れることはない。また溶は込み制
御は、出力制御回路とは別にデユーティ設定回路を設け
ているため、出力を変化させることなくデユーティ設定
回路により制御が可能となる。
換回路より出力されるために、第７図の波形に示すよう
に電流のゼロ区間が現れることはない。また溶は込み制
御は、出力制御回路とは別にデユーティ設定回路を設け
ているため、出力を変化させることなくデユーティ設定
回路により制御が可能となる。
実施例
第１図は本発明の溶接用交流矩形波電源の一実施例を示
す構成図である。第１図において、７は交流の１次入力
を整流する整流回路、８は整流された直流電圧を平滑す
る平滑回路、９は平滑された直流電圧を高周波数の交流
電圧に変換するインバータ回路、１０はインバータの周
波数を設定するための周波数設定回路、１１は高周波数
の交流電圧を、溶接に適した電圧に降圧するための変圧
器、１３は降圧された高周波数の交流電圧を制御整流素
子１７とリアクトル１８を組合せることにより、矩形波
電圧に変換する変換回路、６はトーチ、１６は母材、１
６はアーク、１４は出力電圧を制御するだめの出力制御
回路、１２はｉ４２図に示すアーク電流波形のＩａと−
のデユーティ比を変え、母材への溶は込みを制御するた
めのデユーティ設定回路である。
す構成図である。第１図において、７は交流の１次入力
を整流する整流回路、８は整流された直流電圧を平滑す
る平滑回路、９は平滑された直流電圧を高周波数の交流
電圧に変換するインバータ回路、１０はインバータの周
波数を設定するための周波数設定回路、１１は高周波数
の交流電圧を、溶接に適した電圧に降圧するための変圧
器、１３は降圧された高周波数の交流電圧を制御整流素
子１７とリアクトル１８を組合せることにより、矩形波
電圧に変換する変換回路、６はトーチ、１６は母材、１
６はアーク、１４は出力電圧を制御するだめの出力制御
回路、１２はｉ４２図に示すアーク電流波形のＩａと−
のデユーティ比を変え、母材への溶は込みを制御するた
めのデユーティ設定回路である。
すなわち、上記の構成にあると、第２図に示すような高
周波数の交流矩形波電圧を発生し、なおかつ、矩形波の
正極性電流Ｉｂと逆極性電流ＩａＯｄｕｔｙ比が制御可
能となシ、電流ゼロ区間のない安定した交流矩形波が実
現できる。
周波数の交流矩形波電圧を発生し、なおかつ、矩形波の
正極性電流Ｉｂと逆極性電流ＩａＯｄｕｔｙ比が制御可
能となシ、電流ゼロ区間のない安定した交流矩形波が実
現できる。
次に、第３図は第１図に示す交流矩形波電源のアーク安
定性をさらに改善するための他の実施例である。ここで
６〜１６は第１図と全く同一である。この実施例におい
ては、パルス制御回路２７を用いて、第４図のような電
流波形を得る。すなわち、パルス電流ＩＰＵ とペー
ス電流”ＢＡプサイルずつ交互に繰り返すようにする。
定性をさらに改善するための他の実施例である。ここで
６〜１６は第１図と全く同一である。この実施例におい
ては、パルス制御回路２７を用いて、第４図のような電
流波形を得る。すなわち、パルス電流ＩＰＵ とペー
ス電流”ＢＡプサイルずつ交互に繰り返すようにする。
そして、このパルス電流によりアークの安定化をはかる
とともに、パルス電流の時間ＴＰ とベース電流の時間
ＴＢ との比率を変化させて母材への入熱コントロール
を行うようにする。
とともに、パルス電流の時間ＴＰ とベース電流の時間
ＴＢ との比率を変化させて母材への入熱コントロール
を行うようにする。
発明の効果
以上のように本発明によれば下記の効果を奏する。
（１）従来の交流矩形波電源は交流矩形波を得るのに大
容量のパワートランジスタが４ケ必要であるが、本発明
によれば制御整流素子（ＳＣＲ）２ケとりアクドルの組
合せによる簡易な回路で交流矩形波を得ることができる
ため、大幅なコスト低減が可能となる。
容量のパワートランジスタが４ケ必要であるが、本発明
によれば制御整流素子（ＳＣＲ）２ケとりアクドルの組
合せによる簡易な回路で交流矩形波を得ることができる
ため、大幅なコスト低減が可能となる。
（功 制御整流素子（ＳＣＲ）はパワートランジスタに
比べ過流耐量がはるかに大きいため、溶接電源の出力短
絡事故等に対する信頼性が向上する。
比べ過流耐量がはるかに大きいため、溶接電源の出力短
絡事故等に対する信頼性が向上する。
（′４ インバータ回路を用いることにより電源の小形
化がはかれる。
化がはかれる。
（４制御整流素子（ＳＣＲ）は小さなゲート電流で制御
ができるため、出力制御回路の小容量化がはかれる。
ができるため、出力制御回路の小容量化がはかれる。
（時 デユーティ設定回路のデユーティ制御により溶は
込みの制御が可能となる。
込みの制御が可能となる。
（＠ 矩形波に電流のゼロ区間が発生しないためにアー
クの安定性が増す。
クの安定性が増す。
さらに、パルス幅制御回路を付加した場合には、（′ｆ
） 母材への入熱制御が簡単になるばかりでなく、ア
ークの安定性もさらに改善される。
） 母材への入熱制御が簡単になるばかりでなく、ア
ークの安定性もさらに改善される。
以上説明したように、本発明においては、従来の交流矩
形波電源の欠点を改善したもので、その効果は顕著であ
る。
形波電源の欠点を改善したもので、その効果は顕著であ
る。
第１図は本発明の一実施例における溶接用交流矩形波電
源の構成を示す回路図、第２図は同交流矩形波電源の出
力波形を示す波形図、第３図は本発明の他の実施例の溶
接用交流矩形波電源の構成を示す回路図、第４図は同交
流矩形波電源によって得られる出力波形を示す波形図、
第５図は従来の電源の構成を示す回路図、第６図および
第７図は従来の電源の出力波形を示す波形図である。 ７・・・・・・整流回路、８・・・・・・平滑回路、９
・・・・・・インバータ回路、１ｏ・・・・・・周波数
設定回路、１１・・・・・・変圧器、１２・・・・・・
デユーティ設定回路、１３・・・・・・変換回路、１４
・・・・・・出力制御回路、１７・・・・・・制御整流
素子、１８・・・・・・リアクトル。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名ｃ−
５−÷ ８−平滑８ｚ存 ９゛−イシｌ會ダドＹ舅ト ＋ｒ−−・４打 ＋７−−−制御を適天壬 １８−−り了り１ル 第２図 Ｃ・−に−チ ｒ−ｑ滑Ｅ路 イ６’−ＪＪう１ 第４図 １−、ｉ流炒転警１（里 ｇ６ 図
源の構成を示す回路図、第２図は同交流矩形波電源の出
力波形を示す波形図、第３図は本発明の他の実施例の溶
接用交流矩形波電源の構成を示す回路図、第４図は同交
流矩形波電源によって得られる出力波形を示す波形図、
第５図は従来の電源の構成を示す回路図、第６図および
第７図は従来の電源の出力波形を示す波形図である。 ７・・・・・・整流回路、８・・・・・・平滑回路、９
・・・・・・インバータ回路、１ｏ・・・・・・周波数
設定回路、１１・・・・・・変圧器、１２・・・・・・
デユーティ設定回路、１３・・・・・・変換回路、１４
・・・・・・出力制御回路、１７・・・・・・制御整流
素子、１８・・・・・・リアクトル。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名ｃ−
５−÷ ８−平滑８ｚ存 ９゛−イシｌ會ダドＹ舅ト ＋ｒ−−・４打 ＋７−−−制御を適天壬 １８−−り了り１ル 第２図 Ｃ・−に−チ ｒ−ｑ滑Ｅ路 イ６’−ＪＪう１ 第４図 １−、ｉ流炒転警１（里 ｇ６ 図
Claims (2)
- （１）溶接電源の１次側に入力の整流回路、平滑回路、
トランジスタ等のスイッチング素子を用いたインバータ
回路を備え、該インバータ回路の高周波電圧を降圧する
変圧器、該変圧器の出力をリアクトルと制御整流素子を
用いて交流矩形波電圧に変換する変換回路、該変換回路
の制御整流素子の出力制御回路、制御整流素子のデュー
ティ比を変化させるデューティ設定回路、インバータ回
路の出力周波数設定を行うための周波数設定回路から構
成されているととを特徴とする溶接用交流矩形波電源。 - （２）溶接電源の１次側に入力の整流回路、平滑回路、
トランジスタ等のスイッチング素子を用いたインバータ
回路を備え、該インバータ回路の高周波電圧を降圧する
変圧器、該変圧器の出力をリアクトルと制御整流素子を
用いて、交流矩形波電圧に変換する変換回路、該変換回
路の制御整流素子の出力制御回路、制御整流素子のデュ
ーティ比を変化させるためのデューティ設定回路、イン
バータ回路の出力周波数設定を行うための周波数設定回
路、交流矩形波電圧をパルス状に変化させるパルス制御
回路から構成されていることを特徴とする溶接用交流矩
形波電源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62302341A JPH01143767A (ja) | 1987-11-30 | 1987-11-30 | 溶接用交流矩形波電源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62302341A JPH01143767A (ja) | 1987-11-30 | 1987-11-30 | 溶接用交流矩形波電源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01143767A true JPH01143767A (ja) | 1989-06-06 |
Family
ID=17907763
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62302341A Pending JPH01143767A (ja) | 1987-11-30 | 1987-11-30 | 溶接用交流矩形波電源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01143767A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9647555B2 (en) | 2005-04-08 | 2017-05-09 | Lincoln Global, Inc. | Chopper output stage for arc welder power source |
| US9751150B2 (en) | 2004-07-13 | 2017-09-05 | Lincoln Global, Inc. | Power source for electric arc welding |
| US9855620B2 (en) | 2005-02-07 | 2018-01-02 | Lincoln Global, Inc. | Welding system and method of welding |
| US9956639B2 (en) | 2005-02-07 | 2018-05-01 | Lincoln Global, Inc | Modular power source for electric ARC welding and output chopper |
-
1987
- 1987-11-30 JP JP62302341A patent/JPH01143767A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9751150B2 (en) | 2004-07-13 | 2017-09-05 | Lincoln Global, Inc. | Power source for electric arc welding |
| US9855620B2 (en) | 2005-02-07 | 2018-01-02 | Lincoln Global, Inc. | Welding system and method of welding |
| US9956639B2 (en) | 2005-02-07 | 2018-05-01 | Lincoln Global, Inc | Modular power source for electric ARC welding and output chopper |
| US9647555B2 (en) | 2005-04-08 | 2017-05-09 | Lincoln Global, Inc. | Chopper output stage for arc welder power source |
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