JPH0322264B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (a) 技術分野 この発明はアルミ溶接等に使用される交流アー
ク溶接機用電源装置に関する。

(b) 発明の概要 この発明に係る交流アーク溶接機用電源装置
は、高周波変圧器にそれぞれ中間タツプを有する
２個の二次巻線を設け、溶接負荷に印加する交流
電圧の各半波を前記高周波変圧器のそれぞれ別の
二次巻線から全波整流して供給し、溶接条件の変
動や各半波の負荷電流の相違による偏磁の発生を
防止する。

(c) 従来技術とその欠点 交流アーク溶接機用電源装置は、一般的にアル
ミニウムの溶接時に使用される。これは、アルミ
ニウム表面に生じる酸化被膜（酸化アルミニウム
Al₂O₃）を逆極性（母材側負極、溶接電極側正
極）の溶接電流によるアーク流によつて除去する
作用（クリーニング作用）を利用するためであ
る。しかし、交流アークの場合は、正極性時は逆
極性時よりもアークの生成が容易で大きなアーク
流が生成されるため、インピーダンスが低く負荷
電流も大きい。そのため、正極性時と逆極性時と
では負荷電流に差が生じ、変圧器に偏磁を生じる
恐れがあるが、この偏磁による装置の損傷を防止
するために従来は、変圧器を最大負荷電流に比し
て十分に大きい容量を持つたものにしなければな
らなかつた。そのため、体積、重量とも大きくな
り、価格も高価なものになる欠点があつた。

(d) 発明の目的 この発明は上記欠点に鑑み、偏磁を起こし難く
安定した交流電流を供給することが出来る交流ア
ーク溶接用電源装置を提供することを目的とす
る。

(e) 発明の構成及び効果 この発明は、高周波電圧を変圧する変圧器に、
その双方に中間タツプを有する２個の二次巻線を
備えるとともに、変圧された高周波出力を低周波
に変換する低周波変換回路を、前記２個の二次巻
線のそれぞれ両端の端子に接続されたダイオード
を含む全波整流回路と、これら２個の整流回路の
整流出力をそれぞれ正極性、逆極性で交互に母材
及び溶接電極に印加する開閉回路とで構成したこ
とを特徴とする。

以上の構成によつて、この発明によれば、以下
の効果を奏することが出来る。

低周波の各半波を、２個の二次巻線の各々に割
り当て、その極性を中間タツプと両電極間で設定
しているため、その電流による磁束は打ち消しあ
つて０となる。そのため、正極性時と逆極性時の
電流が異なつていても偏磁は殆ど生じず、変圧器
を損傷する恐れがないため、変圧器に必要以上の
電流容量を持たせる必要が無くなるとともに、変
圧器に高周波電圧を供給する高周波変換回路を破
損する恐れが無くなる利点が生じる。

(f) 実施例 第１図はこの発明の実施例である交流アーク溶
接用電源装置の回路図である。

整流回路２は６個のダイオードを用いた三相交
流の全波整流回路であり、三相交流の電源１が接
続されている。整流回路２には平滑コンデンサ３
が並列に接続され、整流された電源の脈流成分を
吸収する。平滑された直流電圧は高周波変換回路
４に供給される。高周波変換回路４は、次に接続
されている変圧器５の一次巻線５ａの一方の端子
に前記直流電圧の正極を接続するトランジスタ４
ａ、負極を接続するトランジスタ４ｂ及び、一次
巻線の他方の端子に前記直流電圧の正極を接続す
るトランジスタ４ｃ、負極を接続するトランジス
タ４ｄで構成されている。これらトランジスタは
高周波変換回路制御部１３によつてオン・オフさ
れ、トランジスタ４ａとトランジスタ４ｄ及びト
ランジスタ４ｂとトランジスタ４ｃの２組のトラ
ンジスタが交互にオン・オフされる。その周波数
は数ｋHzである。変圧器５には２個の同様の二次
巻線５ｂ，５ｃが巻かれており、それぞれの巻線
は中間タツプを有している。二次巻線５ｂの中間
タツプはリアクトル１０を介して溶接電極１１に
接続されており、巻線の両端の端子にはダイオー
ド６ａ，６ｂで構成まされる正極性電流整流部６
が接続されている。正極性電流整流部６は二次巻
線５ｂの両端の端子にダイオード６ａ，６ｂのア
ノードを接続した全波整流回路であり、この整流
部の出力が正極、前記中間タツプが負極になるよ
うに構成されている。その整流出力はスイツチン
グトランジスタ８を介して母材１２に供給され
る。一方、二次巻線５ｃの中間タツプはスイツチ
ングトランジスタ９を介して母材１２に接続され
ており、巻線の両端の端子にはダイオード７ａ，
７ｂで構成される逆極性電流整流部７が接続され
ている。負極性電流整流部７は二次巻線５ｃの両
端の端子にダイオード７ａ，７ｂのアノードを接
続した全波整流回路であり、この整流部の出力が
正極、前記中間タツプが負極になるように構成さ
れている。その整流出力はリアクトル１０を介し
て溶接電極１１に供給される。ここで、スイツチ
ングトランジスタ８，９を交互に数十Hzの周波数
でオン・オフすると、溶接電極１１、母材１２に
は交互に正極、負極の低周波交流電圧が印加され
ることになる。スイツチングトランジスタ８，９
のオン・オフ制御はスイツチングトランジスタ制
御部１４によつて行われる。なお、リアクトル１
０は低周波電圧の高周波リプル分を除去し、極性
移行時にはアークの移行性を良くするためのもの
である。

上記実施例の動作を説明する。整流回路２、平
滑コンデンサ３で整流、平滑された商用電源１か
ら入力された電圧は、高周波変換回路４で高周波
に変換される。高周波電圧は変圧器５で降圧され
て二次巻線５ｂ，５ｃから取り出されるが、スイ
ツチングトランジスタ８がオンしているときは二
次巻線５ｂから、スイツチングトランジスタ９が
オンしているときは二次巻線５ｃから前記降圧さ
れた高周波電圧が取り出される。取り出された高
周波電圧は、正極性電流整流部６又は逆極性電流
整流部７で整流されて電極１１および母材１２に
印加される。前記スイツチングトランジスタ８，
９のオン・オフは、スイツチングトランジスタ制
御部１４によつて、数十Hzの周波数で行われる
が、スイツチングトランジスタ制御部１４には操
作可能な可変抵抗器（図示せず）が設置されてお
り、この可変抵抗器を作業員が操作することによ
つて、交流負荷電流のデユーテイ比やオン、オフ
周波数を任意に設定することが出来、溶接目的に
応じて電流極性の偏りを生じさせることができ
る。また、トランジスタ８，９がオンからオフま
たはオフからオンに移行するときに活性領域を通
過する時間を長くして立ち上がりまたは立ち下が
りを緩やかにすることによつて（第２図参照）、
オン、オフ切り換わり時にリアクトル１０に生じ
るスパイク状の誘導電圧を減少させることがで
き、過大な誘導電圧（スパイク電圧）によるスイ
ツチングトランジスタ８，９等の損傷を防止する
ことができる。また、高周波変換制御回路１３は
変換する高周波の周波数及びその高周波電流の波
形を変化させることによつて出力を制御する。こ
の制御は負荷電流検知器（図示せず）の検知出力
に基づいて為される。

第３図はこの発明の他の実施例である交流アー
ク溶接用電源装置の回路図である。

本実施例の構成において、第１図に示した実施
例と異なる点は、制限電流スイツチングトランジ
スタ１５、電流制限抵抗１７をスイツチングトラ
ンジスタ８と並列に接続し、制限電流スイツチン
グトランジスタ１６、電流制限抵抗１８をスイツ
チングトランジスタ９と並列に接続した点であ
る。制限電流スイツチングトランジスタ１５，１
６はスイツチングトランジスタ８，９と同様にス
イツチングトランジスタ制御部１４によつてオ
ン・オフされる。

第４図Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅは第３図に示した実
施例のそれぞれ溶接負荷電流、スイツチングトラ
ンジスタ８のベース電流、制限電流スイツチング
トランジスタ１５のベース電流、スイツチングト
ランジスタ９のベース電流、制限電流スイツチン
グトランジスタ１６のベース電流を示すグラフで
ある。

同図に示すように、スイツチングトランジスタ
８と制限電流スイツチングトランジスタ１５とは
同時にオンされてコレクタ電流が流れ、これらの
コレクタ電流の和が溶接電流（正極性）となる
が、極性の移行時には、まずスイツチングトラン
ジスタ８がオフし微少時間t₁経過後制限電流スイ
ツチングトランジスタ１５がオフするとともにス
イツチングトランジスタ９と制限電流スイツチン
グトランジスタ１６とが同時にオンする（逆極
性）。この逆極性から正極性への移行時には、ま
ずスイツチングトランジスタ９がオフし微少時間
t₂経過後制限電流スイツチングトランジスタ１６
がオフするとともにスイツチングトランジスタ８
と制限電流スイツチングトランジスタ１５とが同
時にオンする（正極性）。以上の動作を繰り返す。
この動作によつて、一方の極性から他方の極性へ
の急激な移行が防止され、極性移行の直前に電流
制限抵抗１７または１８によつて制限された電流
が負荷電流として流れる。これによつて、リアク
トル１０に過大な誘導電圧が生じなくなり、スイ
ツチングトランジスタ８，９等を損傷することが
無くなる。

このように、この実施例によれば、高周波変圧
器５の二次巻線を２個備え、そのそれぞれに中間
タツプを設けて全波整流を行うことによつて、交
流の正逆両極性の負荷電流が異なることによる偏
磁を防止するとともに、極性の移行を緩やかに又
は段階的に行うことによつて、リアクトルに生じ
る誘導電圧をアーク移行を補助し且つスイツチン
グトランジスタを損傷しない適当な値に制御でき
るようにしている。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例である交流アーク溶
接用電源装置の回路図、第２図は上記実施例で極
性移行を緩やかに行うよう制御したときの負荷電
流波形を示す図、第３図はこの発明の他の実施例
である交流アーク溶接用電源装置の回路図、第４
図Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅは第３図に示した実施例の
それぞれ溶接負荷電流、スイツチングトランジス
タ８のベース電流、制限電流スイツチングトラン
ジスタ１５のベース電流、スイツチングトランジ
スタ９のベース電流、制限電流スイツチングトラ
ンジスタ１６のベース電流の変化を示す図であ
る。 ５…変圧器、５ｂ，５ｃ…二次巻線、６…正極
性電流整流部、７…逆極性電流整流部、６ａ，６
ｂ，７ａ，７ｂ…ダイオード、８，９…スイツチ
ングトランジスタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 交流の電源を一旦直流にする第１の整流回路
   と、直流にされた電圧を高周波に変換する高周波
   変換回路と、高周波の電圧を変圧する変圧器と、
   変圧された高周波を低周波に変換して母材及び溶
   接電極に印加する低周波変換回路とを有する交流
   アーク溶接用電源装置において、 前記変圧器に、その双方に中間タツプを有する
   ２個の２次巻線を備えるとともに、前記低周波変
   換回路を、前記２個の２次巻線のそれぞれ両端の
   端子に接続されたダイオードを含む全波整流回路
   と、これら２個の整流回路の整流出力をそれぞれ
   正極性、逆極性で交互に母材及び溶接電極に印加
   する開閉回路とで構成したことを特徴とする交流
   アーク溶接用電源装置。