JPH034159Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は溶接条件に見合う所望の垂下特性が任
意にかつ容易に得られ、しかもオーバーロードの
生じないエンジン駆動型溶接用発電機の界磁制御
装置に関する。

従来、建設現場等の溶接作業、特に金属被覆ア
ーク溶接所謂手溶接用の電源としては、可搬形式
で、しかも手溶接用に適するようにアークの安定
化を図る垂下特性を持たせた第三刷子型、ローゼ
ンベルヒ型、又は差動複巻型の直流発電機が専ら
用いられていた。そしてこの種の何れのものもア
ーク溶接に適する外部出力特性を得る基本的手段
に電機子反作用を含めた直流界磁機能を適切に利
用している。しかし、上記発電機は何れも特殊な
発電機であるために、構造が複雑で製作、修理等
の作業が煩雑である他に、重量や形状が大となつ
て、可搬形として使用するには必ずしも充分なも
のではなく、しかもコストが高価なものになつて
いた。更に垂下度を任意に可変できるようにする
ことは、その垂下の度合いを溶接条件に見合う如
く調節することであり、これは至難であつた。こ
のために外部電圧や電流値が溶接条件に適合しな
いことも屡発生して溶接不良を来たし、又オーバ
ーロードの発生も多く見受けられる等の種々の問
題を有していた。

本考案は上記事情に鑑みなされたもので、溶接
条件に見合う所望の垂下特性を得るのに、分巻界
磁巻線の界磁電流を制御し、かつこの制御におい
ては減算増幅器に入力される溶接電流検出値と、
その減算増幅器の基準電圧値とを、一連の相関関
係を持たせて可変できるように構成し、もつて上
記の問題点を解消するようにしたエンジン駆動型
溶接用発電機の界磁制御装置を提供せんとするも
のである。

以下本考案に係るエンジン駆動型溶接用発電機
の界磁制御装置の一実施例を図面に基づき説明す
る。第１図において、１は図示しないエンジンに
よつて駆動される回転界磁型の溶接用発電機であ
り、この発電機１の電機子巻線Ａ，Ｂ，Ｃは三相
星形結線に、又励磁巻線Ｅ，Ｆ，ＧはそのうちＥ
とＦの一端が開放したデルタ結線になつている。
そして電機子巻線Ａ，Ｂ，Ｃは第１の全波整流回
路２に接続されており、更にこの全波整流回路２
の一端にスイツチSWが並列に接続されたリアク
タ３を介して陽極の外部端子４が、又全波整流回
路２の他端に負荷検出用抵抗R₁を介して陰極の
外部端子５が接続される。両外部端子４，５には
溶接棒及び溶接母材が接続され、又リアクタ３は
スイツチSWにより必要に応じて短絡できるよう
になつている。一方前記励磁巻線Ｅ，Ｆ，Ｇはそ
の接続端はもとより開放端も第２の整流回路６に
接続されており、この整流回路６からフライホイ
ールダイオードＤが並列に接続された界磁巻線
Fgに界磁電流が供与されるようになつている。
０は三相星形に結線された電機子巻線Ａ，Ｂ，Ｃ
の中性点である。

更に前記負荷電流検出用抵抗R₁には抵抗R₂，
R₃からなる分圧器とコンデンサC₁と可変抵抗
VR₁とを備えた波形整形回路７を介して減算増幅
器８の（−）入力端子に接続されている。又前記
第２の整流回路６の両端子間に電源安定化回路９
が挿入されて、その定電圧出力端子９ａには分圧
用の抵抗R₄，R₅と可変抵抗VR₂が接続され、更
にその可変抵抗VR₂の可動端子が前記減算増幅器
８の（＋）入力端子に接続されている。R₆はフ
イードバツク抵抗である。この減算増幅器８の出
力端子には比較器１０の（＋）入力端子が接続さ
れる。一方、前記電機子巻線Ａ，Ｂ，Ｃのうち何
れか二相Ｂ，Ｃに負荷電圧検出用変圧器１１が接
続され、更にその変圧器１１に第３の整流回路１
２及び抵抗R₇，R₈とコンデンサC₂とからなる波
形整形回路１３を介して比較器１０の（−）入力
端子が接続されている。この比較器１０の出力端
子は界磁巻線Fgと第１の全波整流回路２の負極
側端子との間に挿入された界磁電流制御用のトラ
ンジスタ１４のベースに接続されて、その比較器
１０の出力によつてトランジスタ１４の動作を制
御するようになつている。更に本考案では前記可
変抵抗VR₁，VR₂を一方の抵抗値が増加すれば他
方の抵抗値が減少するように連動させておく。そ
して、このような可変抵抗VR₁，VR₂としては可
動端子の移動量若しくは回転角に対して抵抗値が
比例的に変化する所謂Ｂタイプのものを使用する
か、あるいは、可変抵抗VR₂のみを可動端子の移
動量若しくは回転角に対して指数関数的に変化す
る所謂Ａタイプのものを使用するものとする。

しかして、前記可変抵抗VR₁，VR₂として両者
共にＢタイプのものを使用した場合について説明
すると、第２図に示す如く所定出力の発電機の最
大出力特性曲線１５に対して、予め可変抵抗
VR₁，VR₂による調節によつても外部出力特性曲
線１６を越えないように設定しておく。この場
合、可変抵抗VR₁，VR₂により調節し得る最小の
外部出力特性曲線１６ａが前記最大出力特性曲線
１５と接するような状態に設定しておくものとす
る。このような状態から可変抵抗VR₁，VR₂を可
変させれば、減算増幅器８の（−）入力端子に入
力される検出電流即ち溶接電流の減少に対応し
て、減算増幅器８の（＋）入力端子に入力される
基準電圧が比例的に増加し、減算増幅器８では、
このように変化する基準電圧から（−）入力端子
への入力電圧を減算した反転電圧が出力される。
このような動作により結果的には溶接電流の減少
に対応して比例的に外部出力電圧が増加すること
になる。例えば第２図に示す如く出力6KVAの発
電機において、外部出力電圧が60Vから85Vに増
加するのに対応して溶接電流が略140Aに減少す
る如き外部出力特性曲線１６ｂとなる。以上のこ
とは、互いに連動された可変抵抗VR₁，VR₂の調
節に伴う減算増幅器８の出力変化と外部電圧とを
比較して制御信号を出力する比較器１０によるト
ランジスタ１４の制御動作にて得られる。この比
較器１０の制御動作は、第３図に示す如く、その
（−）入力端子に外部電圧に対応する波形整形回
路１３からのリツプル分を含んだ信号１７が入力
され、又比較器１０の（＋）入力端子には前記減
算増幅器８からのリツプル分を含んだ信号１８が
入力され、この信号１７が信号１８より大きい時
に出力信号１９を出力し、これによりトランジス
タ１４を制御動作させて、前述の第２図に示す如
く所望する垂下度の外部出力特性曲線が得られる
ように調節される。

一方、可変抵抗VR₂にのみＡタイプのものを使
用した場合には、第２図において、出力電圧が
85V、溶接電流が略140Aを結ぶ外部特性曲線１
６ｂから可変抵抗VR₁，VR₂にて可変させると、
可変抵抗VR₁の移動量若しくは回転角に比例して
溶接電流の値が増加するも、可変抵抗VR₂の移動
量若しくは回転角に対して出力電圧は指数関数的
に減少する。従つて外部特性曲線は溶接電流の変
化によつても、始めは略85Vを維持した状態の曲
線となり、可変抵抗VR₁，VR₂を移動若しくは回
転させるにつれて急激に減少する。この状態でも
溶接電流は可変抵抗VR₁，VR₂の移動量若しくは
回転角に比例して増加する。本実施例においても
発電機の最大出力特性曲線１５より外部出力特性
曲線１６が越えないように、即ち第２図に示す如
きオーバーロードとなる傾斜部分２０の領域が生
じないように予め調節する。このように構成する
と、発電機の出力を有効に利用することができ
て、頗る便利である。

第４図は本考案の実施例における外部出力特性
を表わすもので同図において１５は発電機の最大
出力特性曲線を示し、２１はアーク電圧特性を示
す。

本考案は、このような出力特性を示すように構
成されているので作業者が溶接作業に最適な溶接
電流となるように、可変抵抗VR₁を可変すれば同
時に出力電圧も可変する。

即ち溶接電流を増大（同図矢印b₁方向）すれば
無負荷出力電圧は低下（同図矢印b₂方向）する。
逆に溶接電流の設定を減少（同図矢印C₁方向）
すれば無負荷出力電圧は上昇（同図矢印C₂方向）
する。

このように溶接電流の小電流領域では出力電圧
を高くして溶接の作業性を良好にせしめて、大電
流領域では作業性を低下させない程度に出力電圧
を低下させて発電機が過負荷とならないように制
御することが可能となる。

尚、前記可変抵抗VR₂に使用するＡタイプの特
性、即ち可動端子の移動量若しくは回転角に対す
る抵抗値の変化特性を適宜選択すれば、変化に富
む発電機の外部出力特性が得られて頗る便利であ
る。

又、第２図において、２１はＶ＝20＋0.051 なるアーク電圧特性を示す線である。

ところで、前記実施例においては、任意の垂下
特性を得る手段として、可変抵抗を用いたが、同
等以上の機能を具備する電子制御方式とすること
も可能で、これによると制御動作が更に向上す
る。

以上要するに、本考案においては、溶接条件に
見合う所望の垂下特性を自由にかつ容易に得るこ
とができ、この垂下特性を得るのに、分巻界磁巻
線の界磁電流を制御し、かつこの制御においては
減算増幅器に入力される溶接電流に対応する検出
値とその減算増幅器の基準電圧値とを、一連の相
関関係を持たせて可変できるようにしたことか
ら、前記検出値と基準電圧値とを各々別個に可変
し調節する形式に比して操作が頗る簡易になるこ
とはもとより、夫々別個に可変し調節することに
より不用意にオーバーロードになるという事態の
発生もなく、しかも溶接条件に応じて外部出力特
性を種々可変できるために溶接不良等の不具合の
発生を効果的に防止することができ、しかも外部
出力特性に所望の垂下度を得るに従来の如く特殊
な発電機を使用する必要もないので、可搬性に優
れかつコストも低廉である等実用上多大な効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の一実施例を示すもので、第１図
はその電気的結線図、第２図はその制御動作を説
明する外部出力特性図、第３図はその比較器の動
作図、第４図はその実施例における外部出力特性
図である。 １……溶接用発電機、７，１３……波形整形回
路、８……減算増幅器、９……電源安定化回路、
１０……比較器、１１……負荷電圧検出用変圧
器、１４……トランジスタ、Fg……界磁巻線、
R₁……負荷電流検出用抵抗、VR₁，VR₂……二
連可変抵抗。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 界磁巻線が自励分巻のエンジン駆動型溶接用発
   電機において、溶接用発電機の負荷回路に負荷電
   流を検出するための可変抵抗VR₁と、該可変抵抗
   VR₁の負荷電流に応じた電圧降下値を設定基準値
   から減算する減算増幅器と、該減算増幅器の出力
   値と溶接用発電機の負荷電圧値とを比較して溶接
   用発電機の外部特性が垂下特性を呈するように該
   溶接用発電機の界磁巻線の励磁電流を制御する比
   較器とを有し、かつ上記可変抵抗VR₁と減算増幅
   器の設定基準値を可変調整するための可変抵抗
   VR₂とを可変軸の回転角度の増加によつて一方の
   抵抗値が増加すれば他方の抵抗値が減少するよう
   に連動させるべく同軸に連結した二連ボリユーム
   に形成して成ることを特徴とするエンジン駆動型
   溶接用発電機の界磁制御装置。