JPH0369624B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0369624B2 JPH0369624B2 JP4209084A JP4209084A JPH0369624B2 JP H0369624 B2 JPH0369624 B2 JP H0369624B2 JP 4209084 A JP4209084 A JP 4209084A JP 4209084 A JP4209084 A JP 4209084A JP H0369624 B2 JPH0369624 B2 JP H0369624B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- inverter
- output
- rectifier circuit
- voltage
- Prior art date
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Links
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 26
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 12
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003292 diminished effect Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000003079 width control Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/06—Arrangements or circuits for starting the arc, e.g. by generating ignition voltage, or for stabilising the arc
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Arc Welding Control (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明はインバータにより出力電圧の制御を行
なう定電圧特性の直流アーク溶接電源に関する。
なう定電圧特性の直流アーク溶接電源に関する。
アーク溶接電源の一種として、商用周波電圧を
整流回路とインバータによりいつたん商用周波よ
り高い周波数の交流に変換して主変圧器一次側に
加え、主変圧器二次出力を整流して溶接用直流出
力を得るようにしたものがある。
整流回路とインバータによりいつたん商用周波よ
り高い周波数の交流に変換して主変圧器一次側に
加え、主変圧器二次出力を整流して溶接用直流出
力を得るようにしたものがある。
この方式によると、主変圧器を小形軽量化で
き、出力電圧の制御はインバータの出力パルス幅
または出力周波数を変えて行なうことができる。
き、出力電圧の制御はインバータの出力パルス幅
または出力周波数を変えて行なうことができる。
従来のこの種溶接電源は、インバータから発生
する数ＫHz〜数＋ＫHzの高い周波数のリツプルは
主変圧器二次側に設けた直流リアクタにより平滑
化されるようになつているが、主変圧器一次側整
流回路の出力に含まれる比較的低い周波数（三相
全波整流回路では150Hz）のリツプルは平滑化さ
れず、そのまま溶接電源出力電圧のリツプルとな
つていた。これは、通常考えられるように主変圧
器一次側の整流回路とインバータの間に平滑用リ
アクタや平滑用コンデンサを設けて上記の低周波
リツプルを平滑化しようとすると、非常に大きな
平滑用リアクタや平滑用コンデンサを必要とし、
高価になるばかりでなく、インバータを用いたこ
とによる小形軽量化のメリツトが減殺されてしま
うからである。
する数ＫHz〜数＋ＫHzの高い周波数のリツプルは
主変圧器二次側に設けた直流リアクタにより平滑
化されるようになつているが、主変圧器一次側整
流回路の出力に含まれる比較的低い周波数（三相
全波整流回路では150Hz）のリツプルは平滑化さ
れず、そのまま溶接電源出力電圧のリツプルとな
つていた。これは、通常考えられるように主変圧
器一次側の整流回路とインバータの間に平滑用リ
アクタや平滑用コンデンサを設けて上記の低周波
リツプルを平滑化しようとすると、非常に大きな
平滑用リアクタや平滑用コンデンサを必要とし、
高価になるばかりでなく、インバータを用いたこ
とによる小形軽量化のメリツトが減殺されてしま
うからである。
しかし、一般に溶接電源出力電圧のリツプルは
アークの安定化のためには好ましくなく、特に小
電流域での安定したアークの発生を妨げる要素に
なる。
アークの安定化のためには好ましくなく、特に小
電流域での安定したアークの発生を妨げる要素に
なる。
本発明の目的は、小形軽量化で安価であり、か
つ出力電圧のリツプルが少ない直流アーク溶接電
源を提供することにある。
つ出力電圧のリツプルが少ない直流アーク溶接電
源を提供することにある。
本発明は、前記のようなインバータを用いた直
流アーク溶接電源において、主変圧器一次側の整
流方式と同一整流方式により商用周波電圧を整流
して得た脈流電圧を制御信号として、主変圧器一
次側整流回路の出力のリツプルを打消すように前
記インバータの出力パルス幅または出力周波数を
変化させるフイードフオワード制御手段を設けた
ことを特徴とするものである。
流アーク溶接電源において、主変圧器一次側の整
流方式と同一整流方式により商用周波電圧を整流
して得た脈流電圧を制御信号として、主変圧器一
次側整流回路の出力のリツプルを打消すように前
記インバータの出力パルス幅または出力周波数を
変化させるフイードフオワード制御手段を設けた
ことを特徴とするものである。
本発明の一実施例を第１図に示す。
構成から説明すると、三相交流電源に接続する
入力端子１から三相全波整流回路２、平滑用コン
デンサ３、インバータ４を経て主変圧器５の一次
側に至る回路と、主変圧器５の二次側から整流器
６、直流リアクタ７を経てアーク負荷８、溶接母
材９に至る回路とで溶接電源の主回路が構成され
ている点は従来のインバータを用いた直流アーク
溶接電源と基本的に変わりがない。
入力端子１から三相全波整流回路２、平滑用コン
デンサ３、インバータ４を経て主変圧器５の一次
側に至る回路と、主変圧器５の二次側から整流器
６、直流リアクタ７を経てアーク負荷８、溶接母
材９に至る回路とで溶接電源の主回路が構成され
ている点は従来のインバータを用いた直流アーク
溶接電源と基本的に変わりがない。
三相全波整流回路２の出力のリツプルが溶接電
源の出力に出ないようにするためのフイードフオ
ワード制御手段は、制御用三相変圧器１０、同三
相全波整流回路１１および加算回路１３で構成さ
れており、三相交流電源からの商用周波電圧を三
相変圧器１０で制御用に適した電圧レベルとした
後、主変圧器一次側の整流方式と同一整流方式の
三相全波整流回路１１に通して得られた脈流電圧
Ｃを制御信号として加算回路１３に入力し、溶接
電圧制定回路１４の出力電圧Ｂから電圧Ｃを差引
いた加算回路１３の出力電圧Ａをインバータ駆動
回路１２の制御バイアスとするものである。イン
バータ駆動回路１２は制御バイアスに対応した出
力パルス幅または内力周波数でインバータ４を作
動させる回路で、トランジスタをスイツチング素
子とするパルス幅制御の場合でいえば、制御バイ
アスが高くなるとスイツチングのオンデユーテイ
を長くして出力パルス幅を大とし、制御バイアス
が低くなるとスイツチングのオンデユーテイを短
きして出力パルス幅を小とするように働く。
源の出力に出ないようにするためのフイードフオ
ワード制御手段は、制御用三相変圧器１０、同三
相全波整流回路１１および加算回路１３で構成さ
れており、三相交流電源からの商用周波電圧を三
相変圧器１０で制御用に適した電圧レベルとした
後、主変圧器一次側の整流方式と同一整流方式の
三相全波整流回路１１に通して得られた脈流電圧
Ｃを制御信号として加算回路１３に入力し、溶接
電圧制定回路１４の出力電圧Ｂから電圧Ｃを差引
いた加算回路１３の出力電圧Ａをインバータ駆動
回路１２の制御バイアスとするものである。イン
バータ駆動回路１２は制御バイアスに対応した出
力パルス幅または内力周波数でインバータ４を作
動させる回路で、トランジスタをスイツチング素
子とするパルス幅制御の場合でいえば、制御バイ
アスが高くなるとスイツチングのオンデユーテイ
を長くして出力パルス幅を大とし、制御バイアス
が低くなるとスイツチングのオンデユーテイを短
きして出力パルス幅を小とするように働く。
次に作用を説明する。
第１図中の平滑用コンデンサ３の電圧Vcは、
無負荷時にはピーク整流電圧で第２図ａに示すよ
うな平滑な波形であるが、負荷時には主変圧器一
次側に平滑用リアクタがないため、第２図ｂに示
すような三相全波整流波形と同じリツプルを持つ
た波形となる（実際にはインバータ４の出力周波
数と同一周波数の小さいリツプルがさらに加わ
る）。
無負荷時にはピーク整流電圧で第２図ａに示すよ
うな平滑な波形であるが、負荷時には主変圧器一
次側に平滑用リアクタがないため、第２図ｂに示
すような三相全波整流波形と同じリツプルを持つ
た波形となる（実際にはインバータ４の出力周波
数と同一周波数の小さいリツプルがさらに加わ
る）。
したがつて、普通のように溶接電圧設定回路１
４の出力電圧Ｂのみで定まる一定のオンデユーテ
イでインバータ４を作動させた場合には、負荷時
の溶接電源出力電圧Vpは第２図ｂと同じリツプ
ルを持つた波形となつてしまう。これにひきかえ
本実施例では、主変圧器一次側の三相全波整流波
形のリツプルと同相のリツプルを持つ制御用三相
全波整流回路１１の出力電圧Ｃにより、第２図ｂ
に示すコンデンサ電圧Vcの増加時にはインバー
タ４のオンデユーテイを短くし、コンデンサ電圧
Vcの減少時にはインバータ４のオンデユーテイ
を長くするように制御バイアスＡが変化して、コ
ンデンサ電圧Vcのリツプルを打消すフイードフ
オワード制御が行なわれるため、主変圧器一次側
に大きな平滑用リアクタや平滑用コンデンサを設
けなくても、負荷時の溶接電源出力電圧Vpを第
２図ｄに示すようにリツプルのない平滑波形とす
ることができる。
４の出力電圧Ｂのみで定まる一定のオンデユーテ
イでインバータ４を作動させた場合には、負荷時
の溶接電源出力電圧Vpは第２図ｂと同じリツプ
ルを持つた波形となつてしまう。これにひきかえ
本実施例では、主変圧器一次側の三相全波整流波
形のリツプルと同相のリツプルを持つ制御用三相
全波整流回路１１の出力電圧Ｃにより、第２図ｂ
に示すコンデンサ電圧Vcの増加時にはインバー
タ４のオンデユーテイを短くし、コンデンサ電圧
Vcの減少時にはインバータ４のオンデユーテイ
を長くするように制御バイアスＡが変化して、コ
ンデンサ電圧Vcのリツプルを打消すフイードフ
オワード制御が行なわれるため、主変圧器一次側
に大きな平滑用リアクタや平滑用コンデンサを設
けなくても、負荷時の溶接電源出力電圧Vpを第
２図ｄに示すようにリツプルのない平滑波形とす
ることができる。
インバータ４のスイツチング周波数は商用周波
に比べ２けた以上の高い周波数であるため、商用
周波を基本波とする低い周波数のリツプルは上記
のフイードフオワード制御により十分消去でき
る。
に比べ２けた以上の高い周波数であるため、商用
周波を基本波とする低い周波数のリツプルは上記
のフイードフオワード制御により十分消去でき
る。
なお、このフイードフオワード制御を行なつた
場合、無負荷時には主変圧器一次側のコンデンサ
電圧Vcが平滑な波形であるのに、出力電圧Vpは
第２図ｃに示すようなリツプルを持つた波形とな
るが、溶接電源としては負荷時の出力電圧にリツ
プルがなければよく、無負荷時の出力電圧にリツ
プルがあつても支障がない。
場合、無負荷時には主変圧器一次側のコンデンサ
電圧Vcが平滑な波形であるのに、出力電圧Vpは
第２図ｃに示すようなリツプルを持つた波形とな
るが、溶接電源としては負荷時の出力電圧にリツ
プルがなければよく、無負荷時の出力電圧にリツ
プルがあつても支障がない。
本発明によれば、主変圧器一次側に大きな平滑
用リアクタや平滑用コンデンサを設けなくても負
荷時にリツプルのほとんどない出力電圧が得ら
れ、これに必要な回路部品（制御用三相変圧器１
０、三相全波整流回路１１等）は制御信号を作る
だけの小容量のものでよいため、小形軽量で安価
であり、かつ小電流域でもアークの安定性の良い
直流アーク溶接電源を提供することができる。
用リアクタや平滑用コンデンサを設けなくても負
荷時にリツプルのほとんどない出力電圧が得ら
れ、これに必要な回路部品（制御用三相変圧器１
０、三相全波整流回路１１等）は制御信号を作る
だけの小容量のものでよいため、小形軽量で安価
であり、かつ小電流域でもアークの安定性の良い
直流アーク溶接電源を提供することができる。
第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２
図は第１図のVcおよびVpの電圧波形を示す図で、
ａ，ｃは無負荷時の波形、ｂ，ｄは負荷時の波形
である。 ２……主変圧器一次側整流回路、４……インバ
ータ、５……主変圧器、６……主変圧器二次側の
整流器、１０，１１，１３……フイードフオワー
ド制御手段（１０……制御用三相変圧器、１１…
…制御用三相全波整流回路、１３……加算回路）、
１２……インバータ駆動回路、１４……溶接電圧
設定回路。
図は第１図のVcおよびVpの電圧波形を示す図で、
ａ，ｃは無負荷時の波形、ｂ，ｄは負荷時の波形
である。 ２……主変圧器一次側整流回路、４……インバ
ータ、５……主変圧器、６……主変圧器二次側の
整流器、１０，１１，１３……フイードフオワー
ド制御手段（１０……制御用三相変圧器、１１…
…制御用三相全波整流回路、１３……加算回路）、
１２……インバータ駆動回路、１４……溶接電圧
設定回路。
Claims (1)
- １ 入力側を交流電源に接続される整流回路と、
入力側の上記整流回路の出力側に接続されたイン
バータと、溶接電圧設定回路と、溶接電圧設定回
路からの信号によりインバータを駆動する駆動回
路とからなり、溶接電圧設定回路の設定値に応じ
た出力をインバータから溶接部に供給する溶接電
源装置において、変圧器と、第２の整流回路と、
加算回路とを具備し、変圧器の入力側を上記整流
回路の入力側と並列に接続すると共に出力側を第
２の整流回路の入力側に接続し、第２の整流回路
器の出力側と上記溶接電圧設定回路からの信号と
を加算回路に接続し、上記整流回路の出力のリツ
プルを打ち消すように上記駆動回路を駆動するこ
とを特徴とする溶接電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4209084A JPS60187470A (ja) | 1984-03-07 | 1984-03-07 | 溶接電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4209084A JPS60187470A (ja) | 1984-03-07 | 1984-03-07 | 溶接電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60187470A JPS60187470A (ja) | 1985-09-24 |
| JPH0369624B2 true JPH0369624B2 (ja) | 1991-11-01 |
Family
ID=12626312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4209084A Granted JPS60187470A (ja) | 1984-03-07 | 1984-03-07 | 溶接電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60187470A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5057665A (en) * | 1985-10-25 | 1991-10-15 | Gilliland Malcolm T | Electronic arc welding station with input voltage compensation |
-
1984
- 1984-03-07 JP JP4209084A patent/JPS60187470A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60187470A (ja) | 1985-09-24 |
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