JPH0441750Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、エンジン・ウエルダ、特にエンジン
によつて駆動される回転界磁型溶接用発電機と上
記エンジンによつて駆動される補助発電機とをそ
なえて、上記溶接用発電機の界磁を自励分と他励
分との合成された電流によつて励磁するようにし
たエンジン・ウエルダにおいて、上記溶接用発電
機の界磁を非凸極型に構成すると共に、上記界磁
に対して自励分を供給する励磁巻線の巻線位置を
選んで、溶接電流の増加に対応して生じる電機子
反作用を利用し、定格出力近傍における特性を向
上せしめるようにしたエンジン・ウエルダに関す
るものである。

エンジン・ウエルダを構成する溶接用発電機の
界磁に対する界磁電流の供給方式として、完全他
励方式やいわゆるCT補償方式などが知られてい
るが、他励電源を必要としたりあるいは電流変成
器を必要としたりしてコスト増やスペース増を招
く難点が存在する。

この改善策の１つとして、溶接用発電機の固定
子に溶接用の主発電巻線と共に、自励用の励磁巻
線を巻回して当該励磁巻線からの出力を界磁に自
励分として供給しかつエンジンに従来からもうけ
られている磁石発電機やオルタネータなどからの
出力を他励分として供給する方式が提案されてい
る。しかし、この方式の場合においても、主発電
巻線からの溶接電流が増大するにつれて、上記自
励分が減少する形となる。このために、定格出力
以前の段階において、溶接電流−出力電圧特性曲
線に巻き込みが生じて、溶接特性が劣化する傾向
をもつ。したがつて、上記CT補償方式の場合と
同様に溶接電流の増加につれて自励分を増加する
ような手段を加えることが必要となる。

上記自励分を増加させる方策の１つとして、溶
接用発電機が６相半波方式が用いられている場合
などで、６相半波の各相の電圧波形に対して電気
角90°遅れた位置に上記励磁巻線を巻回し、溶接
電流の増加につれて生じる電機子反作用を利用し
て、上記自励分を増加させることが考慮された。

本考案は当該電機子反作用を効果的に利用する
よう上記励磁巻線の巻回位置を配慮して、定格出
力近傍において溶接特性を理想型に近づけるよう
にすることを目的としている。以下図面を参照し
つつ説明する。

第１図は本考案の一実施例構成であつて溶接用
発電機の主発電巻線と自励用の励磁巻線と界磁と
の関連を判り易くするよう図示したもの、第２図
は本考案のエンジン・ウエルダの特性を説明する
説明図を示す。

第１図において、１はエンジン・２は磁石発電
機、３は溶接用発電機の回転界磁、４は界磁巻
線、５は溶接用発電機の固定子、６Ｕ１ないし６
Ｕ３および６Ｖ１ないし６Ｖ３は夫々主発電巻
線、７は自励用の励磁巻線、Ｓ１ないしＳ２４は
固定子スロツト、８ないし１３は夫々ダイオー
ド、１４は溶接部、１５，１６は夫々整流装置、
１７は可変抵抗、１８は３相交流電源用出力端子
を表している。

溶接用発電機の固定子５には互いに電気角60°
ずつ移相された主発電巻線６Ｕ１ないし６Ｕ３お
よび６Ｖ１ないし６Ｖ３が図示の如く巻回されて
おり、各主発電巻線６における誘起電圧はダイオ
ード８ないし１３によつて６相半波整流されて溶
接部１４に直流電圧を印加する。また固定子５上
に自励用の励磁巻線７が巻回されている。図示に
おいて、回転界磁３の例えばＮ極は第１図図示の
スロツト番号２４の位置からスロツト番号が減少
する方向、即ちスロツト番号２３、スロツト番号
２２、……スロツト番号１、スロツト番号２４…
…の各位置に移動してゆくものとしている。また
例えば主発電巻線６Ｕ１についての磁気的中心が
スロツト番号７とスロツト番号８との境界位置に
あるとし、励磁巻線７ａについての磁気的中心が
スロツト番号５とスロツト番号６との境界位置に
あるものとしている。この磁気的中心を用いる表
現を採用すると、該励磁巻線７は上記各主発電巻
線６Ｕ１ないし６Ｕ３および６Ｖ１ないし６Ｖ３
の夫々の磁気的中心に対して電気角で0°よりも大
きく30°以下の範囲に遅相された磁気的中心が得
られるように固定子スロツト位置に巻回されてい
る。即ち、例えば図示励磁巻線７ａは主発電巻線
６Ｕ１の磁気的中心に対して電気角で30°遅れた
磁気的中心を有するスロツト位置に巻回されてい
る。そして、６相半波によつて主発電巻線６Ｕ１
が溶接電流を供給する際に、当該溶接電流による
電機子反作用によつて励磁巻線７ａに誘起される
電圧を増大せしめるように働く。

なお溶接電流が正弦波形であるものと仮定する
と、上記電機子反作用は、例えば励磁巻線７ａが
主発電巻線６Ｕ１に誘起される電圧に対して90°
遅れた位置にある場合、即ち、励磁巻線の磁気的
中心と主発電巻線の磁気的中心とが合つている場
合に最も大きく働くものである。しかし、図示実
施例の場合の如く磁気的な中心から30°遅らせて
いる理由については後述する。

励磁巻線７に誘起された電圧は、整流装置１６
によつて整流されて、界磁巻線４に印加される。
これによつて界磁巻線４に対して自励分を供給す
る。一方、エンジン１が本来そなえている磁石発
電機２からの電圧が整流装置１５によつて整流さ
れて界磁巻線４に印加される。これによつて界磁
巻線４に対して他励分を供給する。

回転界磁３は円筒形の非凸極型の構成をもつて
おり、図示Ｎ，Ｓで表す如き極性の磁束を発生す
る。

本願明細書冒頭に述べた如く、溶接用発電機の
界磁巻線４に対して、励磁巻線７からの自励分と
磁石発電機２からの他励分とを合成した界磁電流
を供給する方式が提案されている。しかし、この
方式の場合においても、溶接電流が増大するにつ
れて生じる非所望な現象即ち自励分を減少する傾
向を何らかの手段によつて排除することが必要と
なる。このため、本考案者らは溶接電流による電
機子反作用を利用して励磁巻線７に作用する起磁
力を増加させ、上記自励分の減少傾向を抑止する
ことを試みた。

第２図図示１点鎖線Ｐは主発電巻線の磁気的中
心に対して電気角で0°の磁気的中心を有するスロ
ツト位置に励磁巻線７を配置した場合の特性を表
している。即ち例えば主発電巻線６Ｕ１の磁気的
中心に対して励磁巻線の磁気的中心が一致するよ
うに励磁巻線７ａをスロツトＳ６とＳ９との間に
巻回した場合の特性を表している。以下、簡単の
ために、励磁巻線７ａをスロツトＳ６とＳ９との
間に巻回した場合を中心位置巻回と呼び、当該中
心位置巻回よりも15°遅らせた（界磁３の極が時
間的に遅れて到達する）位置即ちスロツトＳ５と
Ｓ８との間に巻回した場合を15°シフト位置巻回
と呼び、上記中心位置巻回よりも30°遅らせた位
置即ちスロツトＳ４とＳ７との間に巻回した場合
を30°シフト位置巻回と呼びことにする。

第２図図示点線Ｑは上記15°シフト位置巻回の
場合の特性を示し、第２図図示実線Ｒは上記30°
シフト位置巻回の場合の特性を示している。

主発電巻線６Ｕ１ないし６Ｕ３および６Ｖ１な
いし６Ｖ３に誘起される電圧が正しく正弦波形で
ある場合には、本来上記中心位置巻回の場合に上
述の電機子反作用が最も効果的に働いて自励分を
増大させる。しかし、第１図図示の如く非凸極型
の回転界磁３を用いた場合においても、溶接電流
が増大するとき上記正弦波形に歪が生じる形とな
つて、第２図図示鎖線Ｐの如く定格出力に達する
以前の附近において自励分が減少する傾向を生
じ、図示溶接特性Ｐに示す如く出力電圧が図示溶
接電圧（20＋0.05I）ボルトと交差する近傍にお
いて、いわゆる巻き込みを生じる形となつて、非
所望な形でアークが消孤し易いものとなつてしま
う。

これに対して、15°シフト位置巻回の場合や30°
シフト位置巻回の場合、第２図図示溶接特性Ｑや
Ｒの如く、出力電圧が溶接電圧よりも低い値にな
つてはじめて上述の巻き込みを生じ、安定した溶
接を行うことが可能となる。これは、上記正弦波
形に歪が生じており、該歪による見掛け上の位相
のずれを、15°シフト位置巻回や30°シフト位置巻
回によつて予め補つているものと考えてよい。な
お主発電巻線６Ｕ１に電流が流れている間には他
の主発電巻線６Ｖ２，６Ｕ２，６Ｖ３，６Ｕ３，
６Ｖ１には電流は流れない（ダイオード８ないし
１３の存在による）。このため、主発電巻線６Ｕ
１に電流が流れたことによつて生じる磁束に起因
する電機子反作用は、本来であれば、励磁巻線７
ａが上記中心位置にあるときに最も大きく働く。
このため、上記主発電巻線６Ｕ１に流れる電流に
起因する電機子反作用を考慮するとき、上記中心
位置からのずれを考えればよい。第１図図示の場
合には励磁巻線７ａが上記中心位置からみれば
30°遅れた位置にある。

また励磁巻線７ａが中心位置にある場合には、
上述した如く、第２図図示の鎖線Ｐの特性とな
る。また励磁巻線７ａが30°遅れ位置よりも遅れ
た位置にある場合には、直線（20＋0.05I）との
交差点が第２図図示の実線Ｒよりも更に左に向か
うこととなり、運転時の溶接電流Ｉが実線Ｒの場
合よりもより小さくなる。

以上説明した如く、本考案によれば、励磁巻線
からの出力による自励分とダイナモなどによる他
励分とを合成して界磁電流を供給する形のエンジ
ン・ウエルダにおいて、励磁巻線の巻回位置を選
んで定格出力近傍における自励分の減少を効率よ
く補うことが可能となり、安定した溶接を行うこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例構成を示し、第２図
は本考案のエンジン・ウエルダの特性を説明する
説明図を示す。 図中、１はエンジン、２は磁石発電機、３は溶
接用発電機の回転界磁、４は界磁巻線、５は溶接
用発電機の固定子、６Ｕ１ないし６Ｕ３および６
Ｖ１ないし６Ｖ３は主発電巻線、７は励磁巻線、
Ｓ１ないしＳ２４は固定子スロツト、８ないし１
３は夫々ダイオード、１４は溶接部、１５，１６
は夫々整流装置、１７は可変抵抗、１８は３相交
流電源用出力端子を表している。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 エンジンによつて駆動される回転界磁型溶接用
   発電機と上記エンジンによつて駆動される補助発
   電機とをそなえ、 上記溶接用発電機の主巻線配置が３相でかつそ
   れを６相半波で整流した直流出力を溶接用電源と
   して発生するよう結線されると共に、 上記溶接用発電機の界磁巻線に対して当該発電
   機固定子上に巻回された自励用の励磁巻線からの
   直流出力と上記補助発電機からの直流出力とを合
   成して供給するよう 構成されたエンジン・ウエルダにおいて、 上記溶接用発電機の上記主巻線の磁気的中心に
   対して上記励磁巻線の磁気的中心が回転子の回転
   方向に１スロツトピツチないし２スロツトピツチ
   遅れる方向にシフトせしめて上記励磁巻線を巻回
   すると共に、 上記界磁巻線が巻回される界磁を非凸極型に構
   成した ことを特徴とするエンジン・ウエルダ。