JPH0530854Y2

JPH0530854Y2 -

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Publication number: JPH0530854Y2
Application number: JP1986016211U
Authority: JP
Priority date: 1986-02-06
Filing date: 1986-02-06
Publication date: 1993-08-06
Anticipated expiration: 2001-02-06
Also published as: JPS62131782U

Description

【考案の詳細な説明】「産業上の利用分野」本考案は、溶接用発電機のアーク安定装置に係
り、特に溶接電流が小電流である時のアークの安
定性を向上し得るアーク安定装置に関する。

「従来の技術並びに考案が解決しようとする課
題」従来、溶接用発電機において溶接電流を可変さ
せて所望する電流値に調整する方式としては、界
磁巻線に供与される電流を一定に保持した状態
で、溶接電流をサイリスタで最小値から最大値の
領域内で自由に可変できるものがある。この装置
は、サイリスタの点弧角を変えることで、第７図
に斜線領域Ｐで示す溶接電流の値を増減させて、
各種の溶接条件に適合するように調節していた。
しかし、斯様にして溶接電流を調節する溶接用発
電機は、第４図に示す如く、溶接電流を低減させ
るにつれて、無負荷電圧も低下し、アーク切れが
生じ易かつた。即ち、一般に、アーク溶接では、
溶接棒の溶滴が溶接棒と溶接母材間を短絡し、該
溶滴が短絡による大電流のエネルギーで飛散し瞬
時に溶接棒と溶接母材との間が開放され、それと
同時に溶接棒と溶接母材との間にアークが再点弧
し、そのアークで溶接棒が溶融し溶滴となる。こ
れを繰り返して作業が続行されるが、上記の如き
小電流では熱電離が少なく、上記再点弧に必要な
電離状態でなければ、再点弧ができず、しかも、
回復電圧も低下していることから再点弧が容易で
なく、この結果アーク切れが生じ易く作業が円滑
に続行できない。又、第７図に示す如く、サイリ
スタの点弧角を制御して、溶接電流を制御する
と、溶接電流の小電流域では、サイリスタが点弧
される間に無通電域Ｓが生じ、上記アーク切れと
なる問題点を更に助長する結果となつていた。

そこで、本考案は上記事情に鑑み、溶接電流が
小電流である時のアーク切れの発生を防止し、ア
ークの安定性を向上できる溶接用発電機のアーク
安定装置を提供することを目的とする。

「考案が解決しようとする手段」本考案は、上記目的を達成すべく、回転界磁の磁
極頭に溶接巻線からの出力に対して高調波を強調
するための凹部を有すると共に、溶接巻線と溶接
出力端子との間に主整流装置を挿入し、かる該主
整流装置には溶接電流を可変するために位相制御
されるサイリスタを備えた溶接用発電機におい
て、上記溶接用発電機には、溶接巻線とは別に該
溶接巻線の出力電流に対してより低い次数の電流
が出力されかつ高い無負荷電圧が出力されるよう
電気角で120度の位置にシヨートピツチで巻装さ
れるパイロツト巻線を有し、該パイロツト巻線
に、整流器を介して上記溶接出力端子を互いに出
力が加算される無機に接続した溶接用発電機のア
ーク安定装置を特徴とするものである。

「実施例」以下、本考案に係る溶接用発電機のアーク安定
装置について、誘導励磁型ブラシレス発電機に実
施した一例を図面に基づき説明する。第１図にお
いて、１はその誘導励磁型ブラシレス発電機に適
用した溶接用発電機である。該溶接用発電機１
は、ステータ２に溶接巻線３とパイロツト巻線４
とを有している。パイロツト巻線４は、溶接巻線
３による電機子反作用を受け難い巻線ピツチでス
テータ２に組込む。つまり、パイロツト巻線４
は、界磁巻線７による磁力が、溶接巻線３に流れ
る電流によつて減磁作用を受け難い巻線ピツチで
ステータ２に巻装する。溶接巻線３は、その出力
がパイロツト巻線４の出力に対して第３高調波が
得られるように、ステータ２に巻装する。パイロ
ツト巻線４は、３組の巻線４ａ，４ｂ，４ｃから
成り、その各巻線４ａ，４ｂ，４ｃを結線して、
第２図に示す如く、上記整流器としての全波整流
器５に接続する。又パイロツト巻線４は第１図に
４ａ，４ｂ，４ｃで示す如く、全スロツトの３等
分の位置（電気角で120度の位置）に１ピツチ
（シヨートピツチ）で巻装されているために、パ
イロツト巻線からは常に磁束を切るために常に発
電出力が得られる。上記溶接用発電機１のロータ
６には、界磁巻線７を有し、かつ界磁鉄心８の磁
極頭９にスロツト１０を形成しておき、該スロツ
ト１０内に励磁巻線１１と励磁補償巻線１２とが
巻装されている。励磁補償巻線１２は、外部特性
が励磁巻線１１から界磁巻線７に供与される電流
によつても足りないために、界磁巻線７に供与さ
れる電流を補うようにしたものである。そして、
上記界磁鉄心８の各磁極頭９には、実開昭60−
177668号公報記載の如く、周部中央に位置して、
軸方向に延び、かつステータ２とのギヤツプ側に
開口する凹部６ａ，６ｂを設け、該凹部６ａ，６
ｂにより、パイロツト巻線４の出力に対して溶接
巻線３の第３高調波出力を、より積極的に高い値
の出力として取出し得るようにしたものである。

上記溶接巻線３は、通常の整流器D₁〜D₃と上
記溶接電流調整手段としてのサイリスタSCR₁〜
SCR₃とから成る主整流装置１３を介して溶接出
力端子１４，１５に接続する。上記サイリスタ
SCR₁〜SCR₃の各ゲートG₁〜G₃には該サイリス
タSCR₁〜SCR₃の点弧角を制御する位相制御装置
１６を接続することは勿論である。パイロツト巻
線４は、全波整流器５を介して、その整流出力が
上記主整流装置１３の整流出力に対して互いに加
算される方向に溶接出力端子１４，１５に接続す
る。励磁巻線１１と励磁補償巻線１２とは、互い
に並列に接続し、更に全波整流器１７を介して界
磁巻線７に接続する。尚、位相制御装置１６には
調節器を具有していることは勿論である。

次に、上記構成の溶接用発電機のアーク安定装
置の動作について説明する。まず、エンジン等の
動力源を駆動させて、溶接を開始すると、溶接巻
線３の三相出力が主整流装置１３のサイリスタ
SCR₁〜SCR₃により必要とする値の溶接電流に調
整をし、かつ該サイリスタSCR₁〜SCR₃と通常の
整流器D₁〜D₃とによつて全波整流をした後、溶
接出力端子１４，１５に至り、更にこの出力に、
上記パイロツト巻線４の出力が全波整流器５を介
して相加わつた後、溶接棒等と溶接母材とに供給
される。

ところで、上記溶接巻線３の三相出力電流は、
第３図Ａに示す如くなつている。この三相出力電
流の値は、位相制御装置１６により、サイリスタ
SCR₁〜SCR₃の点弧角を制御し、これにより第３
図Ａに斜線で示す通電域１８を調整して必要とす
る最適な溶接電流を得るようにする。特に、溶接
電流を絞り込んだ小電流域で溶接をしようとする
場合は、第３図Ａに示す如く、無通電域１９が生
ずることは従来と同様である。

一方、パイロツト巻線４の出力は、第３図Ｂに
示す如く、溶接巻線３の第３高調波出力に対し基
本周波の出力であり、これを全波整流器５によつ
て全波整流する。この全波整流したパイロツト巻
線４の出力は、上記主整流装置１３の出力と加算
され、その合成出力が第３図Ｃの如くなる。従つ
て、主整流装置１３の出力と全波整流器５の出力
との合成で、特にサイリスタSCR₁〜SCR₃で絞り
込んだ小電流域の時生ずる上記無通電域１９が無
くなる。

一方、位相制御装置１６でサイリスタSCR₁〜
SCR₃の点弧角を制御すれば、溶接巻線３からの
出力は、第４図に示す如く、最大出力の曲線２０
と最小出力の曲線２１との間で自由に調整でき、
又最大出力の曲線２０から最小出力の曲線２１に
移行するのに従つて無負荷電圧が低下することも
従来と同様である。

又、パイロツト巻線４の出力を全波整流した電
圧−電流特性は、第５図に示す如くなつている。
つまり、パイロツト巻線４の出力は、小電流では
あるが、上記溶接巻線３の出力と略同一の高い無
負荷電圧が得られる。そして、第４図に示す如き
特性を呈する主整流装置１３で整流した後の溶接
巻線３の出力と、第５図に示す如き特性を呈する
全波整流器５で整流した後のパイロツト巻線４の
出力とを合成すれば、第６図に示す如き電圧−電
流特性を呈する。この合成された電圧−電流特性
は、特にサイリスタSCR₁〜SCR₃で調整し得る最
小出力の曲線２３の無負荷電圧が、パイロツト巻
線４の出力と主整流装置１３の出力との加算によ
つて、サイリスタSCR₁〜SCR₃で調整し得る最大
出力の曲線２２が呈する無負荷電圧と同一の値ま
で高めることができる。つまり上述の回復電圧を
高めることができる。

尚、パイロツト巻線４の出力に対する溶接巻線
３の出力は、第３高調波に限定されるものではな
く、任意次数の高調波であつてもよい。

「考案の効果」以上の如く、本考案に係る溶接用発電機のアー
ク安定装置によれば、回転界磁の磁極頭に溶接巻
線からの出力に対して高調波を強調するための凹
部を有すると共に、溶接巻線と溶接出力端子との
間に主整流装置を挿入し、かつ該主整流装置には
溶接電流を可変するために位相制御されるサイリ
スタを備えた溶接用発電機において、溶接巻線か
ら電気角で120度の位置にシヨートピツチで巻装
したパイロツト巻線の出力に対してより高い次数
の高調波の電流を出力させることになるから、サ
イリスタにより溶接巻線からの出力を小電流に調
整して溶接する場合に、サイリスタが点弧される
間にアーク切れの原因となる無通電域が生ずる
が、該無通電域をパイロツト巻線の出力電流で補
填して、該無通電域を無くし、これによりアーク
切れの発生を防止し得て、利用上頗る便利であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案に係る溶接用発電機のアーク
安定装置の一実施例を示す溶接用発電機の構成
図、第２図はアーク安定装置を備えた溶接用発電
機の電気配線図、第３図は、主整流装置とパイロ
ツト巻線と溶接出力端子との各出力波形の関係を
示す図、第４図は、溶接巻線のみの出力を整流す
る主整流装置の出力電流−出力電圧特性曲線図、
第５図はパイロツト巻線から出力される電流−電
圧特性曲線図、第６図は第４図の電流−電圧特性
曲線と第５図の電流−電圧特性曲線との合成特性
曲線図、第７図は従来のサイリスタを有する整流
装置による溶接電流の制御状態を示す波形図であ
る。１……溶接用発電機、２……ステータ、３……
溶接巻線、４……パイロツト巻線、５，１７……
全波整流機、６……ロータ、７……界磁巻線、８
……界磁鉄心、９……磁極頭、２ａ，１０……ス
ロツト、１１……励磁巻線、１２……励磁補償巻
線、１３……主整流装置、１４，１５……溶接出
力端子、１６……位相制御装置、１８……通電
域、１９……無通電域、２０，２２……最大出力
の曲線、２１，２３……最小出力の曲線、SCR₁
〜SCR₃……サイリスタ、G₁〜G₃……ゲート、D₁
〜D₃……整流器。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

回転界磁の磁極頭に溶接巻線からの出力に対し
て高調波を強調するための凹部を有すると共に、
溶接巻線と溶接出力端子との間に主整流装置を挿
入し、かつ該主整流装置には溶接電流を可変する
ために位相制御されるサイリスタを備えた溶接用
発電機において、上記溶接用発電機には、溶接巻
線とは別に該溶接巻線の出力電流に対してより低
い次数の電流が出力されかつ高い無負荷電圧が出
力されるよう電気角で120度の位置にシヨートピ
ツチで巻装されるパイロツト巻線を有し、該パイ
ロツト巻線に、整流器を介して上記溶接出力端子
を、互いに出力が加算される向きに接続したこと
を特徴とする溶接用発電機のアーク安定装置。