JPH0540697Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案はアーク溶接用発電機に関し、特に回転
界磁型溶接用発電機の改良に関する。

〔従来の技術〕 一般に溶接作業現場では溶接電源以外に電動工
具や照明用としての電源が必要である。従つてこ
の種の現場では、商用周波数の交流発電機を兼ね
る溶接用発電機として回転界磁型溶接用発電機が
使用されている。

上記の溶接用発電機は従来の回転界磁型交流発
電機の電機子に巻装されている交流電源用巻線に
追加して、溶接電源用巻線を巻装することによ
り、１台の発電機から商用周波数の交流電源と溶
接用電源の両方が得られるように構成されてい
る。しかも上記発電機は両電源の発電能力を有し
ながら構成が簡単であるため、量産に際しても一
般的な回転界磁型交流発電機の生産設備がそのま
ま利用できるなどの利点から、近時普及しはじめ
ているものである。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかし、従来、この種の発電機は本来商用周波
数の交流発電用に形成されているため、この商用
周波数の出力を得るための構造上からの制約を受
けて溶接用電源の周波数も同様に60Hz或いは50Hz
となる。従つてこれを整流器により直流に変換し
ても、単相全波整流出力の場合は電流の脈動が大
きくて、アークが不安定になりやすいという欠点
がある。また多相全波整流出力とした場合でも、
後述するアークの安定に不可欠な電圧回復特性が
拙劣となる。

すなわち、この種の従来例を図面により説明す
ると、第１図は従来の回転界磁型溶接用発電機の
実施例を示し、第２図は第１図の発電機による電
圧回復特性を示すオシログラフで、第３図は同じ
く結線図である。

電機子溝１を内径面に設けた電機子鉄心２と、
前記電機子鉄心２の内径部に挿入され又回転軸５
に固設されてかつ界磁巻線４を装備する回転子鉄
心３とは、共に通常の回転界磁型交流発電機の形
態と全く同じであるため、電機子溝１には商用周
波数交流電源用巻線と溶接電源用巻線（いずれも
図示せず）とが一緒に巻装されている。界磁巻線
４は、第３図で他励方式を示したが自励方式も採
用されている。第２図はこの従来の発電機による
電圧回復特性を示すオシログラフであり、縦軸に
端子電圧ｅを、横軸に時間ｔをとると、第３図に
示す溶接電源用巻線１０からの交流出力は主整流
器１１により直流出力に変換される。この条件下
における電圧回復曲線Ａは短絡時の電圧Ｓが急に
無負荷になつた直後に出力端子１２に初端値が20
（Ｖ）程度の電圧値Ｅとして表われる。この場合
初端時における電圧値Ｅが高い程溶接作業中に頻
繁に発生するアーク電圧の変動に対する電圧の回
復が十分であるから、安定したアークの発生が得
られる。このアークを安定に維持し得る電圧値Ｅ
は通常30（Ｖ）以上必要であるが、従来の回転界
磁型溶接用発電機において変圧器型リアクトル１
３等の外部付加装置がない場合、電圧値Ｅは20
（Ｖ）以下になつてしまう。これはアーク電圧の
瞬時変化に対する発電機の電圧回復特性が悪い為
に、アークカツトを生じてしまい良好な溶接作業
を行なうことが出来なくなる。従つてこのアーク
カツトを防止する目的で第３図のように変圧器型
リアクトル１３や主整流器１１と出力端子１２と
の間に挿入される単巻型リアクトル等の大がかり
な外部付加装置を装備すると、前記した利点とは
裏腹に総体的に重量増となり、かつコストアツプ
の要因になる等の問題点があつた。

そこで、本考案は上記の問題点に鑑み、変圧器
型リアクトル等の大掛りな外部付加装置を必要と
せず、電圧回復特性が良好でアークカツトが生じ
難く、安定したアークの発生が得られ、溶接の作
業効率を大幅に向上できる回転界磁型の発電機を
提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段並びに作用〕

本考案は、上記目的を達成すべくなされたもの
で、商用周波数の電力を出力する商用周波数交流
電源用巻線と、溶接出力を取出すための溶接電源
用巻線とを備えた回転界磁型溶接用発電機におい
て、回転子の各磁極ヘツドの極弧に複数条の回転
子溝を形成し、一方電機子鉄心には高周波電源用
巻線を巻装し、回転子の回転に伴い、上記高周波
電源用巻線にリアクタンスの変化を受けて高周波
起電力が誘起され、該高周波起電力を整流した後
に、上記溶接電源用巻線の起電力を整流して得ら
れた溶接出力に、相互の出力電圧が相加わるよう
に重畳させたものである。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を図面を用いて詳細に説
明する。

第４図は本考案の要部正面図を示し、電機子鉄
心２の内周部には正面視にて多数条の電機子溝１
及び突極部が周設され、かつこの各電機子溝１は
側面視にて軸方向へ延設されている。この電機子
溝１には商用周波数交流電源用巻線と溶接電源用
巻線（いずれも図示せず）とが一緒に巻装され
る。商用周波数交流電源用巻線からは、従来と同
様に、電動工具等の電源として出力を取出すよう
になつている。また、前記電機子鉄心２の心部に
は軸方向に回転軸５を挿入するとともに、この回
転軸５に前記電機子鉄心２との間に空隙６を形成
して回転可能な回転子鉄心３を固設させてある。
回転子鉄心３には、従来と同様に界磁巻線４を巻
装し、該界磁巻線４に励磁電流を供与させること
で２極の界磁が形成されるようになつている。こ
の回転子鉄心３の各磁極ヘツドの極弧の外周部に
は正面視にて回転子溝８と突極部７が略同幅にな
るように多数条の回転子溝８が周設され、この各
回転子溝８は側面視にて軸方向へ延設されてい
る。この各回転子溝８の間には回転子溝８とほぼ
同幅の突極部７が原状極弧の維持により残置状に
形出されることになる。また、前記電機子鉄心２
の電機子溝１には前記回転子鉄心３に形成した回
転子溝８と突極部７の存在による空隙長さの変
化、すなわち磁束の脈動を、突極部７の数と回転
子鉄心３の回転数との積に比例する高周波起電力
を誘起させるために、適宜な巻線ピツチを有する
高周波電源用巻線９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄが間隔
的に巻装されている。

なお、この高周波電源用巻線は第６図の結線図
に示すように、９ａと９ｂから成る直列回路と、
９ｃと９ｄから成る直列回路にそれぞれ重畳出力
用整流器１１ａを介して並列に接続され並列回路
として、溶接電源用巻線１０の出力端子１２に接
続されている。従つて、溶接電源用巻線１０から
の出力を整流する主整流器１１から出力される溶
接用電力に前記重畳出力用整流器１１ａから出力
される高周波電力を互いに相加わるように重畳す
ることができる。界磁巻線４は、第６図におい
て、便宜上可変可能な励磁電源から励磁電流が供
給されるように示したが、励磁電源としては、他
励の他に、商用周波数交流電源用巻線の出力を自
動電圧調整装置を介して励磁電流を供給するなど
といつた従来より広く使用されている自励方式も
採用し得ることは勿論である。

上記構成と結線図により本考案の回転界磁型溶
接用発電機は、従来の溶接電源用巻線から得られ
る電力に高周波電源用巻線に誘起された高周波起
電力が重畳されるため、電圧回復特性が第５図に
示すオシログラフのようになる。すなわち縦軸に
端子電圧ｅをまた横軸に時間ｔをとつた場合、短
絡時電圧Ｓの降下直後における電圧回復曲線Ｂは
従来の電圧回復曲線Ａ上に回転子溝８と突極部７
とによるリアクタンスの変化により得られた高周
波起電力が重畳されて表われる結果、初端値が30
（Ｖ）を超える程度の電圧値Ｅとして第６図に示
す出力端子１２側に表われる。このように電圧回
復曲線Ｂが従来の電圧回復曲線Ａより更に高く表
われるため、総体的には高い電圧回復曲線Ｂをも
つて溶接することが可能になる。従つてアークの
安定による良好な溶接の特性が維持できる。

またこの考案による回転界磁型溶接用発電機
は、商用周波数交流電源用巻線および溶接電源用
巻線にとつては明らかに２極であるため、例えば
回転子鉄心３を3600（rpm）または3000（rpm）で
回転させることにより、60（Hz）または50（Hz）の
出力を得ることができる。従つて本来の回転界磁
型溶接用発電機としての機能を確実に堅持できる
ものである。

〔考案の効果〕

以上説明したように、この考案は回転子鉄心３
の磁極ヘツドの極弧表面に回転子溝８を形成し、
併せて電機子溝１には高周波電源用巻線９ａ〜９
ｄを追加巻装することにより、従来の回転界磁型
発電方式の基本的な構造を変えずに、その簡単な
構造による製作上の利点を保持した状態におい
て、大掛りな外部付加装置を要することなく、高
周波電源用巻線の高周波起電力が溶接電源用巻線
から出力された溶接出力に重畳されて高い電圧回
復曲線が得られるので、これによつて安定したア
ークの発生が得られ、溶接の作業効率を大幅に向
上できる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例による回転界磁型溶接用発電機
を示す要部正面図、第２図は第１図の発電機によ
る電圧回復特性を示すオシログラフ、第３図は同
発電機の結線図、第４図は本考案による回転界磁
型溶接用発電機を示す要部正面図、第５図は本考
案の実施例による電圧回復特性を示すオシログラ
フ、第６図は本考案による発電機の結線図であ
る。 １……電機子溝、２……電機子鉄心、３……回
転子鉄心、４……界磁巻線、５……回転軸、６…
…空隙、７……突極部、８……回転子溝、９ａ〜
９ｄ……高周波電源用巻線。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 円形の中空を有する電機子鉄心と、該電機子鉄
   心の円形の中空に該電機子鉄心の内周との間に空
   隙を形出するように収嵌される回転可能な回転子
   と、該電機子鉄心の円周部に巻装した、商用周波
   数の電流を出力する商用周波数交流電源用巻線及
   び溶接出力を取出すための溶接電源用巻線とを備
   えた回転界磁型溶接用発電機において、 前記回転子の各磁極の極弧の外周部に正面視に
   て回転子溝と突極部が、略同幅になるように多数
   条の回転子溝を周設し、かつ該回転子溝を側面視
   にて軸方向へ延設し、一方、前記電機子鉄心の内
   周部に正面視にて多数条の電機子溝及び突極部を
   周設し、かつ該電機子溝を側面視にて軸方向へ延
   設し、前記回転子の回転により発生する磁束の脈
   動の変化を受けて高周波電圧を出力するように、
   高周波電力用巻線を前記電機子溝に巻装し、該高
   周波電力用巻線に高周波出力を整流するための重
   畳出力用整流器を接続し、前記溶接電源用巻線の
   出力を整流する主整流器の出力端子と該重畳出力
   用整流器の出力端子とを、各々の出力が互いに相
   加わるように接続した、 ことを特徴とする回転界磁型溶接用発電機。