JPH084214Y2 - スローダウン機能付エンジン駆動形アーク溶接機のトランジスタ保護装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、エンジン駆動形アーク
溶接機に係り、詳しくはスローダウン機能付エンジン駆
動形アーク溶接機のトランジスタ保護装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】スローダウン機能付エンジン駆動形アー
ク溶接機は、溶接作業を行っていない時はエンジン回転
数をスローダウンさせるが、図２に示すごとく、任意の
出力特性を得る為のスイッチングトランジスタを利用し
た出力制御回路３３を有した場合、回路構成は以下の通
りとなる。エンジン２１に連結した発電機２２よりの出
力は整流器２３にて整流され、平滑コンデンサ２４にて
トランジスタの高速動作でもインピーダンスの少ない電
源とされ、スイッチングトランジスタ２５でオン、オフ
動作を高周波で、しかも大電流で行ない、リアクタ２７
が電流の急激な増減を押さえ、スイッチングトランジス
タ２５によりスイッチングされた出力を平滑化し、溶接
条件を安定化する。２８，２９は溶接端子、３０は電流
検出器、３１は出力特性制御部、３２はスイッチングト
ランジスタ２５を駆動させるトランジスタ駆動部であ
る。

【０００３】そして、溶接作業をしない時には、低騒
音、低燃費を実現するため、エンジンを高速回転から低
速回転にスローダウンされる。エンジンを高速回転から
低速回転にスローダウンすると、スイッチングトランジ
スタ２５の駆動用電源電圧も低下するので、溶接作業を
再開する時には、出力制御しているため、スイッチング
トランジスタの駆動電流がある一定の値以上なければト
ランジスタが破壊されてしまう。そこで、エンジンの定
格回転数が3000rpm の場合、スローダウン回転数を2500
〜2700rpm にすれば、トランジスタ駆動電流はトランジ
スタの破壊領域よりも大きく、トランジスタは破壊され
ないので、スローダウン回転数を2500〜2700rpm に設定
していた。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
なスローダウン回転数が2500〜2700rpm であると、定格
回転数の１〜２割程度の低減でしかなく、低騒音、低燃
費とは程遠く、効果が薄かった。スローダウン回転数を
1500rpm にすれば、低騒音、低燃費が大幅に達成できる
ことが判明している。しかしながら、回転数が1500rpm
だとトランジスタ駆動用電源電圧が低く、溶接作業を再
開する時には、トランジスタが破壊されてしまうため、
スローダウン回転数を1500rpm にすることは困難であっ
た。

【０００５】そこで、本考案は、溶接作業停止時にエン
ジンをスローダウンして回転数を大幅に低減しても、溶
接作業再開時にスイッチングトランジスタが破壊されな
いように構成し、もって上述した課題を解決したスロー
ダウン機能付エンジン駆動形アーク溶接機のトランジス
タ保護装置を提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本考案は、上述事情に鑑
みなされたものであって、エンジンによって駆動される
発電機と、その交流出力電源を直流に整流し平滑する整
流器及び平滑コンデンサと、その直流出力をスイッチン
グして出力制御するスイッチングトランジスタと、該ス
イッチングトランジスタを駆動するトランジスタ駆動手
段と、溶接出力電圧・電流を検知し該トランジスタ駆動
手段を駆動制御して任意の出力特性に制御する制御手段
とを有し、溶接作業を行わない時にはエンジンを低速回
転するスローダウン機能付エンジン駆動形アーク溶接機
において、前記溶接用発電機内に巻き込んだ数巻のトラ
ンジスタ駆動用電源巻線に電位差を有する数個のタップ
を設け、前記スイッチングトランジスタの駆動電圧を検
知し、かつ検知された電圧の過不足を判定し、検知され
た電圧が不足していると判定された場合には、不足判定
信号を出力するトランジスタ駆動用電源電圧監視手段
と、該トランジスタ駆動用電源電圧監視手段からの不足
判定信号に基づき前記数個のタップのうち所定のタップ
により前記トランジスタ駆動手段に所定電圧を印加して
なる電圧補正制御手段と、を備えてなることを特徴とす
るものである。

【０００７】

【作用】上述構成に基づき、溶接作業時には、トランジ
スタ駆動用電源電圧監視手段がトランジスタ駆動用電源
電圧を検知し、該電圧を不足していないと判定し、不足
判定信号を出力しない。また、溶接作業を停止すると、
エンジンが自動的にスローダウンして低速回転になっ
て、トランジスタ駆動用電源電圧監視手段がトランジス
タ駆動用電源電圧を検知し、該電圧を不足していると判
定し、不足判定信号を電圧補正制御手段に出力し、電圧
補正制御手段が所定のタップにより所定電圧を印加し、
トランジスタ駆動手段に所定の電圧を供給する。そし
て、溶接作業を再開すると、トランジスタ駆動手段が所
定の電流によりスイッチングトランジスタを駆動するの
で、安全に溶接作業が再開される。そして、エンジンが
高速になり、発電電圧が上昇していくと、トランジスタ
駆動用電源電圧監視手段が電圧が不足していないと判定
し、不足判定信号の出力を止め、タップをもとにもどし
所定の電圧にする。

【０００８】

【実施例】以下、図面に沿って、本考案による一実施例
について説明する。図１は、スローダウン機能付エンジ
ン駆動形アーク溶接機のトランジスタ保護装置のブロッ
ク図である。エンジン１には発電機２が連結されてお
り、発電機２よりの出力は整流器３にて整流され、平滑
コンデンサ４にてトランジスタの高速動作でもインピー
ダンスの少ない電源とされる。５はＯＮ、ＯＦＦ動作を
高周波で、しかも大電流で行うスイッチングトランジス
タ、６は電流の急激な増減を押さえ、スイッチングトラ
ンジスタ５によりスイッチングされた出力を平滑化し、
溶接条件を安定化するリアクタである。７は溶接棒、８
は母材である。９はスイッチングトランジスタがＯＦＦ
の時に溶接電流を維持するためのリアクタ〜アーク〜還
流ダイオードの閉回路をつくる還流ダイオード、１０は
溶接電流検出器、１１は溶接電流、電圧を検出してスイ
ッチングトランジスタ５をＯＮ、ＯＦＦ制御して任意の
溶接出力特性をつくるトランジスタ駆動制御回路、１２
はトランジスタ駆動用電源電圧監視回路で、設定電圧以
下になった場合、発電機内のトランジスタ駆動用電源巻
線よりHighとLow の電圧タップ１４ａ，１４ｂを引き出
し、そのタップ切換回路１３を動作させる。

【０００９】本考案は以上のような構成よりなるので、
溶接棒７により母材８に溶接作業を始めると、その溶接
電流を溶接電流検出器１０で検出し、また溶接棒、母材
間の溶接電圧を検出することにより任意の溶接出力特性
になるように、スイッチングトランジスタ５をＯＮ、Ｏ
ＦＦ時間率制御するトランジスタ駆動制御回路１１が作
動する。そのためのトランジスタ駆動用電源は、発電機
２の内にトランジスタ駆動用電源巻線を巻き込み、電圧
タップ１４ａ，１４ｂにて引き出している。溶接作業中
はエンジン回転数が高速で回転し、発電機２は規定の定
格電圧に維持され、溶接出力電源及びトランジスタ駆動
制御回路に一定の電圧を供給し、定常動作している。こ
の時、タップ切換回路１３によりトランジスタ駆動用電
源の電圧タップはLow 側の電圧タップ１４ｂに切換わっ
ている。

【００１０】また、溶接作業を停止すると、自動的にエ
ンジン回転数が低下してアイドリング状態となり、発電
機２の電圧は低下して、トランジスタ駆動用電源巻線の
電圧も低下する。スイッチングトランジスタ５は、Ｏ
Ｎ、ＯＦＦして出力制御する主電流（コレクタ電流）
と、スイッチングトランジスタの駆動電流（ベース電
流）の比が、このスイッチングトランジスタの増加率を
上回っていれば正常に動作するが、主電流に対し、駆動
電流が少ないとベース電流不足の状態となり、スイッチ
ングトランジスタは破壊してしまう。このため、スイッ
チングトランジスタの駆動電源は或る一定の電圧以上に
保っていないと駆動電流が減少してしまうため、主電流
を流すことはできない。このために、トランジスタ駆動
用電源電圧監視回路１２はトランジスタ駆動制御回路１
１の電源電圧を監視して、一定の電圧以下に下がった場
合、タップ切換回路１３によりトランジスタ駆動用電源
の電圧タップをHigh側１４ａに切換え、電源電圧の低下
を防いでいる。

【００１１】そして、溶接作業を再開する場合、溶接棒
７を母材８に接触して短絡電流を流し、その電流を検出
することによりスローダウンは解除され、エンジン回転
数は高速になり溶接作業を行うことができる。この時、
アイドリング状態では、タップ切換回路１３はHigh側の
タップ１４ａを使用しているため、短絡電流がスイッチ
ングトランジスタ５を流れても充分なベース電流が流れ
るため、トランジスタは破壊することはない。エンジン
回転数が高速になり、発電機２の出力電圧が上昇し、ス
イッチングトランジスタ駆動用電源も上昇すると、トラ
ンジスタ駆動用電源電圧監視回路１２は電圧が上昇した
ことを検知して、電圧タップをLow 側１４ｂにタップ切
換回路１３で切換え、ベース電流過多を防ぎ、回路全体
は正常動作する。

【００１２】

【考案の効果】以上説明したように、本考案によれば、
トランジスタ駆動用電源電圧が不足しているとトランジ
スタ駆動用電源電圧監視手段により検知し、電圧補正制
御手段で所定電圧を印加するので、溶接作業を停止して
エンジンをスローダウンして低速回転し、しかる後、溶
接作業を再開しても、トランジスタ駆動電流が不足して
スイッチングトランジスタが破壊されることはなく、ト
ランジスタの安全性を確保することができる。

【００１３】また、溶接作業停止時には、エンジンを大
幅にスローダウンして低速回転することができ、騒音を
低下させ、燃費の削減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案によるスローダウン機能付エンジン駆動
形アーク溶接機のトランジスタ保護装置のブッロック図
である。

【図２】従来のスローダウン機能付エンジン駆動形アー
ク溶接機のブロック図である。

【符号の説明】

１ エンジン ２ 発電機 ３ 整流器 ４ 平滑コンデンサ ５ スイッチングトランジスタ ６ リアクタ ７ 溶接棒 ８ 母材 ９ 還流ダイオード １０ 溶接電流検出器 １１ トランジスタ駆動制御回路 １２ トランジスタ駆動用電源電圧監視回路 １３ タップ切換回路 １４ａ High側電圧タップ １４ｂ Low 側電圧タップ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンによって駆動される発電機と、
   その交流出力電源を直流に整流し平滑する整流器及び平
   滑コンデンサと、その直流出力をスイッチングして出力
   制御するスイッチングトランジスタと、該スイッチング
   トランジスタを駆動するトランジスタ駆動手段と、溶接
   出力電圧・電流を検知し該トランジスタ駆動手段を駆動
   制御して任意の出力特性に制御する制御手段とを有し、
   溶接作業を行わない時にはエンジンを低速回転するスロ
   ーダウン機能付エンジン駆動形アーク溶接機において、 前記溶接用発電機内に巻き込んだ数巻のトランジスタ駆
   動用電源巻線に電位差を有する数個のタップを設け、 前記スイッチングトランジスタの駆動電圧を検知し、か
   つ検知された電圧の過不足を判定し、検知された電圧が
   不足していると判定された場合には、不足判定信号を出
   力するトランジスタ駆動用電源電圧監視手段と、 該トランジスタ駆動用電源電圧監視手段からの不足判定
   信号に基づき前記数個のタップのうち所定のタップによ
   り前記トランジスタ駆動手段に所定電圧を印加してなる
   電圧補正制御手段と、 を備えてなることを特徴とするスローダウン機能付エン
   ジン駆動形アーク溶接機のトランジスタ保護装置。