JPS6363573A - 高周波パルスア−ク溶接機 - Google Patents
高周波パルスア−ク溶接機Info
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- JPS6363573A JPS6363573A JP20613886A JP20613886A JPS6363573A JP S6363573 A JPS6363573 A JP S6363573A JP 20613886 A JP20613886 A JP 20613886A JP 20613886 A JP20613886 A JP 20613886A JP S6363573 A JPS6363573 A JP S6363573A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
この発明は、薄板交流溶接等に用いて好適な高周波パル
スアーク溶接機に関する。
スアーク溶接機に関する。
「従来の技術−1
第3図は、従来の溶接電源の構成を示す回路図であり、
図において、■はバッテリ等の直流電源(電圧E )で
ある。INVは、直流電源1の直流出力を交流に変換し
て出力するインバータであり、スイッチング素子2〜5
とダイオード6〜9とから構成されている。このインバ
ータINVの出力端間には、電流検出器10、被溶接材
II、アーク12、電極13、カップリングコイルI4
およびリアクトル15が直列に配されろ構成となってい
る。17は、電流検出器10の検出電流に基づいてスイ
ッチング素子2〜5のオン/オフ制御を行うとともに、
高周波高圧発生器16の駆動を制御する制御回路であり
、高周波高用発生器16は、カップリングコイル14と
ともにアークスタータを構成している。また、18は指
令/操イ′1部であり、制御回路17に対し溶接電流の
11七:li f、、T活を指示する。
図において、■はバッテリ等の直流電源(電圧E )で
ある。INVは、直流電源1の直流出力を交流に変換し
て出力するインバータであり、スイッチング素子2〜5
とダイオード6〜9とから構成されている。このインバ
ータINVの出力端間には、電流検出器10、被溶接材
II、アーク12、電極13、カップリングコイルI4
およびリアクトル15が直列に配されろ構成となってい
る。17は、電流検出器10の検出電流に基づいてスイ
ッチング素子2〜5のオン/オフ制御を行うとともに、
高周波高圧発生器16の駆動を制御する制御回路であり
、高周波高用発生器16は、カップリングコイル14と
ともにアークスタータを構成している。また、18は指
令/操イ′1部であり、制御回路17に対し溶接電流の
11七:li f、、T活を指示する。
第4図は、上記構成による従来の溶接電i11;iのス
イッチング素子2〜5のオン/オフタイミンクと溶接電
流1wの関係を示す波形図である。この図において、ハ
ヅチングを付した部分は、各スイッチング素子2〜5の
オン期間を示しでいる。eして、制御回路17が高周波
高圧発生器16に駆動指令を与えて高圧を発生させると
、被溶接材11と電極13との間にアーク放電が開始さ
れ、以後、第4図(ロ)〜(ポ)に示すようなスイッチ
ング素子を行うと、同図(イ)に示すような溶接電流1
wが流れる。すなわち、同図に1゛1で示す、スイッチ
ング素子2と5が共にオンの期間においてfJl 、直
流電源1=スイッヂング素子2−・被溶接材11 ・ア
ーク12→電極13→カツプリングコイル14−リアク
トル15−スイッヂンク素−r−5,)直流電δム;(
1の経路で溶接電流1wが流れ(以下、この期間を給電
期間′I゛1と称す)、同図にT2で示す、スイッチ“
ンク素子5かオフ、スイッチング素子2のみがオンの期
間にわいては、リアクトル15に蓄えられたエネルギに
より、リアクトル15→ダイオード8→スイツヂンク素
子2→被溶接材11→アーク12−・電極13→カツプ
リングコイルI4→リアクトルI5の経路で、溶接電流
1wが還流する(以下、この期間を還流期間T2と称す
)。
イッチング素子2〜5のオン/オフタイミンクと溶接電
流1wの関係を示す波形図である。この図において、ハ
ヅチングを付した部分は、各スイッチング素子2〜5の
オン期間を示しでいる。eして、制御回路17が高周波
高圧発生器16に駆動指令を与えて高圧を発生させると
、被溶接材11と電極13との間にアーク放電が開始さ
れ、以後、第4図(ロ)〜(ポ)に示すようなスイッチ
ング素子を行うと、同図(イ)に示すような溶接電流1
wが流れる。すなわち、同図に1゛1で示す、スイッチ
ング素子2と5が共にオンの期間においてfJl 、直
流電源1=スイッヂング素子2−・被溶接材11 ・ア
ーク12→電極13→カツプリングコイル14−リアク
トル15−スイッヂンク素−r−5,)直流電δム;(
1の経路で溶接電流1wが流れ(以下、この期間を給電
期間′I゛1と称す)、同図にT2で示す、スイッチ“
ンク素子5かオフ、スイッチング素子2のみがオンの期
間にわいては、リアクトル15に蓄えられたエネルギに
より、リアクトル15→ダイオード8→スイツヂンク素
子2→被溶接材11→アーク12−・電極13→カツプ
リングコイルI4→リアクトルI5の経路で、溶接電流
1wが還流する(以下、この期間を還流期間T2と称す
)。
1発明が解決4゛ろ問題点」
とごろで、直流溶接においては、溶接電流に対し高周波
パルス電流を重畳すると、電磁ピンチ効果か増大し、ア
ークの安定性が高められることが知られている。電磁ピ
ンチ効果とは、アーク電流によ−)で発生ずる磁界の影
響を受けてアークがその(Yを細く絞られる性質のこと
で、アークの安定化のために、好ましい性質である。し
たがって、高周波パルス電流を重畳する方法は、低電流
溶接が要求されてアークが不安定になりやすい薄板の溶
接に効果がある。
パルス電流を重畳すると、電磁ピンチ効果か増大し、ア
ークの安定性が高められることが知られている。電磁ピ
ンチ効果とは、アーク電流によ−)で発生ずる磁界の影
響を受けてアークがその(Yを細く絞られる性質のこと
で、アークの安定化のために、好ましい性質である。し
たがって、高周波パルス電流を重畳する方法は、低電流
溶接が要求されてアークが不安定になりやすい薄板の溶
接に効果がある。
一方、アルミニウム等のように、酸化しく1い材料の場
合には、酸化膜を除去するクリーニング作用を有する逆
極性溶接あるいは交流溶接が適用されることが多い。
合には、酸化膜を除去するクリーニング作用を有する逆
極性溶接あるいは交流溶接が適用されることが多い。
しかしながら、交流溶接電源の場合は、薄い材料の溶接
に際しては、溶接電流の平均値を低くしなければならな
いため、アークが不安定となる欠点があった。そごで、
直流溶接電源の場合と同様に高周波パルスを重畳させる
ことが考えられる。
に際しては、溶接電流の平均値を低くしなければならな
いため、アークが不安定となる欠点があった。そごで、
直流溶接電源の場合と同様に高周波パルスを重畳させる
ことが考えられる。
高周波パルスを重畳させるには、交流周期′1゛および
T−を決定する制御回路17内の発振器の周波数を大と
すればよいが、第3図に示す従来の交流溶接電源におい
ては、平滑用のりアクドル15か有るため、第4図(イ
)に示すように溶接電流1 wのリップル分が除去され
、高周波成分σい17畳は困難となる。特に、高周波成
分の重畳に伴う聴感1″の悪影響を除去するために、高
周波成分を15kHz以上(可聴領域外周波数)とする
ことは、リアクトル15(配線浮遊インダクタンスを含
む)の影響を受け、はとんと不可能であった。
T−を決定する制御回路17内の発振器の周波数を大と
すればよいが、第3図に示す従来の交流溶接電源におい
ては、平滑用のりアクドル15か有るため、第4図(イ
)に示すように溶接電流1 wのリップル分が除去され
、高周波成分σい17畳は困難となる。特に、高周波成
分の重畳に伴う聴感1″の悪影響を除去するために、高
周波成分を15kHz以上(可聴領域外周波数)とする
ことは、リアクトル15(配線浮遊インダクタンスを含
む)の影響を受け、はとんと不可能であった。
そこで、リアクトルI5を除去らしくは小さな値きし、
スイッチング素子2,5または4,3の対を同時にオン
/オフすれば、電流減少時のdi/dtの値が上昇時の
それとほぼ同じになり(符号は逆)、この結果、第5図
に実線で示すように、高周波成分の重1′+がiiJ能
となる。なお、リアクトル15および配線浮遊インダク
タンスの影響で、溶接電流Iwの波形を完全な矩形波と
することはできず、図示のようなF角波となるが、電流
ピークの値が大であれば、所定の効果を奏することがで
きる。
スイッチング素子2,5または4,3の対を同時にオン
/オフすれば、電流減少時のdi/dtの値が上昇時の
それとほぼ同じになり(符号は逆)、この結果、第5図
に実線で示すように、高周波成分の重1′+がiiJ能
となる。なお、リアクトル15および配線浮遊インダク
タンスの影響で、溶接電流Iwの波形を完全な矩形波と
することはできず、図示のようなF角波となるが、電流
ピークの値が大であれば、所定の効果を奏することがで
きる。
しかしながら、このようにリアクトル15を小さな値よ
すると平滑効果がなくなるため、溶接電流1wの平均値
が小さい場合、すなわち、スイッチング素子2〜5のオ
ン時間が短い場合には、第5図に一点鎖線で示すように
溶接電流1wがOとなる区間ができてしまい、アーク切
れが発生するという問題か生じた。
すると平滑効果がなくなるため、溶接電流1wの平均値
が小さい場合、すなわち、スイッチング素子2〜5のオ
ン時間が短い場合には、第5図に一点鎖線で示すように
溶接電流1wがOとなる区間ができてしまい、アーク切
れが発生するという問題か生じた。
この発明は、−1一連した事情に鑑みてなされたもので
、交流溶接電源において、溶接電流に高周波パルス電流
を重畳させることができ、しかも溶接電流平均値が小さ
く設定されている場合でムアーク切れを発生させること
がない高周波パルスアーク溶接機を提供することを目的
としている。
、交流溶接電源において、溶接電流に高周波パルス電流
を重畳させることができ、しかも溶接電流平均値が小さ
く設定されている場合でムアーク切れを発生させること
がない高周波パルスアーク溶接機を提供することを目的
としている。
「問題点を解決するための手段−1
この発明は、直流電源に接続されノご複数のスイッチン
グ素子およびダイオードから構成される第1および第2
のインバータと、前記第1および第2のインバータの両
出力端間に順次直列に接続された電極および被溶接材の
間へ給電を行うときは前記第1のインバータの各スイッ
チング素子を適宜のパターンでオン状態とし、溶接電流
が所定値に達した際には、前記第1のインバータの総て
のスイッチング素子をオフ状態として前記直流電源への
回生を行い、この回生期間において溶接電流が所定値以
下にな−たとき、または第1のインバータから出力され
る溶接電流とは無関係に、前記第2のインバータの各ス
イッチング素子を適宜のパターンでオン状態として、前
記電極と被溶接材間に所定値の溶接電流を供給させる制
御手段上を具備することを特徴としている。
グ素子およびダイオードから構成される第1および第2
のインバータと、前記第1および第2のインバータの両
出力端間に順次直列に接続された電極および被溶接材の
間へ給電を行うときは前記第1のインバータの各スイッ
チング素子を適宜のパターンでオン状態とし、溶接電流
が所定値に達した際には、前記第1のインバータの総て
のスイッチング素子をオフ状態として前記直流電源への
回生を行い、この回生期間において溶接電流が所定値以
下にな−たとき、または第1のインバータから出力され
る溶接電流とは無関係に、前記第2のインバータの各ス
イッチング素子を適宜のパターンでオン状態として、前
記電極と被溶接材間に所定値の溶接電流を供給させる制
御手段上を具備することを特徴としている。
1作用」
給電期間および回生期間における溶接電流のdi/di
の値を犬とすることができ、したがって、高周波成分の
重畳が良好に行えるとともに、回生期間における溶接電
流減少時において溶接電流が所定値以下となった場合、
またはこの溶接電流とは無関係に第2のインバータから
溶接電流が供給されので、溶接電流が0となることがな
くなり、アーク切れが防止される。
の値を犬とすることができ、したがって、高周波成分の
重畳が良好に行えるとともに、回生期間における溶接電
流減少時において溶接電流が所定値以下となった場合、
またはこの溶接電流とは無関係に第2のインバータから
溶接電流が供給されので、溶接電流が0となることがな
くなり、アーク切れが防止される。
「実施例」
以下、図面を参照し、この発明の詳細な説明する。
第1図はこの発明の一実施例の構成を示すブロック図で
あり、前述した第3図の各部に対応する部分には同一の
符号が付されている。
あり、前述した第3図の各部に対応する部分には同一の
符号が付されている。
第1図において、Iaとlb、2a〜5aと2b〜5b
、(ia−9aと6b〜9bおよび15aと15bは、
第3図に示した直流電源l、スイッチング素子2〜5、
ダイオード6〜9およびリアクトル15に各々対応する
ものであり、スイッチング素子2a〜5aとダイオード
6a〜9aによって第1のインバータI NVaが構成
され、スイッチング素子2b〜5bとダイオード6b〜
9bによって第2のインバータI NVbが構成されて
いる。
、(ia−9aと6b〜9bおよび15aと15bは、
第3図に示した直流電源l、スイッチング素子2〜5、
ダイオード6〜9およびリアクトル15に各々対応する
ものであり、スイッチング素子2a〜5aとダイオード
6a〜9aによって第1のインバータI NVaが構成
され、スイッチング素子2b〜5bとダイオード6b〜
9bによって第2のインバータI NVbが構成されて
いる。
17Aはスイッチング素子2a〜5aと2b〜5 bお
よび高周波高圧発生器16の制御を行う制御回路であり
、指令/操作部18A内の各設定器18A1〜18A
5の設定値および電流検出器10の検出値に基づいて各
スイッチング素子のオン/オフ制御を行うようになって
いる。この場合、制御回路17Aにおける高周波高圧発
生器16の制御系は、第3図に示す制御回路I7と同様
であるので、その図示および説明を省略し、スイッチン
グ素子の制御系についてのみ以下に説明する。
よび高周波高圧発生器16の制御を行う制御回路であり
、指令/操作部18A内の各設定器18A1〜18A
5の設定値および電流検出器10の検出値に基づいて各
スイッチング素子のオン/オフ制御を行うようになって
いる。この場合、制御回路17Aにおける高周波高圧発
生器16の制御系は、第3図に示す制御回路I7と同様
であるので、その図示および説明を省略し、スイッチン
グ素子の制御系についてのみ以下に説明する。
まず、溶接電流1wか正方向(被溶接材11−・アーク
12−電極13)に流れている場合(以下、SP期間と
呼ぶ)、電流検出器10から出力される溶接電流1wに
対応する検出電流(以下、フィードバック信号Fsと呼
ぶ)は、アナログスイッチ27を介して偏差検出点29
.31.39および40に各々供給される。
12−電極13)に流れている場合(以下、SP期間と
呼ぶ)、電流検出器10から出力される溶接電流1wに
対応する検出電流(以下、フィードバック信号Fsと呼
ぶ)は、アナログスイッチ27を介して偏差検出点29
.31.39および40に各々供給される。
逆に、溶接電流1wが負方向(電極13−アーク12−
・被溶接材11)に流れている場合(以下、RP刑期間
呼ぶ)、電流検出器IOから出力されるフィードバック
信号Fsは、ゲイン−1のアンプによって構成される反
転器26で反転されてから、アナログスイッチ28を介
して偏差検出点29.31,39および40に各々供給
される。
・被溶接材11)に流れている場合(以下、RP刑期間
呼ぶ)、電流検出器IOから出力されるフィードバック
信号Fsは、ゲイン−1のアンプによって構成される反
転器26で反転されてから、アナログスイッチ28を介
して偏差検出点29.31,39および40に各々供給
される。
設定器18 A lは溶接電流平均値1avを設定す
るためのもので、偏差検出点29は、設定器18A1か
ら出力される溶接電流平均値1avと、フィードバック
信号Fs(溶接電流Iwに対応している)との偏差を検
出するものである。この偏差検出点29において得られ
た偏差は積分器30によって積分される。3Iは積分器
30の積分出力信号と、フィートハック信号Fsの瞬時
値との偏差を検出する偏差検出点であり、この偏差検出
点31に得られる偏差が入力されるコンパレータ32に
よって積分器30の出力と、フィードバック信号Fsの
瞬時値との大小関係が比較される。
るためのもので、偏差検出点29は、設定器18A1か
ら出力される溶接電流平均値1avと、フィードバック
信号Fs(溶接電流Iwに対応している)との偏差を検
出するものである。この偏差検出点29において得られ
た偏差は積分器30によって積分される。3Iは積分器
30の積分出力信号と、フィートハック信号Fsの瞬時
値との偏差を検出する偏差検出点であり、この偏差検出
点31に得られる偏差が入力されるコンパレータ32に
よって積分器30の出力と、フィードバック信号Fsの
瞬時値との大小関係が比較される。
19は15kHzの矩形波を発生ケるパルス発振器であ
り、この出力パルスはワンショット・マルチバイブレー
ク34のトリガ端子に供給されるとともに、負論理オア
ゲート33の一方の入力端と、Dタイプ・フリップフロ
ップ21のり[ノック入力端CKに供給される。
り、この出力パルスはワンショット・マルチバイブレー
ク34のトリガ端子に供給されるとともに、負論理オア
ゲート33の一方の入力端と、Dタイプ・フリップフロ
ップ21のり[ノック入力端CKに供給される。
ワンショット・マルチバイブレーク33の出力パルスは
、セット・リセット・フリップフ[lツブ35のセット
端子Sに供給され、口論Jljオアゲート33の出力は
セット・リセット・フリップフロップ35のリセット状
態Rに供給されろようにな−)でいる。そして、セット
リセット・フリップフ「1ツブ35は、発振器19の出
力か“Iビレヘルとなる毎にセントされ、次いで、発振
器19の出力が“L”レベルの期間において、溶接電流
1wが第2図に示すピーク値1p(設定器18Δ 1に
よ−)で設定された溶接電流平均値1avに対応してい
る)に達し、コンパレータ32の出力が“I7”レベル
とな−、た時点で、リセットされる。
、セット・リセット・フリップフ[lツブ35のセット
端子Sに供給され、口論Jljオアゲート33の出力は
セット・リセット・フリップフロップ35のリセット状
態Rに供給されろようにな−)でいる。そして、セット
リセット・フリップフ「1ツブ35は、発振器19の出
力か“Iビレヘルとなる毎にセントされ、次いで、発振
器19の出力が“L”レベルの期間において、溶接電流
1wが第2図に示すピーク値1p(設定器18Δ 1に
よ−)で設定された溶接電流平均値1avに対応してい
る)に達し、コンパレータ32の出力が“I7”レベル
とな−、た時点で、リセットされる。
セット・リセット・フリップフロップ35のQ=11−
出力はアットゲート37およびアンドゲート38に供給
される。アンドゲート37およびアンドケート38は、
第1のインバータINVaを構成するスイッチング素子
2 a、 5 aの対、およびスイッチング素子3a、
4aの対を各々オン/オフするものである。これにより
、セットリセット・フリップフロップ35のQ出力が“
H”レベルとなっている期間において、アンドケート3
7またはアンドゲート38か13M状態となり、アント
ゲート37またはアントケート38のその他の入力端に
供給される信号に基づいて、スイッチング素子2 a、
5 aの対、またはスイッチング素子3a、4aの対
がオンとなる。
される。アンドゲート37およびアンドケート38は、
第1のインバータINVaを構成するスイッチング素子
2 a、 5 aの対、およびスイッチング素子3a、
4aの対を各々オン/オフするものである。これにより
、セットリセット・フリップフロップ35のQ出力が“
H”レベルとなっている期間において、アンドケート3
7またはアンドゲート38か13M状態となり、アント
ゲート37またはアントケート38のその他の入力端に
供給される信号に基づいて、スイッチング素子2 a、
5 aの対、またはスイッチング素子3a、4aの対
がオンとなる。
そして、溶接電流1wが第2図に示すピーク値1pに達
する以前においては、コンパレータ32の出力が“H”
レベルであり、セット・リセット・フリップフロップ3
5はセット状態を維持し、したがって、アンドゲート3
7および38は開状態となる。ここで、アンドゲート3
7を介してスイッチング2 a、 5 aの対がオンと
されると、第2図に示す給電期間TI内において、正側
のメインパルス十MPが発生し、アンドゲート38を介
してスイッチング素子3a、4aの対がオンとされると
、給電期間T1内において、負側のメインパルスMPが
発生する。
する以前においては、コンパレータ32の出力が“H”
レベルであり、セット・リセット・フリップフロップ3
5はセット状態を維持し、したがって、アンドゲート3
7および38は開状態となる。ここで、アンドゲート3
7を介してスイッチング2 a、 5 aの対がオンと
されると、第2図に示す給電期間TI内において、正側
のメインパルス十MPが発生し、アンドゲート38を介
してスイッチング素子3a、4aの対がオンとされると
、給電期間T1内において、負側のメインパルスMPが
発生する。
また、パルス発振器19の出力パルスが“1.”レベル
であり、かつ溶接電流1wが第2図に示4〜ピーク値1
pに達すると、コンパレータ32の出力が“L”レベル
となり、セットリセット・フリップフロップ35がリセ
ット状態となり、)2ンドゲート37および38は共に
閉状態となり、スイッチング素子2a〜5aは全てオフ
とされ、これにより、第2図に示す回生期間T3となる
。
であり、かつ溶接電流1wが第2図に示4〜ピーク値1
pに達すると、コンパレータ32の出力が“L”レベル
となり、セットリセット・フリップフロップ35がリセ
ット状態となり、)2ンドゲート37および38は共に
閉状態となり、スイッチング素子2a〜5aは全てオフ
とされ、これにより、第2図に示す回生期間T3となる
。
以上の説明かられかるように、パルス発振器19の周波
数によって、メインパルスl−M Pの発生周期が規定
され、さらに、このメインパルスIMFのピーク値±I
pが、常に設定器18△ 1によ−)で設定された溶接
電流平均値1avとなるように紹持される。
数によって、メインパルスl−M Pの発生周期が規定
され、さらに、このメインパルスIMFのピーク値±I
pが、常に設定器18△ 1によ−)で設定された溶接
電流平均値1avとなるように紹持される。
一方、I)タイプ・フリソプフ〔lツブ21の1)入力
端にはパルス発振器20の出力パルスが供給される。パ
ルス発振器20は設定器18A 2によって設定された
発振周波数(通常1kl−1z程度以下)で、設定器1
8A 31こよって設定されたデユーティ−比により発
振するように構成されている。
端にはパルス発振器20の出力パルスが供給される。パ
ルス発振器20は設定器18A 2によって設定された
発振周波数(通常1kl−1z程度以下)で、設定器1
8A 31こよって設定されたデユーティ−比により発
振するように構成されている。
これらパルス発振器20とDタイプ・フリップフロップ
2Iは、第2図に示す、溶接電流1wの正側の半サイク
ルであるSP刑期間、負側の半サイクルであるR P
期間を規定するためのものである。すなわら、Dタイプ
・フリップフロップ21のQ出力は、そのクロック入力
端CKに供給されるパルス発振器19の出力が“H”レ
ベルに立ち上がる時点て切替わるが、この際、パルス発
振器20の出ツノが“1ビレベルの期間(SPM間)に
おいては、Dタイプ・フリップフロップ21のQ出力が
“tl”レベルとなる。
2Iは、第2図に示す、溶接電流1wの正側の半サイク
ルであるSP刑期間、負側の半サイクルであるR P
期間を規定するためのものである。すなわら、Dタイプ
・フリップフロップ21のQ出力は、そのクロック入力
端CKに供給されるパルス発振器19の出力が“H”レ
ベルに立ち上がる時点て切替わるが、この際、パルス発
振器20の出ツノが“1ビレベルの期間(SPM間)に
おいては、Dタイプ・フリップフロップ21のQ出力が
“tl”レベルとなる。
Dタイプ・フリップフロップ21のQ出力が“H”レベ
ルとなると、アンドゲート37およびアンドゲート45
がfftJ状態となり、これにより、アンドヶ−1・3
7および45のその他の入力端に供給される信号に応じ
て、第1のインバータINVaを構成するスイッチング
素子2 a、 5 a、および第2のインバータI N
Vbを構成するスイッチング素子5bかオンとなる。
ルとなると、アンドゲート37およびアンドゲート45
がfftJ状態となり、これにより、アンドヶ−1・3
7および45のその他の入力端に供給される信号に応じ
て、第1のインバータINVaを構成するスイッチング
素子2 a、 5 a、および第2のインバータI N
Vbを構成するスイッチング素子5bかオンとなる。
一方、パルス発振器20の出力が“I7”レベルの期間
(RP期間)においては、Dタイプ・ソリツブフロップ
21のQ出力が“L”レベルとなり、これにより、アン
ドゲート38およびアントケート46を開状態となり、
アンドゲート38および46のその他の入力端に供給さ
れる信号に応して、第1のインバータINVaを構成す
るスイッチング素子3a、4a、および第2のインバー
タIN’Vbを構成するスイッチング素子4bがオンと
なる3゜Dタイプ・フリップフロップ21のQ出力はア
ナログスイッヂ27に供給されろとともに、インバータ
28aを介してアナログスイッヂ28に供給され、これ
により、各偏差検出点29.3+、39.40に供給さ
れるフィードバック信号Fsの極性が、SP期間および
RP期間にいづ−れにおいても常に正側に維持されるよ
うになっている。
(RP期間)においては、Dタイプ・ソリツブフロップ
21のQ出力が“L”レベルとなり、これにより、アン
ドゲート38およびアントケート46を開状態となり、
アンドゲート38および46のその他の入力端に供給さ
れる信号に応して、第1のインバータINVaを構成す
るスイッチング素子3a、4a、および第2のインバー
タIN’Vbを構成するスイッチング素子4bがオンと
なる3゜Dタイプ・フリップフロップ21のQ出力はア
ナログスイッヂ27に供給されろとともに、インバータ
28aを介してアナログスイッヂ28に供給され、これ
により、各偏差検出点29.3+、39.40に供給さ
れるフィードバック信号Fsの極性が、SP期間および
RP期間にいづ−れにおいても常に正側に維持されるよ
うになっている。
次に、設定器18A4は、第2図に示すベース溶接電流
下限値IB、を設定するためのもので、また、設定器1
8A 5は、ベース溶接電流上限値+132を設定4゛
るためのものである。これら設定器18A 4および1
8A 5の各設定値は、偏差検出点39および40に供
給されてフィードバック信号Fs(溶接電流1vに対応
している)との偏差が検出される。これら偏差検出点3
9および40において得られた偏差はコンパレータ41
及び42に入力され大小関係が比較される。この場合、
溶接電流1wがベース溶接電流下限値IB、よりも小と
なった場合、コンパレータ41の出力が“H”レベルと
なり、また溶接電流1wがベース溶接電流−h限値IB
、より大となった場合にコンパレータ42の出力が“L
”レベルとなる。これらコンパレータ4Iおよび42の
各出力は、セット・リセット・フリップフロップ43の
セット端子Sおよびリセット端子Rに供給され、これに
より、セット・リセット・フリップフロップ43は、溶
接電流1wがベース溶接電流下限値IB、を下回った時
点でセットされ、ベース溶接電流上限値113.を−1
−回った時点でリセットされる。このセット・リセット
・フリップフロップ43のQ出力は、アンドゲート45
および46に供給される。
下限値IB、を設定するためのもので、また、設定器1
8A 5は、ベース溶接電流上限値+132を設定4゛
るためのものである。これら設定器18A 4および1
8A 5の各設定値は、偏差検出点39および40に供
給されてフィードバック信号Fs(溶接電流1vに対応
している)との偏差が検出される。これら偏差検出点3
9および40において得られた偏差はコンパレータ41
及び42に入力され大小関係が比較される。この場合、
溶接電流1wがベース溶接電流下限値IB、よりも小と
なった場合、コンパレータ41の出力が“H”レベルと
なり、また溶接電流1wがベース溶接電流−h限値IB
、より大となった場合にコンパレータ42の出力が“L
”レベルとなる。これらコンパレータ4Iおよび42の
各出力は、セット・リセット・フリップフロップ43の
セット端子Sおよびリセット端子Rに供給され、これに
より、セット・リセット・フリップフロップ43は、溶
接電流1wがベース溶接電流下限値IB、を下回った時
点でセットされ、ベース溶接電流上限値113.を−1
−回った時点でリセットされる。このセット・リセット
・フリップフロップ43のQ出力は、アンドゲート45
および46に供給される。
以上により、メインパルス±M I)が供給された後の
回生期間T3において、溶接電流1wがベース電流下限
値±IB、以下となった場合に、第2のインバータI
NVbを構成するスイッチング素子2 b、 5 bの
対、または3b、4bの対がオンとなって、給電期間T
1′ となり、次いで、溶接電流1wがベース電流上限
値±IB2に達した時点で、スイッチング素子2bまた
は3bのみがオンとなって、還流期間T2となる。
回生期間T3において、溶接電流1wがベース電流下限
値±IB、以下となった場合に、第2のインバータI
NVbを構成するスイッチング素子2 b、 5 bの
対、または3b、4bの対がオンとなって、給電期間T
1′ となり、次いで、溶接電流1wがベース電流上限
値±IB2に達した時点で、スイッチング素子2bまた
は3bのみがオンとなって、還流期間T2となる。
また、図に示す48はインバータ、36、.44はタイ
マである。タイマ36.44はスイッチング素子2a〜
5aおよび2b〜5bのオン/オフパターンが切り替え
られる際において、互いに逆極性の関係のスイッチング
素子が同時にオンとなることを防止するためのものであ
る。
マである。タイマ36.44はスイッチング素子2a〜
5aおよび2b〜5bのオン/オフパターンが切り替え
られる際において、互いに逆極性の関係のスイッチング
素子が同時にオンとなることを防止するためのものであ
る。
次に、上述した構成による一実施例の動作にっいて第2
図を参照して説明する。
図を参照して説明する。
この実施例においては、溶接電流1wが正方向に流れる
SP期間と、逆方向に流れるRPM間とでは全く同様の
制御を行っているので、ここでは、SP期間についての
み説明する。
SP期間と、逆方向に流れるRPM間とでは全く同様の
制御を行っているので、ここでは、SP期間についての
み説明する。
いま、時刻tsにおいて、溶接電流1wがピーク値lp
以下であり、コンパレータ32の出力が“H”レベルと
なっている。ここで、パルス発振器I9の出力が“H”
レベルに立ち上がると、セット・リセット・フリップフ
ロップ35がセットされて、そのQ出力が“I−1”レ
ベルとなる。また、パルス発振器20の出力が“H”レ
ベルとなり、Dタイプ・フリップフロップ21のQ出力
が“H”レベルとなると、タイマ36による計時動作が
完了した時点でアンドゲート37の入力端が全て“H”
レベルとなり、これにより、スイッチング素子2aと5
aがオンとなる。すると、溶接電流1wが、直流電源1
a−スイッチング素子2a−リアクトル15a→電流検
出器10→被溶接材11→アークI2→電極I3→カッ
プリングコイルI4→スイッチング素子5a−直流電源
1aの経路で流れ、ごの結果、第1のインバータINV
aによって、溶接電流1wが0(給され、メインパルス
十MPが生じる(給電期間T、)。
以下であり、コンパレータ32の出力が“H”レベルと
なっている。ここで、パルス発振器I9の出力が“H”
レベルに立ち上がると、セット・リセット・フリップフ
ロップ35がセットされて、そのQ出力が“I−1”レ
ベルとなる。また、パルス発振器20の出力が“H”レ
ベルとなり、Dタイプ・フリップフロップ21のQ出力
が“H”レベルとなると、タイマ36による計時動作が
完了した時点でアンドゲート37の入力端が全て“H”
レベルとなり、これにより、スイッチング素子2aと5
aがオンとなる。すると、溶接電流1wが、直流電源1
a−スイッチング素子2a−リアクトル15a→電流検
出器10→被溶接材11→アークI2→電極I3→カッ
プリングコイルI4→スイッチング素子5a−直流電源
1aの経路で流れ、ごの結果、第1のインバータINV
aによって、溶接電流1wが0(給され、メインパルス
十MPが生じる(給電期間T、)。
次いで、時刻t、において、溶接電流1wがピーク値1
pに達すると、コンパレータ32の出力が゛“L”レベ
ルに反転し、セット・リセット・フリップフロップ35
がリセットされ、そのQ出力が、“L”レベルに反転す
る。すると、スイッチング素子2 a、 5 aが同時
にオフとなり、溶接電流1wがダイオード7a、8aを
介して直流電源1aに回生され、これにより、溶接電流
Iwの値は、給電期間′1゛、におけるdi/dtの傾
きと同様の傾き(符シ1は逆)で減少していく(回生期
間T2)。
pに達すると、コンパレータ32の出力が゛“L”レベ
ルに反転し、セット・リセット・フリップフロップ35
がリセットされ、そのQ出力が、“L”レベルに反転す
る。すると、スイッチング素子2 a、 5 aが同時
にオフとなり、溶接電流1wがダイオード7a、8aを
介して直流電源1aに回生され、これにより、溶接電流
Iwの値は、給電期間′1゛、におけるdi/dtの傾
きと同様の傾き(符シ1は逆)で減少していく(回生期
間T2)。
次に、時刻t2において、溶接電流1wが設定器18A
4によって設定されたベース溶接電流1z限値IB、ま
で減少オろと、コンパレータ41の出力が“H”レベル
となり、セット・リセット・ソリツブフロップ43がセ
ットされ、そのQ出力か“l−じレベルとなり、この“
H”レベルのQ出力がアンドゲート45に供給され、ス
イッチング素子5 bがオンとなる。ここで、スイッチ
ング素子2bはDタイプ・フリップフロップ2IのQ出
力に基づいて、すでにオンとなっている。これら、スイ
ッチング素子2 b、5 bが共にオンとなると、直流
電源Ib→スイッチング素子2b→リアクトル15b→
電流検出器lO〜被溶接材11→アーク12−電極13
→カツプリンクコイル14→スイツチング索子5b→直
流電源1bの経路で溶接電流Iwが流れ、この結果、第
2のインバータI NVbによって、溶接電流1wが供
給される(給電期間T1′)。
4によって設定されたベース溶接電流1z限値IB、ま
で減少オろと、コンパレータ41の出力が“H”レベル
となり、セット・リセット・ソリツブフロップ43がセ
ットされ、そのQ出力か“l−じレベルとなり、この“
H”レベルのQ出力がアンドゲート45に供給され、ス
イッチング素子5 bがオンとなる。ここで、スイッチ
ング素子2bはDタイプ・フリップフロップ2IのQ出
力に基づいて、すでにオンとなっている。これら、スイ
ッチング素子2 b、5 bが共にオンとなると、直流
電源Ib→スイッチング素子2b→リアクトル15b→
電流検出器lO〜被溶接材11→アーク12−電極13
→カツプリンクコイル14→スイツチング索子5b→直
流電源1bの経路で溶接電流Iwが流れ、この結果、第
2のインバータI NVbによって、溶接電流1wが供
給される(給電期間T1′)。
次いで、時刻t3において、溶接電流1wが設定器18
Δ 5によって設定されたベース溶接電流上限値I B
tに達すると、コンパレータ42の出力か“L”レベ
ルとなり、セント・リセット・フリップフロップ43が
リセットされ、そのQ出力が、”L”レベルとなる。す
ると、スイッチング素子5bがオフとなり、スイッチン
グ素子2bのみがオンとなり、これにより、リアクトル
15bに蓄えられたエネルギにより、リアクトル+5b
→電流検出器10−・被溶接材11=アーク12→電極
13→カツプリングコイル14→ダイオード8b−〉ス
イッチング素子2b−リアクトル15I)の経路で、溶
接電流1wが還流する(還流期間′r2)。このように
、第2のインバータINVbは定リップル制御され、溶
接電流1wがベース溶接電流下限値I +3、以下とな
った時点で溶接電流1wを供給し、ベース溶接電流上限
値I B 2以上となった時点で溶接電流1wを還流す
る。この場合の周波数は負荷によって定まる。
Δ 5によって設定されたベース溶接電流上限値I B
tに達すると、コンパレータ42の出力か“L”レベ
ルとなり、セント・リセット・フリップフロップ43が
リセットされ、そのQ出力が、”L”レベルとなる。す
ると、スイッチング素子5bがオフとなり、スイッチン
グ素子2bのみがオンとなり、これにより、リアクトル
15bに蓄えられたエネルギにより、リアクトル+5b
→電流検出器10−・被溶接材11=アーク12→電極
13→カツプリングコイル14→ダイオード8b−〉ス
イッチング素子2b−リアクトル15I)の経路で、溶
接電流1wが還流する(還流期間′r2)。このように
、第2のインバータINVbは定リップル制御され、溶
接電流1wがベース溶接電流下限値I +3、以下とな
った時点で溶接電流1wを供給し、ベース溶接電流上限
値I B 2以上となった時点で溶接電流1wを還流す
る。この場合の周波数は負荷によって定まる。
以下、同様にして、第1のインバータINVaによる給
電期間T1および回生期間T3と、第2のインバータI
NVbによる給電期間T、” および還流期間T、が
順次繰り返される。
電期間T1および回生期間T3と、第2のインバータI
NVbによる給電期間T、” および還流期間T、が
順次繰り返される。
上述した一実施例によれば、第1のインバータI NV
aから供給する溶接電流1Wのdi/dt(メインパル
スMPの傾き)を大とし得て高周波パルスの重畳が可能
になるとともに、溶接電流1wの値がベース溶接電流下
限値I B +以下となると、第2のインバータI N
Vbから溶接電流1wが供給されるので、溶接電流1w
が0となる事輻を回避することかできる。
aから供給する溶接電流1Wのdi/dt(メインパル
スMPの傾き)を大とし得て高周波パルスの重畳が可能
になるとともに、溶接電流1wの値がベース溶接電流下
限値I B +以下となると、第2のインバータI N
Vbから溶接電流1wが供給されるので、溶接電流1w
が0となる事輻を回避することかできる。
なお、上述した一実施例においては、ひとつの電流検出
器10を設けたが、1対の電流検出器10をリアクトル
15a、15bと同様に設け、第2のインバータI N
Vbを常時、定電流制御または定リップル制御して溶接
電流1wを供給するように構成してもよく、また、必ず
しも、第2のインバータI NVbを第1のインバータ
INVaと同期させて駆動する必要はなく、極性(SP
期間とRP期間)を同じにすれば、非同期で駆動しても
構わない。
器10を設けたが、1対の電流検出器10をリアクトル
15a、15bと同様に設け、第2のインバータI N
Vbを常時、定電流制御または定リップル制御して溶接
電流1wを供給するように構成してもよく、また、必ず
しも、第2のインバータI NVbを第1のインバータ
INVaと同期させて駆動する必要はなく、極性(SP
期間とRP期間)を同じにすれば、非同期で駆動しても
構わない。
「発明の効果」
以上説明したように、この発明によれば、直流mItm
に接続された複数のスイッチング素子およびダイオード
から構成される第1および第2のインバータと、前記第
1および第2のインバータの両出力端間に順次直列に接
続された電極および被溶接材の間へ給電を行うときは前
記第1のインバータの各スイッチング素子を適宜のパタ
ーンでオン状態とし、溶接電流が所定値に達した際には
、藺記第1のインバータの総てのスイッチング索rをオ
フ状態として前記直流電源への回生を行い、この回生期
間において溶接電流が所定値以下になったとき、または
第1のインバータから出力される溶接電流とは無関係に
、前記第2のインバータの各スイッチング素子を適宜の
パターンでオン状態として、前記電極と被溶接材間に所
定値の溶接電流を供給させる制御手段とを設けたので、
給電期間および回生期間における溶接電流のdi/dt
の値を犬とすることができ、したか−)で、高周波成分
の重畳か良好に行えるとともに、回生期間における溶接
電流減少時において溶接電流が所定(ll’i以下とな
った場合、またはこの溶接電流とは無関係に第2のイン
バータから溶接電流が供給されので、溶接電流が0とな
ることがなく、アーク切れを防止することができるとい
う効果が得られる。
に接続された複数のスイッチング素子およびダイオード
から構成される第1および第2のインバータと、前記第
1および第2のインバータの両出力端間に順次直列に接
続された電極および被溶接材の間へ給電を行うときは前
記第1のインバータの各スイッチング素子を適宜のパタ
ーンでオン状態とし、溶接電流が所定値に達した際には
、藺記第1のインバータの総てのスイッチング索rをオ
フ状態として前記直流電源への回生を行い、この回生期
間において溶接電流が所定値以下になったとき、または
第1のインバータから出力される溶接電流とは無関係に
、前記第2のインバータの各スイッチング素子を適宜の
パターンでオン状態として、前記電極と被溶接材間に所
定値の溶接電流を供給させる制御手段とを設けたので、
給電期間および回生期間における溶接電流のdi/dt
の値を犬とすることができ、したか−)で、高周波成分
の重畳か良好に行えるとともに、回生期間における溶接
電流減少時において溶接電流が所定(ll’i以下とな
った場合、またはこの溶接電流とは無関係に第2のイン
バータから溶接電流が供給されので、溶接電流が0とな
ることがなく、アーク切れを防止することができるとい
う効果が得られる。
第1図はこの発明の一実施例の構成を示すブロック図、
第2図は同実施例の動作を説明するための各部の波形図
、第3図は従来の溶接電源の構成を示すブロック図、第
4図は同溶接電源各部の波形図、第5図は従来の溶接電
源回路において高周波成分を重畳した場合の波形図であ
る。 I a、 I b・・・・直流電源、2a〜5 a、
2 b〜5b・・・・・・スイッチング素子、6a〜9
a、 6 b〜9b・・・・・ダイオード、I N
V a−−第1のインバータ、I NVb・・・・・・
第2のインバータ、II・・・・・被溶接材、13・・
・電極、17A ・・・・制御回路。
第2図は同実施例の動作を説明するための各部の波形図
、第3図は従来の溶接電源の構成を示すブロック図、第
4図は同溶接電源各部の波形図、第5図は従来の溶接電
源回路において高周波成分を重畳した場合の波形図であ
る。 I a、 I b・・・・直流電源、2a〜5 a、
2 b〜5b・・・・・・スイッチング素子、6a〜9
a、 6 b〜9b・・・・・ダイオード、I N
V a−−第1のインバータ、I NVb・・・・・・
第2のインバータ、II・・・・・被溶接材、13・・
・電極、17A ・・・・制御回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 直流電源に接続された複数のスイッチング素子およびダ
イオードから構成される第1および第2のインバータと
、 前記第1および第2のインバータの両出力端間に順次直
列に接続された電極および被溶接材の間へ給電を行うと
きは前記第1のインバータの各スイッチング素子を適宜
のパターンでオン状態とし、溶接電流が所定値に達した
際には、前記第1のインバータの総てのスイッチング素
子をオフ状態として前記直流電源への回生を行い、この
回生期間において溶接電流が所定値以下になったとき、
または第1のインバータから出力される溶接電流とは無
関係に、前記第2のインバータの各スイッチング素子を
適宜のパターンでオン状態として、前記電極と被溶接材
間に所定値の溶接電流を供給させる制御手段と を具備することを特徴とする高周波パルスアーク溶接機
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20613886A JPS6363573A (ja) | 1986-09-02 | 1986-09-02 | 高周波パルスア−ク溶接機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20613886A JPS6363573A (ja) | 1986-09-02 | 1986-09-02 | 高周波パルスア−ク溶接機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6363573A true JPS6363573A (ja) | 1988-03-19 |
| JPH0413060B2 JPH0413060B2 (ja) | 1992-03-06 |
Family
ID=16518413
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20613886A Granted JPS6363573A (ja) | 1986-09-02 | 1986-09-02 | 高周波パルスア−ク溶接機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6363573A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5444253A (en) * | 1977-09-14 | 1979-04-07 | Sanyo Electric Co Ltd | Safety device for absorption refrigeration machine |
| JPS58176072A (ja) * | 1982-04-06 | 1983-10-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ア−ク溶接機 |
-
1986
- 1986-09-02 JP JP20613886A patent/JPS6363573A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5444253A (en) * | 1977-09-14 | 1979-04-07 | Sanyo Electric Co Ltd | Safety device for absorption refrigeration machine |
| JPS58176072A (ja) * | 1982-04-06 | 1983-10-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ア−ク溶接機 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0413060B2 (ja) | 1992-03-06 |
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