JPS644203B2 - - Google Patents
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- JPS644203B2 JPS644203B2 JP8296479A JP8296479A JPS644203B2 JP S644203 B2 JPS644203 B2 JP S644203B2 JP 8296479 A JP8296479 A JP 8296479A JP 8296479 A JP8296479 A JP 8296479A JP S644203 B2 JPS644203 B2 JP S644203B2
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- welding
- control rectifier
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- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 34
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Control Of Voltage And Current In General (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、溶接負荷に流れる正方向および逆方
向の電流をそれぞれ別個にフイードバツク制御し
て、定電流出力を得るように構成したことを特徴
とする単相位相制御の交流アーク溶接電源装置に
関するものである。
向の電流をそれぞれ別個にフイードバツク制御し
て、定電流出力を得るように構成したことを特徴
とする単相位相制御の交流アーク溶接電源装置に
関するものである。
単相入力を用いた位相制御方式は出力波形に零
となる期間が出現し、本来、アーク溶接電源装置
への適用性は低いものである。そこで例えば容量
の大きなインダクタンス素子すなわちリアクトル
によつて前記出力波形の改善が行われるのが普通
である。
となる期間が出現し、本来、アーク溶接電源装置
への適用性は低いものである。そこで例えば容量
の大きなインダクタンス素子すなわちリアクトル
によつて前記出力波形の改善が行われるのが普通
である。
しかしながら、負荷およびリアクトルともに交
流電流が流れる構成であつたため、溶接電流はく
形波とならない欠点があつた。この点について本
発明者らは第１図に示すような電源装置を検討し
た。
流電流が流れる構成であつたため、溶接電流はく
形波とならない欠点があつた。この点について本
発明者らは第１図に示すような電源装置を検討し
た。
図において、１は２つの２次巻線（出力巻線）
を有する溶接トランス、２1，２2と３1，３2は逆
極性電流と正極性電流を制御する単方向性制御整
流素子（サイリスタ）、４はリアクトル、５は溶
接負荷であり、図のように結線されている。
を有する溶接トランス、２1，２2と３1，３2は逆
極性電流と正極性電流を制御する単方向性制御整
流素子（サイリスタ）、４はリアクトル、５は溶
接負荷であり、図のように結線されている。
そして同構成における出力波形は第２図の交流
出力波形となる。すなわち、これらの方式におけ
る出力波形は第１図中のリアクトル４の効果によ
り出力の休止期間も見られず単相入力を位相制御
した出力波形からは大きく改善されている。もち
ろんここで波形改善の目安となる第２図の最小出
力値Iminはリアクトル特性によつて変化する。
したがつて、リアクトル容量は出力波形すなわち
アークの安定性を大きく左右するものである。こ
こでリアクトル容量と、出力波形、アークの安定
性について説明すると、リアクトルの波形改善効
果はリアクトルが充放電する磁気エネルギー量に
関係しており、したがつて出力電流が小さい程前
記リアクトルのインダクタンス値は大きいものが
必要となつてくる。そこで通常小電流域のインダ
クタンス量が大電流域の値に比し大きい値を示す
第３図に示すような特性を有するリアクトル素子
が使われる。一方このように出力電流領域によつ
てインダクタンス値の大きく変化するリアクトル
を有した出力回路において、フイードバツク定電
流出力制御を行うことは広く知られているように
困難が伴うものである。すなわち、一つのフイー
ドバツク制御系時定数を定め全出力電流域の制御
を行うことは制御系の設計裕度を著しく狭める。
例えば大電流域に適正なフイードバツク時定数を
設定すれば小電流出力時に制御系が振動するとい
つた難点を伴い、変動の激しいアーク負荷には適
用性が低い。この問題に対しては、リアクトルの
インダクタンス量が大きく異る電流値ITを境とし
て、その前後において、フイードバツク制御系時
定数を切り換えることが行われている。
出力波形となる。すなわち、これらの方式におけ
る出力波形は第１図中のリアクトル４の効果によ
り出力の休止期間も見られず単相入力を位相制御
した出力波形からは大きく改善されている。もち
ろんここで波形改善の目安となる第２図の最小出
力値Iminはリアクトル特性によつて変化する。
したがつて、リアクトル容量は出力波形すなわち
アークの安定性を大きく左右するものである。こ
こでリアクトル容量と、出力波形、アークの安定
性について説明すると、リアクトルの波形改善効
果はリアクトルが充放電する磁気エネルギー量に
関係しており、したがつて出力電流が小さい程前
記リアクトルのインダクタンス値は大きいものが
必要となつてくる。そこで通常小電流域のインダ
クタンス量が大電流域の値に比し大きい値を示す
第３図に示すような特性を有するリアクトル素子
が使われる。一方このように出力電流領域によつ
てインダクタンス値の大きく変化するリアクトル
を有した出力回路において、フイードバツク定電
流出力制御を行うことは広く知られているように
困難が伴うものである。すなわち、一つのフイー
ドバツク制御系時定数を定め全出力電流域の制御
を行うことは制御系の設計裕度を著しく狭める。
例えば大電流域に適正なフイードバツク時定数を
設定すれば小電流出力時に制御系が振動するとい
つた難点を伴い、変動の激しいアーク負荷には適
用性が低い。この問題に対しては、リアクトルの
インダクタンス量が大きく異る電流値ITを境とし
て、その前後において、フイードバツク制御系時
定数を切り換えることが行われている。
一方、交流出力を得る単相位相制御電源装置に
おいて、正方向電流および逆方向電流を異にして
用いる場合がある。
おいて、正方向電流および逆方向電流を異にして
用いる場合がある。
負荷に流れる正方向電流値および逆方向電流値
との差電流値は通常直流分と称されるもので、イ
ナートガス中で、アルミニウム溶接を行う場合、
特に直流分の値が溶接結果に大きく影響する。本
発明者らの実験によれば、比較的薄板の溶接の場
合には、直流分の大きい方がアークは安定し易
く、良好な溶接結果が得られる。一方厚板の溶接
の場合には、直流分は少ない方がアルミニウム母
材上の酸化皮膜が良好に除去され、良好な溶接結
果を得ることができる。
との差電流値は通常直流分と称されるもので、イ
ナートガス中で、アルミニウム溶接を行う場合、
特に直流分の値が溶接結果に大きく影響する。本
発明者らの実験によれば、比較的薄板の溶接の場
合には、直流分の大きい方がアークは安定し易
く、良好な溶接結果が得られる。一方厚板の溶接
の場合には、直流分は少ない方がアルミニウム母
材上の酸化皮膜が良好に除去され、良好な溶接結
果を得ることができる。
このように、正方向電流および逆方向電流を異
にして用いる場合で、かつそれぞれの電流値にお
ける適正制御系時定数が異るような場合には、半
サイクルごとに、制御系時定数を切り換えること
が必要となる。制御系時定数は、フイードバツク
制御系のコンデンサ容量Ｃ、および抵抗値Ｒで定
まるが、このようなCR回路を半サイクルごとに
切り換えることは実際かなりの困難を伴い、従来
は同一時定数のままで制御された交流アークが用
いられ、一部の電流域においてはアークは不安定
なものであつた。
にして用いる場合で、かつそれぞれの電流値にお
ける適正制御系時定数が異るような場合には、半
サイクルごとに、制御系時定数を切り換えること
が必要となる。制御系時定数は、フイードバツク
制御系のコンデンサ容量Ｃ、および抵抗値Ｒで定
まるが、このようなCR回路を半サイクルごとに
切り換えることは実際かなりの困難を伴い、従来
は同一時定数のままで制御された交流アークが用
いられ、一部の電流域においてはアークは不安定
なものであつた。
本発明は、このような問題点に対してなされた
ものである。
ものである。
すなわち、本発明は、フイードバツク制御を行
う単相交流アーク溶接電源装置において溶接負荷
に流れる正方向電流および逆方向電流に対して、
それぞれ別個にフイードバツク制御を行い、安定
した定電流出力を得る交流アーク溶接電源装置を
提供せんとするものである。
う単相交流アーク溶接電源装置において溶接負荷
に流れる正方向電流および逆方向電流に対して、
それぞれ別個にフイードバツク制御を行い、安定
した定電流出力を得る交流アーク溶接電源装置を
提供せんとするものである。
以下本発明の構成について第４図とともに説明
する。
する。
図において、１，２1，２2，３1，３2，４，５
は第１図のそれと同じ構成要素である。溶接負荷
５はトーチ５′と溶接母材５″とで構成されてい
る。６，６′は逆極性、正極性電流を検出する電
流検出器、７，７′は増巾器、８，８′はその増巾
器７，７′の増巾信号と比較基準信号９，９′とを
比較増巾する比較器、１０，１０′は比較器８，
８′の出力信号を受け、サイリスタ２1，２2，３
１，３2を点弧する点弧回路である。そしてトラン
ス１の２次巻線の１つは、電流検出部６―サイリ
スタ２1―溶接負荷５―サイリスタ２2―リアクト
ル４とで一閉回路（半波制御整流回路）を構成し
ており、またサイリスタ３1はリアクトル４とサ
イリスタ２2の直列回路に並列に接続されている。
またトランス１の２次巻線の他の１つは、その一
端がサイリスタ２2とリアクトル４の接続点に、
また他端が電流検出部６′とサイリスタ３2を介し
てサイリスタ２1の出力側に接続されている。す
なわち、トランス１の２次巻線の他の１つは、リ
アクトル４―サイリスタ３1―溶接負荷５―サイ
リスタ３2―電流検出部６′とで他の半波制御整流
回路を構成しており、結局両半波制御整流回路に
おいて、リアクトル４と溶接負荷５は共用されて
いることになる。したがつて、２個の半波制御整
流回路に流れる出力電流I1とI2はリアクトル４に
は同一方向に流れ、溶接負荷５には互に反対方向
に流れることになる。
は第１図のそれと同じ構成要素である。溶接負荷
５はトーチ５′と溶接母材５″とで構成されてい
る。６，６′は逆極性、正極性電流を検出する電
流検出器、７，７′は増巾器、８，８′はその増巾
器７，７′の増巾信号と比較基準信号９，９′とを
比較増巾する比較器、１０，１０′は比較器８，
８′の出力信号を受け、サイリスタ２1，２2，３
１，３2を点弧する点弧回路である。そしてトラン
ス１の２次巻線の１つは、電流検出部６―サイリ
スタ２1―溶接負荷５―サイリスタ２2―リアクト
ル４とで一閉回路（半波制御整流回路）を構成し
ており、またサイリスタ３1はリアクトル４とサ
イリスタ２2の直列回路に並列に接続されている。
またトランス１の２次巻線の他の１つは、その一
端がサイリスタ２2とリアクトル４の接続点に、
また他端が電流検出部６′とサイリスタ３2を介し
てサイリスタ２1の出力側に接続されている。す
なわち、トランス１の２次巻線の他の１つは、リ
アクトル４―サイリスタ３1―溶接負荷５―サイ
リスタ３2―電流検出部６′とで他の半波制御整流
回路を構成しており、結局両半波制御整流回路に
おいて、リアクトル４と溶接負荷５は共用されて
いることになる。したがつて、２個の半波制御整
流回路に流れる出力電流I1とI2はリアクトル４に
は同一方向に流れ、溶接負荷５には互に反対方向
に流れることになる。
すなわち、第４図において、トランス１の２次
巻線の１つに矢印Ｘ方向の電圧が発生した場合、
サイリスタ２1，２2を導通させると、リアクトル
４には第５図においてａで示す方向に、第６図に
示す電流Inioが流れ、この電流Inioが流れ終わる
と、リアクトル４に誘起された電圧（誘起電圧）
が残る。
巻線の１つに矢印Ｘ方向の電圧が発生した場合、
サイリスタ２1，２2を導通させると、リアクトル
４には第５図においてａで示す方向に、第６図に
示す電流Inioが流れ、この電流Inioが流れ終わる
と、リアクトル４に誘起された電圧（誘起電圧）
が残る。
次に、トランス１の２次巻線の他の１つに矢印
Ｙ方向の電圧が発生した場合、サイリスタ３1，
３2を導通させると、電圧としては、２次巻線電
圧プラス前記誘起電圧となり、この前記誘起電圧
によつて第６図に示す電流ISが流れる。
Ｙ方向の電圧が発生した場合、サイリスタ３1，
３2を導通させると、電圧としては、２次巻線電
圧プラス前記誘起電圧となり、この前記誘起電圧
によつて第６図に示す電流ISが流れる。
以後、同様の動作をくりかえし、リアクトル４
に誘起される電圧（誘起電圧）を用いて矩形波状
の電流が得られる。
に誘起される電圧（誘起電圧）を用いて矩形波状
の電流が得られる。
そして、電流検出部６，６′により検出された
逆極性電流および正極性電流の検出信号は、増巾
器７，７′により増巾され、比較器８，８′に伝達
され、比較器８，８′において比較基準信号９，
９′と比較増巾され、それぞれの出力信号は点弧
回路１０，１０′に伝達される。そして点弧回路
１０，１０′は比較器８，８′からの信号の大きさ
に応じてサイリスタ２1，２2，３1，３2の点弧信
号の発生位相が異なるように構成されており、点
弧回路１０，１０′の点弧信号はサイリスタ２1，
２2および３1，３2のゲートへ印加される。
逆極性電流および正極性電流の検出信号は、増巾
器７，７′により増巾され、比較器８，８′に伝達
され、比較器８，８′において比較基準信号９，
９′と比較増巾され、それぞれの出力信号は点弧
回路１０，１０′に伝達される。そして点弧回路
１０，１０′は比較器８，８′からの信号の大きさ
に応じてサイリスタ２1，２2，３1，３2の点弧信
号の発生位相が異なるように構成されており、点
弧回路１０，１０′の点弧信号はサイリスタ２1，
２2および３1，３2のゲートへ印加される。
このように、リアクトル４に直流電流を流すこ
とにより、負荷に矩形波状の交流電流を得てい
る。
とにより、負荷に矩形波状の交流電流を得てい
る。
このような矩形波電流は、特にアルミニウム溶
接の場合に有効である。すなわち、アルミニウム
溶接の場合、正極性電流と逆極性電流で負荷イン
ピーダンスに違いが見られ、これに対応して、本
実施例では正極性電流および逆極性電流で制御系
の時定数が変わるように構成している。
接の場合に有効である。すなわち、アルミニウム
溶接の場合、正極性電流と逆極性電流で負荷イン
ピーダンスに違いが見られ、これに対応して、本
実施例では正極性電流および逆極性電流で制御系
の時定数が変わるように構成している。
以上の説明からも明らかなように本発明の交流
アーク溶接電源装置においては、正極性電流およ
び逆極性電流それぞれに対してフイードバツク制
御系が別個に構成されているため、正極性電流お
よび逆極性電流の大きさにより最適の制御系時定
数を別個に定めることができ、したがつて、正極
性電流値および逆極性電流値のそれぞれの値を異
にして溶接を行うアルミニウム溶接の場合はきわ
めて良好な溶接結果を得ることができるものであ
る。
アーク溶接電源装置においては、正極性電流およ
び逆極性電流それぞれに対してフイードバツク制
御系が別個に構成されているため、正極性電流お
よび逆極性電流の大きさにより最適の制御系時定
数を別個に定めることができ、したがつて、正極
性電流値および逆極性電流値のそれぞれの値を異
にして溶接を行うアルミニウム溶接の場合はきわ
めて良好な溶接結果を得ることができるものであ
る。
第１図は本発明者らが検討した単相位相制御の
交流アーク溶接電源装置の回路図、第２図は同装
置の出力電流波形図、第３図はリアクトルの電圧
電流特性図、第４図は本発明による単相位相制御
の交流アーク溶接電源装置の一実施例の回路図で
ある。第５図は同装置の要部回路図、第６図は同
装置の出力電流波形図である。 １…溶接トランス、２1，２2，３1，３2…単方
向性制御整流素子（サイリスタ）、４…リアクト
ル、５…溶接負荷、６，６′…電流検出部、７，
７′…増巾器、８，８′…比較器、９，９′…比較
基準信号、１０，１０′…点弧回路。
交流アーク溶接電源装置の回路図、第２図は同装
置の出力電流波形図、第３図はリアクトルの電圧
電流特性図、第４図は本発明による単相位相制御
の交流アーク溶接電源装置の一実施例の回路図で
ある。第５図は同装置の要部回路図、第６図は同
装置の出力電流波形図である。 １…溶接トランス、２1，２2，３1，３2…単方
向性制御整流素子（サイリスタ）、４…リアクト
ル、５…溶接負荷、６，６′…電流検出部、７，
７′…増巾器、８，８′…比較器、９，９′…比較
基準信号、１０，１０′…点弧回路。
Claims (1)
- １ 第１と第２の出力巻線を具備した溶接トラン
スと、１個のリアクトルと、４個の単方向性制御
整流素子とを備え、前記第１の出力巻線と通電方
向を同じくする前記単方向性制御整流素子の２個
と前記リアクトルと溶接負荷とにより第１の半波
制御整流回路を構成するとともに前記第２の出力
巻線と通電方向を同じくする前記単方向性制御整
流素子の他の２個と前記リアクトルと前記溶接負
荷とにより第２の半波制御整流回路を構成し、か
つ半サイクル毎に流れる前記第１と第２の半波制
御整流回路の出力電流I1，I2が前記リアクトルに
は同一方向に前記溶接負荷には互に反対方向に流
れるように接続し、さらに前記出力電流I1とI2と
をそれぞれ別個にフイードバツク制御して定電流
出力を得るようにしたことを特徴とする交流アー
ク溶接電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8296479A JPS567113A (en) | 1979-06-29 | 1979-06-29 | Alternating current arc welding power unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8296479A JPS567113A (en) | 1979-06-29 | 1979-06-29 | Alternating current arc welding power unit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS567113A JPS567113A (en) | 1981-01-24 |
| JPS644203B2 true JPS644203B2 (ja) | 1989-01-25 |
Family
ID=13788899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8296479A Granted JPS567113A (en) | 1979-06-29 | 1979-06-29 | Alternating current arc welding power unit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS567113A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5462595A (en) * | 1977-10-26 | 1979-05-19 | Inoue Japax Res Inc | Electrical discharge machine |
-
1979
- 1979-06-29 JP JP8296479A patent/JPS567113A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS567113A (en) | 1981-01-24 |
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