JPH0719668Y2 - 直流アーク溶接機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、交流電源を直流に変換
した後、チョッパ制御で高周波出力に変換してから直流
に再変換し、この直流を溶接負荷に供給する直流アーク
溶接機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、直流アーク溶接機には電源変動に
対する出力の安定化及び変換効率の向上等を図るため、
交流電源を変圧，整流，平滑して形成した直流をチョッ
パ制御で高周波出力に変換し、この高周波出力を直流に
再変換して溶接に用いるものがある。このチョッパ制御
を採用した従来の直流アーク溶接機は図４に示すように
構成され、同図において、１，２，３は３相交流電源の
端子、４は各相の接点５，６，７が連動して開，閉する
電源投入用の開閉器、８は変圧器であり、Δ結線された
１次巻線９，１０，１１及び２次巻線１２，１３，１４
を有する。

【０００３】１５は変圧器８の２次巻線出力を整流する
ダイオード整流器であり、ダイオード１６，１７，…，
２１の全波ブリッジ回路からなる。２２は平滑用のコン
デンサ、２３はスイッチングトランジスタ２４，制御回
路２５及びフライホイルダイオード２６からなる高周波
変換用チョッパ回路、２７は出力回路としての平滑用の
リアクトル、２８，２９は溶接負荷の電極，母材が接続
される１対の出力端子である。そして、開閉器４を投入
すると、端子１，２，３の３相交流電源が開閉器４を介
して変圧器８の１次巻線９，１０，１１に供給される。

【０００４】さらに、変圧器８の２次巻線１２，１３，
１４の出力が整流器１５により全波整流された後、コン
デンサ２２により平滑され、この平滑により形成された
直流がチョッパ回路２３に供給される。このとき、制御
回路２５のチョッパ制御によりトランジスタ２４が例え
ば２０〜６０ＫＨｚで高周波スイッチングし、このスイ
ッチングにより、直流が２０〜６０ＫＨｚの高周波出力
に変換される。

【０００５】そして、チョッパ回路２３の高周波出力が
リアクトル２７により平滑されて直流に戻され、この直
流が出力端子２８，２９を介して溶接負荷に供給され、
この供給により直流アークが発生して溶接が行われる。
なお、トランジスタ２４のオンからオフへのスイッチン
グに基づくリアクトル２７のエネルギーは、ダイオード
２６を介して溶接負荷に供給される。

【０００６】ところで、溶接負荷に十分な直流電力を供
給するため、コンデンサ２２は大容量に設定される。そ
のため、開閉器４を投入して起動すると、投入直後に整
流器１５からコンデンサ２２に大きなラッシュ電流が流
れ、整流器１５が破損する。

【０００７】そこで、接点５，６，７に並列に、起動用
の開閉器３０の連動する接点３１，３２，３３と限流用
の抵抗３４，３５，３６との直列回路それぞれが接続さ
れる。そして、起動する際は開閉器４の投入に先立って
開閉器３０が投入され、この投入により接点３１，３
２，３３が連動して投入され、３相交流電源が開閉器３
０，抵抗３４，３５，３６を介して１次巻線９，１０，
１１に供給される。

【０００８】このとき、抵抗３４，３５，３６の限流作
用により、ラッシュ電流を抑制しながらコンデンサ２２
が初期充電され、整流器１５がラッシュ電流から保護さ
れる。そして、コンデンサ２２がある程度充電される
と、開閉器４が投入され、以降は、３相交流電源が開閉
器４を介して１次巻線９，１０，１１にそのまま供給さ
れる。

【０００９】なお、開閉器４が投入されると、開閉器３
０は開放される。

【００１０】

【考案が解決しようとする課題】前記図４の従来の直流
アーク溶接機の場合、起動時のラッシュ電流から変圧器
８の２次側の整流器１５を保護するために、開閉器３０
及びラッシュ電流に耐える大容量の大型の抵抗３４，３
５，３６を付設する必要があり、溶接機が大型化する問
題点がある。

【００１１】本考案は、起動用の開閉器や限流用の抵抗
を用いることなく、起動時のラッシュ電流による変圧器
の２次側の整流器の破損を防止し、小型化することを目
的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本考案の直流アーク溶接機においては、請求項１
の構成の場合、電源投入用の開閉器に１次巻線が接続さ
れた変圧器と、前記変圧器の２次巻線出力を整流するサ
イリスタ整流器と、前記整流器の出力を平滑してスイッ
チングトランジスタ構成の高周波変換用チョッパ回路に
供給するコンデンサと、前記チョッパ回路の高周波出力
を平滑して溶接負荷に供給する出力回路と、前記開閉器
の投入により前記整流器の導通角を徐々に大きくする点
弧回路とを備える。

【００１３】また、請求項２の構成の場合、電源投入用
の開閉器と変圧器の１次巻線との間に設けた給電調整用
の交流サイリスタ回路と、前記変圧器の２次巻線出力を
整流するダイオード整流器と、前記整流器の出力を平滑
してスイッチングトランジスタ構成の高周波変換用チョ
ッパ回路に供給するコンデンサと、前記チョッパ回路の
高周波出力を平滑して溶接負荷に供給する出力回路と、
前記開閉器の投入により前記交流サイリスタ回路の導通
角を徐々に大きくする点弧回路とを備える。

【００１４】

【作用】前記のように構成された本考案の直流アーク溶
接機の場合、従来の起動用の開閉器及び限流用の抵抗は
設けられず、起動時は直ちに電源投入用の開閉器が投入
される。そして、請求項１の構成においては、点弧回路
の制御により、変圧器の２次側のサイリスタ整流器の導
電角が徐々に大きくなり、この整流器の通流電流がソフ
トスタート特性で増加し、コンデンサの初期充電に基づ
くラッシュ電流の流入が抑制されて整流器の破損が防止
される。

【００１５】また、請求項２の構成においては、点弧回
路の制御により、変圧器の１次側の交流サイリスタ回路
の導通角が徐々に大きくなり、変圧器の１次巻線に供給
される電流がソフトスタート特性で増加し、変圧器の２
次側のダイオード整流器に供給されるラッシュ電流が抑
制され、この整流器の破損が防止される。

【００１６】

【実施例】実施例について、図１ないし図３を参照して
説明する。（第１の実施例）まず、第１の実施例につい
て、図１，図２を参照して説明する。図１において、図
４と同一符号は同一もしくは相当するものを示し、３０
は図４のダイオード整流器１５の代わりに設けられたサ
イリスタ整流器であり、サイリスタ３１，３２，３３と
ダイオード３４，３５，３６との全波ブリッジ回路から
なる。３７はサイリスタ３１，３２，３３の点弧位相を
制御する点弧回路である。

【００１７】なお、図４の起動用の開閉器３０及び抵抗
３４，３５，３６は設けられていない。そして、起動時
は直ちに開閉器４が投入され、３相交流電源が開閉器４
を介してそのまま変圧器８の１次巻線９，１０，１１に
供給される。

【００１８】また、開閉器４を介した３相交流電源によ
り点弧回路３７が起動され、この回路３７からサイリス
タ３１，３２，３３に、制御角を大から小に徐々に可変
して導通角を徐々に０から設定値又は最大値まで大きく
する点弧信号が供給される。この供給に基づき、変圧器
８の２次巻線出力を整流する整流器３０の通電電流は、
ソフトスタート特性で徐々に増加して起動初期に極めて
少容量に抑制される。

【００１９】したがって、コンデンサ２２が初期充電さ
れるときに、整流器３０の出力が図２に示すようにソフ
トスタート特性で徐々にしか増加せず、初期充電に基づ
くラッシュ電流が抑制される。

【００２０】そのため、サイリスタ３１，３２，３３及
びダイオード３４，３５，３６を定常時に要求される定
格容量の素子として、整流器３０をラッシュ電流から保
護することができる。そして、従来の起動用の開閉器３
０及び大容量，大型の抵抗３４，３５，３６が省け、溶
接機が小型化する。

【００２１】（第２の実施例）つぎに、第２の実施例に
ついて、図３を参照して説明する。図３において、図４
と同一符号は同一もしくは相当するものを示し、３８は
開閉器４と変圧器８の１次巻線８，９，１０との間に設
けられた交流サイリスタ回路であり、相毎の交流サイリ
スタ３９，４０，４１からなる。４２は交流サイリスタ
３９，４０，４１の点弧位相を制御する点弧回路であ
る。なお、この実施例の場合も図４の起動用の開閉器３
０及び抵抗３４，３５，３６は設けられていない。

【００２２】そして、起動時は直ちに開閉器４が投入さ
れ、３相交流電源が開閉器４を介して交流サイリスタ回
路３８及び点弧回路４２に供給される。このとき、電源
供給により起動された点弧回路４２は、図１の点弧回路
３７と同様に動作し、導通角を徐々に０から設定値又は
最大値まで大きくする点弧信号を交流サイリスタ３９，
４０，４１に供給する。

【００２３】この供給により交流サイリスタ回路３８を
介して変圧器８の１次巻線９，１０，１１に供給される
電流が徐々に増加し、変圧器８の２次巻線出力がソフト
スタート特性で徐々に大きくなる。

【００２４】したがって、コンデンサ２２が初期充電さ
れるときに、整流器１５の出力が徐々にしか増加せず、
初期充電に基づくラッシュ電流が抑制され、整流器１５
がラッシュ電流から保護される。そして、図４の起動用
の開閉器３０及び抵抗３４，３５，３６の代わりに交流
サイリスタ回路３８，点弧回路４２を備えるため、溶接
機が小型化する。

【００２５】

【考案の効果】本考案は、以上説明したように構成され
ているため、以下に記載する効果を奏する。まず、請求
項１の構成の場合、変圧器８の２次側の整流器をサイリ
スタ整流器３０とし、電源投入用の開閉器４が投入され
る起動時、点弧回路３７により整流器３０の導通角を徐
々に大きくしたため、整流器３０の出力が徐々に大きく
なり、この出力で充電されるコンデンサ２２の初期充電
に基づくラッシュ電流が、従来の起動用の開閉器及び限
流用の抵抗を付加することなく抑制され、小型な構成に
よりラッシュ電流による整流器３０の破損を防止するこ
とができる。

【００２６】また、請求項２の構成の場合、電源投入用
の開閉器４と変圧器８の１次巻線９，１０，１１との間
に交流サイリスタ回路３８を設け、開閉器４が投入され
る起動時、点弧回路４２により交流サイリスタ回路３８
の導通角を徐々に大きくしたため、１次巻線９，１０，
１１に供給される電流が徐々に増加し、変圧器８の２次
側のダイオード整流器１５の出力が大きくなり、この出
力で充電されるコンデンサ２２の初期充電に基づくラッ
シュ電流が抑制され、請求項１の構成の場合と同様の効
果が生じる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の直流アーク溶接機の第１の実施例の結
線図である。

【図２】図１のサイリスタ整流器の出力特性図である。

【図３】本考案の第２の実施例の結線図である。

【図４】従来例の結線図である。

【符号の説明】

４ 電源投入用の開閉器 ８ 変圧器 １５ ダイオード整流器 ２２ コンデンサ ２３ 高周波変換用チョッパ回路 ２７ リアクトル ３０ サイリスタ整流器 ３７，４２ 点弧回路 ３８ 交流サイリスタ回路

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 電源投入用の開閉器に１次巻線が接続さ
   れた変圧器と、前記変圧器の２次巻線出力を整流するサ
   イリスタ整流器と、前記整流器の出力を平滑してスイッ
   チングトランジスタ構成の高周波変換用チョッパ回路に
   供給するコンデンサと、前記チョッパ回路の高周波出力
   を平滑して溶接負荷に供給する出力回路と、前記開閉器
   の投入により前記整流器の導通角を徐々に大きくする点
   弧回路とを備えた直流アーク溶接機。
2. 【請求項２】 電源投入用の開閉器と変圧器の１次巻線
   との間に設けた給電調整用の交流サイリスタ回路と、前
   記変圧器の２次巻線出力を整流するダイオード整流器
   と、前記整流器の出力を平滑してスイッチングトランジ
   スタ構成の高周波変換用チョッパ回路に供給するコンデ
   ンサと、前記チョッパ回路の高周波出力を平滑して溶接
   負荷に供給する出力回路と、前記開閉器の投入により前
   記交流サイリスタ回路の導通角を徐々に大きくする点弧
   回路とを備えた直流アーク溶接機。