JP2003311407A - 溶接機 - Google Patents
溶接機Info
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- JP2003311407A JP2003311407A JP2002122179A JP2002122179A JP2003311407A JP 2003311407 A JP2003311407 A JP 2003311407A JP 2002122179 A JP2002122179 A JP 2002122179A JP 2002122179 A JP2002122179 A JP 2002122179A JP 2003311407 A JP2003311407 A JP 2003311407A
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- pulse current
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- welding machine
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/10—Other electric circuits therefor; Protective circuits; Remote controls
- B23K9/1006—Power supply
- B23K9/1043—Power supply characterised by the electric circuit
- B23K9/1056—Power supply characterised by the electric circuit by using digital means
- B23K9/1062—Power supply characterised by the electric circuit by using digital means with computing means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/09—Arrangements or circuits for arc welding with pulsed current or voltage
- B23K9/091—Arrangements or circuits for arc welding with pulsed current or voltage characterised by the circuits
- B23K9/092—Arrangements or circuits for arc welding with pulsed current or voltage characterised by the circuits characterised by the shape of the pulses produced
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- Arc Welding Control (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 負荷電流が小電流のときでも、シーケンス回
路を確実に動作させることができるうえに、簡単な回路
構成で小電流でのＴＩＧ溶接が可能なＴＩＧ溶接機を提
供する。 【解決手段】 商用交流電源を整流器１０４及び平滑用
コンデンサ１０６によって直流化し、インバータ１０８
によって高周波電圧に変換し、変圧器１１０によって変
圧する。この変圧高周波電圧を整流ダイオード１１２、
平滑用リアクトル１１４によって直流化し、母材１１８
ａ、トーチ１１８ｂに供給する。電流検出器１２０が負
荷電流を表す電流検出信号を生成し、これと基準電源１
２４からの基準信号とが等しくなるように、インバータ
１０８の駆動回路１２６を制御回路１２２が制御する。
負荷電流が小電流のとき、開閉器１４０を開閉して、パ
ルス電流設定用電源１３９からパルス電流を発生し、こ
れを制御回路１２２からの制御信号に重畳する。
路を確実に動作させることができるうえに、簡単な回路
構成で小電流でのＴＩＧ溶接が可能なＴＩＧ溶接機を提
供する。 【解決手段】 商用交流電源を整流器１０４及び平滑用
コンデンサ１０６によって直流化し、インバータ１０８
によって高周波電圧に変換し、変圧器１１０によって変
圧する。この変圧高周波電圧を整流ダイオード１１２、
平滑用リアクトル１１４によって直流化し、母材１１８
ａ、トーチ１１８ｂに供給する。電流検出器１２０が負
荷電流を表す電流検出信号を生成し、これと基準電源１
２４からの基準信号とが等しくなるように、インバータ
１０８の駆動回路１２６を制御回路１２２が制御する。
負荷電流が小電流のとき、開閉器１４０を開閉して、パ
ルス電流設定用電源１３９からパルス電流を発生し、こ
れを制御回路１２２からの制御信号に重畳する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶接機に関し、特
に溶接負荷に供給する電流が小さいときに、パルス電流
を溶接負荷に供給するものに関する。
に溶接負荷に供給する電流が小さいときに、パルス電流
を溶接負荷に供給するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】小型の電子部品を溶接する場合、レーザ
ーを使用することが多かった。しかしレーザー発生装置
には、特殊な装置が必要で、かつ、それに使用する電源
装置も高価であった。そこで、小電流によってＴＩＧ溶
接することが近年望まれている。
ーを使用することが多かった。しかしレーザー発生装置
には、特殊な装置が必要で、かつ、それに使用する電源
装置も高価であった。そこで、小電流によってＴＩＧ溶
接することが近年望まれている。
【０００３】図４にＴＩＧ溶接機の一例を示す。入力端
子２ａ乃至２ｃに供給された三相商用交流電源からの交
流電圧は、整流器４に供給され、ここで整流される。整
流出力は、平滑用コンデンサ６によって平滑され、直流
電圧に変換される。この直流電圧は、インバータ８に供
給され、高周波電圧に変換される。この高周波電圧は、
変圧器１０に供給され、所定の電圧の高周波電圧に変換
される。これは、整流ダイオード１２、１２によって整
流され、平滑リアクトル１４によって平滑されて、出力
端子１６ａ、１６ｂから母材１８ａとトーチ１８ｂとに
供給される。母材１８ａ、トーチ１８ｂに供給される電
流が電流検出器２０によって検出される。電流検出器２
０からの電流検出信号は、制御回路２２に供給される。
制御回路２２には基準電源２４からの基準電流信号も供
給されている。制御回路２２は、電流検出信号と基準電
流信号との差が零になるように、制御信号を駆動回路２
６に供給する。駆動回路２６は、この制御信号に基づい
てインバータ８の半導体スイッチング素子の導通期間を
制御して、基準電流に対応する負荷電流を母材１８ａ、
トーチ１８ｂに供給する。出力端子１６ｂと平滑リアク
トル１４との間には、高周波発生器２８がカップリング
コイル３０を介して接続されている。高周波発生器２８
は、母材１８ａとトーチ１８ｂとの間のギャップを破壊
し、アークをスタートさせるためのもので、この電源装
置の起動時に、１乃至３ＭＨｚで５乃至２０ｋＶの高周
波電圧を短時間だけ母材１８ａとトーチ１８ｂとの間に
印加する。符号３１で示すコンデンサは、高周波発生器
２８からの高周波をバイパスするためのものである。
子２ａ乃至２ｃに供給された三相商用交流電源からの交
流電圧は、整流器４に供給され、ここで整流される。整
流出力は、平滑用コンデンサ６によって平滑され、直流
電圧に変換される。この直流電圧は、インバータ８に供
給され、高周波電圧に変換される。この高周波電圧は、
変圧器１０に供給され、所定の電圧の高周波電圧に変換
される。これは、整流ダイオード１２、１２によって整
流され、平滑リアクトル１４によって平滑されて、出力
端子１６ａ、１６ｂから母材１８ａとトーチ１８ｂとに
供給される。母材１８ａ、トーチ１８ｂに供給される電
流が電流検出器２０によって検出される。電流検出器２
０からの電流検出信号は、制御回路２２に供給される。
制御回路２２には基準電源２４からの基準電流信号も供
給されている。制御回路２２は、電流検出信号と基準電
流信号との差が零になるように、制御信号を駆動回路２
６に供給する。駆動回路２６は、この制御信号に基づい
てインバータ８の半導体スイッチング素子の導通期間を
制御して、基準電流に対応する負荷電流を母材１８ａ、
トーチ１８ｂに供給する。出力端子１６ｂと平滑リアク
トル１４との間には、高周波発生器２８がカップリング
コイル３０を介して接続されている。高周波発生器２８
は、母材１８ａとトーチ１８ｂとの間のギャップを破壊
し、アークをスタートさせるためのもので、この電源装
置の起動時に、１乃至３ＭＨｚで５乃至２０ｋＶの高周
波電圧を短時間だけ母材１８ａとトーチ１８ｂとの間に
印加する。符号３１で示すコンデンサは、高周波発生器
２８からの高周波をバイパスするためのものである。
【０００４】上述したように小型の電子部品を小電流、
例えば１Ａ程度でＴＩＧ溶接することがユーザーによっ
て望まれることがある。ところが、図５に示すように、
アークの特性上、アークを維持するためには、負荷電流
として０．５Ａ以上の電流を流す必要があり、それより
も小さい電流ではアーク切れが生じる。また、電流検出
器２０として、例えば直流変流器を使用した場合、例え
ば３００Ａのような大電流から１Ａのような小電流ま
で、１台の変流器によって検出させると、小電流では、
電流検出信号の直線性が得られず、精度が悪くなる。そ
こで、直線性を確保するために、ホール変流器を用いる
ことがあるが、小電流では電流検出信号にドリフトが生
じやすく、その調整が必要になる。この調整を不要にす
るために、直流電源３２と減流抵抗器３４と開閉器３６
との直列回路を、出力端子１６ａ、１６ｂ間に設け、開
閉器３６を閉じて、母材１８ａとトーチ１８ｂとに小電
流例えば１Ａ程度の電流を流している。直流電源３２
は、商用交流電源を整流したり、変圧器１０に別の二次
巻線を巻回し、この二次巻線に誘起した電圧を整流した
りして形成する。
例えば１Ａ程度でＴＩＧ溶接することがユーザーによっ
て望まれることがある。ところが、図５に示すように、
アークの特性上、アークを維持するためには、負荷電流
として０．５Ａ以上の電流を流す必要があり、それより
も小さい電流ではアーク切れが生じる。また、電流検出
器２０として、例えば直流変流器を使用した場合、例え
ば３００Ａのような大電流から１Ａのような小電流ま
で、１台の変流器によって検出させると、小電流では、
電流検出信号の直線性が得られず、精度が悪くなる。そ
こで、直線性を確保するために、ホール変流器を用いる
ことがあるが、小電流では電流検出信号にドリフトが生
じやすく、その調整が必要になる。この調整を不要にす
るために、直流電源３２と減流抵抗器３４と開閉器３６
との直列回路を、出力端子１６ａ、１６ｂ間に設け、開
閉器３６を閉じて、母材１８ａとトーチ１８ｂとに小電
流例えば１Ａ程度の電流を流している。直流電源３２
は、商用交流電源を整流したり、変圧器１０に別の二次
巻線を巻回し、この二次巻線に誘起した電圧を整流した
りして形成する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、直流電源３２
を設けるためには、少なくとも整流器が必要である。変
圧器１０に別の二次巻線を巻回した場合には、別の二次
巻線をダイオード１２が接続されている二次巻線と絶縁
する必要があり、変圧器１０を絶縁変圧器とする必要が
ある。また、大電流を母材１８ａとトーチ１８ｂとに供
給している場合、直流電源３２から電流を供給する必要
が無く、そのために開閉器３６が設けられている。この
ように小電流を流している場合、回路構成が複雑にな
る。
を設けるためには、少なくとも整流器が必要である。変
圧器１０に別の二次巻線を巻回した場合には、別の二次
巻線をダイオード１２が接続されている二次巻線と絶縁
する必要があり、変圧器１０を絶縁変圧器とする必要が
ある。また、大電流を母材１８ａとトーチ１８ｂとに供
給している場合、直流電源３２から電流を供給する必要
が無く、そのために開閉器３６が設けられている。この
ように小電流を流している場合、回路構成が複雑にな
る。
【０００６】また、ＴＩＧ溶接機では、不活性ガスの供
給等を開始するためのシーケンス回路が設けられてお
り、このシーケンス回路を制御するために、母材１８ａ
やトーチ１８ｂに電流が流れたことを検出し、シーケン
ス回路を作動させるシーケンサ制御装置３８が設けられ
ている。しかし、負荷電流が、小電流、例えば１Ａ程度
になると、検出信号が充分に得られず、確実にシーケン
ス回路を動作させることができなかった。
給等を開始するためのシーケンス回路が設けられてお
り、このシーケンス回路を制御するために、母材１８ａ
やトーチ１８ｂに電流が流れたことを検出し、シーケン
ス回路を作動させるシーケンサ制御装置３８が設けられ
ている。しかし、負荷電流が、小電流、例えば１Ａ程度
になると、検出信号が充分に得られず、確実にシーケン
ス回路を動作させることができなかった。
【０００７】本発明は、小電流時にも、シーケンス回路
を正常に動作させることができる上に、簡単な回路構成
で小電流でのＴＩＧ溶接が可能なＴＩＧ溶接機を提供す
ることを目的とする。
を正常に動作させることができる上に、簡単な回路構成
で小電流でのＴＩＧ溶接が可能なＴＩＧ溶接機を提供す
ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明による溶接機は、
直流電源を有している。この直流電源は、例えば交流電
源、具体的には商用交流電源を整流、平滑して直流信号
を生成するものとできる。この直流電源からの直流信号
を高周波変換手段が高周波信号に変換する。高周波変換
手段としては、例えばインバータ等の高周波スイッチン
グ手段を使用することができる。高周波変換手段からの
高周波信号を変成器が変成する。 この変成器からの変
成高周波信号を直流化手段が直流信号に変換して、溶接
負荷に設定電流値の負荷電流を供給する。直流化手段と
しては、整流手段と平滑手段とを備えたものとすること
ができる。前記直流化手段から前記溶接負荷に供給する
負荷電流が前記設定電流として予め定めた設定電流以下
のとき、パルス電流供給手段が前記予め定めた設定電流
よりも大きいピーク値を有するパルス電流を前記溶接負
荷に供給する。
直流電源を有している。この直流電源は、例えば交流電
源、具体的には商用交流電源を整流、平滑して直流信号
を生成するものとできる。この直流電源からの直流信号
を高周波変換手段が高周波信号に変換する。高周波変換
手段としては、例えばインバータ等の高周波スイッチン
グ手段を使用することができる。高周波変換手段からの
高周波信号を変成器が変成する。 この変成器からの変
成高周波信号を直流化手段が直流信号に変換して、溶接
負荷に設定電流値の負荷電流を供給する。直流化手段と
しては、整流手段と平滑手段とを備えたものとすること
ができる。前記直流化手段から前記溶接負荷に供給する
負荷電流が前記設定電流として予め定めた設定電流以下
のとき、パルス電流供給手段が前記予め定めた設定電流
よりも大きいピーク値を有するパルス電流を前記溶接負
荷に供給する。
【０００９】このように構成された溶接機では、設定電
流が予め定めた設定電流値以下のとき、設定電流値より
もピーク値が大きいパルス電流が流れるので、このパル
ス電流によって、例えば不活性ガスの制御等を行うシー
ケンス回路を確実に作動させることができる。しかも、
設定電流値よりも大きいピーク値を持つパルス電流が流
れているときには、確実にアークも維持される。
流が予め定めた設定電流値以下のとき、設定電流値より
もピーク値が大きいパルス電流が流れるので、このパル
ス電流によって、例えば不活性ガスの制御等を行うシー
ケンス回路を確実に作動させることができる。しかも、
設定電流値よりも大きいピーク値を持つパルス電流が流
れているときには、確実にアークも維持される。
【００１０】上記の溶接機では、前記溶接負荷に流れる
負荷電流が前記設定電流となるように前記高周波変換手
段を制御する制御手段を設けることができる。この制御
手段には、例えば負荷電流検出手段から、溶接負荷に流
れる負荷電流を表す負荷電流検出信号が供給され、更に
設定電流を表す基準信号も供給される。制御手段は、負
荷電流検出信号と基準信号との差が零になるように、高
周波変換手段を制御する。前記パルス電流供給手段は、
前記予め定めた設定電流以下の設定電流が設定されたと
き、前記負荷電流がパルス電流を含むように前記高周波
変換手段を制御する。例えばパルス電流供給手段は、前
記予め定めた設定電流以下の設定電流が設定されたと
き、負荷電流検出信号または基準信号に周期的にパルス
性信号を重畳する。
負荷電流が前記設定電流となるように前記高周波変換手
段を制御する制御手段を設けることができる。この制御
手段には、例えば負荷電流検出手段から、溶接負荷に流
れる負荷電流を表す負荷電流検出信号が供給され、更に
設定電流を表す基準信号も供給される。制御手段は、負
荷電流検出信号と基準信号との差が零になるように、高
周波変換手段を制御する。前記パルス電流供給手段は、
前記予め定めた設定電流以下の設定電流が設定されたと
き、前記負荷電流がパルス電流を含むように前記高周波
変換手段を制御する。例えばパルス電流供給手段は、前
記予め定めた設定電流以下の設定電流が設定されたと
き、負荷電流検出信号または基準信号に周期的にパルス
性信号を重畳する。
【００１１】このように構成すると、高周波変換手段の
制御によって負荷電流にパルス電流を含ませることがで
きるので、直流化手段の出力側に特別にパルス電流を生
成するための回路を設ける必要が無く、回路構成を簡略
化することができる。
制御によって負荷電流にパルス電流を含ませることがで
きるので、直流化手段の出力側に特別にパルス電流を生
成するための回路を設ける必要が無く、回路構成を簡略
化することができる。
【００１２】或いは、前記パルス電流供給手段は、所定
の時間間隔をおいて前記パルス電流を繰り返し前記溶接
負荷に供給するように構成することもできる。この場
合、前記パルス電流が発生するごとに当該パルス電流に
よって充電され、前記パルス電流の非発生時に放電する
充放電手段が、前記直流化手段の出力側に設けられる。
の時間間隔をおいて前記パルス電流を繰り返し前記溶接
負荷に供給するように構成することもできる。この場
合、前記パルス電流が発生するごとに当該パルス電流に
よって充電され、前記パルス電流の非発生時に放電する
充放電手段が、前記直流化手段の出力側に設けられる。
【００１３】このように構成すると、パルス電流の非発
生時には、充放電手段に充電された電荷が放電されるの
で、パルス電流の非発生時の負荷電流の値を大きくする
ことができ、アーク切れが生じることを防止できる。
生時には、充放電手段に充電された電荷が放電されるの
で、パルス電流の非発生時の負荷電流の値を大きくする
ことができ、アーク切れが生じることを防止できる。
【００１４】或いは、前記パルス電流の発生時に、これ
に応動して動作するシーケンス制御装置を設けることが
できる。負荷電流をサンプルホールドするホールド手段
を設け、このホールド手段の出力によってシーケンス制
御装置を作動させるように構成することもできる。
に応動して動作するシーケンス制御装置を設けることが
できる。負荷電流をサンプルホールドするホールド手段
を設け、このホールド手段の出力によってシーケンス制
御装置を作動させるように構成することもできる。
【００１５】このように構成すると、シーケンス制御装
置が、パルス電流の発生によって動作するので、このシ
ーケンス制御装置が制御する、不活性ガスの供給等を行
うシーケンス回路を確実に動作させることができる。
置が、パルス電流の発生によって動作するので、このシ
ーケンス制御装置が制御する、不活性ガスの供給等を行
うシーケンス回路を確実に動作させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明の１実施形態の溶接機は、
ＴＩＧ溶接機であって、図１に示すように、入力端子１
０２ａ乃至１０２ｃを有している。これら入力端子１０
２ａ乃至１０２ｃには、交流電源、例えば三相商用交流
電源が接続されている。三相商用交流電源に代えて、単
相商用交流電源を使用することもできる。三相商用交流
電源からの交流電圧は、整流手段、例えば整流器１０４
に供給され、ここで整流される。整流器１０４は、例え
ばブリッジ接続された複数、例えば４つの整流ダイオー
ドから構成されている。整流器１０４からの整流出力
は、平滑用コンデンサ１０６によって平滑され、直流電
圧に変換される。整流器１０４と平滑用コンデンサ１０
６とによって直流電源が構成されている。
ＴＩＧ溶接機であって、図１に示すように、入力端子１
０２ａ乃至１０２ｃを有している。これら入力端子１０
２ａ乃至１０２ｃには、交流電源、例えば三相商用交流
電源が接続されている。三相商用交流電源に代えて、単
相商用交流電源を使用することもできる。三相商用交流
電源からの交流電圧は、整流手段、例えば整流器１０４
に供給され、ここで整流される。整流器１０４は、例え
ばブリッジ接続された複数、例えば４つの整流ダイオー
ドから構成されている。整流器１０４からの整流出力
は、平滑用コンデンサ１０６によって平滑され、直流電
圧に変換される。整流器１０４と平滑用コンデンサ１０
６とによって直流電源が構成されている。
【００１７】この直流電源からの直流電圧は、高周波変
換手段、例えばインバータ１０８に供給され、高周波電
圧に変換される。インバータ１０８としては、フルブリ
ッジ型またはハーフブリッジ型を使用することができ
る。また、インバータ１０８以外にも、ＩＧＢＴや電力
ＦＥＴ、バイポーラトランジスタ、サイリスタ等の半導
体スイッチング素子を用いた高周波スイッチング回路を
使用することができる。
換手段、例えばインバータ１０８に供給され、高周波電
圧に変換される。インバータ１０８としては、フルブリ
ッジ型またはハーフブリッジ型を使用することができ
る。また、インバータ１０８以外にも、ＩＧＢＴや電力
ＦＥＴ、バイポーラトランジスタ、サイリスタ等の半導
体スイッチング素子を用いた高周波スイッチング回路を
使用することができる。
【００１８】インバータ１０８からの高周波電圧は、変
成器、例えば変圧器１１０の一次巻線１１０Ｐに供給さ
れる。変圧器１１０の二次巻線１１０Ｓに、所定の電圧
に変圧された高周波電圧が誘起される。
成器、例えば変圧器１１０の一次巻線１１０Ｐに供給さ
れる。変圧器１１０の二次巻線１１０Ｓに、所定の電圧
に変圧された高周波電圧が誘起される。
【００１９】変圧器１１０の二次巻線１１０Ｓの両端に
整流ダイオード１１２、１１２のアノードが接続され、
カソードが出力端子１１６ａに接続されている。また二
次巻線１１０Ｓの中間タップは、平滑手段、例えば平滑
リアクトル１１４を介して出力端子１１６ｂに接続され
ている。出力端子１１６ａは、溶接負荷の一部をなす母
材１１８ａに接続され、出力端子１１６ｂは、溶接負荷
の残りの部分をなすトーチ１１８ｂに接続されている。
従って、母材１１８ａとトーチ１１８ｂ間のギャップの
絶縁が破壊されている状態では、変圧器１１０の二次巻
線１１０Ｓに誘起された高周波電圧がダイオード１１
２、１１２によって整流され、且つ平滑用リアクトル１
１４によって平滑されて、母材１１８ａとトーチ１１８
ｂとに印加され、母材１１８ａからトーチ１１８ｂに向
けて直流負荷電流が流れる。即ち、整流ダイオード１１
２、１１２及び平滑用リアクトル１１４が、直流化手段
として機能する。
整流ダイオード１１２、１１２のアノードが接続され、
カソードが出力端子１１６ａに接続されている。また二
次巻線１１０Ｓの中間タップは、平滑手段、例えば平滑
リアクトル１１４を介して出力端子１１６ｂに接続され
ている。出力端子１１６ａは、溶接負荷の一部をなす母
材１１８ａに接続され、出力端子１１６ｂは、溶接負荷
の残りの部分をなすトーチ１１８ｂに接続されている。
従って、母材１１８ａとトーチ１１８ｂ間のギャップの
絶縁が破壊されている状態では、変圧器１１０の二次巻
線１１０Ｓに誘起された高周波電圧がダイオード１１
２、１１２によって整流され、且つ平滑用リアクトル１
１４によって平滑されて、母材１１８ａとトーチ１１８
ｂとに印加され、母材１１８ａからトーチ１１８ｂに向
けて直流負荷電流が流れる。即ち、整流ダイオード１１
２、１１２及び平滑用リアクトル１１４が、直流化手段
として機能する。
【００２０】この負荷電流を定電流化するために、母材
１１８ａに供給される電流が電流検出器１２０によって
検出される。電流検出器１２０は、母材１１８ａに供給
される電流を表す電流検出信号を生成する。電流検出器
１２０としては、例えばホール変流器や直流変流器を使
用することができる。電流検出器１２０からの電流検出
信号は、パルス電流検出手段、例えばパルス電流検出器
１２１を介して制御手段、例えば制御回路１２２に供給
される。パルス電流検出器１２１については、後述す
る。
１１８ａに供給される電流が電流検出器１２０によって
検出される。電流検出器１２０は、母材１１８ａに供給
される電流を表す電流検出信号を生成する。電流検出器
１２０としては、例えばホール変流器や直流変流器を使
用することができる。電流検出器１２０からの電流検出
信号は、パルス電流検出手段、例えばパルス電流検出器
１２１を介して制御手段、例えば制御回路１２２に供給
される。パルス電流検出器１２１については、後述す
る。
【００２１】制御回路１２２には基準電源１２４からの
基準電流信号も供給されている。この基準電源１２４
は、基準電流信号を可変することができるものである。
制御回路１２２は、電流検出信号と基準電流信号との差
が零になるように、制御信号を駆動回路１２６に供給す
る。駆動回路１２６は、この制御信号に基づいてインバ
ータ１０８の半導体スイッチング素子の導通期間を制御
して、例えばＰＷＭ制御して、基準電流に対応する設定
値の直流負荷電流が母材１１８ａ、トーチ１８ｂに流れ
るようにする。従って、基準電流信号の値を変化させる
ことによって、母材１１８ａ、トーチ１１８ｂに流れる
負荷電流の値を変更することができ、例えば３００Ａの
大電流から１Ａの小電流まで負荷電流の値を変更するこ
とができる。
基準電流信号も供給されている。この基準電源１２４
は、基準電流信号を可変することができるものである。
制御回路１２２は、電流検出信号と基準電流信号との差
が零になるように、制御信号を駆動回路１２６に供給す
る。駆動回路１２６は、この制御信号に基づいてインバ
ータ１０８の半導体スイッチング素子の導通期間を制御
して、例えばＰＷＭ制御して、基準電流に対応する設定
値の直流負荷電流が母材１１８ａ、トーチ１８ｂに流れ
るようにする。従って、基準電流信号の値を変化させる
ことによって、母材１１８ａ、トーチ１１８ｂに流れる
負荷電流の値を変更することができ、例えば３００Ａの
大電流から１Ａの小電流まで負荷電流の値を変更するこ
とができる。
【００２２】出力端子１１６ｂと平滑リアクトル１１４
との間には、高周波発生器１２８がカップリングコイル
１３０を介して接続されている。高周波発生器１２８
は、母材１１８ａとトーチ１１８ｂとの間のギャップの
絶縁を破壊し、アークをスタートさせるためのもので、
このＴＩＧ溶接機の起動時に、例えば１乃至３ＭＨｚで
５乃至２０ｋＶの高周波電圧を短時間だけ母材１１８ａ
とトーチ１１８ｂとの間に印加する。符号１３１で示す
コンデンサは、高周波発生器１２８からの高周波をバイ
パスするためのものである。
との間には、高周波発生器１２８がカップリングコイル
１３０を介して接続されている。高周波発生器１２８
は、母材１１８ａとトーチ１１８ｂとの間のギャップの
絶縁を破壊し、アークをスタートさせるためのもので、
このＴＩＧ溶接機の起動時に、例えば１乃至３ＭＨｚで
５乃至２０ｋＶの高周波電圧を短時間だけ母材１１８ａ
とトーチ１１８ｂとの間に印加する。符号１３１で示す
コンデンサは、高周波発生器１２８からの高周波をバイ
パスするためのものである。
【００２３】パルス電流検出器１２１は、図２に示すよ
うに、電流検出器１２０からの電流検出信号を増幅する
増幅器１３２、１３４を有している。増幅器１３４の出
力信号は、制御回路１２２に供給されている。また増幅
器１３４の出力信号は、サンプルホールド回路１３６に
供給される。増幅された電流検出信号が制御回路１２２
やサンプルホールド回路１３６に供給されるので、例え
ば１Ａのような小電流を検出した電流検出信号であって
も、大きな値として制御回路１２２やサンプルホールド
回路１３６に供給される。このサンプルホールド回路１
３６の出力信号は、シーケンス制御手段、例えばシーケ
ンサ制御装置１３８に供給されている。シーケンサ制御
装置１３８は、サンプルホールド回路１３６の出力信号
に応じて、このＴＩＧ溶接機において使用されている不
活性ガスの制御等を行っているシーケンス回路（図示せ
ず）を制御するものである。
うに、電流検出器１２０からの電流検出信号を増幅する
増幅器１３２、１３４を有している。増幅器１３４の出
力信号は、制御回路１２２に供給されている。また増幅
器１３４の出力信号は、サンプルホールド回路１３６に
供給される。増幅された電流検出信号が制御回路１２２
やサンプルホールド回路１３６に供給されるので、例え
ば１Ａのような小電流を検出した電流検出信号であって
も、大きな値として制御回路１２２やサンプルホールド
回路１３６に供給される。このサンプルホールド回路１
３６の出力信号は、シーケンス制御手段、例えばシーケ
ンサ制御装置１３８に供給されている。シーケンサ制御
装置１３８は、サンプルホールド回路１３６の出力信号
に応じて、このＴＩＧ溶接機において使用されている不
活性ガスの制御等を行っているシーケンス回路（図示せ
ず）を制御するものである。
【００２４】このＴＩＧ溶接機では、パルス電流供給手
段が設けられている。即ち、パルス電流設定用電源１３
９と開閉手段、例えば開閉器１４０との直列回路が、ダ
イオード１４２、１４４からなるオア回路を介して制御
回路１２２の出力側に接続されている。開閉器１４０
は、パルス電流切替器１４６からの指令信号に応じて所
定周波数、例えば１００乃至２５０Ｈｚ、所定デュティ
比、例えば１０乃至８０パーセントで開閉を繰り返す。
パルス電流切替器１４６には、基準電源１２４からの基
準信号が供給され、この基準信号が予め定めた設定電流
値、例えば５Ａ以下の負荷電流に対応するものとなった
とき、指令信号を開閉器１４０に供給する。従って、指
令信号の発生時には、駆動回路１２６への制御信号に
は、周波数が１００乃至２５０Ｈｚ、デュティ比が１０
乃至８０パーセントのパルス信号が重畳される。このパ
ルス重畳制御信号に基づいてインバータ１０８が制御さ
れるので、負荷電流は、図３に示すようにベース電流Ｉ
Ｂ１またはＩＢ２にパルス電流ＩＰが周期的に重畳した
ものとなる。
段が設けられている。即ち、パルス電流設定用電源１３
９と開閉手段、例えば開閉器１４０との直列回路が、ダ
イオード１４２、１４４からなるオア回路を介して制御
回路１２２の出力側に接続されている。開閉器１４０
は、パルス電流切替器１４６からの指令信号に応じて所
定周波数、例えば１００乃至２５０Ｈｚ、所定デュティ
比、例えば１０乃至８０パーセントで開閉を繰り返す。
パルス電流切替器１４６には、基準電源１２４からの基
準信号が供給され、この基準信号が予め定めた設定電流
値、例えば５Ａ以下の負荷電流に対応するものとなった
とき、指令信号を開閉器１４０に供給する。従って、指
令信号の発生時には、駆動回路１２６への制御信号に
は、周波数が１００乃至２５０Ｈｚ、デュティ比が１０
乃至８０パーセントのパルス信号が重畳される。このパ
ルス重畳制御信号に基づいてインバータ１０８が制御さ
れるので、負荷電流は、図３に示すようにベース電流Ｉ
Ｂ１またはＩＢ２にパルス電流ＩＰが周期的に重畳した
ものとなる。
【００２５】また、ダイオード１１２、１１２のカソー
ドの相互接続点と、平滑リアクトル１１４とカップリン
グコイル１３０との相互接続点との間には、充放電手
段、例えば充放電回路が設けられている。即ち、ダイオ
ード１１２、１１２のカソードの相互接続点には充電用
ダイオード１４８のアノードが接続され、それのカソー
ドは充電用コンデンサ１５０の一端に接続されている。
このコンデンサ１５０の他端は、平滑リアクトル１１４
とカップリングコイル１３０との相互接続点に接続され
ている。また、充電用ダイオード１４８に並列に放電用
抵抗器１５２が接続されている。この充電用コンデンサ
１５０は、図３に示したようなパルス電流ＩＰが流れて
いるとき、充電用ダイオード１４８によって充電され
る。またパルス電流ＩＰが流れていないとき、充電され
た電荷を充電用コンデンサ１５０は、放電用抵抗器１５
２を介して放電する。この放電時定数は、パルス電流の
周波数との関係から決定され、例えば１０乃至３０ｍｓ
に選択されている。
ドの相互接続点と、平滑リアクトル１１４とカップリン
グコイル１３０との相互接続点との間には、充放電手
段、例えば充放電回路が設けられている。即ち、ダイオ
ード１１２、１１２のカソードの相互接続点には充電用
ダイオード１４８のアノードが接続され、それのカソー
ドは充電用コンデンサ１５０の一端に接続されている。
このコンデンサ１５０の他端は、平滑リアクトル１１４
とカップリングコイル１３０との相互接続点に接続され
ている。また、充電用ダイオード１４８に並列に放電用
抵抗器１５２が接続されている。この充電用コンデンサ
１５０は、図３に示したようなパルス電流ＩＰが流れて
いるとき、充電用ダイオード１４８によって充電され
る。またパルス電流ＩＰが流れていないとき、充電され
た電荷を充電用コンデンサ１５０は、放電用抵抗器１５
２を介して放電する。この放電時定数は、パルス電流の
周波数との関係から決定され、例えば１０乃至３０ｍｓ
に選択されている。
【００２６】このように構成されたＴＩＧ溶接機では、
例えば負荷電流が５Ａよりも大きな値になるように基準
電源１２４が設定されている状態では、パルス電流切替
器１４６は、開閉器１４０を開放している。出力端子１
１６ａ、１１６ｂに直流電圧が供給されている状態で、
高周波発生器１２８が作動すると、母材１１８ａとトー
チ１１８ｂとの間のギャップの絶縁が破壊され、アーク
電圧が発生し、直流の負荷電流が母材１１８ａ、トーチ
１１８ｂに流れる。
例えば負荷電流が５Ａよりも大きな値になるように基準
電源１２４が設定されている状態では、パルス電流切替
器１４６は、開閉器１４０を開放している。出力端子１
１６ａ、１１６ｂに直流電圧が供給されている状態で、
高周波発生器１２８が作動すると、母材１１８ａとトー
チ１１８ｂとの間のギャップの絶縁が破壊され、アーク
電圧が発生し、直流の負荷電流が母材１１８ａ、トーチ
１１８ｂに流れる。
【００２７】この負荷電流を表した電流検出信号が電流
検出器１２０からパルス電流検出器１２１の増幅器１３
２、１３４に供給されて、増幅され、制御回路１２２に
供給される。これによって制御回路１２２は、増幅され
た電流検出信号が基準信号と等しくなるように制御信号
を駆動回路１２６に供給する。これによって負荷電流
は、基準信号に対応した一定電流に制御される。このと
き、負荷電流は５Ａよりも大きな値であり、かつ一定値
であるので、パルス電流検出器１２１のサンプルホール
ド回路１３６の動作は無く、シーケンサ制御装置１３８
は正規に動作し、負荷電流が流れたことに応じて、シー
ケンス回路を動作させ、不活性ガスの供給等の制御を開
始する。
検出器１２０からパルス電流検出器１２１の増幅器１３
２、１３４に供給されて、増幅され、制御回路１２２に
供給される。これによって制御回路１２２は、増幅され
た電流検出信号が基準信号と等しくなるように制御信号
を駆動回路１２６に供給する。これによって負荷電流
は、基準信号に対応した一定電流に制御される。このと
き、負荷電流は５Ａよりも大きな値であり、かつ一定値
であるので、パルス電流検出器１２１のサンプルホール
ド回路１３６の動作は無く、シーケンサ制御装置１３８
は正規に動作し、負荷電流が流れたことに応じて、シー
ケンス回路を動作させ、不活性ガスの供給等の制御を開
始する。
【００２８】同時に、負荷電流によって充電用コンデン
サ１５０が充電用ダイオード１４８を介して充電され、
出力端子１１６ａ、１１６ｂ間の電圧よりも充電用コン
デンサ１５０の両端間電圧が高くなったとき、放電用抵
抗器１５２を介して放電が行われるが、負荷電流が５Ａ
よりも大きな値であり、放電電流の値は負荷電流に比較
して小さな値であるので、負荷電流には殆ど影響を与え
ない。
サ１５０が充電用ダイオード１４８を介して充電され、
出力端子１１６ａ、１１６ｂ間の電圧よりも充電用コン
デンサ１５０の両端間電圧が高くなったとき、放電用抵
抗器１５２を介して放電が行われるが、負荷電流が５Ａ
よりも大きな値であり、放電電流の値は負荷電流に比較
して小さな値であるので、負荷電流には殆ど影響を与え
ない。
【００２９】負荷電流の平均値が５Ａ以下、例えば１Ａ
（図３に一点鎖線で示す。）になるように、基準電源１
２４からの基準信号を設定した状態では、パルス電流切
替器１４６の指令信号によって開閉器１４０が開閉を繰
り返す。開閉器１４０が閉成されている期間中、駆動回
路１２６には、制御回路１２２からの制御信号にパルス
電流設定用電源１３９からの信号が重畳されている。そ
の結果、開閉器１４０が閉成されている期間中、変圧器
１１０の二次巻線１１０Ｓに誘起される高周波電圧は上
昇し、これがダイオード１１２、１１２、平滑リアクト
ル１１４によって平滑されるが、全体を平滑できないた
め、そのピーク電圧によって充電用コンデンサ１５０が
充電される。このとき、負荷にはパルス電流ＩＰが流れ
る。
（図３に一点鎖線で示す。）になるように、基準電源１
２４からの基準信号を設定した状態では、パルス電流切
替器１４６の指令信号によって開閉器１４０が開閉を繰
り返す。開閉器１４０が閉成されている期間中、駆動回
路１２６には、制御回路１２２からの制御信号にパルス
電流設定用電源１３９からの信号が重畳されている。そ
の結果、開閉器１４０が閉成されている期間中、変圧器
１１０の二次巻線１１０Ｓに誘起される高周波電圧は上
昇し、これがダイオード１１２、１１２、平滑リアクト
ル１１４によって平滑されるが、全体を平滑できないた
め、そのピーク電圧によって充電用コンデンサ１５０が
充電される。このとき、負荷にはパルス電流ＩＰが流れ
る。
【００３０】一方、負荷電流が５Ａ以下の値、例えば１
Ａになるように基準電源１２４が設定されているので、
電流検出器１２０を流れる負荷電流が平均して１Ａとな
るように制御回路１２２は制御信号を発生している。そ
のため、パルス電流ＩＰが例えば５Ａであると、パルス
電流ＩＰの間のベース電流は、図３にＩＢ１として示す
ように１Ａよりも小さな値になる。そのため、アーク切
れが生じやすくなる。しかし、パルス電流ＩＰが流れて
いない間、充電用コンデンサ１５０の両端間電圧は、出
力端子１１６ａ、１１６ｂ間の電圧よりも大きな値であ
るので、充電用コンデンサ１５０は放電用抵抗器１５２
を介して放電し、出力端子１１６ａから出力端子１１６
ｂに向かって流れる。この結果、負荷電流は、符合ＩＢ
２で示すように、放電電流によって嵩上げされ、ベース
電流の均一化が行われ、アーク切れを防止することがで
きる。
Ａになるように基準電源１２４が設定されているので、
電流検出器１２０を流れる負荷電流が平均して１Ａとな
るように制御回路１２２は制御信号を発生している。そ
のため、パルス電流ＩＰが例えば５Ａであると、パルス
電流ＩＰの間のベース電流は、図３にＩＢ１として示す
ように１Ａよりも小さな値になる。そのため、アーク切
れが生じやすくなる。しかし、パルス電流ＩＰが流れて
いない間、充電用コンデンサ１５０の両端間電圧は、出
力端子１１６ａ、１１６ｂ間の電圧よりも大きな値であ
るので、充電用コンデンサ１５０は放電用抵抗器１５２
を介して放電し、出力端子１１６ａから出力端子１１６
ｂに向かって流れる。この結果、負荷電流は、符合ＩＢ
２で示すように、放電電流によって嵩上げされ、ベース
電流の均一化が行われ、アーク切れを防止することがで
きる。
【００３１】従って、アーク切れを生じることなく、小
型の電子部品等を小電流で溶接することができる。しか
も、この小電流を流す際のパルス電流の発生は、インバ
ータ１０８の駆動回路１２６側にパルス電流設定用電源
１３９や開閉器１４０、パルス電流切替器１４６を設け
るだけで行える。
型の電子部品等を小電流で溶接することができる。しか
も、この小電流を流す際のパルス電流の発生は、インバ
ータ１０８の駆動回路１２６側にパルス電流設定用電源
１３９や開閉器１４０、パルス電流切替器１４６を設け
るだけで行える。
【００３２】また、パルス電流ＩＰが始めて流れたと
き、電流検出器１２０からの電流検出信号にもパルス電
流ＩＰに対応してパルス状になっているが、これが増幅
器１３４で充分に増幅された後、サンプルホールド回路
１３６に供給されるので、サンプルホールド回路１３６
でのサンプルホールドが容易になり、シーケンス制御回
路を動作させるのに充分に大きい信号をシーケンス制御
装置１３８に供給することができる。
き、電流検出器１２０からの電流検出信号にもパルス電
流ＩＰに対応してパルス状になっているが、これが増幅
器１３４で充分に増幅された後、サンプルホールド回路
１３６に供給されるので、サンプルホールド回路１３６
でのサンプルホールドが容易になり、シーケンス制御回
路を動作させるのに充分に大きい信号をシーケンス制御
装置１３８に供給することができる。
【００３３】上記の実施の形態では、本発明をＴＩＧ溶
接機に実施したが、他の溶接機に実施することもでき
る。また、上記の実施の形態では、パルス電流ＩＰの値
を５Ａとしたが、これに限ったものではなく、他の値に
することもできるし、或いは例えば基準電源１２４の基
準信号に応じて可変させることもできる。上記の実施の
形態では、制御回路１２２からの制御信号にパルス電流
設定用電源１３９からのパルス電流設定用の基準信号を
重畳したが、制御回路１２２に供給されるパルス電流検
出器１２１からの信号または基準電源１２４からの基準
信号にパルス電流設定用の基準信号を重畳してもよい。
上記の実施の形態では、出力端子１１６ａ側に母材１１
８ａを接続し、出力端子１１６ｂにトーチ１１８ｂを接
続したが、逆に出力端子１１６ａにトーチ１１８ｂを接
続し、出力端子１１６ｂに母材１１８ａを接続してもよ
い。また、開閉器１４０は、機械的な開閉器だけでな
く、電子式の開閉器も使用できる。
接機に実施したが、他の溶接機に実施することもでき
る。また、上記の実施の形態では、パルス電流ＩＰの値
を５Ａとしたが、これに限ったものではなく、他の値に
することもできるし、或いは例えば基準電源１２４の基
準信号に応じて可変させることもできる。上記の実施の
形態では、制御回路１２２からの制御信号にパルス電流
設定用電源１３９からのパルス電流設定用の基準信号を
重畳したが、制御回路１２２に供給されるパルス電流検
出器１２１からの信号または基準電源１２４からの基準
信号にパルス電流設定用の基準信号を重畳してもよい。
上記の実施の形態では、出力端子１１６ａ側に母材１１
８ａを接続し、出力端子１１６ｂにトーチ１１８ｂを接
続したが、逆に出力端子１１６ａにトーチ１１８ｂを接
続し、出力端子１１６ｂに母材１１８ａを接続してもよ
い。また、開閉器１４０は、機械的な開閉器だけでな
く、電子式の開閉器も使用できる。
【００３４】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、負荷電
流が小電流のとき、ピーク値が上記小電流よりも大きい
パルス電流を供給するように構成しているので、シーケ
ンス回路を確実に作動させることができるし、ピーク値
が設定されている小電流よりも大きいパルス電流が流れ
ているとき、確実にアークも維持される。
流が小電流のとき、ピーク値が上記小電流よりも大きい
パルス電流を供給するように構成しているので、シーケ
ンス回路を確実に作動させることができるし、ピーク値
が設定されている小電流よりも大きいパルス電流が流れ
ているとき、確実にアークも維持される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施形態のＴＩＧ溶接機のブロック
図である。
図である。
【図２】図１のＴＩＧ溶接機において使用するパルス電
流検出器の詳細なブロック図である。
流検出器の詳細なブロック図である。
【図３】図１のＴＩＧ溶接機において負荷電流が小電流
であるときの負荷電流を示す図である。
であるときの負荷電流を示す図である。
【図４】従来のＴＩＧ溶接機のブロック図である。
【図５】図４のＴＩＧ溶接機における負荷電圧と負荷電
流との関係を示す図である。
流との関係を示す図である。
１０４ 整流器（直流電源）
１０６ 平滑用コンデンサ（直流電源）
１０８ インバータ（高周波変換手段）
１１０ 変圧器（変成器）
１１２ 整流ダイオード（直流化手段）
１１４ 平滑用リアクトル（直流化手段）
１２０ 電流検出器（電流検出手段）
１２２ 制御回路（制御手段）
１３９ パルス電流設定用電源（パルス電流供給手段）
１４０ 開閉器（パルス電流供給手段）
１４６ パルス電流切替器（パルス電流供給手段）
１４８ 充電用ダイオード(充放電手段）
１５０ 充電用コンデンサ(充放電手段）
１５２ 放電用抵抗器(充放電手段）
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 森本 猛
大阪府大阪市東淀川区西淡路３丁目１番56
号 株式会社三社電機製作所内
(72)発明者 石井 秀雄
大阪府大阪市東淀川区西淡路３丁目１番56
号 株式会社三社電機製作所内
Ｆターム(参考） 4E082 AA08 BA01 BA04 CA01 DA01
EC13 ED01 EE01 EE08 EF07
5H790 BA03 BB08 BB15 CC02 DD06
EA01 EA02 EA03 EA04 EA15
EA23 EA26 EB03 EB04 EB06
Claims (4)
- 【請求項１】 直流電源と、この直流電源からの直流信
号を高周波信号に変換する高周波変換手段と、 前記高周波信号を変成する変成器と、 この変成器からの変成高周波信号を直流信号に変換し
て、溶接負荷に設定電流値の負荷電流を供給する直流化
手段とを、備える溶接機において、前記直流化手段から
前記溶接負荷に供給する負荷電流が前記設定電流として
予め定めた設定電流以下のとき、前記予め定めた設定電
流よりも大きいピーク値を有するパルス電流を前記溶接
負荷に供給するパルス電流供給手段を備える溶接機。 - 【請求項２】 請求項１記載の溶接機において、前記溶
接負荷に流れる負荷電流が前記設定電流となるように前
記高周波変換手段を制御する制御手段が設けられ、前記
パルス電流供給手段は、前記予め定めた設定電流以下の
設定電流が設定されたとき、前記負荷電流がパルス電流
を含むように前記高周波変換手段を制御する溶接機。 - 【請求項３】 請求項１記載の溶接機において、前記パ
ルス電流供給手段は、所定の時間間隔をおいて前記パル
ス電流を繰り返し前記溶接負荷に供給するように構成さ
れ、前記パルス電流が発生するごとに当該パルス電流に
よって充電され、前記パルス電流の非発生時に放電する
充放電手段を、前記直流化手段の出力側に設けた溶接
機。 - 【請求項４】 請求項１記載の溶接機において、前記パ
ルス電流の発生時に、これに応動して動作するシーケン
ス制御装置が設けられているＴＩＧ溶接機。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002122179A JP4641137B2 (ja) | 2002-04-24 | 2002-04-24 | 溶接機 |
| US10/414,882 US6797922B2 (en) | 2002-04-24 | 2003-04-16 | Power supply apparatus for welder |
| CN03122056.8A CN1253996C (zh) | 2002-04-24 | 2003-04-24 | 用于电焊机的电源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002122179A JP4641137B2 (ja) | 2002-04-24 | 2002-04-24 | 溶接機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003311407A true JP2003311407A (ja) | 2003-11-05 |
| JP4641137B2 JP4641137B2 (ja) | 2011-03-02 |
Family
ID=29243620
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (3)
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|---|---|
| US (1) | US6797922B2 (ja) |
| JP (1) | JP4641137B2 (ja) |
| CN (1) | CN1253996C (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100829545B1 (ko) | 2007-05-23 | 2008-05-14 | 웰메이트 주식회사 | 비소모식 아크 용접 장치 및 용접 동작 프로파일 프로그램방법 |
| CN103692058A (zh) * | 2013-12-31 | 2014-04-02 | 上海广为焊接设备有限公司 | 带功率校正电路逆变焊机的缓启动电路 |
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