JP2587352B2 - プラズマアーク電源装置 - Google Patents
プラズマアーク電源装置Info
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- JP2587352B2 JP2587352B2 JP4197869A JP19786992A JP2587352B2 JP 2587352 B2 JP2587352 B2 JP 2587352B2 JP 4197869 A JP4197869 A JP 4197869A JP 19786992 A JP19786992 A JP 19786992A JP 2587352 B2 JP2587352 B2 JP 2587352B2
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、プラズマ切断,プラズ
マ溶接に用いるプラズマア−ク電源装置に関する。
マ溶接に用いるプラズマア−ク電源装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種プラズマアーク電源装置は
図5に示すように構成され、入力端子1の交流電源を入
力整流器2により整流し、この整流器2の出力をIGB
T,トランジスタ等のスイッチング素子のブリッジ回路
構成のインバ−タ3により高周波交流に変換し、この高
周波交流を出力変圧器4を介して出力整流器5に供給す
る。この出力整流器5はダイオ−ド5a〜5dの全波整
流器からなり、ダイオ−ド5c,5dのカソ−ドの接続
点pを正,ダイオ−ド5a,5bのアノ−ドの接続点n
を負とする向きの整流出力を発生する。
図5に示すように構成され、入力端子1の交流電源を入
力整流器2により整流し、この整流器2の出力をIGB
T,トランジスタ等のスイッチング素子のブリッジ回路
構成のインバ−タ3により高周波交流に変換し、この高
周波交流を出力変圧器4を介して出力整流器5に供給す
る。この出力整流器5はダイオ−ド5a〜5dの全波整
流器からなり、ダイオ−ド5c,5dのカソ−ドの接続
点pを正,ダイオ−ド5a,5bのアノ−ドの接続点n
を負とする向きの整流出力を発生する。
【0003】そして、接続点pは電流検出器6,電流継
電器7を介してプラズマア−ク用の正の出力端子8aに
接続されるとともに電流検出器6,開閉器9,限流抵抗
10を介してパイロットア−ク用の正の出力端子8bに
接続され、接続点nは平滑リアクトル11を介して負の
出力端子8cに接続されている。さらに、出力端子8a
及び8b,8cには溶接負荷12を形成する母材13及
び溶接ト−チのノズルチップ14,電極15それぞれが
接続されている。
電器7を介してプラズマア−ク用の正の出力端子8aに
接続されるとともに電流検出器6,開閉器9,限流抵抗
10を介してパイロットア−ク用の正の出力端子8bに
接続され、接続点nは平滑リアクトル11を介して負の
出力端子8cに接続されている。さらに、出力端子8a
及び8b,8cには溶接負荷12を形成する母材13及
び溶接ト−チのノズルチップ14,電極15それぞれが
接続されている。
【0004】そして、起動時は開閉器9が閉成され、リ
アクトル11の平滑により形成された直流が母材13,
電極15の間及びノズルチップ14,電極15の間に印
加される。さらに、この状態で高周波発生回路(図示せ
ず)の高周波高電圧がノズルチップ14,電極15の間
に印加され、この間にパイロットア−クが発生する。
アクトル11の平滑により形成された直流が母材13,
電極15の間及びノズルチップ14,電極15の間に印
加される。さらに、この状態で高周波発生回路(図示せ
ず)の高周波高電圧がノズルチップ14,電極15の間
に印加され、この間にパイロットア−クが発生する。
【0005】そして、出力整流器5の接続点pから電流
検出器6,開閉器9,抵抗10,出力端子8b,ノズル
チップ14,電極15,出力端子8c,リアクトル11
を介して出力整流器5の接続点nに比較的小電流のパイ
ロットア−ク電流が流れ、パイロットア−クが持続す
る。
検出器6,開閉器9,抵抗10,出力端子8b,ノズル
チップ14,電極15,出力端子8c,リアクトル11
を介して出力整流器5の接続点nに比較的小電流のパイ
ロットア−ク電流が流れ、パイロットア−クが持続す
る。
【0006】また、電流検出器6がパイロットア−ク電
流を検出し、検出器6からインバ−タ制御部16の誤差
増幅器17にパイロットア−ク電流に比例した検出信号
Siが供給される。このとき、電流継電器7が非通電に
保たれて基準電源切換スイッチ18がパイロット接点1
8aに保持され、パイロット基準電源19のパイロット
ア−ク電流用の基準信号Sraが誤差増幅器17に供給
される。
流を検出し、検出器6からインバ−タ制御部16の誤差
増幅器17にパイロットア−ク電流に比例した検出信号
Siが供給される。このとき、電流継電器7が非通電に
保たれて基準電源切換スイッチ18がパイロット接点1
8aに保持され、パイロット基準電源19のパイロット
ア−ク電流用の基準信号Sraが誤差増幅器17に供給
される。
【0007】そして、誤差増幅器17は基準信号Sra
と検出信号Siとの誤差信号を出力制御信号としてイン
バ−タ駆動回路20に供給し、この駆動回路20は検出
信号Siが基準信号Sraに等しくなるようにインバ−
タ3を駆動する。この駆動により、パイロットア−ク電
流が基準信号Sraに応じた定電流に制御される。
と検出信号Siとの誤差信号を出力制御信号としてイン
バ−タ駆動回路20に供給し、この駆動回路20は検出
信号Siが基準信号Sraに等しくなるようにインバ−
タ3を駆動する。この駆動により、パイロットア−ク電
流が基準信号Sraに応じた定電流に制御される。
【0008】つぎに、溶接ト−チが母材13に近づき、
母材13と電極15との間にプラズマア−クが発生する
と、出力整流器5の接続点pから電流検出器6,電流継
電器7,出力端子8a,母材13,電極15,出力端子
8c,リアクトル11を介して出力電流器5の接続点n
に大電流のプラズマア−ク電流が流れる。このとき、電
流継電器7により基準電源切換スイッチ18がプラズマ
接点18bに切換わり、基準信号Sraの代わりにプラ
ズマ基準電源21のプラズマア−ク電流用の基準信号S
rbが誤差増幅器17に供給される。
母材13と電極15との間にプラズマア−クが発生する
と、出力整流器5の接続点pから電流検出器6,電流継
電器7,出力端子8a,母材13,電極15,出力端子
8c,リアクトル11を介して出力電流器5の接続点n
に大電流のプラズマア−ク電流が流れる。このとき、電
流継電器7により基準電源切換スイッチ18がプラズマ
接点18bに切換わり、基準信号Sraの代わりにプラ
ズマ基準電源21のプラズマア−ク電流用の基準信号S
rbが誤差増幅器17に供給される。
【0009】そして、電流検出器6の検出信号Siと基
準信号Srbとに基づき、プラズマア−ク電流が基準信
号Srbに応じた定電流に制御され、この定電流のプラ
ズマア−ク電流に基づくプラズマア−クにより、母材1
3の切断,溶接が行われる。ところで、パイロットア−
ク電流,プラズマア−ク電流の一般的な大きさは、20
A,300〜500Aそれぞれである。
準信号Srbとに基づき、プラズマア−ク電流が基準信
号Srbに応じた定電流に制御され、この定電流のプラ
ズマア−ク電流に基づくプラズマア−クにより、母材1
3の切断,溶接が行われる。ところで、パイロットア−
ク電流,プラズマア−ク電流の一般的な大きさは、20
A,300〜500Aそれぞれである。
【0010】そして、プラズマア−クによる切断,溶接
が行われる間にパイロットア−ク電流が流れ続けると、
抵抗10での電力消費が大きく、省電力化が図れないた
め、プラズマア−クが発生すると、開閉器9が開放され
てパイロットア−ク電流が遮断される。
が行われる間にパイロットア−ク電流が流れ続けると、
抵抗10での電力消費が大きく、省電力化が図れないた
め、プラズマア−クが発生すると、開閉器9が開放され
てパイロットア−ク電流が遮断される。
【0011】
【発明が解決しょうとする課題】前記図5の従来装置の
場合、パイロットア−ク電流の供給,遮断に大容量,大
型の機械式の開閉器9を要し、装置の小型化,電子化が
図れない問題点がある。
場合、パイロットア−ク電流の供給,遮断に大容量,大
型の機械式の開閉器9を要し、装置の小型化,電子化が
図れない問題点がある。
【0012】また、起動時にインバ−タ3を比較的小容
量のパイロットア−ク電流の出力に定電流制御するた
め、パイロットア−クは安定に持続するが、その出力電
圧(無負荷電圧)が十分に高くならず、その結果、ノズ
ルチップ14と電極15との間に十分に高い電圧(無負
荷電圧)が印加されなくなる。そのため、パイロットア
−クの発生後、溶接ト−チを母材13に近づけてプラズ
マア−クに移行させようとしても、母材13と電極15
との間隔(距離)を十分に小さくしておかなければ、プ
ラズマア−クに移行しなかったり、移行が遅れたりして
切断,溶接の失敗が容易に生じる問題点がある。
量のパイロットア−ク電流の出力に定電流制御するた
め、パイロットア−クは安定に持続するが、その出力電
圧(無負荷電圧)が十分に高くならず、その結果、ノズ
ルチップ14と電極15との間に十分に高い電圧(無負
荷電圧)が印加されなくなる。そのため、パイロットア
−クの発生後、溶接ト−チを母材13に近づけてプラズ
マア−クに移行させようとしても、母材13と電極15
との間隔(距離)を十分に小さくしておかなければ、プ
ラズマア−クに移行しなかったり、移行が遅れたりして
切断,溶接の失敗が容易に生じる問題点がある。
【0013】そして、プラズマア−クへの移行が遅れる
と、とくに、母材13の送り,溶接ト−チの移動等に自
動機を用いる場合、動作タイミングの制御が極めて難し
くなる。本発明は、小型化,電子化が図れ、しかも、パ
イロットア−ク電流を安定に持続するとともにプラズマ
ア−クへの移行が確実に行えるプラズマア−ク電源装置
を提供することを目的とする。
と、とくに、母材13の送り,溶接ト−チの移動等に自
動機を用いる場合、動作タイミングの制御が極めて難し
くなる。本発明は、小型化,電子化が図れ、しかも、パ
イロットア−ク電流を安定に持続するとともにプラズマ
ア−クへの移行が確実に行えるプラズマア−ク電源装置
を提供することを目的とする。
【0014】
【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、本発明のプラズマア−ク電源装置は、出力回路の
直流出力を溶接ト−チのノズルチップと電極との間に供
給し,起動時に前記ノズルチップと前記電極との間の小
電流のパイロットア−クを持続するパイロット給電路
と、前記直流出力を母材と電極との間に供給し,パイロ
ットア−クの発生後にト−チが母材に接近して母材と電
極との間に発生した大電流のプラズマア−クを持続する
プラズマ給電路と、パイロット給電路のノズルチップ側
に挿入されたパイロットア−ク電流制御用の半導体チョ
ッパ素子と、前記出力回路の出力電流又は前記両給電路
の通電電流の検出に基づき半導体チョッパ素子の開閉を
制御し,起動時はパイロット給電路の通電電流を所定の
パイロットア−ク電流に定電流制御し,プラズマア−ク
への移行により前記パイロット給電路の通電電流を低減
又は遮断して前記パイロットアークを消失し前記パイロ
ットアーク電流を遮断するチョッパ制御回路とを備え
る。
めに、本発明のプラズマア−ク電源装置は、出力回路の
直流出力を溶接ト−チのノズルチップと電極との間に供
給し,起動時に前記ノズルチップと前記電極との間の小
電流のパイロットア−クを持続するパイロット給電路
と、前記直流出力を母材と電極との間に供給し,パイロ
ットア−クの発生後にト−チが母材に接近して母材と電
極との間に発生した大電流のプラズマア−クを持続する
プラズマ給電路と、パイロット給電路のノズルチップ側
に挿入されたパイロットア−ク電流制御用の半導体チョ
ッパ素子と、前記出力回路の出力電流又は前記両給電路
の通電電流の検出に基づき半導体チョッパ素子の開閉を
制御し,起動時はパイロット給電路の通電電流を所定の
パイロットア−ク電流に定電流制御し,プラズマア−ク
への移行により前記パイロット給電路の通電電流を低減
又は遮断して前記パイロットアークを消失し前記パイロ
ットアーク電流を遮断するチョッパ制御回路とを備え
る。
【0015】
【作用】前記のように構成された本発明のプラズマア−
ク電源装置の場合、従来のような機械式の開閉器の開閉
でなく、チョッパ制御回路による半導体チョッパ素子の
制御により出力回路の直流出力をチョッパしてパイロッ
ト給電路の通電電流が制御され、この制御により溶接ト
−チのノズルチップと電極との間の電流が起動時に所定
のパイロットア−ク電流に定電流制御され、プラズマア
−クへの移行により自動的に遮断される。そして、半導
体チョッパ素子により出力回路の直流出力をチョッパ制
御してパイロットア−ク電流を定電流制御するため、起
動時に出力回路の直流出力をプラズマア−クへの移行に
必要な十分高い無負荷電圧にし、パイロットア−クを安
定に持続しつつプラズマア−クに確実に移行することが
できる。
ク電源装置の場合、従来のような機械式の開閉器の開閉
でなく、チョッパ制御回路による半導体チョッパ素子の
制御により出力回路の直流出力をチョッパしてパイロッ
ト給電路の通電電流が制御され、この制御により溶接ト
−チのノズルチップと電極との間の電流が起動時に所定
のパイロットア−ク電流に定電流制御され、プラズマア
−クへの移行により自動的に遮断される。そして、半導
体チョッパ素子により出力回路の直流出力をチョッパ制
御してパイロットア−ク電流を定電流制御するため、起
動時に出力回路の直流出力をプラズマア−クへの移行に
必要な十分高い無負荷電圧にし、パイロットア−クを安
定に持続しつつプラズマア−クに確実に移行することが
できる。
【0016】
【実施例】実施例について、図1ないし図4を参照して
説明する。
説明する。
【0017】(第1の実施例)まず、第1の実施例につ
いて、図1及び図2を参照して説明する。同図におい
て、図5と同一符号は同一もしくは相当するものを示
し、図5と異なる点はつぎの(a)〜(f)の点であ
る。 (a)図5の電流継電器7,切換スイッチ18を省いた
点。 (b)インバ−タ制御部16の誤差増幅器17の基準信
号をプラズマ基準電源21の基準信号Srbに固定した
点。
いて、図1及び図2を参照して説明する。同図におい
て、図5と同一符号は同一もしくは相当するものを示
し、図5と異なる点はつぎの(a)〜(f)の点であ
る。 (a)図5の電流継電器7,切換スイッチ18を省いた
点。 (b)インバ−タ制御部16の誤差増幅器17の基準信
号をプラズマ基準電源21の基準信号Srbに固定した
点。
【0018】(c)出力回路を形成する出力整流器5の
接続点pと出力端子8bとの間に、従来の開閉器9,抵
抗10の直列回路の代わりにダイオ−ド22,半導体チ
ョッパ素子としてのトランジスタ23の直列回路を設
け、半導体チョッパ素子をパイロット給電路のノズルチ
ップ側に設けた点。
接続点pと出力端子8bとの間に、従来の開閉器9,抵
抗10の直列回路の代わりにダイオ−ド22,半導体チ
ョッパ素子としてのトランジスタ23の直列回路を設
け、半導体チョッパ素子をパイロット給電路のノズルチ
ップ側に設けた点。
【0019】(d)トランジスタ23のベ−スドライブ
用のチョッパ制御回路24を設け、この回路24に、電
流検出器6の検出信号Siとパイロット基準電源19の
基準信号Sraとの誤差信号を出力する誤差増幅器25
及びこの増幅器25の出力信号が供給されるチョッパ駆
動回路26を備えた点。
用のチョッパ制御回路24を設け、この回路24に、電
流検出器6の検出信号Siとパイロット基準電源19の
基準信号Sraとの誤差信号を出力する誤差増幅器25
及びこの増幅器25の出力信号が供給されるチョッパ駆
動回路26を備えた点。
【0020】(e)電流検出器6を出力端子8cとリア
クトル11との間に設けた点。 (f)リアクトル11の接続点n側の端部と出力端子8
bとの間に、リアクトル11のエネルギ環流用のフライ
ホイ−ルダイオ−ド27を設けた点。
クトル11との間に設けた点。 (f)リアクトル11の接続点n側の端部と出力端子8
bとの間に、リアクトル11のエネルギ環流用のフライ
ホイ−ルダイオ−ド27を設けた点。
【0021】そして、接続点p,ダイオ−ド22,トラ
ンジスタ23,出力端子8b,ノズルチップ14,電極
15,出力端子8c,電流検出器6,リアクトル11,
接続点nのル−プがパイロット給電路を形成する。ま
た、接続点p,出力端子8a,母材13、電極15,出
力端子8c,電流検出器6,リアクトル11,接続点n
のル−プがプラズマ給電路を形成する。
ンジスタ23,出力端子8b,ノズルチップ14,電極
15,出力端子8c,電流検出器6,リアクトル11,
接続点nのル−プがパイロット給電路を形成する。ま
た、接続点p,出力端子8a,母材13、電極15,出
力端子8c,電流検出器6,リアクトル11,接続点n
のル−プがプラズマ給電路を形成する。
【0022】そして、主スイッチ(図示せず)の投入等
により入力端子1に交流電源が供給されると、この交流
電源を入力整流器2により整流し、この整流出力をイン
バ−タ3により高周波交流に変換し、この高周波交流を
出力変圧器4を介して出力整流器5に供給し、この整流
器5により整流して再び直流に戻し、出力端子8a,8
cの間及び出力端子8b,8cの間に印加する。
により入力端子1に交流電源が供給されると、この交流
電源を入力整流器2により整流し、この整流出力をイン
バ−タ3により高周波交流に変換し、この高周波交流を
出力変圧器4を介して出力整流器5に供給し、この整流
器5により整流して再び直流に戻し、出力端子8a,8
cの間及び出力端子8b,8cの間に印加する。
【0023】このとき、パイロットア−ク,プラズマア
−クがいずれも発生していないため、電流検出器6に電
流が流れず、その検出信号Siは最小の0に保持され
る。そして、検出信号Siが0であるため、誤差増幅器
17、25は基準信号Srb,Sraのそれぞれに基づ
く最大量の誤差信号を出力する。
−クがいずれも発生していないため、電流検出器6に電
流が流れず、その検出信号Siは最小の0に保持され
る。そして、検出信号Siが0であるため、誤差増幅器
17、25は基準信号Srb,Sraのそれぞれに基づ
く最大量の誤差信号を出力する。
【0024】さらに、誤差増幅器17の出力信号に基づ
き、インバ−タ駆動回路26はインバ−タ3をほぼ最大
出力状態にPWM制御し、この制御に基づきインバ−タ
3の高周波交流が図2の(a)に示すように最大にな
る。そして、インバ−タ3の高周波交流が最大になる
と、出力整流器5の出力電圧(無負荷電圧)が従来のパ
イロット電流基準信号Sraに基づく無負荷電圧より十
分に高くなる。
き、インバ−タ駆動回路26はインバ−タ3をほぼ最大
出力状態にPWM制御し、この制御に基づきインバ−タ
3の高周波交流が図2の(a)に示すように最大にな
る。そして、インバ−タ3の高周波交流が最大になる
と、出力整流器5の出力電圧(無負荷電圧)が従来のパ
イロット電流基準信号Sraに基づく無負荷電圧より十
分に高くなる。
【0025】また、誤差増幅器25の出力信号に基づ
き、チョッパ駆動回路26もトランジスタ23をほぼ最
大出力状態にチョッパ制御し、この制御に基づきトラン
ジスタ23の出力も図2の(b)に示すように最大にな
る。そのため、起動時に出力端子8b,8c間,すなわ
ちノズルチップ14,電極15間に、従来より十分に高
い無負荷電圧が印加される。
き、チョッパ駆動回路26もトランジスタ23をほぼ最
大出力状態にチョッパ制御し、この制御に基づきトラン
ジスタ23の出力も図2の(b)に示すように最大にな
る。そのため、起動時に出力端子8b,8c間,すなわ
ちノズルチップ14,電極15間に、従来より十分に高
い無負荷電圧が印加される。
【0026】そして、図示省略された高周波発生回路に
よりノズルチップ14,電極15の間に高周波高電圧を
印加してパイロットア−クを発生すると、前記パイロッ
ト給電路をパイロットア−ク電流が流れ、この電流が電
流検出器6により検出され、誤差増幅器17,15に供
給される検出信号Siが0から上昇する。
よりノズルチップ14,電極15の間に高周波高電圧を
印加してパイロットア−クを発生すると、前記パイロッ
ト給電路をパイロットア−ク電流が流れ、この電流が電
流検出器6により検出され、誤差増幅器17,15に供
給される検出信号Siが0から上昇する。
【0027】このとき、プラズマア−ク電流を設定する
基準信号Srbがパイロットア−ク電流を設定する基準
信号Sraより十分大きく、パイロットア−ク電流に基
づく検出信号Siの変化に対し、誤差増幅器25の出力
信号は追従して変化するが、誤差増幅器17の出力信号
がほとんど変わらないため、インバータ3はほぼ最大出
力状態に保たれ、出力整流器5の出力電圧は高い電圧に
保たれる。
基準信号Srbがパイロットア−ク電流を設定する基準
信号Sraより十分大きく、パイロットア−ク電流に基
づく検出信号Siの変化に対し、誤差増幅器25の出力
信号は追従して変化するが、誤差増幅器17の出力信号
がほとんど変わらないため、インバータ3はほぼ最大出
力状態に保たれ、出力整流器5の出力電圧は高い電圧に
保たれる。
【0028】そして、誤差増幅器25の出力信号に基づ
き、検出信号Siが基準信号Srbに等しくなるように
チョッパ駆動回路26がトランジスタ23のオン期間を
可変し、トランジスタ23の出力が図2の(c)に示す
ように所定のパルス幅のチョッパ出力に制御され、パイ
ロットア−ク電流が基準信号Sraに基づく定電流に制
御され、パイロットア−クは安定に持続する。
き、検出信号Siが基準信号Srbに等しくなるように
チョッパ駆動回路26がトランジスタ23のオン期間を
可変し、トランジスタ23の出力が図2の(c)に示す
ように所定のパルス幅のチョッパ出力に制御され、パイ
ロットア−ク電流が基準信号Sraに基づく定電流に制
御され、パイロットア−クは安定に持続する。
【0029】つぎに、溶接ト−チが母材13に近づいて
母材13,電極15間にプラズマア−クが発生すると、
前記プラズマ給電路にプラズマア−ク電流が流れ、この
とき、出力整流器5の高い電圧が母材13,電極15間
に印加されるため、プラズマア−クに確実に移行する。
また、誤差増幅器26は最小の誤差信号になり、この誤
差信号に基づきチョッパ制御回路26はトランジスタ2
3を出力最小の状態にしてパイロット給電路の通電電流
を低減する。
母材13,電極15間にプラズマア−クが発生すると、
前記プラズマ給電路にプラズマア−ク電流が流れ、この
とき、出力整流器5の高い電圧が母材13,電極15間
に印加されるため、プラズマア−クに確実に移行する。
また、誤差増幅器26は最小の誤差信号になり、この誤
差信号に基づきチョッパ制御回路26はトランジスタ2
3を出力最小の状態にしてパイロット給電路の通電電流
を低減する。
【0030】そのため、パイロットア−ク電流が不足し
てパイロットア−クが消失し、この消失によりパイロッ
トア−ク電流が自動的に遮断される。一方、プラズマア
−クに移行すると、プラズマア−ク電流に基づく検出信
号Siが基準信号Srbに近づくため、誤差増幅器25
の出力信号が検出信号Siに追従して変化する。
てパイロットア−クが消失し、この消失によりパイロッ
トア−ク電流が自動的に遮断される。一方、プラズマア
−クに移行すると、プラズマア−ク電流に基づく検出信
号Siが基準信号Srbに近づくため、誤差増幅器25
の出力信号が検出信号Siに追従して変化する。
【0031】そして、誤差増幅器17の出力信号に基づ
き、インバ−タ駆動回路20は検出信号Siが基準信号
Srbに等しくなるようにインバ−タ3を制御し、この
制御により、プラズマア−ク電流が基準信号Srbに基
づく定電流に制御される。
き、インバ−タ駆動回路20は検出信号Siが基準信号
Srbに等しくなるようにインバ−タ3を制御し、この
制御により、プラズマア−ク電流が基準信号Srbに基
づく定電流に制御される。
【0032】したがって、図1の場合は従来の機械式の
開閉器9の代わりにトランジスタ23の半導体チョッパ
素子を用いた小型の電子回路により、プラズマア−クに
移行したときにパイロットア−ク電流を遮断して省電力
化が図れる。しかも、インバ−タ3が基準信号Srbに
基づいて駆動され、起動的に出力整流器5の出力電圧
(無負荷電圧)が十分に高くなるとともに、基準信号S
raに基づくトランジスタ23のチョッパ制御によりパ
イロットア−ク電流が定電流制御され、パイロットア−
クが良好に持続し、かつ、母材13と電極15との間隔
に起因するプラズマア−クへの移行ミス,移行遅れが生
じなくなる。
開閉器9の代わりにトランジスタ23の半導体チョッパ
素子を用いた小型の電子回路により、プラズマア−クに
移行したときにパイロットア−ク電流を遮断して省電力
化が図れる。しかも、インバ−タ3が基準信号Srbに
基づいて駆動され、起動的に出力整流器5の出力電圧
(無負荷電圧)が十分に高くなるとともに、基準信号S
raに基づくトランジスタ23のチョッパ制御によりパ
イロットア−ク電流が定電流制御され、パイロットア−
クが良好に持続し、かつ、母材13と電極15との間隔
に起因するプラズマア−クへの移行ミス,移行遅れが生
じなくなる。
【0033】(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1
と同一符号は同一もしくは相当するものを示し、図1と
異なる点はつぎの(g)〜(i)の点である。 (g)出力整流器5にパイロット給電用のダイオ−ド5
p,5nを付加した点。 (h)半導体チョッパ素子をトランジスタ23p,33
nの2個とし、トランジスタ23pをダイオ−ド5p,
出力端子8b間に設け、トランジスタ23nをダイオ−
ド5n,出力端子8b間に設けた点。
ついて、図3を参照して説明する。図3において、図1
と同一符号は同一もしくは相当するものを示し、図1と
異なる点はつぎの(g)〜(i)の点である。 (g)出力整流器5にパイロット給電用のダイオ−ド5
p,5nを付加した点。 (h)半導体チョッパ素子をトランジスタ23p,33
nの2個とし、トランジスタ23pをダイオ−ド5p,
出力端子8b間に設け、トランジスタ23nをダイオ−
ド5n,出力端子8b間に設けた点。
【0034】(i)チョッパ駆動回路26によりトラン
ジスタ23p,23nをインバ−タ3の高周波出力の半
サイクル毎に交互に駆動する点。なお、図1のダイオ−
ド22,トランジスタ23は省かれている。
ジスタ23p,23nをインバ−タ3の高周波出力の半
サイクル毎に交互に駆動する点。なお、図1のダイオ−
ド22,トランジスタ23は省かれている。
【0035】そして、出力整流器5の正出力が通流する
ダイオ−ド5p,トランジスタ23p,出力端子8b,
ノズルチップ14,電極15,出力端子8c,電流検出
器6,リアクトル11,ダイオ−ド5bの正ル−プと、
出力整流器5の負出力が通流するダイオ−ド5n,トラ
ンジスタ23n,出力端子8b,ノズルチップ14,電
極15,出力端子8c,電流検出器6,リアクトル1
1,ダイオ−ド5aの負ル−プとにより、パイロット給
電路が形成される。
ダイオ−ド5p,トランジスタ23p,出力端子8b,
ノズルチップ14,電極15,出力端子8c,電流検出
器6,リアクトル11,ダイオ−ド5bの正ル−プと、
出力整流器5の負出力が通流するダイオ−ド5n,トラ
ンジスタ23n,出力端子8b,ノズルチップ14,電
極15,出力端子8c,電流検出器6,リアクトル1
1,ダイオ−ド5aの負ル−プとにより、パイロット給
電路が形成される。
【0036】また、誤差増幅器25の誤差信号により、
チョッパ駆動回路26は出力整流器5の出力が正になる
一方の半サイクルにトランジスタ23pを駆動し、出力
整流器5の出力が負になる他方の半サイクルにトランジ
スタ3nを駆動する。したがって、この実施例の場合は
起動時のパイロットア−ク電流がトランジスタ23p,
23nにより分担され、パイロットア−ク電流として比
較的大きな電流が要求される場合に好適である。
チョッパ駆動回路26は出力整流器5の出力が正になる
一方の半サイクルにトランジスタ23pを駆動し、出力
整流器5の出力が負になる他方の半サイクルにトランジ
スタ3nを駆動する。したがって、この実施例の場合は
起動時のパイロットア−ク電流がトランジスタ23p,
23nにより分担され、パイロットア−ク電流として比
較的大きな電流が要求される場合に好適である。
【0037】(第3の実施例)つぎに、第3の実施例に
ついて、図4を参照して説明する。図4において、図1
と同一符号は同一もしくは相当するものを示し、異なる
点はつぎの点である。
ついて、図4を参照して説明する。図4において、図1
と同一符号は同一もしくは相当するものを示し、異なる
点はつぎの点である。
【0038】すなわち、図1の電流検出器6に代わりに
パイロットア−ク電流用の電流検出器6aとプラズマア
−ク電流用の電流検出器6bとを備え、電流検出器6a
をトランジスタ23と出力端子8bとの間に設け、電流
検出器6bを接続点pと出力端子8aとの間に設けた点
である。
パイロットア−ク電流用の電流検出器6aとプラズマア
−ク電流用の電流検出器6bとを備え、電流検出器6a
をトランジスタ23と出力端子8bとの間に設け、電流
検出器6bを接続点pと出力端子8aとの間に設けた点
である。
【0039】そして、電流検出器6aはパイロット給電
路を流れる起動時のパイロットア−ク電流を検出し、こ
の電流に比例した検出信号Siaを誤差増幅器25に供
給する。また、電流検出器6bはプラズマ給電路を流れ
るプラズマア−ク電流を検出し、この電流に比例した検
出信号Sibを誤差増幅器17に供給するとともに、プ
ラズマア−ク電流の通流開始により停止指令に反転する
制御信号SWをチョッパ駆動回路26に供給する。
路を流れる起動時のパイロットア−ク電流を検出し、こ
の電流に比例した検出信号Siaを誤差増幅器25に供
給する。また、電流検出器6bはプラズマ給電路を流れ
るプラズマア−ク電流を検出し、この電流に比例した検
出信号Sibを誤差増幅器17に供給するとともに、プ
ラズマア−ク電流の通流開始により停止指令に反転する
制御信号SWをチョッパ駆動回路26に供給する。
【0040】したがって、起動時は検出信号Siaに基
づいてパイロットア−ク電流が定電流制御され、プラズ
マア−クに移行すると、制御信号SWによりチョッパ駆
動回路26が停止してパイロットア−ク電流が遮断さ
れ、検出信号Sibに基づいてプラズマア−ク電流が定
電流制御される。そして、この実施例の場合、パイロッ
トア−ク電流,プラズマア−ク電流が別個の電流検出器
6a,6bそれぞれにより検出されるため、プラズマア
−ク電流があまり大きくなく、パイロットア−ク電流と
プラズマア−ク電流との差が少ないときにも、パイロッ
トア−クからプラズマア−クへの移行に伴ってパイロッ
トア−ク電流の制御からプラズマア−ク電流の制御に正
確に移行し、良好な切断,溶接が行える利点がある。
づいてパイロットア−ク電流が定電流制御され、プラズ
マア−クに移行すると、制御信号SWによりチョッパ駆
動回路26が停止してパイロットア−ク電流が遮断さ
れ、検出信号Sibに基づいてプラズマア−ク電流が定
電流制御される。そして、この実施例の場合、パイロッ
トア−ク電流,プラズマア−ク電流が別個の電流検出器
6a,6bそれぞれにより検出されるため、プラズマア
−ク電流があまり大きくなく、パイロットア−ク電流と
プラズマア−ク電流との差が少ないときにも、パイロッ
トア−クからプラズマア−クへの移行に伴ってパイロッ
トア−ク電流の制御からプラズマア−ク電流の制御に正
確に移行し、良好な切断,溶接が行える利点がある。
【0041】ところで、前記各実施例では装置の小型化
を図るため、出力変圧器4の入力側にインバ−タ3を設
け、このインバ−タ3の出力を整流,平滑して負荷給電
出力を形成したが、例えば、サイリスタの位相制御によ
り交流電源を整流して負荷給電出力を形成する場合にも
適用でき、出力回路等の構成は実施例に限定されるもの
ではない。
を図るため、出力変圧器4の入力側にインバ−タ3を設
け、このインバ−タ3の出力を整流,平滑して負荷給電
出力を形成したが、例えば、サイリスタの位相制御によ
り交流電源を整流して負荷給電出力を形成する場合にも
適用でき、出力回路等の構成は実施例に限定されるもの
ではない。
【0042】
【発明の効果】本発明は、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。チョッパ制
御回路24により半導体チョッパ素子(トランジスタ2
3,23p,23n)を駆動する電子制御により、出力
回路(出力整流器5)の直流出力をチョッパしてパイロ
ット給電路の通電電流が制御され、この制御に基づき、
溶接ト−チのノズルチップ14と電極15との間の電流
が起動時に所定のパイロットア−ク電流に定電流制御さ
れ、プラズマア−クへの移行により遮断されるため、従
来の機械式の開閉器を用いる場合より小型に電子化して
形成することができる。
ているため、以下に記載する効果を奏する。チョッパ制
御回路24により半導体チョッパ素子(トランジスタ2
3,23p,23n)を駆動する電子制御により、出力
回路(出力整流器5)の直流出力をチョッパしてパイロ
ット給電路の通電電流が制御され、この制御に基づき、
溶接ト−チのノズルチップ14と電極15との間の電流
が起動時に所定のパイロットア−ク電流に定電流制御さ
れ、プラズマア−クへの移行により遮断されるため、従
来の機械式の開閉器を用いる場合より小型に電子化して
形成することができる。
【0043】しかも、パイロットア−ク電流が出力回路
と別個のチョッパ制御で定電流制御され、この定電流制
御によっては出力回路の電圧が変わらないため、起動時
の出力回路の無負荷電圧を十分に高くすることができ、
パイロットア−ク電流を定電流制御して安定に持続し、
かつ、出力回路の高い電圧によって確実にプラズマア−
クに移行することができ、プラズマア−クへの移行ミ
ス,移行遅れを防止し、自動機を用いた場合にも好適な
電源装置を提供できる。
と別個のチョッパ制御で定電流制御され、この定電流制
御によっては出力回路の電圧が変わらないため、起動時
の出力回路の無負荷電圧を十分に高くすることができ、
パイロットア−ク電流を定電流制御して安定に持続し、
かつ、出力回路の高い電圧によって確実にプラズマア−
クに移行することができ、プラズマア−クへの移行ミ
ス,移行遅れを防止し、自動機を用いた場合にも好適な
電源装置を提供できる。
【図1】本発明のプラズマア−ク電源装置の第1の実施
例の結線図である。
例の結線図である。
【図2】(a),(b),(c)は図1の動作説明用の
波形図である。
波形図である。
【図3】本発明の第2の実施例の結線図である。
【図4】本発明の第3の実施例の結線図である。
【図5】従来装置の結線図である。
5 出力整流器 13 母材 14 ノズルチップ 15 電極 23,23p,23n 半導体チョッパ素子を形成する
トランジスタ 24 チョッパ制御回路
トランジスタ 24 チョッパ制御回路
フロントページの続き (72)発明者 檀上 謙三 大阪市東淀川区淡路2丁目14番3号 株 式会社三社電機製作所内 (72)発明者 青山 雅洋 大阪市東淀川区淡路2丁目14番3号 株 式会社三社電機製作所内 (72)発明者 狩野 国男 大阪市東淀川区淡路2丁目14番3号 株 式会社三社電機製作所内 (56)参考文献 特開 昭62−21466(JP,A)
Claims (1)
- 【請求項1】 出力回路の直流出力を溶接ト−チのノズ
ルチップと電極との間に供給し,起動時に前記ノズルチ
ップと前記電極との間の小電流のパイロットア−クを持
続するパイロット給電路と、 前記直流出力を母材と前記電極との間に供給し,前記パ
イロットア−クの発生後に前記ト−チが前記母材に接近
して前記母材と前記電極との間に発生した大電流のプラ
ズマア−クを持続するプラズマ給電路と、 前記パイロット給電路のノズルチップ側に挿入されたパ
イロットア−ク電流制御用の半導体チョッパ素子と、 前記出力回路の出力電流又は前記両給電路の通電電流の
検出に基づき前記半導体チョッパ素子の開閉を制御し,
起動時は前記パイロット給電路の通電電流を所定のパイ
ロットア−ク電流に定電流制御し,記プラズマア−クへ
の移行により前記パイロット給電路の通電電流を低減又
は遮断して前記パイロットアークを消失し前記パイロッ
トアーク電流を遮断するチョッパ制御回路とを備えたこ
とを特徴とするプラズマア−ク電源装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4197869A JP2587352B2 (ja) | 1992-06-30 | 1992-06-30 | プラズマアーク電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4197869A JP2587352B2 (ja) | 1992-06-30 | 1992-06-30 | プラズマアーク電源装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0615457A JPH0615457A (ja) | 1994-01-25 |
JP2587352B2 true JP2587352B2 (ja) | 1997-03-05 |
Family
ID=16381687
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4197869A Expired - Fee Related JP2587352B2 (ja) | 1992-06-30 | 1992-06-30 | プラズマアーク電源装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2587352B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003225768A (ja) | 2002-01-30 | 2003-08-12 | Komatsu Sanki Kk | プラズマ切断機のメインアーク着火装置及びメインアーク着火制御方法 |
JP4641137B2 (ja) * | 2002-04-24 | 2011-03-02 | 株式会社三社電機製作所 | 溶接機 |
JP3652350B2 (ja) * | 2002-12-17 | 2005-05-25 | コマツ産機株式会社 | プラズマ加工方法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH066231B2 (ja) * | 1985-07-19 | 1994-01-26 | 株式会社ダイヘン | プラズマア−ク加工装置 |
-
1992
- 1992-06-30 JP JP4197869A patent/JP2587352B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0615457A (ja) | 1994-01-25 |
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