JP3696923B2 - アーク加工装置 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、アーク溶接または切断などに使われるアーク加工装置の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図1は、アーク起動に直流高電圧を使った場合の従来装置の例をアーク溶接の場合について示した図である。図1において、10は溶接電源、1ないし3は1次入力線、4は電極で図示を省略した溶接トーチに保持されている。5は被加工物即ち被溶接物、6は電極側ケーブル、7は被加工物側ケーブル、8は起動スイッチ、9は遠隔出力調整器である。溶接電源10において、DR1は1次整流回路、C1は平滑コンデンサ、TR1はインバータ回路、T1はインバータトランス、DR2は2次整流回路、L1はリアクトル、CT1は出力電流検出器、CL1は制御回路、TR2はスイッチング回路、DR3は逆阻止ダイオード、Tm1は電極側出力端子、Tm2は被加工物側出力端子である。
【0003】
図1において、起動スイッチ8を押すと、制御回路CL1はこの起動信号の入力によって図示を省略したガス供給回路を駆動する。ガス供給回路は電極4と被加工物5との間にシールドガスを放出する。シールドガスが電極4に達する時間を見計らって制御回路CL1は、インバータ回路TR1およびスイッチング回路TR2を駆動する。インバータ回路TR1は、数10kHzの周波数でスイッチング動作し、インバータトランスT1の2次側に溶接アークに必要な電圧を誘起し2次整流回路DR2によって整流されて、リアクトルL1および逆阻止ダイオードDR3を経て電極側出力端子Tm1と被加工物側出力端子Tm2に現れ、電極4と被加工物5との間に加わる。スイッチング回路TR2はリアクトルL1と2次整流回路DR2の正出力端子との間で導通と遮断の動作を行う。スイッチング回路TR2が導通状態から遮断しようとするときにリアクトルL1の電流が零に向って急変しようとするので、その急変を阻止する方向、すなわちリアクトルL1の2次整流回路DR2側端子に正、逆阻止ダイオードDR3側端子に負のパルス状の高電圧が発生する。このパルス状の高電圧は、正側は2次整流回路DR2と被加工物側出力端子Tm2および被加工物側ケーブル7を経て、また負側は逆阻止ダイオードDR3、電極側出力端子Tm1および電極側ケーブル6を経て、電極4と被加工物5との間に加わる。
【0004】
ここで、このパルス状の高電圧が電極4と被加工物5との間の絶縁破壊電圧よりも高い時は、この間に火花放電が発生し、この火花放電によって溶接用の主アーク放電が誘発される。一方、このときのパルス状電圧が電極4と被加工物5との間の絶縁を破壊するには不十分であるときは、このパルス状電圧は、電極側ケーブル6と被加工物側ケーブル7との間の浮遊容量を充電する。この充電電荷は、逆阻止ダイオードDR3によって阻止されて2次整流回路DR2に逆流することが防止され維持される。制御回路CL1は、先のスイッチング回路の遮断によって主アークが発生しなかったときには、一定の時間の後に再度スイッチング回路TR2を一定時間導通させて再度遮断する。このスイッチング回路の再度の導通および遮断によってリアクトルL1は再びパルス状の高電圧を発生する。この高電圧はさきに電極側ケーブル6と被加工物側ケーブル7との間の浮遊容量に充電されていた電圧と同極性であるので、この電圧をさらに上昇させる。この結果によっても電極4と被加工物5との間の絶縁が破壊されない時は、再びスイッチング回路TR2が導通と遮断を繰返す。これによって、電極側ケーブル6と被加工物側ケーブル7との間の浮遊容量の充電が進行し、ついには電極4と被加工物5との間の絶縁を破壊するに至り、火花放電が発生し、これによって主アークが誘発されることになる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来装置においては、逆阻止ダイオードDR3が、電極側ケーブル6と被加工物側ケーブル7との間の浮遊容量に充電された充電電荷を阻止して2次整流回路DR2に逆流することを防止するが、逆阻止の作用を開始する前に逆阻止ダイオードDR3の接合部にある静電容量を電極側ケーブル6と被加工物側ケーブル7との間の浮遊容量の電荷によって充電する必要がある。しかし溶接電流は一般に大きいので、逆阻止ダイオードDR3の接合部の静電容量が電極側ケーブル6と被加工物側ケーブル7との間の浮遊容量に対して無視できるどころか逆阻止ダイオードDR3の接合部の静電容量の方が電極側ケーブル6と被加工物側ケーブル7との間の浮遊容量より大きくなってしまうことがある。また同様に2次整流回路DR2にも接合部の静電容量が存在する。
例えば、2次整流回路DR2および逆阻止ダイオードDR3の接合部の各静電容量は5,000ないし20,000pFであるのに対して、ケーブルの浮遊容量はせいぜい100ないし250pF程度である。
【0006】
このため、スイッチング回路TR2の遮断時に発生したリアクトルL1のパルス電圧が無くなった時点においては、リアクトルL1を通して電極側ケーブル6と被加工物側ケーブル7間の静電容量に充電された電荷が2次整流回路DR2と逆阻止ダイオードDR3との各接合部の静電容量の直列回路に供給されてこれらを充電する。ここで、2次整流回路DR2の静電容量をC2 とし、逆阻止ダイオードDR3の静電容量をC3 、ケーブル間の浮遊容量をCs とすると、スイッチング回路TR2が遮断してリアクトルL1によって発生した電圧によってケーブル間の浮遊容量に充電された電圧Vcsは、パルス状の電圧がなくなった時点でそれぞれの接合部の静電容量を充電するので最終的に下記の式を満足する電圧Vs となる。
Cs ・Vcs=(Cj +Cs )・Vs
但し、Cj =C2 ・C3 /(C2 +C3 )
となるから
Vs ={Cs /(Cj +Cs )}・Vcs
となる。ここで前述のようにC2 およびC3 がCs の25倍ないし100倍程度であると、Cj もC2 およびC3 の約25ないし100倍となるので、
Vs =(1/26)Vcsないし(1/101)Vcs
となり、Vs は当初の電圧Vcsから大幅に低下してしまうことになる。しかも、これらの接合部の充電電荷は次のスイッチング回路TR2の導通時に放電されてしまう。このために電極4と被加工物5との間の絶縁を破るためにはスイッチング回路TR2の導通・遮断の動作回数が非常に多く必要になったり、あるいは電極4被加工物5間との間の絶縁を破るための電圧まで達しないことにもなる。さらに、スイッチング回路TR2を繰り返し動作させることは、この方式のノイズ低減効果を減殺してしまうことになる。この傾向は、ケーブルが短くなるほど顕著になり、ケーブル間の浮遊容量の大小によって大きく変化する。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記従来装置の問題点を解決するために、逆阻止ダイオードDR3の接合部の静電容量より十分に大きい容量のコンデンサを備え、それに一旦電荷を蓄積して安定な直流高電圧としその端子電圧を電極4・被加工物5間に加え、低ノイズで安定なアーク起動を得ようとするものである。
【0008】
【実施例】
以下、本発明を図示の実施例によって説明する。
図2は本発明の実施例を示す接続図である。図2において、スイッチング回路TR2はリアクトルL1と2次整流回路DR2の正出力端子との間を短絡して、リアクトルL1に強制的に溶接電流と同極性の電流を流すためのスイッチング回路であり、スイッチング用トランジスタやゲートターンオフサイリスタ(GTO)などの自己消弧型スイッチング素子または適当な転流回路を設けたサイリスタあるいは真空スイッチのような高耐圧の機械式スイッチ等が使用出来る。C4はコンデンサ、DR4はバイパスダイオード、R4は抵抗器である。CL2は制御回路であり、インバータ回路TR1とともにスイッチング回路TR2も制御する。同図において、その他は図1の従来装置と同じ機能の部品またはアセンブリのものに同一の符号を付して説明を省略する。
【0009】
図2において、溶接の開始に当り作業者は電極4を被加工物5に接近させ、起動スイッチ8を押す。制御回路CL2は起動スイッチ8からの起動信号を受けて、インバータ回路TR1に駆動信号を送ってこれを起動するとともにスイッチング回路TR2に導通,遮断指令信号を供給する。インバータ回路TR1の起動によってインバータトランスT1の1次側には数10kHzの電圧が加わり、2次側でアーク溶接に必要な電圧値に変換されて、2次整流回路DR2によって直流に変換されてリアクトルL1とスイッチング回路TR2の直列接続回路に加えられる。スイッチング回路TR2が導通すると2次整流回路DR2の出力はリアクトルL1を通して短絡されることになり、このリアクトルL1とスイッチング回路TR2の直列回路を流れる電流は時間の経過とともに増加してゆく。制御回路CL2はリアクトルL1とスイッチング回路TR2との直列回路を流れる電流がある一定値になる頃に、インバータ回路TR1への駆動信号は加えたままにしておいて、スイッチング回路TR2に対する導通指令信号を絶ち、これを遮断する。この結果リアクトルL1の電流が零に向って急変しようとするので、その急変を阻止する方向、すなわちリアクトルL1の2次整流回路DR2側端子に正、逆阻止ダイオードDR3側端子に負のパルス状の高電圧が発生する。このパルス状の高電圧は、リアクトルL1、2次整流回路DR2、コンデンサC4、バイパスダイオードDR4、逆阻止ダイオードDR3の回路でコンデンサC4を充電する。
【0010】
このとき、コンデンサC4の容量を2次整流回路DR2や逆阻止ダイオードDR3の接合部の容量よりも十分に大きく、例えば10倍程度(先に示したような2次整流回路DR2と逆阻止ダイオードDR3の両方の接合部の静電容量が総合して10,000pF程度のときは0.001μF程度)としておくと、リアクトルL1に蓄えられていたエネルギーの大部分はコンデンサC4に充電されることになる。パルス状電圧によってコンデンサC4とケーブル間の浮遊容量Cs とに充電される電圧をVcs、パルス状電圧がなくなった時点で2次整流回路DR2と逆阻止ダイオードDR3の両方の接合部の静電容量
Cj =C2 ・C3 /(C2 +C3 )
に充電される電圧をVs 、コンデンサC4の静電容量をC4 とすると、
(C4 +Cs )Vcs=(C4 +Cs +Cj )Vs
であるから、ここでCs <<C4 、Cj =C4 ・1/10とすると、
Vs =Vcs・10/11
となってほとんど変化しない。このコンデンサC4の充電電圧は、スイッチング回路TR2が導通、遮断を繰り返すことによって上昇し、正側は被加工物側出力端子Tm2および被溶接物側ケーブル7を経て、また負側は電流制限抵抗器R4、電極側出力端子Tm1および電極側ケーブル6を経て、電極4と被加工物5との間に加わる。この高電圧が電極4と被加工物5との間の絶縁破壊電圧よりも高い時は、この間に火花放電が発生し、この火花放電によって溶接用の主アーク放電が誘発される。スイッチング回路TR2の導通、遮断の動作は、主アークの発生を電流検出器CT1が検出したときに停止するようにしてもよいし、コンデンサC4の電圧が一定値に達したら、あるいはコンデンサC4の電圧が一定値に達するのを見計らって一定回数導通と遮断とを繰り返したら、停止するようにしてもよい。なお、逆阻止ダイオードDR3は電極側出力端子Tm1と被加工物側出力端子Tm2間の高電圧が2次整流回路DR2に印加されて2次整流回路DR2が破損することを防ぐ。
【0011】
このように、リアクトルL1が保有していた電磁エネルギーのほとんどがコンデンサC4に充電され、この充電電荷が電流制限抵抗R4を通して電極4と被加工物5との間に加えられるので、電極側ケーブル6と被加工物側ケーブル7との間の浮遊容量はほぼコンデンサC4の端子電圧にまで充電されることになり、電極4と被加工物5との間の電圧は速やかに上昇してこれらの間の絶縁が破壊されると主アークが誘発される。主アークの発生を出力電流検出器CT1で検出し、制御回路CL1はスイッチング回路TR2の導通遮断の繰り返し動作を中止し、遮断状態を保つ。この結果、浮遊容量の充放電の回数は減少し、これに伴うノイズの発生も少なくなる。
【0012】
図3は、別の実施例である。同図においては、バイパスダイオードDR4をリアクトルL1と逆阻止ダイオードDR3との間に接続して、コンデンサC4の充電回路に逆阻止ダイオードDR3が含まれないようにした点のみ図2の実施例と異なり、その他は図2と同様であるので動作の詳細な説明は省略する。
【0013】
なお、図2および図3においては、逆阻止ダイオードDR3は2次整流回路DR2正側端子と出力端子Tm2との間に出力端子Tm2側をカソードとするように接続してもよい。また、抵抗器R4、ダイオードDR4は省略してコンデンサC4を直接出力端子Tm1とTm2との間に接続してもよい。また、上記のいずれの実施例においても、数100MΩの抵抗器をコンデンサC4と並列になるように接続しておくと、万一アークの起動に失敗してもコンデンサC4に充電された高い電圧が動作を中止した後は比較的短時間の間に放電して低下するので、誤って電極に触れても電撃の危険性がなくなる。
【0014】
図4は、図2および図3を上記のように変更したものであり、ダイオードDR4および抵抗器R4を除いてある。また、出力端子間には抵抗器R5を接続してある。これにより、動作停止後にコンデンサC4の残留電荷を比較的短時間に放電するようにしている。この抵抗器の抵抗値はコンデンサC4の静電容量に応じてその放電時定数がスイッチング回路TR2の導通・遮断の繰り返し周期よりも十分にながくなるように、例えば数秒程度に定めるのが望ましい。
【0015】
図5は、さらに別の実施例である。同図においては、コンデンサC4と抵抗器R4との直列回路はリアクトルL1と逆阻止ダイオードDR3との直列回路に並列に接続されており、スイッチング回路TR2が導通から遮断したときにリアクトルL1に発生するパルス状の高電圧はリアクトルL1、コンデンサC4、バイパスダイオードDR4の回路でコンデンサC4を充電する。コンデンサC4に充電された高電圧は、正側は2次整流回路DR2、被加工物側出力端子Tm2、被加工物側ケーブル7を、負側は電流制限抵抗器R4、電極側出力端子Tm1、電極側ケーブル6を、経て被加工物5と電極4間にかかる。このとき、バイパスダイオードDR4はリアクトルL1によってコンデンサC4の高電圧が短絡されることを、逆阻止ダイオードDR3はコンデンサC4と電流制限抵抗器R4との直列回路の両端に現れた高電圧がリアクトルL1によって短絡されることを防ぐとともに電極側ケーブル6と被加工物側ケーブル7との間の浮遊容量に充電された電荷によって2次整流回路DR2に逆方向の高電圧が印加されることを防止する。その他は図2と同様であるので動作の詳細な説明は省略する。
【0016】
図6は、さらに別の実施例である。同図においては、バイパスダイオードDR4と抵抗器R4とを並列にしている点のみが図6の実施例と異なる。同図の場合、リアクトルL1に発生するパルス状の高電圧はリアクトルL1、コンデンサC4、バイパスダイオードDR4、逆阻止ダイオードDR3の回路でコンデンサC4を充電する。コンデンサC4に充電された高電圧は、正側は2次整流回路DR2、被加工物側出力端子Tm2、被加工物側ケーブル7を、負側は電流制限抵抗器R4、電極側出力端子Tm1、電極側ケーブル6を、経て被加工物5と電極4間にかかる。このとき、逆阻止ダイオードDR3はコンデンサC4と電流制限抵抗器R4との直列回路の両端に現れた高電圧がリアクトルL1によって短絡されることを防ぐ。その他は図5と同じなので動作の詳細な説明は省略する。
【0017】
図7は、さらに別の実施例であり、アーク点孤のために高電圧を発生するリアクトルとして、リアクトルL2を設けている。同図において、リアクトルL2は絶縁された二つの巻線L2(1/2) とL2(2/2) に分かれ、両巻線は磁気的に密に結合されている。スイッチング回路TR2によってリアクトルL2(1/2) の電流を断続し、磁気結合されたリアクトルL2(2/2) に誘起されるパルス状の高電圧によってコンデンサC4を充電する。その他は図5と同様であるので詳細な説明は省略する。
【0018】
図8は、さらに別の実施例である。リアクトルL2は絶縁された二つの巻線L2(1/2) とL2(2/2) に分かれ、スイッチング回路TR2によってリアクトルL2(1/2) の電流を断続し、リアクトルL2(2/2) に発生するパルス状の高電圧によってコンデンサC4を充電する。その他は図6と同様であるので詳細な説明は省略する。
【0019】
図7および図8の実施例においては、リアクトルL2(1/2) とL2(2/2) との巻数比を適当に選定することにより、スイッチング回路TR2に流す電流を自由に設定することが出来る。
【0020】
図9は、さらに別の実施例である。同図においては、リアクトルL2(1/2) に流す電流の電源として溶接出力回路とは絶縁されたインバータトランスT2の溶接出力回路側とは別の2次巻線とその2次整流回路DR5を別に設けているところが図7と異なるだけであり、その他は図7と同様であるので詳細な説明は省略する。同図の実施例においては、スイッチング回路TR2が溶接回路から絶縁されているので、制御回路の溶接回路からの絶縁が容易になる。
【0021】
図10は、さらに別の実施例である。同図において、リアクトルL3は絶縁された二つの巻線L3(1/2) とL3(2/2) に分かれ、TR2によってリアクトルL3(1/2) の電流を断続し、リアクトルL3(2/2) に発生するパルス状の高電圧によってリアクトルL3(2/2) ,コンデンサC4,バイパスダイオードDR4の回路でコンデンサC4を充電する。コンデンサC4に充電された高電圧は、正側はL1、2次整流回路DR2、被加工物側出力端子Tm2、被加工物側ケーブル7を経て、また負側は電流制限抵抗器R4、電極側出力端子Tm1、電極側ケーブル6を経て、被加工物5と電極4間にかかる。このとき、逆阻止ダイオードDR3はコンデンサC4と電流制限抵抗器R4との直列回路の両端に現れた高電圧が溶接電流回路よって短絡されることを防ぎ、バイパスダイオードDR4はリアクトルL3(2/2) によってコンデンサC4の高電圧が短絡されることを防ぐ。同図の場合、リアクトルL3(2/2) には溶接電流は流れない。したがって、図7ないし図9に示した実施例のリアクトルL2(2/2) よりも電流容量を小さいものでよいことになる。その他は図9と同様であるので詳細な説明は省略する。
【0022】
図11は、さらに別の実施例である。同図においては、リアクトルL4は主巻線L4(1/2) とこれに磁気結合した補助巻線L4(2/2) とからなり、スイッチング回路TR2はリアクトルL4(1/2) を通して2次整流回路DR2の出力を短絡するように接続されている。リアクトルの補助巻線L4(2/2) はバイパスダイオードDR4と直列にしてコンデンサC4の端子間に接続されている。同図において、スイッチング回路TR2によってリアクトルL4(1/2) の電流を断続し、リアクトルL4(2/2) に発生するパルス状の高電圧によってリアクトルL4(2/2) ,コンデンサC4,バイパスダイオードDR4の回路でコンデンサC4を充電する。コンデンサC4に充電された高電圧は、正側は被加工物側出力端子Tm2、被加工物側ケーブル7を、負側は電流制限抵抗器R4、電極側出力端子Tm1、電極側ケーブル6を、経て被加工物5と電極4間にかかる。このとき、逆阻止ダイオードDR3はコンデンサC4の高電圧が2次整流回路DR2にかかって2次整流回路DR2を破壊することから防ぎ、バイパスダイオードDR4はリアクトルL4(2/2) によってコンデンサC4に充電された高電圧が短絡されることを防ぐ。同図の場合、リアクトルL4(2/2) には溶接電流は流れない。したがって、リアクトルL4は図7ないし図9に示した実施例のリアクトルL2(2/2) よりも電流容量が小さなものでよいことになる。その他は図2ないし図4と同様であるので詳細な説明は省略する。
【0023】
図12は、さらに別の実施例である。同図の場合には、図10の実施例と同様に、絶縁された二つの巻線L5(1/2) とL5(2/2) に分かれたリアクトルL5を用いており、リアクトルL5(2/2) はバイパスダイオードDR4と直列にしてコンデンサC4の両端に接続されている。スイッチング回路TR2によってリアクトルL5(1/2) の電流を断続し、リアクトルL5(2/2) に発生するパルス状の高電圧によってリアクトルL5(2/2) ,コンデンサC4,バイパスダイオードDR4の回路でコンデンサC4を充電する。コンデンサC4に充電された高電圧は、正側は被加工物側出力端子Tm2、被加工物側ケーブル7を、負側は電流制限抵抗器R4、電極側出力端子Tm1、電極側ケーブル6を、経て被加工物5と電極4間にかかる。このとき、逆阻止ダイオードDR3はコンデンサC4の高電圧が2次整流回路DR2にかかって2次整流回路DR2を破壊することから防ぎ、バイパスダイオードDR4はリアクトルL5(2/2) によってコンデンサC4に充電された高電圧が短絡されることを防ぐ。同図の場合も、図10に示した実施例のリアクトルL3(2/2) と同様にリアクトルL5(2/2) には溶接電流は流れないので電流容量が小さなものでよいことになる。その他は図2ないし図4および図11と同様であるので詳細な説明は省略する。
【0024】
【その他の実施例】
図2ないし図6において、スイッチング回路TR2をリアクトルL1に中間端子を設け、その中間端子と2次整流回路DR2の正出力端子間に接続してリアクトルL1の一部に直流電流を流し、それを断続するようにしてもよい。
【0025】
図7ないし図9においては、リアクトルL2(2/2) がリアクトルL1の機能をも持たせたものとするときは、リアクトルL1を省略出来る。
【0026】
また、図5ないし図9においては、ダイオードDR4と抵抗器R4とを除去し、コンデンサC4を出力端子Tm1と2次整流回路DR2の負出力端子との間に接続すればよい。図10ないし図12においては、抵抗器R4を除去し、ダイオードDR4とコンデンサC4とを出力端子Tm1に直接接続すればよい。
【0027】
さらに、起動操作をするときは、電極4を被溶接物5に接近させた状態で行うものであり、スイッチング回路TR2の導通と遮断とを数回繰返したときにアークは起動されてスイッチング回路は動作を停止するのが通常である。しかし、電極が被溶接物から極端に離れ過ぎているとこれが永久にスタート出来ないことになる。このようなときは、スイッチング回路TR2の導通遮断動作の繰返しは無駄であり、かつ高電圧が電極に印加され続けることになるので、これを防止し、機器の保護をはかるためにスイッチング回路のON−OFF動作は数回ないし10数回程度行なうと停止するように、その動作回数を制限することが望ましい。このためには、制御回路CL2にスイッチング回路TR2の動作回数を計数しその繰返し回数が設定回数に達したときに異常として装置を停止する機能を持たせればよい。
【0028】
前記いずれの実施例においても、溶接電源の主回路はインバータ制御式を用いて説明したが、本発明の実施に当たっては溶接電源の主回路方式はインバータ制御式に限られるものではない。すなわちトランスの2次側でのサイリスタ制御、直流のチョッパ制御等であってもよい。さらにその出力形態は先に説明した直流以外に周期的に脈動する成分を含むものやパルス波形のものでも良いのはもちろんである。
【0029】
さらに、上記各実施例は、本発明をアーク溶接に適用する場合についてのみ説明したが、本発明はアーク放電を利用して加工を行うものであればなんでも適用出来るものであり、例えば溶接以外にアーク切断、アーク溶射、アーク加熱、アーク溶融などに適用出来る。
【0030】
また、パイロットアークを用いないプラズマアーク溶接やプラズマアーク切断にも適用出来る。
【0031】
【発明の効果】
本発明は、上記の通り高周波発生装置が発生する高周波を使わずに、リアクトルに流す電流を導通、遮断を繰り返し、遮断時に発生する高電圧を一旦コンデンサに充電しして脈動の少ない直流高電圧にしてアーク起動に利用するものであるので、大形で高価な高周波発生装置が不要となるばかりでなくケーブルの長さや電極と被溶接物間の浮遊容量の大小にかかわらず、確実なアーク起動が可能となり、ノイズ障害をほとんど無くすことができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のアーク加工装置の例を示す接続図
【図2】本発明をアーク溶接に適用したときの実施例を示す接続図
【図3】本発明をアーク溶接に適用したときの別の実施例を示す接続図
【図4】本発明をアーク溶接に適用したときの別の実施例を示す接続図
【図5】本発明をアーク溶接に適用したときのさらに別の実施例を示す接続図
【図6】本発明をアーク溶接に適用したときのさらに別の実施例を示す接続図
【図9】本発明をアーク溶接に適用したときのさらに別の実施例を示す接続図
【図10】本発明をアーク溶接に適用したときのさらに別の実施例を示す接続図
【図11】本発明をアーク溶接に適用したときのさらに別の実施例を示す接続図
【図12】本発明をアーク溶接に適用したときのさらに別の実施例を示す接続図
【符号の説明】
4 電極
5 被加工物
6 電極側ケーブル
7 被加工物側ケーブル
8 起動スイッチ
9 遠隔出力調整器
10 溶接電源
11 溶接電源
DR1 1次整流回路
DR2 2次整流回路
DR3 逆阻止ダイオード
DR4 バイパスダイオード
DR5 2次整流回路
TR1 インバータ回路
TR2 スイッチング回路
T1、T2 インバータトランス
L1 リアクトル
C4 コンデンサ
L2(1/2) 、L2(2/2) リアクトル
L3(1/2) 、L2(2/2) リアクトル
L4(1/2) 、L4(2/2) リアクトル
L5(1/2) 、L5(2/2) リアクトル
CT1 出力電流検出器
CL1、CL2 制御回路
Tm1 電極側出力端子
Tm2 被加工物側出力端子
R1 抵抗器
R4 電流制限抵抗器
R5 放電用抵抗器
Claims (13)
- 直流電源と出力端子との間にリアクトルと逆阻止ダイオードとの直列回路を直列に接続し、正負出力端子間にコンデンサを接続し、アーク起動時に前記リアクトルまたは前記リアクトルの一部に強制的に直流電流を所定時間幅と間隔で繰り返し断続的に流すためのスイッチング回路を設けたアーク加工装置。
- 直流電源と出力端子との間にリアクトルと逆阻止ダイオードとの直列回路を直列に接続し、正負出力端子間にコンデンサと抵抗器との直列回路を接続し、アーク起動時に前記リアクトルまたは前記リアクトルの一部に強制的に直流電流を所定時間幅と間隔で繰り返し断続的に流すためのスイッチング回路を設け、前記スイッチング回路が遮断時に前記リアクトルに発生する電圧に対して順方向となる極性で前記抵抗器をバイパスする位置にダイオードを接続したアーク加工装置。
- 直流電源と出力端子との間にリアクトルと逆阻止ダイオードとの直列回路を直列に接続し、コンデンサを前記リアクトルまたは前記リアクトルと逆阻止ダイオードとの直列回路に並列に接続し、アーク起動時に前記リアクトルまたは前記リアクトルの一部に強制的に直流電流を所定時間幅と間隔で繰り返し断続的に流すためのスイッチング回路を設けたアーク加工装置。
- 直流電源と出力端子との間にリアクトルと逆阻止ダイオードとの直列回路を直列に接続し、コンデンサと抵抗器との直列回路を前記リアクトルまたは前記リアクトルと逆阻止ダイオードとの直列回路に並列に接続し、アーク起動時に前記リアクトルまたは前記リアクトルの一部に強制的に直流電流を所定時間幅と間隔で繰り返し断続的に流すためのスイッチング回路を設け、前記スイッチング回路が遮断時に前記リアクトルに発生する電圧に対して順方向となる極性で前記抵抗器をバイパスする位置にダイオードを接続したアーク加工装置。
- 請求項1ないし4のいずれかに記載のリアクトルは、溶接電流を通電する主巻線と、前記主巻線に磁気結合した補助巻線とを有し、前記スイッチング回路はアーク起動時に前記主巻線に強制的に直流電流を所定時間幅と間隔で繰り返し断続的に通電して、前記補助巻線に発生する高電圧によってコンデンサを充電するアーク加工装置。
- 直流電源と出力端子との間にリアクトルと逆阻止ダイオードとの直列回路を直列に接続し、正負出力端子間にコンデンサを接続し、1次および2次巻線を有する補助リアクトルと前記補助リアクトルの1次巻線にアーク起動時に強制的に直流電流を所定時間幅と間隔で繰り返し断続的に流すためのスイッチング回路とを設け、前記補助リアクトルの2次巻線は前記スイッチング回路が遮断時に前記補助リアクトルの2次巻線に発生する電圧に対して順方向となる極性のダイオードと直列にして前記コンデンサに並列に接続したアーク加工装置。
- 直流電源と出力端子との間にリアクトルと逆阻止ダイオードとの直列回路を直列に接続し、正負出力端子間にコンデンサと抵抗器との直列回路を接続し、1次および2次巻線を有する補助リアクトルと前記補助リアクトルの1次巻線にアーク起動時に強制的に直流電流を所定時間幅と間隔で繰り返し断続的に流すためのスイッチング回路とを設け、前記補助リアクトルの2次巻線は前記スイッチング回路が遮断時に前記補助リアクトルの2次巻線に発生する電圧に対して順方向となる極性のダイオードと直列にして前記コンデンサに並列に接続したアーク加工装置。
- 直流電源と出力端子との間にリアクトルと逆阻止ダイオードとの直列回路を直列に接続し、コンデンサを前記リアクトルまたは前記リアクトルと逆阻止ダイオードとの直列回路に並列に接続し、1次および2次巻線を有する補助リアクトルと、アーク起動時に前記補助リアクトルの1次巻線に強制的に直流電流を所定時間幅と間隔で繰り返し断続的に流すためのスイッチング回路とを設け、前記補助リアクトルの2次巻線を前記スイッチング回路が遮断時に前記補助リアクトルの2次巻線に発生する電圧に対して順方向となる極性のダイオードと直列にして前記コンデンサと並列に接続したアーク加工装置。
- 直流電源と出力端子との間にリアクトルと逆阻止ダイオードとの直列回路を直列に接続し、コンデンサと抵抗器との直列回路を前記リアクトルまたは前記リアクトルと逆阻止ダイオードとの直列回路に並列に接続し、1次および2次巻線を有する補助リアクトルと、アーク起動時に前記補助リアクトルの1次巻線に強制的に直流電流を所定時間幅と間隔で繰り返し断続的に流すためのスイッチング回路とを設け、前記補助リアクトルの2次巻線を前記スイッチング回路が遮断時に前記補助リアクトルの2次巻線に発生する電圧に対して順方向となる極性のダイオードと直列にして前記コンデンサと並列に接続したアーク加工装置。
- 請求項1ないし9のいずれかに記載のコンデンサ、前記コンデンサと抵抗器との直列回路または前記出力端子の間のいずれかに、前記コンデンサの放電回路を形成する高抵抗値の抵抗器を並列に接続したアーク加工装置。
- 請求項1ないし10のいずれかに記載のスイッチング回路は、溶接回路から絶縁された直流電源とスイッチング素子とからなるアーク加工装置。
- 請求項1ないし11のいずれかに記載のスイッチング回路は、加工用の主アークが発生したときに動作を停止する回路であるアーク加工装置。
- 請求項1ないし11のいずれかに記載のスイッチング回路は、加工用の主アークが発生したときまたはあらかじめ定められた回数だけ動作を繰り返したときのいずれか早い時期に停止する回路であるアーク加工装置。
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