JPS59174277A - 直流ア−ク溶接用電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、アーク溶接用電源のうち、たとえば、イン
バータ式直流アーク溶接用電源装置に関するもので−特
に、出力変圧器の偏磁（磁束分布にかたよりを生じる作
用）？検出して、スイッチング素子の破損を防止するよ
うにした直流アーク溶接用電源装置に関するものである
。

第１図は従来のこの踵直流アーク溶接機の電源回路図で
、（１）は６相ライン入力、（２）は第１の整流回路、
（６）は平滑用コンデンサ、（４ａ）（４ｂ）（４ｃ）
（４ｄ）はフルブリッジ型に構成されたスイッチングパ
ワートランジスタ等からなるスイッチング素子、（５ａ
）（５ｂ）（５ｃ）（５ｄ）は帰還用ダイオード、（６
）は出力変圧器、（７）は第２の出力整流回路、（８）
はフィルタ・リアクトル、（９）は電極、（１０）は溶
接用母材、（１１）は出力変圧器（６）の漏れインダク
タンスである。

従来の直流アーク溶接用電源装置は上記のよ５に構成さ
れているので、６０Ｈｚの６相ライン入力（１）は、第
１の整流回路（２）、および平滑用コンデンサ（６）（
・てよって直流に変換される。このようにして変換され
た直流電流は、互いに対角線上に配置された一対のスイ
ッチング素子（４ａ）と（４ｄ）、および（４ｂ）と（
４Ｃ）に所定の休止期間を与えてこれを交互ｖ６（ｆｉ
１１’−Ｏｆ’Ｆ’ｌさせることによって、断続交流に
変換される。次に、この断続交流電流は出力変圧器（６
）によって低い電圧に変換されたあと、第２の出力整流
回路（７１と、フィルタ・リアクトル（８）とによって
直流電圧に変拗され、箔接角荷である′電極（９）と溶
接用母材（１０）とに供給するようになされている。な
お、上記スイッチング素子（４ａ）と（４ｄ）、および
（４ｄ）と（４Ｃ）の休止期間中は、出力変Ｆｆ器（６
）の漏れインダクタンス（１１）にたくわえられた電磁
エネルギを、帰還用ダイオード（５ａ）（５ｂ）（５ｃ
）（５ｄ）’＆介して平滑用コンデンサ（６）に帰還さ
せ、また、フィルタ・リアクトル（８）にたくわえられ
たエネルギは一第２の出力整流回路（７）を介して溶接
負荷である電極（９）、および溶接用母材（１０）に還
流するようになされている。

従来の−この踵直流アーク溶接用電源装置は上記のよう
に構成されているので、各スイッチング素子（４ａ）（
４ｂ）（４ｃ）（４ｄ）の特性の「バラツキ」によシ、
出力変圧器（６）の両端にかかる電圧の「正」、および
狂負」の電圧時間積に「偏磁」が発生すると、上記出力
変圧器（６）に直流電流が流れ、この直流電流が大きい
場合には、スイッチング素子（４ａ）（４ｂ）（４ｃ）
（４ｄ）を破壊するおそれが生じる欠点がある。

この発明は、かかる点に着目してなされたもので一出力
変ＦＥ器の一次側電流の直流分を検出し″、その直流分
を減少させることによって、スイッチング素子の破壊を
未然に防止するようにＥ−だ直流アーク溶接用電源装置
を提供しようとするものである。

すなわち、第２図〜第６図Ｃオ何オフもこの発明の一火
施例を示すものであるが、上述（、−た従来のもの（第
１図）と同一符号は同−構成部利につぎその説明を省略
する。

まず、第２図の電源回路図において、（１１１）は出力
変圧器（６）の−次側に挿入されたシャント等の電流検
出器、（１２）はこの電流検出器（１１１）からの入力
から直流分を検出する偏磁検出器、（１３）はスイッチ
ング素子（４ａＨ４ｂ）（４ｃ）（４ｄ）の基本Ｉ″Ｏ
ＮＪＯＮＪ時間る電圧を発生させる基本電圧発生回路、
（１４）はこの基本電圧発生回路（１３）と、上記偏磁
検出５（１２）とからの入力によシ、スイッチング素子
（４ａ）（４ｂ）（４ｃ）（４ｄ）のｒ′ＯＮ１時間を
決定する補正回路、（１５ａ）（１５ｂ３ｉ：ｉこの補
正回路（１４）からの入力をパルス幅変調（Ｐ、ＷＭ）
するためのパルス幅変調器、（１６）はこのパルス幅変
調器（１５ａ）（１５ｂ）からの出力によってスイッチ
ング素子（４ａ）（４ｂ）（４ｃ）（４ｄ）をｒＯＮＪ
ｒｏＦＦＪさせるためのベース回路である。

この発明の直流アーク溶接用電源装置は上記のように構
成されているので、電流検出器（１１１）によって検出
された出力変圧器（６）の−次側電流信号ｒＶＪは偏磁
検出器（１２）に入力される。この−次側電流信号１’
Ｖ’、Ｊは、第２図に示すように、出力変圧器（６）の
−次電流が矢印「ｉ」の方向に流れたときに「正」にな
るように出力される。上述したように偏磁検出器（１２
）に入力された一次側電流信号「Ｖｌ」は、第３図に示
すように、この偏磁検出器（１２）内の増幅器（１７）
により増幅され、次いで、フィルタ（１８）によって交
流分をカットするようになされているため、その出力ｆ
ｆ、Ｊには、増幅器（１８）の出力ｌＶ、Ｊの直流分が
出力される。ｒ、５になされている。

次に、第２の出力整流回路（７）の出力ＩＶ、Ｊの平均
電圧は、基本電圧発生回路（１６）の出力ＩＶ、Ｊとほ
ぼ比例するため、基本電圧発生回路（１６）の出力ＩＶ
Ｊの値によって、溶接負荷電流の値を決定するようにな
されている。

次に、偏磁検出器（１２）の出力ｒｖ３」と、基本電圧
発生回路（１ろ）の出力ｒＶ４Ｊとを入力した補正回際
１４）は出力ｆＶｓＪＩＶ６［出力するが、第４図に示
すように、一方の出力「ｖ５」は、基本電圧発生回路（
１６）の出力ｒＶａＪｌｃ、Ｇ’ｌａ検出器（１２）ノ
出力ｒＶ３Ｊヲ加！！（１９）によって加算した値であ
り、また、他の出力ｒ′ｖ６」ハ、基本ＮＦＥ発生回Ｗ
ｒ　（１３）＋７）　出力ＩＶｄカラ、偏磁検出器（１
２）の出力■３」ン引算器（２０）によって引譜４した
ものである。

すなわち、偏磁検出器（１２）の出力ｒｖ３」が「正」
であれば、補正回路（１４）の一方の出力１’ＶＪは増
太し、他方の出力ｒＶＪは減少するよ５になされておシ
、また、偏磁検出器（１２）の出力ｒ’Ｖ３Ｊが「負」
であれば、補正回路（１４）の一方の出力ｒＶＪは減少
し、他方の出力ｒｖａｌは増大するようになされている
。

次に、上記補正回路（１４）の出力「ｖＬｌｒＶｌは、
パルス幅変調器（１５ａ）（１５ｂ）においてパルス幅
変調されて出力ＩＶ７Ｊ　ｒｖａＪとなり、第５図に示
すように、一方の出力ｌＶ７」はベース回路（１６）内
の駆動回υ猷２１）と（２６）とに入力され、その出力
ｌ′Ｖ９」とＩＶ、、ｌとは、そね、ぞれスイッチング
素子（４ｂ）と（４ｃ）とをＩ′ＯＮ、１ｒＯＦＦＪさ
せ、また、他方の出力「Ｖ８」は、駆動回路（２２）、
！−（２４）　ト［入力すｉ、ソノ出力ｒｖ１ｏＪｒ′
ｖ１２」トは、それぞれスイッチング素子（４ａ）ト（
４ｄ）　トｔＪＯＮｌｒＯＦＦＪさせるようになされて
おり、結局、偏磁検出ｇＲ１２）の出力ＩＶ３Ｊが「正
」であれば、一方のスイッチング素子（４ａ）と（４ｄ
）のｌ”ＯＮＪ時間が増大し、他方のスイッチング素子
（４ｃ）と（４ｂ）の１−ＯＮＪ時間が減少するもので
ある。

以上述べた動作を第６図に示す制御回路のフローチャー
トによって説明すると、いま、１＝１ｏの状態において
、伺等かの原因により偏磁が生じ、偏磁検出器（１２）
の出力Ｕ′Ｖ３」に、１ＶａｏＪになる出力が発生した
とすると、その結果、補正回路（１４）の一方の出力Ｉ
ＶＪは増大し、他方の出力ＩＶＪが減少することによっ
て、一方のパルス幅変調器（１５ｂ）の出力Ｎ７Ｊのパ
ルス幅は広げられ、他方のパルス幅変調ｇＧ（１５ａ）
の出力ｒｖ、Ｊのパルス幅は狭められるため、出力変ａ
Ｅ器（６）の−次電流の直流分が減少することになるわ
けである。

以上述べたように、この発明の直流下−り溶接用電源装
置によれば、出力変圧器の一次側゛亀流の直流分を検出
するとともに、補市回路により、各スイッチング素子の
ｌ’−０Ｎｊ時間を補正することにより、上記出力変Ｅ
Ｅ器の直流分を減少させるようにしたので、「偏磁」が
発生しても従来のようにスイッチング素子を破壊するよ
うなおそれのな（・優れた効果を有するものである。

なお、上述した一実施例においては、フルフ゛１ノツジ
型インバータ式直流了−り浴接機の場合について述べた
が、これに限定されるものでなく、たとえば、）・−７
ブリツジ型、あるいはセンタクツプ型であっても同様の
効果が得られることはし・うまでもない。また、上述し
た一実施例におし・て（まスイッチング素子としてパワ
ートランジスタを用いた場合について述べたが、これ以
外のＧＴＯ−８ＣＲ。

（ゲートターンオフシリコン制量整流器）、またはＦＥ
Ｔ　（電界効果トランジス）等であってもよ（・。

ｉ：、ｌ；、。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のこの踵直流アーク溶接機の電源回路図、
＠２図〜第６図は何ね、もこの発明の一実施例を示すも
ので、第２図は電源回路図、第３図は偏磁検出器の構成
を示すブロック図、第４図は補正回路の構成を示すブロ
ック図、第５図はベース回路の構成を示すブロック図、
第６図は制（財）回路のフローチャートである。 図面中、（１）は６相ライン入力、（２）は第１の整流
回路、（３）は平滑用コンデンサ、（４ａ）（４ｂ）（
４ｃ）（４ｄ）はたとえばスイッチングパワートランジ
スタ等からなるスイッチング素子、（５ａ）（５ｂ）（
５ｃ）（５ｄ）は帰還ダイオード、（６）は出力変圧器
、（力は第２の出力整流回路、（８）はフィルタリアク
トル、（９）は電極、（１０）は溶接用母材、（１１）
は漏れインダクタンス、（１２）は偏Ｓ検出器、（１６
）は基本電圧発生回路、（１４）は補正回路、（１５ａ
）（１５ｂ）はパルス幅変調器、（１６）はベース回路
、（１１１）は電流検出器である。なお、図中同一符号
は同一または相当部分を示す。 第３図　　　　　第４図 １２ 第５図 展 （ Ｖ７　　　Ｖ８ １、事件の表示　　　特願昭　５８−４８２６１号２５
発明の名称 直流アーク溶接用電源装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　　　　東京都千代田区丸の内二丁目２番３号名
　称　　（６０１）三菱電機株式会社代表者片山仁八部 ４、代理人 住　所　　　　　東京都千代「］区丸の内二丁目２番３
号５、　補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄。 ６、　補正の内容 （１）明細書第４頁第１１行の「この種」を１この種の
」と補正する。 （２）明細書第４頁第１５行の「電圧時間積に」の後に
「偏よりか生じて」を加入するっ （３）明細書第６頁第１４行〜第１５行の「出力ｒ　Ｖ
２　ｊ　Ｕを「出力、即ちｒ　Ｖ２Ｊ　、］と補正する
っ以上

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１の整流回路により交流入力を整流するととも
   に、スイッチング素子のスイッチング動作によって変換
   された高周波出力を、出力変圧器および第２の出力整流
   回路により溶接負荷に供給する主直流出力に変換するよ
   うにしたものにおいて一上記出力変圧器の一次側電流の
   直流分を検出する偏磁検出器と、上記スイッチング素子
   の動作時間を補正して上記出力変圧器の直流分を減少さ
   せる補正回路とを付加したことを特徴とする直流アーク
   溶接用電源装置。
2. （２）出力変圧器の一次側に挿入された電流検出器−に
   よって検出された検出電流の直流分を偏磁検出器により
   検出するようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の直流アーク溶接用電源装置。
3. （３）補正回路とスイッチング素子との間に、補正回路
   からの入力をパルス幅変調する一対のパルス幅変調器と
   、このパルス幅変調器からの出力によってスイッチング
   素子をｒＯＮｌｒＯＦＦＪさせるヘース回路とを挿入し
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の直流ア
   ーク溶接用電源装置。
4. （４）補正回路に、スイッチング素子の基本動作時間に
   相当する電圧を発生させる基本電圧発生回路を接続した
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の直流アー
   ク溶接用電源装置。
5. （５）スイッチング素子としてパワートランジスタを用
   いたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の直流
   アーク溶接用電源装置。