JPS62292273A - Power source for plasma arc - Google Patents
Power source for plasma arcInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
３、発明の詳細な説明
〔産業上の利用分野〕
本発明は、グラズマ切断またはプラズマ溶接に使用され
るプラズマアーク用電源に関する。Detailed Description of the Invention 3. Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to a power source for a plasma arc used for plasma cutting or plasma welding.
移行式プラズマアークを利用したプラズマ切断機やプラ
ズマ溶接機では、主アーク回路とパイロットアーク回路
に一つの電源から給電する方式のものが多く、また最近
のプラズマ切断機等では、。Many plasma cutting machines and plasma welding machines that use a transitional plasma arc have a system in which power is supplied to the main arc circuit and pilot arc circuit from one power source, and recent plasma cutting machines, etc.
プラズマアークを安定に発生させるため、インバ。Inva to generate stable plasma arc.
−夕やチョッパによる定電流制御が採用されてい。- Constant current control using a chopper is used.
る。その−例を第２図に示す。Ru. An example is shown in FIG.
第２図において、主電源回路は交流入力端子１゜−次側
整流器２、平滑コンデンサ３、出力制御部。In FIG. 2, the main power supply circuit includes an AC input terminal 1°, a secondary rectifier 2, a smoothing capacitor 3, and an output control section.
であるインバータ４、変圧器５、二次側整流器６１、直
ｆｉ ！Ｊ ７クタ７、パイロットアーク電流を制限す
。Inverter 4, transformer 5, secondary rectifier 61, direct fi! J7 Actor 7 limits the pilot arc current.
る抵抗器８、アークスタート用高周波発生器９、。resistor 8, high frequency generator 9 for arc starting.
カップリングコイルｌＯおよび高周波バイパス用１．１
コンデンサ１１から構成されている。アークスタ。1.1 for coupling coil lO and high frequency bypass
It is composed of a capacitor 11. Arcstar.
−ト時には、電源の無負荷電圧がプラズマ切断ト。- When the voltage is off, the no-load voltage of the power supply is off.
−チの電極１２と母材１３の間に印加され、同時に抵抗
器８と接点ＩＸｂを介して電極１２とノズル１４の間に
も同じ電圧が印加される。また、パ２とノズル１４の間
に高周波放電により導かれてパイロットアークが点じる
。このとき、パイロットアーク電流は抵抗器８によシ制
限される。このパイロットアークによるプラズマ流が作
動ガスに。-H is applied between the electrode 12 and the base material 13, and at the same time, the same voltage is applied between the electrode 12 and the nozzle 14 via the resistor 8 and the contact IXb. Further, a pilot arc is struck between the nozzle 2 and the nozzle 14 by being guided by high frequency discharge. At this time, the pilot arc current is limited by the resistor 8. The plasma flow caused by this pilot arc becomes the working gas.
よってノズル１４から噴出し、母材１３に触れる。Therefore, it is ejected from the nozzle 14 and touches the base material 13.
と、電極１２と母材１３の間に主アークが点じ、。Then, a main arc is struck between the electrode 12 and the base material 13.
切断を開始する。Start cutting.
主アーク電流は、主アーク電流検出器１５の帆用信号と
主アーク電流設定器１６の設定信号を比較部１７で比較
し、比較部１７から出力される主アーク電流制御信号を
インバータ駆動回路１８に入力し、インバータ４の出力
パルス幅を制御することによって設定値に制御され、プ
ラズマアークＯ
（主アーク）を安定に維持する。１９は主アーク電流検
出器１５の検出信号により作動するリレー駆動回路で、
所定の主アーク電流が流れると、リレーＩＸを付勢し、
接点ＩＸｂを開にしてパイロットアーク回路を切るよう
になっている。The main arc current is determined by comparing the sail signal of the main arc current detector 15 and the setting signal of the main arc current setting device 16 in a comparator 17, and converting the main arc current control signal outputted from the comparator 17 to the inverter drive circuit 18. is input to the inverter 4 and controlled to the set value by controlling the output pulse width of the inverter 4, thereby stably maintaining the plasma arc O (main arc). 19 is a relay drive circuit operated by the detection signal of the main arc current detector 15;
When a predetermined main arc current flows, relay IX is energized,
The pilot arc circuit is cut by opening contact IXb.
このように従来の移行式プラズマアーク用電源において
は、パイロットアーク電流を制限するのに抵抗器８を用
いておシ、この抵抗器８は、たとえばエアープラズマ切
断の場合、無負荷電圧２００〜２５０ｖでパイロットア
ーク電流を５〜ＩＯＡに抑。In this way, in the conventional transfer type plasma arc power supply, a resistor 8 is used to limit the pilot arc current, and this resistor 8 has a no-load voltage of 200 to 250 V in the case of air plasma cutting, for example. to suppress the pilot arc current to 5 to IOA.
えるためには、抵抗値を約２００とする必要があ。In order to achieve this, the resistance value must be approximately 200.
シ、その消費電力はアーク電圧によシ異なるが、。However, its power consumption varies depending on the arc voltage.
１〜２裂にもなる。このため、大容量の抵抗器を。It can also be split into 1 or 2 fissures. For this reason, use a large capacity resistor.
必要とし、電源を小形軽量化する上で障害となう。This is an obstacle to making the power supply smaller and lighter.
ていた。また、電流制限素子として抵抗器を用い。was. Also, a resistor is used as a current limiting element.
た場合には、パイロットアーク回路の外部出力時。In case of external output of pilot arc circuit.
性が第３図ａで示すような直線性となシ、アーク。The arc has linearity as shown in Figure 3a.
電圧によって電流が大幅に変動するため、パイロ。Pyro, because the current varies significantly with voltage.
ットアークの安定性が良くなく、特にエアープラ１゜ズ
マ切断においては、パイロットアークを持続させるため
にパイロットアークの発生期間中、高岡。The stability of the pilot arc is not good, especially in air plasma 1° cutting.
波電圧を印加し続ける必要があシ、高周波ノイズが問題
になりやすかった。It was necessary to continue applying wave voltage, and high-frequency noise was likely to be a problem.
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、よ）
小形軽量で、かつパイロットアークの安定性に優れたプ
ラズマアーク用電源を提供することにるる。The purpose of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art.
The aim is to provide a plasma arc power supply that is small and lightweight and has excellent pilot arc stability.
上記目的は、商用周波数の交流入力を一次側整・ ３
・
流器とインバータによシ高周波交流に変換し、変。The above purpose is to adjust the AC input of commercial frequency on the primary side.
- Converted to high-frequency alternating current using a flow device and an inverter.
圧器と二次側整流器を介してトーチの電極と母材。Torch electrode and base metal through pressure vessel and secondary rectifier.
を含む主アーク回路およびトーチの電極とノズル。The main arc circuit including the torch electrode and nozzle.
を含むパイロットアーク回路に並列に給電する場。field to feed the pilot arc circuit in parallel.
合、パイロットアーク回路に電流制限素子として交流リ
アクタを設けることによって達成される。This can be achieved by providing an AC reactor as a current limiting element in the pilot arc circuit.
インバータの出力周波数が高い（たとえば２０１（Ｍ
）ため、パイロットアーク回路に設ける交流リアクタは
、わずかなインダクタンスで従来のバＯ
イロットアーク電流制限用抵抗器と等価なインピーダン
スが得られ、かつ発熱量が少ないため、非常に小形化で
き、プラズマアークに移行した後も従来のようにパイロ
ットアーク回路を切る必要がない。また、非線形素子で
ある交流リアクタを用いることによシ、パイロットアー
ク回路の外部出力特性は第３図すで示すような重下特性
となるため、ａで示す抵抗を用いた場合の出力特性に比
べてパイロットアークの安定性が良好となシ、高周波電
圧を印加し続けなくてもパイロットアークを・ ４ ・
維持できる。The output frequency of the inverter is high (for example, 201 (M
) Therefore, the AC reactor installed in the pilot arc circuit can obtain an impedance equivalent to the conventional barotrot arc current limiting resistor with a small inductance, and generates less heat, so it can be made very small and the plasma arc There is no need to cut off the pilot arc circuit like in the past even after switching to In addition, by using an AC reactor, which is a nonlinear element, the external output characteristics of the pilot arc circuit become the heavy-down characteristics as shown in Figure 3, so the output characteristics when using the resistor shown in a. Compared to this, the stability of the pilot arc is good, and the pilot arc can be maintained without continuing to apply high frequency voltage.
以下、本発明の一実施例を第１図にょｐ説明す・る。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
第１図中、符号１〜７および９〜１８は第２図Ｌ・と対
応する部分を示すが、主アーク回路用二次側・整流器６
とは別のパイロットアーク回路専用の二・する点が第２
図と異なシ、電圧６５の二次巻線のＩｆｆ両端からそれ
ぞれ二次側整流器６、直流リアクタ８．７、母材１３、
電極１２．カップリングコイル１゜０を経て変圧器５の
二次巻線の中点に至る主アー。In FIG. 1, numerals 1 to 7 and 9 to 18 indicate parts corresponding to those in FIG.
The second point is that the pilot arc circuit is separate from the
Different from the figure, the secondary side rectifier 6, DC reactor 8.7, base material 13,
Electrode 12. The main arc passes through the coupling coil 1°0 and reaches the midpoint of the secondary winding of the transformer 5.
り回路と、変圧器５の二次巻線の両端からそれぞ。circuit and from both ends of the secondary winding of transformer 5, respectively.
れ二次側整流器２０、交流リアクタ２１．ノズル、５１
４、電極１２、カップリングコイル１Ｇを経て。secondary rectifier 20, AC reactor 21. Nozzle, 51
4. Through electrode 12 and coupling coil 1G.
変圧器５の二次巻線の中点に至るパイロットアー。Pilot arm leading to the midpoint of the secondary winding of transformer 5.
り回路が形成されている。A circuit is formed.
交流リアクタ２１は、一つの鉄心に巻かれたコ。The AC reactor 21 is a coil wound around a single iron core.
イルの両端をそれぞれ二次側整流器２０のカンード側に
接続し、中間タッグをノズル１４に接続し・て構成され
、交流の半サイクルごとにコイルの両・端から中間タッ
プへ向う電流が交互に流れること・によす、鉄心中の磁
束の向きが反転し、交流リア・フタとして作用するもの
である。Both ends of the coil are connected to the cand side of the secondary rectifier 20, and the intermediate tag is connected to the nozzle 14, so that the current flows alternately from both ends of the coil to the intermediate tap every half cycle of AC. As it flows, the direction of the magnetic flux in the iron core is reversed, acting as an AC rear lid.
アークスタート時に、交流入力端子１に加えら・れた商
用周波数の交流入力は一次側整流器２と平・滑コンデン
サ３で直流に変換され、次いでインパ・−タ４で高周波
交流（たとえば２０ｋＭ）に変換・されて変圧器５の一
次側に印加され、二次側に無ＩＯ負荷電圧を発生する。At arc start, the AC input at a commercial frequency applied to the AC input terminal 1 is converted to DC by the primary rectifier 2 and smoothing capacitor 3, and then converted to high frequency AC (for example, 20 km) by the inverter 4. It is converted and applied to the primary side of the transformer 5 to generate a no-IO load voltage on the secondary side.
この無負荷電圧は二次側整。This no-load voltage is regulated on the secondary side.
流器６で再度直流に変換された後、直流リアクタ。After being converted to direct current again in the flow device 6, it is transferred to a direct current reactor.
７を介してプラズマ切断トーチの電極１２と母材。7 to the electrode 12 of the plasma cutting torch and the base material.
１３の間に印加され、同時に二次側整流器２０と。13 and simultaneously with the secondary rectifier 20.
交流リアクタ２１を介して電極１２とノズル１４□５の
間にも同じ電圧が印加される。また、パイロン。The same voltage is also applied between the electrode 12 and the nozzle 14□5 via the AC reactor 21. Also, pylons.
トアーク回路には高周波発生器９で発生した高岡。Takaoka generated by high-frequency generator 9 is in the to-arc circuit.
波電圧がカップリングコイルｌＯによシ重畳して。The wave voltage is superimposed on the coupling coil lO.
印加され、電極１２とノズル１４の間に高周波数。A high frequency is applied between the electrode 12 and the nozzle 14.
電によシ導かれてパイロットアークが点じる。ζ２゜の
とき、パイロットアーク電流は交流リアクタ２゛１のイ
ンピーダンスによシ定まるある値（５〜ｌ゛ＯＡ）に規
制される。パイロットアークが電極１゜２と母材１３の
間のプラズマアーク（主アーク）。The pilot arc is lit by electricity. When .zeta.2.degree., the pilot arc current is regulated to a certain value (5 to 1.degree. OA) determined by the impedance of the AC reactor 2.sub.1. The pilot arc is the plasma arc (main arc) between the electrode 1°2 and the base metal 13.
に移行すると、主アーク電流検出器１５、主アー５り電
流設定器１６．比較部１７およびインバータ。, the main arc current detector 15, the main arc current setter 16. Comparison section 17 and inverter.
駆動回路１８によシ、主アーク電流が設定値にな。Due to the drive circuit 18, the main arc current reaches the set value.
るようにフィードバック制御され、切断を開始す。It is feedback controlled to start cutting.
る。交流リアクタ２１は発熱量が少ないので、本。Ru. Since the AC reactor 21 has a small amount of heat generation,
実施例では切断中もパイロットアーク回路を切ら１０ず
にパイロットアークを持続させるようにしてい・る。こ
うすることによシ、第２図に示したリレー・ＬＸ、ＩＪ
シレー動回路１９などを省略でき、また・、電極−母材
間にアーク切れが生じ九とき、直ちに・アークを再スタ
ートさせることができる。 １５〔発明の効果〕
本発明では、パイロットアーク回路の電流制限。In the embodiment, even during cutting, the pilot arc circuit is not cut off and the pilot arc is maintained. By doing this, the relays LX and IJ shown in Figure 2
The circuit 19 and the like can be omitted, and when arc breakage occurs between the electrode and the base material, the arc can be restarted immediately. 15 [Effects of the Invention] In the present invention, the current of the pilot arc circuit is limited.
素子として従来の抵抗器に比べ小形で電力損失の。As an element, it is smaller than conventional resistors and reduces power loss.
よ
少ない交流リアクタを用い九ことに４にシ、電源９少な
い小形軽量化および省エネルギー化を図ると３．：・
７・
とができ、またパイロットアークの安定性が良好・とな
シ、高周波電圧を印加し続けなくてもパイロ・ットアー
クを維持できるので、高周波ノイズの発゛生を少なくす
ることができる。さらに、交流リア。3. By using fewer AC reactors, it is possible to achieve a smaller size, lighter weight, and energy saving with 9 fewer power supplies. :・
7. In addition, the pilot arc has good stability. Since the pilot arc can be maintained without continuously applying high frequency voltage, the generation of high frequency noise can be reduced. Additionally, AC rear.
フタは発熱量が少ないため、プラズマアークへの５移行
後もパイロットアーク回路を切る必要がなく・、回路を
簡素化できる等の効果がある。Since the lid generates less heat, there is no need to turn off the pilot arc circuit even after switching to plasma arc, and the circuit can be simplified.
第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２・図は従
来例の回路図、第３図は電源の外部出力％ｌ。
性図である。
ｌ・・・交流入力端子、 ２・・・−次側整流器、 ・
４・・・インバータ、 ５・・・変圧器、 ６・・・
主ア・−ク回路用二次側整流器、 １２・・・電極、
・１３・・・母材、 １４・・・ノズル、 ２０・・
・パイ１５０ツトアーク回路用二次側整流器、 ２１
・・・。
交晩リアクタ。
・ ８ ・
第３図Fig. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a circuit diagram of a conventional example, and Fig. 3 is an external output %l of the power supply. It is a sex diagram. l...AC input terminal, 2...-secondary rectifier, ・
4...Inverter, 5...Transformer, 6...
Secondary rectifier for main arc circuit, 12... electrode,
・13... Base material, 14... Nozzle, 20...
・Secondary side rectifier for Pi 150 arc circuit, 21
.... night reactor.・ 8 ・ Figure 3
Claims (1)
により高周波交流に変換し、変圧器と二次側整流器を介
してトーチの電極と母材を含む主アーク回路およびトー
チの電極とノズルを含むパイロットアーク回路に並列に
給電するプラズマアーク用電源において、パイロットア
ーク回路に電流制限素子として交流リアクタを設けたこ
とを特徴とするプラズマアーク用電源。1. Convert the commercial frequency AC input into high frequency AC using the primary rectifier and inverter, and connect the main arc circuit including the torch electrode and base metal through the transformer and secondary rectifier, and the pilot including the torch electrode and nozzle. A power supply for plasma arc that supplies power in parallel to an arc circuit, characterized in that an AC reactor is provided as a current limiting element in the pilot arc circuit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13597186A JPS62292273A (en) | 1986-06-13 | 1986-06-13 | Power source for plasma arc |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13597186A JPS62292273A (en) | 1986-06-13 | 1986-06-13 | Power source for plasma arc |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62292273A true JPS62292273A (en) | 1987-12-18 |
Family
ID=15164143
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13597186A Pending JPS62292273A (en) | 1986-06-13 | 1986-06-13 | Power source for plasma arc |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62292273A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01245972A (en) * | 1988-03-28 | 1989-10-02 | Fuji Electric Co Ltd | Portable air plasma cutting machine |
| CN106513956A (en) * | 2016-12-12 | 2017-03-22 | 华南理工大学 | SiC inverter-type plasma cutting power source |
-
1986
- 1986-06-13 JP JP13597186A patent/JPS62292273A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01245972A (en) * | 1988-03-28 | 1989-10-02 | Fuji Electric Co Ltd | Portable air plasma cutting machine |
| JPH0638985B2 (en) * | 1988-03-28 | 1994-05-25 | 富士電機株式会社 | Portable air plasma cutting machine |
| CN106513956A (en) * | 2016-12-12 | 2017-03-22 | 华南理工大学 | SiC inverter-type plasma cutting power source |
| US10807184B2 (en) | 2016-12-12 | 2020-10-20 | South China University Of Technology | SiC inverted plasma cutting power supply |
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