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JPH0615457A - Plasma arc power source equipment - Google Patents

Plasma arc power source equipment

Info

Publication number
JPH0615457A
JPH0615457A JP19786992A JP19786992A JPH0615457A JP H0615457 A JPH0615457 A JP H0615457A JP 19786992 A JP19786992 A JP 19786992A JP 19786992 A JP19786992 A JP 19786992A JP H0615457 A JPH0615457 A JP H0615457A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
output
current
pilot
plasma arc
circuit
Prior art date
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Granted
Application number
JP19786992A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2587352B2 (en
Inventor
Toshiichi Fujiyoshi
敏一 藤吉
Tetsuro Ikeda
哲朗 池田
Haruo Moriguchi
晴雄 森口
Kenzo Danjo
謙三 檀上
Masahiro Aoyama
雅洋 青山
Kunio Kano
国男 狩野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sansha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Sansha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sansha Electric Manufacturing Co Ltd filed Critical Sansha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority to JP4197869A priority Critical patent/JP2587352B2/en
Publication of JPH0615457A publication Critical patent/JPH0615457A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2587352B2 publication Critical patent/JP2587352B2/en
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  • Arc Welding Control (AREA)
  • Generation Of Surge Voltage And Current (AREA)

Abstract

PURPOSE:To make the output voltage of a start time high enough for transforming it to a plasma arc by chopping a direct current output of a output circuit with the control of a semiconductor chopper element and controlling an energizing current of a pilot power feeding path. CONSTITUTION:A series circuit of a diode 22 and a transistor 23 as a semiconductor chopper element is provided between a joining point P of an output rectifier 5 consisting of an output circuit and an output terminal 8b, and a semiconductor chopper element is provided on a nozzle tip side of the pilot power feeding path. An error amplifier 25 outputting an error signal between a detecting signal Si of an electric current detector 6 and a reference signal Sra of a pilot reference power source 19 and a chopper driving circuit 26 are provided on a chopper controlling circuit 24. A high frequency alternating current of an inverter 3 is controlled so as to be maximum based on the output signal of an error amplifier 17. The output voltage (no load voltage) of an output rectifier 5 can be made sufficiently higher than the no load voltage based on the conventional pilot current reference signal Sra.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma arc power supply device used for plasma cutting and plasma welding.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art Conventionally, a plasma arc power supply device of this type is constructed as shown in FIG. 5, in which an AC power supply of an input terminal 1 is rectified by an input rectifier 2 and an output of the rectifier 2 is IGBT.
The inverter 3 having a bridge circuit configuration of switching elements such as T and transistors converts the high frequency alternating current into the high frequency alternating current and supplies it to the output rectifier 5 through the output transformer 4. The output rectifier 5 comprises a full-wave rectifier of diodes 5a to 5d. The node p of the cathodes of the diodes 5c and 5d is positive, and the node n of the anodes of the diodes 5a and 5b is n.
Generates a rectified output in the negative direction.

【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。
The connection point p is connected to the positive output terminal 8a for the plasma arc through the current detector 6 and the current relay 7, and the current detector 6, the switch 9 and the current limiting resistor 10 are connected. Is connected to the positive output terminal 8b for the pilot arc via the smoothing reactor 11, and the connection point n is connected to the negative output terminal 8c via the smoothing reactor 11. Furthermore, the output terminal 8a
The base material 13, the nozzle tip 14 of the welding torch, and the electrode 15 are connected to 8 and 8b and 8c, respectively.

【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。
At the time of startup, the switch 9 is closed, and the direct current formed by the smoothing of the reactor 11 is used as the base material 13.
It is applied between the electrodes 15 and between the nozzle tip 14 and the electrodes 15. Further, in this state, a high frequency high voltage of a high frequency generating circuit (not shown) is applied between the nozzle tip 14 and the electrode 15, and a pilot arc is generated during this period.

【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。
From the connection point p of the output rectifier 5, the current detector 6, the switch 9, the resistor 10, the output terminal 8b, the nozzle tip 14, the electrode 15, the output terminal 8c, and the reactor 11 are connected.
A pilot arc current of a relatively small current flows through the connection point n of the output rectifier 5 via the, and the pilot arc continues.

【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。
Further, the current detector 6 detects the pilot arc current, and the detector 6 supplies a detection signal Si proportional to the pilot arc current to the error amplifier 17 of the inverter control unit 16. At this time, the current relay 7 is kept de-energized, and the reference power source changeover switch 18 moves the pilot contact 1
8a, the reference signal Sra for the pilot arc current of the pilot reference power supply 19 is supplied to the error amplifier 17.

【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。
Then, the error amplifier 17 receives the reference signal Sra.
The error signal between the detection signal Si and the detection signal Si is supplied to the inverter drive circuit 20 as an output control signal, and the drive circuit 20 makes the detection signal Si equal to the reference signal Sra.
Drive the data. By this driving, the pilot arc current is controlled to a constant current according to the reference signal Sra.

【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。
Next, the welding torch approaches the base metal 13,
When a plasma arc is generated between the base material 13 and the electrode 15, the current detector 6, the current relay 7, the output terminal 8a, the base material 13, the electrode 15, the output terminal 8c, from the connection point p of the output rectifier 5. Connection point n of output current unit 5 via reactor 11
A high-current plasma arc current flows through the. At this time, the current relay 7 switches the reference power source changeover switch 18 to the plasma contact 18b, and instead of the reference signal Sra, the reference signal S for the plasma arc current of the plasma reference power source 21.
rb is supplied to the error amplifier 17.

【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。
Then, based on the detection signal Si of the current detector 6 and the reference signal Srb, the plasma arc current is controlled to a constant current according to the reference signal Srb, and based on the plasma arc current of this constant current. Base material 1 by plasma arc
3 cutting and welding are performed. By the way, pilot pilot
The general magnitude of the arc current and plasma arc current is 20
A, 300 to 500 A, respectively.

【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。
When the pilot arc current continues to flow while cutting and welding by the plasma arc,
Since the resistor 10 consumes a large amount of power and cannot save power, when the plasma arc occurs, the switch 9 is opened to cut off the pilot arc current.

【0011】[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。
In the case of the conventional device shown in FIG. 5, a large-capacity and large mechanical switch 9 is required to supply and cut off the pilot arc current, and the device is made compact and electronic. There is a problem that cannot be achieved.

【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、起動時のインバ−タ3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との間の電圧(無負荷電圧)が低くなる。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。
Further, since the inverter 3 is constant-current-controlled at the time of starting to output a pilot arc current of a relatively small capacity, the output voltage (no-load voltage) of the inverter 3 at starting is sufficiently high. As a result, the voltage (no-load voltage) between the nozzle tip 14 and the electrode 15 becomes low. Therefore, after the pilot arc is generated, the welding torch is
However, if the distance (distance) between the base material 13 and the electrode 15 is not made sufficiently small even if it is brought close to, it is easy to cut or weld easily because the plasma arc does not move or the transfer is delayed. There is a problem that occurs.

【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、起
動時の出力回路の出力電圧がプラズマア−クの移行に十
分な高い無負荷電圧になるプラズマア−ク電源装置を提
供することを目的とする。
If the shift to the plasma arc is delayed, it becomes extremely difficult to control the operation timing, especially when an automatic machine is used for feeding the base metal 13, moving the welding torch, and the like. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a plasma arc power supply device which can be miniaturized and made electronic, and at the same time, the output voltage of the output circuit at the time of start-up becomes a high no-load voltage which is sufficiently high for plasma arc transfer. And

【0014】[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を制御
し,パイロット給電路の通電電流を起動時に所定のパイ
ロットア−ク電流に定電流制御してプラズマア−クへの
移行により遮断するチョッパ制御回路とを備える。
In order to achieve the above object, the plasma arc power supply device of the present invention supplies a DC output of an output circuit between a nozzle tip of a welding torch and an electrode. , A pilot feed line that maintains a small current pilot arc between the nozzle tip and the electrode at startup, and the DC output between the base material and the electrode, and after the pilot arc occurs A plasma feed line that maintains a high-current plasma arc generated between the base material and the electrode when the torch approaches the base material, and a pilot arc inserted in the nozzle tip side of the pilot feed line. A semiconductor chopper element for current control, and controlling the semiconductor chopper element based on the detection of the output current of the output circuit or the energization current of both the power supply paths, and the energization current of the pilot power supply path is a predetermined pilot arc current at startup. Set to Flow control to plasma A - and a chopper control circuit for interrupting the transition to click.

【0015】[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
−クへの移行により遮断される。そして、半導体チョッ
パ素子のチョッパ動作により出力回路の直流出力を制御
するため、起動時に出力回路の直流出力を十分高い無負
荷電圧にできる。
The plasma arm of the present invention constructed as described above.
In the case of a power supply device, the current output of the pilot power supply line is controlled by choppering the DC output of the output circuit by controlling the semiconductor chopper element by the chopper control circuit instead of opening and closing the mechanical switch as in the conventional case. By the control, the current between the nozzle tip of the welding torch and the electrode is constant-current-controlled to a predetermined pilot arc current at the time of starting, and is cut off by the shift to the plasma arc. Since the DC output of the output circuit is controlled by the chopper operation of the semiconductor chopper element, the DC output of the output circuit can be set to a sufficiently high no-load voltage at startup.

【0016】[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。
EXAMPLES Examples will be described with reference to FIGS. 1 to 4.

【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。
(First Embodiment) First, a first embodiment will be described with reference to FIGS. 5, the same reference numerals as those in FIG. 5 denote the same or corresponding ones, and the points different from FIG. 5 are the following points (a) to (f). (A) The point that the current relay 7 and the changeover switch 18 of FIG. 5 are omitted. (B) The reference signal of the error amplifier 17 of the inverter control unit 16 is fixed to the reference signal Srb of the plasma reference power source 21.

【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。
(C) Between the connection point p of the output rectifier 5 forming the output circuit and the output terminal 8b, a diode 22 and a semiconductor chopper element are used instead of the conventional switch 9 and resistor 10 series circuit. The semiconductor chopper element is provided on the nozzle chip side of the pilot power supply path.

【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。
(D) A chopper control circuit 24 for base drive of the transistor 23 is provided, and an error signal between the detection signal Si of the current detector 6 and the reference signal Sra of the pilot reference power source 19 is output to this circuit 24. Error amplifier 25
And a point provided with a chopper drive circuit 26 to which the output signal of the amplifier 25 is supplied.

【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。
(E) The current detector 6 is provided between the output terminal 8c and the reactor 11. (F) End of the reactor 11 on the connection point n side and the output terminal 8
A point where a flywheel diode 27 for the energy circulation of the reactor 11 is provided between it and b.

【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12,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。
Then, the connection point p, the diode 22, the transistor 23, the output terminal 8b, the nozzle tip 12, the electrode 15, the output terminal 8c, the current detector 6, the reactor 11,
The loop of the connection point n forms the pilot feed line. Further, the connection point p, the output terminal 8a, the base material 13, the electrode 15, the output terminal 8c, the current detector 6, the reactor 11, the connection point n.
Loop forms a plasma feed line.

【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。
When AC power is supplied to the input terminal 1 by turning on a main switch (not shown) or the like, this AC power is rectified by the input rectifier 2, and the rectified output is converted by the inverter 3 into a high frequency AC. And supplies the high frequency alternating current to the output rectifier 5 through the output transformer 4, rectifies it by this rectifier 5 and returns it to direct current again, and the output terminals 8a, 8
and between the output terminals 8b and 8c.

【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。
At this time, since neither the pilot arc nor the plasma arc is generated, no current flows through the current detector 6, and the detection signal Si is kept at the minimum 0. Since the detection signal Si is 0, the error amplifiers 17 and 25 output the maximum amount of error signals based on the reference signals Srb and Sra, respectively.

【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。
Further, based on the output signal of the error amplifier 17, the inverter drive circuit 26 PWM-controls the inverter 3 to a substantially maximum output state, and based on this control, the high frequency alternating current of the inverter 3 is as shown in FIG. It becomes the maximum as shown in (a). When the high frequency alternating current of the inverter 3 becomes maximum, the output voltage (no-load voltage) of the output rectifier 5 becomes sufficiently higher than the no-load voltage based on the conventional pilot current reference signal Sra.

【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。
Further, based on the output signal of the error amplifier 25, the chopper drive circuit 26 also controls the transistor 23 to the maximum output state by chopper control. Based on this control, the output of the transistor 23 is also as shown in FIG. It will be maximum. Therefore, at start-up, a sufficiently high no-load voltage is applied between the output terminals 8b and 8c, that is, between the nozzle tip 14 and the electrode 15.

【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。
When a high frequency high voltage is applied between the nozzle tip 14 and the electrode 15 by a high frequency generating circuit (not shown) to generate a pilot arc, a pilot arc current flows through the pilot power feeding path, This current is detected by the current detector 6, and the detection signal Si supplied to the error amplifiers 17 and 15 rises from 0.

【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
はほとんど変わらない。
At this time, the reference signal Srb for setting the plasma arc current is sufficiently larger than the reference signal Sra for setting the pilot arc current, and the error amplifier responds to the change of the detection signal Si based on the pilot arc current. Although the output signal of 25 changes following, the output signal of the error amplifier 17 hardly changes.

【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
御される。なお、誤差増幅器17の出力信号がほとんど
変化しないため、パイロットア−クが発生する間は、イ
ンバ−タ3はほぼ最大出力状態に保たれる。
Then, based on the output signal of the error amplifier 25, the chopper drive circuit 26 changes the ON period of the transistor 23 so that the detection signal Si becomes equal to the reference signal Srb, and the output of the transistor 23 is changed to (c) of FIG. ), The chopper output having a predetermined pulse width is controlled, and the pilot arc current is controlled to a constant current based on the reference signal Sra. Since the output signal of the error amplifier 17 hardly changes, the inverter 3 is maintained at the maximum output state while the pilot arc is generated.

【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、検出
信号Siが基準信号Sraより十分に高い状態になる。
このとき、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23を出力最小の状態にする。
Next, when the welding torch approaches the base metal 13 and a plasma arc is generated between the base metal 13 and the electrode 15,
A plasma arc current flows through the plasma power supply path, and the detection signal Si becomes sufficiently higher than the reference signal Sra.
At this time, the error amplifier 26 has a minimum error signal, and the chopper control circuit 26 sets the transistor 23 in the minimum output state based on this error signal.

【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−クが消滅し、この消滅によりパイロッ
トア−ク電流が遮断される。一方、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、
プラズマア−クに移行すると、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。
Therefore, the pilot arc current is insufficient and the pilot arc disappears, and this disappearance interrupts the pilot arc current. On the other hand, since the detection signal Si based on the plasma arc current approaches the reference signal Srb,
When shifting to the plasma arc, the output signal of the error amplifier 25 changes following the detection signal Si.

【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。
Then, based on the output signal of the error amplifier 17, the inverter drive circuit 20 controls the inverter 3 so that the detection signal Si becomes equal to the reference signal Srb, and the plasma arc current is controlled by this control. Is controlled to a constant current based on the reference signal Srb.

【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、起動時にインバ−タ3が基準信号
Srbに基づいて駆動され、従来の基準信号Sraに基
づいて駆動される場合に比し、起動時の出力整流器5の
出力電圧(無負荷電圧)が十分に高くなり、パイロット
ア−クが良好に持続して母材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。
Therefore, in the case of FIG. 1, a small electronic circuit using the semiconductor chopper element of the transistor 23 in place of the conventional mechanical switch 9 causes the pilot arc current when the plasma arc is started. Power can be saved by shutting off the power. Moreover, the output voltage (no-load voltage) of the output rectifier 5 at the time of start-up is sufficient as compared with the case where the inverter 3 is driven at the time of start-up based on the reference signal Srb and driven at the time of the conventional reference signal Sra. As a result, the pilot arc is maintained well, and there is no erroneous transition to the plasma arc or delay in transition due to the gap between the base material 13 and the electrode 15.

【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。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 3, FIG.
The same reference numerals denote the same or corresponding ones, and the points different from FIG. 1 are the following points (g) to (i). (G) A diode 5 for pilot power feeding to the output rectifier 5
A point with p and 5n added. (H) The semiconductor chopper element is a transistor 23p, 33
n and two transistors 23p are diode 5p,
It is provided between the output terminals 8b and the transistor 23n is connected to the diode.
Point provided between the terminal 5n and the output terminal 8b.

【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。
(I) The chopper drive circuit 26 alternately drives the transistors 23p and 23n every half cycle of the high frequency output of the inverter 3. In addition, the dio of FIG.
The transistor 22 and the transistor 23 are omitted.

【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。
The diode 5p through which the positive output of the output rectifier 5 flows, the transistor 23p, the output terminal 8b,
Nozzle tip 14, electrode 15, output terminal 8c, current detector 6, reactor 11, positive loop of diode 5b,
The diode 5n through which the negative output of the output rectifier 5 flows, the transistor 23n, the output terminal 8b, the nozzle tip 14, the electrode 15, the output terminal 8c, the current detector 6, the reactor 1
1, the negative loop of the diode 5a forms a pilot power supply path.

【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。
Further, according to the error signal of the error amplifier 25,
The chopper drive circuit 26 drives the transistor 23p in one half cycle in which the output of the output rectifier 5 becomes positive, and drives the transistor 3n in the other half cycle in which the output of the output rectifier 5 becomes negative. Therefore, in the case of this embodiment, the pilot arc current at the time of startup is the transistor 23p,
23n, which is suitable when a relatively large current is required as a pilot arc current.

【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。
(Third Embodiment) Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 4, FIG.
The same reference numerals denote the same or corresponding ones, and the different points are the following points.

【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。
That is, in place of the current detector 6 of FIG. 1, a current detector 6a for pilot arc current and a current detector 6b for plasma arc current are provided, and the current detector 6a is provided.
Is provided between the transistor 23 and the output terminal 8b, and the current detector 6b is provided between the connection point p and the output terminal 8a.

【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。
Then, the current detector 6a detects the pilot arc current at the time of startup, which flows through the pilot power feeding path, and supplies the detection signal Sia proportional to this current to the error amplifier 25. Further, the current detector 6b detects a plasma arc current flowing through the plasma power supply path, supplies a detection signal Sib proportional to this current to the error amplifier 17, and at the same time, issues a stop command when the plasma arc current starts to flow. The control signal SW that is inverted to is supplied to the chopper drive circuit 26.

【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。
Therefore, at the time of start-up, the pilot arc current is controlled to a constant current based on the detection signal Sia. When the plasma arc is started, the chopper drive circuit 26 is stopped by the control signal SW and the pilot arc current is stopped. Is cut off, and the plasma arc current is controlled to a constant current based on the detection signal Sib. In the case of this embodiment, the pilot arc current and the plasma arc current are respectively detected by the separate current detectors 6a and 6b, so that the plasma arc current is not so large and the pilot arc current is not so large. And the plasma arc current is small, the pilot arc current control shifts accurately to the plasma arc current control as the pilot arc shifts to the plasma arc current. It has the advantage that good cutting and welding can be performed.

【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。
By the way, in each of the above embodiments, in order to miniaturize the device, an inverter 3 is provided on the input side of the output transformer 4, and the output of the inverter 3 is rectified and smoothed to provide a load power supply output. However, the present invention can be applied to the case where the AC power source is rectified by the phase control of the thyristor to form the load power supply output, and the configuration of the output circuit and the like is not limited to the embodiment.

【0042】[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。
Since the present invention is configured as described above, it has the following effects. The chopper control circuit 24 controls the semiconductor chopper element (transistor 2
3, 23p, 23n) is electronically controlled to chopper the DC output of the output circuit (output rectifier 5) to control the energizing current of the pilot power feeding path. Based on this control,
The current between the nozzle tip 14 of the welding torch and the electrode 15 is constant-current-controlled to a predetermined pilot arc current at the time of start-up, and is interrupted by the transition to the plasma arc. It can be formed electronically in a smaller size than when a switch is used.

【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るため、起動時
の出力回路の無負荷電圧を十分に高くでき、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。
Moreover, since the pilot arc current is controlled by the chopper control which is separate from the output circuit, the no-load voltage of the output circuit at the time of start-up can be made sufficiently high, so that the shift to the plasma arc can be prevented. It is possible to prevent a delay in transition and provide a suitable power supply device even when an automatic machine is used.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【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。
FIG. 1 is a connection diagram of a first embodiment of a plasma arc power supply device of the present invention.

【図2】(a),(b),(c)は図1の動作説明用の
波形図である。
2A, 2B, and 2C are waveform diagrams for explaining the operation of FIG.

【図3】本発明の第2の実施例の結線図である。FIG. 3 is a connection diagram of a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3の実施例の結線図である。FIG. 4 is a wiring diagram of a third embodiment of the present invention.

【図5】従来装置の結線図である。FIG. 5 is a connection diagram of a conventional device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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
5 Output Rectifier 13 Base Material 14 Nozzle Chip 15 Electrodes 23, 23p, 23n Transistor 24 Forming Semiconductor Chopper Element 24 Chopper Control Circuit

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Front page continued (72) Inventor Kenzo Danjo 2-14-3 Awaji, Higashiyodogawa-ku, Osaka City Sansha Electric Manufacturing Co., Ltd. (72) Inventor Kunio Kano 2-14-3 Awaji, Higashiyodogawa-ku, Osaka City Sansha Electric Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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を制御し,前記パ
イロット給電路の通電電流を起動時に所定のパイロット
ア−ク電流に定電流制御して前記プラズマア−クへの移
行により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。
1. A pilot for supplying a direct current output of an output circuit between a nozzle tip and an electrode of a welding torch, and maintaining a small current pilot arc between the nozzle tip and the electrode at start-up. A power supply line, and supplies the DC output between the base material and the electrode, and after the pilot arc is generated, the torch approaches the base material and between the base material and the electrode. A plasma power supply path that sustains the generated large current plasma arc, a semiconductor chopper element for pilot arc current control inserted into the nozzle tip side of the pilot power supply path, and the output current of the output circuit or the The semiconductor chopper element is controlled based on the detection of the energization currents of both power supply lines, and the energization current of the pilot power supply line is controlled to a predetermined pilot arc current at the time of start-up so as to shift to the plasma arc. A plasma arc power supply device comprising a chopper control circuit for further shutting off.
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