JPH11206123A - アーク利用機器用直流電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 低圧系、高圧系及び該高圧系よりも高い電圧
の別の高圧系のいずれが供給されても、動作可能とす
る。 【解決手段】 電源入力端子1a乃至1cの電圧が第３交流
電圧のとき、制御部30が、降圧コンバータ４を作動さ
せ、切換部12に平滑用コンデンサ8a、8bを直列に接続さ
せる。端子1a乃至1cの電圧が、第３の交流電圧よりも低
い第２交流電圧のとき、制御部30が開閉スイッチ10を閉
成し、切換部12に平滑用コンデンサ8a、8bを直列に接続
させる。端子1a乃至1cの電圧が第２の交流電圧の約１／
２の第１交流電圧のとき、制御部30が開閉スイッチ10を
閉成し、切換部12に平滑用コンデンサ8a、8bを並列に接
続させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばアーク溶接
機、アーク切断機または放電灯点灯装置のようなアーク
利用機器の直流電源装置に関し、特に、異なる２種類以
上の交流電圧のいずれでも作動可能なものに関する。

【０００２】

【従来の技術】上記の直流電源装置には、商用交流電圧
を直流電圧に変換するものがある。商用交流電圧として
種々の値のものが世界各国で使用されている。例えば３
８０Ｖ、４００Ｖ、４１０Ｖ、４６０Ｖのような電圧の
いずれかである高圧系、２００Ｖ、２０８Ｖ、２３０
Ｖ、２４０Ｖのような電圧のいずれかである低圧系の電
圧が使用されている。上記の直流電源装置は、これを使
用する地域に供給されている商用交流電圧を直流電圧に
変換するように設計されるのが一般的である。しかし、
海外には高圧系の商用交流電圧と低圧系の商用交流電圧
とが混在している地域がある。この地域では、高圧系及
び低圧系いずれの電圧で作動する上記直流電源を使用す
ればよいのか判断しにくい。そのため、１台の直流電源
装置でありながら、高圧系及び低圧系のいずれの商用交
流電圧でも、作動可能な直流電源装置が求められる。

【０００３】このような直流電源装置の１例が特許第２
６０７９９７号公報に開示されている。この直流電源装
置では、入力された例えば４００Ｖまたは２００Ｖの商
用交流電圧を入力側整流器が整流する。商用交流電圧が
４００Ｖの場合、１対のコンデンサを直列に接続し、こ
の直列接続されたコンデンサに、入力側整流器の整流電
圧を供給する。商用交流電圧が２００Ｖの場合、上記１
対のコンデンサを並列に接続し、これら並列接続された
コンデンサに、入力側整流器の整流電圧が供給される。
これら１対のコンデンサは、整流電圧を平滑する。これ
ら１対のコンデンサで平滑された各電圧は、１対のイン
バータによって高周波電圧にそれぞれ変換される。これ
ら高周波電圧は、２台の変圧器によってそれぞれ変圧さ
れた後、出力側整流器によって整流される。

【０００４】４００Ｖ及び２００Ｖいずれの商用交流電
圧が使用されている地域でも、この直流電源装置は使用
可能である。しかし、商用交流電圧としては、この他に
も５７５Ｖの商用交流電圧もある。

【０００５】上記の２００Ｖ及び４００Ｖいずれの電圧
でも動作可能な直流電源装置において、５７５Ｖの電圧
でも動作可能とするには、４００Ｖだけでなく、５７５
Ｖの電圧が供給されたときも、これを入力側整流器が整
流した電圧が、直列接続の１対のコンデンサによって平
滑され、各コンデンサの電圧が、各インバータにそれぞ
れ供給されるようにする必要がある。

【０００６】電圧の変動率を１２％とみなすと、入力側
整流器の出力電圧のピーク電圧は、５７５Ｘ１．１２Ｘ
１．１４（２の平方根）となり、約９００Ｖとなる。よ
って、インバータを構成している半導体スイッチ素子に
は、約４５０Ｖの電圧が印加される。半導体スイッチ素
子として市販されているものには、最大定格電圧が６０
０Ｖ及び１２００Ｖの２種類がある。入力される電圧が
５７５Ｖの電圧の場合に、６００Ｖ用の半導体スイッチ
素子を使用すると、耐圧が不足する。そのため、１２０
０Ｖ用の半導体スイッチ素子を使用しなければならな
い。しかし、１２００Ｖ用の半導体スイッチ素子は、価
格が６００Ｖ用の半導体スイッチ素子と比較して非常に
高い。また、インバータに使用されている半導体スイッ
チ素子の数も多い。よって、直流電源装置のコストが高
くなる。

【０００７】従って、５７５Ｖの電圧も４００Ｖの電圧
も、同じ直列接続された１対のコンデンサに供給するの
ではなく、５７５Ｖの電圧については、上述した入力側
整流器、コンデンサ、インバータ、変圧器及び出力側整
流器とは別に、直流電圧に変換する回路を設けることが
必要である。

【０００８】ところが、５７５Ｖと４６０Ｖの電圧の変
動率が±１２％であると、５７５Ｖの電圧の変動範囲に
おける最低電圧が５０６（５７５Ｘ０．８８）Ｖにな
り、４６０Ｖの電圧の変動範囲における最高電圧が５１
５（４６０Ｘ１．１２）となり、両電圧の変動範囲が一
部重複する。このように電圧の変動範囲が一部重複する
２つの電圧に対してそれぞれ専用の直流電圧に変換する
回路を設けることは、極めて不経済である。

【０００９】そこで、電圧変動範囲が一部重複する電圧
に対して、一部の機器を共用するようにした直流電源装
置が特許第２５７３１２３号に開示されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記特許第２
５７３１２３号は、入力される交流電圧が５７５Ｖでも
４６０Ｖでも、例えばアーク溶接機において使用される
ファンやワイヤー給送モータ等の付帯設備に供給する電
圧を一定値にするものであり、インバータ等のメイン回
路を切り換えるものではない。しかも、２００Ｖ、２０
８Ｖ、２３０Ｖ、２４０Ｖのような低圧系と、３８０
Ｖ、４００Ｖ、４１０Ｖ、４６０Ｖのような高圧系と、
さらに５７５Ｖのような別の高圧系の全てにわたって使
用可能な直流電源装置は、未だ提案されていない。

【００１１】本発明は、低圧系、高圧系及びこの高圧系
よりも高い電圧の別の高圧系のいずれの電圧が供給され
ても、動作可能なアーク利用機器用直流電源装置を提供
することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１記載の発明は、第１の交流電圧と、第１
の交流電圧の約２倍の電圧の第２の交流電圧と、第２の
交流電圧よりも高い第３の交流電圧のうちいずれかが入
力される電源入力端子と、この電源入力端子に供給され
た交流電圧を整流する整流部と、この整流部の出力電圧
が供給され、これを降圧する降圧コンバータと、この降
圧コンバータと並列に接続された開閉スイッチと、第１
及び第２の平滑コンデンサと、前記降圧コンバータまた
は開閉スイッチに対して直列または並列に第１及び第２
のコンデンサを接続する第１の切換部と、前記第１及び
第２の平滑コンデンサに並列に接続された第１及び第２
の直流−高周波変換部と、第１及び第２の直流−高周波
変換部の出力がそれぞれ供給される第１及び第２の変圧
器と、第１及び第２の変圧器の高周波出力を直流に変換
するコンバータと、前記電源入力端子に供給された電圧
が第３交流電圧のとき、前記降圧コンバータを作動させ
ると共に、第１の切換部に第１及び第２の平滑用コンデ
ンサを直列に接続させ、前記電源入力端子に供給された
電圧が第２交流電圧のとき、前記開閉スイッチを閉成す
ると共に、第１の切換部に第１及び第２の平滑用コンデ
ンサを直列に接続させ、前記電源入力端子に供給された
電圧が第１交流電圧のとき、前記開閉スイッチを閉成す
ると共に、第１の切換部に第１及び第２の平滑用コンデ
ンサを並列に接続させる制御部とを、具備するものであ
る。

【００１３】請求項１記載の発明によれば、第１の交流
電圧が供給されているとき、１対の平滑コンデンサは並
列に接続され、第１の交流電圧の約２倍の電圧である第
２の交流電圧が供給されているとき、平滑コンデンサは
直列に接続されている。従って、１対の平滑コンデンサ
の電圧は、それぞれほぼ等しい。また、第３の交流電圧
が供給されているとき、降圧コンバータは、第３の交流
電圧の整流電圧を、例えば第２の交流電圧の整流電圧に
ほぼ等しい電圧に降圧しており、１対の平滑コンデンサ
は直列に接続されている。従って、１対の平滑コンデン
サの出力電圧は、第１乃至第３の交流電圧のいずれが供
給されていても、ほぼ等しく、各インバータを構成して
いる半導体スイッチ素子に印加される電圧もほぼ等し
い。よって、第１乃至第３の交流電圧のいずれの電圧が
供給されても、本発明の直流電源装置は、正常にこれら
交流電圧を直流電圧に変換できる。よって、第１乃至第
３の電圧それぞれ専用の直流への変換回路を設ける必要
がない。また、インバータの半導体スイッチ素子に、第
３の交流電圧を整流した電圧が印加されても破損するこ
との無いような大きな耐圧のものを使用する必要はな
い。

【００１４】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
アーク利用機器用直流電源装置において、前記電源入力
端子に第１または第２交流電圧が供給されたとき、前記
制御部が、前記降圧コンバータを所定時間だけ作動させ
た後、前記開閉スイッチを閉成する。

【００１５】請求項２記載の発明によれば、第１または
第２交流電圧が供給されたとき、所定時間降圧コンバー
タが作動して、直列または並列に接続された１対のコン
デンサを事前充電した後、開閉スイッチが閉成されて、
整流部から１対のコンデンサが充電される。従って、１
対の平滑コンデンサには、急激に過渡電流が流れること
はない。なお、第３の交流電圧が供給されたとき、降圧
コンバータの作動開始から所定時間だけ、降圧コンバー
タが通常状態（第３の交流電圧の整流電圧を第２の交流
電圧を整流した電圧にほぼ等しい電圧に降圧して平滑コ
ンデンサに供給する状態）よりも低い電圧に第３の交流
電圧の整流電圧を降圧するようにしてもよい。

【００１６】請求項３記載の発明は、請求項１記載のア
ーク利用機器用直流電源装置において、前記制御回路
は、第１、第２または第３の交流電圧が供給される制御
電源入力端子と、第１乃至第３の１次巻線と、第１及び
第２の２次巻線とを、有する制御用変圧器と、前記制御
用電源入力端子間に、第１乃至第３の１次巻線を直列に
接続した状態と、第１及び第２の１次巻線を直列に接続
した状態と、第１及び第２の１次巻線を並列に接続した
状態とのうち、選択された状態とする第２の切換部と、
第１の２次巻線から給電される付帯設備と、第２の２次
巻線の電圧が、第２及び第３の交流電圧に相当する電圧
の間の第１の中間値より大きいとき、第１の切換部に第
１及び第２の平滑コンデンサを直列に接続させると共
に、前記降圧コンバータを作動させ、かつ第２の切換部
に第１乃至第３の１次巻線を直列に接続させ、第２の２
次巻線の電圧が、第１の中間値よりも小さく、第１及び
第２の交流電圧に相当する電圧の間の第２の中間値より
も大きいとき、第１の切換部に第１及び第２の平滑コン
デンサを直列に接続させると共に、前記開閉スイッチを
閉成し、かつ第２の切換部に第１乃至第２の１次巻線を
直列に接続させ、第２の２次巻線の電圧が、第２の中間
値よりも小さいとき、第１の切換部に第１及び第２の平
滑コンデンサを並列に接続させると共に、前記開閉スイ
ッチを閉成し、かつ第２の切換部に第１乃至第２の１次
巻線を並列に接続させる比較部とを、具備している。

【００１７】請求項３記載の発明によれば、電源入力端
子に第３の交流電圧が供給されているとき、制御用変圧
器の第２の２次巻線に誘起された電圧は、第２及び第３
の交流電圧に相当する電圧の間の第１の中間値よりも大
きい。従って、第１の切換部が第１及び第２の平滑コン
デンサを直列に接続し、降圧コンバータが作動し、かつ
第１乃至第３の１次巻線が直列に接続される。電源入力
端子に第２の交流電圧が供給されているとき、制御用変
圧器の第２の２次巻線に誘起された電圧は、第１の中間
値よりも小さく、かつ第１及び第２の交流電圧に相当す
る電圧の間の第２の中間値よりも大きい。従って、第１
の切換部が第１及び第２の平滑コンデンサを直列に接続
し、前記開閉スイッチが閉成され、第２の切換部が第１
乃至第２の１次巻線を直列に接続させる。電源入力端子
に第１の交流電圧が供給されたとき、制御用変圧器の第
２の２次巻線に誘起された電圧は、第２の中間値よりも
小さい。従って、第１の切換部が第１及び第２の平滑コ
ンデンサを並列に接続させ、開閉スイッチが閉成され、
第２の切換部が第１乃至第２の１次巻線を並列に接続す
る。このようにして、いずれの電圧が電源入力端子に供
給されても、第１の２次巻線には、電圧が誘起され、こ
れによって付帯設備に給電される。

【００１８】請求項４記載の発明は、請求項３記載のア
ーク利用機器用直流電源装置において、前記制御用電源
入力端子間に第３の交流電圧が供給され、前記制御用電
源入力端子間に第１乃至第３の１次巻線が直列に接続さ
れた状態で、第１の２次巻線に誘起される電圧と、前記
制御用電源入力端子間に第２の交流電圧が供給され、前
記制御用電源入力端子間に第１及び第２の１次巻線が直
列に接続された状態で、第１の２次巻線に誘起される電
圧と、前記制御用電源入力端子間に第１の交流電圧が供
給され、前記制御用電源入力端子間に第１の交流電圧が
供給された状態で、第１の２次巻線に誘起される電圧と
が、等しいように、第１乃至第３の１次巻線と、第１の
２次巻線の巻線との巻き数が選択されている。

【００１９】請求項４記載の発明によれば、電源入力端
子に第１乃至第３の交流電圧のいずれの電圧が供給され
ても、第１の２次巻線に誘起される電圧は、同じ電圧で
ある。

【００２０】請求項５記載の発明は、請求項３記載のア
ーク利用機器用直流電源装置において、第２の切換部
は、第１及び第２の切換信号が非供給状態において第１
乃至第３の１次巻線を直列に接続すると共に第１乃至第
３の１次巻線を前記制御用電源入力端子間に接続し、第
１の切換信号が供給状態であってかつ第２の切換信号が
非供給の状態で第１及び第２の１次巻線を直列に接続す
ると共に第１及び第２の１次巻線を前記制御用電源入力
端子間に接続し、第１及び第２の切換信号が供給状態に
おいて第１及び第２の１次巻線を並列に接続すると共に
第１及び第２の１次巻線を前記制御用電源入力端子間に
接続し、前記降圧コンバータは、前記第１の切換信号が
非供給の状態に関連して作動させられ、前記開閉スイッ
チは、前記第１の切換信号の供給状態において閉成さ
れ、前記比較部は、第２の２次巻線の電圧が、第１の中
間値よりも小さいとき第１の切換信号を発生し、第１の
中間値よりも大きいとき第１の切換信号を非発生とする
第１比較部と、第１の切換信号の発生状態において、第
２の２次巻線の電圧が、第１及び第２の交流電圧に相当
する電圧の間の第２の中間値よりも小さいとき、第２の
切換信号を発生し、第２の中間値よりも大きいとき、第
２の切換信号を非発生とする第２の比較部とを、備えて
いる。

【００２１】請求項５記載の発明によれば、第１及び第
２の比較部からなり、第１の比較部が第１の切換信号を
発生したときに、第２の比較部が、第２の２次巻線の電
圧と第２の中間値とを比較するので、回路の構成が容易
になる。例えば、第２の２次巻線の電圧を、１つの比較
部において第１の中間値と比較し、別の比較部において
第２の中間値と比較した場合、これら２つの比較部の比
較結果を入力し、この比較結果に基づいて第１及び第２
の切換信号を発生するための処理回路が別途必要にな
る。しかし、請求項５記載の発明によれば、このような
処理回路が不要であり、回路構成が簡単になる。

【００２２】請求項６記載の発明は、請求項５記載のア
ーク利用機器用直流電源装置において、第１の比較部
は、第１の切換信号を発生したとき、その発生状態を自
己保持し、第２の比較部は、第２の切換信号を発生した
とき、その発生状態を自己保持する。

【００２３】このように第１及び第２の切換信号は、自
己保持されるので、第１及び第２の切換部の切換によっ
て、第１及び第２の比較部に第２の２次巻線から供給さ
れる電圧が変化したとしても、切り換えられた状態が維
持される。

【００２４】

【発明の実施の形態】本発明の１実施の形態のアーク利
用機器用の直流電源装置は、図１に示すように、電源入
力端子１ａ乃至１ｃを有している。この電源入力端子１
ａ乃至１ｃには、第１乃至第３の三相商用交流電源のう
ちいずれかが接続される。第１の商用交流電源は、各入
力端子１ａ乃至１ｃ間に、第１の電圧、例えば端子間電
圧が２００Ｖ、２０８Ｖ、２３０Ｖ及び２４０Ｖのいず
れかの電圧を供給し、第２の商用交流電源は、第２の電
圧、例えば端子間電圧が３８０Ｖ、４００Ｖ、４１０Ｖ
及び４６０Ｖのいずれかの電圧を供給し、第３の商用交
流電源は、第３の電圧、例えば端子間電圧が５７５Ｖの
電圧を供給する。

【００２５】入力端子１ａ乃至１ｃは、開閉器２ａ乃至
２ｃを介して入力側整流部３の入力側３ＩＮａ、３ＩＮ
ｂ、３ＩＮｃに接続されている。入力側整流部３は、入
力側３ＩＮａ、３ＩＮｂ、３ＩＮｃと正出力側３Ｐとの
間に接続されたダイオード３ａ乃至３ｃと、負出力側３
Ｎと入力側３ＩＮａ、３ＩＮｂ、３ＩＮｃとの間に接続
されたダイオード３ｄ乃至３ｆとからなる全波整流回路
である。

【００２６】入力側整流部３の出力側３Ｐ、３Ｎ間に
は、降圧コンバータ４が接続されている。降圧コンバー
タ４は、半導体スイッチング素子、例えばＩＧＢＴ５を
有し、ＩＧＢＴ５のコレクタは、入力側整流部３の正出
力側３Ｐに接続され、エミッタ側は環流ダイオード６の
カソードに接続されている。環流ダイオード６のアノー
ドは、入力側整流部３の負出力側３Ｎに接続されてい
る。また、ＩＧＢＴ５のエミッタは、リアクトル７を介
して負荷である１対の平滑コンデンサ８ａ、８ｂに接続
されている。ＩＧＢＴ５のゲートには、降圧コンバータ
制御部９から制御信号が間欠的に供給される。

【００２７】ＩＧＢＴ５は、制御信号が供給されている
とき、導通する。これによって、リアクトル７に電流が
流れ、エネルギーがリアクトル７に蓄積される。ＩＧＢ
Ｔ５に制御信号が供給されていないとき、ＩＧＢＴ５が
非導通となる。これによってリアクトル７に蓄積された
エネルギーが放出される。ＩＧＢＴ５が導通している期
間を調整することによって、入力側整流部３の出力電圧
を降圧して、平滑コンデンサ８ａ、８ｂに供給する。

【００２８】ＩＧＢＴ５のエミッタ・コレクタ導電路に
並列に、開閉スイッチ、例えば半導体スイッチ素子、詳
細にはサイリスタ１０が接続されている。サイリスタ１
０は、スイッチ制御部１１から制御信号が供給されたと
き、導通する。スイッチ制御部１１は、降圧コンバータ
制御部９から電力供給されたとき、作動する。

【００２９】平滑コンデンサ８ａ、８ｂは、第１の切換
部１２によって直列または並列に接続される。即ち、平
滑コンデンサ８ａ、８ｂは、それらの間に第１の切換部
１２の常閉接点１２ａを介して、リアクトル７と入力側
整流部３の負の出力側３Ｎとの間に接続されている。ま
た、平滑コンデンサ８ａと常閉接点１２ａとの接続点
は、常開接点１２ｂを介して負の出力側３Ｎに接続され
ている。同様に平滑コンデンサ８ｂと常閉接点１２ａと
の接続点は、常開接点１２ｃを介してリアクトル７に接
続されている。

【００３０】従って、常閉接点１２ａが閉成され、常開
接点１２ｂ、１２ｃが開放されている状態では、平滑コ
ンデンサ８ａ、８ｂが直列に接続される。常閉接点１２
ａが開放され、常開接点１２ｂ、１２ｃが閉成されてい
る状態では、平滑コンデンサ８ａ、８ｂが並列に接続さ
れる。これら常閉接点１２ａ、常開接点１２ｂ、１２ｃ
は、後述する比較部４６によって切り換えられる。比較
部４６が切換信号を発生していない状態では、常閉接点
１２ａが閉成され、常開接点１２ｂ、１２ｃが開放され
ている。この状態では、平滑コンデンサ８ａ、８ｂが直
列に接続されている。

【００３１】平滑コンデンサ８ａ、８ｂには、それぞれ
並列に直流−高周波変換器、例えばインバータ１４ａ、
１４ｂが接続されている。インバータ１４ａ、１４ｂ
は、公知のフルブリッジまたはハーフブリッジに半導体
スイッチング素子、例えばＩＧＢＴを接続したもので、
インバータ制御部１６からの制御信号に応動して、これ
らＩＧＢＴが導通、非導通を繰り返して、平滑コンデン
サ８ａ、８ｂから供給された直流電圧を高周波電圧に変
換する。

【００３２】インバータ１４ａ、１４ｂからの高周波電
圧は、変圧器１８ａ、１８ｂの１次巻線１８ａｐ、１８
ｂｐに供給される。変圧器１８ａ、１８ｂの２次巻線１
８ａｓ、１８ｂｓには、変圧された高周波電圧がそれぞ
れ誘起される。

【００３３】２次巻線１８ａｓ、１８ｂｓには、出力側
整流器２０ａ、２０ｂがそれぞれ設けられている。出力
側整流器２０ａは、２次巻線１８ａｐの両端にアノード
が接続されたダイオード２２ａ、２４ａを有し、これら
のカソードは相互に接続され、平滑用リアクトル２６ａ
を介して正の出力端子２８Ｐに接続されている。

【００３４】同様に出力側整流器２０ｂは、２次巻線１
８ｂｐの両端にアノードが接続されたダイオード２２
ｂ、２４ｂを有し、これらのカソードは相互に接続さ
れ、平滑用リアクトル２６ｂを介して正の出力端子２８
Ｐに接続されている。

【００３５】２次巻線１８ａｐ、１８ｂｐは、中間タッ
プ１８ａｔ、１８ｂｔを有し、これらは互いに接続さ
れ、負の出力端子２８Ｎに接続されている。

【００３６】従って、変圧器１８ａ、１８ｂの２次巻線
１８ａｓ、１８ｂｓに誘起された高周波電圧は、出力側
整流器２０ａ、２０ｂによって整流され、平滑リアクト
ル２６ａ、２６ｂによって平滑されて、出力端子２８
Ｐ、２８Ｎ間に印加される。図示していないが、出力端
子２８Ｐ、２８Ｎ間には負荷、例えばアーク溶接機の場
合、ワークピースとトーチとが接続され、両者の間に出
力端子２８Ｐ、２８Ｎ間の直流電圧によってアークが発
生させられる。

【００３７】降圧コンバータ制御部９とインバータ制御
部１６とには、制御部３０から動作電圧がそれぞれ供給
されている。制御部３０は、開閉器２ａ、２ｂを介して
入力端子１ａ、１ｂに接続されている。この制御部３０
は入力端子１ａ、１ｂ間の電圧を基に両制御部９、１６
への動作電圧を生成している。

【００３８】制御部３０は、入力端子１ａ、１ｂ間の電
圧が、第１の電圧、第２の電圧、第３の電圧のいずれで
あるかを判定し、その判定結果に基づいて、第１の切換
部１２、降圧コンバータ４、サイリスタ１０を制御して
いる。

【００３９】即ち、入力端子１ａ、１ｂ間の電圧が第１
の電圧のとき、平滑コンデンサ８ａ、８ｂが並列に接続
されるように第１の切換部１２を切り換えると共に、一
定時間降圧コンバータ４を作動させた後、これを停止さ
せて、その代わりにサイリスタ１０を導通させる。これ
によって、第１の電圧を整流した電圧が並列接続された
平滑コンデンサ８ａ、８ｂに供給される。コンデンサ８
ａ、８ｂによって平滑された電圧がインバータ１４ａ、
１４ｂで高周波電圧に変換され、さらに変圧器１８ａ、
１８ｂによって変圧され、出力側整流器２０ａ、２０ｂ
によって整流され、平滑用リアクトル２６ａ、２６ｂに
よって平滑されて、出力端子２８Ｐ、２８Ｎに供給され
る。

【００４０】入力端子１ａ、１ｂ間の電圧が第２の電圧
のとき、平滑コンデンサ８ａ、８ｂが直列に接続される
ように第１の切換部１２を切り換えると共に、一定時間
降圧コンバータ４を作動させた後、これを停止させて、
その代わりにサイリスタ１０を導通させる。これによっ
て、第２の電圧を整流した電圧が、直列接続された平滑
コンデンサ８ａ、８ｂに供給される。直列に接続されて
いるので、コンデンサ８ａ、８ｂへの供給電圧は、第１
の電圧が入力端子１ａ、１ｂに供給されているときと同
じ電圧である。以下、第１の電圧が入力端子１ａ、１ｂ
に供給されているときと同様にして、出力端子２８Ｐ、
２８Ｎに直流電圧が供給される。

【００４１】もし、平滑コンデンサ８ａ、８ｂが放電状
態において、第１の電圧または第２の電圧を整流した電
圧を、平滑コンデンサ８ａ、８ｂに供給すると、大きな
電流がこれらに流れる。降圧コンバータ４によって降圧
した電圧によって或る程度、平滑コンデンサ８ａ、８ｂ
を充電した後、第１の電圧または第２の電圧を整流した
電圧を、平滑コンデンサ８ａ、８ｂに供給することによ
って、大きな電流が流れるのを防止している。

【００４２】入力端子１ａ、１ｂ間に供給された電圧が
第３の電圧の場合、平滑コンデンサ８ａ、８ｂが直列に
接続されるように第１の切換部１２が切り換えられる。
かつ第３の電圧を整流した電圧を、第２の電圧を整流し
た電圧に等しい電圧まで、降圧コンバータ４が降圧させ
た後、この降圧電圧を平滑コンデンサ８ａ、８ｂに供給
している。従って、平滑コンデンサ８ａ、８ｂに供給さ
れる電圧は、第２の電圧を整流した電圧と同じ電圧であ
る。以下、第２の電圧が入力端子１ａ、１ｂに供給され
ているときと同様にして、出力端子２８Ｐ、２８Ｎに直
流電圧が供給される。

【００４３】なお、第３の電圧が供給されているとき、
降圧コンバータ４は、その動作の開始から所定時間、第
３の電圧の整流電圧を、第２の電圧のよりもさらに低い
電圧に降圧した後、第２の電圧に等しい電圧に降圧する
ように、降圧コンバータ４を動作させてもよい。

【００４４】このように第３の電圧が供給されたとき、
これを、第２の電圧を整流した電圧に等しい電圧まで降
圧させているので、第３の電圧専用の直流変換回路を設
ける必要はない。また、インバータ１４ａ、１４ｂを構
成しているＩＧＢＴのような半導体スイッチ素子に、例
えば５７５Ｖの第３の電圧を整流した電圧でも破損する
ことのない大きな耐圧の高価なものを使用する必要はな
い。

【００４５】このような制御を行うため、制御部３０
は、例えば図２に示すように構成されている。制御部３
０は、制御用変圧器３２を有している。この制御用変圧
器３２は、３つの１次巻線３２ａ乃至３２ｃを有してい
る。１次巻線３２ａと３２ｂは、同じ巻き数である。１
次巻線３２ｃは、１次巻線３２ｂと直列に接続されてお
り、その巻き数は、１次巻線３２ｂよりも少ない巻き数
である。

【００４６】これら１次巻線３２ａ乃至３２ｃは、制御
電源入力端子３４ａ、３４ｂに第２の切換部３６を介し
て接続されている。制御電源入力端子３４ａは、開閉器
２ａ、２ｂを介して電源入力端子１ａ、１ｂに接続され
ている。

【００４７】第２の切換部３６は、常開接点４０ａ、４
０ｂと常閉接点４０ｃとを含んでいる。常開接点４０ａ
は制御電源入力端子３４ａに接続されている１次巻線３
２ａの一端と１次巻線３２ｂの一端との間に接続されて
いる。常開接点４０ｂは１次巻線３２ｂ、３２ｃの接続
点と１次巻線３２ａの他端との間に接続されている。ま
た、常閉接点４０ｃは、常開接点４０ａ、４０ｂの間に
接続されている。

【００４８】従って、常開接点４０ａ、４０ｂが開放さ
れ、常閉接点４０ｃが閉成されている状態では、１次巻
線３２ａ、３２ｂ、３２ｃが直列に接続されている。ま
た、常開接点４０ａ、４０ｂが閉成され、常閉接点４０
ｃが開放されている状態では、１次巻線３２ａ、３２ｂ
が並列に接続されている。

【００４９】これら常開接点４０ａ、４０ｂは、後述す
るリレー駆動コイル４０に電流が流れたときに閉成さ
れ、常開接点４０ｃは、リレー駆動コイル４０に電流が
流れたときに開放される。

【００５０】第２の切換部３６は、さらに常開接点４２
ａと常閉接点４２ｂとを有し、常開接点４２ａは、１次
巻線３２ｂと３２ｃとの接続点と制御電源入力端子３４
ｂとの間に接続されている。常閉接点４２ｂは、１次巻
線３２ｃの他端と制御電源入力端子３４ｂとの間に接続
されている。常開接点４２ａは、後述する駆動リレーコ
イル４２に電流が流れるとき、閉成される。常閉接点４
２ｂは、駆動リレーコイル４２に電流が流れるとき、開
放される。

【００５１】従って、駆動リレーコイル４０、４２に共
に電流が流れていない状態では、制御電源入力端子３４
ａ、３４ｂ間に１次巻線３２ａ乃至３２ｃが直列に接続
される。駆動リレーコイル４０に電流が流れず、駆動リ
レーコイル４２に電流が流れるとき、制御電源入力端子
３４ａ、３４ｂ間に１次巻線３２ａ及び３２ｂが直列に
接続される。駆動リレーコイル４０、４２に共に電流が
流れている状態では、制御電源入力端子３４ａ、３４ｂ
間に１次巻線３２ａ及び３２ｂが並列に接続される。

【００５２】制御用変圧器３２は、４つの２次巻線３２
ｄ乃至３２ｇを有している。２次巻線３２ｄに誘起され
た電圧は、インバータ制御部１６に、その動作電圧とし
て供給されている。また、２次巻線３２ｅに誘起された
電圧は、降圧コンバータ制御部９に供給される。無論、
降圧コンバータ制御部９及びインバータ制御部１６内に
おいて、供給された交流電圧の直流電圧への変換が行わ
れている。

【００５３】降圧コンバータ制御部９には、後述する駆
動リレーコイル４２に電流が流れたとき、開放される常
閉接点４２ｃが取り付けられている。降圧コンバータ制
御部９は、常閉接点４２ｃが開放されているとき、図３
（ａ）、（ｂ）に示すように入力端子１ａ乃至１ｃに電
圧が供給された時点ｔ０から所定時間の経過した時点ｔ
１から時点ｔ２までの間、動作し、その後に図３（ｃ）
に示すように、スイッチ制御部１１を動作させる。

【００５４】降圧コンバータ制御部９は、常閉接点４２
ｃが閉成されているとき、図４（ａ）、（ｂ）に示すよ
うに入力端子１ａ乃至１ｃに電圧が供給された時点ｔ０
から所定時間の経過した時点ｔ１から動作を継続する。
このとき、スイッチ制御部１１は動作せず、サイリスタ
１０は非導通状態を維持する。

【００５５】２次巻線３２ｆには、付帯設備、例えば、
この直流電源のインバータ１４ａ、１４ｂやリアクトル
７、２６ａ、２６ｂのような発熱部品を冷却するための
ファンを駆動するためのモータ４４が接続されている。
なお、図示していないが、この直流電源装置がアーク溶
接機用の電源装置の場合には、この他に、ワイヤーの給
送用のモータも付帯設備として、モータ４４に並列に接
続される。

【００５６】モータ４４に並列に常開接点４０ｄとリレ
ー駆動コイル１２ｄが接続されている。このリレー駆動
コイル１２ｄに電流が流れたとき、上述した第１の切換
部１２の常開接点１２ｂ、１２ｃが閉成され、常閉接点
１２ａが開放される。また、常開接点４０ｄは、上述し
たリレー駆動コイル４０に電流が流れたとき、閉成され
る。また、２次巻線３２ｇは、比較部４６に接続されて
いる。

【００５７】１次巻線３２ａ乃至３２ｃ、２次巻線３２
ｄ乃至３２ｇの巻線比は、電源制御入力端子３４ａ、３
４ｂ間に５７５Ｖの電圧が供給され、１次巻線３２ａ乃
至３２ｃが直列に接続されている状態で、２次巻線３２
ｄ乃至３２ｇに誘起されている電圧と、電源制御入力端
子３４ａ、３４ｂ間に第２の電圧が供給され、１次巻線
３２ａ及び３２ｂが直列に接続されている状態で、２次
巻線３２ｄ乃至３２ｇに誘起されている電圧と、電源制
御入力端子３４ａ、３４ｂ間に第１の電圧が供給され、
１次巻線３２ａ及び３２ｂが並列に接続されている状態
で、２次巻線３２ｄ乃至３２ｇに誘起されている電圧と
が、互いに等しくなるように選択されている。

【００５８】比較部４６は、２次巻線３２ｇに誘起され
た電圧を全波整流する整流部４８を有している。この整
流部４８は、２次巻線３２ｇの両端にアノードが接続さ
れたダイオード４８ａ、４８ｂと、２次巻線３２ｇの両
端にカソードが接続されたダイオード４８ｃ、４８ｄを
有している。ダイオード４８ａ、４８ｂのカソードが接
続され、整流部４８の一方の出力側とされ、ダイオード
４８ｃ、４８ｄのアノードが接続され、整流部４８の他
方の出力側とされている。

【００５９】この整流部４８の出力側に生じた整流電圧
は、ダイオード４８ａ、４８ｂのカソードと２次巻線３
２ｇの中間タップの間に接続された平滑コンデンサ５０
ａと、ダイオード４８ｃ、４８ｄのカソードと２次巻線
３２ｇの中間タップの間に接続された平滑コンデンサ５
０ｂとによって、それぞれ平滑される。

【００６０】平滑コンデンサ５０ａの両端間電圧が、第
１の比較部５２に供給される。第１の比較部５２は、平
滑コンデンサ５０ａの両端間に接続された抵抗器５４、
ツエナーダイオード５５、可変抵抗器５６の直列回路５
７を有している。この直列回路５７は、巻線３２ｇの中
間タップとダイオード４８ａのアノードの出力電圧が、
高電圧判定値以上になると、ツエナーダイオード５５が
導通するように、抵抗器５４、可変抵抗器５６の抵抗値
及びツエナーダイオード５５の定格値が設定されてい
る。

【００６１】高電圧判定値は、第３の電圧である５７５
Ｖの交流電圧の変動範囲の下限値と、第２の電圧の最高
電圧である４６０Ｖの交流電圧の電圧変動範囲の上限値
との中間値、例えば５１０Ｖに相当する、巻線３２ｇの
中間タップとダイオード４８ａのアノードの出力電圧で
ある。

【００６２】可変抵抗器５６に並列に、抵抗器５８とコ
ンデンサ５９との直列回路が接続されている。平滑コン
デンサ５０ａの両端間には、抵抗器６１とサイリスタ６
２との直列回路が接続され、サイリスタ６２のゲートと
カソードとの間には、コンデンサ５９の両端間電圧が供
給されている。

【００６３】第１の比較部５２は、平滑コンデンサ５０
ａの両端間に接続された抵抗器６６、ツエナーダイオー
ド６７、可変抵抗器６８の直列回路６９を有している。
この直列回路６９は、上記高電圧判定値よりも低い低電
圧判定値以上の電圧が、巻線３２ｇの中間タップとダイ
オード４８ａのアノード間に生じたときツエナーダイオ
ード６７が導通するように、抵抗器６６、可変抵抗器６
８の抵抗値及びツエナーダイオード６７の特性が選択さ
れている。

【００６４】可変抵抗器６８に並列にコンデンサ７０と
ツエナーダイオード７２が接続されている。また、平滑
コンデンサ５０ａの両端間に直列に、駆動リレーコイル
４２と半導体スイッチング素子、例えばＦＥＴ７３のド
レイン・ソース導電路が接続されている。そして、この
ＦＥＴ７３のゲート・ソース間にツエナーダイオード７
２、コンデンサ７０の並列回路の電圧が印加されてい
る。また、駆動リレーコイル４２に並列にダイオード７
４が接続されている。駆動リレーコイル４２は、これに
電流が流れたとき、常開接点４２ａを閉成し、常閉接点
４２ｂを開放する他に、ＦＥＴ７３のドレイン・ソース
導電路に並列に接続されている常開接点４２ｅを閉成
し、かつ後述する常閉接点４２ｃを開放し、常開接点４
２ｄを閉成する。

【００６５】また、抵抗器５４、ツエナーダイオード５
５、抵抗器５８、コンデンサ５９が、時定数回路、また
は遅延回路、例えば積分回路６０を構成し、同様に抵抗
器６６、ツエナーダイオード６７、コンデンサ７０が時
定数回路、または遅延回路、例えば積分回路７１を構成
している。積分回路６０の時定数は、積分回路７１の時
定数よりも小さく設定されている。従って、入力端子１
ａ乃至１ｃの電圧が供給されてから、コンデンサ５９の
電圧が、サイリスタ６２を導通させる電圧に到達する時
間は、コンデンサ７０の電圧がＦＥＴ７３を導通させる
電圧に到達する時間よりも短い。

【００６６】従って、第３の高電圧が入力端子１ａ乃至
１ｃに供給されたとき、ツエナーダイオード５５、６７
が共に導通し、コンデンサ５９、７０の充電が開始され
る。そして、コンデンサ７０の電圧がＦＥＴ７３を導通
させる電圧に到達する前に、コンデンサ５９の電圧が、
サイリスタ６２を導通させる電圧に到達し、サイリスタ
６２が導通し、コンデンサ７０の電荷を抵抗器６５、ダ
イオード６４、サイリスタ６２を介して放電させる。よ
って、ＦＥＴ７３は非導通状態を維持する。よって、駆
動リレーコイル４２には電流が流れず、常開接点４２
ａ、４２ｄ、４２ｅは開放状態を、常閉接点４２ｂ、４
２ｃは閉成状態を、それぞれ維持する。

【００６７】第２の電圧または第１の電圧が入力端子１
ａ乃至１ｃに供給されたとき、ツエナーダイオード６７
は導通するが、ツエナダイオード５５は非導通である。
よって、コンデンサ７０の電圧が、ＦＥＴ７３を導通さ
せるのに充分な電圧まで上昇し、ＦＥＴ７３が導通し、
駆動リレーコイル４２に電流が流れ、常開接点４２ａ、
４２ｄ、４２ｅは閉成され、常閉接点４２ｂ、４２ｃは
開放される。なお、常開接点４２ｅが閉成されたことに
より、駆動リレーコイル４２は自己保持され、２次巻線
３２ｇに誘起される電圧が変化しても、常開接点４２
ａ、４２ｄ、４２ｅの閉成状態、常閉接点４２ｂ、４２
ｃの開放状態は維持される。

【００６８】コンデンサ５０ａ、５０ｂ間の電圧が、常
開接点４２ｄを介して第２の比較部８０に供給されてい
る。常開接点４２ｄは上述したように、第２また第１の
電圧が入力端子１ａ乃至１ｃに供給されているとき閉成
されるので、第２の比較部８０も第２又は第１の電圧が
入力端子１ａ乃至１ｃに供給されているとき、動作す
る。

【００６９】第２の比較部８０は、常開接点４２ｄを介
してコンデンサ５０ａ、５０ｂ間に接続された直列回路
８１を有し、この直列回路８１は、抵抗器８２と８４と
を備えている。抵抗器８４に並列にコンデンサ８６が接
続されている。これら抵抗器８２、８４及びコンデンサ
８６が積分回路を構成している。コンデンサ８６に並列
にツエナーダイオード８９が接続されている。

【００７０】第２の比較部８０は、常開接点４２ｄを介
してコンデンサ５０ａ、５０ｂ間に接続された直列回路
９１も有している。この直列回路９１は、駆動リレーコ
イル４０と半導体スイッチング素子、例えばＦＥＴ９２
のドレイン・ソース導電路を備えている。このＦＥＴ９
２のゲート・ソース間にコンデンサ８６が並列に接続さ
れている。

【００７１】従って、コンデンサ８６が充電され、その
電圧が所定値まで上昇すると、ＦＥＴ９２が導通し、駆
動リレーコイル４０に電流が流れる。駆動リレーコイル
４０は、上述したようにこれに電流が流れたとき、常開
接点４０ａ、４０ｂ、４０ｄを閉成し、常閉接点４０ｃ
を開放する他に、ＦＥＴ９２のドレイン・ソース間に並
列に接続された常開接点４０ｅを閉成する。なお、駆動
リレーコイル４０に並列にダイオード９３が接続されて
いる。

【００７２】コンデンサ８６に並列に直列回路が接続さ
れている。この直列回路は、抵抗器９６と半導体スイッ
チング素子、例えばＦＥＴ９８のドレイン・ソース導電
路とからなる。直列回路８１に並列にツエナーダイオー
ド１００と抵抗器１０２の直列回路が接続されている。
このツエナーダイオード１００と抵抗器１０２の接続点
がＦＥＴ９８のゲートに接続されている。従って、ツエ
ナーダイオード１００が導通したとき、ＦＥＴ９８が導
通し、コンデンサ８６が放電される。入力端子１ａ乃至
１ｃに第２の電圧が供給されているとき、ツエナーダイ
オード１００が導通するようにツエナーダイオード１０
０の特性及び抵抗器１０２の値が選択されている。従っ
て、第２の電圧が入力端子１ａ乃至１ｃに供給されてい
るとき、コンデンサ８６が放電するので、ＦＥＴ９２は
非導通状態を維持し、常開接点４０ａ、４０ｃが開放状
態、常閉接点４０ｃは閉成状態を維持する。

【００７３】制御部３０が、上記のように構成されてい
るので、次のようにこの直流電源装置は動作する。

【００７４】入力端子１ａ乃至１ｃに電圧が全く供給さ
れていない状態では、図１に示すように常閉接点１２ａ
が閉成され、常開接点１２ｂ、１２ｃが開放され、平滑
コンデンサ８ａ、８ｂは直列に接続されている。また、
常開接点４０ａ、４０ｂ、４２ａが開放され、常閉接点
４０ｃ、４２ｂが閉成されているので、３つの１次巻線
３２ａ、３２ｂ、３２ｃが直列に接続されている。

【００７５】この状態において入力端子１ａ乃至１ｃに
第３の電圧が供給され、かつ開閉器２ａ乃至２ｃが閉じ
られると、上述したように駆動リレーコイル４２には電
流が流れず、上述したように各常開接点、常閉接点の状
態が維持される。その結果、平滑コンデンサ８ａ、８ｂ
が直列に接続されて状態が維持される。更に、２次巻線
３２ｄには、インバータ制御部１６を動作させるのに適
正な電圧が誘起され、インバータ制御部１６が正常に動
作し、インバータ１４ａ、１４ｂが正常に動作する。２
次巻線３２ｅには、降圧コンバータ制御部９を動作させ
るのに適正な電圧が誘起される。このとき、常閉接点４
２ｃが閉成状態を維持しているので、上述したように降
圧コンバータ４のみが動作する。２次巻線３２ｆにも、
モータ４４を動作させるのに適正な電圧が誘起され、モ
ータ４４が正常に動作する。

【００７６】入力端子１ａ乃至１ｃに供給された電圧が
第２の電圧であると、駆動リレーコイル４２に電流が流
れ、常閉接点４２ｂが開放され、常開接点４２ａが閉成
される。このとき、駆動リレーコイル４０には電流が流
れないので、常開接点４０ｄは開放状態を維持し、駆動
リレーコイル１２ｄには電流が流れない。よって、常閉
接点１２ａの閉成状態は維持され、常開接点１２ｂ、１
２ｃの開放状態が維持され、平滑コンデンサ８ａ、８ｂ
の直列状態も維持される。

【００７７】また、常開接点４２ａが閉成され、常閉接
点４２ｂが開放される。また、駆動リレーコイル４０に
電流が流れないので、常閉接点４０ｃが閉成され、常開
接点４０ａ、４０ｂが開放された状態が維持される。よ
って、１次巻線３２ａ、３２ｂが直列に接続され、これ
らに第２の電圧が供給される。２次巻線３２ｄにはイン
バータ制御部１６を動作させるために適正な電圧が誘起
され、２次巻線３２ｅには降圧コンバータ制御部９を動
作させるのに適正な電圧が誘起され、２次巻線３２ｆに
はモータ４４を動作させるのに適正な電圧が誘起され
る。その結果、インバータ制御部１６、降圧コンバータ
制御部９及びモータ４４が正常に動作する。なお、常閉
接点４２ｃが開放されているので、上述したように降圧
コンバータ４が一定時間作動した後、サイリスタ９が導
通する。

【００７８】このとき、２次巻線３２ｇに誘起されてい
る電圧が変化するが、駆動リレーコイル４２は常開接点
４２ｅによって自己保持されているので、常開接点４２
ａ、４２ｄの閉成状態、常閉接点４２ｂ、４２ｃの開放
状態は維持される。

【００７９】入力端子１ａ乃至１ｃに供給された電圧が
第１の電圧であると、常開接点４２ｄが閉成され、第２
の比較部８０が動作し、駆動リレーコイル４０に電流が
流れ、常開接点４０が閉成されるので、駆動リレーコイ
ル１２ｄに電流が流れ、常閉接点１２ａが開放され、常
開接点１２ｂ、１２ｃが閉成される。従って、平滑コン
デンサ８ａ、８ｂが並列に接続される。

【００８０】さらに、常開接点４０ａ、４０ｂが閉成さ
れ、常閉接点４０ｃが開放され、駆動リレーコイル４２
に電流が流れるので、常開接点４２ａが閉成され、常閉
接点４２ｂが開放されるので、並列に接続された２つの
１次巻線３２ａ、３２ｂに第１の電圧が供給され、２次
巻線３２ｅにはインバータ制御部１６を動作させるため
に適正な電圧が誘起され、２次巻線３２ｅには降圧コン
バータ制御部９を動作させるために適正な電圧が誘起さ
れ、２次巻線３２ｆには、モータ４４及び駆動リレーコ
イル１２ｄを動作させるために適正な電圧が誘起され、
インバータ制御部１６、降圧コンバータ制御部９、モー
タ４４がそれぞれ動作する。なお、常閉接点４２ｃが開
放されているので、上述したように降圧コンバータ４が
一定時間作動した後、サイリスタ９が導通する。

【００８１】このとき、２次巻線３２ｇに誘起されてい
る電圧が変化するが、駆動リレーコイル４２は常開接点
４２ｅによって自己保持されているので、常開接点４２
ａ、４２ｄの閉成状態、常閉接点４２ｂ、４２ｃの開放
状態は維持されるし、駆動リレーコイル４０も常開接点
４０ｅによって自己保持されているので、常開接点４０
ａ、４０ｂ、４０ｄの閉成状態、常閉接点４０ｃの開放
状態は維持される。

【００８２】このように第１乃至第３の電圧のうちいず
れの電圧が供給されていても、例えば直流アーク溶接機
の電源として正常に動作する。しかも、モータ４４等の
付帯設備を動作させるために特別な電源は不要である。
また、インバータ１４ａ、１４ｂに含まれている半導体
スイッチング素子にも、耐圧が低いものを使用すること
ができる。

【００８３】上記の実施の形態では、第１の切換器１２
を有接点素子である常閉接点１２ａ、常開接点１２ｂ、
１２ｃを用いて構成している。しかし、図５に示すよう
に、これら有接点素子を無接点素子、例えば半導体素子
に置換することができる。即ち、図１の第１の切換器１
２の常閉接点１２ａをダイオード１２１ａに置換し、常
閉接点１２ｂをサイリスタ１２１ｂに、常閉接点１２ｃ
をサイリスタ１２１ｃに置換し、第１の切換器１２１を
構成している。なお、駆動リレーコイル１２ｄに代え
て、サイリスタ１２１ｂ、１２１ｃを駆動する駆動信号
を発生する駆動装置（図示せず）を使用する。サイリス
タ１２１ｂ、１２１ｃに駆動信号が駆動装置から供給さ
れていない状態では、サイリスタ１２１ｂ、１２１ｃは
オフで、ダイオード１２１ａがオンである。よって平滑
コンデンサ８ａ、８ｂが直列に接続されている。さらに
サイリスタ１２１ｂ、１２１ｃに駆動信号が供給されて
いる状態では、これらサイリスタ１２１ｂ、１２１ｃが
オンで、ダイオード１２１ａがオフである。よって平滑
コンデンサ８ａ、８ｂが並列に接続されている。なお、
制御部３０は、駆動リレーコイル１２ｄに代えて、上記
駆動装置を設ける以外、図２に示すものが使用できる。

【００８４】また、上記の実施の形態では、第１及び第
２の比較部を、ツエナーダイオードやＦＥＴを用いて構
成したが、例えば演算増幅器等を利用して、第１及び第
２の比較部を構成することもできる。さらに、上記の実
施の形態では、インバータ１４ａ、１４ｂを用いたが、
これらに代えてチョッパーを使用することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施の形態の直流アーク溶接機の直
流電源装置の回路図である。

【図２】図１の制御部の詳細な回路図である。

【図３】図１の直流電源装置に第１又は第２の電圧が供
給されたときの、降圧コンバータとサイリスタの動作を
示す図である。

【図４】図１の直流電源装置に第３の電圧が供給された
ときの、降圧コンバータの動作を示す図である。

【図５】本発明の他の実施の形態の直流アーク溶接機の
直流電源装置の回路図である。

【符号の説明】

１ａ乃至１ｃ 入力端子 ３ 整流部 ４ 降圧コンバータ ８ａ ８ｂ 平滑コンデンサ １２ 第１の切換部 １４ａ １４ｂ インバータ １８ａ １８ｂ 変圧器 ２０ａ ２０ｂ 出力側整流部 ３０ 制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤吉 敏一 大阪府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 檀上 謙三 大阪府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 大阪府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 石井 秀雄 大阪府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

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の交流電圧と、第１の交流電圧の約
   ２倍の電圧の第２の交流電圧と、第２の交流電圧よりも
   高い第３の交流電圧のうちいずれかが入力される電源入
   力端子と、 この電源入力端子に供給された交流電圧を整流する整流
   部と、 この整流部の出力電圧が供給され、これを降圧する降圧
   コンバータと、 この降圧コンバータと並列に接続された開閉スイッチ
   と、 第１及び第２の平滑コンデンサと、 前記降圧コンバータまたは開閉スイッチに対して直列ま
   たは並列に第１及び第２のコンデンサを接続する第１の
   切換部と、 前記第１及び第２の平滑コンデンサに並列に接続された
   第１及び第２の直流−高周波変換部と、 第１及び第２の直流−高周波変換部の出力がそれぞれ供
   給される第１及び第２の変圧器と、 第１及び第２の変圧器の高周波出力を直流に変換するコ
   ンバータと、 前記電源入力端子に供給された電圧が第３交流電圧のと
   き、前記降圧コンバータを作動させると共に、第１の切
   換部に第１及び第２の平滑用コンデンサを直列に接続さ
   せ、前記電源入力端子に供給された電圧が第２交流電圧
   のとき、前記開閉スイッチを閉成すると共に、第１の切
   換部に第１及び第２の平滑用コンデンサを直列に接続さ
   せ、前記電源入力端子に供給された電圧が第１交流電圧
   のとき、前記開閉スイッチを閉成すると共に、第１の切
   換部に第１及び第２の平滑用コンデンサを並列に接続さ
   せる制御部とを、具備するアーク利用機器用直流電源装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のアーク利用機器用直流電
   源装置において、前記電源入力端子に第１または第２交
   流電圧が供給されたとき、前記制御部が、前記降圧コン
   バータを所定時間だけ作動させた後、前記開閉スイッチ
   を閉成するアーク利用機器用直流電源装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載のアーク利用機器用直流電
   源装置において、前記制御回路は、 前記第１、第２または第３の交流電圧が供給される制御
   電源入力端子と、 第１乃至第３の１次巻線と、第１及び第２の２次巻線と
   を、有する制御用変圧器と、 前記制御用電源入力端子間に、第１乃至第３の１次巻線
   を直列に接続した状態と、第１及び第２の１次巻線を直
   列に接続した状態と、第１及び第２の１次巻線を並列に
   接続した状態とのうち、選択された状態とする第２の切
   換部と、 第１の２次巻線から給電される付帯設備と、 第２の２次巻線の電圧が、第２及び第３の交流電圧に相
   当する電圧の間の第１の中間値より大きいとき、第１の
   切換部に第１及び第２の平滑コンデンサを直列に接続さ
   せると共に、前記降圧コンバータを作動させ、かつ第２
   の切換部に第１乃至第３の１次巻線を直列に接続させ、
   第２の２次巻線の電圧が、第１の中間値よりも小さく、
   第１及び第２の交流電圧に相当する電圧の間の第２の中
   間値よりも大きいとき、第１の切換部に第１及び第２の
   平滑コンデンサを直列に接続させると共に、前記開閉ス
   イッチを閉成し、かつ第２の切換部に第１乃至第２の１
   次巻線を直列に接続させ、第２の２次巻線の電圧が、第
   ２の中間値よりも小さいとき、第１の切換部に第１及び
   第２の平滑コンデンサを並列に接続させると共に、前記
   開閉スイッチを閉成し、かつ第２の切換部に第１乃至第
   ２の１次巻線を並列に接続させる比較部とを、具備する
   アーク利用機器用直流電源装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載のアーク利用機器用直流電
   源装置において、前記制御用電源入力端子間に第３の交
   流電圧が供給され、前記制御用電源入力端子間に第１乃
   至第３の１次巻線が直列に接続された状態で、第１の２
   次巻線に誘起される電圧と、前記制御用電源入力端子間
   に第２の交流電圧が供給され、前記制御用電源入力端子
   間に第１及び第２の１次巻線が直列に接続された状態
   で、第１の２次巻線に誘起される電圧と、前記制御用電
   源入力端子間に第１の交流電圧が供給され、前記制御用
   電源入力端子間に第１の交流電圧が供給された状態で、
   第１の２次巻線に誘起される電圧とが、等しいように、
   第１乃至第３の１次巻線と、第１の２次巻線の巻線との
   巻き数が選択されているアーク利用機器用直流電源装
   置。
5. 【請求項５】 請求項３記載のアーク利用機器用直流電
   源装置において、 第２の切換部は、第１及び第２の切換信号が非供給状態
   において第１乃至第３の１次巻線を直列に接続すると共
   に第１乃至第３の１次巻線を前記制御用電源入力端子間
   に接続し、第１の切換信号が供給状態であってかつ第２
   の切換信号が非供給の状態で第１及び第２の１次巻線を
   直列に接続すると共に第１及び第２の１次巻線を前記制
   御用電源入力端子間に接続し、第１及び第２の切換信号
   が供給状態において第１及び第２の１次巻線を並列に接
   続すると共に第１及び第２の１次巻線を前記制御用電源
   入力端子間に接続し、 前記降圧コンバータは、前記第１の切換信号が非供給の
   状態に関連して作動させられ、 前記開閉スイッチは、前記第１の切換信号の供給状態に
   おいて閉成され、 前記比較部は、 第２の２次巻線の電圧が、第１の中間値よりも小さいと
   き第１の切換信号を発生し、第１の中間値よりも大きい
   とき第１の切換信号を非発生とする第１比較部と、第１
   の切換信号の発生状態において、第２の２次巻線の電圧
   が、第１及び第２の交流電圧に相当する電圧の間の第２
   の中間値よりも小さいとき、第２の切換信号を発生し、
   第２の中間値よりも大きいとき、第２の切換信号を非発
   生とする第２の比較部とを、備えるアーク利用機器用直
   流電源装置。
6. 【請求項６】 請求項５記載のアーク利用機器用直流電
   源装置において、第１の比較部は、第１の切換信号を発
   生したとき、その発生状態を自己保持し、第２の比較部
   は、第２の切換信号を発生したとき、その発生状態を自
   己保持するアーク利用機器用直流電源装置。