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JPS6076278A - Arc welding machine - Google Patents

Arc welding machine

Info

Publication number
JPS6076278A
JPS6076278A JP18331283A JP18331283A JPS6076278A JP S6076278 A JPS6076278 A JP S6076278A JP 18331283 A JP18331283 A JP 18331283A JP 18331283 A JP18331283 A JP 18331283A JP S6076278 A JPS6076278 A JP S6076278A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
output
circuit
welding
current
switching
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
JP18331283A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS6348630B2 (en
Inventor
Yasuyuki Higuchi
樋口 泰行
Junzo Tanimoto
順三 谷本
Nobuyuki Haji
信幸 土師
Hideyuki Koyama
秀行 小山
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial 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 Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP18331283A priority Critical patent/JPS6076278A/en
Publication of JPS6076278A publication Critical patent/JPS6076278A/en
Publication of JPS6348630B2 publication Critical patent/JPS6348630B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/06Arrangements or circuits for starting the arc, e.g. by generating ignition voltage, or for stabilising the arc
    • B23K9/073Stabilising the arc

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arc Welding Control (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a titled welding machine which eliminates a semiconductor trouble owing to magnetic deviation and controls stably output in semiconductor control of arc welding with an inverter by synchronizing output power control with a pulse generating circuit and taking balance between pulses. CONSTITUTION:Output electric power is controlled 16 and the pulse width of current is modulated 17 to control semiconductors 4a-4d in arc welding 8-10 using a current rectifier 2, a semiconductor circuit 4, a voltage transformer 5 and a current rectifier 6. The output power control is synchronized with a pulse generating circuit 19a of a synchronizing circuit 19 to balance the current width between pulses. If the semiconductors 4a-4d are controlled in such a way, the burn of the semiconductors by overcurrent is eliminated and the transformer trouble owing to magnetic deviation is eliminated. Satisfactory welding is thus accomplished.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は溶接用変圧器の1次側に挿入接続したトランジ
スタ等のスイッチング素子により出力を制御するインバ
ータ制御方式のアーク溶接機に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to an inverter-controlled arc welder whose output is controlled by a switching element such as a transistor inserted and connected to the primary side of a welding transformer.

従来例の構成とその問題点 近年、パワートランジスタ、パワーFET等のスイッチ
ング素子の普及はめざましく、各産業分野にその利用が
広がっているが、アーク溶接機においても、溶接用変圧
器の1次側にパワートランジスタを配置し、そのスイッ
チング状態を周波数変調あるいはパルス幅変調等の制御
手段を用いて制御し、溶接用変圧器を介して溶接出力と
して供給するインバータ制御方式のアーク溶接機が実用
化されており、今後跡々普及する様相にある。
Conventional configurations and their problems In recent years, switching elements such as power transistors and power FETs have become widespread, and their use has spread to various industrial fields. An inverter-controlled arc welding machine has been put into practical use, in which a power transistor is placed in the welding area, the switching state of which is controlled using control means such as frequency modulation or pulse width modulation, and the welding output is supplied via a welding transformer. It seems that it will become more popular in the future.

以下図面を参照しながら、従来のアーク溶接機について
説明する。第1図はパルス幅を変調して出力制御を行う
パルス幅変調方式の構成を示す図であり、第1図におい
て、1は溶接機の交流入力端子、2は交流入力を整流す
る整流器、3は整流器2の整流出力を平滑するコンデン
サ、4は整流器2およびコンデンサ3によシ直流化され
た電力を交互に哀イ、ソチングし、高周波数の交流電力
(例えば1〜100KHz)に変換するトランジスタ回
路で、トランジスタ48〜4dによシ構成されている。
A conventional arc welding machine will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a pulse width modulation method that modulates the pulse width to control output. In FIG. 1, 1 is an AC input terminal of a welding machine, 2 is a rectifier that rectifies the AC input, and 3 4 is a capacitor that smoothes the rectified output of the rectifier 2, and 4 is a transistor that alternately converts the power converted into DC by the rectifier 2 and capacitor 3 into high-frequency AC power (for example, 1 to 100 KHz). The circuit is composed of transistors 48 to 4d.

5はトランジスタ回路4によシスイ・ノチングされた交
流電力を溶接に適した電圧に降圧する変圧器、6は降圧
された交流電力を整流し、直流電力を得るための整流器
、7はアーク特性を改善するりアクドル、8は消耗性電
極、9は母材、10は消耗性電極8と母材9の間に発生
する溶接負荷、11は溶接電流を検出する電流検出器、
12は消耗性電極8を定速度で送給する電極送給装置、
13は電流検出器11の出力を増幅し、溶接電流値に応
じた電圧信号を出力する電流増幅回路、14は溶接電圧
を入力し、溶接負荷10の短絡状態との出力と電流増幅
回路13の出力と溶接電圧判別回路14の出力をそれぞ
れ入力し、溶接出力指令器15の出力と溶接電流、溶接
電圧の状態に応じて、溶接電力を制御するための出力信
号を発生させて、出力する出力電力制御回路、17は出
力電力制御回路16の出力信号を受けて前記出力信号に
比例したパルス幅変調信号を出力するパルス幅変調回路
、18はパルス幅変調回路17より出力されたパルス信
号を増幅し、トランジスタ4をドライブするトランジス
タドライブ回路である。
5 is a transformer that steps down the AC power notched by the transistor circuit 4 to a voltage suitable for welding; 6 is a rectifier that rectifies the stepped down AC power to obtain DC power; and 7 is a rectifier that adjusts arc characteristics. 8 is a consumable electrode, 9 is a base material, 10 is a welding load generated between the consumable electrode 8 and the base material 9, 11 is a current detector for detecting welding current,
12 is an electrode feeding device that feeds the consumable electrode 8 at a constant rate;
13 is a current amplification circuit that amplifies the output of the current detector 11 and outputs a voltage signal according to the welding current value; 14 is a current amplification circuit that inputs the welding voltage and outputs the short-circuited state of the welding load 10 and the current amplification circuit 13; The output signal inputs the output and the output of the welding voltage discrimination circuit 14, and generates an output signal for controlling the welding power according to the output of the welding output command device 15, welding current, and welding voltage state. A power control circuit; 17 is a pulse width modulation circuit that receives the output signal of the output power control circuit 16 and outputs a pulse width modulation signal proportional to the output signal; 18 is a pulse width modulation circuit that amplifies the pulse signal output from the pulse width modulation circuit 17; This is a transistor drive circuit that drives the transistor 4.

以上のように構成された従来のアーク溶接機について、
以下その動作について説明する。交流入力端子1に入力
された交流電力は整流器2により整流され、コンデンサ
3によシ平滑され、直流の電力となる。直流化された電
力はトランジスタ48〜4dによりスイッチング制御さ
れて高い周波数の交流電力に変換される。この様子を第
2図を用いて説明する。
Regarding the conventional arc welding machine configured as above,
The operation will be explained below. AC power input to the AC input terminal 1 is rectified by a rectifier 2, smoothed by a capacitor 3, and becomes DC power. The DC power is controlled by switching by transistors 48 to 4d and converted into high frequency AC power. This situation will be explained using FIG. 2.

第2図aはトランジスタ4a〜4dによってスイッチン
グされ、変圧器5の1次端子5a、5bを通じて変圧器
5の1次側に流れる電流を示すも。
FIG. 2a shows the current flowing to the primary side of the transformer 5 through the primary terminals 5a, 5b of the transformer 5, which are switched by the transistors 4a to 4d.

のであるが、ある時間 t1期間では、トランジスタ4
a〜4dは全てOFF状態であり、電流は流れない。続
く、t2期間ではトランジスタ4a。
However, in a certain period t1, transistor 4
All of a to 4d are in the OFF state, and no current flows. In the following period t2, the transistor 4a.

4dがON状態、トランジスタ4b、4cカニ〇FF状
態となって変圧器501次電流lが流れる。この時の1
次電流1の方向は変圧器601次端子5aよ91次端子
5bに向う方向となる。続<t3期間では、トランジス
タ4a〜4dが再び全てOFF状態となって電流は流れ
ない。続く t4期間ではトランジスタ4b、4cがO
N状態、トランジスタ4 a + 4 dがOFF状態
となって、変圧器601次電流−1か流れる。この時の
1次電流−1の方向は前記1次電流lの方向と反交り方
向であり、変圧器らの1次端子5bから1次端子6aに
向う方向である。イン/く一夕制御方式の電源装置では
上記のようなトランジスタ48〜4dのスイ・、チング
状態t4〜t4を1周期Tとして、このサイクルを繰り
返してコンデンサ3に充電された直流電力を、第2図a
に示すような高周波の交流電力に変換している。
4d is in the ON state, transistors 4b and 4c are in the FF state, and the primary current l flows through the transformer 50. 1 at this time
The direction of the secondary current 1 is from the primary terminal 5a of the transformer 60 to the 91st secondary terminal 5b. During the period <t3, all the transistors 4a to 4d are turned off again, and no current flows. In the following period t4, transistors 4b and 4c are O.
In the N state, the transistors 4a+4d are in the OFF state, and the primary current -1 of the transformer 60 flows. The direction of the primary current -1 at this time is a direction opposite to the direction of the primary current 1, and is a direction from the primary terminal 5b of the transformer to the primary terminal 6a. In the power supply device of the input/output control type, the switching states t4 to t4 of the transistors 48 to 4d as described above are defined as one cycle T, and this cycle is repeated to transfer the DC power charged in the capacitor 3 to the first cycle. Figure 2a
It is converted into high-frequency AC power as shown in the figure below.

このようなバルヌ幅変調方式では、周期T中に占めるト
ランジスタのON時間(t2+t4)の比率(以下、ス
イッチングデー−ティと呼ぶ)を変えることによって出
力を制御している。前記のようなスイッチングによシ得
られた高い周波数の交流電力は変圧器6によって溶接に
適した電圧に降圧され、整流器6によって整流されて、
第2図すのような直流電力となり、リアクトル7を介し
て、溶接負荷1oに供給される。消耗性電極8は電極送
給装置12により定速度で母材9へ送給されて、消耗性
電極8と母材9の間にて溶接が行われる。
In such a Varne width modulation method, the output is controlled by changing the ratio of the ON time (t2+t4) of the transistor (hereinafter referred to as switching duty) that occupies the period T. The high frequency AC power obtained by the above switching is stepped down to a voltage suitable for welding by a transformer 6, rectified by a rectifier 6,
The DC power becomes as shown in FIG. 2, and is supplied to the welding load 1o via the reactor 7. The consumable electrode 8 is fed to the base material 9 at a constant speed by the electrode feeding device 12, and welding is performed between the consumable electrode 8 and the base material 9.

溶接中における溶接電流の波形を第2図Cに、溶接電圧
の波形を第2図dに示すが、溶接は消耗性電極8が母材
9に短絡し、短絡電流が流れる短絡期間Yとアークが発
生する期間XおよびZを交互に、連続的に繰返す短絡移
行型の溶接となっている。
The waveform of the welding current during welding is shown in Fig. 2C, and the waveform of the welding voltage is shown in Fig. 2D. During welding, the consumable electrode 8 is short-circuited to the base metal 9, and the short-circuit period Y during which the short-circuit current flows and the arc This is a short-circuit transition type welding in which periods X and Z, in which this occurs, are alternately and continuously repeated.

溶接電流は電流検出器11により検出され、電流増幅回
路13により溶接電流値に応じた電圧信号に増幅され、
出力電力制御回路16に入力される。
The welding current is detected by a current detector 11 and amplified by a current amplification circuit 13 to a voltage signal corresponding to the welding current value,
It is input to the output power control circuit 16.

溶接電圧は溶接電圧判別回路14により短絡状態である
か、アーク状態であるかの判別がされて、その判別出力
は出力電力制御回路16に入力される。出力電力制御回
路16は、溶接出力指令器15の出力と電流増幅回路1
3の出力と、溶接電圧判別回路14の判別出力それぞれ
入力し、前記入力の各状態に応じて溶接を良好に行うた
めの出力電力制御を行う。
The welding voltage is determined by a welding voltage determination circuit 14 as to whether it is in a short circuit state or an arc state, and the determination output is inputted to an output power control circuit 16. The output power control circuit 16 controls the output of the welding output command device 15 and the current amplification circuit 1.
3 and the discrimination output of the welding voltage discrimination circuit 14 are respectively input, and the output power is controlled to perform welding satisfactorily according to each state of the inputs.

出力電力制御回路16の出力は、パルス幅凌調回路17
に入力され、出力電力制御回路16の出力信号に比例し
たスイッチングデユーティを得るようなパルス幅信号に
変換される。トランジスタドライブ回路18は前記パル
ス幅信号出力を増幅し、トランジスタ回路4′frニド
ライブするだめの出力を出す。
The output of the output power control circuit 16 is output from the pulse width adjustment circuit 17.
and is converted into a pulse width signal that obtains a switching duty proportional to the output signal of the output power control circuit 16. The transistor drive circuit 18 amplifies the pulse width signal output and outputs an output for driving the transistor circuit 4'fr.

従来のアーク溶接機の溶接電力の制御動作を第3図を用
いて説明する。溶接負荷10が第3図aのXに示すよう
な通常のアーク状態の時、出力電力制御回路16は溶接
出力指令器15の指令出力vxをそのま\パルス幅変調
回路17に伝達する。
The welding power control operation of a conventional arc welding machine will be explained with reference to FIG. When the welding load 10 is in a normal arc state as shown by X in FIG.

次に溶接負荷10がYに示すような短絡状態になると溶
接電圧判別回路14により短絡状態を検出し、出力電力
制御回路16は溶接出力指令器15の指令出力■工より
低い信号■、をパルス幅変調回路17に出力し、トラン
ジスタ48〜4dのスイッチングデー−ティを低セして
、溶接電力を減少し、短絡時の電流の立上り勾配および
ピーク値を抑制することにより、溶接時に発生するスパ
ッタの発生を低減している。溶接負荷10がZに示すよ
うに、アーク状態であっても、溶接電流が非常に低下し
た時、電流増幅回路1子の出力を受けて、出力電力制御
回路16は溶接電流の低下を検出腰溶接出力指令器15
の指令出力■工より高い信号■2をパルス幅変調回路1
7に出力し、トランジスタ4a〜4dのスイッチングデ
ユーティを高くして溶接電力を増大し、溶接電流が、さ
らに低下することを防ぐことにょシアーク切れを起こり
に<<シている。前記の各動作状態における出力電力制
御回路16の出力の変化を第3図すに示している。また
第3図Cは前記の各動作における。変圧器5の1次電流
を示すものであシ、出力電力制御回路16の出力信号に
比例して、パルス幅変調が行われている。
Next, when the welding load 10 becomes short-circuited as shown in Y, the welding voltage discrimination circuit 14 detects the short-circuited state, and the output power control circuit 16 pulses a signal ■ lower than the command output ■ of the welding output commander 15. Spatter generated during welding is output to the width modulation circuit 17, and the switching dates of the transistors 48 to 4d are set low to reduce the welding power and suppress the rising slope and peak value of the current at the time of a short circuit. This reduces the occurrence of When the welding load 10 is in an arc state, as shown by Z, when the welding current drops significantly, the output power control circuit 16 receives the output of the current amplifier circuit 1 and detects the drop in the welding current. Welding output command device 15
The command output ■signal higher than the machine■2 is sent to the pulse width modulation circuit 1
7 and increases the switching duty of the transistors 4a to 4d to increase the welding power and prevent the welding current from further decreasing to prevent the welding arc from breaking. Changes in the output of the output power control circuit 16 in each of the above operating states are shown in FIG. Further, FIG. 3C shows each of the above-mentioned operations. It shows the primary current of the transformer 5, which is pulse width modulated in proportion to the output signal of the output power control circuit 16.

第3図Cに示すT1〜T8 はそれぞれトランジスタ4
a〜4dのスイッチング周期である。
T1 to T8 shown in FIG. 3C are transistors 4, respectively.
The switching period is from a to 4d.

ところで、このような従来例の構成によるアーク溶接機
では、出力電力制御回路16の出力信号とトランジスタ
4a〜4dのスイッチング周期Tとの間には、時間的な
関係かないため、上記出力電力制御回路16の出力信号
はスイッチング周期の途中においても変化する。
By the way, in the arc welding machine having such a conventional configuration, there is no temporal relationship between the output signal of the output power control circuit 16 and the switching period T of the transistors 4a to 4d. The output signal of 16 changes even during the switching period.

第3図に示すT3.T5.T8の期間がそのような例で
あり、上記出力電力制御回路16の出力信号がトランジ
スタ4a〜4dのスイッチング周期中に変化し/ζため
、この時パルス幅が変化して、変圧器5の1次電流は1
周期中の1方向の電流のパルス幅(変圧器5の1次端子
5aより1次端子5b方向に流れる電流)と−i力方向
電流のパルス幅(変圧器5の1次端子6bより1次端子
5a方向に流れる電流)が変化している。
T3 shown in FIG. T5. The period T8 is such an example; since the output signal of the output power control circuit 16 changes during the switching period of the transistors 4a to 4d, the pulse width changes at this time and The next current is 1
The pulse width of the current in one direction during the cycle (the current flowing from the primary terminal 5a of the transformer 5 toward the primary terminal 5b) and the pulse width of the current in the -i force direction (the current flowing from the primary terminal 6b of the transformer 5 to the primary terminal 5b) The current flowing in the direction of the terminal 5a) is changing.

このように変圧器5の1次電流が1周期中に変化するこ
とは、変圧器6の磁化状態にアンバランスを発生させる
原因となシ、特に1周期中の変化の度合が急激な場合、
変圧器5は偏磁状態に至り、パルス幅の広い方の1次電
流値が急増することによって、トランジスタ回路4を破
壊に至らしめることもある。
This change in the primary current of the transformer 5 during one cycle does not cause imbalance in the magnetization state of the transformer 6, especially when the degree of change during one cycle is rapid.
The transformer 5 becomes unbalanced, and the value of the primary current with the wider pulse width increases rapidly, which may destroy the transistor circuit 4.

このようにトランジスタ4a〜4dの1周期中に出力電
力制御回路16の出力、すなわちトランジスタ48〜4
dのスイッチングパルス幅を急激に変化させることは機
器の信頼性を著しく損ねるために、従来のアーク溶接機
では出力電力制御回路16の出力信号の変化は、急激に
は行えず、十分な溶接電力の制御速度が得られないため
に、良好な溶接性能を得ることができず、寸だ、偏磁に
よるトランジスタ4a〜4dの破壊など、機器の信頼性
にも問題があった。
In this way, the output of the output power control circuit 16 during one period of the transistors 4a to 4d, that is, the output of the transistors 48 to 4
In conventional arc welding machines, the output signal of the output power control circuit 16 cannot be changed abruptly, and sufficient welding power cannot be applied. Since the control speed cannot be obtained, it is not possible to obtain good welding performance, and there are also problems with the reliability of the equipment, such as destruction of the transistors 4a to 4d due to biased magnetism.

発明の目的 本発明は上記欠点に鑑みてなされたもので、溶接電力を
高速で制御でき良好な溶接性態を得ることが可能でかつ
トランジスタの破壊の原因なくして、信頼性の高いアー
ク溶接機を提供することを目的とするものである。
Purpose of the Invention The present invention has been made in view of the above-mentioned drawbacks, and provides a highly reliable arc welding machine that can control welding power at high speed and obtain good welding properties without causing damage to transistors. The purpose is to provide the following.

発明の構成 この目的を達成するために本発明の直流アーク溶接機は
、トランジスタ等のスイッチング用出力制御素子を変圧
器の1次側に配置しかつ消耗性電極と母材との間に発生
するアーク溶接負荷に直流電力を供給する主回路と、こ
の主回路の出力電力を制御する出力電力制御回路と、前
記出力制御素子のOFF期間中の任意の時間を起点とす
る前記出力制御素子のスイ・ンチング周期の開始点にお
いて前記出力電力制御回路の出力信号を入力して保持す
るとともにこの保持値を1周期中出力する動作を各周期
において繰返す同期回路と、この同期回路の出力信号を
パルス幅変調または周波数変調し前記出力制御素子のス
イッチング信号に変換して出力する変調回路とを有し、
出力制御のためのスイッチングデー−ティを出力制御素
子のスイッチング周期Tに同期させて変化するように構
成したものである。
Structure of the Invention In order to achieve this object, the DC arc welding machine of the present invention has a switching output control element such as a transistor arranged on the primary side of a transformer, and a switching output control element such as a transistor, and a switching output control element such as a transistor. A main circuit that supplies DC power to an arc welding load, an output power control circuit that controls the output power of this main circuit, and a switch of the output control element starting from an arbitrary time during the OFF period of the output control element. - A synchronous circuit that repeats the operation of inputting and holding the output signal of the output power control circuit at the starting point of the switching period and outputting this held value during one cycle in each period, and the output signal of this synchronous circuit is controlled by a pulse width. a modulation circuit that performs modulation or frequency modulation and converts it into a switching signal for the output control element and outputs the signal,
The switching date for output control is changed in synchronization with the switching period T of the output control element.

この構成により、溶接電力を高速で制御でき、良好な溶
接性能を得ることが可能で、しかもトランジスタの破壊
を防ぎ高い信頼性を確保することができるのである。
With this configuration, welding power can be controlled at high speed, good welding performance can be obtained, and moreover, it is possible to prevent destruction of the transistor and ensure high reliability.

実施例の説明 以下本発明の一実施例について、第4図〜第7図の図面
を用いて説明する。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 4 to 7.

第4図において1.2,3,4,5,6,7゜8.9,
10,11,12,13,14,16゜16.1了、1
8はそれぞれ従来と同様の交流入力端子、整流器、コン
デンサ、トランジスタ回路、変圧器、整流器、リアクト
ル、消耗性電極、母材、溶接負荷、電流検出器、電極送
給用電動機および ・送給装置、電流増幅回路、溶接電
圧判別回路、溶接出力指令器、出力電力制御回路、パル
ス幅変調回路、トランジスタドライブ回路である。19
はパルス発生回路19aと読取回路19bとサンフ”ル
ホールド回路19cにより構成された周期回路で、出力
電力制御回路16とパルス幅変調回路17の間に配置さ
れ、前記出力電力制御回路16の出力信号をトランジス
タ回路4のスイッチング周期Tと同期するような信号に
変換し、パルス幅変調回路17に対し出力する回路であ
る。
In Figure 4, 1.2, 3, 4, 5, 6, 7° 8.9,
10, 11, 12, 13, 14, 16゜16.1 completed, 1
8 is the same as the conventional AC input terminal, rectifier, capacitor, transistor circuit, transformer, rectifier, reactor, consumable electrode, base material, welding load, current detector, electrode feeding motor, and feeding device. These are a current amplification circuit, a welding voltage discrimination circuit, a welding output command, an output power control circuit, a pulse width modulation circuit, and a transistor drive circuit. 19
is a periodic circuit composed of a pulse generation circuit 19a, a reading circuit 19b, and a sample hold circuit 19c, which is disposed between the output power control circuit 16 and the pulse width modulation circuit 17, and is configured to receive the output signal of the output power control circuit 16. This circuit converts the signal into a signal synchronized with the switching period T of the transistor circuit 4 and outputs it to the pulse width modulation circuit 17.

゛以上のように構成した直流アーク溶接機について以下
そめ動作を説明する。交流入力端子1に入力端子1に入
力された交流電力は整流器2に□より整流され、コンデ
ンサ3により平滑され、直流の電力となる。直流化され
た電力IrJ、、l−ランジスタ回路4によりクイ1.
チングされて、高い周波数の交流電力に変換され、変圧
器5により溶接((適した電圧に降圧され、整流器6に
よって整流されて、直流の電力となりリアクトル7を介
して溶接負荷10に供給される。消耗性電極8は電極送
給装置12により定速度て母材9へ送給されて、消耗性
電極8と母材9の間において溶接が行われる。
The operation of the DC arc welding machine configured as described above will be explained below. AC power input to the AC input terminal 1 is rectified by a rectifier 2, smoothed by a capacitor 3, and becomes DC power. The DC-converted electric power IrJ,,l-transistor circuit 4 generates a current of 1.
It is converted into high-frequency AC power, stepped down to a voltage suitable for welding by a transformer 5, and rectified by a rectifier 6 to become DC power and supplied to a welding load 10 via a reactor 7. The consumable electrode 8 is fed to the base material 9 at a constant speed by the electrode feeding device 12, and welding is performed between the consumable electrode 8 and the base material 9.

第5図aに示すような溶接電流検出器11により検出さ
れ、電流増幅回路13により増幅され、出力電力制御回
路16に入力される。
It is detected by a welding current detector 11 as shown in FIG.

溶接電圧は溶接電圧判別回路14により、短絡状態と、
アーク状態の判別が行われて、その出力は出力電力制御
回路16に入力される。
The welding voltage is determined by the welding voltage discrimination circuit 14 to indicate a short circuit state.
The arc state is determined and its output is input to the output power control circuit 16.

出力電力制御回路16は溶接出力指令器15の出力と電
流増幅回路13の出力と、溶接電圧判別回路14の判別
出力をそれぞれ入力し、前記入力の各状態に応じて溶接
を良好にするために、従来のアーク溶接機と同様に第5
図すに示すような出力信号を出力する。同期回路19は
トランジスタ回路4のスイッチング周期と同期し、各周
期の開始時点において第6図Cに示すようなパルス出力
を出すパルス発生回路19aと、前記パルス出力の各立
上りエッチにおいて前記出力電力制御回路16の出力信
号を読取る。読取回路19bと、前記読取信号をトラン
ジスタ回路4のスイッチングの1周期中保持し、各周期
毎の読取信号によって保持値を更新するサンプルホール
ド回路19Cにより構成されており、第5図dに示すよ
うな前記サンプルホールド回路19Cの出力を同期回路
19の出力信号としている。前記同期回路19の出力信
号はパルス幅変調回路17に入力され、同期回路19の
出力信号に比例したスイッチングデユーティを得るよう
なパルス幅信号に変換される。
The output power control circuit 16 inputs the output of the welding output command device 15, the output of the current amplification circuit 13, and the discrimination output of the welding voltage discrimination circuit 14, and controls the output power to improve welding according to each state of the inputs. , like the conventional arc welding machine, the fifth
The output signal shown in the figure is output. The synchronization circuit 19 is synchronized with the switching period of the transistor circuit 4, and includes a pulse generation circuit 19a that outputs a pulse as shown in FIG. Read the output signal of circuit 16. It consists of a reading circuit 19b and a sample hold circuit 19C that holds the read signal during one switching cycle of the transistor circuit 4 and updates the held value with the read signal every cycle, as shown in FIG. 5d. The output of the sample hold circuit 19C is used as the output signal of the synchronization circuit 19. The output signal of the synchronization circuit 19 is input to a pulse width modulation circuit 17, and is converted into a pulse width signal that obtains a switching duty proportional to the output signal of the synchronization circuit 19.

このように本発明の実施例では、トランジスタ48〜4
dのスイッチング周期と同期関係のない出力電力制御回
路16の出力信号を同期回路19により、トランジスタ
48〜4dのスイッチング周期と同期させて、その同期
した信号によりトランジスタ4d〜4dのスイッチング
チューティを変化させているため、第5図θに示す変圧
器5の1次電流はT1〜T9のいずれの周期においても
、1周期中ではバランスがとれてお9、偏磁を発生する
ことのない安定した制御が可能と々る。
Thus, in the embodiment of the present invention, transistors 48 to 4
The output signal of the output power control circuit 16, which has no synchronous relationship with the switching period of d, is synchronized with the switching period of the transistors 48 to 4d by the synchronization circuit 19, and the switching duty of the transistors 4d to 4d is changed by the synchronized signal. Therefore, the primary current of the transformer 5 shown in Fig. 5 θ is balanced during one cycle in any cycle from T1 to T9, and is stable without causing biased magnetism. Control is possible.

なお、出力電力制御回路16の出力信号が第6図aに示
すように連続的に変化する場合は、同期回路19の出力
は同図すのように同期化され出力電力制御回路16の出
力信号か第7図aに示すようにパルス状に変化する場合
は同期回路19の出力は同図すのように同期化されて第
6図および第7図のいずれの例の場合でも同期回路19
の出力はトランジスタ4a〜4dのスイッチング周期と
同期させることができる。なお本実施例では、パルス幅
変調方式について説明したが、周波数変調方式において
も原理は同様である。
Note that when the output signal of the output power control circuit 16 changes continuously as shown in FIG. 6a, the output of the synchronization circuit 19 is synchronized as shown in FIG. 7a, the output of the synchronizing circuit 19 is synchronized as shown in FIG.
The output of can be synchronized with the switching period of transistors 4a to 4d. In this embodiment, the pulse width modulation method has been described, but the principle is the same for the frequency modulation method.

発明の効果 以上のように本発明では、溶接出力電力の制御を急激に
行っても変圧器の偏磁か発生せず、高速な溶接電力制御
ができることによって良好な溶接性能が得られ、かつト
ランジスタ等の出力制御素子の破壊の可能性のない高い
信頼性のアーク溶接機を提供することができる。
Effects of the Invention As described above, in the present invention, even if the welding output power is rapidly controlled, biased magnetization of the transformer does not occur, and good welding performance can be obtained by performing high-speed welding power control. It is possible to provide a highly reliable arc welding machine in which there is no possibility of destruction of the output control element.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図(は従来のアーク溶接機の回路図、第2図a、b
、c、dは従来のアーク溶接機の要部の信号波形図、第
3図a、))、cは従来のアーク溶接機による出力電力
制御を説明するだめの信号波形図、第4図は本発明の一
実施例におけるアーク溶接機の回路図、第6図a、b、
a、、d、6は同アーク溶接機の動作原理を説明するだ
めの信号波形図、第6図#〒ムは本発明の他の実施例に
おける動作原理を説明するための信号波形図、第7図午
すは本発明のさらに他の実施例における動作原理を説明
するための信号波形図である。 4・・・・ トランジスタ回路、4a、4b、4c。 4d・・・トランジスタ、5・・・ 変圧器、8・・・
・・・消耗性電極、9・・・・・・母材、16−・・・
出力電力制御回路、17−・・・変調回路、19 ・・
同期回路、19a・・・・・パルス発生回路、19b・
 ・読取回路、19c・・・ サンプルホールド回路。 代理人の氏名 弁理士 中 尾′敏 男 ほか1名第1
図 第2図 時閉6 第3図 × 窮4図 第5図 第6図 豫7図
Figure 1 (is a circuit diagram of a conventional arc welding machine, Figure 2 a, b)
, c, d are signal waveform diagrams of the main parts of a conventional arc welding machine, Fig. 3 a, )), c are signal waveform diagrams for explaining output power control by a conventional arc welding machine, and Fig. 4 is a signal waveform diagram of the main parts of a conventional arc welding machine. A circuit diagram of an arc welding machine according to an embodiment of the present invention, FIGS. 6a and 6b,
Figures a, d, and 6 are signal waveform diagrams for explaining the operating principle of the arc welding machine, and Figure 6 is a signal waveform diagram for explaining the operating principle of another embodiment of the present invention. FIG. 7 is a signal waveform diagram for explaining the operating principle in still another embodiment of the present invention. 4... Transistor circuit, 4a, 4b, 4c. 4d...Transistor, 5...Transformer, 8...
...consumable electrode, 9...base material, 16-...
Output power control circuit, 17-... Modulation circuit, 19...
Synchronous circuit, 19a...Pulse generation circuit, 19b...
・Reading circuit, 19c... Sample hold circuit. Name of agent: Patent attorney Toshi Nakao and 1 other person No. 1
Figure 2: Closing 6 Figure 3 × Figure 4 Figure 5 Figure 6 Figure 7

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] トランジスタ等のスイッチング用出力制御素子を変圧器
の1次側に配置しかつ電極と母材との間に発生するアー
ク溶接負荷に電力を供給する主回路と、この主回路の出
力電力を制御する出力電力制御回路と、前記出力制御素
子のOFF期間中の任意の時間を起点とする前記出力制
御素子のスイッチング周期の開始点において前記出力電
力制御回路の出力信号を入力して保持するとともにこの
保持値を1周期中出力する動作を各周期において繰返す
同期回路と、この同期回路の出力信号をパルス幅変調ま
たは周波数変調し前記出力制御素子のスイッチング信号
に変換して出力する変調回路とを有し、出力制御のため
bスイッチングデユティを前記出力制御素子のスイッチ
ングの各周期に同期させて変化するように構成したアー
ク溶接機。
A switching output control element such as a transistor is placed on the primary side of the transformer to control the main circuit that supplies power to the arc welding load generated between the electrode and the base metal, and the output power of this main circuit. inputting and holding an output signal of the output power control circuit at a starting point of a switching period of the output control element starting from an arbitrary time during the OFF period of the output power control circuit; It has a synchronous circuit that repeats the operation of outputting a value during one period in each period, and a modulation circuit that performs pulse width modulation or frequency modulation on the output signal of this synchronous circuit and converts it into a switching signal of the output control element and outputs the signal. . An arc welding machine configured to change a b switching duty for output control in synchronization with each switching period of the output control element.
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