(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイロットアーク電流回路を有するプラズマアーク加工電源装置であって、パイロットアーク発生時の出力電圧を設定する出力電圧設定器を有する出力電圧設定回路とプラズマアーク電流を設定する出力電流設定回路を有し、パイロットアーク負荷またはプラズマアーク負荷のいずれかの出力負荷状態に応じて出力指令信号のいずれかを選択する出力指令信号選択器を備え、パイロットアーク負荷時は、出力電圧設定回路の出力指令信号を選択し、プラズマアーク負荷時は、出力電流設定回路の出力指令信号を選択することによりプラズマアーク加工電源出力を択一的に制御するプラズマアーク加工電源装置。
【請求項２】
入力電源電圧に応じて出力電圧設定回路の出力電圧指令信号を切替えるように複数以上の出力電圧設定器とそのスイッチを備えた請求項１記載のプラズマアーク加工電源装置。
【請求項３】
パイロットアーク負荷またはプラズマアーク負荷への出力電圧を検出する出力電圧検出器を設け、この出力電圧検出器と出力電圧設定器の信号を比較増幅し、出力電圧値のフィードバック制御を行い、パイロットアーク負荷時の出力電圧値を一定に保つようにした請求項１記載のプラズマアーク加工電源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は被加工物を切断あるいは溶接するプラズマアーク加工電源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、パイロットアーク電流回路を有するプラズマアーク加工電源装置においては、無負荷出力電圧を抵抗を介してパイロットアーク電流を出力させ、このパイロットアーク電流の誘導によりプラズマアーク電流へ移行させ、プラズマアーク発生後は定出力電流制御を行い、安定なプラズマアーク電流を出力しプラズマ溶接あるいは切断を行っていた。例えば、図４は従来のインバータ制御方式のプラズマアーク加工電源装置の回路構成を示したものである。図４において、１は交流電源で、三相あるいは単相交流電源が用いられている。２は前記交流電源１を整流し直流に変換する第１整流回路、３は出力電圧あるいは出力電流の調整回路で、インバータ回路にて構成している。４は絶縁変圧器、５は前記絶縁変圧器４の出力を整流する第２整流回路、６はパイロットアーク電流抑制抵抗、７はプラズマアーク電流を検出する電流検出器、８はプラズマ加工トーチの主電極、９はプラズマ加工トーチのチップ、１０は被加工物、１１は出力電流設定器、１２は前記出力電流設定器１１の信号と前記電流検出器７の信号を比較増幅し定出力電流制御を行う比較増幅器、１３は前記比較増幅器１２の出力電流制御信号により定出力電流制御を行う出力調整回路３の駆動回路である。Ａは電流検出器７、出力電流設定器１１、比較増幅器１２よりなる公知の出力電流設定回路である。
【０００３】
上記従来の構成において、パイロットアーク電流はプラズマアーク加工電源の出力電圧をパイロットアーク電流抑制抵抗６を介して主電極８とチップ９間に出力しパイロットアークを発生させる。このパイロットアークを被加工物１０に接触させるとプラズマアーク電流がパイロットアーク電流の誘導により主電極８・被加工物１０間に発生する。ここでプラズマアーク電流は電流検出器７によって検出され比較増幅器１２により出力電流設定器１１の出力電流設定信号と比較増幅され出力電流制御信号として駆動回路１３に出力されプラズマアーク電流の定出力電流制御を行うものである。ここで電流検出器７に電流が流れていないとき比較増幅器１２は出力電流設定器１１のみの信号を受け、比較増幅器１２の出力信号は最大値となりプラズマアーク加工電源の出力は最高無負荷電圧（機器の出力し得る無負荷電圧の最大値）が発生する。すなわち、パイロットアーク電流は最高無負荷電圧をパイロットアーク電流抑制抵抗６を介して切断トーチの主電極８、チップ９間にパイロットアーク電流として流れるものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の構成のパイロットアーク電流は、プラズマアーク加工電源の最高無負荷電圧をパイロット電流抑制抵抗６を介して出力されるため、プラズマ加工電源の最高無負荷電圧値やパイロット電流抑制抵抗６の値に左右される。プラズマ加工に必要な負荷電圧はその加工電流値によって異なり、その負荷電圧を得るため各機器の無負荷電圧は定格出力電流値によって異なっている。そのため、定格電流の異なるプラズマ加工電源毎にパイロット電流抑制抵抗６を選定する必要があった。また、入力電源電圧に応じてプラズマ加工電源の最高無負荷電圧は変動するため、それに応じてパイロット電流も変動し、入力電源電圧が大きく上昇した場合には、パイロット電流抑制抵抗６が焼損したり、入力電源電圧が大きく下降した場合には、パイロットアーク電流が不足しプラズマアーク電流への移行に支障をきたすという問題があった。本発明はこれら従来の問題を解消することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明は、プラズマアーク電流を制御する出力電流設定回路と、パイロットアーク発生時の出力電圧を制御する出力電圧設定器を有する出力電圧設定回路を設け、出力指令信号をパイロットアーク負荷またはプラズマアーク負荷のいずれかの出力負荷状態に応じて選択する出力指令信号選択器を設け、安定したパイロットアーク電流とプラズマアーク加工電流をそれぞれ択一的に出力できる構成としたものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
上記の構成により、出力指令信号選択器の択一的な選択によりパイロットアーク発生時には、パイロットアーク負荷の状態に応じて安定したパイロットアーク電流が得られ、かつプラズマアーク負荷に移行すると、安定したプラズマアーク加工電流が得られるように制御する作用を有するものである。
【０００７】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１を図１に沿って説明する。
【０００８】
本実施の形態１の概略構成は従来例（図４）に示したものと同様であり重複する符号の説明は省略する。
【０００９】
図１において、１４は電流検出器７にプラズマアーク負荷電流が流れていないとき出力電圧を設定する出力電圧設定器、１５はアナログスイッチなどで構成された出力指令信号選択器で、前記電流検出器７の出力信号に応じて、プラズマアーク負荷電流の検出時は出力電流設定回路での比較増幅器１２の出力指令信号を選択し、プラズマ負荷電流を検出していないパイロットアーク負荷のときは出力電圧設定回路の出力電圧設定器１４の出力信号を選択する。
【００１０】
この構成においてパイロットアーク電流はプラズマアーク加工電源装置の無負荷電圧がパイロットアーク電流抑制抵抗６を介してプラズマ加工トーチの主電極８・チップ９間に印加されるが、その際パイロットアーク電流は電流検出器７を通らないため出力指令信号選択器１５は出力電圧設定器１４の信号電圧を選択する。そのため出力電圧は出力電圧設定器１４によって最高無負荷電圧以下の任意の値に設定される。そして、プラズマアーク加工電源の最高無負荷電圧値が変っても出力電圧設定器１４によりパイロットアーク電流出力時の出力電圧を任意の値に設定することにより任意のパイロットアーク電流を出力することができる。このパイロットアーク電流の誘導によりプラズマアーク負荷状態に移行した後は、プラズマアーク加工電流は主電極８・被加工物１０間に流れ、電流検出器７によりその電流を検出し、出力指令信号選択器１５は比較増幅器１２の出力指令信号、すなわち出力電流設定回路の出力指令信号を選択する。このとき、比較増幅器１２は電流検出器７のフィードバック信号と出力電流設定器１１の信号を比較増幅し、出力電流すなわちプラズマアーク電流を一定に保つように働くものである。
【００１１】
（実施の形態２）
つぎに、本発明の実施の形態２を図２に沿って説明する。図２は複数の入力電圧に対応するプラズマアーク加工電源装置を示したものである。図２において、１４ａと１４ｂはそれぞれの入力電圧時にパイロットアーク電流発生時のプラズマ加工電源の出力電圧を同一にするように設定する出力電圧設定器で、それぞれの入力電圧に対応して切換えるスイッチ１６とともに出力電圧設定回路を構成する。例えば、入力電圧が２００Ｖ／２２０Ｖに対応するプラズマアーク加工電源装置の場合、それぞれの入力電圧に応じて切換える。すなわち、図２の構成によれば入力電源電圧が異なる状況においても、それぞれの入力電源電圧に対応して出力電圧設定器１４ａあるいは１４ｂの出力電圧設定値を選択すれば、プラズマアーク加工電源装置の出力電圧を同一に保つことができ、パイロットアーク電流値も任意の値に設定することができる。
【００１２】
（実施の形態３）
つぎに、本発明の実施の形態３を図３に沿って説明する。図３は出力回路に接続した出力電圧検出器１７を備え、その検出信号と出力電圧設定器１４の設定信号を比較増幅器１８で比較増幅することにより、入力電圧が変動して出力電圧が変動した場合でもプラズマアーク加工電源のパイロットアーク電流発生時の出力電圧が常に一定になるように制御したものである。図３において、出力設定回路は、出力電圧設定器１４、出力電圧検出器１７、比較増幅器１８により構成させる。これにより入力電源電圧あるいは出力電圧の変動に関係なく安定したパイロットアーク電流を得ることができる。
【００１３】
本実施の形態３においては、インバータ制御のプラズマアーク加工電源装置について示したが、絶縁変圧器の２次側回路にて制御整流するサイリスタ位相制御方式やトランジスタチョッパ制御方式のプラズマアーク加工電源においても同一の制御を行うことができる。
【００１４】
【発明の効果】
本発明の第１手段によれば、最大（定格）出力電流が異なり、そのため出力電圧（最大無負荷電圧）が異なるプラズマアーク加工電源装置でも出力電圧設定器によりパイロットアーク電流発生時の出力電圧を同一に設定し、同一のパイロットアーク電流抑制抵抗を使用することができ安定したパイロットアーク電流を得ることができる。
【００１５】
本発明の第２手段によれば、プラズマアーク電源装置の電力回路構成が同一であるにもかかわらず複数の入力電源電圧に対応する場合に、接続される入力電源電圧に対応するように出力電圧設定器を切換えることにより、入力電源電圧が異なり最高無負荷電圧が変化してもパイロットアーク電流発生時の出力電圧を同一に設定することができ、同一のパイロットアーク電流抑制抵抗を使用しても安定したパイロットアーク電流を得ることができる。
【００１６】
本発明の第３手段によれば、プラズマアーク加工中に入力電源電圧が変動した場合に、パイロットアーク発生時の出力電圧をフィードバック制御し一定に保つことにより入力電源電圧の変動の影響を受けず常に安定したパイロットアーク電流を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１におけるプラズマアーク加工電源装置のブロック構成図
【図２】同実施の形態２におけるプラズマアーク加工電源装置のブロック構成図
【図３】同実施の形態３におけるプラズマアーク加工電源装置のブロック構成図
【図４】従来例を示すブロック構成図
【符号の説明】
１４，１４ａ，１４ｂ  出力電圧設定器
１５  出力指令信号選択器
１６  スイッチ
１７  出力電圧検出器
１８  比較増幅器
【図１】
0003651181.tif 000002
【図２】
0003651181.tif 000003
【図３】
0003651181.tif 000004
【図４】
0003651181.tif 000005