(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力側端子に交流電力が供給される絶縁変圧器を備え、出力端子間に電圧値が１種類の１００Ｖ以上の直流電圧を出力する１個の電源ユニットと、
入力端子間に平滑用コンデンサが接続され、入力される直流電圧をスイッチング素子によりチョッパ−制御して出力端子間に出力する１個の溶接制御ユニットと、
前記電源ユニットの出力端子と前記溶接制御ユニットの入力端子とを接続する接続手段とからなり、
前記接続手段に溶接電流よりも小さい電流を流すことを特徴とするア−ク溶接用電源。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は工事現場等で使用するア−ク溶接用電源に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は消耗電極式ア−ク溶接の電気系統の配線構成を示す図である。１は電源溶接機で、商用交流電圧入力ＡＣを変圧器（絶縁変圧器）２および整流器３により直流電圧に変換し、平滑用コンデンサ４で平滑する。そして、チョッパ−制御回路５によりスイッチング素子６をチョッパ−制御し、直流リアクタ７を通して溶接電圧を端子８，９に出力する。なお、１０はフライホイルダイオ−ド。１１は送給モ−タ制御回路。１２はワイヤ送給装置。１３は送給モ−タ。１４は送給モ−タ１３の出力軸に固定されたワイヤ送給ロ−ラで、加圧ローラ１５と共に溶接ワイヤ１６を送給する。１７は溶接ト−チ。１８は母材。２０はケ−ブルで、端子８と溶接ワイヤ１６とを接続する。２１はケ−ブルで、端子９と母材１８とを接続する。２２は制御ケ−ブルで、送給モ−タ制御回路１１と送給モ−タ１３とを接続する。  図６は非消耗電極式ア−ク溶接の電気系統の配線構成を示す図である。なお、図５と同じものは同一の符号を付してある。３１は電源溶接機。３２はア−クスタ−ト用の高周波重畳電圧回路。３３は溶接ト−チ。３４はタングステン電極。３５はケ−ブルで、電源溶接機３１とタングステン電極３４とを接続する。一般に、電源溶接機１，３１は重く、容積も大きい。そこで、電源溶接機１，３１を一定の位置に固定し、ケ−ブル２０，２１，３５および制御ケ−ブル２２を長くして、溶接ト−チ１７，３３およびワイヤ送給装置１２を溶接部の近傍に配置する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
電源溶接機１，３１と溶接ト−チ１７，３３との距離が２０ｍ程度まではほぼ同じ条件で溶接することができる。しかし、工事現場等では上記距離が２５ｍを超えることがある。そして、上記距離が２５ｍを超える場合、ケ−ブル２０，２１，３５の抵抗により電圧が低下するから、電源溶接機１，３１の出力電圧を高く設定する必要があった。また、ケ−ブル２０，２１，３５による電力ロスを低減するために導体断面積を大きくする必要があった。そして、消耗電極式ア−ク溶接においては、出力電圧の調整がケ−ブル２０，２１の長さに応じて変える必要があり、作業が面倒になった。また、非消耗電極式ア−ク溶接の場合、ア−クスタ−ト用の高周波が減衰してア−クスタ−トが困難になった。そして、いずれの場合においても、ケ−ブルの重量が増加し、作業性が劣っていた。すなわち、例えば図７に示すようなパルス電流（ピーク電流：３８０Ａ，ピーク電流時間：１．８ｍｓ，ベース電流：４０Ａ，ベース電流時間：８．４ｍｓ，実効電流：１６４Ａ）を溶接部に供給する場合、導体断面積６０ｍｍ２とし、ケ−ブル２０，２１の長さを１５０ｍとすると、その重量は２３０ｋｇになり、手で運搬することはできない。また、短いケ−ブルを接続して長くする場合も、接続箇所が多くなり、作業性が低下した。しかも、溶接電流を図７に示すようなパルス電流とする場合、ケ−ブルのリアクタンスを小さくする必要があり、同軸ケ−ブルにする必要があった。
本発明の目的は、上記した課題を解決し、ケ−ブル２０，２１，３５の重量を軽くすることができ、パルス電流を使用する場合にもケ−ブル２０，２１を同軸ケ−ブルにする必要がなく、出力電圧の調整が容易なア−ク溶接用電源を提供するにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記した課題は、入力側端子に交流電力が供給される絶縁変圧器を備え、出力端子間に電圧値が１種類の１００Ｖ以上の直流電圧を出力する１個の電源ユニットと、入力端子間に平滑用コンデンサが接続され、入力される直流電圧をスイッチング素子によりチョッパ−制御して出力端子間に出力する１個の溶接制御ユニットと、前記電源ユニットの出力端子と前記溶接制御ユニットの入力端子とを接続する接続手段とからなり、前記接続手段に溶接電流よりも小さい電流を流すことにより解決される。
【０００５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明による消耗電極式ア−ク溶接の電気系統の配線構成を示す図、図２は非消耗電極式ア−ク溶接の電気系統の配線構成を示す図である。なお、図５および図６と同じものは同一の符号を付してある。図１において５１は電源ユニットで、商用交流電圧入力１００Ｖを変圧器２および整流器３により１４１Ｖの直流電圧に変換し、直流リアクタ７を通して出力端子５２，５３間に出力する。５４は溶接制御ユニットで、入力端子５５，５６間に平滑用コンデンサ４が接続してあり、チョッパ−制御回路５によりスイッチング素子６をチョッパ−制御し直流リアクタ７を通して溶接電圧を出力する。また、送給モ−タ制御回路１１を備えている。５７，５８はケ−ブルで、出力端子５２と入力端子５５および出力端子５３と入力端子５６とを接続する。なお、ケ−ブル５７，５８の長さは１５０ｍである。図２において６１は溶接制御ユニットで、高周波重畳電圧回路３２を備えている。例えば、図７に示すようなパルス電流を溶接部に供給する場合、ケ−ブル５７，５８の導体断面積を１４ｍｍ２とすることができる。この結果、
▲１▼ケ−ブル５７，５８の重量は約６６ｋｇで、導体断面積６０ｍｍ２の場合の２９％に軽量化できる。
▲２▼電力ロスが１／７になる。なお、導体断面積１４ｍｍ２の導体抵抗は１．３２Ω／ｋｍ，導体断面積６０ｍｍ２の導体抵抗は０．３１Ω／ｋｍである。そして、ケ−ブル５７，５８を流れるパルス電流の波形は図３に示すように、ピーク電流：７６Ａ，ベース電流：５．３Ａ，実効電流：３０Ａとなる。しかも、ケ−ブル５７，５８を同軸ケ−ブルにする必要もない。なお、本実施の形態では商用交流電圧入力１００Ｖを用いたことにより出力端子５２，５３間の電圧は１４１Ｖとなるが、出力端子５２，５３間の電圧は１００Ｖ以上であれば実用上差し支えない。
【０００６】
図４はさらに他の実施に形態を示すものである。なお、図５および図６と同じものは同一の符号を付してある。７１は電源ユニット、７２は直流エンジン発電機である。動作は上記の場合と実質的に同一であるから省略する。なお、直流リアクタ７はなくても良い。
【０００７】
また、上記実施の形態においては、電源ユニット５１に溶接制御ユニット５４を１個だけ接続したが、出力端子５２，５３間に複数の溶接制御ユニット５４を接続しても良い。また、電源ユニット５１に溶接制御ユニット５４と溶接制御ユニット６１を接続しても良い。さらに、溶接制御ユニット５４は出力電圧の異なる電源ユニット５１に接続可能に構成することもできる。そして、消耗電極式ア−ク溶接の場合、溶接制御ユニット５４を溶接作業現場の近くに設置するため出力電圧を高くする必要もない。また、非消耗電極式ア−ク溶接の場合、溶接制御ユニット６１を溶接作業現場の近くに設置するためア−クスタ−ト用の高周波は減衰せず、ア−クスタ−トが容易になるという効果がある。
【０００８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ケ−ブルの重量を従来の３０％に軽量化でき作業性が向上するという効果がある。また、パルス電流を使用する場合でもケ−ブルを同軸ケ−ブルにする必要がない。さらに、電源ユニット５１と溶接制御ユニット５４との距離が出力電圧に影響しないから、出力電圧の調整が容易になるという効果がある。しかも、電源ユニットは消耗電極式ア−ク溶接電源、非消耗電極式ア−ク溶接電源、切断用ア−ク溶接電源のいずれにも使えるから、設備費の軽減を図れるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による消耗電極式ア−ク溶接の電気系統の配線構成を示す図。
【図２】本発明による非消耗電極式ア−ク溶接の電気系統の配線構成を示す図。
【図３】ケ−ブル５７，５８を流れるパルス電流の波形を示す図。
【図４】本発明による他の実施の形態を示す図。
【図５】従来の消耗電極式ア−ク溶接の電気系統の配線構成を示す図。
【図６】従来の非消耗電極式ア−ク溶接の電気系統の配線構成を示す図。
【図７】溶接電流をパルス電流とする場合の例。
【符号の説明】
４  平滑用コンデンサ
６  スイッチング素子
２０，２１，３５，５７，５８  ケーブル
５１，７１電源ユニット
５２，５３  出力端子
５４，６１  溶接制御ユニット
５５，５６  入力端子
７２  直流エンジン発電機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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