(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電力を高周波交流電力に変換するインバータ回路と、変換した交流電力の電圧調整を行う溶接トランスと、該溶接トランスの二次側交流電力から溶接に適した直流出力電力を生成する直流変換手段とを備え、生成した前記出力電力の電極への供給に基づいて溶接対象との間に溶接のためのアークを生じさせるものであり、本装置内であって、前記直流変換手段が備える整流回路よりも出力側の電源線に備えられる検出手段にて検出した出力電流と出力電圧とに基づいて前記電極の先端電圧を算出し、算出した先端電圧に基づいて前記インバータ回路を制御する制御手段を更に備えた溶接用電源装置であって、
前記電極を短絡状態として行われ、前記インバータ回路の動作にて生じる前記出力電流を所定電流値とした時の前記出力電圧の電圧値に基づいて前記電極先端までの経路上の合計抵抗値を算出する抵抗値算出手段と、前記電極を短絡状態として行われ、前記インバータ回路の動作にて生じる前記出力電流を所定電流値とした時からの電流減衰量に基づいて前記電極先端までの経路上の合計インダクタンス値を算出するインダクタンス値算出手段とを含む処理を実行する測定モードを有し、前記検出手段にて検出した前記出力電圧の電圧値に対して前記電極先端までの経路上の前記合計抵抗値及び前記合計インダクタンス値にかかる電圧変化分を補正して前記先端電圧を算出する先端電圧算出手段を備えており、
前記電極の支持及び給電を行うトーチと、前記電極はワイヤ電極であり溶接時の消耗に応じて該電極の送給を行うワイヤ供給装置に備えられた操作リモコンとのそれぞれに設けられる各種操作スイッチの内、少なくとも１つのスイッチを用いた規定操作に基づいて、操作したスイッチの本来の対応動作とは別に前記測定モードが実行可能に切り替えられる切替手段を備えたことを特徴とする溶接用電源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の溶接用電源装置において、
前記トーチにはトーチスイッチが、前記操作リモコンにはインチングスイッチが備えられ、前記トーチスイッチと前記インチングスイッチとを組み合わせたオン操作に基づいて前記電極のインチング動作が行われるものであり、
前記切替手段は、前記トーチスイッチと前記インチングスイッチとを組み合わせた前記規定操作に基づいて前記測定モードに切り替えることを特徴とする溶接用電源装置。
【請求項３】
請求項２に記載の溶接用電源装置において、
前記切替手段は、前記測定モードの終了時には、前記トーチスイッチと前記インチングスイッチとの少なくとも一方の規定操作に基づいてその終了を行うことを特徴とする溶接用電源装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の溶接用電源装置において、
前記トーチの先端部には前記電極に給電を行うコンタクトチップが備えられ、
前記測定モード時においては、前記電極を直接短絡させるのではなく、前記コンタクトチップを短絡状態とするものであり、
前記切替手段は、前記トーチスイッチと前記インチングスイッチとを組み合わせた前記規定操作に基づく前記測定モードへの切り替えと共に、前記両スイッチの操作による本来の対応動作としてのインチング動作にて突出した前記電極を前記コンタクトチップ内に収納させることを特徴とする溶接用電源装置。
【請求項５】
請求項４に記載の溶接用電源装置において、
前記切替手段は、前記測定モードの終了と共に、前記電極を前記コンタクトチップから所定量突出させることを特徴とする溶接用電源装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の溶接用電源装置において、
前記溶接時に前記トーチの先端部から放出する不活性ガスの制御を行うものであり、
前記測定モードでの実測定時の異常を報知する異常報知手段として、前記ガスの放出音が用いられることを特徴とする溶接用電源装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の溶接用電源装置を備えて構成されたことを特徴とする溶接機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極先端電圧の算出に基づいてフィードバック制御を実施する溶接用電源装置及びその溶接用電源装置を備える溶接機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アーク溶接用電源装置は、例えば特許文献１にて示されるように、商用電源からの交流入力電力を整流した直流電力をインバータ回路にて高周波交流電力に変換し、溶接トランスにて電圧調整された高周波交流電力を整流回路と直流リアクトルとでアーク溶接に適した直流出力電力に変換するように構成されている。電源装置にて生成された出力電力はトーチにて支持される電極に供給され、これにより電極先端と溶接対象との間にアークが生じて、溶接対象の溶接が行われるようになっている。
【０００３】
また、このような溶接用電源装置は、出力電流及び出力電圧の検出を行っており、制御装置は、その時々で検出された出力電流及び出力電圧をインバータ回路のＰＷＭ制御にフィードバックし、その時々の出力電力を適正値とする制御を実施することで、溶接性能の向上が図られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１０３８６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、好適なアークを生じさせるためには、電源装置内で検出する出力電圧をインバータ回路の制御値に反映させるのみならず、正にそのアークが生じている電極の先端電圧を算出し、算出した電極先端電圧を制御値に反映させるのが好ましい。
【０００６】
と言うのは、実際には溶接を行うトーチ（電極）と電源装置との間は離間していることが多く、両者間がパワーケーブルを介して接続されているのが一般的な使用形態である。従って、パワーケーブルのケーブル長が使用者毎に異なるため、ケーブル自体の抵抗値が異なるばかりか、ケーブルの敷設状態、例えば余長分を何周も周回させて敷設すると、直線的に敷設した場合や周回数の違いによってインダクタンス値も異なってくる。そのため、更なる溶接性能の向上を図るためには、パワーケーブルを含む電源装置外部の電極までの間での抵抗及びインダクタンスの電圧変動分が無視できないためである。
【０００７】
従って、電源装置内で検出する出力電圧をインバータ回路の制御値に反映させる態様では、真の電極先端電圧とは乖離した電圧値がインバータ回路の制御値に反映されることになり、このことが好適なアークの発生の妨げとなって、更なる溶接性能の向上の妨げとなることが懸念されるものである。
【０００８】
このような電極先端電圧の算出に用いる抵抗値及びインダクタンス値の測定に際し、電極先端を短絡させた状態で行う等の作業が要求されるため、作業者は電極先端付近に居ることが望ましい。一方で、測定時の操作が電源装置側のみで可能に設定されているのでは、特に電源装置が電極部分に対して水平方向のみなら上下方向に離れた場所に設置されている場合に、電極先端付近に居る作業者が電源装置の操作を行うことが困難であった。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、設置状況に拘わらず、電極先端電圧の算出に用いる抵抗値及びインダクタンス値の測定を容易に行うことができる溶接用電源装置、及びその溶接用電源装置を備える溶接機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、直流電力を高周波交流電力に変換するインバータ回路と、変換した交流電力の電圧調整を行う溶接トランスと、該溶接トランスの二次側交流電力から溶接に適した直流出力電力を生成する直流変換手段とを備え、生成した前記出力電力の電極への供給に基づいて溶接対象との間に溶接のためのアークを生じさせるものであり、本装置内であって、前記直流変換手段が備える整流回路よりも出力側の電源線に備えられる検出手段にて検出した出力電流と出力電圧とに基づいて前記電極の先端電圧を算出し、算出した先端電圧に基づいて前記インバータ回路を制御する制御手段を更に備えた溶接用電源装置であって、前記電極を短絡状態として行われ、前記インバータ回路の動作にて生じる前記出力電流を所定電流値とした時の前記出力電圧の電圧値に基づいて前記電極先端までの経路上の合計抵抗値を算出する抵抗値算出手段と、前記電極を短絡状態として行われ、前記インバータ回路の動作にて生じる前記出力電流を所定電流値とした時からの電流減衰量に基づいて前記電極先端までの経路上の合計インダクタンス値を算出するインダクタンス値算出手段とを含む処理を実行する測定モードを有し、前記検出手段にて検出した前記出力電圧の電圧値に対して前記電極先端までの経路上の前記合計抵抗値及び前記合計インダクタンス値にかかる電圧変化分を補正して前記先端電圧を算出する先端電圧算出手段を備えるものであり、前記電極の支持及び給電を行うトーチと、前記電極はワイヤ電極であり溶接時の消耗に応じて該電極の送給を行うワイヤ供給装置に備えられた操作リモコンとのそれぞれに設けられる各種操作スイッチの内、少なくとも１つのスイッチを用いた規定操作に基づいて、操作したスイッチの本来の対応動作とは別に前記測定モードが実行可能に切り替えられる切替手段を備えたことをその要旨とする。
【００１１】
この発明では、電極先端電圧の算出にかかる電極先端までの合計抵抗値と合計インダクタンス値とを測定する測定モードへの切り替えの際には、トーチとワイヤ供給装置の操作リモコンとのそれぞれに設けられる各種操作スイッチの内、少なくとも１つのスイッチを規定操作することで、その操作したスイッチの本来の対応動作とは別に測定モードへの切り替えが行われる。つまり、トーチや操作リモコンに備えられる本来別の動作を行わせるためのスイッチを用いることで、測定を実施するためのスイッチを別途設けることなく、電極付近にあるこれらトーチや操作リモコンのスイッチの規定操作により、測定時に電極先端部分の状態を確認しながら測定を容易に実施することが可能となる。またこれにより、電極との距離が大きく離間するような電源装置自体の設置状況であっても、容易に測定の実施が可能となる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の溶接用電源装置において、前記トーチにはトーチスイッチが、前記操作リモコンにはインチングスイッチが備えられ、前記トーチスイッチと前記インチングスイッチとを組み合わせたオン操作に基づいて前記電極のインチング動作が行われるものであり、前記切替手段は、前記トーチスイッチと前記インチングスイッチとを組み合わせた前記規定操作に基づいて前記測定モードに切り替えることをその要旨とする。
【００１３】
この発明では、測定モードへの切り替えの際に、トーチスイッチと操作リモコンのインチングスイッチとを組み合わせたインチング動作を行うための操作を、例えば所定時間内に所定回数操作するといった規定操作とすることで、両スイッチを用いた操作にて容易に測定モードへの切り替えが可能となる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の溶接用電源装置において、前記切替手段は、前記測定モードの終了時には、前記トーチスイッチと前記インチングスイッチとの少なくとも一方の規定操作に基づいてその終了を行うことをその要旨とする。
【００１５】
この発明では、測定モードの終了の際には、先の測定モードへの切り替え（開始）の際に操作したのと同じトーチスイッチやインチングスイッチを操作することで測定モードの終了が行われるので、終了時の操作も容易となる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載の溶接用電源装置において、前記トーチの先端部には前記電極に給電を行うコンタクトチップが備えられ、前記測定モード時においては、前記電極を直接短絡させるのではなく、前記コンタクトチップを短絡状態とするものであり、前記切替手段は、前記トーチスイッチと前記インチングスイッチとを組み合わせた前記規定操作に基づく前記測定モードへの切り替えと共に、前記両スイッチの操作による本来の対応動作としてのインチング動作にて突出した前記電極を前記コンタクトチップ内に収納させることをその要旨とする。
【００１７】
この発明では、測定モードへの切り替えの際に、トーチスイッチとインチングスイッチとを組み合わせた規定操作に基づく本来の対応動作、即ちインチング動作にて突出した電極がその規定操作による測定モードへの切り替えと共にトーチ先端部のコンタクトチップ内に収納される。これにより、測定時に電極を短絡状態とする際、トーチ先端部のコンタクトチップを相手側部材と接触させて電極を擬似的に短絡状態とすることを、別途操作を必要とせず容易に行うことが可能となる。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の溶接用電源装置において、前記切替手段は、前記測定モードの終了と共に、前記電極を前記コンタクトチップから所定量突出させることをその要旨とする。
【００１９】
この発明では、測定モードへの切り替えの際にトーチ先端部のコンタクトチップ内に収容していた電極が、測定モードの終了と共にコンタクトチップから所定量突出される。これにより、電極を突出させて行う溶接作業への移行を容易に行うことが可能となる。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の溶接用電源装置において、前記溶接時に前記トーチの先端部から放出する不活性ガスの制御を行うものであり、前記測定モードでの実測定時の異常を報知する異常報知手段として、前記ガスの放出音が用いられることをその要旨とする。
【００２１】
この発明では、測定モードでの実測定時の異常を報知する際に、トーチ先端部から放出されるガスの放出音を用いて作業者にその旨の報知が行われる。つまり、不活性ガスを用いて溶接を行う溶接機では、その旨を報知する手段を別途用いることなく、電源装置よりも離間した電極付近に居る作業者への報知を容易かつ確実に行うことが可能となる。
【００２２】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１項に記載の溶接用電源装置を備えて構成された溶接機である。
この発明では、電源装置の設置状況に拘わらず、抵抗値及びインダクタンス値の測定を容易に行うことができる溶接機の提供が可能となる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、設置状況に拘わらず、電極先端電圧の算出に用いる抵抗値及びインダクタンス値の測定を容易に行うことができる溶接用電源装置、及びその溶接用電源装置を備える溶接機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本実施形態のアーク溶接機における電源装置を主に示す構成図である。
【図２】インダクタンス値の変化を説明するための説明図である。
【図３】抵抗値及びインダクタンス値の算出手法を説明するための説明図である。
【図４】測定モードへの切り替え操作の説明に用いるアーク溶接機の構成図である。
【図５】測定モードへの切り替え操作の説明に用いるタイミング図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１は、消耗電極式のアーク溶接機１０を示す。アーク溶接機１０では、溶接用電源装置１１のプラス側出力端子にトーチＴＨにて支持されるワイヤ電極１２が接続され、該電源装置１１のマイナス側出力端子に溶接対象Ｍが接続され、該電源装置１１にて生成された直流出力電力のワイヤ電極１２への給電によりアーク溶接が行われる。このとき、ワイヤ電極１２は溶接時に消耗するため、ワイヤ供給装置１３にて消耗に応じて送給がなされる。ワイヤ電極１２及び溶接対象Ｍには、電源装置１１の出力端子に接続されるパワーケーブル１４を介して出力電力が供給されるようになっている。
【００２６】
溶接用電源装置１１は、商用電源から供給される三相の交流入力電力をアーク溶接に適した直流出力電力に変換するものである。交流入力電力は、ダイオードブリッジ及び平滑コンデンサよりなる整流平滑回路２１にて直流電力に変換され、変換された直流電力はインバータ回路２２で高周波交流電力に変換される。インバータ回路２２は、ＩＧＢＴ等のスイッチング素子ＴＲを４個用いたブリッジ回路にて構成され、制御装置３１によるＰＷＭ制御が実施される。
【００２７】
インバータ回路２２にて生成された高周波交流電力は、溶接トランス２３にて所定電圧値に調整された二次側交流電力に変換される。溶接トランス２３の二次側交流電力は、ダイオードを用いた整流回路２４と直流リアクトル２５とで、アーク溶接に適した直流出力電力に変換される。
【００２８】
本実施形態の直流リアクトル２５には、過飽和特性を有する過飽和リアクトルが用いられている。図２に示すように、直流リアクトル２５の特性は、電流値Ｉｐ１を含む所定電流値Ｉａより大となる高電流領域は、必要最低限のインダクタンス値Ｌａで一定となる通常特性領域Ａ１である。一方、所定電流値Ｉａ以下となる低電流領域は、電流値の減少に伴ってインダクタンス値が直線的に次第に大きくなる過飽和特性領域Ａ２である（電流値Ｉｐ２でインダクタンス値Ｌｂ）。つまり、このような特性の直流リアクトル２５を用いることで、高電流領域ではインダクタンス値が小さいことから電流平滑のための波形制御への影響が小さく、低電流領域ではインダクタンス値が増大することでアーク切れが防止されると言うように、全電流領域に亘って好適な直流出力電力が生成される。
【００２９】
図１に示すように、制御装置３１は、インバータ回路２２のスイッチング素子ＴＲに対しＰＷＭ制御を実施し、直流出力電力をその時々で適正値とする制御を行っている。このとき、制御装置３１は、その時々の出力電流Ｉ及び出力電圧Ｖの検出を行い、検出した出力電流Ｉ及び出力電圧Ｖに基づくＰＷＭ制御へのフィードバックを行っている。
【００３０】
即ち、電源装置１１内のマイナス側出力端子の電源線上に電流センサ３３が備えられており、制御装置３１は、処理部（ＣＰＵ）３２においてその電流センサ３３を介して電源装置１１の出力電流Ｉを検出している。また、整流回路２４の直後の電源線間に電圧センサ３４が備えられており、制御装置３１は、処理部３２においてその電圧センサ３４を介して電源装置１１の出力電圧Ｖを検出している。制御装置３１は、処理部３２にてその時々に検出した出力電流Ｉ及び出力電圧Ｖに基づいてＰＷＭ制御のデューティの算出を行い、インバータ回路２２に出力するＰＷＭ制御信号を生成する。
【００３１】
ここで、ＰＷＭ制御には、制御に用いる出力電圧Ｖとして、正にアークが生じるワイヤ電極１２の先端電圧Ｖａを用いるのが好ましいが、先端電圧Ｖａの直接的な検出は困難である。そこで、制御装置３１は、電圧センサ３４から電極１２までの間の電圧変化分を記憶装置（図示略）に予め保持しておき、その時々に検出した出力電圧Ｖにその電圧変化分の補正を行って先端電圧Ｖａを得るようにし、算出した先端電圧Ｖａを用いたＰＷＭ制御を実施する。
【００３２】
ところで、電圧センサ３４から電極１２までの間の電圧変化分には、電源装置１１内部の電圧変化分（整流回路２４から出力端子までの抵抗値Ｒ１とインダクタンス値Ｌ１による電圧変化分）と、外部の電圧変化分（出力端子からパワーケーブル１４を介しての電極１２先端までの抵抗値Ｒ２とインダクタンス値Ｌ２による電圧変化分）とがある。電源装置１１の内部電圧変化分は、使用状態の影響を受けないために予め補正項として先端電圧Ｖａの算出に組み込むことが可能であるが、外部電圧変化分は、パワーケーブル１４のケーブル長や敷設状態（直線敷設や周回敷設、その周回数）等、使用者毎に条件が相違するため、抵抗値Ｒ２、特にインダクタンス値Ｌ２の変化の影響を大きく受ける。
【００３３】
そのため、使用者がアーク溶接機１０を現場に設置し、パワーケーブル１４の敷設も含めて正に使用状態としたところで、内部の抵抗値Ｒ１及びインダクタンス値Ｌ１と、外部の抵抗値Ｒ２及びインダクタンス値Ｌ２とを合計した抵抗値Ｒ及びインダクタンス値Ｌが測定される。測定した合計抵抗値Ｒ及び合計インダクタンス値Ｌは、制御装置３１内に保持される。
【００３４】
尚、本実施形態の電源装置１１には、前記合計抵抗値Ｒ及び合計インダクタンス値Ｌの測定を行うための処理を実行する測定モードが備えられており、後述の各種スイッチの操作（操作信号の入力）に基づいて制御装置３１が測定モードに移行できるようになっている。因みに、測定モードでの測定時においては、ワイヤ電極１２を溶接対象Ｍと短絡状態とする必要があるが、本実施形態では図１に示すように、ワイヤ電極１２を溶接対象Ｍに直接短絡させず、トーチＴＨの先端部に備えられワイヤ電極１２への給電を行うコンタクトチップＴＨａを溶接対象Ｍと短絡させて行う。この場合、短絡用の特殊治具を作製して使用してもよい。
【００３５】
測定モードについて詳述すると、図３に示すように、先ずインバータ回路２２を動作させて、出力電流Ｉが電流値Ｉｐ１まで増大される。この電流値Ｉｐ１は、過飽和特性を有する直流リアクトル２５の単体において、インダクタンス値Ｌａで一定となる通常特性領域Ａ１の電流値である。実際には図２に示すように、パワーケーブル１４の敷設状態等で特性がオフセットするため、合計インダクタンス値Ｌはオフセットした値Ｌａ１で一定となるが、そのオフセット分も考慮した通常特性領域Ａ１の電流値に設定される。そして、このような電流値Ｉｐ１で保持した区間での平均電圧値Ｖｅが測定される。これにより、先ず合計抵抗値Ｒが次式（ａ）にて算出される。
【００３６】
Ｒ＝Ｖｅ／Ｉｐ１  ・・・  （ａ）
次いで、インバータ回路２２の動作を停止させて、この時の時刻Ｔ０から計時が開始される。同時に、時刻Ｔ０を起点に刻々と変化する出力電流Ｉのサンプリングが行われ、時定数に該当する電流減衰量となる電流値ΔＩｐ１（Ｉｐ１×３６．８％）に到達した時刻をＴ１とし、その時刻Ｔ１−Ｔ０間の時間（時定数）τ１が求められる。これにより、通常特性領域Ａ１で変化する合計インダクタンス値Ｌａ１（リアクトル２５の単体ではインダクタンス値Ｌａ）が次式（ｂ）にて算出される。
【００３７】
Ｌａ１＝Ｒ・τ１（＝Ｖｅ・τ１／Ｉｐ１）  ・・・  （ｂ）
次いで、再びインバータ回路２２を動作させて、出力電流Ｉが過飽和特性領域Ａ２内の所定電流値Ｉｐ２に調整される。調整後、インバータ回路２２の動作を再び停止させて、この時の時刻Ｔ２から計時が開始される。同時に、時刻Ｔ２を起点に刻々と変化する出力電流Ｉのサンプリングが行われ、時定数に該当する電流減衰量となる電流値ΔＩｐ２（Ｉｐ２×３６．８％）に到達した時刻をＴ３とし、その時刻Ｔ３−Ｔ２間の時間（時定数）τ２が求められる。これにより、過飽和特性領域Ａ２で変化する合計インダクタンス値Ｌｂ１（リアクトル２５の単体ではインダクタンス値Ｌｂ）が次式（ｃ）にて算出される。
【００３８】
Ｌｂ１＝Ｒ・τ２＝（Ｖｅ・τ２／Ｉｐ２）  ・・・  （ｃ）
次いで、図２に示すように、算出された通常特性領域Ａ１の合計インダクタンス値Ｌａ１と過飽和特性領域Ａ２の合計インダクタンス値Ｌｂ１とが直線補完により、合計インダクタンス値Ｌが電流Ｉの関数Ｌ（Ｉ）として得られる。そして、このようにして得られた合計インダクタンス値Ｌの関数Ｌ（Ｉ）と、先に求めた合計抵抗値Ｒとが制御装置３１内に保持される。以上で、測定モードが終了する。
【００３９】
そして、制御装置３１は、溶接動作時において、その時々の出力電流Ｉ及び出力電圧Ｖから次式（ｄ）にて先端電圧Ｖａを算出している。
Ｖａ＝Ｖ−Ｌ（Ｉ）・ｄＩ／ｄｔ−ＲＩ  ・・・  （ｄ）
因みに、具体的数値で示すと、インバータ回路２２のオンに基づいて出力電流Ｉの電流値Ｉｐ１＝４００［Ａ］を１０［ｍｓ］間出力させ、その後、インバータ回路２２をオフさせる。この間の平均電圧値Ｖｅが４［Ｖ］であると、上記式（ａ）から、
Ｒ＝Ｖｅ／Ｉｐ１＝４／４００＝０．０１［Ω］
と合計抵抗値Ｒが算出される。
【００４０】
次いで、電流値Ｉｐ１が時定数τ１に相当する電流減衰量となる電流値ΔＩｐ１は、
ΔＩｐ１＝４００×０．３６８＝１４７［Ａ］
であり、インバータ回路２２をオフしてから出力電流Ｉが４００［Ａ］からその１４７［Ａ］に達するその時定数τ１が３［ｍｓ］であれば、上記式（ｂ）から、
Ｌａ１＝Ｒ・τ１＝０．０１×３＝０．０３［ｍＨ］
と通常特性領域Ａ１において、直流リアクトル２５の単体のインダクタンス値Ｌａを含む合計インダクタンス値Ｌａ１が算出される。尚、上記した電流値Ｉｐ１は、予め使用する直流リアクトル２５の仕様から推定し、過飽和特性領域Ａ２に達しない値に設定する必要がある。
【００４１】
次いで、インバータ回路２２を再びオンさせて出力電流Ｉを過飽和特性領域Ａ２内となる例えばアーク溶接機１０の最小電流に相当する電流値Ｉｐ２＝２０［Ａ］として１０［ｍｓ］間出力させ、その後、インバータ回路２２をオフさせる。電流値Ｉｐ２が時定数τ２に相当する電流減衰量となる電流値ΔＩｐ２は、
ΔＩｐ２＝２０×０．３６８＝７［Ａ］
であり、インバータ回路２２をオフしてから出力電流Ｉが２０［Ａ］からその７［Ａ］に達するその時定数τ２が１０［ｍｓ］であれば、上記式（ｃ）から、
Ｌｂ１＝Ｒ・τ２＝０．０１×１０＝０．１［ｍＨ］
と過飽和特性領域Ａ２において、直流リアクトル２５の単体のインダクタンス値Ｌｂを含む合計インダクタンス値Ｌｂ１が算出される。
【００４２】
そして、これらＬａ１＝０．０３［ｍＨ］、Ｌｂ１＝０．１［ｍＨ］の直線補完を行うことで合計インダクタンス値Ｌの関数Ｌ（Ｉ）が得られ、先に得られた合計抵抗値Ｒとで、上記式（ｄ）からその時々の先端電圧Ｖａが算出できるようになっている。尚、上記に挙げた具体的数値は一例であり、これに限定されない。
【００４３】
このように過飽和特性を有する直流リアクトル２５を用いた本実施形態の溶接用電源装置１１であっても先端電圧Ｖａが適切に算出されることから、適切に算出される先端電圧Ｖａに基づいたインバータ回路２２のその時々の制御が一層適切に行われる。従って、過飽和特性のリアクトル２５を用いることとの相乗効果で、全電流領域に亘って一層適切なアーク溶接用の直流出力電力の生成ができるものとなっている。
【００４４】
上記した測定モードへの移行は、電源装置１１に備えられる操作スイッチ（図示略）の操作に基づいて移行するが、本実施形態では図４に示すように、トーチＴＨに備えられるトーチスイッチ（トーチＳＷ）４１とワイヤ供給装置１３に備えられる操作リモコン４２とを使用し、電源装置１１から離れた位置からの操作でも移行可能に構成されている。
【００４５】
トーチＴＨには、引くことでオンされるトリガ式のトーチスイッチ４１が備えられている。トーチスイッチ４１は、作業者が手動で溶接を開始すべくオン操作することでワイヤ電極１２に電力供給を行う。また、トーチスイッチ４１は、操作リモコン４２に備えられる後述のインチングスイッチ（インチングＳＷ）４２ｃと共に操作することで、ワイヤ電極１２のインチング動作が行われる。具体的には、インチングスイッチ４２ｃのオン操作中にトーチスイッチ４１がオンされると、１回のオン操作で所定長さのワイヤ電極１２の送出が行われ、トーチＴＨの先端部からのワイヤ電極１２の突出量が調整される。
【００４６】
操作リモコン４２は、本来、作業者がワイヤ電極１２付近で溶接部分を実際に見ながら出力電流Ｉや出力電圧Ｖの調整、インチング動作を行うためにワイヤ供給装置１３に設けられている。具体的に、操作リモコン４２には、出力電流Ｉ及び出力電圧Ｖを調整するための回転操作式の電流用及び電圧用ボリュームスイッチ４２ａ，４２ｂと、インチング動作を行うための押しボタン式のインチングスイッチ４２ｃとが備えられている。操作リモコン４２の各種操作に基づいて、電源装置１１側での操作を行わなくとも、出力電流Ｉ、出力電圧Ｖの調整やインチング動作が溶接部分の近傍位置で容易に行うことが可能となっており、特に溶接対象Ｍが長尺物や大型構造物である場合等、パワーケーブル１４が数十［ｍ］の長さを要する場合に好適である。
【００４７】
そして、このようなトーチスイッチ４１と操作リモコン４２のインチングスイッチ４２ｃとを使用し、作業者にて予め決められた図５参照の規定操作が行われ、その規定操作に対応する操作信号の制御装置３１への入力に基づいて、該制御装置３１は上記の測定モードに切り替わる。
【００４８】
先ず、作業者は、操作リモコン４２のインチングスイッチ４２ｃをオン操作している状態でトーチスイッチ４１を所定時間Ｔ（例えば数秒）内に５回オン操作する。この操作は、ワイヤ電極１２のインチング動作を実施するのと同じ操作であることから、インチングスイッチ４２ｃのオン状態でのトーチスイッチ４１の５回のオン操作により、ワイヤ電極１２が５回分の突出量だけ突出する。本操作が所定時間Ｔ内に完了すると、電源装置１１の制御装置３１は測定モードに切り替わるべく、先のインチング動作にて突出したワイヤ電極１２をその突出分以上に後退（リトラクト）させてトーチＴＨの先端部のコンタクトチップＴＨａ内にワイヤ電極１２を収納し、その後、測定モードに切り替わる。
【００４９】
次いで、作業者は、トーチＴＨの先端部のコンタクトチップＴＨａを溶接対象Ｍと接触させて、擬似的にワイヤ電極１２を短絡状態とする（図１参照）。この短絡状態でトーチスイッチ４１がオンされると、これを契機に実測定が開始される。実測定は、数秒程度で完了するものであり、得られた合計インダクタンス値Ｌ（関数）及び合計抵抗値Ｒは、先端電圧Ｖａの算出のために制御装置３１内の記憶装置にて保持される。
【００５０】
そして、実測定の終了の際には、作業者はトーチスイッチ４１を５回オン操作する。本操作が行われることで、トーチＴＨの先端部のコンタクトチップＴＨａ内に収容していたワイヤ電極１２を所定量突出させるインチングが行われ、測定モードが終了する。
【００５１】
尚、実測定を含む測定モードにおいては、トーチＴＨの先端部分の短絡不良、測定時間不足等の測定エラーや、異常測定値を取得した際等の測定値エラーが生じた場合、作業者にその異常報知がなされる。この異常報知は、電源装置１１に備えられる表示部等での報知が行われるが、トーチスイッチ４１や操作リモコン４２の使用による操作では、作業者がトーチＴＨの近傍位置に居て電源装置１１から離れていることが想定されるため、その近傍で報知する必要がある。そこで、トーチＴＨの先端部から不活性ガス（炭酸ガスやアルゴンガス、その混合ガス等）を放出しながらアーク溶接を行うアーク溶接機１０とした場合、電源装置１１の制御装置３１は、ガスボンベ４５からの不活性ガスの供給を制御する制御バルブ４６を制御することで、トーチＴＨの先端部から放出されるガスの放出音にて先の異常報知が行われるようになっている。
【００５２】
次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
（１）電源装置１１（制御装置３１）には、先端電圧Ｖａの算出にかかる電極１２の先端までの合計抵抗値Ｒと合計インダクタンス値Ｌ（本実施形態では関数Ｌ（Ｉ））とを測定する測定モードが備えられている。そして、測定モードへの切り替えの際には、トーチＴＨとワイヤ供給装置１３の操作リモコン４２とに備えられるトーチスイッチ４１とインチングスイッチ４２ｃとを組み合わせた規定操作が行われることで、その操作したスイッチ４１，４２ｃの本来の対応動作とは別にその測定モードへの切り替えが行われるようになっている。つまり、トーチＴＨや操作リモコン４２に備えられる本来別の動作を行わせるためのスイッチ４１，４２ｃを用いることで、測定を実施するためのスイッチを別途設けることなく、電極１２の付近にあるこれらトーチＴＨや操作リモコン４２のスイッチ４１，４２ｃの規定操作により、測定時に電極１２の先端部分の状態を確認しながら測定を容易に実施することができる。またこれにより、電極１２との距離が大きく離間するような電源装置１１自体の設置状況であっても、容易に測定を実施することができる。
【００５３】
（２）測定モードへの切り替えの際に、トーチスイッチ４１とインチングスイッチ４２ｃとを組み合わせたインチング動作を行うための操作を、本実施形態ではインチングスイッチ４２ｃをオン操作した状態で所定時間Ｔ内にトーチスイッチ４１を５回操作するといった規定操作とすることで、両スイッチ４１，４２ｃを用いた操作にて容易に測定モードに切り替えることができる。
【００５４】
（３）測定モードの終了の際には、先の測定モードへの切り替え（開始）の際に操作したのと同じトーチスイッチ４１を操作することで測定モードの終了が行われるので、終了時の操作も容易とすることができる。
【００５５】
（４）測定モードへの切り替えの際に、トーチスイッチ４１とインチングスイッチ４２ｃとを組み合わせた規定操作に基づく本来の対応動作、即ちインチング動作にて突出した電極１２がその規定操作による測定モードへの切り替えと共にトーチＴＨの先端部のコンタクトチップＴＨａ内に収納される。これにより、測定時に電極１２を短絡状態とする際、トーチＴＨの先端部のコンタクトチップＴＨａを相手側部材（溶接対象Ｍ）と接触させて電極１２を擬似的に短絡状態とすることを、別途操作を必要とせず容易に行うことができる。
【００５６】
（５）測定モードへの切り替えの際にトーチＴＨの先端部のコンタクトチップＴＨａ内に収容していた電極１２が、測定モードの終了と共にコンタクトチップＴＨａから所定量突出される。これにより、電極１２を突出させて行う溶接作業への移行を容易に行うことができる。
【００５７】
（６）測定モードでの実測定時の異常を報知する際に、トーチＴＨの先端部から放出されるガスの放出音を用いて作業者にその旨の報知が行われる。つまり、不活性ガスを用いて溶接を行う本実施形態のような溶接機１０では、その旨を報知する手段を別途用いることなく、電源装置１１よりも離間した電極１２付近に居る作業者への報知を容易かつ確実に行うことができる。
【００５８】
尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、測定モードへの切り替えの際の規定操作として、インチングスイッチ４２ｃをオン操作した状態で所定時間Ｔ内にトーチスイッチ４１を５回操作することとしたが、使用するスイッチも含め規定操作はこれに限らず、適宜変更してもよい。また、測定モードの終了の際の規定操作として、トーチスイッチ４１を５回操作することとしたが、これにおいても適宜変更してもよい。
【００５９】
・上記実施形態では、トーチスイッチ４１とインチングスイッチ４２ｃとを用いた規定操作に基づいて測定モードへの切り替えやその終了を行うようにしたが、トーチＴＨや操作リモコン４２に備えられるこれらとは別のスイッチを用いて行うようにしてもよい。例えば、操作リモコン４２に備えられる回転操作式の電流用及び電圧用ボリュームスイッチ４２ａ，４２ｂを用いてもよい。また、トーチスイッチ４１、インチングスイッチ４２ｃ、ボリュームスイッチ４２ａ，４２ｂ以外の操作スイッチがトーチＴＨや操作リモコン４２に備えられている場合は、そのスイッチを用いてもよい。
【００６０】
・上記実施形態では、過飽和特性を有する直流リアクトル２５を用いたが、電流値とインダクタンス値とが一定に変化する線形特性を有する一般的なリアクトルを用いてもよい。因みに、このようなリアクトルを用いれば、一回の電流減衰量の測定にてインダクタンス値の取得が可能（関数の取得は不要）で、先端電圧Ｖａの算出が容易である。
【００６１】
・上記実施形態では、測定モードでの実測定時の異常を報知する際に、トーチＴＨの先端部から放出されるガスの放出音を用いたが、ガス放出音以外の発音手段や発光手段が備えられているものでは各手段を用いてもよい。この場合、電極１２の近傍であるトーチＴＨや操作リモコン４２、ワイヤ供給装置１３等に備えられているものを用いることが好ましい。また、異常報知を行わない態様としてもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１０      アーク溶接機（溶接機）
１１      溶接用電源装置
１２      ワイヤ電極（電極）
１３      ワイヤ供給装置
２２      インバータ回路
２３      溶接トランス
２４      整流回路（直流変換手段）
２５      直流リアクトル（直流変換手段）
３１      制御装置（制御手段、先端電圧算出手段、抵抗値算出手段、インダクタンス値算出手段、切替手段、異常報知手段）
３３      電流センサ（検出手段）
３４      電圧センサ（検出手段）
４１      トーチスイッチ（操作スイッチ）
４２      操作リモコン
４２ｃ    インチングスイッチ（操作スイッチ）
４５      ガスボンベ（異常報知手段）
４６      制御バルブ（異常報知手段）
ＴＨ      トーチ
ＴＨａ    コンタクトチップ
Ｍ        溶接対象
Ｉ        出力電流
Ｉｐ１    電流値
Ｉｐ２    電流値
Ｖ        出力電圧
Ｖａ      先端電圧
Ｒ        合計抵抗値
Ｌ        合計インダクタンス値
Ｌ（Ｉ）  関数
【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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