被覆电弧焊接系统以及被覆电弧焊接用的焊接电源装置的制作方法

本发明涉及被覆电弧焊接系统以及被覆电弧焊接用的焊接电源装置。

背景技术：

作为适于在室外的作业的焊接而已知被覆电弧焊接。在被覆电弧焊接中，使被覆电弧焊条的前端与被加工物之间产生电弧，并用该电弧的热进行焊接。在被覆电弧焊接的情况下，与碳酸气体电弧焊接等不同，不需要喷吹气体。因此能以简易的装置进行焊接作业。另外，即使在会被风吹散气体的室外也能进行焊接作业。交流输出的被覆电弧焊接系统的一例例如在专利文献1公开。

图8的(a)是表示现有的被覆电弧焊接系统的一例的框图。图8的(a)所示的被覆电弧焊接系统具备：被覆电弧焊条b；用于保持被覆电弧焊条b并通电焊接电流的焊条固定器c；和经由焊条固定器c对被覆电弧焊条b提供电力的焊接电源装置a100。焊接电源装置a100具备对交流电力进行变压的变压器300，将来自商用电源d的交流电力输入到变压器300的一次侧，从变压器300的二次侧输出变压后的交流电力。焊接电源装置a100的一方的输出端子a通过线缆与被加工物w连接，另一方的输出端子b通过线缆与焊条固定器c连接。焊接电源装置a100使被覆电弧焊条b的前端与被加工物w之间产生电弧，提供电力。

图8的(b)是表示模仿焊接电源装置a100输出交流电力的焊接电源装置a101的框图。焊接电源装置a101如图8的(b)所示那样具备整流平滑电路1、逆变器电路2、变压器3、整流平滑电路5、逆变器电路7、以及控制电路800。焊接电源装置a101将从三相的商用电源d输入的交流电力在整流平滑电路1变换成直流电力，在逆变器电路2变换成高频电力。然后在变压器3进行变压，在整流平滑电路5变换成直流电力，在逆变器电路7变换成交流电力并输出。控制电路800为了进行反馈控制以使电流传感器检测到的焊接电源装置a101的输出电流成为目标电流，对逆变器电路2的开关进行控制。另外，控制电路800对逆变器电路7的开关进行控制，使得与焊接电源装置a100同样地输出正弦波状的交流电流。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：jp特开平06-126459号

但在焊接电源装置a101中有功率因数显著变低这样的问题。

图9是用于表示焊接电源装置a101的输入电流的波形的波形图。在焊接电源装置a101中，实际从商用电源d输入交流电力来进行焊接。图9表示焊接时实际测定的输入电压vin、输入电流iin以及输出电流iout的各波形。商用电源d的频率是60hz，焊接电源装置a101所输出的电力的频率设为50hz。另外，输入电压vin的有效值为100v，输入电流iin的有效值为20a，将输出电流iout的有效值的目标电流设为100a。输入电压vin以及输入电流iin表示测定从商用电源d输入的三相当中1个相的输入电压以及输入电流的测定值。其他2个相的输入电压以及输入电流的波形成为从图9所示的输入电压vin以及输入电流iin的波形将相位分别错开120°以及240°的波形。如图9所示那样，通过控制电路800进行的逆变器电路7的控制，输出电流iout的波形成为正弦波状。因此，输出电流iout始终变化。在输入电压vin低(瞬时值的绝对值小)时输出电流iout大(瞬时值的绝对值大)的情况下，为了维持输出而较多流过输入电流iin。反之，在输入电压vin高时输出电流iout小的情况下，不怎么使输入电流iin流过。这时流过的电流几乎都成为平滑电路的充电电流，无功功率变多。如图9所示那样，输入电流iin对应于输入电压vin与输出电流iout的关系而剧烈变化，不稳定。另外，由于无功功率变多，因此功率因数变低。另外，输入电压vin的波形根据相而不同。即使在某相功率因数没怎么变低，也会由于在其他相功率因数变低，从而作为整体功率因数变低。实际测定的功率因数为68％程度。

技术实现要素：

本发明鉴于上述的事情而提出，目的在于，提供改善了功率因数的被覆电弧焊接系统。

由本发明的第1侧面提供的被覆电弧焊接系统具备：被覆电弧焊条；和对所述被覆电弧焊条提供电力的焊接电源装置，所述被覆电弧焊接系统的特征在于，所述焊接电源装置具备：将交流电力变换成直流电力的整流电路；和将所述整流电路输出的直流电力变换成交流电力并输出到所述被覆电弧焊条的逆变器电路，所述逆变器电路输出的电流的波形是矩形波状。根据该结构，逆变器电路输出的电流的波形是矩形波状。因此，除了电流的方向改变的短的时间以外，输出电流始终成为峰值状态。由此，由于难以产生无功功率，因此功率因数变高。

在本发明的优选的实施方式中，还具备：将所述整流电路的输出平滑化的直流电抗器，所述直流电抗器的自电感是20～70μh。根据该结构，与现有的被覆电弧焊接系统比较，直流电抗器的自电感显著变小。由此能更加改善功率因数。

在本发明的优选的实施方式中，还具备：在输出极性切换时对所述逆变器电路的输出施加再起弧电压的再起弧电路。根据该结构，能抑制输出极性切换时的电弧耗尽。

在本发明的优选的实施方式中，所述逆变器电路输出的交流电力的频率是输入到所述整流电路的交流电力的频率的自然数倍的频率。根据该结构，能更加改善功率因数。

在本发明的优选的实施方式中，输入到所述整流电路的交流电力的频率是60hz，所述逆变器电路输出的交流电力的频率是300hz。根据该结构，能更加改善功率因数。

在本发明的优选的实施方式中，还具备：对所述逆变器电路的输出端子施加低于无负载电压的辅助电压的辅助电源电路；和切换所述辅助电源电路施加所述辅助电压的状态和使所述逆变器电路驱动的状态的切换单元。根据该结构，能使不驱动逆变器电路的状态时施加的电压为低于无负载电压的辅助电压。由此在焊接作业的休止时作业者误接触的情况下，能抑制给作业者带来危险。

由本发明的第2侧面提供的被覆电弧焊接用的焊接电源装置是对被覆电弧焊条提供电力的被覆电弧焊接用的焊接电源装置，特征在于，具备：对交流电力进行整流的整流电路；和将所述整流电路输出的直流电力变换成交流电力并输出到所述被覆电弧焊条的逆变器电路，所述逆变器电路输出的电流的波形为矩形波状。

发明的效果

根据本发明，逆变器电路输出的电流的波形是矩形波状。因此，除了电流的方向改变的短的时间以外，输出电流始终成为峰值状态。由此，由于难以产生无功功率，因此功率因数变高。

附图说明

图1是表示第1实施方式所涉及的被覆电弧焊接系统的整体结构的框图。

图2是表示第1实施方式所涉及的充电电路以及放电电路的一例的图。

图3是用于说明再起弧电路的控制的时序图，表示焊接电源装置的各信号的波形。

图4是用于表示第1实施方式所涉及的焊接电源装置的输入电流的波形的波形图。

图5是表示输出频率与功率因数的关系的图。

图6是表示第2实施方式所涉及的被覆电弧焊接系统的整体结构的框图。

图7是表示第2实施方式所涉及的被覆电弧焊接系统的整体结构的框图。

图8的(a)是表示现有的被覆电弧焊接系统的一例的框图，(b)是具有模仿(a)所示的焊接电源装置的具备逆变器电路的焊接电源装置的被覆电弧焊接系统的框图。

图9是用于表示图8的(b)所示的焊接电源装置的输入电流的波形的波形图。

附图标记的说明

a1、a2、a3焊接电源装置

1整流平滑电路

2逆变器电路

3变压器

3a一次侧绕组

3b二次侧绕组

3c辅助绕组

4连接线

5整流平滑电路

51全波整流电路

52直流电抗器

6再起弧电路

61二极管

62再起弧电容器

63充电电路

63a驱动电路

63b开关元件

63c整流平滑电路

63d绝缘型正向转换器

64放电电路

64a开关元件

64b限流电阻

64c连接线

7逆变器电路

71连接线

8控制电路

81电流控制部

82目标电流设定部

83极性切换控制部

85放电控制部

86充电控制部

87切换部

91电流传感器

92电压传感器

93电压传感器

10辅助电源电路

a、b输出端子

b被覆电弧焊条

c焊条固定器

d商用电源

w被加工物

具体实施方式

以下参考附图来具体说明本发明的优选的实施方式。

图1～图4是用于说明第1实施方式所涉及的被覆电弧焊接系统的图。图1是表示第1实施方式所涉及的焊接电源装置a1的内部结构的框图，表示被覆电弧焊接系统的整体结构。图2的(a)是表示焊接电源装置a1的充电电路63的一例的电路图。图2的(b)是表示焊接电源装置a1的放电电路64的一例的电路图。图3是用于说明再起弧电路6的控制的时序图，表示焊接电源装置a1的各信号的波形。图4是用于表示第1实施方式所涉及的焊接电源装置的输入电流的波形的波形图。

如图1所示那样，被覆电弧焊接系统具备焊接电源装置a1、被覆电弧焊条b以及焊条固定器c。焊条固定器c用于由作业者握持来进行焊接，保持被覆电弧焊条b，将从焊接电源装置a1输入的交流电流通电到被覆电弧焊条b。焊接电源装置a1对从商用电源d输入的交流电力进行变换，并从输出端子a、b输出。一方的输出端子a通过线缆与被加工物w连接。另一方的输出端子b通过线缆与焊条固定器c连接。焊接电源装置a1在使被覆电弧焊条b的前端与被加工物w接触后拉开时使电弧产生，对产生的电弧提供电力。用该电弧的热进行焊接。

焊接电源装置a1具备整流平滑电路1、逆变器电路2、变压器3、整流平滑电路5、再起弧电路6、逆变器电路7、控制电路8、电流传感器91、电压传感器92、93以及辅助电源电路10。

整流平滑电路1将从商用电源d输入的交流电力变换成直流电力，并输出。整流平滑电路1具备对交流电流进行整流的整流电路、和进行平滑的平滑电容器。另外，整流平滑电路1的结构并没有限定。

逆变器电路2例如是单相全桥型的pwm控制逆变器，具备4个开关元件。逆变器电路2通过用从控制电路8输入的输出控制驱动信号使开关元件开关，来将从整流平滑电路1输入的直流电力变换成高频电力，并输出。另外，逆变器电路2只要将直流电力变换成高频电力即可，例如可以是半桥型，也可以是其他结构的逆变器电路。

变压器3对逆变器电路2输出的高频电压进行变压，并输出到整流平滑电路5。变压器3具备一次侧绕组3a、二次侧绕组3b以及辅助绕组3c。一次侧绕组3a的各输入端子与逆变器电路2的各输出端子分别连接。二次侧绕组3b的各输出端子与整流平滑电路5的各输入端子分别连接。另外，在二次侧绕组3b，在2个输出端子之外另行设置中央抽头。二次侧绕组3b的中央抽头通过连接线4与输出端子b连接。逆变器电路2的输出电压对应于一次侧绕组3a与二次侧绕组3b的卷绕数比而被变压，并输入到整流平滑电路5。辅助绕组3c的各输出端子与充电电路63的各输入端子分别连接。逆变器电路2的输出电压对应于一次侧绕组3a与辅助绕组3c的卷绕数比而被变压，输入到充电电路63。二次侧绕组3b以及辅助绕组3c由于相对于一次侧绕组3a绝缘，因此能防止从商用电源d输入的电流流到二次侧的电路以及充电电路63。

整流平滑电路5将从变压器3输入的高频电力变换成直流电力，并输出。整流平滑电路5具备对高频电流进行整流的全波整流电路51和进行平滑的直流电抗器52。另外，整流平滑电路5的结构并没有限定。整流平滑电路5相当于本发明的「整流电路」。另外，还能认为将整流平滑电路1、逆变器电路2、变压器3以及整流平滑电路5合起来的整体相当于发明的「整流电路」。

直流电抗器52分别配置在在将全波整流电路51和逆变器电路7连接的正极侧的连接线以及负极侧的连接线，2个直流电抗器52耦合。直流电抗器52通过放出极性切换时蓄积的电能，还起到抑制电弧耗尽的功能。在本实施方式中，通过使2个直流电抗器52的耦合提升而将各直流电抗器52的自电感抑制在小的值。在本实施方式中，由于极性切换时再起弧电路6施加再起弧电压，因此能减小各直流电抗器52的自电感。另外，在本实施方式中，能后述那样减小输入电流的变动，还缘于输入到直流电抗器52的电流的变动也变小而能减小各直流电抗器52的自电感。直流电抗器52的自电感为20～70μh程度即可，本实施方式中设为50μh程度。

逆变器电路7例如是单相半桥型的pwm控制逆变器，具备2个开关元件。逆变器电路7的输出端子与输出端子a连接。逆变器电路7通过用从控制电路8输入的开关驱动信号使开关元件开关，来在整流平滑电路5的正极侧的输出端子的电位和负极侧的输出端子的电位交替切换逆变器电路7的输出端子的电位(输出端子a的电位)。由此，逆变器电路7交替切换输出端子a(与被加工物w连接)的电位高于输出端子b(经由焊条固定器c与被覆电弧焊条b连接)的电位的状态即正极性、和输出端子a的电位低于输出端子b的电位的状态即相反极性。即，逆变器电路7将从整流平滑电路5输入的直流电力变换成交流电力并输出。逆变器电路7的输出电流在正极性和相反极性切换时方向改变，在这以外的期间成为持续最大电流或最小电流的矩形波状的波形。另外，逆变器电路7只要输出矩形波状的交流电流即可，可以是其他结构的逆变器电路。逆变器电路7相当于本发明的「逆变器电路」。

再起弧电路6配置在整流平滑电路5与逆变器电路7之间，在焊接电源装置a1的输出极性切换时，对焊接电源装置a1的输出端子a、b间施加再起弧电压。再起弧电压是为了提升极性切换时的再起弧性而施加的高电压。由于在输出极性从正极性切换到相反极性时易于产生电弧耗尽，因此在本实施方式中，再起弧电路6仅在从正极性切换到相反极性时施加再起弧电压，在从相反极性切换到正极性时不施加再起弧电压。再起弧电路6具备二极管61、再起弧电容器62、充电电路63以及放电电路64。

二极管61和再起弧电容器62串联连接，并与逆变器电路7的输入侧并联连接。二极管61中，阳极端子与逆变器电路7的正极侧的输入端子连接，阴极端子与再起弧电容器62的一方的端子连接。再起弧电容器62的一方的端子与二极管61的阴极端子连接，另一方的端子与逆变器电路7的负极侧的输入端子连接。再起弧电容器62是给定的静电容以上的电容器，被充电用于对焊接电源装置a1的输出施加的再起弧电压。再起弧电容器62通过充电电路63被充电，通过放电电路64被放电。另外，二极管61使再起弧电容器62吸收逆变器电路7的开关时的浪涌电压。即，再起弧电容器62还作为用于吸收浪涌电压的缓冲电路发挥功能。

充电电路63是用于对再起弧电容器62充电再起弧电压的电路，与再起弧电容器62并联连接。图2的(a)是表示充电电路63的一例的图。如图2的(a)所示那样，在本实施方式中，充电电路63具备整流平滑电路63c以及绝缘型正向转换器63d。整流平滑电路63c具备对交流电压进行全波整流的整流电路和进行平滑的平滑电容器，将从变压器3的辅助绕组3c输入的高频电压变换成直流电压。另外，整流平滑电路63c的电路结构并没有限定。绝缘型正向转换器63d将从整流平滑电路63c输入的直流电压升压，并输出到再起弧电容器62。绝缘型正向转换器63d具备用于驱动开关元件63b的驱动电路63a。驱动电路63a基于从后述的充电控制部86输入的充电电路驱动信号来输出用于驱动开关元件63b的脉冲信号。驱动电路63a在充电电路驱动信号为on(例如高电平信号)的期间，将给定的脉冲信号输出到开关元件63b。由此再起弧电容器62被充电。另一方面，驱动电路63a在充电电路驱动信号为off(例如低电平信号)的期间不进行脉冲信号的输出。因而再起弧电容器62的充电停止。即，充电电路63基于充电电路驱动信号在对再起弧电容器62进行充电的状态和不充电的状态切换。另外，也可以不设驱动电路63a，充电控制部86将脉冲信号作为充电电路驱动信号直接输入到开关元件63b。另外，充电电路63的结构并没有限定。充电电路63也可以取代绝缘型正向转换器63d而具备升压斩波电路或降压斩波电路等。另外，提供给充电电路63的电力并不限定于来自变压器3的辅助绕组3c。也可以不在变压器3设置辅助绕组3c，而是从二次侧绕组3b提供电力，还可以从其他电源提供。

放电电路64将充电到再起弧电容器62的再起弧电压放电，连接在二极管61与再起弧电容器62的连接点、和将二次侧绕组3b的中央抽头和输出端子b连接的连接线4之间。图2的(b)是表示放电电路64的一例的图。如图2的(b)所示那样，放电电路64具备开关元件64a以及限流电阻64b。在本实施方式中，开关元件64a是igbt(insulatedgatebipolartransistor：绝缘栅双极型晶体管)。另外，开关元件64a可以是双极型晶体管、mosfet(metaloxidesemiconductorfieldeffecttransistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)等。开关元件64a和限流电阻64b串联连接，并与再起弧电容器62串联连接。开关元件64a的集电极端子与限流电阻64b的一方的端子连接，开关元件64a的发射极端子通过连接线64c与连接线4连接。另外，也可以将限流电阻64b与开关元件64a的发射极端子侧连接。另外，对开关元件64a的栅极端子从后述的放电控制部85输入放电电路驱动信号。开关元件64a在放电电路驱动信号成为on(例如高电平信号)的期间成为on状态。由此，充电到再起弧电容器62的再起弧电压经由限流电阻64b而被放电。另一方面，开关元件64a在放电电路驱动信号成为off(例如低电平信号)的期间成为off状态。由此再起弧电压的放电停止。即，放电电路64基于放电电路驱动信号，在将再起弧电容器62放电的状态和不放电的状态进行切换。另外，放电电路64的结构并没有限定。

电流传感器91检测焊接电源装置a1的输出电流，在本实施方式中配置在将逆变器电路7的输出端子和输出端子a连接的连接线71。在本实施方式中，将电流从逆变器电路7流向输出端子a的情况设为正，将电流从输出端子a流向逆变器电路7的情况设为负。电流传感器91检测输出电流的瞬时值并输入到控制电路8。另外，电流传感器91的结构并没有限定，从连接线71检测输出电流即可。另外，电流传感器91的配置场所并没有限定。例如电流传感器91配置在连接线4。

电压传感器92检测再起弧电容器62的端子间电压。电压传感器92检测端子间电压的瞬时值并将其输入到控制电路8。电压传感器93检测输出端子a、b间的端子间电压。电压传感器93检测端子间电压的瞬时值并将其输入到控制电路8。

辅助电源电路10是对输出端子a、b间施加辅助电压的电源。焊接电源装置a1以被覆电弧焊条b的前端和被加工物w在接触后拉开为触发信号来提供焊接电力。辅助电源电路10为了检测该触发信号而施加低于无负载电压的辅助电压。在本实施方式中，辅助电压例如是20v的直流电压。由于若在焊接作业的休止时施加高的无负载电压，就会在作业者误接触被覆电弧焊条b的情况下有危险，因此施加低于无负载电压、不会给人体带来影响程度的辅助电压。在本实施方式中，在提供焊接电力的电源之外，另行设置用于施加辅助电压的辅助电源电路10。另外，也可以取代设置辅助电源电路10，使逆变器电路2的输出降低来将无负载电压抑制在低的电压。对辅助电源电路10经由在变压器3追加的辅助绕组(无图示)提供逆变器电路2的输出电力的一部分。辅助电源电路10将输入的交流电压变换成直流电压并输出。另外，也可以构成为从其他电力提供源对辅助电源电路10提供电力。辅助电源电路10对应于从切换部87输入信号而输出辅助电压。

控制电路8是用于控制焊接电源装置a1的电路，例如由微型计算机等实现。控制电路8从电流传感器91被输入输出电流的瞬时值，从电压传感器92被输入再起弧电容器62的端子间电压的瞬时值，从电压传感器93被输入输出端子a、b间的端子间电压的瞬时值。然后控制电路8对逆变器电路2、逆变器电路7、充电电路63以及放电电路64分别输出驱动信号。控制电路8具备电流控制部81、目标电流设定部82、极性切换控制部83、放电控制部85、充电控制部86以及切换部87。

电流控制部81为了对焊接电源装置a1的输出电流进行反馈控制而对逆变器电路2进行控制。电流控制部81将从电流传感器91输入的输出电流的瞬时值信号用绝对值电路变换成绝对值信号，基于该绝对值信号与从目标电流设定部82输入的目标电流的偏差，通过pwm控制来生成用于控制逆变器电路2的开关元件的输出控制驱动信号。然后电流控制部81从被切换部87输入开始信号时起将生成的输出控制驱动信号输出到逆变器电路2。

极性切换控制部83为了切换焊接电源装置a1的输出极性而控制逆变器电路7。极性切换控制部83生成用于控制开关元件来切换逆变器电路7的输出极性的脉冲信号即开关驱动信号。然后极性切换控制部83从被切换部87输入开始信号时起将生成的开关驱动信号输出到逆变器电路7。开关驱动信号也输出到放电控制部85。

如图3所示那样，焊接电源装置a1的输出电流(参考图3的(b))对应于开关驱动信号(参考图3的(a))而变化。图3的(a)所示的开关驱动信号为on时，将输出端子a(被加工物w)设为高于输出端子b(被覆电弧焊条b)的高电位(正极性)，在off时，将输出端子a(被加工物w)设为低于输出端子b(被覆电弧焊条b)的低电位(相反极性)。焊接电源装置a1的输出电流从开关驱动信号从on切换到off时(图3中的时刻t1)起减少，在越过零(图3中的时刻t2)而极性改变后成为最小电流值。另外，焊接电源装置a1的输出电流从开关驱动信号从off切换到on时(图3中的时刻t4)起增加，在越过零(图3中的时刻t5)而极性改变后成为最大电流值。焊接电源装置a1的输出电流从最大电流值变化为最小电流值的时间以及从最小电流值变化为最大电流值的时间由于与开关驱动信号的周期(输出电流的周期)相比是足够小的时间，因此输出电流的波形成为矩形波状的波形。

逆变器电路7的输出电力(输出电压、输出电流)的频率即输出频率与开关驱动信号的频率相同。开关驱动信号的频率(输出频率)能任意设定，还能对应于焊接作业变更。

放电控制部85控制放电电路64。放电控制部85基于从极性切换控制部83输入的开关驱动信号来生成用于控制放电电路64的放电电路驱动信号，并输出到放电电路64。放电电路驱动信号也输入到充电控制部86。

放电控制部85生成放电电路驱动信号，在焊接电源装置a1的输出电流从正改变成负时成为on。具体地，放电控制部85生成脉冲信号并将其作为放电电路驱动信号输出，该脉冲信号在开关驱动信号从on切换到off时(图3中的时刻t1)切换成on，在切换成on后，在经过给定时间t1时(图3中的时刻t3)切换成off(参考图3的(c))。

给定时间t1是持续放电状态的时间，设定成持续到完全越过因电弧的再起弧而焊接电源装置a1的输出电流从正改变成负的定时(图3中的时刻t2)。

另外，放电控制部85生成放电电路驱动信号的方法并不限定于此。由于能在焊接电源装置a1的输出电流从正改变成负时施加再起弧电压即可，因此放电电路驱动信号在输出电流从正改变成负前成为on、在输出电流从正改变成负后成为off即可。例如放电控制部85可以基于焊接电源装置a1的输出电流来生成放电电路驱动信号。具体地，放电控制部85可以在输出电流的瞬时值成为给定电流i1以下时将放电电路驱动信号切换成off。给定电流i1是最小电流值与零之间的电流值，是用于判断电弧的再起弧完成的电流值。给定电流i1被设定即使在检测到的输出电流的瞬时值中包含检测误差也能确实地判断输出电流的方向改变的电流值。

充电控制部86控制充电电路63。充电控制部86基于从放电控制部85输入的放电电路驱动信号和从电压传感器92输入的再起弧电容器62的端子间电压的瞬时值来生成用于控制充电电路63的充电电路驱动信号，并将其输出到充电电路63。

如图3所示那样，由于放电电路驱动信号(参考图3的(c))成为on(图3中的时刻t1)、在时刻t2输出电流的方向改变时(图3中的时刻t2)流过再起弧电流，因而再起弧电容器62的端子间电压(参考图3的(e))急减(参考同图的(e))。需要直到下一放电的定时为止都对再起弧电容器62充电再起弧电压。另外，在再起弧电容器62被充电到目标电压v0的情况下，不需要进行进一步的充电。充电控制部86生成充电电路驱动信号，其从再起弧电容器62的放电后直到再起弧电容器62成为目标电压为止成为on。具体地，充电控制部86生成脉冲信号并将其作为充电电路驱动信号输出，该脉冲信号在由放电控制部85输入的放电电路驱动信号从on切换到off时(图3中的时刻t3)切换成on，在再起弧电容器62的端子间电压成为目标电压v0时(图3中的时刻t6)切换成off(参考图3的(d))。

另外，充电控制部86生成充电电路驱动信号的方法并不限定于此。只要能直到下一放电的定时为止对再起弧电容器62充电再起弧电压即可，充电的开始以及结束的定时就没有限定。

切换部87在辅助电源电路10输出的辅助电压和逆变器电路7输出的电压切换对输出端子a、b间施加的电压。焊接电源装置a1启动后，切换部87对辅助电源电路10输出开始信号，来使辅助电源电路10开始辅助电压的输出。然后，在从电压传感器93输入的输出端子a、b间的端子间电压降低到大致「0」且之后上升到阈值的情况下，切换部87判断为被覆电弧焊条b的前端和被加工物w在接触后被拉开，从而进行电压的切换。即，对辅助电源电路10输出停止信号来使辅助电源电路10停止辅助电压的输出，对电流控制部81以及极性切换控制部83输出开始信号来开始从逆变器电路7的输出。另外，切换部87也可以基于电流传感器91检测到的输出电流来判断被覆电弧焊条b的前端和被加工物w在接触后被拉开。

接下来说明本实施方式所涉及的被覆电弧焊接系统的作用以及效果。

根据本实施方式，能通过焊接电源装置a1输出的交流电力使被覆电弧焊条b的前端与被加工物w之间产生电弧，来进行电弧焊接。通过控制电路8进行的逆变器电路7的控制，输出电流iout的波形成为矩形波状。因此，输出电流iout除了电流的方向改变的短的时间以外，始终成为峰值状态。由此由于难以产生无功功率，因此功率因数变高。

图4是用于表示焊接电源装置a1的输入电流的波形的波形图。在焊接电源装置a1中，实际从商用电源d输入交流电力来进行焊接。图4表示焊接时实际测定的输入电压vin、输入电流iin以及输出电流iout的各波形。由于商用电源d的频率是60hz，因此输入频率是60hz，输出频率设为50hz。另外，输入电压vin的有效值是100v，输入电流iin的有效值是20a，将输出电流iout的目标电流设为100a。输入电压vin以及输入电流iin表示测定从商用电源d输入的三相当中1个相的输入电压以及输入电流的测定值。其他2个相的输入电压以及输入电流的波形成为从图4所示的输入电压vin以及输入电流iin的波形将相位分别错开120°以及240°的波形。如图4所示那样，通过控制电路8进行的逆变器电路7的控制，输出电流iout的波形成为矩形波状。因此，输出电流iout除了电流的方向改变的短的时间以外始终成为峰值状态。由此输入电流iin的变化小，变得稳定。这时，焊接电源装置a1中实际测定的功率因数是77％程度，与图8的(b)所示的焊接电源装置a100的情况(68％)相比，功率因数得到大幅改善。

另外，根据本实施方式，直流电抗器52的自电感(例如50μh程度)与现有技术(例如165μh程度)相比显著变小。这会有助于功率因数的改善。另外，由于响应性变好，因此在加大输出频率的情况下也能应对。

根据本实施方式，焊接电源装置a1的放电控制部85生成放电电路驱动信号，在焊接电源装置a1的输出电流从正改变成负时成为on。放电电路64被放电控制部85输入放电电路驱动信号。由此，放电电路64在焊接电源装置a1的输出电流从正改变成负时将在再起弧电容器62充电的再起弧电压放电并施加。因此能抑制焊接电源装置a1的输出极性从正极性切换成相反极性时的电弧耗尽。

根据本实施方式，放电电路64基于从放电控制部85输入的放电电路驱动信号来控制放电。放电电路驱动信号(参考图3的(c))在开关驱动信号(参考图3的(a))切换时切换成on，在切换到on后经过给定时间t1时切换成off。因此，由于在焊接电源装置a1的输出电流从正改变成负时，放电电路驱动信号必定成为on，因此放电电路64能合适地施加再起弧电压。

根据本实施方式，充电电路63基于被充电控制部86输入的充电电路驱动信号来控制充电。充电电路驱动信号(参考图3的(d))在放电电路驱动信号(参考图3的(c))切换到off时切换成on。因此，充电电路63能在放电后立刻开始充电。由此能拉长到下一放电为止的充电时间。另外，充电电路驱动信号在再起弧电容器62的端子间电压(参考图3的(e))成为目标电压v0时切换成off。由此充电电路63能抑制对再起弧电容器62过分充电。

另外，在本实施方式中，说明了焊接电源装置a1从商用电源d被输入频率(输入频率)为60hz的交流电力、输出频率(输出频率)为50hz的交流电力的情况，但并不限于此。输入频率并没有限定，输出频率也没有限定。输出频率能设为任意的频率，但根据频率不同，能更加改善功率因数。

图5是表示输出频率与功率因数的关系的图。在图5中，将输入频率固定在60hz，使输出频率变化来测定功率因数，示出其测定结果。横轴是输出频率，纵轴表示功率因数。如图5所示那样，功率因数在输出频率300hz时变得最高。另外，虽然多少上下浮动，但在输出频率300hz以下时，输出频率越高则功率因数越高，在输出频率为300hz以上时，输出频率越高则功率因数越低。另外，功率因数在输出频率是输入频率的自然数倍时，与其前后的频率时相比有变高的倾向。例如点p1所示的60hz时的功率因数高于其前后的50hz、70hz时的功率因数，点p2所示的180hz时的功率因数高于其前后的160hz、200hz时的功率因数。若仅以功率因数的提升为目的，则在输入频率为60hz的情况下，将输出频率设为300hz即可。另外，输出频率越高，集中性越高，熔深越深，焊道越细。一般在被覆电弧焊接的情况下，熔深浅，焊道变粗。因此，在希望加深熔深并缩细焊道的情况下，将输出频率设定得高，在现有的被覆电弧焊接那样希望使熔深浅使焊道粗的情况下，将输出频率设定得低即可。另外，若以输入频率的自然数倍的频率切换输出频率的设定，就能切换输出频率，使得功率因数提升并使焊道的形状成为希望的形状。

图6以及图7表示本发明的其他实施方式。另外，在这些图中，对与上述实施方式相同或类似的要素标注与上述实施方式相同的附图标记。

图6是表示本发明的第2实施方式所涉及的焊接电源装置a2的内部结构的框图，表示被覆电弧焊接系统的整体结构。另外，在图6中省略控制电路8的内部结构的记载。图6所示的焊接电源装置a2在将再起弧电路6配置于逆变器电路7的输出侧这点与第1实施方式所涉及的焊接电源装置a1(参考图1)不同。另外，在本实施方式中，由于再起弧电容器62不发挥作为逆变器电路7的缓冲电路的功能，因此可以不设二极管61以及再起弧电容器62的负极侧的布线(与连接线4连接的布线)。

在第2实施方式中也起到与第1实施方式同样的效果。

图7是表示本发明的第3实施方式所涉及的焊接电源装置a3的内部结构的框图，表示被覆电弧焊接系统的整体结构。另外，在图7中省略控制电路8的内部结构的记载。图7所示的焊接电源装置a3中，在逆变器电路7是全桥型的逆变器这点与第1实施方式所涉及的焊接电源装置a1(参考图1)不同。

第3实施方式所涉及的逆变器电路7是单相全桥型的pwm控制逆变器，具备4个开关元件。逆变器电路7的一方的输出端子与输出端子a连接，另一方的输出端子与输出端子b连接。逆变器电路7通过用从控制电路8输入的开关驱动信号使开关元件开关来在如下状态交替切换：逆变器电路7的一方的输出端子的电位(输出端子a的电位)为整流平滑电路5的正极侧的输出端子的电位，另一方的输出端子的电位(输出端子b的电位)为整流平滑电路5的负极侧的输出端子的电位；一方的输出端子的电位(输出端子a的电位)为整流平滑电路5的负极侧的输出端子的电位，另一方的输出端子的电位(输出端子b的电位)为整流平滑电路5的正极侧的输出端子的电位。由此，逆变器电路7交替切换输出端子a的电位高于输出端子b的电位的状态即正极性、和输出端子a的电位低于输出端子b的电位的状态即相反极性。即，逆变器电路7将从整流平滑电路5输入的直流电力变换成交流电力，并输出。

第3实施方式中也能起到与第1实施方式同样的效果。另外，本实施方式的情况下，可以在输出极性从相反极性切换到正极性时，也让再起弧电路6施加再起弧电压。

本发明所涉及的被覆电弧焊接系统以及被覆电弧焊接用的焊接电源装置并不限定于上述的实施方式。本发明所涉及的被覆电弧焊接系统以及被覆电弧焊接用的焊接电源装置的各部的具体的结构可以各种自由变更设计。