一种电焊机安全系统
技术领域
本发明涉及触电保护领域,尤其涉及一种电焊机安全系统。
背景技术
电焊机是世界上最危险的用电设备之一,因为焊工或操作人员必须经常处于两个外露的导电体间,第一个导体是地线,第二个导体是焊炬,包括电焊钳、焊枪等。地线一般与焊接工件连接,电流从焊机之一端,通过焊线、焊炬、工件、地线回流至电焊机之另一端。焊机开路电压一般在60V 以上,而工作电压大都少于36V,故电焊机触电意外一般发生在电焊机之待机状态时。电焊机的触电安保措施通常是采取1、过压断电保护;2、电源输入端安装触电保护开关;3、电子检测防触电设备,等等。这些措施常因方方面面的原因出现失误,电焊机因意外至使人员触电死亡的事故仍时有发生。因此,在电焊机上或常易触碰到的位置装置声光报警及触电条件灭失装置,触电伤人事件就可大幅消减。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足,提供一种具有声光报警和不易产生触电条件的电焊机安全系统。
本发明所采用的技术方案是:一种电焊机安全系统,它包括电焊机主电路、安全控制电路,所述电焊机主电路包括电焊机壳体及装置在所述壳体内的电焊机主体、交流接触器及接触器开关元件和线路、安全控制电路,所述电焊机主电路与安全控制电路相连接,所述交流接触器的主触头输入端连接供电源,所述交流接触器的主触头输出端连接所述电焊机主体输入端,所述接触器开关元件和线路控制所述电焊机主体和所述安全控制电路工作受电状态,正常情况下,操作所述交流接触器操作按钮所述电焊机正常工作,非正常情况操作所述交流接触器操作按钮本电焊机安全系统即刻发出声光报警并立刻中断电源。
所述安全控制电路包括单片机、火线光电偶合电路、零线光电偶合电路、正常工作指示灯、异常报警指示灯、语音报警装置、继电器,所述火线光电偶合电路的输入端连接火线和所述电焊机壳体,所述零线光电偶合电路的输入端连接零线和所述电焊机壳体,所述火线光电偶合电路的输出端、所述零线光电偶合电路的输出端均连接所述单片机输入端,所述单片机输出端对应连接所述正常工作指示灯、异常报警指示灯、语音报警装置、继电器线圈。
所述交流接触器及接触器开关元件和线路中包括所述继电器开关触头,所述继电器开关触头串联在所述交流接触器吸合回路电路中,所述继电器受电动作时,所述交流接触器不能吸合。
所述火线光电偶合电路包括第一二极管、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一光电偶、第一电容,所述第一二极管的正极连接火线,所述第一二极管的负极连接所述第三电阻的一端,所述第三电阻的另一端连接所述第四电阻的一端,所述第四电阻的另一端连接所述第一光电偶发光管的正极,所述第一光电偶发光管的负极连接所述电焊机壳体,所述第一光电偶开关管的集电极连接所述单片机的输入一端、所述第二电阻的一端,所述第二电阻的另一端连接电源VDD,所述第一光电偶开关管的发射极连接电路共地GND,所述第一光电偶开关管的发射极与集电极间并联所述第一电容,所述零线光电偶合电路包括第二二极管、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第二光电偶、第二电容,所述第二二极管的正极连接所述电焊机壳体,所述第二二极管的负极连接所述第七电阻的一端,所述第七电阻的另一端连接所述第八电阻的一端,所述第八电阻的另一端连接所述第二光电偶发光管的正极,所述第二光电偶发光管的负极连接零线,所述第二光电偶开关管的集电极连接所述单片机的输入另一端、所述第五电阻的一端,所述第六电阻的另一端连接电源VDD,所述第二光电偶开关管的发射极连接电路共地GND,所述第二光电偶开关管的发射极与集电极间并联所述第二电容。
本发明的有益效果是:由于本发明它包括它包括电焊机主电路、安全控制电路,所述电焊机主电路包括电焊机壳体及装置在所述壳体内的电焊机主体、交流接触器及接触器开关元件和线路、安全控制电路,所述电焊机主电路与安全控制电路相连接,所述交流接触器的主触头输入端连接供电源,所述交流接触器的主触头输出端连接所述电焊机主体输入端,所述接触器开关元件和线路控制所述电焊机主体和所述安全控制电路工作受电状态,正常情况下,操作所述交流接触器操作按钮所述电焊机正常工作,非正常情况操作所述交流接触器操作按钮本电焊机安全系统即刻发出声光报警并立刻中断电源。所述安全控制电路包括单片机、火线光电偶合电路、零线光电偶合电路、正常工作指示灯、异常报警指示灯、语音报警装置、继电器,所述交流接触器及接触器开关元件和线路中包括所述继电器开关触头,所述继电器开关触头串联在所述交流接触器吸合回路电路中,所述继电器受电动作时,所述交流接触器不能吸合。所以本发明具有声光报警和自动断电功能,能有效地降低触电事故的发生率。
附图说明
图1是本发明电路原理结构示意图。
具体实施方式
如图1所示,本发明它包括电焊机主电路1、安全控制电路2,所述电焊机主电路1包括电焊机壳体及装置在所述壳体内的电焊机主体、交流接触器及接触器开关元件和线路、安全控制电路2,所述电焊机主电路1与安全控制电路2相连接,所述交流接触器的主触头输入端连接供电源,所述交流接触器的主触头输出端连接所述电焊机主体输入端,所述接触器开关元件和线路控制所述电焊机主体和所述安全控制电路2工作受电状态,正常情况下,操作所述交流接触器操作按钮所述电焊机正常工作,非正常情况操作所述交流接触器操作按钮本电焊机安全系统即刻发出声光报警并立刻中断电源。
所述安全控制电路2包括单片机、火线光电偶合电路、零线光电偶合电路、正常工作指示灯、异常报警指示灯、语音报警装置、继电器,所述火线光电偶合电路的输入端连接火线和所述电焊机壳体,所述零线光电偶合电路的输入端连接零线和所述电焊机壳体,所述火线光电偶合电路的输出端、所述零线光电偶合电路的输出端均连接所述单片机输入端,所述单片机输出端对应连接所述正常工作指示灯、异常报警指示灯、语音报警装置、继电器线圈。
所述交流接触器及接触器开关元件和线路中包括所述继电器开关触头,所述继电器开关触头串联在所述交流接触器吸合回路电路中,所述继电器受电动作时,所述交流接触器不能吸合。
所述火线光电偶合电路包括第一二极管D1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一光电偶OC1、第一电容C1,所述第一二极管D1的正极连接火线,所述第一二极管D1的负极连接所述第三电阻R3的一端,所述第三电阻R3的另一端连接所述第四电阻R4的一端,所述第四电阻R4的另一端连接所述第一光电偶OC1发光管的正极,所述第一光电偶OC1-发光管的负极连接所述电焊机壳体,所述第一光电偶OC1开关管的集电极连接所述单片机的输入一端、所述第二电阻R2的一端,所述第二电阻R2的另一端连接电源VDD,所述第一光电偶OC1开关管的发射极连接电路共地GND,所述第一光电偶OC1开关管的发射极与集电极间并联所述第一电容C1,所述零线光电偶合电路包括第二二极管D2、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第二光电偶OC2、第二电容C2,所述第二二极管D2的正极连接所述电焊机壳体,所述第二二极管D2的负极连接所述第七电阻R7的一端,所述第七电阻R7的另一端连接所述第八电阻R8的一端,所述第八电阻R8的另一端连接所述第二光电偶OC2发光管的正极,所述第二光电偶OC2发光管的负极连接零线,所述第二光电偶OC2开关管的集电极连接所述单片机的输入另一端、所述第五电阻R5的一端,所述第六电阻R6的另一端连接电源VDD,所述第二光电偶OC2开关管的发射极连接电路共地GND,所述第二光电偶OC2开关管的发射极与集电极间并联所述第二电容C2。
本实施例中,发明人针对电焊机的空载漏电,设计出专用的漏电检测装置,其实施方法如下:
1. 在电焊机的任意一条输出焊接电缆上,安装微电流霍尔元件,检测输出电流,当cpu检出电流少于2ma,表示焊机漏电保护系统正带常。
2. 当电流介乎2 至20ma,系统处于安全水平,及可正常使用。
3..若电流介于20 至1000ma.可界定为有触电事故,装置会在设定的间内,切断电源。
4. 若电流在设定时间内超过1000ma或大于1000ma .装置即判断为正常工作状态.系统正常工作。
其原理是:
1. 电焊机一般置人触电是因开路电压高于36V,大部份都在60V以上,交流电焊机什至高于80V.当焊机因下雨或大汗,一般一体的电阻降低,甚至低于300Ω,若此时焊炬因故漏电,漏电电流值为80V /300Ω=260ma,若电压太60V, 电阻为600Ω,漏电电流亦有100ma,远大于人体所能承受之30ma.当电流霍尔检出电流于30ma至2000ma,CPU 即时通知供电电路断电,保障人身安全。
2. 当电流大于2000ma,由于电焊机的开路电压,标准不超过120V,故对人体多漏电电流=120V/300Ω=400ma. 所以超过2000ma,,装置即可判断为正常,可以继续焊接工作。
3. 为确保漏电开关之工作正常,电路内将增设涉流电阻,安装于输出之两端,电流通过计算及调整在20ma 以内,当cpu检测到这电流,才会让了焊机继续工作,反之,表示保护电路失效焊机不能使用。