KR100842877B1

KR100842877B1 - 디시아크인버터 용접기

Info

Publication number: KR100842877B1
Application number: KR1020070048805A
Authority: KR
Inventors: 은종목
Original assignee: 주식회사 파워웰
Priority date: 2007-05-18
Filing date: 2007-05-18
Publication date: 2008-07-04

Abstract

본 발명은 디시아크인버터용접기(DC Arc Inverter Welding Machine)에 관한 것이며, 그 목적은 전격방지회로가 내장되어 있어 용접을 하지 않을 경우 즉시 자동으로 출력전원이 OFF되어 출력전압을 없애고 용접봉을 모재에 대는 순간 즉시 자동으로 출력전원이 ON되어 출력전압을 상승시켜 전격을 방지하고, 용접홀더 끝에 있는 리모트스위치인 전류조절 스위치를 누르면 작업자가 인버터용접기 본체까지 이동할 필요가 없이 출력조절이 가능하고, 용접케이스를 플라스틱 재질로 구성하여 인체의 접촉으로 인한 감전사고 위험이 없는 안전하고도 편리한 고품질의 용접을 실현하는 데 있다.

본 발명은 디시아크 인버터용접기에 있어서, 디시아크인버터의 콘트롤에 필요한 전원을 공급하는 전원공급부(110)와; 인버터전원발생부(120)와; 상기 인버터전원발생부(120)로부터 발생되는 출력전류의 오차를 피드백하여 톱니파(Saw tooth wave)에 비교하여 펄스파를 발생시킨 다음 이미 설정된 기준전압에 일치시켜 균일한 출력전류를 공급하도록 제어하는 PWM(Pulse Width Modulation)제어부(150)와; 상기 PWM제어부(150)와 전기적으로 연결되며, 브리지다이오드(BD1, 210)와 비교기(U1:A,220)와 포토커플러(PH1,230)를 포함하며 상기 전원공급부(110)로부터 공급된 전원을 사용전원으로 변환시켜 용접을 하지 않을 경우 즉시 자동으로 출력전원이 OFF되고 용접봉을 모재에 대는 순간 즉시 자동으로 출력전원이 ON되는 전격방지를 위한 콘트롤부(200)와; 용접홀더상의 스위치를 통해 출력조절이 가능한 기능의 리모트콘트롤회로(300)를 포함한 것을 특징으로 한다.

인버터전원발생부, PWM(Pulse Width Modulation)제어부, 리모트콘트롤회로

Description

디시아크인버터 용접기{DC ARC INVERTER WELDING MACHINE}

도 1은 본 발명에 따른 안전사고 방지용 디시아크인버터 용접기를 설명하기 위한 전체 구성도.

도 2은 본 발명에 따른 안전사고 방지용 디시아크인버터 용접기에 적용된 전격방지를 위한 콘트롤회로도.

도 3는 본 발명에 따른 안전사고 방지용 디시아크인버터 용접기에 적용된 리모트부의 회로도.

도 4는 본 발명에 따른 안전사고 방지용 디시아크인버터 용접기에 적용된 홀더상의 스위치 사진.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

110; 전원공급부

120; 인버터전원발생부

150; PWM(Pulse Width Modulation)제어부

200; 콘트롤부

220; 비교기(U1:A)

300; 리모트콘트롤회로

본 발명은 디시아크인버터용접기(DC Arc Inverter Welding Machine)에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 디시아크방전에 의한 발열용접에서 전격방지부, 리모트콘트롤 및 PWM제어부로 구성되어 용접봉과 모재사이에 접촉함으로 발생하는 감전사고를 방지하고 무부하시 전력손실을 격감시켜 용접작업을 안전하고 편리하게 하는 디시아크 인버터용접기에 관한 것이다.

일반적으로 용접기술에서 용접이란 같은 종류 또는 다른 종류의 2가지 고체재료 사이에 원자간 결합이 되도록 가열 또는 가압 등의 조작을 통하여 야금적으로 접합시키는 것을 말하여, 용접방법의 종류에는 아크용접, 저항용접, 레이저 용접 등 다양한 용접방법이 있다.

여기에서 아크용접(arc welding)은 아크방전에 의한 아크의 발열을 이용한 용접방법으로, 용접하려는 모재와 용접 토오치 사이에 아크를 발생시켜 수득되는 열을 이용하여 모재와 용접부의 표면을 녹인 후 그 용접부에 다시 용접 토오치의 금속을 녹여 넣어 상호 접합시키는 것을 말한다. 상기 아크용접에서 용접 토오치는 대신 탄소 전극이나 텅스텐 전극을 사용할 수 있다.

또한, 저항용접(resistance welding)은 용접부에 매우 큰 전류를 보낼 때 발생되는 접합부의 접촉저항에 의한 열을 이용하여 접합부를 용융상태로 가열한 후 물리적인 압력으로 압착하여 용접하는 방법을 말하고, 겹치기 저항용접과 맞대기 저항용접으로 대별되기도 한다.

또한, 레이저 용접(laser welding)은 원자 또는 분자의 에너지준위 사이의 유도방사로 생긴 강력한 에너지를 지닌 광선을 이용하여 용접하는 방법을 말한다.

이러한 종류의 용접방법은 전기 용접시 해당하는 용접 대상재료에 따라 적합한 용접을 수행하는 용접방법으로, 최근 아크용접에서 많이 사용되고 있는 인버터(Inverter)제어 방식의 디시아크인버터용접기(DC Arc Welding Machine)는 용접봉의 중심에 동일성분의 금속이 있는 용접모재와, 그 용접모재 바깥으로 용융을 잘 되도록 하는 플럭스(Flux)가 싸고 있는 용접봉을 갖추고 있으며, 그 용접봉의 (+)전극을 용접홀더에 고정하고 (-)전극을 용접하려는 용접 대상재료에 접촉한 상태에서 양전극이 연결되면, 용접전류가 흐르게 된다. 용접전류가 흐르게 되는 경우 플럭스로 싸여진 용접봉이 녹아서 용접 대상재료에 용융되면서 붙게 되는 데, 서로 용접하려는 용접 대상재료의 금속과 용접봉의 금속이 전기 아크에 의해 용융혼합되고 이 용융혼합부분이 식으면 아아크 용접작업이 이루어지게 된다.

이러한 디시아크인버터용접기(DC Arc Inverter Welding Machine)는 전력변환 효율이 뛰어나고 소형 경량이며 제어가 용이한 장점이 있지만, 출력전류가 항상 나오고 있어 용접을 하지 않을 경우에도 용접홀더에 전압이 발생하고 있으므로 용접봉을 교체할 경우 감전의 위험이 있고, 또 용접홀더의 절연부분이 깨지거나 파손된 경우 쇼트현상으로 인한 아크로 용접모재를 상하게 하거나 화재를 유발할 수 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해 별도로 용접기 외부에 전격방지기를 입력전원차단부에 장착하여 사용하는 트랜스형 아크용접기가 사용되고 있다. 그러나 이 트랜스형 아크용접기는 전격방지기를 강제법으로 무조건 부착도록 되어 있다. 여기에 서 전격(電擊)방지란 용접을 하지 않을 경우에 용접기 자체에서 자동으로 출력전원이 OFF되고 용접봉을 모재에 대는 경우 자동으로 출력전원이 ON되는 기능으로 작업자의 안전사고를 방지하기 위함과 무부하시 대기전력의 손실을 줄일 수 있는 기능을 말한다.

또한 트랜스형 아크용접기는 출력전원이 자동으로 온 혹은 오프되지만 외장형 전격방지기를 복잡한 연결작업을 수행하여야 하는 불편이 있고 전격방지기 자체의 ON-OFF 반응속도가 느려서 작업자의 불만이 많고 별도의 구입가격도 비싸다.

본 발명은 상기와 같은 제안을 통하여 안출된 것으로, 그 목적으로 하는 바는 전격방지회로가 내장되어 있어 용접을 하지 않을 경우 즉시 자동으로 출력전원이 OFF되어 출력전압을 없애고 용접봉을 모재에 대는 순간 즉시 자동으로 출력전원이 ON되어 출력전압을 상승시켜 전격을 방지하고, 용접홀더 끝에 있는 리모트스위치인 전류조절 스위치를 누르면 작업자가 인버터용접기 본체까지 이동할 필요가 없이 출력조절이 가능하고, 용접홀더케이스를 플라스틱 재질로 구성하여 접촉으로 인한 감전사고 위험이 없는 안전하고도 편리한 고품질의 용접을 실현할 수 있는 디시아크 인버터용접기를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 디시아크 인버터용접기에 있어서,

디시아크인버터의 콘트롤에 필요한 전원을 공급하는 전원공급부(110)와;

인버터전원발생부(120)와;

상기 인버터전원발생부(120)로부터 발생되는 출력전류의 오차를 피드백하여 톱니파(Saw tooth wave)에 비교하여 펄스파를 발생시킨 다음 이미 설정된 기준전압에 일치시켜 균일한 출력전류를 공급하도록 제어하는 PWM(Pulse Width Modulation)제어부(150)와;

상기 PWM제어부(150)와 전기적으로 연결되며, 브리지다이오드(BD1, 210)와 비교기(U1:A,220)와 포토커플러(PH1,230)를 포함하며 상기 전원공급부(110)로부터 공급된 전원을 사용전원으로 변환시켜 용접을 하지 않을 경우 즉시 자동으로 출력전원이 OFF되고 용접봉을 모재에 대는 순간 즉시 자동으로 출력전원이 ON되는 전격방지를 위한 콘트롤부(200)와;

상기 전격방지회로를 포함한 콘트롤부(200)와 전기적으로 연결되며, 용접홀더상의 스위치를 통해 출력조절이 가능한 기능의 리모트 콘트롤회로(300)를 포함한 것을 특징으로 한다.

이에 따라 본 발명의 디시아크 인버터용접기는 상기 전원공급부(110)로부터 공급된 전원을 사용전원으로 변환시켜 상기 PWM 제어부 및 리모트 콘트롤러를 통하여 제어함으로써, 용접을 하지 않을 경우 즉시 자동으로 출력전원이 OFF되고 용접봉을 모재에 대는 순간 즉시 자동으로 출력전원이 ON되는 전격방지기능과, 리모트스위치 기능이 있어 용접홀더 끝에서 전류조절 스위치을 누르면 작업자가 본체까지 이동할 필요가 없이 출력조절이 가능하다.

<실시예>

이하에서 첨부된 도면 도1, 도2, 및 도3을 참조하여 본 발명을 설명하면 다 음과 같이 더욱 명백히 이해될 수 있다. 도 1은 본 발명에 따른 안전사고 방지용 디시아크인버터 용접기를 설명하기 위한 전체 구성도; 도 2는 도 1에 도시한 안전사고 방지용 디시아크인버터 용접기에 적용된 디시아크인버터의 전격방지를 위한 전격방지용 콘트롤회로도; 도 3는 도 1에 도시한 안전사고 방지용 디시아크인버터 용접기에 적용된 리모트 콘트롤부의 회로도; 도 4는 본 발명에 따른 안전사고 방지용 디시아크인버터 용접기에 적용된 홀더상의 스위치 사진이다. 또한 도면들중 동일한 구성 요소들은 어느 곳에서든지 동일한 부호들을 나타내고 있으며, 이들 특정 상세들 없이 본 발명이 실시될 수 있다는 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 자명한 것이다.

도 1에 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 안전사고 방지용 디시아크인버터 용접기는 디시아크인버터의 상기 전원공급부(110), 인버터전원발생부(120), PWM(Pulse Width Modulation)제어부(150)와; 전격방지를 위한 콘트롤부(200); 리모트콘트롤회로(300)를 기본적으로 포함한다.

또 상기 디시아크 인버터용접기(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 디시아크인버터에 전원을 공급하는 전원공급부(110)를 포함한다. 상기 전원공급부(110)는 PWM(Pulse Width Modulation)제어부(150)와; 전격방지를 위한 콘트롤부(200); 리모트콘트롤회로(300)의 회로가 동작하도록 하는 제어용 전원을 공급하며 입력된 220 eV 의 입력전원이 입력스위치(113)와 상기 PWM제어부(150)사이에 연결된다. 상기 입력스위치(113)는 전원차단기(NFB)의 역할을 하고 입력전원을 필터링하는 입력필터부(118)에 연결된다.

상기 인버터전원발생부(120)는, 또한 도 2의 개략 회로도 및 도 3의 블록도에 도시된 바와 같이 교류의 220 eV 입력전원을 직류의 입력전원으로 변환하는 입력정류부(121)와, 상기 입력정류부(121)를 통하여 변환된 직류의 입력전원을 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)소자를 통하여 교류 40㎑의 고주파로 변환시키는 인버터(122)와, 상기 인버터(122)를 통하여 변환된 교류 40㎑의 고주파를 교류의 저전압 대전류의 전원으로 변환시키는 트랜스포머(123)와, 상기 트랜스포머(123)를 통하여 변환된 교류의 저전압 대전류의 전원을 직류의 저전압 대전류의 전원으로 변환시키는 출력정류부(124)와, 상기 출력정류부(124)를 통하여 변환된 직류의 저전압 대전류의 전원을 평활하여 부하변동에 따른 인버터(121)의 충격을 완화시키며 상기 출력정류부(124) 및 트랜스포머(123)의 실효전류를 내려주는 리액터(125)로 이루어진다.

또한 상기 인버터전원발생부(120)에서 입력정류부(121)는 입력전원을 받아 전원차단기(NFB)인 입력스위치(113)을 거쳐 외부로 송출되는 잡음을 줄이기 위한 입력필터부(118)에 의하여 필터링된 교류의 입력전원을 직류의 입력전원으로 변환하기 위하여, 도 1에 도시된 바와 같이 컨버터(Converter)로서 정류용 다이오드모듈과 콘덴서(Condenser 및 capacitor)를 포함한다.

상기 입력정류부(121)에서 정류용 다이오드모듈은 3상 브리지 다이오드로서 3상전원을 양파정류하는 6개의 다이오드가 복합되어 구성되고, 이때 사용되는 콘덴서는 평활콘덴서로 극성이 있으며 그 작용으로는 불규칙적인 교류상태를 직류상태로 만들어주는 역할을 한다.

그리고, 상기 입력정류부(121)에서 상기 인버터(122)는 상기 입력정류부(121)를 통하여 변환된 직류의 입력전원을 교류 40㎑의 고주파로 변환시키는 IGBT형 인버터(Inverter) 소자로서, PNP트랜지스터와 MOSFET를 접속한 모놀릭 BI-MOS트랜지스터(Monolithic BI-MOS Transistor)를 사용하는 것이 바람직하다. 이 IGBT형 인버터(Inverter) 소자는 또다른 트랜지스터가 유용하게 적용할 수 있지만 POWER MOSFET와 같이 게이트의 전압신호만으로 ON/OFF 상태를 제어할 수 있기 때문이다. 즉 상기 인버터(122)는 4개의 각 IGBT의 턴온시간을 조절함으로써 출력전압의 크기를 변화시킬 수 있고, 더불어 이것이 곧 PWM 방식을 통하여 원하는 주파수인 교류 40㎑로 변환할 수 있기 때문이다.

상기 인버터전원발생부(120)에서 상기 인버터(122)의 출력측에 연결된 메인트랜스포머(123)는 상기 IGBT형 인버터(122)를 통하여 변환된 교류 40㎑의 고주파를 저전압 대전류의 전원으로 변환시킨다. 상기 메인트랜스포머(123)는 전자유도작용을 이용하여 교류전압 및 전류의 값을 바꾸는 것으로서 1차와 2차간의 변압비를 조정하여 원하는 용접전류를 얻을 수 있다.

이로써, 본 발명의 인버터 디시아크용접기(100)에서는 인버터의 특성인 소형화 및 경량화가 될 수 있고, 아크발생의 시작이나 중지가 단시간 내에 즉시(시작은 1.0초 이내 중지는 0.3초 이내)에 용접기(100)의 2차 무부하 전압을 안전전압 이하로 유지하여 작업자를 보호한다.

그리고, 상기 PWM(Pulse Width Modulation)제어부(150)는, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 인버터전원발생부(120)의 분기로(S)에서 분기(shunt)되어 상기 PWM(Pulse Width Modulation)제어부(150)의 세부회로인 PWM IC(122)의 입력측에 피드백되도록 연결된다.

상기 PWM제어부(150)는 기본적으로 전원공급부(110)로부터 발생되는 출력전압의 오차를 검출하여 전압의 오차를 톱니파(Saw tooth wave)에 비교하여 펄스를 발생시키는 비교기(U1:A, Comparator)를 통하여 펄스파를 발생시킨 다음 이미 설정된 기준전압에 일치시켜 출력전류를 균일하게 출력하도록 제어한다.

더불어, 상기 메인트랜스포머(123)를 통하여 변환된 저전압 대전류의 전원을 직류의 저전압 대전류의 전원으로 변환시키는 출력정류부(124)는 입력정류부(121)에서 사용되는 다이오드는 고속의 다이오드를 사용한다. 이 고속 다이오드는 고속의 회복시간(ULTLA FAST RECOVERY)을 갖는 데, 이것은 높은 내압을 가지며 고속의 펄스파형을 정류하는데 용이하기 때문이다. 예를 들어, 고속의 펄스파형 30,000Hz 에서 40,000Hz 을 정류하는 다이오드일 경우 순방향으로 턴온(Turn ON)될 때에는 아무런 문제가 안 되지만 턴오프(Turn Off)시 단락 전류가 크게 발생되어 잡음의 원인 및 효율저하의 원인이 되므로, 다이오드의 역회복 시간이 짧을수록 단락 전류의 발생량을 적게 할 수 있기 때문이다.

그리고, 출력정류부(124)를 통하여 변환된 직류의 저전압 대전류의 전원을 평활하여 부하변동에 따른 인버터(120)의 충격을 완화시키며 상기 출력정류부(124) 및 상기 메인트랜스포머(123)의 실효전류를 내려주는 리액터(125,Reactor)는 입력정류부(121)와 다르게 평활회로로서 콘덴서를 사용하지 않고 대전류용인 리액터(125)를 사용하게 된다. 이러한 대전류용인 리액터(125)의 기본원리는 간단히 말 해 직류는 통과시키고 교류의 흐름을 방해하는 역할을 하며, 평활의 목적 외에 부하변동에 따른 인버터(120)의 충격을 완화시켜주기도 하며 상기 메인트랜스포머(123)와 출력정류부(124)의 실효전류도 내려주는 작용을 하게 된다.

이러한 작용은 부하의 특성을 결정짓는 주요한 요인이 되기 때문에 본 발명의 인버터 디시아크용접기(100)에 적용된 인버터전원발생부(120)에서는 대전류용 리액터(125)가 적합한 것이다.

도 2에서는 디시아크용접기의 전격방지를 위한 콘트롤부에 관한 회로도이다.

본 발명에 따른 디시아크 용접기의 바람직한 실시예에서 용접 작업시 안전의 주요요소가 되는 전격방지를 위한 콘트롤부(200는 브리지다이오드(BD1, 210)와, 비교기(U1:A, 220), 포토커플러(PH1,230)를 주요구성으로 하고, 콘넥타 CN2(202)에서 공급되는 교류를 공급전원으로 하며, 이 공급전원을 저항 R5와 R6(211,214)을 통해 전압을 분압하여 비교기(U1:A,220)의 (-)단에 고정된 전압값으로 기준전압을 형성한다.

그리고 상기 전격방지를 위한 콘트롤부(200)에서 콘넥타(CN1,201)에서 들어오는 전압은 디시아크용접기(100)의 출력단(E)에 같이 연결되어 있고, 상기 전격방지회로(200)에서 다이오드D1(203)과 R1(205)으로 연결되어 비교기(U1:A,220)의 (+)단에 입력되는 전압이 입력전압으로 되고, 상기 비교기(U1:A,220)를 통해 입력되는 (+) 전압이 클 경우 비교기(U1:A,220)의 출력은 (+)DC가 되어 포토커플러 PH1((230)를 ON 시킨다.

이때 포토커플러PH1(230)의 출력단 PIN5는 LOW가 되고 반전게이트인버터 U2:D,232D)의 출력은 HIGH가 되어 상기 전격방지회로(200)의 제어를 위한 용접전류가 출력되도록 자동으로 지시하게 된다. 만약 정상 동작되는 상기 전격방지를 위한 콘트롤부(200)의 용접을 하지 않는 상태일 경우는 반대가 된다.

상기 전격방지를 위한 콘트롤부(200)에서 콘넥타 CN1(201)으로 들어오는 전원은 전압을 읽는 것이 아니라 저항값을 읽어 그 차이를 나타나게 한다. 즉 전압은 비록 출력단자에 연결되어 있지만 다이오드D1(203)에 의해 출력전압은 못 들어오고 다만 용접중일 때에 저항값은 쇼트(Short)에 가까운 낮은 저항값으로 인해 R1(205)의 값이 아주 적어 비교기(U1:A,220)의 (+) 단자를 기준전압보다 높게 만들게 된다.

한편 디시아크용접기의 전격방지를 제어하기 위한 전격방지를 위한 콘트롤부(200)에서 콘넥타 CN3(230)는 PWM제어부(150)에 연결되는 단자로 PWM의 기능은 앞에서 언급된바 상세히 기술하지 않는다.

그러나 상기 콘넥타 CN3(230)에서 TH는 온도과열센서에서 오는 신호로 만약 이 신호가 HIGH가 될 경우 트랜지스터 Q1과 Q2(151,152)를 동작시켜, 상기 트랜지스터 Q2(152)가 ON되면 콘넥타 CN4(160)에 연결된 TH신호의 전면 LED램프(도시 안됨)를 점등하게 되고, 트랜지스터 Q1(151)이 ON되면 반전게이트인버터(U2:E,232E)의 입력을 LOW가 되게 하여 콘넥타 CN3의 EN을 HIGH로 만들어서 PWM의 출력이 정지(STOP)되게 한다.

상기 콘넥타 CN3(230)의 CO는 용접작업이 개시되면 HIGH신호가 들어오며, 먼저 상기 콘넥타 CN4(160)에 연결된 CO신호의 전면 LED램프를 점등하게 되고 반전게 이트인버터(U2:C,232C)를 통해 반전하여 신호가 딜레이 되어, 초기에 용접전류의 크기를 세게 해 주다가 본 신호가 들어오면 초기전류를 없애게 되고 VR2의 값만 출력하게 된다. 상기 VR2는 디시아크 인버터용접기 전면의 전류조절볼륨과 상기 콘넥타 CN6(210)의 리모트 콘넥타(200)를 통해 그 값이 조절하게 되어진다.

또한 본 발명에 따른 디시아크용접기의 전격전압의 콘트롤에 관한 상기 전격방지를 위한 콘트롤부(200)에서 릴레이 RY1(240)은 리모트콘트롤시에 ON되어 외부 리모트 스위치와 연결된다.

또한 반전게이트인버터 U2:B,232B)는 용접중에는 자동스타트 기능으로 인해 용접아크의 끊김을 방해하지 않도록 보상하는 역할로서 상기 전격방지를 위한 콘트롤부(200)와 상관없이 CO신호가 LOW이면 반전게이트인버터 U2:F,232F)출력을 지연시켜 전격방지신호로 인해 아크가 바로 OFF되는 것을 방지한다.

이에 따라 본 발명에 따른 디시아크용접기는 전격방지기가 내장되어 있어, 바꾸어 말하면 외부로 별도로 부착되는 전격방지기가 필요가 없고, 외면에 돌출부가 없으므로 용접을 하지 않을 경우 즉시 자동으로 출력전원이 OFF되고 용접봉을 모재에 대는 순간 즉시 자동으로 출력전원이 ON되어 전격을 방지할 수 있다.

도 1의 PWM제어부(150)는 도1에 전체 회로도에 나타나 있는 바와 같이 통상의 기술 구성으로 이루어질 수 있으므로, 그 세부 회로 및 기능에 대하여는 생략한다

도 3은 본 발명에 따른 디시아크용접기의 리모트콘트롤 회로로서 유선으로 연결된 용접홀더상의 스위치에 의해 용접전류의 크기를 조절할 수 있는 기능을 가 진 마이크로프로세서칩과 프로그램으로 그 기능이 처리 되도록 구성한다.

상기 리모트콘트롤회로(300)는 전원공급부(110)에 대하여전격방지를 위한 콘트롤부(200)를 사이에 두고 제어하는 상기 PWM(Pulse Width Modulation)제어부(150)에 연결하여, 상기 인버터전원발생부(120)의 IGBT(122)을 PWM 제어하여 출력단에서 용접재료의 종류 및 두께에 따라 용접전류를 리모트콘트롤한다.

디시아크용접기의 전격방지를 위한 콘트롤부(200)에 대해서 콘트롤하는 콘넥터 CN1(301)의 단자에는 도 4에 도시되어 있는 용접홀더(400) 상의 두개의 업다운스위치(401,402)가 연결되어 있으며, 상기 두개의 업다운스위치(401,402)가운데 업(UP)스위치(401)를 누르면 용접전류가 상승하고 다운(DOWN)스위치(402)를 누르면 용접전류값이 내려간다.

여기서 상기 업다운스위치(401,402)가 콘트롤하는 전류의 최대값은 용접기의 전면 판넬상에 설정된 용접전류 조절볼륨이 최대 설정한 값까지만 상승되고, 하강은 용접기의 최소전류값까지 내려 간다.

즉, 상기 업스위치(401)가 ON되면 광센서PH1(303)이 ON되어 마이크로프로세서로서 처리하는 리모트제어부U1(310)의 제어핀 PIN4에 입력되고, 상기 다운스위치(402)가 ON되면 광센서PH2(305)이 ON되어 마이크로프로세서로서 처리하는 리모트제어부PH2가 ON되어 마이크로프로세서의 제어핀PIN5에 입력된다.

이때 상기 리모트제어부U1(310)의 리모트제어에 따라 두 신호를 감지하여 상기 업스위치(401)가 연속으로 누를 경우 계속 상승시키고 한번씩 누를 경우 한스텝씩 상승하도록 하고, 상기 다운스위치(402)를 연속으로 누를 경우 계속 하강시키고 한번씩 누를 경우 한스텝씩 하강하도록 한다.

상기 리모트제어부 U1(310)의 제어에 따른 출력 신호는 다수개의 저항어레이 R1,R2,R3, 및 R4 등으로 구성된 디지털/아날로그변환기(DIGITAL/ANALOG CONVERTER, 320)회로에 의해 연속적으로 변화되는 전압값으로 바뀌어 OP AMP U2(330)을 거쳐 전류 증폭된후 도 2에 도시된 전격방지회로(200)의 콘넥터 CN6의 리모트 단자로 들어가게 된다. 또 FND1(350)은 콘트롤하는 리모트제어부U1(310)의 상기 업다운스위치(401,402)의 누르는 상태를 확인하기 위한 모니터창이다.

따라서 상기 리모트콘트롤회로(300)는 상기 PWM(Pulse Width Modulation)제어부(150)에 연결하여, 상기 인버터전원발생부(120)의 IGBT(122)을 PWM 제어하여 출력단에서 용접하고자 하는 용접재료의 종류 및 두께에 따라 용접전류를 리모트콘트롤 할수 있다.

따라서 본 발명에 따른 디시 아크 용접기(100)는 용접홀더 끝에서 전류조절 스위치을 누르면 작업자가 본체까지 이동할 필요가 없이 출력조절이 가능하다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 인버터 디시 아크 용접기는 전격방지회로가 내장되어 있어 용접을 하지 않을 경우 즉시 자동으로 출력전원이 OFF되어 출력전압을 없애고 용접봉을 모재에 대는 순간 즉시 자동으로 출력전원이 ON되어 출력전압을 상승시켜 전격을 방지하고, 용접홀더 끝에 있는 리모트스위치인 전류조절 스위치를 누르면 작업자가 인버터용접기 본체까지 이동할 필요가 없이 출력조절이 가능하고, 용접홀더케이스를 플라스틱 재질로 구성하여 접촉으로 인한 감전사고 위험이 없는 안전하고도 편리한 고품질의 용접을 실현할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 디시 아크 용접기는 인버터의 기본적인 특성효과로 인해 절전, 고효율 ,소형, 경량의 장점을 모두 가진다.

Claims

디시아크 인버터용접기에 있어서,

디시아크인버터의 콘트롤에 필요한 전원을 공급하는 전원공급부(110)와;

인버터전원발생부(120)와;

상기 인버터전원발생부(120)로부터 발생되는 출력전류의 오차를 피드백하여 톱니파(Saw tooth wave)에 비교하여 펄스파를 발생시킨 다음 이미 설정된 기준전압에 일치시켜 균일한 출력전류를 공급하도록 제어하는 PWM(Pulse Width Modulation)제어부(150)와;

상기 PWM제어부(150)와 전기적으로 연결되며, 브리지다이오드(BD1, 210)와 비교기(U1:A,220)와 포토커플러(PH1,230)를 포함하며 상기 전원공급부(110)로부터 공급된 전원을 사용전원으로 변환시켜 용접을 하지 않을 경우 즉시 자동으로 출력전원이 OFF되고 용접봉을 모재에 대는 순간 즉시 자동으로 출력전원이 ON되는 전격방지를 위한 콘트롤부(200)와;

상기 전격방지회로를 포함한 콘트롤부(200)와 전기적으로 연결되며, 용접홀더상의 스위치를 통해 출력조절이 가능한 기능의 리모트 콘트롤회로(300)를 포함한 것을 특징으로 한 디시아크 인버터용접기.
청구항 1에 있어서,

상기 인버터전원발생부(120)는 교류의 220 eV 입력전원을 직류의 입력전원으로 변 환하는 입력정류부(121)와, 상기 입력정류부(121)를 통하여 변환된 직류의 입력전원을 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)소자를 통하여 교류 40㎑의 고주파로 변환시키는 인버터(122)와, 상기 인버터(122)를 통하여 변환된 교류 40㎑의 고주파를 교류의 저전압 대전류의 전원으로 변환시키는 트랜스포머(123)와, 상기 트랜스포머(123)를 통하여 변환된 교류의 저전압 대전류의 전원을 직류의 저전압 대전류의 전원으로 변환시키는 출력정류부(124)와, 상기 출력정류부(124)를 통하여 변환된 직류의 저전압 대전류의 전원을 평활하여 부하변동에 따른 인버터(121)의 충격을 완화시키며 상기 출력정류부(124) 및 트랜스포머(123)의 실효전류를 내려주는 리액터(125)로 이루어진 것을 특징으로 한 디시아크 인버터용접기.
청구항 1에 있어서,

상기 전격방지를 위한 콘트롤부(200)는 브리지다이오드(BD1, 210)와, 비교기(U1:A, 220), 포토커플러(PH1,230)를 주요구성으로 하고, 콘넥타 CN2(202)에서 공급되는 교류를 공급전원으로 하며, 이 공급전원을 저항 R5와 R6(211,214)을 통해 전압을 분압하여 비교기(U1:A,220)의 (-)단에 고정된 전압값으로 기준전압을 형성하는 것을 특징으로 한 디시아크 인버터용접기.
청구항 1에 있어서,

상기 리모트콘트롤회로(300)는 전원공급부(110)에 대하여 전격방지를 위한 콘트롤부(200)를 사이에 두고 제어하는 상기 PWM(Pulse Width Modulation)제어 부(150)에 연결하여, 상기 인버터전원발생부(120)의 IGBT(122)을 PWM 제어하여 출력단에서 용접전류를 리모트콘트롤하는 것을 특징으로 한 디시아크 인버터용접기.