KR101271280B1 - 전기용접기용 절전장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전기용접기용 절전장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 용접이 이루어지는 동안 발생되는 전류의 급격한 변화 감지여부에 의하여 용접에 필요한 부수작업만이 진행되는 용접 대기시간으로 인식될 경우 용접이 다시 재개되기 전까지 용접기로 공급되는 전원을 자동으로 차단함으로써, 전기에너지를 절약할 뿐만 아니라 화재발생과 전격(電擊)을 방지할 수 있게 한 전기용접기 절전장치에 관한 것이다.

Description

전기용접기용 절전장치{POWER SAVING DEVICE FOR ELECTRIC WELDER}
본 발명은 전기용접기용 절전장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 용접이 이루어지는 동안 발생되는 전류의 급격한 변화를 감지하여 용접에 필요한 부수작업만이 진행되는 용접 대기시간으로 인식될 경우 용접이 다시 재개되기 전까지 용접기로 공급되는 전원을 자동으로 차단함으로써, 전기에너지를 절약할 뿐만 아니라 화재발생과 전격(電擊)을 방지할 수 있게 한 전기용접기 절전장치에 관한 것이다.
일반적으로 전기용접기는 전원을 인가한 후 모재에 용접봉을 접촉시키면서 발생되는 아크열에 의해 모재와 용접봉을 녹여서 상호 접합시키는데 이용된다. 이러한 전기용접은 접촉되어 있는 모재와 용접봉을 전원에 의해 녹이는 실질적인 용접작업뿐만 아니라, 모재의 위치를 이동시키거나 용접상태를 확인하는 등 여러 부수작업들이 함께 이루어지게 된다.
통상적으로 전기용접기는 용접봉을 잡아서 모재와 접촉시키는 용접홀더와, 용접에 필요한 전력을 공급하는 용접기 본체 및 상기 용접기 본체와 용접홀더 상호간을 연결하여 전력을 공급하는 긴 전력케이블을 포함하여 구성된다. 그에 따라 상기 용접기 본체에서 일정 거리 떨어진 원거리에서도 용접작업을 할 수 있게 된다. 또한 용접기와 용접홀더를 연결하는 전력케이블에 의해 작업자는 용접봉을 잡고 있는 용접홀더를 자유롭게 움직이거나 이동시키면서 작업을 수행할 수 있게 된다.
따라서, 작업자가 용접기 본체에서 이격된 장소에서 용접홀더를 잡고 용접작업을 수행하다가 용접기 본체의 전력 공급을 차단하기 위해서는 반드시 용접기 본체가 있는 장소까지 이동하여 용접기 본체에 구비되어 있는 전원스위치를 직접 오프시켜야만 하였다.
그러나, 전력의 공급이 요구되는 용접작업과 전력의 공급이 불필요한 부수작업이 계속 반복되는 전기용접의 특성상 부수작업이 이루어질 때마다 일일이 용접기 본체까지 이동하여 전원스위치를 온, 오프시키면서 조작하는 것은 너무 번거로운 문제점이 있었는바, 부수작업이 이루어지는 동안에도 용접기 본체에서 공급되는 전원을 차단하지 않은 상태를 유지하는 경우가 빈번히 발생하게 되며 그로 인하여 불필요한 전기에너지가 소비되는 문제점이 있었다.
그에 따라, 종래에는 등록실용신안공보 제20-0259831호에 개시된 바와 같이, 변압기에 공급되는 입력전원을 단속하는 입력전원단속용 릴레이와, 이러한 입력전원단속용 릴레이를 통해 입력되는 전원의 레벨을 변환하여 용접봉 홀더로 출력하는 변압기와, 용접봉 홀더의 손잡이 부분에 설치되어 입력전원단속용 릴레이의 구동을 제어하는 메인스위치로 이루어진 전기용접기의 절전회로가 제안되기도 하였다.
그러나, 이러한 종래의 전기용접기의 절전회로는 용접봉 홀더의 손잡이 부분에 설치되어 있는 메인스위치가 손바닥에 의해 눌릴 경우에만 입력전원단속용 릴레이의 코일에 전류가 흐르면서 단락되도록 구성되었는바, 손잡이 부분에 메인스위치가 구비된 새로운 용접봉 홀더를 제조하여야 하고, 이러한 메인스위치의 접촉여부에 따른 전류의 흐름을 제어하기 위한 별도의 전기회로가 요구됨으로 인하여 전기용접기를 만들기 위한 제조과정이 번거로울 뿐만 아니라, 제조비용도 증가하게 되는 문제점이 있었다.
또한, 이러한 종래의 전기용접기는 작업자가 용접봉 홀더를 감싸 쥐거나 그렇지 않을 경우마다 전원의 공급이 수동으로 급격하게 온 오프 되는 것을 반복하게 되는데, 이러한 급격한 온 오프 조작이 짧은 시간동안 반복될 경우 입력전원단속용 릴레이와 변압기 등 전기용접기를 이루는 여러 회로소자들이 서지 전압 등에 의해 손상될 위험성이 증가하게 되는 문제점이 있었다.
대한민국 등록실용신안 20-0259831호, 2002.01.05. 공고, 2~3쪽, 도면 1
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 용접이 이루어지는 동안 발생되는 전류 변화의 감지여부와 설정된 지연시간의 경과에 의하여 용접에 필요한 부수작업만이 진행되는 용접 대기시간으로 인식될 경우에는 용접이 다시 재개되기 전까지 용접기로 공급되는 전원을 자동으로 차단할 수 있게 한 전기용접기 절전장치를 제공함에 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 전기용접기용 절전장치는,
상기 용접기 본체로 공급되는 외부 전원이 입력되는 외부전원입력단(J1); 상기 홀더 케이블 접속 금구와 어스 접속 금구에 전기적으로 연결되어 상기 용접기 본체에서 전송되는 단락신호를 수신하는 단락신호 입력단(J2); 상기 단락신호 입력단(J2)으로 인가되는 단락신호의 유무에 의해 전원 출력을 자동으로 제어하는 절전제어부; 및 상기 절전제어부에서의 릴레이 개폐신호에 의해 상기 외부전원입력단의 전압을 상기 용접기 본체로 전송하는 전원출력단(J3)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 절전제어부는,
상기 외부전원입력단(J1)으로 유입된 전압을 단락신호 감지에 적합하게 변경하는 변압기(T1); 상기 변압기에서 변경된 전압을 직류로 변환하는 정류다이오드; 상기 단락신호 입력단(J2)에서 수신한 단락신호의 유무에 따라 용접기 본체로의 전원공급을 자동으로 제어하는 제어릴레이부; 및 상기 전원출력단(J3)에 연결되며 상기 제어릴레이부에서 설정된 지연시간 내에 용접이 다시 이루어지면 상기 제어릴레이부에 구비된 지연타이머 릴레이의 지연시간을 초기화시키는 재용접 인식부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어릴레이부는,
상기 정류다이오드에 연결되어 있는 제1릴레이(A); 상기 전원스위치에 일단이 연결되어 있으며 상기 단락신호 입력단(J2)으로 인가되는 단락신호에 의해 개폐되는 제2릴레이(B); 상기 제2릴레이(B)에 연결되어 있으며 상기 제2릴레이(B)의 여자상태에 의해 개폐되면서 상기 전원출력단(J3)으로 전원을 공급하는 전자접촉기(MC); 상기 제2릴레이(B)에 연결되어 있으며 상기 제2릴레이의 여자 후 설정된 지연시간 동안 여자상태를 유지하는 지연타이머 릴레이(T); 및 상기 지연타이머 릴레이(T)에서 설정된 지연시간 내에 상기 재용접 인식부로부터 전송되는 재용접 개시 신호에 의해 상기 지연타이머 릴레이(T)의 지연시간을 초기화하는 제3릴레이(C)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 재용접 인식부는,
상기 외부전원입력단과 전원출력단 사이에 연결되어 있는 변류기(CT); 상기 변류기의 2차측에 연결되어 있으며 양단에 전압이 유도되는 저항(R1); 상기 저항의 양단에 병렬 연결되어 있으며 유도된 전압을 평활시키는 커패시터(C6); 및 상기 커패시터(C6)의 양단에 연결되어 있으며 평활된 전압이 인가되어 여자되는 제4릴레이(Y)를 포함하며; 상기 제4릴레이(Y)의 a접점(Y1, Y2)은 일단이 상기 전원스위치(S1)에 연결되고 타단이 상기 제3릴레이(C)에 연결되어 상기 제4릴레이(Y)가 여자됨에 따라 상기 제3릴레이(C)를 여자시키도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제3릴레이(C)는 일단이 상기 재용접 인식부를 이루는 제4릴레이(Y)의 a접점(Y1, Y2)에 연결되고 타단이 상기 전원출력단(J3)에 연결되며; 상기 제3릴레이(C)의 b접점(C1)은 상기 지연타이머 릴레이(T)에 연결되어 여자되면서 상기 지연타이머 릴레이(T)에서 경과된 지연시간을 초기화시키도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 용접에 필요한 부수작업만이 진행되는 용접 대기시간으로 인식될 경우에는 용접이 다시 재개되기 전까지 전기용접기로 공급되는 전원을 자동으로 차단하여 전기에너지를 절약할 뿐만 아니라 화재발생과 전격을 방지할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전기용접기용 절전장치가 구비된 전기용접기의 전체 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 전기용접기용 절전장치의 블록 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 전기용접기용 절전장치의 회로도.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 전기용접기용 절전장치가 구비된 전기용접기의 전체 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 전기용접기용 절전장치가 구비된 전기용접기는, 용접에 필요한 전력을 공급하는 용접기 본체(10)와, 상기 용접기 본체로 공급되는 전원의 출력여부를 제어하는 절전장치(20)와, 제1전력케이블에 의해 상기 용접기 본체에 연결되어 있으며 용접봉(50)을 잡아서 모재(60)에 접촉시키는 용접홀더(30)와, 제2전력케이블에 의해 상기 용접기 본체에 연결되어 있으며 모재(60)의 일단에 접촉되어 있는 어스(40)를 포함하여 구성된다.
상기 용접기 본체(10)에는 상기 절전장치에 구비된 전원출력단(J3)(500)에 전기적으로 연결되어 있는 용접기 전원입력단(110)과, 상기 용접홀더(30)에 연결되어 있는 제1전력케이블(140)의 일단이 연결되는 홀더 케이블 접속 금구(120)와, 상기 어스(40)에 연결되어 있는 제2전력케이블(150)의 일단이 연결되는 어스 접속 금구(130)가 구비된다.
이때, 상기 용접기 전원입력단(110)은 상기 전원출력단(J3)(500)으로부터 전원을 공급받아 상기 홀더 케이블 접속 금구와 어스 접속 금구에서 상기 제1 및 제2전력케이블(140, 150)을 통하여 전원을 공급하게 된다.
또한. 상기 절전장치에서 전기용접의 수행여부를 인식할 수 있도록 상기 홀더 케이블 접속 금구와 어스 접속 금구는 신호선(310)에 의하여 상기 절전장치에 구비된 단락신호 입력단(J2)(300)에 전기적으로 연결된다. 그에 따라, 상기 절전장치는 상기 단락신호 입력단(J2)으로 유입되는 단락신호의 유무에 의해 전기용접의 수행여부를 인식할 수 있게 된다.
상기 절전장치(20)는 외부전원의 온오프를 조절하기 위한 전원스위치(210)와, 전원의 온오프를 시각적으로 확인할 수 있는 전원표시램프(220)와, 상기 용접기 본체로 전원을 공급하기 위해 상기 용접기 전원입력단(110)에 전기적으로 연결되어 있는 전원출력단(J3)(500)과, 신호선에 의해 상기 홀더 케이블 접속 금구와 어스 접속 금구에 전기적으로 연결되어 단락신호를 수신하는 단락신호 입력단(J2)(300)과, 상기 단락신호 입력단(J2)으로 인가되는 단락신호의 유무에 의해 전원 출력을 자동으로 제어하는 절전제어부(400)를 포함하여 구성된다.
그에 따라, 전기용접을 수행하는 작업자가 상기 전원스위치(210)를 눌러서 전원이 인가되면 상기 전원표시램프(220)가 점등되어 활성화 상태를 외부에서 용이하게 인식할 수 있게 하며, 이후 작업자가 용접봉을 모재에 접촉시켜 용접작업을 개시하면 상기 용접홀더와 어스 사이의 단락신호가 발생하게 된다.
그리고, 상기 단락신호는 상기 홀더 케이블 접속 금구와 어스 접속 금구에 연결되어 있는 신호선(310)을 통하여 상기 단락신호 입력단(J2)(300)으로 인가되며, 이러한 단락신호를 수신한 상기 절전장치의 절전제어부(400)는 용접작업이 개시됨을 인식하여 전기용접에 필요한 전원을 전원출력단(J3)(500)을 통해 상기 용접기 본체로 공급하고, 이를 수신한 상기 용접기 본체(10)에서는 상기 제1 및 제2전력케이블을 통하여 상기 용접홀더(30)와 어스(40)로 전원을 공급하여 용접이 이루어진다.
이후, 상기 절전제어부에 구비된 재용접 인식부의 변류기에서 감지되는 전류가 급격히 감소하고 그 상태를 일정시간 유지하면, 상기 절전제어부(400)에서는 상기 전원출력단(J3)을 통한 전원의 공급을 자동으로 차단하여 용접이 이루어지지 않는 동안 전원이 불필요하게 공급되는 것을 방지하게 된다.
도 2는 본 발명에 따른 전기용접기용 절전장치의 블록 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 전기용접기용 절전장치의 회로도이다.
도 2 및 도 3을 참조하여 전기용접기용 절전장치의 회로 구성을 상세히 설명하면, 본 발명에 따른 전기용접기용 절전장치(20)는, 외부 전원이 입력되는 외부전원입력단(J1)(200)과, 상기 용접기 본체에서 전송되는 단락신호를 수신하는 단락신호 입력단(J2)(300)과, 상기 단락신호 입력단으로 인가되는 단락신호의 유무에 의해 전원 출력을 자동으로 제어하는 절전제어부(400)와, 상기 절전제어부에서의 릴레이 개폐신호에 의해 상기 외부전원입력단(J1)의 전압을 상기 용접기 본체로 전송하는 전원출력단(J3)(500)을 포함하여 구성된다.
상기 단락신호 입력단(J2)(300)은 신호선(310)에 의해 상기 용접기 본체에 구비된 홀더 케이블 접속 금구(120)와 어스 접속 금구(130)에 연결되어 있으며, 용접이 이루어지는 동안에는 상기 신호선(310)을 통하여 상기 용접봉과 모재를 통한 용접홀더와 어스의 단락신호를 수신하게 되고, 상기 용접봉과 모재가 이격되어 용접이 이루어지지 않는 동안에는 단락신호가 유입되지 않게 된다.
상기 절전제어부(400)는 상기 외부전원입력단(J1)(200)으로 유입된 전압을 단락신호 감지에 적합하게 변경하는 변압기(T1)(410)와, 상기 변압기에서 변경된 전압을 직류로 변환하는 정류다이오드(420)와, 상기 단락신호 입력단에서 수신한 단락신호의 유무에 따라 용접기 본체로의 전원공급을 자동으로 제어하는 제어릴레이부(430)와, 상기 전원출력단(J3)에 연결되며 상기 제어릴레이부에서 설정된 지연시간 내에 용접이 다시 이루어지면 상기 제어릴레이부에 구비된 지연타이머 릴레이의 지연시간을 초기화시키는 재용접 인식부(440)를 포함하여 구성된다.
상기 변압기(T1)(410)는 상기 외부전원입력단(J1)으로부터 인가되는 전압을 단락신호 감지에 필요한 크기를 갖는 전압으로 변환하여 공급할 수 있도록, 상기 외부전원입력단(J1)에 1차측이 연결되고 상기 정류다이오드(420)에 2차측이 연결된다. 이때, 상기 외부전원입력단(J1)으로부터의 급작스런 서지전압의 유입을 차단하기 위한 퓨즈(F1)가 더 구비될 수 있음은 물론이다.
상기 정류다이오드(420)는 상기 변압기(T1)의 2차측에 연결되며, 교류전압을 직류로 변환하는 통상적인 정류다이오드와 마찬가지로 4개의 다이오드(D1, D2, D3, D4)와, 상기 4개의 다이오드 각각의 캐소드와 애노드 양단에 연결되어 전압을 평활화시키는 커패시터(C1, C2, C3, C4) 및 상기 정류다이오드 양단에 연결된 커패시터(C5)를 포함하여 구성된다. 이때, 상기 정류다이오드(420)는 상기 제어릴레이부를 이루는 제1릴레이(A)의 양단에 연결되어 정류된 직류전압을 공급하게 된다.
상기 제어릴레이부(430)는 상기 정류다이오드에 연결되어 있는 제1릴레이(A)(431)와, 상기 제1릴레이(A)를 통하여 상기 전원스위치에 일단이 연결되어 있으며 상기 단락신호 입력단(J2)으로 인가되는 단락신호에 의해 개폐되는 제2릴레이(B)(432)와, 상기 제2릴레이(B)에 연결되어 있으며 상기 제2릴레이(B)의 여자상태에 의해 개폐되면서 상기 전원출력단(J3)으로 전원을 공급하는 전자접촉기(MC)(433)와, 상기 제2릴레이(B)에 연결되어 있으며 상기 제2릴레이가 여자된 후 설정된 지연시간 동안 여자상태를 유지하는 지연타이머 릴레이(T)(434)와, 상기 지연타이머 릴레이(T)에서 설정된 지연시간 내에 상기 재용접 인식부로부터 전송되는 재용접 개시 신호에 의해 개폐되며 상기 지연타이머 릴레이(T)의 지연시간을 초기화하는 제3릴레이(C)(435)를 포함하여 구성된다.
상기 제1릴레이(A)(431)는 상기 정류다이오드(420)의 양단에 연결되고, 상기 제1릴레이(A)의 b접점(A1)은 일단이 상기 외부전원입력단(J1)에 연결되어 있는 전원스위치(S1)(210)에 연결되며 타단이 상기 제2릴레이(B)(432)에 연결되도록 구성된다.
또한, 상기 제2릴레이(B)(432)는 상기 제1릴레이(A)의 b접점(A1) 일단과 상기 전원출력단(J3) 사이에 연결되어, 상기 제1릴레이(A)의 b접점(A1)이 폐로됨에 따라 여자(勵磁)되도록 구성된다.
이때, 상기 제2릴레이(B)의 제1a접점(B1)은 일단이 전원스위치(S1)에 연결되고 타단이 상기 지연타이머 릴레이(T)에 연결되어, 상기 제2릴레이(B)가 여자(勵磁)됨으로 인하여 제1a접점(B1)이 폐로된 이후의 시간을 측정할 수 있도록 구성된다.
또한, 상기 제2릴레이(B)의 제2a접점(B3)은 일단이 상기 전원스위치(S1)에 연결되고 타단이 상기 전자접촉기(MC)에 연결되어, 상기 제2릴레이(B)가 여자되면서 공급되는 전류에 의해 폐로된다. 그에 따라 전자접촉기의 a접점(MC1)도 폐로되면서 상기 전원출력단(J3)으로 전원을 공급하도록 구성된다.
그리고, 상기 제2릴레이(B)의 b접점(B2)은 일단이 상기 정류다이오드에 연결되고 타단이 상기 단락신호 입력단(J2)에 연결되도록 구성된다. 그에 따라, 용접이 이루어지면서 상기 제2릴레이(B)의 a접점(B1, B3)이 폐로되어 있는 동안 b접점(B2)은 개로되어 용접 중 발생되는 과도한 서지전류 등의 전기신호가 상기 단락신호 입력단(J2)을 통하여 상기 정류다이오드나 제1릴레이(A) 또는 변압기(T1)로 유입되어 손상시키는 것을 방지하도록 구성된다.
상기 전자접촉기(MC)(433)는 일단이 상기 제2릴레이(B)의 제2a접점(B3)에 연결되고 타단이 상기 전원출력단(J3)(500)에 연결되며, 상기 전자접촉기(MC)의 a접점(MC1)은 상기 외부전원입력단(J1)과 전원출력단(J3) 사이에 연결되어 상기 절전장치에서 용접기 본체로의 전원공급을 제어할 수 있도록 구성된다.
상기 지연타이머 릴레이(T)(434)는 일단이 상기 제3릴레이(C)의 b접점(C1)을 통하여 상기 제2릴레이(B)의 제1a접점(B1)에 연결되고 타단이 상기 전원출력단(J3)에 연결되어, 상기 제2릴레이(B)가 여자되는 시점을 인식할 수 있도록 구성된다. 또한, 상기 지연타이머 릴레이(T)는 상기 제3릴레이(C)의 b접점(C1)이 개로되면서 소자되어 지연시간을 다시 초기화함으로써 용접이 재개된 후 전원공급이 차단되는 오작동을 방지할 수 있도록 구성된다.
또한, 상기 지연타이머 릴레이(T)의 b접점(T1)은 일단이 상기 제2릴레이(B)의 제1a접점(B1)에 연결되고 타단이 상기 제3릴레이(C)의 b접점(C1)에 연결되어, 상기 제2릴레이(B)의 제1a접점(B1)이 폐로되면서 설정된 지연시간의 카운트를 시작하도록 구성된다. 그리고 설정된 지연시간이 경과할 때까지 재용접 개시 신호가 유입되지 않아 용접이 계속 중단된 상태를 유지하면 상기 지연타이머 릴레이(T)의 b접점(T1)이 개로되면서 제2릴레이(B)를 소자시켜 상기 제2릴레이(B)의 자기유지상태를 해제시키게 된다.
이와 같이 설정된 지연시간 경과 후 상기 제2릴레이(B)(432)의 자기유지상태가 해제되면 상기 제2릴레이(B)의 제2a접점(B3)이 개로되면서 상기 전자접촉기(MC)(433)를 소자시키게 된다. 상기 전자접촉기(MC)(433)가 소자되면 상기 전자접촉기(MC)의 a접점(MC1)이 개로되면서 상기 전원출력단(J3)으로의 전원공급이 자동으로 차단되어 상기 용접기로의 전원공급을 차단할 수 있게 된다.
또한, 상기 지연타이머 릴레이(T)에서 설정된 지연시간이 카운트 되는 중간에 재용접 개시 신호에 의해 상기 제3릴레이(C)(435)가 여자되면서 상기 제3릴레이(C)의 b접점(C1)이 개로되고, 그에 따라 상기 지연타이머 릴레이(T)(434)가 소자되어 지연시간이 초기화된다.
상기 제3릴레이(C)(435)는 일단이 상기 재용접 인식부를 이루는 제4릴레이(Y)의 a접점(Y1, Y2)에 연결되고 타단이 상기 전원출력단(J3)에 연결된다. 이러한 상기 제3릴레이(C)(435)는 재용접 개시 신호가 인가되면서 상기 제4릴레이(Y)의 a접점(Y1, Y2)가 폐로됨에 따라 함께 여자되도록 구성된다.
이때, 상기 제3릴레이(C)의 b접점(C1)은 상기 지연타이머 릴레이(T)에 연결되어, 재용접 개시 신호에 의해 여자되면서 상기 지연타이머 릴레이(T)에서 경과된 지연시간을 초기화시키도록 구성된다.
상기 재용접 인식부(440)는 상기 외부전원입력단(J1)과 전원출력단(J3) 사이에 연결되어 있는 변류기(CT)(442)와, 상기 변류기(CT)의 2차측에 연결되어 있으며 양단에 전압이 유도되는 저항(R1)과, 상기 저항(R1)의 양단에 병렬 연결되어 있으며 유도된 전압을 평활시키는 커패시터(C6)와, 상기 커패시터(C6)의 양단에 연결되어 있으며 평활된 전압이 인가되어 여자되는 제4릴레이(Y)(445)를 포함하여 구성된다.
용접이 종료된 후 상기 지연타이머 릴레이(T)에서 설정된 지연시간이 경과하기 전에 용접이 재개될 경우, 상기 전원출력단(J3)에 흐르던 전류가 수 암페어에서 수십 암페어로 증가되는데, 이와 같이 증가한 전류에 의해 상기 변류기(CT) 2차측에 연결된 저항(R1)의 양단에 전압이 유도되고, 상기 저항(R1)에 유도된 전압은 상기 커패시터(C6)에서 평활된 후 상기 제4릴레이(Y)로 공급되어 여자시키게 된다. 이와 같이 증가된 전류에 의해 유도되어 상기 제4릴레이(Y)로 공급되는 신호를 재용접 개시신호로 칭한다.
이때, 상기 제4릴레이(Y)의 a접점(Y1, Y2)은 일단이 상기 전원스위치(S1)에 연결되고 타단이 상기 제3릴레이(C)에 연결되어 상기 재용접 인식부에서 유도된 전압에 의한 재용접 개시 신호에 의해 제어되도록 구성된다.
그에 따라, 재용접 개시 신호에 의해 상기 제4릴레이(Y)(445)가 여자됨에 따라 상기 제4릴레이(Y)의 a접점(Y1, Y2)이 폐로되면서 상기 제3릴레이(C)(435)가 여자되고, 상기 제3릴레이(C)가 여자됨에 따라 상기 제3릴레이(C)의 b접점(C1)이 개로되면서 상기 지연타이머 릴레이(T)(434)를 소자시켜 지연시간을 초기화시키도록 구성된다.
다음에는 이와 같이 구성된 본 발명에 따른 전기용접기용 절전장치의 작용을 설명한다.
절전장치에 구비된 외부전원입력단(J1)으로 공급되는 전압은 변압기(T1)에서 단락신호 감지에 적합한 크기로 변압되고, 정류다이오드(D1, D2, D3, D4)에서 직류로 변환된 후, 커패시터(C1, C2, C3, C4, C5)에 의해 평활되어 제1릴레이(A) 양단으로 공급된다. 이와 같이 양단에 공급되는 직류전원에 의해 상기 제1릴레이(A)의 b접점(A1)은 개로된다.
작업자가 전원스위치(S1)를 켜면 상기 전원스위치(S1)의 접점이 폐로되면서 외부에서 이를 인식할 수 있도록 전원표시램프(L)가 점등된다. 이를 위하여 상기 전원표시램프(L)의 양단이 상기 전원입력단(J1)과 전원출력단(J3)에 연결되어야 함은 물론이다.
이후, 작업자가 전기용접을 개시하면서 용접봉을 모재에 접촉시키면 상기 용접 홀더와 어스가 단락되고, 이러한 단락신호가 상기 단락신호 입력단(J2)으로 입력되면서 상기 제1릴레이(A)로는 전류가 흐르지 않게 된다. 그 결과, 상기 제1릴레이(A)가 소자(消磁)되어 상기 제1릴레이(A)의 b접점(A1)이 폐로되면서 상기 제2릴레이(B)가 여자된다.
이와 같이 단락신호의 유입으로 상기 제2릴레이(B)가 여자됨에 따라, 상기 제2릴레이(B)의 제1a접점(B1)이 폐로되면서 상기 제2릴레이(B)는 자기유지상태로 되어, 전기용접이 이루어지는 동안 전원이 계속 공급되어 여자상태를 유지하게 된다.
이와 동시에 상기 제2릴레이(B)의 제2a접점(B3)도 폐로되면서, 그에 연결되어 있는 전자접촉기(MC)를 여자시키고, 상기 전자접촉기(MC)의 a접점(MC1)이 폐로되면서 전원출력단(J3)으로 전원이 공급된다. 그에 따라, 상기 전원출력단(J3)에 전기적으로 연결되어 있는 용접기 본체와 제1 및 제2전력케이블을 통하여 상기 용접홀더와 어스로 전원이 공급되어 전기용접이 이루어진다.
이때, 상기 제2릴레이(B)의 b접점(B2)은 개로되어 용접 중 발생하는 전기신호가 상기 단락신호 입력단(J2)으로 입력되어 절전장치 내부로 유입되는 것을 차단함으로써, 상기 변압기(T1), 정류다이오드(D1, D2, D3, D4), 커패시터(C1, C2, C3, C4, C5) 또는 제1릴레이(A)가 손상되는 것을 방지하게 된다.
또한, 상기 제2릴레이(B)의 제1a접점(B1) 일단에 연결되어 있는 지연타이머 릴레이(T)도 여자되는데, 설정된 지연시간이 경과하기 전까지는 상기 지연타이머 릴레이(T)의 b접점(T1)은 폐로 상태를 유지하게 된다.
상기 지연타이머 릴레이(T)에서 설정되어 있는 시간이 경과하기 전에 용접이 다시 이루어지게 되면 상기 전원출력단(J3)의 전류가 수 암페어에서 수십 암페어로 증가하게 된다. 이와 같이 증가된 전류에 의해 재용접 인식부를 이루는 변류기(CT)의 2차측에 구비된 저항(R1) 양단에 전압이 유도되고, 상기 유도된 전압은 커패시터(C6)에서 평활된 후 제4릴레이(Y)에 인가되어 상기 제4릴레이(Y)를 여자시킨다.
이와 동시에 상기 제4릴레이(Y)의 a접점(Y1, Y2)이 폐로되면서 제3릴레이(C)를 여자시키게 되고, 그로 인하여 상기 제3릴레이(C)의 b접점(C1)이 개로되어 상기 지연타이머 릴레이(T)를 소자시키면서 지연시간을 초기화시키게 된다.
이후, 용접이 중단되면 상기 전원출력단(J3)의 전류가 다시 수 암페어로 감소하여 상기 변류기(CT)의 2차측에 연결된 저항(R1)에 유도되는 전압이 미소하게 되므로 상기 제4릴레이(Y)는 소자된다.
그에 따라, 상기 제4릴레이의 a접점(Y1, Y2)이 개로되면서 상기 제3릴레이(C)가 소자되고, 상기 제3릴레이(C)의 b점점(C1)은 폐로되어 상기 지연타이머 릴레이(T)의 지연시간을 초기화시키지 못한다.
그 결과 상기 지연타이머 릴레이(T)가 여자되고 상기 지연타이머 릴레이(T)에 설정된 지연시간동안 용접이 계속 중단된 상태를 유지하게 되면, 상기 지연타이머 릴레이(T)의 b접점(T1)이 개로되어 상기 제2릴레이(B)를 소자시키게 된다. 그리고 상기 제2릴레이(B)의 제1a접점(B1)이 개로되면서 상기 제2릴레이의 자기유지상태가 헤제된다.
또한, 상기 제2릴레이(B)가 소자됨에 따라 상기 제2릴레이(B)의 제2a접점(B3)이 개로되면서 상기 전자접촉기(MC)를 소자시키게 되고, 상기 전자접촉기(MC)의 a접점(MC1)이 개로됨으로써 상기 전원출력단(J3)을 통하여 공급되는 전원이 차단된다.
이와 같이 상기 절전장치에 구비된 전원출력단(J3)에서 공급되는 전원을 차단함으로써 상기 전원출력단에 연결되어 있는 용접기 본체 및 용접홀더와 어스로의 전원 공급이 자동으로 차단되므로 불필요하게 소모되는 전원의 낭비를 방지할 수 있게 된다.
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 이라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
10 - 용접기 본체 20 - 절전장치
30 - 용접홀더 40 - 어스
50 - 용접봉 60 - 모재
110 - 용접기 전원입력단 120 - 홀더 케이블 접속 금구
130 - 어스 접속 금구 140 - 제1전력케이블
150 - 제2전력케이블
200 - 외부전원입력단 210 - 전원스위치
220 - 전원표시램프
300 - 단락신호 입력단 310 - 신호선
400 - 절전제어부
410 - 변압기 420 - 정류다이오드
430 - 제어릴레이부 431 - 제1릴레이
432 - 제2릴레이 433 - 전자접촉기
434 - 지연타이머 릴레이 435 - 제3릴레이
440 - 재용접 인식부 442 - 변류기
445 - 제4릴레이

Claims (8)

  1. 전원스위치의 온 오프 조절에 의해 용접에 필요한 전력을 공급하는 용접기 본체와, 제1전력케이블에 의해 상기 용접기 본체에 연결되어 있으며 용접봉을 잡아서 모재에 접촉시키는 용접홀더와, 제2전력케이블에 의해 상기 용접기 본체에 연결되어 있으며 모재의 일단에 접촉되어 있는 어스로 이루어진 전기용접기에 공급되는 전원을 제어하는 전기용접기용 절전장치에 있어서,
    상기 용접기 본체로 공급되는 외부 전원이 입력되는 외부전원입력단(J1);
    상기 홀더 케이블 접속 금구와 어스 접속 금구에 전기적으로 연결되어 상기 용접기 본체에서 전송되는 단락신호를 수신하는 단락신호 입력단(J2);
    상기 단락신호 입력단(J2)으로 인가되는 단락신호의 유무에 의해 전원 출력을 자동으로 제어하는 절전제어부; 및
    상기 절전제어부에서의 릴레이 개폐신호에 의해 상기 외부전원 입력단의 전압을 상기 용접기 본체로 전송하는 전원출력단(J3)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전기용접기용 절전장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 절전제어부는,
    상기 외부전원입력단(J1)으로 유입된 전압을 변경하여 감압하는 변압기(T1);
    상기 변압기에서 변경된 전압을 직류로 변환하는 정류다이오드;
    상기 단락신호 입력단(J2)에서 수신한 단락신호의 유무에 따라 용접기 본체로의 전원공급을 자동으로 제어하는 제어릴레이부; 및
    상기 전원출력단에 연결되며 상기 제어릴레이부에서 설정된 지연시간 내에 용접이 다시 이루어지면 상기 제어릴레이부에 구비된 지연타이머 릴레이의 지연시간을 초기화시키는 재용접 인식부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전기용접기용 절전장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어릴레이부는,
    상기 정류다이오드에 연결되어 있는 제1릴레이(A);
    상기 전원스위치에 일단이 연결되어 있으며 상기 단락신호 입력단(J2)으로 인가되는 단락신호에 의해 개폐되는 제2릴레이(B);
    상기 제2릴레이(B)에 연결되어 있으며 상기 제2릴레이(B)의 여자상태에 의해 개폐되면서 상기 전원출력단(J3)으로 전원을 공급하는 전자접촉기(MC);
    상기 제2릴레이(B)에 연결되어 있으며 상기 제2릴레이의 여자 후 설정된 지연시간 동안 여자상태를 유지하는 지연타이머 릴레이(T); 및
    상기 지연타이머 릴레이(T)에서 설정된 지연시간 내에 상기 재용접 인식부로부터 전송되는 재용접 개시 신호에 의해 상기 지연타이머 릴레이(T)의 지연시간을 초기화하는 제3릴레이(C)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전기용접기용 절전장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1릴레이(A)의 b접점(A1)은 일단이 상기 전원입력단(J1)에 연결되어 있는 전원스위치(S1)에 연결되고, 타단이 상기 제2릴레이(B)에 연결되며;
    상기 제2릴레이(B)는 상기 제1릴레이(A)의 b접점(A1)일단과 상기 전원출력단(J3)에 연결되고, 상기 제2릴레이(B)의 제1a접점(B1)은 일단이 전원스위치(S1)에 연결되고 타단이 상기 지연타이머 릴레이(T)에 연결되며, 상기 제2릴레이(B)의 제2a접점(B3)은 일단이 상기 전원스위치(S1)에 연결되고 타단이 상기 전자접촉기(MC)에 연결되며, 상기 제2릴레이(B)의 b접점(B2)은 일단이 상기 정류다이오드에 연결되고 타단이 상기 단락신호 입력단(J2)에 연결되도록 구성되며;
    상기 전자접촉기(MC)는 일단이 상기 제2릴레이(B)의 제2a접점(B3)에 연결되고 타단이 상기 전원출력단(J3)에 연결되며;
    상기 지연타이머 릴레이(T)는 일단이 상기 제3릴레이(C)의 b접점(C1)을 통하여 상기 제2릴레이(B)의 제1a접점(B1)에 연결되고 타단이 상기 전원출력단(J3)에 연결되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전기용접기용 절전장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 지연타이머 릴레이(T)의 b접점(T1)은 일단이 상기 제2릴레이(B)의 제1a접점(B1)에 연결되고 타단이 상기 제3릴레이(C)의 b접점(C1)에 연결되어, 상기 제2릴레이(B)의 제1a접점(B1)이 개로될 때 설정된 지연시간의 카운트를 시작하도록 구성되며;
    설정된 지연시간이 경과할 때까지 재용접 개시 신호가 유입되지 않아 용접이 계속 중단된 상태를 유지하면 상기 지연타이머 릴레이(T)의 b접점(T1)이 개로되면서 제2릴레이(B)를 소자시켜 상기 제2릴레이(B)의 자기유지상태를 해제시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전기용접기용 절전장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 전자접촉기(MC)의 a접점(MC1)은 상기 전원입력단(J1)과 전원출력단(J3) 사이에 연결되어 상기 절전장치에서 용접기 본체로의 전원공급을 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전기용접기용 절전장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 재용접 인식부는,
    상기 전원입력단과 전원출력단 사이에 연결되어 있는 변류기(CT);
    상기 변류기의 2차측에 연결되어 있으며 양단에 전압이 유도되는 저항(R1);
    상기 저항의 양단에 병렬 연결되어 있으며 유도된 전압을 평활시키는 커패시터(C6); 및
    상기 커패시터(C6)의 양단에 연결되어 있으며 평활된 전압이 인가되어 여자되는 제4릴레이(Y)를 포함하며;
    상기 제4릴레이(Y)의 a접점(Y1, Y2)은 일단이 상기 전원스위치(S1)에 연결되고 타단이 상기 제3릴레이(C)에 연결되어, 상기 제4릴레이(Y)가 여자됨에 따라 상기 제3릴레이(C)를 여자시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전기용접기용 절전장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제3릴레이(C)는 일단이 상기 재용접 인식부를 이루는 제4릴레이(Y)의 a접점(Y1, Y2)에 연결되고 타단이 상기 전원출력단(J3)에 연결되며;
    상기 제3릴레이(C)의 b접점(C1)은 상기 지연타이머 릴레이(T)에 연결되어 여자되면서 상기 지연타이머 릴레이(T)에서 경과된 지연시간을 초기화시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전기용접기용 절전장치.
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