KR200236748Y1 - 전기 용접기의 구동 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 3상(U.V.W) 전원을 용접전원으로 변환하는 용접전원 변압기와, 크레이터의 유무, 가스 점검 및 용접, 와이어의 직경, 전류 및 전압 가변, 인칭 및 토치의 위치, 직류 리액터의 출력단으로부터 피드백되는 전류 및 전압에 따라 전력의 위상 제어 및 와이어의 공급 속도조절을 위한 제어신호를 출력하는 동작 제어부와, 상기 동작 제어부의 제어로 상기 용접전원 변압기 2차측의 3상(U.V.W) 전원에 동기되는 전력의 위상 제어를 위한 점호신호를 생성하여 정류 및 위상 제어부에 공급하는 점호신호 발생부와, 상기 점호신호 발생부로부터의 점호신호에 의해 상기 용접전원 변압기로부터 직류 리액터로 흐르는 전력의 위상을 제어하는 정류 및 위상 제어부 및 상기 동작 제어부의 제어 및 전류 및 전압의 가변에 따라 송급 모터를 구동시켜 토치에 공급되는 와이어의 공급 속도를 조절하는 와이어 송급부로 구성되어서, 전기 용접기의 동작을 입력 조건이나 외부 환경에 맞게 적절하게 제어할 수 있는 것이다.

Description

전기 용접기의 구동 제어장치{Driving control apparatus of electric welder}

본 고안은 전기 용접기의 구동 제어장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 용접전원 내의 온도, 전류 리액터(reactor)의 출력단으로부터 직류 성분으로 피드백(feed back) 되는 전류 및 전압, 가스 점검상태, 와이어(wire) 직경, 크레이터의 유무 등에 따라 토치(torch)에 공급되는 전압 및 가스 등을 적정 레벨로 조절할 수 있도록 하는 전기 용접기의 구동 제어장치에 관한 것이다.

도 1을 참조하면, 종래의 전기 용접기는 아르곤(Ar)가스나 탄산(CO₂)가스 또는 아르곤가스와 탄산가스를 혼합한 혼합가스가 호스를 통해 유입되는 용접기(101)를 가지며, 이 용접기(101)에는 3상(U.V.W) 전원이 접속되어 있다. 물론, 위의 용접기(101)는 안전(접지)을 위한 접지 케이블(102)을 가진다.

또한, 용접기(101)는 모재(103)(용접할 대상물을 말하며, 이하 '모재'라 한다)와의 전기(-)적인 연결을 위한 용접 케이블(104)과, 토치(105)와의 전기(+)적인 연결을 위한 싱글 케이블(용접 케이블, 제어 케이블, 가스관 등을 말한다)(106) 등을 가진다. 상기한 싱글 케이블(106) 상에는 와이어 송급을 위한 와이어 송급장치(107)가 구비되어 있다.

이에 따라 작업자에 의한 각종 스위치의 조작 및 각종 환경 설정에 따라 용접기(101)의 제어로 싱글 케이블(106) 및 와이어 송급장치(107)를 통해 토치(105)에 가해지는 전류나 가스 등을 조절하면서 용접을 할 수 있다.

특히, 용접기(101) 내에는 용접전원 변압기, 직류 리액터 및 각종 제어회로 등이 구성되어 있어, 토치(105)에 가해지는 직류 전압(전류)을 적절하게 조절할 수 있도록 하고 있다.

하지만, 종래의 전기 용접기에서는 전기 용접기의 전반적인 구동이 작업자의 수작업에 의해 결정되기 때문에 외부 입력이나 내부 환경에 변화에 빠르고 적절하게 대처하지 못하는 경우가 많다.

본 고안은 용접전원 내의 온도, 전류 리액터로부터 피드백 되는 전류 및 전압, 가스 점검상태, 와이어의 직경, 크레이터의 유무 등의 용접 조건에 맞게 토치에 공급되는 전압 및 가스 등을 적정 레벨로 조절할 수 있도록 하는 전기 용접기의 구동 제어장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

도 1은 종래의 전기 용접기를 나타낸 구성도이다.

도 2는 본 고안에 따른 전기 용접기의 구동 제어장치를 나타낸 구성도이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ※

1 : 용접전원 변압기 2 : 정류 및 위상 제어부

3 : 직류 리액터 4 : 점호신호 발생부

5 : 동작 제어부 6 : 스탠바이 전원부

7 : 토치 8 : 와이어 송급부

9 : 솔레노이드 밸브 10 : 송급 모터

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 3상(U.V.W) 전원을 용접전원으로 변환하는 용접전원 변압기와, 크레이터의 유무, 가스 점검 및 용접, 와이어의 직경, 전류 및 전압 가변, 인칭 및 토치의 위치, 직류 리액터의 출력단로부터 피드백되는 전류 및 전압에 따라 전력의 위상 제어 및 와이어의 공급 속도조절을 위한 제어신호를 출력하는 동작 제어부와, 상기 동작 제어부의 제어로 상기 용접전원 변압기 2차측의 3상(U.V.W) 전원에 동기되는 전력의 위상 제어를 위한 점호신호를 생성하여 위상 제어부에 공급하는 점호신호 발생부와, 상기 점호신호 발생부로부터의 점호신호에 의해 상기 용접전원 변압기로부터 직류 리액터로 흐르는 전력의 위상을 제어하는 위상 제어부 및 상기 동작 제어부의 제어 및 전류의 가변에 따라 송급 모터를 구동시켜 토치에 공급되는 와이어의 공급속도를 조절하는 와이어 송급부

를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 전기 용접기의 구동 제어장치에 있어서, 가스 점검 및 용접상태를 인식한 상기 동작 제어부의 제어로 구동되어 상기 토치에 공급되는 가스를 조절하는 솔레노이드 밸브(solenoid valve))가 더 포함되어서, 토치에 공급되는 가스량을 조절할 수 있는 것이다.

상기 전기 용접기의 구동 제어장치에 있어서, 용접 전원 내의 온도를 인식한 상기 동작 제어부의 제어로 구동되어 온도 이상을 알리기 위한 경보신호를 출력하는 램프(lamp)가 더 포함되어서, 작업자에게 온도 이상을 알려 용접 전원 소손을 미연에 예방할 수 있는 것이다.

이하에서는 본 고안의 바람직한 실시예를 예시도면들과 함께 상세히 설명하기로 한다.

도 2를 참조하면, 본 고안은 용접전원 변압기(1)와 정류 및 위상 제어부(2), 직류 리액터(3), 점호신호 발생부(4), 동작 제어부(5), 스탠바이 전원부(6), 토치(7), 송급 모터(1)와 연결된 와이어 송급부(8) 등으로 구성되어서, 용접전원 변압기(1)에서 정류 및 위상 제어부(2), 직류 리액터(3) 및 와이어 송급부(8)를 거쳐 토치(7)로 흐르는 3상(U.V.W) 전력의 위상 제어 및 가스량을 조절할 수 있도록 한 것이다.

또한, 위의 동작 제어부(5)는 직류 리액터(3)의 출력단으로부터 피드백 되는 전류 및 전압을 분석하거나, 크레이터(crater)의 유무, 가스 점검 및 용접, 와이어의 직경, 전류 및 전압 가변, 인칭 및 토치, 온도 등을 설정 및 감지하는 스위치와 센서로부터 용접을 위한 각종 조건을 입력받아 분석하여, 용접을 위한 전기 용접기의 구동을 제어하도록 구성되어 있다. 또한, 동작 제어부(5)에는 와이어 송급부(8)를 통해 토치(7)에 가해지는 가스의 공급을 조절하기 위한 솔레노이드 밸브(9)가 연결되어 있다.

이와 같이 구성된 본 고안의 동작을 설명한다.

먼저, 외부로부터의 3상(U.V.W) 전원이 용접전원 변압기(1)에 입력되는 한편, 스탠바이 전원부(6)를 통해 변압되어 동작 제어부(5)에 스탠바이 전원으로 입력되는 중에 각종 스위치의 조작으로 크레이터의 유무, 가스 점검 및 용접, 와이어의 직경, 전류 및 전압의 가변, 인칭 및 토치 등이 선택되면, 동작 제어부(5)는 위의 각 조건에 따라 정류 및 위상 제어부(2)에서의 전력의 위상 제어를 위한 제어신호와 토치(7)에서의 와이어 공급속도 조절 및 가스 공급을 위한 제어신호를 생성하여 위상 점호신호 생성부(4)와 와이어 송급부(8) 및 솔레노이드 밸브(9)에 각각 공급한다.

그리하면, 3상(U.V.W) 전원은 용접전원 변압기(1)에 의해 용접에 적합한 전압으로 변압된 후 정류 및 위상 제어부(2)를 거쳐 제어 정류되어 직류 리액터(3)를 통해 용접에 적절한 소정 레벨로 변압되어서, 토치(7)에 인가된다. 이때 정류 및 위상 제어부(2)는 점호신호 발생부(4)로부터 인가되는 점호신호에 의해 용접전원 변압기(1)에서 직류 리액터(3)로 흐르는 전력의 위상을 제어한다.

다시 말하면, 스탠바이 전원부(6)로부터 공급되는 스탠바이 전원에 의해 스탠바이 혹은 동작상태를 유지하는 동작 제어부(5)는 위에서 기술한 크레이터의 유무, 가스 점검 및 용접, 와이어의 직경, 전류 및 전압의 가변, 인칭 및 토치 등의 외부조건과 직류 리액터(3)의 출력단으로부터 출력되어 피드백(feed back)되는 전류 및 전압을 분석하고, 그 결과에 따라 위상 제어를 위한 제어신호와 그 외 전기 용접기의 전반적인 동작을 제어하기 위한 제어신호를 생성하여 출력한다.

이렇게 동작 제어부(5)로부터 제어신호를 받은 점호신호 발생부(4)는 용접전원 변압기(1)의 2차측에서 출력되는 각기 다른 위상을 가지는 전력에 동기되는 점호신호를 생성하여 정류 및 위상 제어부(2)에 제공한다. 이로 인하여 정류 및 위상 제어부(2)에서 용접전원 변압기(1)에서 직류 리액터(3)로 흐르는 전력의 위상 제어가 이루어진다.

또한, 동작 제어부(5)는 가스 점검 및 용접 상태에 따라 솔레노이드 밸브(9)를 개폐시켜 와이어 송급부(8)를 통해 토치(7)에 공급되는 가스를 조절한다. 뿐만 아니라, 동작 제어부(5)는 와이어의 직경이나 전류 및 전압의 가변 등에 따라 토치(7)에 공급되는 와이어의 속도를 연산한 후 와이어 송급부(8)를 통해 송급 모터(10)를 구동시켜 토치(7)에 공급되는 와이어의 공급 속도를 조절한다.

특히, 도시되지 않은 온도센서에 의해 검출된 용접 전원 내의 온도값이 입력되면, 동작 제어부(5)는 주변 온도가 일정값 이상으로 상승하는지를 판단하게 된다. 그리고, 용접 전원 내의 온도가 일정값 이상으로 상승되면, 동작 제어부(5)는 램프(L)를 구동시켜 주변 온도의 과도한 상승을 알림과 동시에 용접을 중단토록 출력을 정지시킴으로써 과도한 사용으로부터 용접전원을 보호할 수 있는 것이다.

따라서, 본 고안에 의하면 크레이터의 유무, 가스 점검 및 용접, 와이어의 직경, 전류 및 전압의 가변, 인칭 및 토치 등과 같은 외부 조건과 직류 리액터의 출력단으로부터 출력되어 피드백되는 전압 및 전류 등을 기초로 와이어 송급부를 통해 토치에 공급되는 가스와 전류 및 전압 등을 조절함으로써 전기 용접에 맞게 가스와 전력을 공급할 수 있는 것이다.

특히, 본 고안은 전기 용접기를 이용한 용접 작업 중 과도한 온도 상승을 경고함으로써 용접 전원 소손을 미연에 방지할 수 있는 것이다.

이상에서 본 고안은 기재된 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 고안의 기술 사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 실용신안등록청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (3)

1. 3상(U.V.W) 전원을 용접전원으로 변환하는 용접전원 변압기;

   크레이터의 유무, 가스 점검 및 용접, 와이어의 직경, 전류 및 전압 가변, 인칭 및 토치의 위치, 직류 리액터의 출력단으로부터 출력되어 피드백되는 전류 및 전압에 따라 전력의 위상 제어 및 와이어의 공급 속도조절을 위한 제어신호를 출력하는 동작 제어부;

   상기 동작 제어부의 제어로 상기 용접전원 변압기 2차측의 3상(U.V.W) 전원에 동기되는 전력의 위상 제어를 위한 점호신호를 생성하여 정류 및 위상 제어부에 공급하는 점호신호 발생부;

   상기 점호신호 발생부로부터의 점호신호에 의해 상기 용접전원 변압기로부터 직류 리액터로 흐르는 전력의 위상을 제어하는 정류 및 위상 제어부; 및

   상기 동작 제어부의 제어 및 전류의 가변에 따라 송급 모터를 구동시켜 토치에 공급되는 와이어의 공급속도를 조절하는 와이어 송급부;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 용접기의 구동 제어장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 동작 제어부의 제어로 구동되어 상기 토치에 공급되는 가스를 조절하는 솔레노이드 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 전기 용접기의 구동 제어장치.
3. 제 1항에 있어서,

   용접 전원 내의 온도를 인식한 상기 동작 제어부의 제어로 구동되어 온도 이상을 알리기 위한 경보신호를 출력하는 램프를 더 포함하는 특징으로 하는 상기 전기 용접기의 구동 제어장치.