KR200254434Y1

KR200254434Y1 - Electric shock prevention and energy saving electric welder control circuit

Info

Publication number: KR200254434Y1
Application number: KR2019970037292U
Authority: KR
Inventors: 전병희
Original assignee: 이구택; 포항종합제철 주식회사
Priority date: 1997-12-15
Filing date: 1997-12-15
Publication date: 2002-01-17
Also published as: KR19990024812U

Abstract

본 고안의 상기와 같은 종래기술의 문제점들을 해결하기 위한 것으로 무부하시의 감전사고 가능성을 배제시키고 대기 전력손실을 최소화 시킬 수 있는 감전 방지 및 절전형 전기 용접기의 제어회로를 제공하는데 목적이 있다.It is an object of the present invention to solve the problems of the prior art as described above, and to provide a control circuit of an electric shock prevention and energy-saving electric welder that can eliminate the possibility of an electric shock accident at no load and minimize standby power loss.

이러한 목적을 달성하는 본 고안은 저전압으로 작동되는 전자회로의 작동에 의해 2차측선로에 교류전압 공급을 차단하고 거의 제로에 가까운 미소전압을 흘려 무부하시에 감전을 절대방지하고 작업시에는 미소전압에 의하여 용접모재에 용접봉 홀더가 접촉되면 전자감시회로가 이를 감지하여 보조도통부를 통하여 일차용접이 이루어지게하고 이때에 발생되는 부하전류를 전류검출부에서 감지하여 2차측의 주전원이 최종적으로 용접기와 모재사이에 공급되게 구성한다.The present invention to achieve this purpose is to cut off the AC voltage supply to the secondary side line by the operation of the low-voltage electronic circuit operation, and to prevent the electric shock under no load by operating the micro voltage near zero, When the electrode holder is in contact with the welding base material, the electronic monitoring circuit detects this and performs primary welding through the auxiliary conducting part. The load current generated at this time is sensed by the current detecting part, and the secondary power source is finally connected between the welding machine and the base material. Configure to be supplied.

Description

Electric shock prevention and energy saving electric welder control circuit

본 고안은 금속과 금속 상호간을 집합시키기 위하여 전기적 공급에 의해 발생되는 아크 고온으로 금속을 용융시켜 물질적으로 완전히 접합시키기 위한 전기용접기에 관한 것으로, 특히 무부하시에 2차측을 무전원 상태로 유지시켜 감전방지와 전력손실을 방지하기 위한 감전방지 및 절전기능을 구비한 전기용접기 전원 제어회로에 관한 것이다.The present invention relates to an electric welder for melting the metal at the arc high temperature generated by the electrical supply to collect the metal and the metal mutually and completely materially bonded, in particular, to prevent the electric shock by keeping the secondary side in a non-powered state under no load. The present invention relates to an electric welder power supply control circuit having an electric shock prevention and a power saving function for preventing power loss.

종래에는 제어장치 구성에 있어 무부하시에 2차측에 저전압 발생시켜 제어전원으로 사용함과 동시에 감전을 방지하기 위한 목적으로 제어전원 발생용 소형변압기를 사용하였다.Conventionally, a small transformer for generating a control power is used for the purpose of preventing a electric shock while generating a low voltage on the secondary side under no load.

따라서, 용접작업을 하는 부하시에는 교류 58~95볼트로 2차측에 전압이 발생되어 이 전압으로 용접작업을 하게 되며, 무부하시에는 전류검출기에 의해 무부하가 검출되면 제어장치에 의해 주전원 변압기 선로가 차단되고 보조변압기가 투입되어 2차측에 교류 25볼트정도의 대기 전압이 발생되게 함으로써 작업자가 용접용 전원공급 선로에 접촉될 경우라도 감전이 일어나지 않도록 하여 안전을 유지하게 되는 것이다.Therefore, in case of welding load, voltage is generated on the secondary side with AC 58 ~ 95 volts, and welding operation is performed at this voltage. When no load is detected by current detector, the main power transformer line is controlled by the control device. By shutting off the auxiliary transformer and generating standby voltage of about 25 volts AC on the secondary side, even if the worker comes into contact with the welding power supply line, electric shock does not occur to maintain safety.

그런데 상기와 같은 종래의 용접 시스템에서는 무부하시의 교류 25볼트의 전압이 2차측에 직결되어 있는 주변압기측에 공급됨으로서 2차측 변압기가 일종의 부하로 작용을 하게되는 문제가 있다.However, in the conventional welding system as described above, there is a problem that the secondary transformer acts as a kind of load by supplying a voltage of 25 volts AC at no load to the peripheral pressure side directly connected to the secondary side.

도 1은 종래의 용접기 전원공급회로 구성도로써, 이는 용접작업시에 입력라인(L1,L2)을 통하여 들어오는 주전원을 용접기측(11)과 모재(12)측에 공급하기 위한 주전원 변압기(24), 무부하시에 교류25볼트의 대기 전압을 상기 용접기측에 공급하기 위한 보조변압기(20), 부하전류 변화를 감지하여 전압공급 스위치 접점을 발생하는 릴레이를 포함하는 제어장치(21), 보조 변압기(20)의 출력과 주전원 변압기의 입력을 교대로 스위치 온하는 상기 제어장치의 제어접점(22,23)을 포함한다.1 is a schematic diagram of a conventional welding machine power supply circuit, which is a main power transformer 24 for supplying the main power input through the input lines L1 and L2 to the welder side 11 and the base material 12 during a welding operation. Auxiliary transformer 20 for supplying the standby voltage of AC 25 volts to the welder side at no load, a control device 21 including a relay for detecting a change in load current to generate a voltage supply switch contact, an auxiliary transformer ( Control contacts 22 and 23 of the control device which alternately switch on the output of 20) and the input of the main power transformer.

따라서 이와 같은 종래의 회로에서는 앞에서 언급한 것처럼 무부하시에 보조변압기와 주변압기가 항시 운전되기 때문에 변압기 자체에 무부하 전류에 의한 무부하손실이 발생되는 문제점이 있다.Therefore, in the conventional circuit as described above, there is a problem that no load loss due to no load current occurs in the transformer itself because the auxiliary transformer and the peripheral voltage are always operated under no load.

또다른 문제점으로 보조변압기의 이상에 의해 1,2차 접촉이 발생하면 2차측에 고전압이 유기되어 작업자가 감전사고에 노출될 위험이 있다.As another problem, when the primary and secondary contacts occur due to an abnormality of the auxiliary transformer, high voltage is induced on the secondary side, which may expose workers to electric shock.

본 고안의 상기와 같은 종래기술의 문제점들을 해결하기 위한 것으로 무부하시의 감전사고 가능성을 배제시키고 대기 전력손실을 최소화 시킬 수 있는 감전 방지 및 절전형 전기 용접기의 제어회로를 제공하는데 그의 목적이 있다.It is an object of the present invention to solve the problems of the prior art as described above of the present invention to provide a control circuit of an electric shock prevention and energy-saving electric welder that can eliminate the possibility of electric shock accidents under no load and minimize the standby power loss.

이러한 목적을 달성하는 본 고안은 저전압으로 작동되는 전자회로의 작동에 의해 2차측선로에 교류전압 공급을 차단하고 거의 제로에 가까운 미소전압을 흘려 무부하시에 감전을 절대방지하고 작업시에는 미소전압에 의하여 용접모재에 용접봉 홀더가 접촉되면 전자감시회로가 이를 감지하여 보조도통부를 통하여 일차용접이 이루어지게 하고 이때에 발생되는 부하전류를 전류검출부에서 감지하여 2차측의 주전원이 최종적으로 용접기와 모재사이에 공급되게 하는데 특징이 있다.The present invention to achieve this purpose is to cut off the AC voltage supply to the secondary side line by the operation of the low-voltage electronic circuit operation, and to prevent the electric shock under no load by operating the micro voltage near zero, When the electrode holder contacts the welding base material, the electronic monitoring circuit detects this and makes primary welding through the auxiliary conducting part. The load current generated at this time is detected by the current detecting part so that the main power of the secondary side is finally connected between the welding machine and the base material. It is characterized by being supplied.

도 1은 종래의 전기용접기 제어회로 구성도이다.1 is a configuration diagram of a conventional electric welder control circuit.

도 2는 본 고안의 감전방지 및 절전형 전기용접기의 제어회로 구성도이다.2 is a control circuit diagram of the electric shock prevention and energy-saving electric welder of the present invention.

1. 제어전압 발생부 2. 스위치부1. Control voltage generator 2. Switch unit

3. 1차주전원공급부 4. 주변압기부3. Primary main power supply 4. Peripheral pressure supply

5. 스위치부 6. 2차주전원공급부5. Switch unit 6. Secondary main power supply unit

7. 2차보조전원공급부 8. 1차포토부7. Secondary auxiliary power supply section 8. Primary photo section

9. 2차포토부 10. 전류검출부9. Secondary photo part 10. Current detecting part

첨부한 도면을 참고로하여 본 고안을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 고안 제어회로의 구성도로써, 이는 제어장치에 전원을 공급하기 위한 제어전압 발생부(1)와, 입력전원선로(L1,L2)에 나타난 주전원을 부하측에 선택적으로 공급하기 위한 제1,2 스위치부(2,5)와, 상기 스위치부의 신호에 의하여 주전원을 부하측에 투입하기 위한 1,2차 주전원공급부(3,6)와, 무부하상태에서 부하상태로 전환하기 위한 신호를 얻기 위한 전류검출부(10)와, 전류검출부(10)가 설치된 선로에 저전압을 인가하기 위한 2차 보조전원 공급부(7)를 포함한다.2 is a block diagram of a control circuit of the present invention, which is a control voltage generator 1 for supplying power to a control device and a main power supply for selectively supplying main power shown in input power lines L1 and L2 to a load side. The first and second switch parts 2 and 5, the first and second main power supply parts 3 and 6 for inputting the main power to the load side according to the signal of the switch part, and the signal for switching from the unloaded state to the load state. And a secondary auxiliary power supply unit 7 for applying a low voltage to a line provided with the current detection unit 10 and the current detection unit 10.

상기 제어전압 발생부(1)는 정류용 브릿지 다이오드(RF)와 출력전압의 정전압화를 위한 제너 다이오드(ZD1)와 입력저항(R1)으로 구성된다.The control voltage generator 1 includes a rectifying bridge diode RF, a zener diode ZD1 for regulating the output voltage, and an input resistor R1.

제1 스위치부(2)는 저항(R2,R3)과 제1 포토부(8)로 구성되고, 제2 스위치부(5)는 저항(R4,R5)과 제너 다이오드(ZD2)와 제2 포토부(9)을 포함한다.The first switch portion 2 is composed of resistors R2 and R3 and the first photo portion 8, and the second switch portion 5 includes resistors R4 and R5, the zener diode ZD2 and the second photo portion. Part 9 is included.

1,2차 주전원 공급부(3,6)는 각각 트라이액(TR1,TR2)으로 구성되고, 2차 보조전원 공급부(7)는 다이오드(D)와 저항(R6)으로 구성된다.The 1st and 2nd main power supply parts 3 and 6 consist of triacs TR1 and TR2, respectively, and the 2nd auxiliary power supply part 7 consists of a diode D and the resistor R6.

이와 같이 구성된 본 고안의 동작과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the present invention configured as described in detail as follows.

도 2에서 제어전압 발생부(1)는 본 제어에 필요한 전반적인 전원을 공급하기 위한 부분으로 교류1차전압을 제어에 적당하도록 미소직류 저전압으로 변환한다.In FIG. 2, the control voltage generator 1 converts the AC primary voltage into a micro DC low voltage so as to be suitable for control as a part for supplying general power required for the present control.

스위치부는 1차 주전원 공급을 위한 제1 스위치부(2)와 2차 주전원을 공급하기위한 제2 스위치부(5)로 나뉘어져 있으며, 1차 주전원 투입은 용접봉 홀더(11)측에 용접모재(12)와 접촉시 제1 포토부(8)의 신호에 의해 제1 도통부, 즉 1차 주전원 공급부(3)를 작동시키는 역할을 한다.The switch part is divided into a first switch part 2 for supplying the primary main power and a second switch part 5 for supplying the secondary main power, and the primary main power supply is formed on the welding rod holder 11 side by the welding base material 12. ) Serves to actuate the first conducting portion, ie the primary main power supply 3, by the signal of the first photo portion 8.

또한 제2 도통부인 2차 주전원 공급부(6)는 1차 도통이 이루어져 2차측 보조선로를 형성하는 2차 보조전원공급부(7)에 용접에 의한 전류가 발생되면 즉시 주전원을 공급하게 되며, 이때의 신호에 의해 2차 주전원이 모재와 용접기의 용접봉 홀더(11)에 공급되어 정상적인 용접작업을 가능하게 한다.In addition, the secondary main power supply unit 6, which is the second conducting unit, immediately supplies the main power when a current generated by welding is generated in the secondary auxiliary power supply unit 7 that forms the secondary auxiliary line by forming the secondary conducting line. By the signal, the secondary main power is supplied to the electrode holder 11 of the base material and the welding machine to enable normal welding operation.

2차 보조전원 공급부(7)는 주전원 변압기부(4)의 2차권선(N2)에서의 미소전압을 유지하기 위하여 권선의 중간에서 탭을 사용하여 전압을 발생시킨다. 이때 발생된 전압은 미소 저전압으로써 인체의 감전에는 전혀 영향을 미치지 않는 매우 낮은 전압이다.The secondary auxiliary power supply 7 generates a voltage using a tap in the middle of the winding in order to maintain a small voltage in the secondary winding N2 of the main power transformer section 4. The voltage generated at this time is a very low voltage and is a very low voltage which does not affect the electric shock of the human body at all.

즉, 인가된 저전압은 저항(R6)으로 감압됨과 동시에 다이오드(D)를 이용하여 정류 하므로 안전이 최대로 보장되는 전압범위로 유지되게 되는 것이다.In other words, the applied low voltage is reduced to the resistor (R6) and at the same time rectified using the diode (D) is to be maintained in the voltage range to ensure the maximum safety.

주 전원선로에 나타나는 외부 입력전압은 교류도통소자인 트리이액(TR1)과 주전원변압기(4)의 1차측(N1)을 흐르게 되어 상기 트라이액이 도통상태인 경우 주전원변압기(4)의 2차측(N2)에는 전원이 유도된다.The external input voltage appearing on the main power line flows through the triac TR1, which is an AC conduction element, and the primary side N1 of the main power transformer 4, and when the triac is in a conductive state, the secondary side of the main power transformer 4 N2) leads to a power source.

또한 선로(L1,L2)에는 감압을 위한 저항(R1)을 통하여 제어전원을 얻기 위한 정류용 브릿지 다이오드(RF)가 접속되어 있어 여기에서 얻어진 저전압의 직류전압이 제1 포토부(8)의 포토 다이오드(PD1)에 동작전압이 공급된다.In addition, the rectifier bridge diode RF is connected to the lines L1 and L2 to obtain a control power supply through the resistor R1 for decompression. The operating voltage is supplied to the diode PD1.

제1 포토부(8)의 포토 다이오드(PD1)에 동작전압이 공급되면 그의 포토 트랜지스터(PT1)는 도통되어 브릿지 다이오드(RF)에 의해 정류된 저전압이 저항(R1)을 거쳐 교류도통용 트라이액(TR1)의 게이트쪽으로 입력된다.When the operating voltage is supplied to the photodiode PD1 of the first photo section 8, its phototransistor PT1 is turned on so that the low voltage rectified by the bridge diode RF passes through the resistor R1 and the triac for AC conduction. It is input to the gate of TR1.

또한 포토트랜지스터(PT2)측으로 접속된 회로는 저항(R5)을 거쳐 교류 도통소자인 트라이액(TR2)은 교류도통소자인 트라이액(TR2)의 게이트 쪽으로 입력된다.The circuit connected to the phototransistor PT2 side is connected to the gate of the triac TR2, which is an AC conductive element, via the resistor R5.

포토다이오드(PD1)를 거친 회로는 용접기 주선로인 주 변압기의 2차측 선로에 접속되어 용접봉의 홀더(11)가 용접모재(12)와 접촉될 경우, 브릿지 다이오드(RF)의 음극측(N)과 회로가 구성되어 포토다이오드(PD1)를 동작시켜 포토트랜지스터(TR1)를 작동시킴과 동시에 트라이액(TR1)을 도통시켜 주변압기(4)의 일차측에 전압이 유기되도록 한다.The circuit passing through the photodiode PD1 is connected to the secondary side line of the main transformer, which is the main line of the welding machine, and when the holder 11 of the electrode contacts the welding base material 12, the cathode side N of the bridge diode RF. An over-circuit is configured to operate the photodiode PD1 to operate the phototransistor TR1 and to conduct the triac TR1 so that the voltage is induced on the primary side of the peripheral voltage transformer 4.

주변압기(4)의 일단은 교류 도통용 트라이액(TR2)의 일단에 접속되고 그의 타단은 용접봉 홀더에 연결되어 있어 주변압기(4)의 중간탭은 무부하시에 용접봉 홀더에 극저전압을 유기하기 위한 전압발생부로 인출된 선로는 무부하시, 즉 용접이 시작되기 직전까지, 저전압을 홀더에 보내주기 위한 2차 보조전원 공급부(7)로 입력된다.One end of the peripheral pressure transformer (4) is connected to one end of the AC conductive triac (TR2) and the other end thereof is connected to the electrode holder, so that the middle tab of the peripheral pressure (4) to induce extremely low voltage to the electrode holder at no load. The line drawn out to the voltage generating unit is input to the secondary auxiliary power supply 7 for sending a low voltage to the holder at no load, i.e., just before welding starts.

이에 따라 주 변압기의 탭 전압은 저항(R6)과 다이오드(D)를 거쳐 용접기의 용접봉의 홀더측 선로에 나타나게 된다.Accordingly, the tap voltage of the main transformer is displayed on the holder-side line of the welding rod of the welding machine via the resistor R6 and the diode D.

다이오드(D)는 제1 스위치부(2)에서 출력되는 전압이 주변압기(4)의 권선을 타고 브릿지 다이오드(RF)의 음극측(N)으로 흘러들어 작동됨을 방지하기 위한 역류방지 기능을 발휘한다.The diode D exhibits a backflow prevention function for preventing the voltage output from the first switch unit 2 from flowing through the winding of the peripheral voltage transformer 4 to the cathode side N of the bridge diode RF. do.

따라서 포토다이오드(PD1)이 작동되기 위해서는 용접봉 홀더(11)가 용접모재(12)에 접촉될 경우만 양극전원이 음극측으로 흘러 포토다이오드(PD1)가 작동된다.Therefore, to operate the photodiode PD1, the positive electrode power flows to the cathode side only when the electrode holder 11 is in contact with the welding base material 12 to operate the photodiode PD1.

주전원 변압기의 중간텝 선로에는 전류검출을 위한 변류기(CT)가 설치되어 전류검출부(10)를 형성하고 있고 변류기의 양단간에는 일정전압 제어용 다이오드(ZD2)가 접속되며 양단측에는 저항 (R4)과 포토다이오드(PD2)가 직렬로 접속되어 있어 용접 개시여부를 판단하게 된다.A current transformer 10 is installed in the intermediate step line of the main power transformer to form a current detection unit 10. A constant voltage control diode ZD2 is connected between both ends of the current transformer, and resistors R4 and a photodiode are connected at both ends. PD2 is connected in series to determine whether or not to start welding.

본 고안 장치에서 부하시에는 주전압이 공급되지만 용접작업이 종료되면 전류검출기(CT)의 작동에 의해 무부하가 검출됨과 동시에 용접봉 홀더가 모재에서 분리됨에 따라 제1 스위치부(2)에도 포토다이오드(PD1)의 오프로 인하여 트라이액(TR1)이 오프되어 주전원 공급이 차단된다.In the device of the present invention, the main voltage is supplied at the time of loading, but when the welding operation is finished, no load is detected by the operation of the current detector CT and the electrode holder is separated from the base material, so that the photodiode The triac TR1 is turned off due to the off of PD1 so that the main power supply is cut off.

무부하시에는 홀더측에 영전압이 걸리며 만일 작업자가 홀더에 접촉될 경우는 일단 양극측의 직류전압을 그라운드측으로 바이패스시키는 음극측으로의 회로가 구성되기 때문에 양극측에 접속된 포토다이오드(PD1)가 발광을 하고 포토트랜지스터(PT1)가 수광하여 교류도통용 트라이액(TR1)이 도통함으로써, 주전원 변압기에 전압이 공급되지만 작업자측에는 변압기의 중간탭에서 유기된 지전압이 걸리기 때문에 감전의 염려가 없게 되는 것이다.When no load is applied, zero voltage is applied to the holder side. If a worker contacts the holder, the photodiode PD1 connected to the anode side is configured because a circuit is formed on the cathode side that bypasses the DC voltage on the anode side to the ground side. When the phototransistor PT1 receives light and the triac TR1 for AC conduction conducts, voltage is supplied to the main power transformer, but there is no fear of electric shock since the ground voltage induced by the intermediate tap of the transformer is applied to the worker side. will be.

이때 작업자의 접촉이 아닌 용접작업을 실시할 때는 홀더가 모재에 접촉되면서 전원선로 단락에 의한 전류가 흐르게되므로 이를 전류검출기에서 검출하여 포토다이오드(PD2)가 발광하고 포토트랜자스터(PT2)가 수광하여 트라이액(TR2)을 도통시켜 용접작업의 수행을 가능하게 한다.At this time, when the welding work is performed instead of the worker's contact, the current flows due to the short circuit of the power supply while the holder is in contact with the base material. Thereby conducting the welding operation by conducting the triac TR2.

이상에서 설명한 바와 같은 본 고안은 종래에 용접제어회로에서 사용되어왔던 보조변압기와 릴레이회로를 제거하고 대신에 무접점 스위칭 방식인 트라이액 소자와 포토커플러를 이용하여 무부하시에 주변압기의 2차전압을 무전압 상태로 유지함으로써 변압기 자체에서 발생되던 무부하손실을 제거하고 이로 인한 작업자의 감전사고도 방지할 수 있으며, 릴레이 접점의 스파크 손상에 따른 수명단축 문제를 해결하게 되는 효과가 얻어진다.As described above, the present invention removes the auxiliary transformer and the relay circuit, which have been used in the welding control circuit, and uses the contactless switching triac element and the photocoupler instead of the secondary voltage of the peripheral voltage at no load. By maintaining the voltage-free state, the no-load loss generated in the transformer itself can be eliminated, thereby preventing the electric shock of workers, and the effect of shortening the lifespan caused by spark damage of the relay contact is obtained.

Claims

In a welding control circuit for minimizing standby power consumption during no load and preventing electric shock, a control voltage generator 1 for rectifying an input voltage to generate a DC direct low voltage for control and the low voltage when the electrode contacts the base metal The primary main power supply unit 3, which is operated by the first port unit 8 and the output of the first port unit, supplies the input power of the lines L1 and L2 to the primary coil of the peripheral pressure unit 4. ), A current detecting unit 10 which is induced in the secondary side intermediate tap of the peripheral pressure unit 4 and detects an intermediate current flowing through the secondary auxiliary power supply unit 7, and operated by an output signal of the current detecting unit. The secondary main power supply unit 6, which is operated by the output of the second photo portion 9 and the second photo portion, flows the welding current induced in the secondary coil of the peripheral pressure portion 4 between the concave rod and the base material. Electric shock prevention and energy-saving electric welding machine, characterized in that Fishing circuit.