KR200308216Y1

KR200308216Y1 - Voltage reducing device

Info

Publication number: KR200308216Y1
Application number: KR20-2002-0036771U
Authority: KR
Inventors: 곽태훈
Original assignee: 한국아이엔전자공업주식회사
Priority date: 2002-12-09
Filing date: 2002-12-09
Publication date: 2003-03-26

Abstract

본 고안은 교류아크용접기용 자동전격방지기에 관한 것으로 보다 상세하게는 용접기의 용접봉 및 모재가 연결된 용접기의 2차측 권선에 전류검출기를 부설하여 검출된 전류를 이용하는 교류아크용접기용 자동전격방지장치에 있어서, 상기 전류검출기로부터 검출되고 정류된 전압파형과 용접상태에 따라 설정된 전압파형을 크기와 주파수 중 적어도 하나 이상을 비교하여 제어신호를 출력하는 용접상태검출부와; 상기 용접상태검출부에서 출력된 제어신호에 따라 상기 용접기의 1차측 권선에 용접용 전원을 인가하여 용접이 이루어지도록 하는 주접점제어부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 교류아크용접기용 자동전격방지기에 관한 것이다.The present invention relates to an automatic electric shock protector for an AC arc welder. More specifically, in an automatic electric shock protector for an AC arc welder using a current detected by installing a current detector in the secondary winding of the welding machine connected to the welding rod and the base material of the welding machine. A welding state detector for outputting a control signal by comparing at least one of a magnitude and a frequency with a voltage waveform detected and rectified by the current detector and a voltage waveform set according to the welding state; A main contact control unit for applying welding power to the primary winding of the welding machine according to the control signal output from the welding state detection unit to perform the welding; and the electric arc arrester for AC arc welder comprising a will be.

이에따라 전격방지기의 오동작에 의한 사고를 방지하며 용접상태로의 전환이 정확하고 신속하게 이루어지는 효과가 있다.Accordingly, there is an effect that prevents an accident due to malfunction of the electric shock protector and converts to a welding state accurately and quickly.

Description

Automatic Shock Protector for AC Arc Welding Machine {VOLTAGE REDUCING DEVICE}

본 발명은 교류아크용접기용 전격방지기에 관한 것으로 보다 상세하게는 용접기 2차측 권선에 부설된 전류검출기에서 검출된 전류를 정류한 전압의 크기와 파형을 분석하여 용접기의 상태를 자동적으로 용접대기상태와 용접상태 등으로 변경하게되는 전격방지기에 관한 것이다.The present invention relates to an electric shock protector for an AC arc welder, and more particularly, to analyze the magnitude and waveform of a rectified current detected by a current detector attached to a secondary winding of a welder and automatically determine a state of a welder. It relates to an electric shock protector to be changed to a welding state.

교류아크용접은 용접봉과 모재사이에 아크를 발생시켜 그 열을 이용하여 용접을 하므로 아크를 발생시키기 위해서는 높은 전압과 높은 전류가 필요하게된다. 이와같이 높은 전압을 사용함에따라 감전사고의 위험이 있으므로 이를 방지하기 위해 전격방지기를 설치하게 된다. 상기 전격방지기는 용접기 2차측의 용접봉홀더에 부착된 용접봉을 모재에 접촉하기 전에는 용접기를 무부하상태로 유지시키게 되며 이때 용접기에는 인체에 충격을 주지 않도록 15Vrms이하로 규정된 무부하시 전압이 걸리게 된다. 이 상태에서 용접봉을 모재에 접촉하게 되면 접촉저항에 따른 전류가 흐르게되며 그 전류를 감지하여 용접봉이 모재에 접촉된 상태라고 판단하게 되면 시동시간(40 mS 이내)내에 용접상태로 전환하여 용접기 내에 용접을 위한 전원이 공급되게된다. 이에따라 용접기의 출력전압은 정격출력전압이 되며 용접이 가능한 상태가 된다. 사용자가 용접을 멈추기 위해 용접봉을 모재로부터 분리시키면 소요전류가 줄어들게되며 이를 감지하여 전격방지기는 지동시간(1초이하)가 경과한 후 용접기 출력전압을 무부하시 전압으로 전환하게 된다.AC arc welding generates an arc between the welding rod and the base metal and uses the heat to weld it. Therefore, high voltage and high current are required to generate the arc. The use of such a high voltage, there is a risk of electric shock accident to install an electric shock protector to prevent this. The electric shock protector maintains the welder in a no-load state before the welding rod attached to the welding rod holder on the secondary side of the welder is contacted with the base material. At this time, the welder is subjected to a no-load voltage prescribed to 15 Vrms or less so as not to impact the human body. In this state, when the electrode contacts the base metal, current according to the contact resistance flows, and when the current is detected and the electrode is in contact with the base metal, the welding state is switched to the welding state within the starting time (within 40 mS) and welded in the welding machine Will be supplied with power. Accordingly, the output voltage of the welding machine becomes the rated output voltage and the welding is possible. When the user detaches the welding rod from the base material to stop welding, the required current decreases and the electric shock prevention device switches the output voltage of the welding machine to the no-load voltage after the idle time (less than 1 second) has elapsed.

이에따라 전격방지기는 용접기를 사용하는 사용자를 보호하고 있으며 아울러 작업상 불편을 주지않도록 작동하게된다. 즉 인체의 접촉에 의한 누설전류에는 반응하지 않아 용접상태로 전환되지 않도록 제어하고 용접봉을 모재에 접촉할 때의 흐르는 전류에는 반응하여 용접상태로 넘어가도록 제어하여 감전사고를 예방하게 된다.Accordingly, the electric shock protector protects the user who uses the welding machine and operates to avoid any inconvenience. That is, it does not react to leakage current by human body contact and does not switch to welding state, and responds to current flowing when welding rod is contacted with base metal, and controls to move to welding state to prevent electric shock accident.

그러나 종래의 전격방지기는 용접기의 회로상에 흐르는 전압 또는 전류의 값을 설정된 값과 단순 비교하여 용접개시를 판단하여 전원을 공급하도록 구성되어있어 시동감도가 높은 전격방지기의 경우 무부하상태에서 용접봉과 인체의 접속이나 기타 다른 사유에 의한 누설전류의 합이 설정된 값과 유사하게 되면 전격방지기가 작동되어 감전사고가 일어나게 된다는 문제점이 있다. 반면에 시동감도가 낮은 전격방지기의 경우에는 무부하상태에서 용접상태로의 전환이 늦어 용접작업이 불편하다는 문제점이 있다.However, the conventional lightning arrestor is configured to supply power by judging the welding start by simply comparing the voltage or current value flowing on the circuit of the welding machine with the set value. If the sum of the leakage currents due to the connection or other reasons is similar to the set value, there is a problem that the electric shock protector is activated to cause an electric shock. On the other hand, in the case of the electric shock protector with low starting sensitivity, there is a problem in that the welding operation is inconvenient because the transition from the no load state to the welding state is late.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로, 용접을 개시하기 위해 용접봉과 모재의 접촉시 발생하는 전류를 정류한 전압의 크기와 파형 즉 주파수를 분석하여 용접기의 전원을 단속하도록 구성되어 오동작에 의한 사고를 방지하며 용접상태로의 전환이 정확하고 신속하게 이루어지는 교류아크용접용 자동전격방지기를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is designed to solve the above problems, it is configured to analyze the magnitude and waveform of the voltage rectified current generated when the electrode and the base material contact to start welding to interrupt the power supply of the welder malfunction It is an object of the present invention to provide an automatic arc arrester for ac arc welding, which prevents accidents caused by the accident and converts into a welding state accurately and quickly.

도1 : 본 고안의 교류아크용접장치1: AC arc welding device of the present invention

도2 : 본 고안의 교류아크용접용 자동전격방지기의 블럭도2 is a block diagram of an automatic arc arrester for AC arc welding according to the present invention.

도3 : 용접개시 시의 2차측 권선에 흐르는 전류의 파형3: Waveform of the current flowing through the secondary winding at the start of welding

도4 : 용접시 2차측 권선에 흐르는 전류의 파형Figure 4: Waveform of the current flowing through the secondary winding during welding

도5 : 본 고안의 일실시예에 따른 교류아크용접용 자동전격방지기의 회로도5 is a circuit diagram of an AC arc welding automatic shock protector according to an embodiment of the present invention

< 도면의 상세한 설명 ><Detailed Description of Drawings>

10 : 용접상태검출부 11 : 정류회로10: welding state detection unit 11: rectifier circuit

12 : 필터회로 20 : 주접점단락검출부12: filter circuit 20: main contact short detection unit

30 : 주접점제어부 31 : 주접점30: main contact control unit 31: main contact

41 : 용접기 1차권선 42 : 용접기 2차권선41: welding machine primary winding 42: welding machine secondary winding

이를위해 본 고안은 용접기의 용접봉 및 모재가 연결된 용접기의 2차측 권선에 전류검출기를 부설하여 검출된 전류를 이용하는 교류아크용접기용 자동전격방지장치에 있어서, 상기 전류검출기로부터 검출되고 정류된 전압파형과 용접상태에 따라 설정된 전압파형을 크기와 주파수 중 적어도 하나 이상을 비교하여 제어신호를 출력하는 용접상태검출부와 상기 용접상태검출부에 출력된 제어신호에 따라 상기 용접기의 1차측 권선에 용접용 전원을 인가하여 용접이 이루어지도록 하는 주접점제어부를 포함하여 구성된 것을 기술적요지로 한다.To this end, the present invention provides an automatic arc prevention apparatus for an AC arc welder using a current detected by placing a current detector on a secondary winding of a welding machine connected to a welding rod and a base metal of a welding machine, the voltage waveform being detected and rectified from the current detector. Welding power is applied to the primary side winding of the welding machine according to the welding state detector for outputting a control signal by comparing at least one of a magnitude and a frequency with a voltage waveform set according to the welding state. It is to be a technical subject matter that is configured to include a main contact control unit for welding.

상기와 같이 용접상태검출부에서 전류검출기로부터 검출된 전류를 정류한 전압의 파형의 주파수와 용접기의 상태에 따라 설정된 주파수를 비교하는 이유는 용접의 개시상태를 보다 정확하게 파악하여 누설전류로 인한 전격방지기의 오동작을 방지하기 위해서이다.The reason for comparing the frequency of the waveform of the voltage rectified by the current detected by the current detector in the welding state detection unit and the frequency set according to the state of the welder is to more accurately identify the start state of the welding to prevent the electric shock due to the leakage current. This is to prevent malfunction.

이하에서는 첨부된 도면을 참고로 하여 본 고안의 일실시예에 따른 교류아크용접용 전격방지기를 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in more detail the AC arc welding electric shock protector according to an embodiment of the present invention.

도1은 본 고안의 교류아크용접장치를 개략적으로 표시한 도이고, 도2는 본 고안의 교류아크용접용 전격방지기의 블럭도이고 도3은 용접개시 시의 용접기의 2차측 권선에 흐르는 전류의 파형이고 도4는 용접시 용접기의 2차측 권선에 흐르는 전류의 파형이고 도5는 본 고안의 일실시예에 따른 교류아크용접용 자동전격방지기의 회로도이다.Figure 1 is a schematic view of the AC arc welding apparatus of the present invention, Figure 2 is a block diagram of the AC arc welding electric shock prevention device of the present invention and Figure 3 is the current flowing through the secondary winding of the welding machine at the start of welding Figure 4 is a waveform of the current flowing in the secondary winding of the welder during welding and Figure 5 is a circuit diagram of an automatic arc arrester for AC arc welding according to an embodiment of the present invention.

도면에 의하면 본 고안은 용접상태검출부(10)와 주접점제어부(30)를 포함하여 구성됨을 알 수 있다.According to the drawings it can be seen that the subject innovation comprises a welding state detection unit 10 and the main contact control unit 30.

먼저 용접상태검출부(10)를 설명하기로 한다. 상기 용접상태검출부(10)는 전류검출기(43)에서 검출된 전류를 정류 및 전압으로 변환하는 정류회로(11)와 상기 정류회로(11)를 통과한 전압의 파형이 설정한 주파수(예를 들면 330Hz이상)일 경우 입력된 신호를 출력하는 필터회로(12)로 구성된다. 여기서 상기 전류검출기(43)는 상기 용접기의 2차측 권선(42) 즉 출력측 접지선 또는 홀더선에 부설되어 상기 용접기의 2차측 권선(42)에 흐르는 전류를 검출하여 상기 용접상태검출부(10)로 입력하도록 구성된다.First, the welding state detection unit 10 will be described. The welding state detection unit 10 is a rectifier circuit 11 for converting the current detected by the current detector 43 into rectification and voltage and a frequency set by the waveform of the voltage passing through the rectifier circuit 11 (for example, 330Hz or more), the filter circuit 12 outputs an input signal. Here, the current detector 43 is attached to the secondary winding 42 of the welding machine, that is, the output side ground wire or the holder wire, detects a current flowing in the secondary winding 42 of the welding machine, and inputs it to the welding state detection unit 10. It is configured to.

또한 상기 용접중일 때의 용접상태검출부(10)는 용접기의 2차측 권선(42)에 인가된 전류를 정류한 전압의 크기가 소정의 전압(예를 들면 30V)를 초과하며 이 경우는 그 입력된 신호는 상기 필터회로(12)를 우회하여 통과하여 용접상태제어신호를 출력하게 되어 연속적인 용접이 가능하도록 구성된다.In addition, the welding state detection unit 10 during the welding is the magnitude of the voltage rectified current applied to the secondary winding 42 of the welder exceeds a predetermined voltage (for example 30V), in this case the input The signal passes through the filter circuit 12 to output a welding state control signal, and is configured to enable continuous welding.

본 고안에서는 용접대기시 상기 용접기의 2차측 권선(42)에는 무부하전압이라고 규정된 전압(15V이하)가 출력된다. 이와 같이 용접대기시에도 전압이 출력되는 것은 용접개시시 전류검출기에서 검출할 수 있는 신호를 발생시키기위함이다. 용접작업자가 용접봉을 모재에 접촉시킴으로써 용접대기에서 용접개시로 상태가 변하게 되면 저항이 무한대(실제로는 누설저항이 있을수 있으므로 높은 저항값을 가짐)에서 0옴(실제로는 접촉저항이 있을 수 있으므로 수옴이하의 저항값을 가짐)으로 변하게 되고 이에따라 용접기의 2차 권선측에 흐르는 전류가 갑자기 증가하게 된다. 이에 따라 정류회로(11)는 도3과 같이 급격하게 변화하는 즉 높은 주파수의 파형의 전압을 출력하게 된다. 그러나 누전 또는 인체의 접촉에 따라 전류가 흐르게 되면 저항이 수십옴 내지 수백옴이상되며 이에 따라 용접기의 2차권선측에 흐르는 전류는 완만하게 증가하게 된다. 이에따라 정류회로(11)는 도4와 같이 완만하게 변화하는 즉 낮은 주파수의 파형의 전압을 출력하게 된다. 또한 용접시에는 용접기의 2차권선측에 매우 큰 전류가 흘러 정류회로(11)은 매우 큰 전압을 출력하게 된다.In the present invention, when the welding standby, the voltage (15V or less) prescribed as the no-load voltage is output to the secondary winding 42 of the welding machine. In this way, the voltage is output even during the welding standby to generate a signal that can be detected by the current detector at the start of welding. When the welding worker changes the state from the welding atmosphere to the start of welding by contacting the electrode with the base metal, the resistance is infinite (in reality, there is a high resistance value because there may be a leakage resistance) to 0 ohm (actually there may be a contact resistance, so it is less than several ohms) With a resistance value of), the current flowing to the secondary winding side of the welder suddenly increases. Accordingly, the rectifier circuit 11 outputs a voltage of a waveform of high frequency, that is, rapidly changing as shown in FIG. 3. However, when a current flows due to a short circuit or human contact, the resistance is tens of ohms to hundreds of ohms or more, and accordingly, the current flowing in the secondary winding side of the welder gradually increases. As a result, the rectifier circuit 11 outputs a voltage of a waveform having a low frequency, which changes slowly as shown in FIG. In welding, a very large current flows on the secondary winding side of the welding machine, and the rectifier circuit 11 outputs a very large voltage.

여기서 상기 필터회로(12)는 일정이상의 주파수를 가진 전압파형만 통과시키므로 용접개시시의 높은 주파수의 전압파형만을 출력하게 된다. 그러나 용접대기상태 또는 누전이나 인체의 접촉시에는 출력이 이루어지지 않게 된다.Here, the filter circuit 12 passes only voltage waveforms having a predetermined frequency or more, thereby outputting only voltage waveforms having a high frequency at the start of welding. However, the output is not made when the welding standby state or short circuit or human contact.

그리고 용접상태에서는 정류회로(11)의 출력전압이 30V이상의 전압을 가지므로 상기 필터회로(12)를 우회하여 출력이 이루어진다.In the welding state, since the output voltage of the rectifier circuit 11 has a voltage of 30 V or more, the output is bypassed by the filter circuit 12.

상기의 전류검출기(43)와 정류회로(11)와 필터회로(12) 또는 미분회로의 구성은 당업계에서 주지공용의 기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.Since the configuration of the current detector 43, the rectifier circuit 11, the filter circuit 12 or the differential circuit is a technique known in the art, a detailed description thereof will be omitted.

다음으로 주접점제어부(30)에 대해 설명하기로 한다. 상기 주접점제어부(30)는 SCR소자(31)를 포함하여 구성되어 상기 용접상태검출부에서 출력된 전류가 상기 SCR소자(31)의 게이트에 입력되면 상기 용접기의 1차 권선(41)측으로 용접용 교류 전류를 인가하여 용접이 이루어지도록 구성된다.Next, the main contact controller 30 will be described. The main contact control unit 30 includes an SCR element 31 so that when the current output from the welding state detection unit is input to the gate of the SCR element 31, the welding is directed to the primary winding 41 side of the welder. The welding is performed by applying an alternating current.

상기의 SCR소자(31)의 작동에 관한 기술은 당업계에서 널리 알려진 공지의 기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.Since the technology related to the operation of the SCR device 31 is well known in the art, a detailed description thereof will be omitted.

이하에서는 상기와 같이 구성된 본 고안의 작용을 살펴보기로 한다. 용접대기시 용접기는 15V이하의 전압을 가진 교류신호를 출력한다. 용접을 개시하기 위해 용접봉을 모재에 접촉하게 되면 저항이 0이 되면서 상기 2차권선내의 전류가 급격하게 증가하게 된다. 상기 전류검출기(43)는 상기 전류를 검출하여 상기 용접상태검출부(10)로 전달하게 된다. 상기 용접상태검출부(10)는 소정의 주파수(예를 들면 330Hz)이상의 전류만 검출하여 출력하게된다. 이때 용접개시시의 전류는 1Khz 이상의 주파수를 가지게 되므로 용접상태검출부(10)에서 주접점제어부(30)로 제어신호가 출력된다. 상기 주접점제어부(30)내 SCR소자(31)의 게이트에 전류가 입력되고 이에 따라 상기 1차 권선에 전원이 공급되도록 한다. 이에따라 용접기는용접개시상태가 된다.Hereinafter will be described the operation of the present invention configured as described above. During welding standby, the welding machine outputs an AC signal with a voltage of 15V or less. When the electrode contacts the base metal to start welding, the resistance becomes zero and the current in the secondary winding rapidly increases. The current detector 43 detects the current and transmits the current to the welding state detection unit 10. The welding state detection unit 10 detects and outputs only a current of a predetermined frequency (for example, 330 Hz) or more. At this time, since the current at the start of welding has a frequency of 1 Khz or more, a control signal is output from the welding state detection unit 10 to the main contact controller 30. A current is input to the gate of the SCR element 31 in the main contact control unit 30 so that power is supplied to the primary winding. Accordingly, the welder is in a welding start state.

용접이 개시된 이후에는 상기 용접기의 2차권선에는 매우 큰 전류가 흐르므로 상기 용접상태검출부(10)는 상기 전류검출기가 검출하여 정류한 전압파형의 주파수에 관계없이 상기 주접점제어부로 제어신호를 출력시키게 된다. 이에따라 계속 용접이 이루어진다.After welding starts, a very large current flows in the secondary winding of the welder, so that the welding state detector 10 outputs a control signal to the main contact controller regardless of the frequency of the voltage waveform detected and rectified by the current detector. Let's go. As a result, welding continues.

용접의 종료시 용접봉과 모재가 일정이상의 거리로 이격되면 저항이 무한대가 되면서 상기 용접기의 2차권선내에는 전류가 흐르지 않게 되므로 상기 용접상태검출부(10)에서 주접점제어부측으로의 출력이 이루어지지 않아 상기 주접점제어부의 SCR소자는 용접용 전원을 차단하게 된다. 이에따라 상기 용접기의 2차권선내에는 15V이하의 신호만 출력되어 용접기는 용접대시상태로 전환된다.At the end of welding, if the welding rod and the base material are separated by a predetermined distance or more, the resistance becomes infinite and no current flows in the secondary winding of the welding machine. Therefore, the output from the welding state detection unit 10 to the main contact control unit is not achieved. The SCR element of the main contact control unit cuts off the welding power supply. Accordingly, only a signal of 15 V or less is output in the secondary winding of the welding machine, and the welding machine is switched to the welding dashed state.

용접대기중 인체에 접촉 또는 누전시에는 상기 정류회로(11)의 출력전압파형의 주파수가 낮으므로 (예를 들면 60Hz) 필터회로를 통과하지 못하며 용접기의 2차권선측의 출력전압도 15V이하이므로 감전사고를 방지하게 된다.If the frequency of the output voltage waveform of the rectifier circuit 11 is low (for example, 60 Hz) when the human body is in contact or short-circuit during welding, it cannot pass through the filter circuit and the output voltage of the secondary winding side of the welding machine is also 15V or less. Electric shock is prevented.

따라서 인체나 염수에 접촉한 경우에 발생하는 전류에 의해서는 용접이 개시되지 않으므로 용접기의 오작동을 방지하게 된다.Therefore, the welding is not started by the current generated when the human body or the brine is in contact, thereby preventing the welding machine from malfunctioning.

상술한 바와 같이 본 고안의 교류아크용접용 자동전격방지기에 의하면 용접시 전격방지기의 오동작에 의한 사고를 방지하며 용접상태로의 전환이 정확하고 신속하게 이루어지는 효과가 있다.As described above, according to the AC arc welding automatic electric shock protector of the present invention, it prevents an accident due to the malfunction of the electric shock protector during welding, and has an effect of quickly and accurately switching to a welding state.

Claims

In the automatic electric shock prevention device for the AC arc welder using the detected current by installing a current detector in the secondary winding of the welding machine connected to the welding rod and the base metal of the welding machine,

A welding state detector for outputting a control signal by comparing at least one of magnitude and frequency with a voltage waveform detected and rectified by the current detector and a voltage waveform set according to the welding state;

And a main contact control unit configured to apply welding power to the primary winding of the welder according to the control signal output to the welding state detection unit, to perform welding.