KR20130099567A - Voltage electric control system of self-contained all welding machine and generator - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자납형 일체식 용접기·발전기의 전압 전류제어시스템에 관한 것으로서, 구체적으로 발전기를 돌리는 원동기와 발전기, 그리고 전압전류제어기와 연결된 축전지, 그리고 축전지와 연결된 다기능용접기제어기(CO2, MMA, TIG, MIG, MAG 통합제어)로 구성되어 현장에서 용접기를 사용하면 1차적으로 축전지에 충전된 전력을 사용하고, 기준전압 이하로 떨어지면 전압전류제어기에서 축전지 전압을 체크해 원동기를 가동시키고 발전기를 돌려 전압전류제어기를 통해 소모된 축전지의 전력을 충전시키고 완충시 원동기를 멈추고 발전기를 정지시켜 대기 상태로 되는 것으로 축전지에서 1차적으로 완충작용을 해서 용량이 작은 발전기를 사용하더라도 발전기에 무리가 가지않고 원동기의 공회전을 줄여 연료소모와 CO2 배출을 억제할 수 있는 자납형 일체식 용접기·발전기의 전압 전류제어시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a voltage and current control system of a self-supporting integrated welding machine and generator, specifically, a prime mover and a generator for driving a generator, a storage battery connected to a voltage current controller, and a multifunction welding controller connected to a storage battery (CO 2 , MMA, TIG). , MIG, MAG integrated control), when the welding machine is used in the field, the electric power charged to the battery is used first.When the voltage falls below the reference voltage, the voltage and current controller checks the battery voltage to start the motor and turn the generator to turn the voltage current. The controller charges the consumed power of the battery and stops the prime mover when it is fully charged, and stops the generator. It becomes the standby state. Self-supporting work to reduce fuel consumption and CO 2 emissions The present invention relates to a voltage current control system for a body welding machine and generator.
용접기는 CO2 용접기, MIG 용접기, MAG 용접기, TIG 용접기, ARC 용접기 등으로 구분이 된다. 여기서 두 개의 매체를 접합하는 방법은 크게 두 가지로 기계적 접합과 금속학적 접합법으로 분류한다. Welder is divided into CO 2 welder, MIG welder, MAG welder, TIG welder, ARC welder. Here, two methods of joining two media are classified into mechanical bonding and metallurgical bonding.
기계적 접합이란 접합면에 국부적인 소성변형(塑成變形)을 주는 것으로 볼트이음, 리벳이음, 가열 끼우기 등이 있으며, 금속학적 방법(또는 야금학적 방법)이란 접합면에 열같은 에너지를 가하여 국부적으로 熔融(용융)시키던지 또는 금속원자의 열확산을 촉진시키는 방법으로 용접은 대부분 이 방법에 속한다.Mechanical joints give localized plastic deformation to the joint surface, such as bolted joints, rivet joints, and heat fittings.Metallurgical methods (or metallurgical methods) apply local energy by applying heat-like energy to the joint surface. Welding is a major part of this method, either by melting or by promoting the thermal diffusion of metal atoms.
용접작업에 필요한 구성요소는 용접의 종류에 다소 차이는 있으나 ①용접대상이 되는 재료 (모재), ②열원(가열열원으로 가스열이나 전기에너지를 사용가 주로 사용되고 화학반응열, 기계 에너지, 전자파에너지 사용) ③용가재(융합에 필요한 용접봉이나 납 등) ④용접기와 용접기구(용 접용 케이블, 호울더, 토우치, 기타 공구 등) 등이 필요하다. The components required for welding work are somewhat different depending on the type of welding. ① Materials to be welded (base metal), ② heat source (heating source is mainly using gas heat or electric energy and chemical reaction heat, mechanical energy, electromagnetic wave energy) ③ Crayfish (welding rod or lead necessary for fusion) ④ Welder and welding equipment (welding cable, holder, torch, other tools, etc.) are necessary.
따라서, 본 발명에서 추진하고자 하는 배경으로 첫 번째로, 에너지 절감 및 co2 발생량 감소를 위해 전 세계적으로 노력하고 있듯이, 전기사정이 비교적 불안정한 지역이나 전기 설비가 어려운 공사현장 등에서의 용접작업에 사용되는 거의 모든 발전기들이 사용효율 30% 미만의 매우 비효율적으로 사용되고 있어 CO2발생량이 매우 높고 에너지 효율이 매우 낮아 우선적으로 개발이 요구되고 있다는 점이다. 두 번째로, 전기 사정이 열악한 후진국에서의 각종 공사가 늘어나지만 이에 부응하는 전기발생장치 및 용접을 위한 고효율 발전기가 전무한 상태인 점이다. 세 번째로, 기존 발전기 및 용접기 일체형 발전용접기의 고가격 및 저효율에 따른 대체(밀러용접기)가 요구된다. 조사에 의하면 필수적으로 융합 발전기가 요구된다 하겠다.Therefore, first of all, in the background of the present invention, as the global efforts to reduce energy and reduce the amount of co2 generated, almost used for welding work in areas with relatively unstable electrical conditions or difficult construction equipment, etc. It is that all the generators to the use efficiency is very inefficient in use it as CO 2 amount of less than 30% is very high and the energy efficiency is very low development preferentially been required. Second, various projects in poor countries with poor electrical conditions are increasing, but there are no high-efficiency generators for generating electricity and welding. Third, replacement of the existing generator and welding machine integrated power welding machine according to the high price and low efficiency (miller welding machine) is required. According to the survey, a fusion generator is required.
한편, 종래 기술로서, 대한민국 실용신안출원번호 제20-2005-0018211(출원일: 2005년 06월 24일)에는 "전류조절기능을 개선한 전기용접기"가 개시된 바 있다. On the other hand, as a prior art, the Republic of Korea Utility Model Application No. 20-2005-0018211 (application date: June 24, 2005) has been disclosed "electric welder with improved current control function".
종래 실용신안에 따른 전류조절기능을 개선한 전기용접기는, 전류조절핸들을 구동하여 전류를 조절하는 전기용접기에 있어서, 동력을 전달받아 전류조절핸들을 구동시키는 기어가 장착되고; 상기 기어는 정회전과 역회전이 가능한 전류조절모터에 의해 구동되며; 상기 모터는 전선으로 연결된 스위치에 의해 정회전 또는 역회전되고; 상기 스위치는 홀더 또는 용접쉬일드에 설치되며; 상기 용접쉬일드의 필터유리 아래지점에 전류의 세기를 나타내는 전류미터기가 장치되어 전선으로 스위치에 연결되도록 구성함으로써; 용접공이 용접중에도 스위치의 조작을 통하여 용접전류를 조절하는 것을 그 특징으로 한다.The electric welding machine, which improves the current regulation function according to the conventional utility model, includes an electric welder which drives a current regulating handle to regulate a current, and is equipped with a gear for driving the current regulating handle by receiving power; The gear is driven by a current regulating motor capable of forward and reverse rotation; The motor is rotated forward or reverse by a switch connected by wires; The switch is installed in a holder or a welding shield; A current meter indicating a current intensity at a point below the filter glass of the welding shield is configured to be connected to the switch by an electric wire; The welder is characterized in that the welding current is adjusted through the operation of the switch during welding.
그러나 위와 같은 방식으로 전류를 조절하더라도 실제 용접을 할 때에는 용접자가 원하는 적정한 전류가 나오지 않아서 다시 전류를 조절하던지, 아니면 직접 용접기가 있는 곳으로 가서 전류를 조절하는 경우가 많았다.However, even if the current is adjusted in the above manner, the actual current welding did not come out the proper current desired by the welder, or the current was adjusted again, or go directly to the welding machine where the current was often adjusted.
또한, 대부분의 용접기는 용접기를 사용할 때마다 발전기를 가동하는 것이 아니라 언제 사용할지 모르는 용접기를 위해 같은 용량의 발전기를 작업 시작 전에 가동시켜 놓고 용접기를 작업할 때 사용하게 되는 것으로 예를 들어 10시간 정도 발전기를 가동 했을 때 실제 용접기를 사용하는 시간은 1시간 정도로 9시간은 사용하지 않은 대기 상태를 유지하여 연료소모와 CO2 를 배출하면서 발전기 혼자 가동된 상태로 유지되고 또한 용접기 사용시 발전기에 많은 부하가 걸려 원동기와 발전기에 무리를 줘 수명이 단축되는 문제점이 있다.In addition, most welding machines are not used to operate the generator every time the welder is used, but for the welding machine that may be used at any time, the generator of the same capacity is operated before the start of work and used to operate the welder, for example, about 10 hours. When the generator is started, the actual welding machine is used for about 1 hour and the idle state is maintained for 9 hours without using the generator, and the generator is operated alone while releasing fuel consumption and CO 2 . There is a problem in that the life is shortened by giving a force to the prime mover and generator.
용접기 또한 작업현장에서 여러가지 방법의 용접 상황이 발생되어 여러가지 용접기를 가지고 운영되어 종류별 용접기가 현장에 필요하여 장비 관리 문제점이 있다.
Welder also has a welding situation of various methods in the work site is operated with a variety of welding machines, there is a problem in the equipment management because the type of welding machine is required in the field.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 발전기를 돌리는 원동기와 발전기, 그리고 전압전류제어기와 연결된 축전지, 그리고 축전지와 연결된 다기능용접기제어기(CO2, MMA, TIG, MIG, MAG 통합제어)로 구성되어 현장에서 용접기를 사용하면 1차적으로 축전지에 충전된 전력을 사용하고, 기준전압 이하로 떨어지면 전압전류제어기에서 축전지 전압을 체크해 원동기를 가동시키고 발전기를 돌려 전압전류제어기를 통해 소모된 축전지의 전력을 충전시키고 완충시 원동기를 멈추고 발전기를 정지시켜 대기 상태로 되는 것으로 축전지에서 1차적으로 완충작용을 해서 용량이 작은 발전기를 사용하더라도 발전기에 무리가 가지않고 원동기의 공회전을 줄여 연료소모와 CO2 배출을 억제할 수 있는 자납형 일체식 용접기·발전기의 전압 전류제어시스템을 제공함에 목적이 있다.
The present invention has been made in view of the above problems, the motor and the generator for turning the generator, and the storage battery connected to the voltage and current controller, and the multi-function welding controller connected to the storage battery (CO 2 , MMA, TIG, MIG, MAG integrated control) When the welding machine is used in the field, the electric power charged to the battery is used first.When the voltage falls below the reference voltage, the battery voltage is checked by the voltage and current controller to operate the prime mover, and the generator is turned to turn on the generator. It charges the power and stops the prime mover when it is fully charged, and stops the generator to become a standby state. It is primarily buffered in the battery, so even if a small capacity generator is used, it does not overpower the generator and reduces idling of the prime mover to reduce fuel consumption and CO 2. An object of the present invention is to provide a voltage and current control system for a self-supporting integrated welding machine and generator capable of suppressing discharge.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 자납형 일체식 용접기·발전기의 전압 전류제어시스템은, 용접기; 소정의 공간을 마련하며, 진동을 최소화하는 진동 흡수장치 구조를 가진 설치고정용 프레임; 상기 프레임에 적어도 부분적으로 장착되고, 전력을 충전하며, 용접기에 전력을 공급하는 축전지; 상기 프레임에 적어도 부분적으로 장착되는 원동기; 상기 프레임에 적어도 부분적으로 장착되고, 부하를 가동하여 축전장치의 저장전력을 소비하면 원동기를 가동하여 전력을 충전하는 발전기; 공급되는 전원을 제어하는 전압 전류 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above technical problem, a voltage-current control system of a self-supporting integrated welding machine and generator of the present invention includes: a welding machine; An installation fixing frame having a vibration absorbing device structure that provides a predetermined space and minimizes vibration; A storage battery at least partially mounted to the frame, for charging power and for supplying power to a welder; A prime mover at least partially mounted to said frame; A generator at least partially mounted to the frame, the generator configured to operate the prime mover to charge the power when the load is consumed to consume the stored power of the electrical storage device; And a voltage current controller for controlling the supplied power.
바람직하게, 상기 용접기는, 축전지에 충전된 전력만을 사용하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the welder is characterized by using only the electric power charged in the storage battery.
바람직하게, 상기 전압 전류 제어부는, 축전지의 전압을 체크하며, 용접기를 가동할 수 없는 전압 이하가 되면 원동기를 가동시키고 발전기를 통해 축전지의 전력을 충전시키는 것을 특징으로 한다.Preferably, the voltage current controller checks the voltage of the battery, and when the voltage becomes less than the voltage at which the welding machine cannot operate, operates the prime mover and charges the power of the battery through the generator.
바람직하게, 상기 전압 전류 제어부는, 축전지의 완충 시 원동기와 발전기는 정지 상태인 것을 특징으로 한다.Preferably, the voltage and current control unit is characterized in that the prime mover and the generator when the battery is fully charged.
바람직하게, 상기 전압 전류 제어부는, 축전지의 잔량을 확인하면서 충전을 제어하고, 발전기의 전압 제어 및 원동기 제어하는 것을 포함한다.Preferably, the voltage current controller includes controlling the charging while checking the remaining amount of the battery, and controlling the voltage and the prime mover of the generator.
바람직하게, 상기 전압 전류 제어부는, 회로의 단락, 과부하, 역극성 보호, 자동 충전 조정하는 것을 더 포함한다.Preferably, the voltage current controller further includes short circuit, overload, reverse polarity protection, and automatic charging adjustment of the circuit.
바람직하게, 상기 전압 전류 제어부의 자동 충전 조정은 균등 충전 및 부동 충전인 것을 더 포함한다.Preferably, the automatic charging adjustment of the voltage current controller further includes equal charging and floating charging.
바람직하게, 상기 전압 전류 제어부는, 고주파제어, 피드모터제어, 가스밸브제어하는 것을 특징으로 한다.
Preferably, the voltage current control unit is characterized in that the high frequency control, feed motor control, gas valve control.
상술한 바와 같은 본 발명의 용접기는 1차적으로 축전지에 충전된 전력을 사용하고, 기준전압 이하로 떨어지면 전압전류제어기에서 축전지 전압을 체크해 원동기를 가동시키고 발전기를 돌려 전압전류제어기를 통해 소모된 축전지의 전력을 충전시키고 완충시 원동기를 멈추고 발전기를 정지시켜 대기 상태로 되는 것으로 축전지에서 1차적으로 완충작용을 해서 용량이 작은 발전기를 사용하더라도 발전기에 무리가 가지않고 원동기의 공회전을 줄여 연료소모와 CO2 배출을 억제할 수 있는 효과가 있다.The welding machine of the present invention as described above primarily uses the power charged in the battery, and when the voltage falls below the reference voltage, the battery current is checked by the voltage and current controller to operate the prime mover, and the generator is turned to turn on the generator. It charges the power and stops the prime mover when it is fully charged, and stops the generator to become a standby state. It is primarily buffered in the battery, so even if a small capacity generator is used, it does not overpower the generator and reduces idling of the prime mover to reduce fuel consumption and CO 2. It has the effect of suppressing the emission.
또한, 용접기와 발전기를 통합하여 필요시에 발전기로 사용하다가 필요에 따라서는 용접기로 사용할 수 있어 용접기와 발전기를 가장 이상적으로 융합하여 필요에 따라서 발전기 또는 용접기로 활용할 수 있도록 하며, 특히 사용자의 부주의로 인한 손상이 발생할 수 있게 되는 회로 단락 보호, 과부하 보호, 역극성 보호, 자동 충전 조정 기능이 가능한 효과가 있다.
In addition, the welding machine and generator can be used as a generator when necessary, and then used as a welding machine if necessary, so that the welding machine and generator can be ideally fused to be utilized as a generator or a welding machine as necessary, and in particular, due to user's carelessness. Possible short-circuit protection, overload protection, reverse polarity protection, and automatic charge adjustment, which can cause damage.
도 1은 본 발명의 자납형 일체식 용접기·발전기의 전압 전류제어시스템을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 자납형 일체식 용접기·발전기의 전압 전류제어시스템의 축전지 방전 곡선을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 자납형 일체식 용접기·발전기의 전압 전류제어시스템의 축전지 정전류 충전 곡선을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 자납형 일체식 용접기·발전기의 전압 전류제어시스템의 축전지 정전압 충건 곡선을 나타낸 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The figure which shows the voltage-current control system of the self-supporting integrated welder and generator of this invention.
2 is a view showing a battery discharge curve of the voltage current control system of the self-supporting integrated welder and generator of the present invention.
3 is a view showing a battery constant current charging curve of a voltage current control system of a self-supporting integrated welding machine and generator of the present invention.
4 is a view showing a battery constant voltage charge curve of the voltage current control system of the self-supporting integrated welding machine and generator of the present invention.
용접기;welding machine;
소정의 공간을 마련하며, 진동을 최소화하는 진동 흡수장치 구조를 가진 설치고정용 프레임;An installation fixing frame having a vibration absorbing device structure that provides a predetermined space and minimizes vibration;
상기 프레임에 적어도 부분적으로 장착되고, 전력을 충전하며, 용접기에 전력을 공급하는 축전지;A storage battery at least partially mounted to the frame, for charging power and for supplying power to a welder;
상기 프레임에 적어도 부분적으로 장착되는 원동기;A prime mover at least partially mounted to said frame;
상기 프레임에 적어도 부분적으로 장착되고, 부하를 가동하여 축전장치의 저장전력을 소비하면 원동기를 가동하여 전력을 충전하는 발전기;A generator at least partially mounted to the frame, the generator configured to operate the prime mover to charge the power when the load is consumed to consume the stored power of the electrical storage device;
공급되는 전원을 제어하는 전압 전류 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자납형 일체식 용접기·발전기의 전압 전류제어시스템을 제공함으로써 달성하였다.It has been achieved by providing a voltage current control system of a self-supporting integrated welder and generator, comprising a voltage and current controller for controlling the power supplied.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be interpreted in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention, and not all of the technical ideas of the present invention are described. Therefore, It should be understood that various equivalents and modifications are possible.
본 발명의 자납형 일체식 용접기·발전기의 전압 전류제어시스템은 용접기(160)와 발전기(120)를 통합하여 필요시에 발전기(120)로 사용하다가 필요에 따라서는 용접기(160)로 사용할 수 있도록 하는 전압 전류제어시스템을 구성으로 용접기(160)와 발전기(120)를 가장 이상적으로 융합하여 필요에 따라서 발전기(120) 또는 용접기(160)로 활용할 수 있는 것이다.The voltage and current control system of the self-supporting integrated welding machine / generator of the present invention integrates the
아울러, 발전기(120)를 돌리는 원동기(130)와 발전기(120), 그리고 전압 전류 제어부(150)와 연결된 축전지(140), 그리고 축전지(140)와 연결된 다기능용접기제어기(CO2, MMA, TIG, MIG, MAG 통합제어)로 구성되어 현장에서 용접기(160)를 사용하면 1차적으로 축전지(140)에 충전된 전력을 사용하고, 일정 기준전압 이하 즉, 용접기(160)를 가동할 수 없는 전압으로 떨어지면 전압 전류 제어부(150)에서 축전지(140)의 전압을 체크해 원동기를 가동시키고 발전기(120)를 돌려 전압 전류 제어부(150)를 통해 소모된 축전지(140)의 전력을 충전시키고 완충시 원동기를 멈추고 발전기(120)를 정지시켜 대기 상태로 되는 것으로 축전지(140)에서 1차적으로 완충작용을 해서 용량이 작은 발전기(120)를 사용하더라도 발전기(120)에 무리가 가지않고 원동기(130)의 공회전을 줄여 연료소모와 CO2 배출을 억제할 수 있다.In addition, the
도 1을 참조하면, 본 발명은 용접기(160)와 발전기(120)를 통합하여 필요시에 발전기(120)로 사용하다가 필요에 따라서는 용접기(160)로 사용할 수 있도록 시스템을 구성하는 것으로 가장 이상적인 충전이 되도록 임의로 전류를 조절하는 것이다.Referring to Figure 1, the present invention is the most ideal to configure the system so that the
여기서, 상기 용접기(160)와 발전기(120)의 축전지(140)의 충전 전류에는 충전 전류, 무리한 사용에 따라 운영되는 부하 전류, 규격에 표시한 이상으로 전류가 만들어지지 않는 발전기 전류로 구분이 된다. Here, the charging current of the
충전은 가급적 적은 전류로 오래하면 좋지만 용접기(160)와 발전기(120)를 가장 이상적으로 융합하여 필요에 따라서 발전기(120) 또는 용접기(160)로 활용할 수 있는 시스템을 제안하고자 한다. Charging should be as long as possible with as little current as possible, but ideally fuse the
특히 사용자의 부주의로 인한 손상이 발생할 수 있게 되므로 회로 단락 보호, 과부하 보호, 역극성 보호, 자동 충전 조정 기능이 가능하도록 구성한 시스템에 관한 것이다.In particular, it is related to a system configured to enable short circuit protection, overload protection, reverse polarity protection, and automatic charge adjustment since damage due to user's carelessness may occur.
먼저 구성은 프레임(110), 발전기(120), 원동기(130), 축전지(140), 전압 전류 제어부(150), 용접기(160) 등을 포함한다.First, the configuration includes a
상기 프레임(110)은 소정의 공간을 마련하며, 진동을 최소화하는 진동 흡수장치 구조를 가진 설치고정용으로 마련된다.The
상기 프레임(110)은 원동기(130)의 진동을 최소화하는 진동 흡수장치 또는 구조를 가진다.The
그리고, 상기 프레임(110)에 적어도 부분적으로 장착되는 발전기(120)는 부하를 가동하여 축전지(140)의 저장전력을 소비하면 가동하게 된다.In addition, the
상기 프레임(110)에 적어도 부분적으로 원동기(130)가 장착된다.The
이러한 자납형 일체식 용접기·발전기에는 용접기(160)의 내부 구성 요소를 보호하는 프레임(110)이 마련되어 있다. 원동기(130) 및 발전기(120)가 상기 프레임(110)에 의해 적어도 부분적으로 보호된다. 상기 원동기(130)는 발전기(120)를 구동시키고, 이 발전기(120)는 이어서 용접기(160)용 전기를 생산한다.Such a self-supporting integrated welder and generator is provided with a
이때, 상기 발전기(120)의 회전수에 따른 불규칙한 발전전압을 축전지(140)에 저장하기 위한 레귤레이터가 마련된다.At this time, a regulator for storing an irregular power generation voltage according to the rotational speed of the
또한, 충전전류와 충전전압을 제어할 수 있는 충전장치 및 축전지 전압과 부하전류 등을 발전기 기동 정지 제어 장치에 의해 제어할 수 있다.In addition, it is possible to control the charging device capable of controlling the charging current and the charging voltage, the battery voltage and the load current, etc. by the generator start stop control device.
이러한 공급되는 전원을 전압 전류 제어부(150)에서 제어한다.The supplied power is controlled by the voltage
상기 전압 전류 제어부(150)는 용접기(160)와 발전기(120)를 통합하여 필요시에 발전기(120)로 사용하다가 필요에 따라서는 용접기(160)로 사용할 수 있도록 하는 논리적 알고리즘이 요구된다. The voltage
상기 발전기(120)의 효율을 극대화하기 위해서는 발전기(120)에서 발전되는 전기를 사용하지 않을 때 사용하지않는 여유 전력을 축전지(140)에 충전하여 충전 값이 일정 값 즉, 축전지(140) 완충상태에 도달하면 발전기(120)를 정지시켜 에너지의 소비 및 원동기의 CO2 발생을 차단한다.In order to maximize the efficiency of the
이같이, 부하를 가동하여 축전지(140)의 저장전력을 용접기(160)를 가동할 수 없는 전력을 소비하면 발전기(120)가 가동하도록 한다. As such, when the load is operated to consume power that the storage power of the
상기 전압 전류 제어부(150)는 축전지(140) 전압과 축전지(140)로 유입 또는 유출되는 전류를 측정하여 충전회로의 공급 전압 및 전류를 비교하여 축전지(140)의 상태를 실시간 확인하여 축전지(140)의 충전 조건 및 교환시기를 감시할 수 있는 축전지(140) 상태 모니터링한다.The voltage
또한, 전압 전류 제어부(150)는 고주파제어, 피드모터제어, 가스밸브제어를 통해 다기능용접기가 요구하는 모드를 맞춰주어 한 개의 통합된 용접기에서 CO2,MMA,TIG,MIG,MAG) 용접을 할 수 있도록 한다.In addition, the voltage and
구체적으로 정리하면, 현장에서 용접기(160)는 1차적으로 축전지(140)에 충전된 전력을 사용하고 기준전압(용접기가 가동할 수 있는 전압) 이하로 떨어지면 전압전류제어부(150)에서 축전지(140) 전압을 체크(용접기가 가동할 수 있는 전압 체크)하여 원동기(130)를 가동시키고 발전기(120)를 돌려 전압전류제어부(150)를 통해 소모된 축전지(140)의 전력을 충전시키고 완충시 원동기(130)를 멈추고 발전기(120)를 정지시켜 대기 상태로 된다.Specifically, in the field, the
상기 원동기(130)와 발전기(120)는 하나의 축으로 연결하는 방법을 사용하여 손실을 최소화하고 발전 효율을 극대화하기 위하여 발전기(120)의 극수를 원동기(130) 회전수에 맞게 조정한다. The
불규칙한 원동기(130)의 회전수에 따른 불규칙한 발전전압을 축전지(140)에 저장하기 위한 레귤레이터 장치와 충전전류와 충전전압을 제어할 수 있는 충전장치, 축전지(140) 전압과 부하전류 등을 고려한 발전기 기동 정지 제어 장치를 포함하는 것이다. A regulator device for storing irregular power generation voltage according to the rotational speed of the irregular
상기 발전기(120) 및 발전기 제어장치 등은 폭우 폭설 등의 사계절 및 혹한지역, 혹서지역에 대응하는 구조로 제작한다. 원동기(130)는 디젤연료 사용을 원칙으로 하나 가솔린 원동기 사용도 감안한다. 원동기(130)는 연료효율 및 안정된 출력 등을 고려하여야 하고, 발전기(120)의 출력에 맞는 것으로 통상출력 약 50마력 정도의 출력을 얻을 수 있는 원동기로 한다.The
한편, 본 발명의 전압 전류 제어부(150)는 축전지(140) 시스템을 만드는데 다음 요소가 필수적으로 작동되는지에 관점을 두고 설계된다. 즉, 회로의 단락 보호, 과부하로부터 장비를 보호, 역극성 보호, 자동 충전 조정 기능을 제안한다.On the other hand, the voltage and
먼저, 회로의 단락을 보호하는 것이다. 축전지(140) 내부의 회로가 단락되어 제 기능을 하지 못할 경우 출력을 자동으로 차단하여 축전지(140)가 무리한 충전이나 단락으로 피해를 입지 않도록 보호하는 기능을 가지고 있으므로 안전하게 충전을 할 수 있다. 단락으로 출력이 차단되지 않을 경우 지속적인 충전이나 축전지(140) 양단자를 쇼트시키는 결과와 같은 문제가 발생할 수 있다. First, to protect the short circuit. When the internal circuit of the
축전기(140)가 켜진 상태에서 출력 단자를 서로 단락시켜도 손상이 발생하지 않고 축전기(140)가 자동으로 안전하게 꺼지도록 설계되어져야 한다. Even if the output terminals are shorted to each other while the
다음으로 과부하로부터 장비를 보호해야 한다. 축전기(140)가 충전할 수 없는 불량 배터리가 연결되어 있을 경우 일반적인 축전기(140)의 경우 전류가 증가하고 과부하가 걸리게 되는 문제가 발생하게 된다. 과부하가 걸릴 경우 축전기(140)가 불안정하여 전류 증가로 장비가 손상될 수 있다. 고효율로 충전할 때 과부하가 걸리더라도 자동으로 최대 출력 전류 이상의 전류를 내보내지 않고 축전기(140) 용량 한도 내에서 출력을 자동으로 제어하여 축전지(140)의 충전에 대한 무리가 발생하지 않도록 구성하여야 한다. Next, the equipment must be protected from overload. When a bad battery that the
또한, 역극성 보호이다. 축전지(140)를 충전하려고 축전지(140) 단자에 축전기(140)를 연결하는 와중에 흔히 범하는 실수가 바로 극성을 거꾸로 연결하는 문제이다. 일반적인 축전기(140)는 극성을 거꾸로 연결할 경우 축전기(140)가 손상될 수 있기 때문이다. 출력 극성을 반대로 연결하면 자동으로 출력이 차단되고 꺼지도록 설계되어져야 한다. It is also reverse polarity protection. A common mistake in connecting the
일반적인 지식을 가진 사람 누구라도 쉽게 그리고 안전하게 이용할 수 있어야 한다는 것이다. Anyone with general knowledge should be able to use it easily and safely.
그리고 자동 충전 조정 기능이 요구된다. 축전지(140)를 충전하는 충전 방식은 크게 두 가지 방식이 있는데 바로 균등 충전과 부동 충전이다. 축전기(140)가 축전지(140)의 상태에 따라 균등 충전과 부동 충전을 자동으로 실행하므로 축전지(140)만 연결해 놓으면 알아서 충전을 완벽하게 수행하도록 해야 하는데. 일반적인 축전기(140)는 이런 기능이 있지 않아 과충전되도록 하여 축전지(140)를 고장 내거나 수명을 단축시키는 문제가 되기 때문이다.And automatic charge adjustment is required. There are two types of charging methods for charging the
축전지(140)가 많이 방전되면 처음에는 부동 충전으로 축전지(140)를 균일한 전류로 충전을 하고 용접기(160)를 가동할 수 있는 수준 이상으로 충전되면 자동으로 균등 충전으로 약간 높은 전압으로 축전지(140)에 무리가지 않도록 보충하도록 해야 축전지(140)의 수명이 안정적일 수 있다. 축전기(140)의 출력에 배터리를 병렬로 연결하여 사용하면 직류 전원 공급 장치로도 훌륭한 기능을 수행할 수 있다. When the
이 경우 긴급한 상황이나 1 시간 이상의 정전 시에 백업 기능이 필요한 경우 축전지(140)를 병렬로 연결함으로써 그 기능을 충실히 수행할 수 있다. In this case, when a backup function is required in an emergency situation or in the case of a power failure of 1 hour or more, the function can be faithfully performed by connecting the
이렇게 되면 일반 전원 공급 장치보다 한 차원 높은 백업 기능을 가진 전원 공급 장치로 업그레이드된다.This upgrades to a power supply with a higher level of backup than a regular power supply.
실시예Example
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에서의 전압 전류 제어부(150)는 축전지(140)의 용량을 220V 75Ah로 정하였다. 전류의 기본 단위는 A이다. 2 to 4, the voltage
만약에 예를 들어 알터네이터가 220V/80A라고 한다면 이 알터네이터가 만들어 낼 수 있는 전압과 전류용량을 의미한다. 전압은 실제보다 좀 높아야 하고 전류는 최대 80A까지 만들 수 있다는 의미이다. 부하가 220V/10A 라면 알터네티는 70A 여유가 있다는 의미이고 만일에 부하가 220V/80A라면 더 이상 추가로 부하를 사용하여서는 안된다. AH(암페어아워)란 단위시간당 사용할 수 있는 충전된 전류량을 의미한다 축전지(140)의 전기가 완충되었을 때는 더 이상의 전력을 발전시켜 보낸다고 해도 축전지(140)가 더 이상 받아드릴 수 있는 환경이 아니다는 의미이다. If, for example, the alternator is 220V / 80A, it means the voltage and current capacity the alternator can produce. That means the voltage must be slightly higher than it actually is and the current can be up to 80A. If the load is 220V / 10A, Alternatey has a 70A margin. If the load is 220V / 80A, no further load should be used. AH (ampere hour) means the amount of charged current that can be used per unit time. When the
그래서, A와 AH 관계를 들어 보면 220V/80AH의 축전지(140)에 220V/80A의를 소모하는 전기장치를 연결하였다면 이 축전지(140)는 1시간밖에 사용할 수 없다. So, if you look at the relationship between A and
이를 기준으로 축전지(140)는 AH라는 단위를 사용하는 것이다. 여기서 220V 라는 기준 전압은 용접기에 제공할 전압인데 용접기(160)의 특성상 용접기(160)를 사용할 때 한번에 많은 전류를 필요로 한다. 기준전압이 220V 이하로 낮추었을 때 인버터에 들어갈 부품들이 P=V*I 관계에 따라 가동에 필요한 전력을 얻기 위해서는 V가 낮아질 경우 상대적으로 I 값이 높아지고 부품의 용량이 커짐에 따라 부품가격 상승이 많은 차이가 발생한다.Based on this, the
한편, 12V 축전지(140) 18개를 직렬로 연결하여 220V의 전압을 만든다. 처음 축전지(140)를 완충하여 사용할 때는 문제가 발생하지 않으나 계속적인 충·방전을 하였을 경우 직렬로 연결된 여러 축전지는 똑같은 충·방전을 하지 않는다는 점이다. 방전전류가 높을 경우 마이너스에 인접한 축전지(140)에서 우선적으로 방전이 일어나는데 다른 축전지(140)를 거치지 않고 연결된 외부 바깥쪽에 연결된 축전지(140)는 외부 바깥쪽 부하에만 의지 하지만 내부에 연결된 다른 축전지(140)는 다른 축전지(140)를 거쳐서 방전하므로 내부저항 및 연결단자의 부하로 축전지(140) 간 용량 소모 차이가 발생한다.On the other hand, by connecting 18 of the
따라서, 이런 상태가 계속될 경우 특정 축전지(140)의 과충전과 과방전으로 축전지(140)의 수명이 짧아진다. 이 문제의 해결 방법으로는 각 축전지(140)의 개별충전을 적용하고 전압밸런스를 적용해 각 축전지(140)의 전압 유지관리가 필요하다.Therefore, when this condition continues, the lifespan of the
또한, 시판되는 축전지(140)의 충전특성상 0.1C 이하의 표준 충전을 권장하고 있다.In addition, the standard charging of 0.1C or less is recommended due to the charging characteristics of the
높은 전류로 충전시 열과 함께 많은 가스가 발생하고 이로 인해 양극기판의 부식과 양극판의 활성물질의 손실과 전해액의 부족으로 축전지(140)의 수명을 단축시킨다.When charging with a high current, a lot of gas is generated along with heat, which shortens the life of the
한편, 축전지(140)의 정상적인 사용을 위한 전압밸런스를 이용한 축전지(140)의 개별충전 시스템의 복잡성과 축전지(140)의 DC 전압과 축전지(140)의 작은 내부저항 특성상 조작과정에서의 인적, 물적 안전사고의 문제점으로 직렬연결되는 축전지(140)의 수를 줄여 축전지(140)간 충,방전 특성으로 인한 문제점을 줄이기 위해 기준전압을 낮추고 발전기(120)의 용량을 낮추어 축전지(140)의 제조 업체에서 권장하는 충전방식을 최대한 따르고 용접기(160)의 사용시 축전지(140)가 부족한 발전기(120)의 용량을 대신해 완충작용을 하고 대신 인버터에 전류용량이 높은 부품을 사용한다On the other hand, due to the complexity of the individual charging system of the
이와 같이, 용접기(160)와 발전기(120)를 통합하여 용접기(160)를 사용하지 않을 때의 원동기(130)에서 발생되는 CO2를 줄이고 유휴전력을 축전지(140)에서 충전하고 충전이 완료되면 전압 전류 제어부(150)에서 원동기(130)를 제어하여 원동기(130)를 정지시킨다.As such, when the
부하가 발생하여 전력이 필요할 때 곧바로 1차 충전된 축전지(140)의 전력을 사용하고 축전지(140)의 충전용량이 기준이하로 감소하게되면 전압 전류 제어부(150)가 원동기(130)를 시동하여 발전기(120)를 가동시켜 충전하고, 또한 부하의 사용량이 많아 발전기(120)에 무리한 전력을 요구할 때 충전된 축전지(140)에서 완충 작용으로 발전기(120)의 무리한 사용을 줄여 수명을 연장하도록 하는 시스템이다.When a load is generated and power is needed, the power of the
이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 몇 가지 실시예들과 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
Although described and illustrated with respect to some embodiments for illustrating the technical idea of the present invention, the present invention is not limited to the configuration and operation as described and described as such, and deviate from the scope of the technical idea It will be appreciated by those skilled in the art that many modifications and variations can be made to the present invention without departing from the scope of the invention. And all such modifications and changes as fall within the scope of the present invention are therefore to be regarded as being within the scope of the present invention.
110:프레임 120:발전기
130:원동기 140:축전지
150:전압 전류 제어부 160:용접기110: frame 120: generator
130: prime mover 140: storage battery
150: voltage current control unit 160: welder
Claims (5)
소정의 공간을 마련하며, 진동을 최소화하는 진동 흡수장치 구조를 가진 설치고정용 프레임;
상기 프레임에 적어도 부분적으로 장착되고, 전력을 충전하며, 용접기에 전력을 공급하는 축전지;
상기 프레임에 적어도 부분적으로 장착되는 원동기;
상기 프레임에 적어도 부분적으로 장착되고, 부하를 가동하여 축전장치의 저장전력을 소비하면 원동기를 가동하여 전력을 충전하는 발전기;
공급되는 전원을 제어하는 전압 전류 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자납형 일체식 용접기·발전기의 전압 전류제어시스템.
welding machine;
An installation fixing frame having a vibration absorbing device structure that provides a predetermined space and minimizes vibration;
A storage battery at least partially mounted to the frame, for charging power and for supplying power to a welder;
A prime mover at least partially mounted to said frame;
A generator at least partially mounted to the frame, the generator configured to operate the prime mover to charge the power when the load is consumed to consume the stored power of the electrical storage device;
A voltage current control system for a self-supporting integrated welding machine and generator, comprising: a voltage current control unit controlling a power supply to be supplied.
상기 용접기는,
축전지에 충전된 전력만을 사용하는 것을 특징으로 하는 자납형 일체식 용접기·발전기의 전압 전류제어시스템.
The method of claim 1,
The welder,
A voltage and current control system for a self-supporting integrated welding machine and generator, using only electric power charged in a storage battery.
상기 전압 전류 제어부는,
축전지의 전압을 체크하며, 용접기를 가동할 수 없는 전압 이하가 되면 원동기를 가동시키고 발전기를 통해 축전지의 전력을 충전시키며, 축전지의 완충 시 원동기와 발전기는 정지 상태에서, 축전지의 잔량을 확인하면서 충전을 제어하여 발전기의 전압제어 및 원동기를 제어하는 것을 특징으로 하는 자납형 일체식 용접기·발전기의 전압 전류제어시스템.
The method of claim 1,
The voltage current controller,
It checks the voltage of battery and if it is below the voltage that can not operate the welding machine, it operates the prime mover and charges the battery power through the generator.When the battery is fully charged, the prime mover and generator are charged while checking the remaining battery capacity. The voltage current control system of the self-supporting integrated welder and generator, characterized in that for controlling the voltage control and the prime mover of the generator.
상기 전압 전류 제어부는,
회로의 단락, 과부하, 역극성 보호, 자동 충전 조정하고, 고주파제어, 피드모터제어, 가스밸브제어 하는 것을 더 포함하는 자납형 일체식 용접기·발전기의 전압 전류제어시스템.
The method of claim 1,
The voltage current controller,
A voltage and current control system for a self-supporting integrated welder and generator further comprising short circuit, overload, reverse polarity protection, automatic charge adjustment, high frequency control, feed motor control, and gas valve control.
상기 전압 전류 제어부의 자동 충전 조정은 균등 충전 및 부동 충전인 것을 더 포함하는 자납형 일체식 용접기·발전기의 전압 전류제어시스템.
5. The method of claim 4,
The automatic charge adjustment of the voltage current control unit is a voltage current control system of a self-supporting integrated welder and generator further comprising equal charging and floating charging.
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---|---|---|---|
KR1020120021169A KR20130099567A (en) | 2012-02-29 | 2012-02-29 | Voltage electric control system of self-contained all welding machine and generator |
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