KR840002188B1 - 직류 아아크 용접용 전원장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

직류 아아크 용접용 전원장치

제 1 도는 종래의 직류 아아크 용접용 전원 장치를 나타낸 회로도.

제 2 도는 제 1 도의 동작 파형도.

제 3 도는 본 발명의 1실시예를 나타낸 회로도.

제 4 도는 제 3 도의 동작파형도.

제 5 도는 제 3 의 일부에 대한 상세한 회로도.

제 6 도는 본 발명의 제 2 실시예를 나타낸 회로도.

제 7 도는 제 6 도의 변형예를 나타낸 회로도이다.

본 발명은 직류 아아크 용접기에 사용하는 직류 전원장치에 대한 것이다.

특히 출력전압의 리플을 줄여서 용접 아아크 특성을 개선하는 것에 관한 것이다.

종래의 기술로서 3상 변압기의 2차 권선을 성형(星形)으로 결선하여 각 위상의 종단 단자를 사이리스터 등의 위상제어 정류소자를 일방의 직류 출력단자에 접속하고, 3상 변압기의 2차측의 중성점을 타방의 직류 출력단자에 접속하여 2차 권선의 각각에 설치된 중앙 탭과 일방의 직류 출력단자간에 정류소자를 삽입한 회로 구성이 있었다.

이 종류의 전원 장치에 있어서도 위상제어 정류소자의 도통각을 제어하면 출력전압이나 전력은 영에서 최대까지 제어할 수 있다.

제 1 도는 종래의 직류 아아크 용접용 전원 장치를 나타낸 회로도이다. 동 도면에 있어서 1은 2차측을 성형으로 접속한 3상 변압기이며, U, V, W는 각각 3상 변압기의 2차 권선이며, P는 중성점이다.

2∼4는 2차 권선(U),(V),(W)의 종단 단자(u),(v),(w)에 애노우드를 접속한 사이리스터로서 캐소우드는 결선되어 단자(R)에 접속되어 있다.

5∼7은 2차권선(U),(V),(W)의 중간 탭에 애노우드를 접속한 다이오드로서 그 캐소우드는 결선되어 단자(R)에 접속되어 있다. 8은 리액터,10은 용접와이어,12는 피용접물인데 소모성 용접 와이어(10)가 피용접물 사이에서 용접 아아크(11)로 점화된다.

제1도에 나타낸 종래의 직류 아아크 용접용 전원 장치의 출력 전압파형을 제 2도에 나타낸다. 동 도면에서 a는 제 1 도의 단자(R)와 중성점(P)사이의 전압(V₁), b는 용접 출력단자(S)와 중성점(P)사이의 전압(V)을 나타낸다.

종래의 출력전압 조정은 사이리스터의 점화위상 제어에 의해 조정하여 점화위상이 160°∼60°범위로 진행되므로 다이오드(5∼7)에 의한 출력전압과 사이리스터의 점화위상에 의한 출력전압의 차이가 커진다. 이 경우 출력전압(V)은 b로 나타낸 바와같이 A부에서 감소하며, 이 A부에서의 아아크 절단이나 아아크의 흔들림이 발생하여 안정된 용접을 실시하는 것이 곤란하였다.

일반적으로 직류 아아크 용접용 전원 장치로서는 출력전압의 리플이 큰 것은 용접에 적합치 못하다. 따라서 직류 리액터(8)의 인덕턴스 값을 크게 함에 따라 출력전압의 리플을 줄이는 것이 가능하지만, 큰 인덕턴스의 리액터(8)를 사용하면 용접형태의 탄산가스 반자동 아아크 용접기 등(용접전류 200암페어 이하의 경우)에서는 아아크 특성이 나빠지는 상반된 요소가 있기 때문에 지나치게 큰 인덕턴스는 용접 아아크를 안정하게 할 수 없다.

본 발명은 상기한 바와같은 종래 기술의 결점을 제거한 것으로서 출력전압의 리플을 감소시켜 용접 아아크를 안정하게 하여 양호한 용접을 행할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 있어서는 성형으로 결성된 2차 권선에 중간 탭을 설치하여 그 2차 권선에 접속된 위상제어 정류소자의 출력측에 복수의 리액터를 직렬접속하여 이 리액터의 중간점과 2차권선의 중간 탭 사이에 다이오드를 접속하도록 한 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명에 관한 직류 아아크 용접용 전원 장치의 1 실시예를 도면을 사용하여 상세하게 설명한다. 제 3도는 본 발명의 1 실시예를 나타낸 회로도로서, 제 1도와 동일부분에는 동일 부호를 사용하였다.

동 도면에 있어서, 9는 직류 리액터로서 직류리액터(8)의 부하측에 직렬 접속되어 있다.

이 직류 리액터(9)의 인덕턴스값은 다른 직류 리액터(8)의 인덕턴스 값보다 작은 것이 바람직하다. 이들 2개의 직류 리액터(8),(9)의 중간점(T)은 다이오드(5),(6),(7)의 캐소우드에 결선되어 있고 또한 직류 리액터(9)의 타단은 부하측의 단자(S)에 접속되어 있다.

다음에 그 동작을 제4도를 사용하여 설명한다. 용접 와이어(10)가 피용접물(12)에 접촉되면 불꽃이 발생하여 용접이 개시된다. 보통 용접 아아크(1l)의 주위는 불활성 가스(때로는 활성 가스를 사용하는 경우도 있다)로 채워진다.

제3도에 나타내지 않은 출력 전압은 사이리스터(2),(3),(4)의 점화위상 조정에 의해 조정되지만, 사이리스터(2),(3),(4)의 게이트에 접속되는 점화위상 제어회로는 제3도에서는 생략되어 있다.

제4도에는 사이리스터(2),(3),(4)의 점화위상이 90°로 설정되어 있을 때의 출력압파형을 나타낸 것이다.

a는 제 2도에 있어서의 a와 동일 파형을 나타내며, c는 단자(R)와 중성점(P)사이의 전압(V₁), d는 단자(T)와 중성점(P)사이의 출력전압(V₂), e는 단자(S)와 중성점(P)사이의 츨력전압(V)을 나타낸다. 사이리스터(2),(3),(4)의 출력전압은 V₁과 같이 점화위상이 진행되는 만큼 계속하도록 되지만 3상변압기 권선 U,V, W의 중간 탭으로부터의 전압이 다이오드(5),(6),(7)를 거쳐 중첩되는 단자(T)의 전압(V₂)은 d로 나타낸 바와같이 평활된 것으로 된다.

이때 사이리스터(2),(3),(4)로부터 직류 리액터(8)를 통하어 공급되는 출력은 전류값이 크고, 또한 전압(V₁)의 리플 전압이 크기 때문에 직류 리액터(8)의 인덕턴스 값은 큰 것이 바람직하다. 단자(T)에서 합해진 전압(V₂)은 제2의 직류 리액터(9)를 거쳐 리플 전압을 저하시켜 단자(S)에 출력된다. 따라서 단자(S)의 출력전압(V₂)은 대단히 작은 리플 전압을 갖는다.

직류 리액터(9)의 인덕턴스 값은 용접 아아크의 동특성에 적합한 값으로 선정할 수 있다. 즉, 리플 전압이 작은 것이 용접 아아크를 안정하게 하기 위한 제 1 조건이기 때문에 큰 리플 전압을 가지는 주 회로(시이리스터(2),(3),(4)의 출력)의 출력은 큰 인덕턴스 값의 직류 리액터(8)에서 평활화하여 이것에 다이오드(5),(6),(7)의 출력을 합하여 미리 작은 리플 전압을 가진 출력 전압(V₂)이 된다.

이 출력전압(V₂)은 다시 작은 인덕턴스 값의 직류 리액터(9)를 거쳐 보다 작은 리플 전압의 출력(V)이 된다.

용접을 안정하게 행하기 위한 제2의 조건은 용접을 지시할 때나 또는 용접 아아크가 어떠한 원인으로 인하여 도중절단되는 경우에는 용접 아아크를 유지하기 위하여 필요한 전류를 신속하게 공급할 수 있어야 하며 이를 위하여서는 직류 리액터(9)의 인덕턴스 값은 작은 것에 바람직하다. 용접 아아크가 중단 또는 도중절단되는 원인은 예컨대 용접 와이어(10)와 피용접물(12)이 단락하는 경우나 피용접물(12)에 돌기나 이물이 존재하여 용접 와이어(10)와 피용접물과의 간극(아아크길이)이 급격하게 변동한 경우등이다. 이 경우 다이오드(5),(6),(7)와 직류 리액터(9)를 거쳐 큰 전류가 용접 와이어(10)와 피용접물(12)간에 신속하게 공급되기 때문에 용접와이어(12)가 급격하게 용융하여 용접와이어(10)와 피용접물(12)과의 단락은 해제되며 또 아아크 길이가 확대하여 아아크 특성에 합치한 적정한 용접조건을 얻을 수 있다.

또 상기한 본 발명의 1 실시예의 설명에 있어서 단자는 2개의 직류 리액터(8),(9)의 접속점(중간점)으로 했지만 제5도에 나타낸 바와같이 1개의 직류 리액터의 중간 탭으로 하여도 좋다.

또 중간점은 복수개의 탭(T₁∼T_n)으로 구성하여 절환 스위치(SW)에 의해 절환이 가능한 것으로 할 수도 있다. 절한 스위치(SW)는 계단상로 절환하면 무단계상으로 절환된다는 것은 말할 필요도 없다. 이 경우 용접 와이어(10)와 피용접물(12)이 단락을 빈번하게 반복하는 용적이행(溶滴移行) 형태를 가진 소전류 영역의 쇼-트 아아크 용접, 용접 와이어(10)와 피용접물(12)이 단락하지 않고 스프레이상의 용적 이행 형태를 가진 대전류 영역에 있어서의 용적 용접이나 스프레이 아아크 용접등의 용접 조건에 맞추어 직류 리액터(8),(9)의 인덕턴스 값을 적정하게 선정할 수 있어 아주 적합하다.

또 용접 와이어(10)가 소모성 전극인 이러한 종류의 용접 기에 있어서는 직류 리액터의 인덕턴스 값의 선정 및 직류 리액터(8),(9)의 인덕턴스 값의 비율의 선정은 용접 아아크(11)를 안정화하여 전원 특성을 아아크의 동특성에 적합하게 하기 위한 미묘한 점이 있어 인덕턴스 값을 조절할 수 있다.

또 상기한 본 발명의 1 실시예의 설명에 있어서 다이오드(5)(6),(7)의 애노우드는 3상 변압기(1)의 2차권선U,V,W의 중간 탭에 접속했지만 제 6 도에 나타낸 바와같이 제 2 의 2차권선 U,V,W를 설치하여 이 2차 권선 U', V' W'에 접속하여도 좋다. 이 경우 제 2 의 2차 권선 U', V',W'의 출력 전압은 제 1 의 1차 권선 U, V, W의 출력 전압보다 낮게할 필요가 있는 것은 말할 필요도 없다.

또 제 7 도는 제 6 도에 있어서 제 2 의 2차 권선 U' V' W'의 위상 관계를 제 1 의 2차 권선 U, V, W와 다르게 한 것이다.

이상 기술한 바와같이 본 발명은 3상 변압기가 성형으로 C결선된 2차 권선에 중간탭을 설치하여 2차 권선에 접속된 위상 제어정류소자의 출력측에 접속된 직류리액터의 중간점과 2차 권선의 중간에 다이오드를 접속하도록 하였기 때문에 사이리스터(2),(3),(4)에 접속된 제 1 의 직류 리액터(8)는 주로 용접전류를 평활화하여 제 2 의 직류 리액터(9)는 용접 아아크의 동특성에 적합한 인덕턴스 값을 선정할 수 있다.

따라서 본 발명에 의하면 출력전압의 변동이 작기 때문에 아아크가 안정되고 또한 아아크의 동특성이 적합한 출력특성을 가진 용접전류에 의하여 아아크 절단이나, 단락등에 의한 아아크의 불안정을 신속하게 해제할 수 있기 때문에 양호한 용접을 행할 수 있다.

Claims (1)

1. 교류변압기(1)와, 이 교류변압기(1)의 2차 권선에 접속된 위상제어 정류소자(2,3,4)로 이루어진 제 1 정류회로와, 이제 1 정류회로에 접속된 직류리액터(8)등을 가지는 직류 아아크 용접용 전원장치에 있어서,

   상기 2차 권선의 중간 탭과 상기 직류리액터(8)의 인덕턴스값을 분할하는 단자(T)와의 사이에 접속된 다이오드(5,9,7)로 이루어지는 제 2 정류회로를 접속하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 직류 아아크 용접용 전원장치.

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