KR890006444Y1

KR890006444Y1 - 교류 아크 용접기용 전격 방지장치

Info

Publication number: KR890006444Y1
Application number: KR2019860020921U
Authority: KR
Inventors: 조비호
Original assignee: 조비호
Priority date: 1986-12-23
Filing date: 1986-12-23
Publication date: 1989-09-23
Also published as: KR880011771U

Abstract

내용 없음.

Description

교류 아크 용접기용 전격 방지장치

제1도는 본 고안의 실시회로도.

제2(a)도는 제1도 A점의 파형이고, 제2(b)도는 제1도 B점의 파형이고, 제2(c)도는 제1도 C점의 파형이고, 제2(d)도는 제1도 D점의 파형이고, 제2(e)도는 제1도 E점의 파형이고, 제2(f)도는 제1도 F점의 위상제어 파형이고, 제2(g)도는 제1도 F점의 전부하 파형이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

TR8 : 트라이악 CT : 전류감지기

OP₁: 포토카플러 사 : 홀더

아 : 모재

본 고안은 전기 용접기의 안전장치에 관한 것으로 특히 비용접시의 부하 전압이 신체에 접촉되었을때 인체에 영향을 주지않도록 일정한 전압을 공급해주고 또한 무부하 전류를 차단해주는 교류아크용접기의 전격방지 장치에 관한 것이다.

종래의 전기용접기의 안전장치로는 첫째, 주 트랜지스의 입력 일측단에 릴레이를 연결하고 주 트랜지스터의 2차측과 보조트랜지스의 2차측 사이에 릴레이 구동을 트랜스를 병렬 접속하여 구성되어진 것(공고번호 81-1069호)과 둘째, 멀티바이브레이터(Multivibrator)와 콘덴서, 저항, 다이오드등으로 결합된 회로를 증폭 트랜지스터로서 전자 릴레이가 개폐되도록 한것(공고번호 81-1861호)과 세째, 전기용접기 트랜스의 1차 코일 일측에 대용량 트라이악(Triac)을 연결하고 보조 트랜스의 2차 코일의 일측 접점을 트라이악의 게이트(Gate)측에 연결하고 보조 트랜스의 2차코일의 타측 접점을 릴레이의 접점을 통하여 주트랜스의 2차코일 용접봉측에 연결하여 용접봉의 도선측에 전류감지기(C. T)와 플립플롭(Flip-Flop)회로를 연결하여서 된것(공고번호 81-2024)등이 알려져 있다.

그러나 상기와 같은 전격방지장치들은 공통적으로 제어회로가 융통성이 없고 주접점인 릴레이의 접점자체가 노출되어 있기 때문에 습기, 먼지등이 스며들어 기기의 수명을 단축시키게 되고 동시에 주접점인 릴레이가 폐로에서 개방될때 역기전압 및 전류가 생겨 접점의 포인트 불꽃(Arc)이 발생하여 접점의 포인트가 마모되는 문제점이 있는 것이다.

따라서 상기전격방지장치들은 상기문제점으로 인해 역률이 낮은 유동성 부하에서는 돌입 전류가 발생하여 릴레이를 체택한 개폐기능의 동작에 있어서 부적합한 것이다.

또한 용접기 트랜스의 일측도선에 대용량 트라이악을 접속하여 용접봉이 피용접물에 접촉될때만 고전류가 흐르도록 한것도 있으나 트라이악을 사용한 회로구성의 부실함, 다이리스터에 비해 특성이 약한점과 고가격인점으로 인해 기기의 수명이 짧고 경제성이 없는 점등의 약점이 있고 게다가 전원 주파수 파형에 균열이 생겼을때 게이트 파형자체까지도 온전치 못해 고정이 원인이 되어 감전 예방을 완전히 구비못하는 폐단이 있는 것이다.

본 고안은 상기와 같은 종래 전기용접기의 안전장치의 제반 문제점을 개선하기위해 고안된 것으로서 SCR을 채택하여 SCR을 통한 미세한 전압을 가변저항으로 실정제어하여 주트랜스의 2차측 전압이 인체에 무해한 15V이하를 유지하도록 하는데 목적이 있고 양 SCR의 게이트단을 통한 정형된 펄스로서 SCR을 도통시키되 이때 발생할 수 있는 전원 주파수의 파형의 일그러짐에 의한 영향을 받지 않게 인덕터, 콘덴서로 이루어진 수동필터(Passive Filter)의 기능을 대신하는 능동필터(Active Filter)를 사용하여 용접 개시순간은 물론 용접중에 발생할 수 있는 전원 주파수 파형의 균열에 영향을 받지 않고 정상적인 전류가 용접트랜스에 인가되도록 하는데 목적이 있는 것이며 종래의 안전 및 접전회로들이 갖는 구조와는 달리 IC소자와 SCR을 유기적으로 조합하므로서 전회로를 무접점화하여 확실한 작동기능을 갖는 안전장치를 제공하게 되는 것이다.

이를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안은 전체적으로 전원 및 라인 필터부(가), 위상제어부(나), 펄스발생부(다), 게이트 드라이브부(라),용접계시 검출부(마)와 용접부(바)로 구성된다.

먼저 전원 및 라인 필터부(가)는 전원 트랜스(T₁)의 2차측 권선(N_B)양단에 브리지 다이오드(BD₁)로 이루어진 브리지 정류회로와 그것의 주변소자 제너 다이오드(ZD₁)(ZD₂), 콘덴서(C₁)(C₂)를 결합하여 3단자의 정전압 전원을 형성하고 가변저항(VR₁)의 가변단자를 저항(R₁)을 통해 반전단자(-)가 저항(R₃)을 통해 접지된 오피앰프(OP AMP)(IC₁)의 비반전단자(+)와 출력단자에 접속된 콘덴서(CX₁)(CX₂)와 일측이 접지된 가변저항(VR₂)에 연결하고 저항(R₂)을 상기 콘덴서(CX₁)(CX₂)에 병렬접속하여 구성된다.

위상제어부(나)는 오피앰프(IC₂)와 그것의 비반전단자(+) 연결된 저항(R₄)(R₅)와 반전단자(-)에 연결된 가변저항(VR₃), 콘덴서(C₃), 포토 카플러(Photo Coupler)(OP₁)의 수광부와 출력단자에 연결된 저항(R₆)로 구성된다.

펄스 발생부(다)는 SCR 의 기능을 갖는 트랜지스터(TR1)(TR2)와 이것들의 베이스와 에미터 사이에 접속된 저항(R₇)과 각각의 콜렉터를 통해 전원(V_CC)(V_DD)에 연결된 저항(R₈)(R₉)그리고 상기 트랜지스터(TR1)(TR2)의 콜렉터에 연결된 트랜지스터(TR3)(TR4)와 트랜지스터(TR4)의 콜렉터에 저항(R₁₂)을 통해 연결된 트랜지스터(TR₅)를 포함하며 트랜지스터(TR3)의 콜렉터는 저항(R₁₀)을 통해 전원(V_DD)에 연결되고 트랜지스터(TR4)(TR5)의 콜렉터는 각각 저항(R₁₁)(R₁₃)를 통해 접지되는 한편 트랜지스터(TR5)의 콜레터에는 펄스트랜스(PT₁)와 다이오드(D₁)가 병렬 연결되어 전원(V_CC)에 연결된다.

게이트 드라이부(라)는 펄스트랜스(PT₁)의 2차측 권선의 시작점에 다이오드(D₂)를 통하여 트라이악(TR8)의 게이트에 연결하고 2차측 권선의 양단에는 잡음방지용 콘덴서(C₆)를 연결하는 한편 전원 트랜스(T₁)의 2차권선(N_A)의 시작점을 트라이악(TR8)을 통해 트랜스(T₂)의 1차권선의 끝점에 연결하고 전원트랜스(T₁)의 끝점은 트랜스(T₂)의 시작점에 연결하며 이 트랜스(T₂)의 2차권선(N_S1)(N_S2)에 각각 저항(R₂₂)(R₂₅), 전류 제한저항(R₂₃)(R₂₆), 잡음방지저항(R₂₄)(R₂₇)과 콘덴서(C₇)(C₈)을 접속하여 2차권선(N_S1)(N_S2)의 각 끝점을 SCR1, SCR2의 게이트(G₁)(G₂)에 연결하고 타측은 캐소드(K₁)(K₂)에 연결하여 구성된다.

상기 SCR1, SCR2은 캐소드(K₁)(K₂)사이에 저항(R₂₈)과 콘덴서(C₂)를 연결하여 전원이 일측에 연결되어 트랜스(T₃)에 접속된다.

용접 계시검출부(마)는 전원 트랜스(T₁)의 2차측 권선(N_C)에 브리지 다이오드(BD2)로 이루어진 브리지 정류회로를 연결하고 이것의 출력단을 저항(R₁₄)을 통해 콘덴서(C₄)와 포토 카플러(OP₁)의 발광다이오드측과 저항(R₁₅)에 연결하고 또한 이 저항(R₁₅)은 일측이 접지된 제너다이오드(ZD₃)과 IC3에 접속시키며 이 IC3의 각 단자에 저항(R₂₀)(R₂₁), 다이오드(D₃)(D₄)(D₅), 콘덴서(C₃)를 접속하는 한편 다이오드(D₃)에 저항(R₁₆)을 통해 트랜지스터(TR₇)와 달링톤(Darlington)접속된 트랜스터(TR₆)의 베이스와 연결시키고 트랜지스터(TR₆)(TR₇)의 콜렉터는 포토 카플러(OP₁)의 발광다이오드에 연결시키는 한편 트랜지스터(TR₆)(TR₇)의 베이스와 에미터 사이에 각각 저항(R₁₇)(R₁₈)을 연결하고 또한 트랜지스터(TR₇)의 에미터에 일측이 접지된 저항(R₁₉)을 연결하여 구성된다.

용접부(바)는 트랜스(T₃)의 2차측권선의 일측에 전류 감지기(CT)와 이차측 홀더(사)를 직렬연결하고 타측에 모제(아)를 연결하여 구성된다.

이와 같이 구성된 본 고안의 작용을 설명하면 다음과 같다.

용접기의 무부하시에는 위상제어부(나)의 가변저항(VR₃)을 조절하므로서 2차측 홀더(사)와 모제(아)사이의 전압을 인체에 해롭지 않은 15V미만으로 유지할수 있는 것이며 이때에는 용접시 검출부(마)는 작동하지 않게 되다가 용접을 시작할때 즉, 홀더(사)와 모제(아)가 접촉될때 전류 감지기(CT)는 전류를 검출하여 용접개시 검출부(마)를 동작시키게되어 포로카플러(OP₁)의 발광다이오드가 발광하게 된다.

이때 포토타플러(OP₁)의 에미터와 콜렉터가 도통하게되고 위상제어부 출력단에는 제2(c)도와 같은 파형의 신호가 나타나며 이신호는 펄스 발생부(c)에 입력되어 트랜지스터(TR₁, TR₂, TR₃, TR₄, TR₅)와 펄스트랜스(PT₁)를 거쳐 제2(d)도와 같은 펄스파형이 나타나게 된다.

상기 펄스는 게이트 드라이부(라)의 트라이악(TR₈)의 게이트를 트리거하여 전원 트랜스(T₁)을 거친 전원을 트랜스(T₂)에 인가하게하고 이 인가된 전원은 트랜스(T₁)를 거쳐 저항(R₂₂, R₂₃, R₂₄, R₂₅, R₂₆, R₂₇),콘덴서(C₇)(C₈)를 통해 SCR1, SCR2의 게이트(G1)(G2)에 전류를 공급하여 SCR1, SCR2 을 도통시키므로 2차측 홀더(사)와 모제(아)에 일정한 전압을 공급하여 정상적인 용접작업을 할수 있게 해주는 것이다.

용접작업을 중단하게되며 홀더(사)와 모제(아)가 떨어지므로 전류감지기(CT)에 전류가 차단되어 용접개시 검출부(마)의 동작을 멈추게되어 다시 용접전과 같은 무부하시의 상태, 즉 2차측 홀더(사)와 모재(아)에 일정한 15V이하의 전압이 공급되는 것이다.

이상에서와 같이 본 고안은 전기용접기의 무부하시 주트랜스의 2차측전압이 인체에 무해한 15V이하를 유지하도록 해주어 감전사고의 위험을 완전히 제거할수 있고 전력의 낭비도 방해주며 능동필터의 채택으로 용접시작시 또는 용접중에 발생할수 있는 전원 주파수 파형도의 균열에 영향을 받지않고서 정상적인 전류가 용접트랜스에 인가되도록 하여 안전하고 신뢰성있는 용접을 할 수 있게해주는 유용한 고안인 것이다.

Claims

도면에 나타낸 바와 같이 브리지 다이오드(BD₁)로 이루어진 브리지 정류회로, 제너다이오드(ZD₁)(ZD₂),콘덴서(C₁)(C₂)로 구성된 3단자의 정전압 전원을 형성하고 가변저항(VR₁)(VR₂), 저항(R₂)(R₃),콘덴서(CX₁)(CX₂)와 오피앰프(IC₁)을 포함하는 전원 및 라인 필터부(a)와 오피앰프(IC₂), 저항(R₄)(R₅), 콘덴서(C₃), 포토카플러(OP₁)의 수광측과 무부하시의 홀더(g)와 모제(h)간의 전압을 조절하는 가변저항(VR₃)으로 구성된 위상제어부(b)와 트랜지스터(TR₁, TR₂, TR₃, TR₄, TR₅), 다이오드(D₁), 저항(R₇, R₈, R₉, R₁₀, R₁₁, R₁₂, R₁₃)과 펄스트랜스(PT₁)로 구성된 펄스발생부(c)와 트랜스(T₂), 트리이악(TR₈), 저항(R₂₂, R₂₃, R₂₄, R₂₅, R₂₆, R₂₇), 콘덴서(C₆, C₇, C₈)로 구성된 게이트 드라이부(d)와 다이오드(BD₂)로 이루어진 브리지 정류회로, IC₃, 트랜지스터(TR₆)(TR₇), 다이오드(D₃, D₄, D₅), 제너다이오드(ZD₃), 콘덴서(C₅), 저항(R₁₄, R₁₅, R₁₅, R₁₆, R₁₇, R₁₈, R₁₉, R₂₀, R₂₁)과 포토카플러(OP₁)의 발광측으로 구성된 용접개시 검출부(e)와 트랜스(T₃), 전류감지기(CT), 홀더(g)와 모제(h)로 구성된 용접부(f)로서 결합됨을 특징으로 하는 교류 아크 용접기용 전격 방지장치.
제1항에 있어서,트리아악(TR₈)의 게이트(G)를 다이오드(D₂)를 통해 펄스 트랜스(PT₁)에 연결하고 펄스 트랜스(PT₁)의 2차측 양단에 잡음방지용 콘덴서(C₆)를 접속하는 한편 전원 트랜스(T₁)의 2차측권선(N_A)의 시작점을 트라이악(TR₈)을 통해트랜스(T₂)의 1차권선의 끝점에 연결하고 전원 트랜스(T₁)의 끝점은 트랜스(T₂)의 시작점에 연결하며 이 트랜스(T₂)의 2차권선(N_S1)(N_S2)에 각각 저항(R₂₂)(R₂₅), 전류제한 저항(R₂₃)(R₂₆), 잡음방지저항(R₂₄)(R₂₇)과 콘덴서(C₇)(C₈)을 접속하여 2차권선(N_S1)(N_S2)의 각 끝점을 SCR1, SCR2의 게이트(G₁)(G₂)에 연결하고 타측은 캐소드(K₁)(K₂)에 연결하는 것을 특징으로한 교류 아크 용접기용 전격방지장치.