KR890008327Y1

KR890008327Y1 - 교류 아크 용접기용 전격(電擊) 방지회로

Info

Publication number: KR890008327Y1
Application number: KR2019860006374U
Authority: KR
Inventors: 남길성
Original assignee: 남길성
Priority date: 1986-05-08
Filing date: 1986-05-08
Publication date: 1989-11-25
Also published as: KR870018138U

Abstract

내용 없음.

Description

교류 아크 용접기용 전격(電擊) 방지회로

제1도는 본 고안의 블록 구성도.

제2도는 본 고안의 회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

가 : 시동 검출부 나 : 제 1타이머부

다 : 제 1 제어부 라 : 제 2 타이머부

마 : 제 2 제어부 바 : 지연부

사 : 릴레이부 아 : 감시전류 제어부

자 : 정류 및 정전압부 IC₁-IC₆: 아이씨

AND₁-AND₃: 앤드 게이트 NOR₁-NOR₃: 노어게이트

D₁-D₄: 다이오드 R₀-R₇: 저항

C₀-C₈: 콘덴서 TRC₁-TRC₂: 트라이악

Q₁-Q₅: 트랜지스터 MS : 마그네틱 스위치

RL : 릴레이 T₁: 용접트랜스

T₂: 보조 트랜스

본 고안은 전기에너지를 아크열 에너지로 변환시켜 금속 재료를 용접시키는 아크 용접기의 제어 회로에 있어서, 강전류 발생용 용접 트랜스의 2차측에 별도의 시동 검출용 저전류를 흘려주고, 이를 검출하는 시동 검출부의 출력에 따른 1,2 타이머부, 제1,2 제어부, 지연부 및 릴레이부에 의한 일련의 시켄스 제어회로로서 주전원 온시의 스위칭은 무접점 방식의 스위치가 우선 동작하게 하고, 오프시의 스위칭에서는 유접점 방식의 스위치가 우선 동작하도록 하여 기계적 유접점 스위치인 마그네트접점의 마모 및 융착을 방지하고, 또한, 순수용접작업시에만 용접트랜스에 주전원이 인가되게 하여 불필요한 전력소모와 이에 따른 감전사고의 위험을 예방할수 있는, 교류 아크 용접기용 전격(電擊)방지 회로에 관한 것이다.

일반적인 교류용 아크 용접기에 있어서는 상용 전원 또는 발전기로 부터 발생된 전원을 강전류 발생용 용접트랜스의 1차측에 연결하고 그의 2차측에는 금속전극 (metal electrode) 과 모재 (base metal)를 연결하여, 용접시는 이들 금속전극과 모재를 접근시켜 이때 발생되는 아크열로 용접을 하게 되는 것이고, 용접 작업을 하지 않을대는 금속전극과 모재 사이의 간격을 충분하게 유지시켜 아크가 발생되지 않도록 하고 있다.

따라서, 이러한 방식에 있어서는, 순수한 용접 작업시간을 극히 짧은 시간임에도 불구하고 용접트랜스의 1차측에는 항상 주전원을 공급시켜 주어야 하므로, 무부하시의 용접 트랜스에서 소모되는 불필요 전력량은 전 소비전력량의 상당량을 차지해 왔으며, 유도성 부하로 작용하게 되는 트랜스의 1차측에 의해 폐회로시에는 초기 돌입 전류가 발생되고, 개회로시는 역기전력이 발생되므로, 주전원 스위치인 마그네트 스위치에서는 심한 아크가 발생되어 접점의 마모와 융착이 빈번하게 발생되었고, 따라서 마그네트 스위치를 자주 교체해 주어야 하는 불편이 뒤따랐으며, 또한 용접작업 시동후 부터는 계속해서 용접 트랜스에 주전원을 공급해 주고 상태이므로, 감전사고로 인한 인명피해의 위험이 항상 뒤따르는 것이었다.

본 고안은 이와같은 문제점들을 해소시키기 위해, 용접작업 개시후, 순수한 용접시가 아닐 경우에는 용접 트랜스의 주전원이 차단되게 하는 대신 별도의 보조트랜스에 의한 저전류를 용접 트랜스의 2차측에 인가시켜, 용접작업이 재기될시, 용접 트랜스의 2차측에 흐르는 시동전류를 감지하고 이에 따른 일련의 제어회로로써 트라이악에 의한 무접점 스위치와 기계적인 마그네틱 스위치를 순차적으로 동작시켜, 주전원의 온,오프시 발생되는 아크를 방지할수 있도록 하므로써, 마그네틱 스위치의 접점의 보호와 전력 및 감전사고를 예방하려는데 그 목적이 있는 것이다.

이하 첨부도면에 의하여 본 고안의 구성을 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 고안을 개략적으로 설명하기 위한 블록 구성도로서, 용접작업 개시를 검출하는 시동검출부(가)의 출력을 제 1타이머부(나)의 입력으로하여, 제 1타이머부(나)의 출력은 제 1 제어부 (다), 트라이악(TRC₁), 마그네트(MS) 및 감시전류 제어부(아) 에 의한 일련의 시퀸스 동작에 의해 감지전류 제어부(아)와 주전원 마그네트의 접점(MSa)이 제어되게 구성시키고, 지연부(바), 릴레이부(사)에 의한 지연동작으로도 상기 감시전류 제어부(아)가 제어되게 구성시킨다.

또한, 제 1타이머부(나)의 출력은 제2 타이머부(라) 및 제 2제어부(마)에 의한 시퀸스 동작으로 트라이악(TRC₂)을 제어시켜, 주전원 스위치인 마그네트가 열려있는 상태에서 용접트랜스의 전원은 온,오프 시킬수있도록 구성시키며, 릴레이부(사)에 의해 제어되는 제1,2 제어부(다) (마)의 출력은 노어 게이트(NOR₁)를 통하여 지연부(바)와 릴레이부(사)에 입력되게 구성시켜, 이들의 상호 관련동작에 따라 감시전류 제어부(아) 및 주전원 스위칭용 트라이악(TRC₂)이 제어되도록 구성시킨다.

제 2도는 이를 구체화시킨 것으로서, 마그네트의 a 접점(MSa)양단에 트라이악(TRC₂)을 접속시키고, 용접트랜스(T₁)의 1차측 양단에는 트라이악(TRC₁)과 마그네트(MS)를 직력로 하여 접속시킨다.

주전원스위치인 마그네트의 a접점(MSa)전단에 보조 트랜스(T₂)의 1차측을 접속시키고, 그의 일2차측은 마그네트의 b접점(MSb)과 릴레이의 a접점(RLa)을 직렬로 구성하여 용접트랜스(T₁)의 2차측에 병렬로 접속시켜, 보조트랜스(T₁)에서 유기된 저전압이 용접트랜스(T₁)의2차측에 인가되게 구성시키며, 보조트랜스(T₁)의 타2차측의 브릿지 다이오드(D₁) 및 정전압용 아이씨(IC₆)등으로 구성된 정류 및 정전압부(자) 의 출력전압이 각부 아이씨 회로의 전원 전압으로 공급되게 구성시킨다.

한편, 용접트랜스(T₁)의2차측에 구성시킨 전류 검출 트랜스(CT)의 검출신호는 증폭용 아이씨(IC₁)에서 증폭되어 트랜지스터(Q₁)의 베이스에 입력되게 구성시키고, 아이씨(IC₂)의 출력은 각각 제2타이머부(라)와 지연부(바)의 입력으로 구성시킨다.

또한, 각 아이씨(IC₂, IC₃)의 출력과 릴레이의 b접점(RL₆)에 의해 제어되는 각 앤드게이트(AND₁, AND₂)의 출력으로써, 각각 트랜지스터(Q₃, Q₄)를 제어시켜 각 광결합용 아이씨(IC₄, IC₅)에 의해 각 트라이악(TRC₁, TRC₂)이 제어되게 구성시킴과 동시에, 노어 게이트(NOR₁)를 통하여 지연부(바)와 릴레이부(사)의 입력으로 구성시킨다.

도면중 미설명부호 R₀및 C₀는 각 트라이악 및 릴레이 접점에서의 채털링 방지용 저항 및 콘덴서이고, R₁-R₃및 C₁-C₃는 제 1,2 타이머부와 지연부의 타임 설정용 저항 및 콘덴서 이며, R₇및 C₈또한 앤드 케이트(AND₁, AND₂)의 지연입력용 저항 및 콘덴서이다.

R₄는 CT의 부하저항이고, R₅,D₃,D₄,C₇은 CT의 과전류 검출 신호의 제한회로이며, VR₁은 자동 검출부의 감도조절용 가변저항이다.

또한, a접점은 상시 오프 접점이며, b접점은 상시온접점이다.

이와같은 구성된 본 고안의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

제2도에서, 용접기의 전원을 온시키면, 보조트랜스(T₂)의 2차측에 유기된 전압은 브릿지 다이오드(D₁) 및 정전압용 아이씨(IC₆)등으로 된 정류 및 정전압부(자)에 의해 안정된 출력전압으로 되어 각부의 아이씨 회로에 전원 전압으로 공급되게 된다.

따라서, 아이씨(IC₂)의 단자(6)에 하이레벨이 입력되면 그의 단자(5)에는 로우레벨이 출력되므로 앤드게이트(AND₁)의 단자(9)에는 로우레벨이 출력되고, 아이씨(IC₃)의 단자(9)가 로우레벨이 되므로써 앤드게이트(AND₂)의 단자(10)에도 로우레벨이 출력되어, 노어 게이트(NOR₁)의 단자(11)의 하이레벨 출력과 지연부(바)의 하이레벨 출력에 의해 앤드게이트(AND₃)의 단자(6)에는 하이레벨이 출력되고, 따라서, 릴레이부(사)의 릴레이(RL)가 구동되게 된다.

그러므로 릴레이의 a접점(RLa)이 온되고 또한 상시 온접점인 마그네트의 b접점(MSb)이 온되어 있으므로 보조 트랜스(T₂)의 2차측에 유기된 저전압(약 10V)은 용접트랜스(T₁)의 2차측에 병렬 연결되게 된다.

이와같은 상태에서, 용접작업을 개시하기 위해 금속 전극과 모재를 접촉시키게 되므로써 아크발생부(AG)가 단락되는 순간, 보조트랜스(T₂)의 2차측은 폐회로를 형성하게 되어 보조 트랜스(T₂)로 부터 공급되는 전류가 흐르게 되므로 전류 검출 트랜스(CT)는 용접 개시시의 순간 기동 전류를 검출하게 된다.

전류 검출 트랜스(CT)에서 검출된 이 신호는 증폭용 아이씨(IC₁)에서 증폭되어 트랜지스터(Q₁)의 베이스에 입력되므로, 이이씨(IC₂)의 단자(6)는 로우레벨이 입력되어 그의 단자(5)에 하이레벨이 출력되고, 이 하이레벨 출력은 각각 앤드 게이트(AND₁)의 단자(1)와 트랜지스터(Q₂)의 베이스와 노어게이트(NOR₃)의 단자(6)로 입력되게 된다.

한편, 릴레이(RL)가 구동된 상태이므로 그의 b접점(RLb)이 오프된 상태이라서 각 앤드 게이트(AND₁,AND₂)의 각 단자(9,10)는 로우 레벨이 되어 노어게이트(NOR₁)를 통한 하이레벨이 앤드 게이트(AND₃)의 단자(4)에 입력되고 있으나, 지연부(바)의 노어게이트(NOR₃)의 단자(4)가 로우레벨로 출력되므로 앤드 게이트(AND₃)의 단자(6)는 로우레벨로 출력되어 릴레이를 구동시키지 못하게 된다.

이때, 릴레이의 a접점(RLa)이 오프되어 용접트랜스(T₁)의 2차측에 인가되는 보조트랜스(T₂)의 2차측의 시동 검출용 전압을 차단시킴과 동시에, 릴레이의 b접점(RLb)이 온되어 각 앤드 게이트(AND₁,AND₂)의 각 단자(2,12)에 하이레벨이 입력되므로, 그들의 각 단자(9,10)에는 하이레벨이 출력되어 각 트랜지스터(Q₃,Q₄)를 온시키게 된다.

따라서, 광결합용 아이씨(IC₄,IC₅)가 구동되어, 각 트라이악(TRC₁,TRC₂)의 게이트에 트리거 전류를 흘려주게 되므로, 트라이악(TRC₂)이 턴온되어서는 용접트랜스(T₁)의 1차측에 주전원을 공급하게 되고 트라이악(TRC₁)의 턴온에 의해서는 마그네트(MS)를 구동시키게 된다.

그러므로 마그네트의 a접점(MSa)은 무전압상태에서 스위칭하게 되므로 불꽃방전이 발생되지 않게 되는 것이며, 이와 동시에 마그네트의 b접점(MSb)이 오프되어, 용접트랜스(T₁)에 주전원이 인가되고 있을 경우에는 보조트랜스(T₂)에 의한 검출용 전압이 인가되지 못하도록 록킹회로를 구성하게 된다.

한편, 순수한 용접작업 과정이 완료되는 순간, 즉, 아크발생부(AG)가 접촉상태로부터 일정 거리이상 이격되어 용접트랜스(T₁)의 2차측 회로가 열리게 되면, 전류 검출 트랜스(CT)는 전류를 검출하지 못하게 되므로 시동검출부(가)의 출력은 로우레벨로 되고, 따라서 트랜지스터(Q₁)가 오프되어 아이씨(IC₂)의 단자(6)에는 하이레벨이 입력되나, 저항(R₁) 및 콘덴서(C₁)의 충전시정수에 의한 시간동안은 아이씨(IC₂)의 단자(5)에 하이레벨이 출력되므로, 상기 저항(R₁) 및 콘덴서(C₁)의 시정수 경과후 앤드게이트(AND₁)의 단자(1)와 트랜지스터(Q₂)의 베이스와, 노어게이트(NOR₃)의 단자(6)에 로우레벨이 입력되게 된다.

이때, 앤드게이트(AND₁)의 단자(9)는 로우레벨로 되어 트랜지스터(Q₃)를 오프시키므로서 광결합용 아이씨(IC₄)는 구동할수 없게 되어 트라이악(TRC₁)의 게이트 전류를 공급하지 못하게 되므로, 트라이악(TRC₁)이 오프됨에 따라 마그네트(MS)은 오프되고, 그의 a접점(MSa)은 오프되고, 그의 b접점((MSb)은 온되게 되는데, 이때 마그네트의 a접점(MSa)은 트라이악(TRC₂)에 의해 주회로 전원이 인가되고 있는 상태에서 오프동작을 하게 되므로 마그네트 접점에서의 아크발생은 일어나지 않게된다.

이와같이 주전원스위치인 마그네트의 a접점(MSa)이 열리고 난후, 저항(R₂) 및 콘덴서(C₂)에 의한 충전시정수로서 지연동작하게되는 아이씨(IC₃)의 단자(9)에서 일정시간 동안 하이레벨을 유지한 다음 로우레벨을 출력하게 되어 앤드 게이트(AND₂)의 단자(10)가 로우레벨로 나타나게 되면, 광결합용 아이씨(IC₅)의 구동이 정지되므로 트라이악(TRC₂)이 게이트에 트리거전류의 공급이 차단되며, 따라서 트라이악(TRC₂)이 오프되어 무접점 스위칭에 의한 용접트랜스(T₁)의 주전원을 차단시키게 된다.

한편, 지연부(바)에서의 저항(R₃) 및 콘덴서(C₃)에 의한 일정시간 경과후 나타나게 되는 하이레벨 출력과 노어게이트(NOR₁)의 하이레벨 출력은 릴레이부 (사)의 앤드 게이트(AND₃)에 입력되므로 릴레이(RL)가 구동되어 용접트랜스(T₁)의2차측에는 보조트랜스(T₂)에 의한 시동 검출용 전원이 공급되게 되므로, 재차 용접작업이 개시되면 상기한 바와 동일한 과정으로써 제어 동작이 반복되는 것이다.

이와같이 작용하는 본 고안은, 실질적인 용접 작업시에만 용접 트랜스에 주전원이 인가되도록 하므로써, 불필요한 전력의 낭비를 방지할 수 있는 것이고, 또한, 실질적인 작업시간 이외에는 용접 시동용 소저전압만이 용접 트랜스의2차측에 흐르게 되므로 감전사고로 인한 인명피해를 예방할수 있는 것이며, 아이씨 회로를 이용한 일련의 시퀸스 회로로써 트라이악에 의한 무접점 스위칭 소자와 마그네트에 의한 기계적 스위칭 소자의 동작에 있어, 주전원 온시에는 트라이악에 의한 스위칭이 우선되게 하고 주전원 오프시에는 마그네트에 의한 스위칭이 우선되도록 하여 용접기 회로의 전원 온, 오프시의 아크 방전을 방지할수 있는 것이고, 또한, 상용전원 뿐만 아니라 발전기로 부터의 전원전압 및 주파수 변동이 심한 전원을 사용할 경우에서도, 정전압 회로에 의한 아이씨 회로의 전원 공급은 항상 일정하게 유지되는 것이므로 제어회로에서의 오동작이 나타날 우려가 없는 효과가 있다.

Claims

교류용 아크용접기의 제어회로에 있어서, 용접 변압기(T₁)의 2차측에 시동검출 전압을 인가시켜 주고 이를 검출하는 시동검출부(가)의 출력단은 제 1타이머부(나)를 통하여 각각 제1제어부(다), 제2타이머부(라) 및 지연부(바)의 입력단에 접속시키고, 제 1지연부(다)의 출력단은 마그네트(MS)와 직력로 접속된 트라이악(TRC₁)의 게이트에 접속시키며, 제2타이머부(라)에 접속된 제2제어부(마)의 출력단은 마그네트의 a접점(MSa)과 병렬로 접속된 트라이악(TRC₂)의 게이트에 접속시키고, 지연부(바)의 출력단은 제1,2제어부(다, 마) 및 감시전류 제어부(아)를 제어하는 릴레이부(사)에 접속시키며, 제1,2제어부(다, 마)의 출력은 노어게이트(NOR₁)로 조합시켜 각각 지연부(바)와 릴레이부(사)의 입력단에 접속시켜 구성됨을 특징으로 하는 교류 아크 용접기용 전격 방지 회로.