KR910005817Y1

KR910005817Y1 - 아크 용접기의 전격 방지장치

Info

Publication number: KR910005817Y1
Application number: KR2019880020344D
Authority: KR
Inventors: 서정주
Original assignee: 서정주
Priority date: 1988-12-09
Filing date: 1988-12-09
Publication date: 1991-08-05

Abstract

내용 없음.

Description

아크 용접기의 전격 방지장치

제 1 도는 본 고안에 따른 전격 방지 장치의 블럭 다이어 그램.

제 2 도는 본 고안에 따른 전격 방지 장치의 구체적인 회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

M₁: 펄스 발생회로 M₂: 펄스 검출회로

M₃: 과전압 검출회로 M₄: 용접전원 제어회로

IC₁: 플립플롭 IC₂, IC₃: NAND게이트

IC₄, IC₅: 포토 커플러 C₁-C₁₀: 콘덴서

T₂: 트랜스 D₁-D₈: 다이오드

TR₁, TR₂: 트랜지스터 R₁-R₁₃: 저항

VR_1-VR₃: 가변저항 L₁: 코일

ZD₁, ZD₂: 정전압 다이오드 RY₁, RY₂: 릴레이

본 고안은 아크 용접기의 전격 방지 장치에 관한 것으로, 특히 초음파대 고주파 펄스의 특수한 흐름을 이용하여 용접봉을 피 용접물에 접촉시켰을 경우에만 용접이 이루어질 수 있도록 하므로써 용접작업중 감전사고와 같은 전기적 충격을 방지토록 되어진 전격 방지장치에 관한 것이다.

일반적으로 아크 용접기는 상용 주파수의 전원이 사용되고 있으므로 여기에 사용되는 용접트랜스의 코일은 그 리액턴스가 큰 편이다.

따라서 상기 용접트랜스의 코일에 초음파대의 고주파 펄스를 인가할 경우 초음파대의 고주파는 상용주파수보다 300 내지 500배이상 높으므로 그 전류의 흐름은 상용주파수 전류의 비해 무시할 수 있을 정도인 300분의 1 내지 500분의 1정도밖에 흐르지 않게 된다.

본 고안은 상기와 같은 특성을 가진 초음파대 고주파펄스를 이용하여 용접봉을 피 용접물에 접촉시켰을 경우에만 용접이 되도록 하고, 용접봉을 피 용접물부터 떼어냈을 경우에는 용접트랜스의 2차측에 유기되는 과전압을 검출하여 상기 용접트랜스의 1차측에 인가되는 용접전원을 자동 차단시킬 수 있도록 되어진 것으로 이를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제 1 도는 본 고안에 따른 전격 방지장치의 블럭 다이어그램으로서 용접트랜스(T₁)의 2차측에 펄스 발생회로(M₁)의 출력측 및 펄스 검출회로(M₂)의 입력측을 직렬로 연결하여 상기 펄스 검출회로(M₂)의 출력측이 플립플롭(IC₁)의 일측 입력단자(S)로 연결되도록 하고, 또한 상기 용접트랜스(T₁)의 2차측에 고전압 검출회로(M₃)의 입력측을 연결하여 그 출력측이 상기 플립플롭(IC₁)의 타측 입력단자(R)로 연결되도록 하며, 상기 플립플롭(IC₁)의 일측 출력단자(Q)을 상기 펄스 발생회로(M₁)의 입력측에 연결하는 한편, 타측 출력단자를 상기 용접트랜스(T₁)의 1차측과 연결된 용접 전원 제어회로(M₄)에 연결한 것으로 미 설명부호 1은 용접봉홀더, 2는 용접봉, 3은 피 용접물이다.

제 2 도는 본 고안에 따른 전격 방지장치의 구체적인 회로도로서 펄스 발생회로(M₁)는 콘덴서(C₁-C₄), 트랜스(T₂), 다이오드(D_2-D₄), 트랜지스터(TR₂), 저항(R₂-R₅), NAND 게이트 (IC₂, IC₃) 및 가변저항(VR₁)으로 구성되어 있고, 펄스 검출회로(M₂)는 코일(L₁), 다이오드(D₅-D₆), 콘덴서(C₅, C₆), 저항(R₆, R₇), 정전압 다이오드(ZD₁), 가변저항(VR₂) 및 포토 커플러(IC₄)로 구성되어 있으며, 과전압 검출회로(M₃)는 저항(R₈-R₁₃), 콘덴서(C₇-C₁₀), 다이오드(D₇-D₈), 정전압 다이오드(ZD₂), 가변저항(VR₃) 및 포토커플러(IC₅)로 구성되어 있고, 용접전원 제어회로(M₄)는 저항(R₁), 트랜지스터(TR₁), 다이오드(D₁) 및 릴레이(RY₁, RY₂)로 구성되어 있다.

제 1 도 및 제 2 도에서 펄스 발생회로(M₁)는 저항(R₅) 및 콘덴서(C₄)로 된 적분회로를 통하여 NAND 게이트(IC₃)의 일측 입력단자로 로직 1의 신호가 인가되면 발진을 하고, 로직 0의 신호가 인가되면 상기 NAND 게이트(IC₃)의 출력이 로직 1로 되어 발진을 정지하게 되는데 그 발진 주파수는 41KH_z로 NAND 게이트(IC₂)의 출력 측에서 구형파 펄스가 얻어지고 그 출력이 트랜지스터(TR₂)를 스위칭시켜 트랜스(T₂)의 2차 측으로 고주파 교류출력전압(25V)이 유기되도록 한다.

여기서 다이오드(D₃, D₄) 및 가변저항(VR₁)은 듀티 비를 가변시키기 위한 것이고, 저항(R₄)은 NAND 게이트(IC₃)의 타측 입력단자로 귀환되는 과전압을 차단시키기 위한 보호저항이다.

상기트랜스(T₂)의 2차 측이 용접트랜스(T₁)의 2차측과 직접 연결될 경우 용접봉(2)을 피용접물(3)에 접촉시키지 않아도 용접트랜스(T₁)의 1차측에 구성된 용접전원 제어회로(M₄)내 릴레이(RY₂)의 접점이 온상태로 되기 쉽다.

이를 방지하기 위한 것이 콘덴서(C₁) 및 펄스 검출회로(M₂)내 코일(L₁)로서 상기 코일(L₁) 양단간의 전압강하를 검출하여 용접전원 제어회로(M₄)내 릴레이(RY₂)의 접점을 온시키게 되는데 용접봉(2)을 피용접물(3)에 접촉시키기 이전에는 용접트랜스(T₁)의 2차측으로 통하는 임피던수가 매우 높기 때문에 펄스 발생회로(M₁)로 부터의 고주파 전류가 거의 흐르지 못하다가 용접봉(2)을 피용접물(3)에 접촉시키는 순간 홀더(1) , 용접봉(2) 및 피용접물(3)로 이어지는 폐회로를 통하여 급격히 전류가 흘러 펄스 검출회로(M₂)내 코일(L₁)에 전압강하가 생기게 된다.

펄스 검출회로(M₂)는 상기 코일(L₁)에 강하된 전압을 다이오드(D₅)로 반파 정류하고 콘덴서(C₃)로 여파하여 정전압 다이오드(ZD₁)로 일정전압을 유지시킨 후 포토 커플러(IC₄)내 발광 다이오드를 점등시켜 수광 트랜지스터의 에미터단을 로직 1로 만들게 된다.

상기 로직 1의 신호는 플립플롭(IC₁)의 일측 입력단자(S)로 인가되어 플립플롭(IC₁)을 세트상태로 만들게 되며, 상기 플립플롭(IC₁)이 세트상태로 되면 그 일측 출력단자(Q)가 로직 1로 되어 용접전원 제어회로(M₄)내 트랜지스터(TR₁)를 온상태로 만들게 되고, 이에따라 보조릴레이(RY₁) 및 주릴레이(RY₂)의 접점이 온상태로 되어 용접트랜스(T₁)의 1차측으로 AC 전원이 공급될 수 있게 된다.

이와동시에 플립플롭(IC₁)의 타측 출력단자는 로직 0로 되어 펄스 발생회로(M₁) 내 NAND 게이트(IC₃)의 일측 입력단자를 로직 0로 만들게 되며, 이에따라 펄스 발생회로(M₁)에서의 발진은 정지하게 된다.

여기서 펄스 검출회로(M₂)내 콘덴서(C₁)는 고주파 잡음에 의한 플립플롭(IC₁)의 오동작을 방지하기 위한 것이며, 용접봉(2)이 피용접물(3)에 접촉되었을시 펄스 발생회로(M₁)로 부터의 고주파 전류는 상술한 바와 같이 펄스 검출회로(M₂)로만 흐르고, 과전압 검출회로(M₃)에는 자체 임피던스가 매우 크고 또한 콘덴서(C₇)로 차단하기 때문에 거의 흐르지 않게되어 플립플롭(IC₁)의 양측 입력단자(S, R)로 동시에 로직 1의 신호가 가해지지 않는다.

용접이 완료된 후 피 용접물(3)로 부터 용접봉(2)을 떼게되면 용접트랜스(T₁)의 2차측에 무 부하로 인한 과전압이 유기되어 과전압 검출회로(M₃)내 저항(R₈, R₉)에 분압되어지는데 과전압 검출회로(M₃)에서는 상기저항(R₉) 양단의 전압을 검출하여 상기 펄스 검출회로(M₂)에서와 마찬가지로 다이오드(D₇)로 반파 정류하고 콘덴서(C₈)로 여파하여 정전압 다이오드(ZD₂)로 일정전압을 유지시킨후 포토 커플러(IC₅)내 발광 다이오드를 점등시켜 수광 트랜지스터의 에미터단을 로직 1로 만들게 된다.

상기 로직 1의 신호는 저항(R₁₂)및 콘덴서(C₉)로 된 적분회로에 의하여 1초간 지연된 후 플립플롭(IC₁)의 타측 입력단자(R)로 인가되어 플립플롭(IC₁)을 리세트 상태로 만들게 되며, 상기 플립플롭(IC₁)이 리세트 상태로 되면 그 일측 출력단자(Q)가 로직 0으로 되어 용접전원 제어회로(M₄)내 트랜지스터(TR₁)를 오프상태로 만들게 되고, 이에따라 보조릴레이(RY₁) 및 주릴레이(RY₂)의 접점이 오프상태로 되어 용접트랜스(T₁)의 1차측으로 공급되는 AC 전원을 차단시키게 된다.

이와 동시에 플립플롭(IC₁)의 타측 출력단자는 로직 1으로 되어 펄스 발생회로(M₁)내 NAND 게이트(IC₃)의 일측 입력단자를 로직 1으로 만들게되며, 이에따라 펄스 발생회로(M₁)에서의 발진이 개시될 수 있게된다.

여기서 용접전원 제어회로(M₄)내 릴레이(RY₂)의 접점이 오프되는 순간과 펄스 발생회로(M₁)의 발진이 시작되는 시점이 일치하게 되면 용접트랜스(T₁)의 2차측에 축적되었던 전압과 펄스 발생회로(M₁)내 트랜스(T₂)에서 얻어지는 전압이 합성되어 오동작을 하게 될 우려가 있으므로 이를 방지하기 위하여 콘덴서(C₄) 및 저항(R₅)으로된 적분회로로 축적된 에너지를 방출시킨 후 발진을 재개토록 하였다.

또한 콘덴서(C₁₀) 및 저항(R₁₃)은 전원 투입시 오동작을 방지하기 위한 것이며, 용접중에는 저항(R₉)에서 전압이 검출되지 않게 되므로 플립플롭(IC₁)은 세트상태를 유지하여 안정된 용접이 이루어질 수 있도록 하게된다.

이와같이 본 고안은 용접봉(2)를 피용접물(3)에 접촉시켰을 경우에만 용접이 이루어지도록 하고, 용접봉(2)을 피용접물(3)로 부터 떼어냈을 경우에는 용접트랜스(T₁)의 2차측에 유기되는 과 전압을 검출하여 상기 용접트랜스(T₁)의 1차측에 인가되는 AC 전원을 자동 차단시킬 수 있도록 하였으므로 용접작업중 감전사고와 같은 전기적 충격을 방지할 수 있게됨과 동시에 절연저항이 수MΩ인 포토커플러 (IC₄, IC₅)를 사용하므로써 전자회로, 특히 각 IC소자의 보호를 꾀할 수 있게 되는 장점이 있다.

Claims

용접트랜스(T₁)의 2차측에 콘덴서(C₁-C₄), 트랜스(T₂), 다이오드(D₂-D₄), 트랜지스터(TR₂), 저항(R₂-R₅), NAND 게이트 (IC₂, IC₃) 및 가변저항(VR₁)으로 구성된 펄스 발생회로(M₁)의 출력측 및 코일(L₁), 다이오드(D₅-D₆), 콘덴서(C₅, C₆), 저항(R₆, R₇), 정전압 다이오드 (ZD₁), 가변저항(VR₂) 및 포토커플러(IC₄)로 구성된 펄스 검출회로(M₂)의 입력측을 직렬로 연결하여 상기 펄스 검출회로(M₂)의 출력측이 플립플롭(IC₁)의 일측 입력단자(S)로 연결되도록 하고 , 또한 상기 용접트랜스(T₁)의 2차측에 저항(R₈-R₁₃), 콘덴서(C₇-C₁₀), 다이오드 (D_7-D₈), 정전압 다이오드(ZD₂), 가변저항( R₃) 및 포토커플러(IC₅)로 구성된 과전압 검출회로(M3)의 입력측을 연결하여 그 출력측이 상기 플립플롭(IC₁)의 타측 입력단자(R)로 연결되도록 과전압 검출회로(M₃)의 일측 출력단자(Q)를 상기 펄스 발생회로(M₁)의 입력측에 연결하는 한편, 타측 출력단자를 저항(R₁), 트랜지스터(TR₁), 다이오드(D₁) 및 릴레이(RY₁, RY₂)로 구성되어 상기 용접트랜스(T₁)의 1차측과 연결된 용접전원 제어회로(M₄₎에 연결하여서 된 것을 특징으로 하는 아크용접기의 전격방지장치.