KR950006365B1

KR950006365B1 - 방전가공기의 전원 극성 절환회로

Info

Publication number: KR950006365B1
Application number: KR1019920023053A
Authority: KR
Inventors: 김병기
Original assignee: 엘지기전주식회사; 김회수
Priority date: 1992-12-02
Filing date: 1992-12-02
Publication date: 1995-06-14
Also published as: KR940013690A

Abstract

내용 없음.

Description

방전가공기의 전원 극성 절환회로

제1도는 종래 방전가공기의 전원 공급 장치의 회로도.

제2도는 제2도에 있어서, 방전전압의 파형도.

제3도는 본 발명 방전가공기의 전원 극성 절환회로도.

제4도는 제3도에 있어서, 방전전압의 파형도.

제5도는 제3도에 있어서, 전력소자의 트리거 시간조정에 따른 설명도.

제6도는 본 발명에 따른 다른 실시예의 회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 공작물 2 : 와이어 전극

3 : 양전원 공급부 3-1 : 양전원 제어부

4 : 음전원 공급부 4-1 : 음전원 제어부

11 : 정류부 12 : 컨버터 제어부

13 : 가공전압 공급부 14 : 전원 스위칭부

Q₁,Q₂,Q₁₁~Q₁₅: 전력소자 Batt₁,Batt₂: 배터리

R₁,R₂,R₁₁~R₁₄: 저항 C₁,C1 : 덴서

D₁,D₂: 다이오드 L₁: 코일

BD₁: 3상 브릿지 다이오드 SW₁: 스위치

본 발명은 방전가공기의 전원 극성 절환에 관한 것으로 특히, 고속가공 및 양호한 가공면 처리를 위해 전원 극성을 절환함에 있어 풀 브릿지(Full-Bridge)방식을 적용하여 효율적으로 전원 극성을 절환시키는 방전 가공기의 전원 극성 전환 회로에 관한 것이다.

방전가공기는 펄스형태의 전원을 공작물과 와이어 전극 사이에 가하여 전기적 방전에 의해 공작물을 가공하는 기계로서 일반적인 강, 고속도강 및 공구강등은 플러스 전극(+)을 공작물에 접속하고 마이너스 전극(-)을 와이어 전극에 접속하여 가공동작을 수행하게 된다.

그런데, 공작물의 재질이 초경합금이거나 초사상 가공면을 얻으려는 경우 전원의 극성을 바꾸어 공급하면 가공 속도도 빠르고 가공면도 양호한 상태로 가공이 가능하다.

따라서, 공급 전원의 극성을 절환하는 방법에 있어서, 전자 접촉기를 사용하거나 부전원용 전원장치를 별도로 구비하여 구체하는 방법이 제안되었다.

제1도는 종래 방전기의 전원 공급 장치의 회로도로서 이에 도시된 바와 같이, 음극(-)이 와이어 전극(2)에 접속된 배터리(Batt₁)의 양극(+)을 저항(R₁)을 통해 베이스에 양전원 제어부(3-1)가 접속된 전원 공급용 소자(Q₁)에 접속하고 그 전원 공급용 소자(Q₁)를 공작물(1)에 접속하여 양전원 공급부(3)가 구성되고 양극(+)이 상기 와이어 전극(2)에 접속된 배터리(Batt₂)의 음극(-)을 저항(R₂)을 통해 베이스에 음전원 제어부(4-1)가 접속된 전원 공급용 소자(Q₂)에 접속하고 그 전원 공급용 소자(Q₂)를 상기 공작물(1)에 접속하여 음전원 공급부(4)가 구성된다.

상기 전원 공급용 소자(Q₁)(Q₂)는 트랜지스터이다.

이와같이 구성된 종래 장치의 동작과정을 제2도 방전전압의 파형도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

공작물의 재질이나 초기상 가공면을 얻기 위해서 공작물(1)에 공급되는 전원 전극을 절환하는 경우 양전원 공급부(3)는 양전원 제어부(3-1)가 전원 공급용 소자(Q₁)를 트리거시킴에 따라 배터리(Batt₁)의 양전원(+)을 저항(R₁)에서 전류가 제한된 후 상기 전원 공급용 소자(Q₁)를 통해 공작물(1)과 와이어 전극(2)에 가해진다.

그리고, 양전원(+)의 공급이 완료되어 일정시간이 경과되면 음전원 공급부(4)는 음전원 제어부(4-1)가 전원 공급용 소자(Q₂)를 트리거시킴에 따라 배터리(Batt₂)의 음전원(-)이 저항(R₂)에서 전류가 제한된 후 상기 전원 공급용 소자(Q₂)를 통해 공작물(1)과 외어이 전극(2)에 가해진다.

이와같은 동작을 반복하여 공작물(1)과 와이어 전극(2)에 제2도와 같은 교번된 전압을 공급하여 상기 공작물(1)을 가공하게 된다.

그러나, 이와같은 종래 장치는 양전원(+)과 음전원(-)을 공급하는 2개의 회로가 필요하고 제어회로와 전류 제한용 저항도 각기 2개가 필요함으로 부품수가 증가하여 제품의 크기가 커지는 문제점이 있었다.

본 발명 이러한 종래의 문제점을 해소하기 위하여 양전원(+)과 음전원(-)을 공급하기 위한 장치를 반도체 소자를 이용한 풀-브릿지(Full-Bridge)방식을 적용함으로써 간단한 회로를 구성하여 부품수를 감소시킬 수 있는 방전 가공기의 전원 극성 절환 회로를 창안한 것으로, 이를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제3도는 본 발명 방전가공기의 전원 극성 절환회로도로서 이에 도시된 바와 같이, 브릿지 아이오드(BD₁)가 3상 전원(R)(S)(T)을 직류로 정류함에 따라, 충, 방전하도록 저항(R₁₁), 콘덴서(C₁) 및 스위치(SW₁)로 구성한 정류부(11)와, 컨버터 전압 지령신호(V₂)와 분압(V₃)을 비교함에 따른 상기 컨버터 전압 지령 신호(V₂)의 크기가 되도록 조정한 컨버터 제어부(12)의 출력(V_B)에 따라 상기 정류부(11)의 출력(V₁)을 스위칭하는 전력소자(Q₁₁)와, 이 전력소자(Q₁₁)를 통한 상기 정류부(11)의 출력(V₁)을 충·방전하고 충전전압의 분압(V₃)을 상기 컨버터 제어부(12)에 출력하도록 다이오드(D₁), 저항(R₁₂~R₁₄) 및 콘덴서(C₂)로 구성한 가공전압 공급부(13)와, 이 가공전압 공급부(13)의 출력(V₄)를 공작물(1)과 와이어 전극(4)에 출력하도록 구동신호(S₁~S₄)에 따라 스위칭되는 전력소자(Q₁₂~Q₁₅)로 구성한 전원 스위칭부(14)로 구성한다.

상기 전력소자(Q₁₁~Q₁₅)는 트랜지스터이다.

이와같이 구성한 본 발명의 동작 및 작용효과를 제4도 방전전압의 파형도 및 제5도 전력소자 트리거 시간조정에 따른 설명도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 가공시 시작됨에 따라 3상 전원(R)(S)(T)이 입력된 정류부(11)는 3상 브릿지 다이오드(BD₁)에서 직류로 정류하고 저항(R₁₁)을 통해 콘덴서(C₁)에 서서히 충전되는데, 충전시간(τ_W)은 아래의 식(1)과 같이 상기 저항(R₁₁)과 콘덴서(C₁)의 곱으로 표시되며 상기 콘덴서(C₁)에 충전이 완료되어 스위치(SW₁)를 접속시키면 큰 써지(Surge)전압의 발생이 없이 가공준비가 완료된다.

이때, 펄스폭 변조(PWM)방식에 의한 컨버터 전압 지령신호(V₂)를 입력받은 컨버터 제어부(12)는 구동 전압(B_W)으로 전력소자(Q₁₁)를 트리거시켜 정류부(1)의 출력전압(V₁)을 가공전압 공급부(13)에 출력시킴으로써 콘덴서(C₂)에 충전시키게 되고, 이 콘덴서(C₂)의 충전전압(V₄)은 저항(R₁₂)(R₁₃)에 의해 분압(V₃)되어 상기 컨버터 제어부(12)에 출력시킨다.

이에따라, 가공전압 공급부(13)의 분압(V₃)을 검출함에 따라 컨버터 제어부(12)는 컨버터 전압 지령신호(V₂)와 같이 크기가 되도록 구동전압(V_W)을 조정하여 전력소자(Q₁₁)를 트리거시키는데, 상기 전력소자(Q₁₁)의 턴온 시간을 Ton, 턴오프 시간을 Toff라고 하면 가공전압 공급부(13)의 충전전압(V₄)은 아래의 식(2)와 같이 표시된다.

따라서, 구동신호(S₁~S₄)에 따라 전원 스위칭부(14)의 전력소자(Q₁₂~Q₁₅)가 턴온, 턴오프되고 가공전압 공급부(13)의 전압(V₄)은 저항(R₁₄)을 통해 전류가 조정되어 상기 전력소자(Q₁₂~Q₁₅)를 통해 공작물(1)과 와이어 전극(2)에 공급됨으로써 가공을 수행하게 된다.

즉, 공작물(1)에 양전원(+), 와이어 전극(2)에 음전원(-)을 공급하는 경우 전원 스위칭부(14)에 구동신호(S₂)(S₃)를 고전위로 입력시킴으로써 가공전압 공급부(13)의 전압(V₄)은 전력소자(Q₁₄)→공작물(1)→와이어 전극(2)→전력소자(Q₁₃)에 순차적으로 흐르고 이때, 방전 전압의 파형도는 제4a도에 도시한 바와 같다.

그리고, 공작물(1)에 음전원(-), 와이어전극(2)에 양전원(+)을 공급하는 경우 전원 스위칭부(14)에 고전위인 구동신호(S₁)(S₄)를 입력시킴으로써 가공전압 공급부(13)의 전압(V₄)은 전력소자(Q₁₂)→와이어 전극(2)→공작물(1)→전력소자(Q₁₅)로 순차적으로 흐르고 이때, 방전전압의 파형도는 제4b도에 도시한 바와 같다.

또한, 구동신호(S₂,S₃)(S₁,S₄)를 교대로 고전위로 하여 전원 스위칭부(14)에 입력시키면서 공작물(1)과 와이어 전극(2)에 공급되는 방전전압은 제4c도에 도시한 바와 같은 파형을 갖는다.

한편, 방전전압의 파형을 조정하기 위해 구동신호(S₁~S₄)의 턴온 시간을 조절하는데 양전원(+)공급시를 예를 들면, 구동신호(S₃)를 제5a도와 같이 고전위로 하여 전력소자(Q₁₄)를 턴온시킨 후 일정 시간이 경과되었을때 제5b도와 같이 구동신호(S₂)를 고전위로 하여 전력소자(Q₁₃)를 턴온시킴으로써 공작물(1)과 와이어전극(2)의 전압을 제5c도에 도시한 바와 같이 조정하며 턴온 시기에 따라 더욱 예리한 파형을 얻을 수 있다.

본 고안의 다른 실시예로서 제6도에 도시한 바와 같이 가공전압 공급부(13)의 다이오드(D₁) 캐소드에 역방향의 다이오드(D₂)와 코일(L₁)을 접속시키면 전류를 일정하게 할 수 있어 평활 효과를 크게 할 수 있다.

상기에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명 방전가공기의 전원 극성 질환회로는 하나의 전원장치와 극성 교체용 풀 브릿지 회로를 구비하여 극성 절환이 가능하고 전력소자의 트리거 시간을 조정함으로써 더 예리한 방전전압을 발생시킬 수 있으며 부품수를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

3상 전원(R)(S)(T)을 정류하여 직류전압(V₁)을 출력하는 정류부(11)와, 전력 소자(Q₁₁)를 통해 입력되는 상기 정류부(11)의 출력 전압(V₃)을 충전함과 아울러 그 충전 전압(V₃)을 분압하는 가공전압 공급부(13)와, 컨버터 전압 지령신호(V₂)와 상기 가공전압 공급부(13)의 분압(V₃)을 비교함에 따라 구동전압(V_W)을 상기 컨버터 전압 지령 신호(V₂)와 동일한 크기가 되도록 조정하여 상기 전력소자(Q₁₁)를 트리거시키는 컨버터 제어부(12)와, 구동신호(S₁~S₄)에 따라 공작물(1)과 와이어 전극(2)으로 상기 가공전압 공급부(13)의 전압(V₄)흐름을 제어하여 극성을 절환하는 전원 스위칭부(14)로 구성한 것을 특징으로 하는 방전가공기의 전원 극성 절환회로.