KR980008413A

KR980008413A - Welding machine protection device

Info

Publication number: KR980008413A
Application number: KR1019960031483A
Authority: KR
Inventors: 김길재; 손의근; 박재근; 차훈
Original assignee: 신영균; 대우중공 업주식회사
Priority date: 1996-07-30
Filing date: 1996-07-30
Publication date: 1998-04-30

Abstract

본 발명은 용접전압과 콘트롤 라인간의 전위차가 발생되지 않도록 용접기 전원의 전압량과 전류량을 검출함은 물론 콘트롤 라인중의 신호 발생 전압의 단락까지 검출하여 용접기 2차 단자 이후의 구성기기들의 파손을 방지할 수 있도록 한 용접기 보호장치에 관한 것으로, 1차측에 인가되는 440V의 높은 3상 동력 전원을 6상의 낮은 전압으로 변환시키는 메인 트랜스포머(10)와, 상기 메인 트랜스포머(10)의 2차측에 접속되어 스위칭 역할을 하는 SCR(20)과, 상기SCR(20)을 통하여 출력되는 전압 및 전류를 검출하고 평활하여 용접 2차 단자를 통해 용접봉과 모재에 아크를 발생시키도록 검출부(30)와, 상기 검출부(30)의 아날로그 신호를 디지탈 신호로 변환시키는 A/D변환부(40)와, 전자접촉(M/C)조건을 설정하기 위한 조건 설정부(50)와, 상기 조건 설정부(50)의 출력과 상기 검출부(30)의 신호를 입력받아 상기 SCR(20)의 동작을 제어하는 마이컴(70)으로 이루어진다.The present invention detects not only the amount of voltage and the amount of current of the welding power source but also the short circuit of the signal generating voltage in the control line so as not to generate the potential difference between the welding voltage and the control line, A main transformer 10 for converting a 3-phase high power source of 440 V applied to the primary side into a low voltage of 6 phases, and a secondary transformer 10 connected to the secondary side of the main transformer 10 A detection part (30) for detecting and smoothing the voltage and current output through the SCR (20) and generating an arc in the welding rod and the base material through the welding secondary terminal; An A / D converter 40 for converting an analog signal of the condition setting unit 50 into a digital signal, a condition setting unit 50 for setting an electronic contact (M / C) condition, Output And a microcomputer 70 which receives the signal of the detector 30 and controls the operation of the SCR 20.

Description

Welding machine protection device

본 발명은 용접기에 관한 것으로, 특히 용접전압과 콘트롤 라인간의 전위차가 발생되지 않도록 용접기 전원의 전압량과 전류량을 검출함은 물론 콘트롤 라인중의 신호 발생 전압의 단락까지 검출하여 용접기의 구성기기들의 파손을 방지할 수 있도록 한 용접기 보호장치에 관한 것이다.The present invention relates to a welding machine, and more particularly to a welding machine for detecting a voltage and a current amount of a welding power source and detecting a short-circuit of a signal generating voltage in a control line so that a potential difference between a welding voltage and a control line is not generated, To a welder protecting device.

현재 용접장비의 개발수준은 영세업체 주도로 선진국에 비해 낙후되어 있는 반면, 용접시공업체의 고품질 요구에 대한 요구는 가속화되고 있는 실정이다.Currently, the development level of welding equipment is underdeveloped compared to advanced countries led by small companies, but demand for high quality demands of welding construction companies is accelerating.

또한, 용접장비 사용시 잦은 고장으로 가동률이 저하되기 쉬우며, 투자비가 과다하게 소요되고 있다.In addition, when welding equipment is used frequently, the operation rate is likely to be lowered due to frequent faults, and the investment cost is excessively high.

따라서, 향후 용접장비는 시공측면에서 고품질이 보장되어 2차제품의 경쟁력이 확보되어야 하며 기능 및 성능면에서는 선진국 수준으로 기술을 향상시켜 고기능, 고성능 및 다목적화된 용접기를 제작, 사용하여 적은 투자로 많은 효과를 창출하여 산업선진화에 기여할 수 있도록 하는 신기술 개발이 시급한 실정이다.Therefore, future welding equipments should be secured with high quality in terms of construction, so that the competitiveness of secondary products should be ensured. In terms of function and performance, the technology is upgraded to the level of advanced countries to produce high performance, high performance and multi- It is imperative to develop new technologies that can contribute to advancement of industry by creating many effects.

특히, 철강, 조선등 철구조물의 생산공정에 있어서, 용접공정은 제품의 품질수준을 결정하는 핵심공정으로서, 이는 용접부분의 품질에 의하여 제품의 품질이 결정된다고 하여도 과언이 아니다.In particular, in the production process of steel structures such as steel and shipbuilding, the welding process is a key process for determining the quality level of the product, and it is no exaggeration to say that the quality of the product is determined by the quality of the welding portion.

그리고 생산공정중 약60%이상이 용접공정을 통해 조립되므로 결국 이들 각각의 용접품질에 따라 제품의 품질 즉, 견고성, 안전성, 내구성이 결정된다고 볼 수 있다.Since more than 60% of the production process is assembled through the welding process, the quality of the product, that is, robustness, safety and durability, is determined according to each welding quality.

종래의 용접기는 사용중 부하에 따라 과전류 상태가 발생되면 용접기 내부에 있는 전력계통인 메인 트랜스포머, 상간 리액터, 직류 리액터, 메인SCR등 제조 단가 비율이 높은 부품들이 소손됨으로써 과대한 유지 보수 M(MAN)/H(HOUR)이 투입되는데, 특히 CO2용접기는 용접 특성상 정전압 특성을 이용함으로 2차 단자 단락시 전류가 이론상 무한대로 흐르게 되어 용접기 구성 부품이 쉽게 파손되는 문제가 있다.In the conventional welding machine, when an overcurrent condition occurs according to the load during use, parts with high manufacturing cost ratio such as main transformer, phase reactor, DC reactor and main SCR, which are power systems in the welder, H (HOUR) is injected. Especially, the CO2 welding machine uses the constant voltage characteristic due to the welding characteristic, so that the current flows theoretically infinite when the secondary terminal is short-circuited.

또한, 종래 용접기 사용시 콘트롤 라인에 의해 높은 용접전압이 유입되어 PCB를 소손시키는 원인을 제공하고 있는데, 이는 도 1에 도시된 바와같이 용접기(1)와 리모콘 박스(2) 또는 와이어 피더(WIRE FEEDER)를 연결하는 라인(3)구성이, 용접에 필요한 전력라인과 용접전압을 콘트롤하기 위한 콘트롤 라인 및 가스 호스로 되어 있어 용접기 사용도중 이러한 콘트롤 라인(3)이 외부충격에 의해 파손되기 쉬워 전력 라인의 높은 용접 전압이 콘트롤 라인에 유입됨으로써 제어PCB를 소손시키게 되는 것이다.1, the welding machine 1 and the remote control box 2 or the wire feeder, as shown in FIG. 1, A control line and a gas hose for controlling the power line and the welding voltage necessary for the welding are used. Therefore, during the use of the welding machine, such a control line 3 is easily damaged by an external impact, A high welding voltage is injected into the control line, thereby burning out the control PCB.

본 발명은 이와같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 용접기 사용시 전압과 전류를 검출하여 이를 마이컴에 보내면 마이컴에서 소정치이상의 전류가 흐를 때 이를 제한하고, PCB이상으로 이러한 소정치이상의 전류 초과시 일정시간 지연후 용접전압을 차단시키며, 이상램프를 점등시키는 용접기 보호장치를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION [0006] The present invention has been made in order to solve such conventional problems, and it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for detecting a voltage and a current when using a welding machine and sending the detected voltage and current to a microcomputer, And it is an object of the present invention to provide a welder protecting device that cuts off a welding voltage after a predetermined time delay and lights an abnormal lamp.

본 발명의 다른 목적은 용접기 사용시 전류량과 전압량을 검출하고, 또한 케이블 라인중에 신호발생전압의 단락까지도 체크하여 용접기 2차단자이후의 구성기기들의 파손여부를 확인하여 정상인 경우에만 동작되게 제어하는 용접기 보호장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a welder for detecting a current amount and a voltage amount when using a welding machine and also checking a short circuit of a signal generating voltage in a cable line, And to provide a protection device.

이와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 1차측에 인가되는 440V의 높은 3상 동력 전원을 6상의 낮은 전압으로 변환시키는 메인 트랜스포머와, 상기 메인 트랜스포머의 2차측에 접속되어 스위칭 역할을 하는 SCR과, 상기 SCR을 통하여 출력되는 전압을 검출 및 평활하여 용접 2차 단자를 통해 용접봉과 모재에 아크(ARC)를 발생시키도록 제어하는 검출부와, 상기 검출부의 아날로그 신호를 디지탈 신호로 변환시키는 A/D변환부와, 전자접촉(M/C)조건을 설정하기 위한 조건 설정부와, 상기 조건 설정부의 출력과 상기 검출부의 신호를 입력받아 SCR을 제어하는 마이컴을 구비하여 구성함을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a main transformer comprising: a main transformer for converting a high-voltage power source of 440 V, which is applied to a primary side, into a low voltage of six phases; an SCR connected to a secondary side of the main transformer, A detection unit for detecting and smoothing a voltage output through the SCR to generate an arc (ARC) on a welding rod and a base material through a welding secondary terminal; and an A / D converter for converting an analog signal of the detection unit into a digital signal A condition setting unit for setting an electronic contact (M / C) condition; and a microcomputer for receiving an output of the condition setting unit and a signal of the detecting unit and controlling the SCR.

제1도는 종래 콘트롤 라인에 의한 소손을 설명하기 위한 도면.FIG. 1 is a view for explaining burnout by a conventional control line; FIG.

제2도는 본 발명 용접기 보호장치의 구성도.FIG. 2 is a schematic view of a welding device protecting apparatus according to the present invention. FIG.

제3도는 본 발명의 전류, 전압 검출을 설명하기 위한 도면.FIG. 3 is a view for explaining current and voltage detection of the present invention; FIG.

제4도는 본 발명에 따른 과전류보호를 설명하기 위한 도면.FIG. 4 is a diagram for explaining an overcurrent protection according to the present invention; FIG.

제5도는 본 발명에 의한 초기 전류의 급격상승에 따른 방지효과를 나타낸 타임차트.FIG. 5 is a time chart showing an effect of preventing an increase in the initial current according to the present invention. FIG.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS

10 : 메인 트랜스포머 20 : SCR10: main transformer 20: SCR

30 : 검출부 31 : 전압검출부30: detecting unit 31: voltage detecting unit

32 : 전류검출부 40 : A/D변환부32: current detection unit 40: A / D conversion unit

50 : 조건 설정부 70 : 마이컴50: condition setting unit 70:

90 : 콘트롤 라인 100 : 용접기90: Control line 100: Welding machine

이하, 본 발명 용접기 보호장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고로 하여 상세히 설명하면 다음과 같다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a welder protecting apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제2도는 본 발명의 구성도로, 1차측에 인가되는 440V의 높은 3상 동력 전원을 6상의 낮은 전압으로 변환시키는 메인 트랜스포머(10)와, 상기 메인 트랜스포머(10)의 2차측에 접속되어 스위칭 역할을 하는 SCR(20)과, 상기SCR(20)을 통하여 출력되는 전압 및 전류를 검출하고 평활하여 용접 2차 단자를 통해 용접봉과 모재에 아크를 발생시키도록 하는 검출부(30)와, 상기 검출부(30)의 아날로그 신호를 디지탈 신호로 변환시키는 A/D변환부(40)와, 전자접촉(M/C)조건을 설정하기 위한 조건 설정부(50)와, 상기 조건 설정부(50)의 출력과 상기 검출부(30)의 신호를 입력받아 SCR(20)의 동작을 제어하는 마이컴(70)으로 구성된 것이다.FIG. 2 is a circuit diagram of a main transformer 10 for converting a 3-phase high power source of 440 V applied to a primary side to a low voltage of 6 phases applied to the primary side, A detecting unit 30 for detecting and smoothing the voltage and current output through the SCR 20 and generating an arc in the welding rod and the base material through the welding secondary terminal, An A / D converter 40 for converting an analog signal of the condition setting unit 50 into a digital signal, a condition setting unit 50 for setting an electronic contact (M / C) condition, And a microcomputer 70 for controlling the operation of the SCR 20 in response to the signal of the detection unit 30. [

제3도는 상기 검출부(30)가 라인(90)에 연결된 상태를 나타낸 것으로, 상기 검출부(30)는 용접기(100)의 전압을 검출하는 전압검출기(31)(여기서는 전압량 검출기(DW-2002를 사용)와, 전류를 검출하는 전류 검출기(32)(여기서는 HCT를 사용)로 구성된다.3 shows a state where the detecting unit 30 is connected to the line 90. The detecting unit 30 includes a voltage detector 31 for detecting the voltage of the welding machine 100 And a current detector 32 for detecting current (HCT is used here).

상기 마이컴(70)이, 상기 검출부(30)의 검출에 의해 일정전류이상이 흐를때 일차적으로 전류를 제한하고, PCB이상으로 상기 일차 제한전류를 초과하여 일정전압이상으로 지정된 시간이상 경과되면 용접전압을 정지시키도록 제어한다.The microcomputer 70 limits the current when the current exceeds a predetermined current due to the detection of the detection unit 30. When the current exceeds the primary limiting current by more than a predetermined voltage and exceeds a predetermined time, .

이와같이 구성된 본 발명은 용접기 사용시 먼저, 검출부(30)의 전압검출부(31)에서 용접전류량을 HCT를 사용하여 정확히 검출하여 A/D변환부(40)를 통하여 마이컴(70)으로 보내면, 마이컴(70)에서는 입력되는 데이타와 기설정된 데이타를 비교하여 입력되는 데이타가 기설정된 데이타보다 클 때 도 4의 C선과 같이 1차적으로 전류가 제한(예를들어 530A)되도록 제어한다.In the present invention configured as described above, the welding current amount is accurately detected by the voltage detection unit 31 of the detection unit 30 using the HCT and then sent to the microcomputer 70 through the A / D conversion unit 40, ), The input data is compared with the preset data, and when the input data is larger than the predetermined data, the current is limited (for example, 530 A) as shown in line C of FIG. 4.

만일, PCB이상으로 상기와 같은 일차전류제한이 초과될 경우 이를 검출하며, 일차전류를 초과하여 도 4의 b선과 같이 일정치(예를들어 550A)이상 전류로 지정된 시간(예를들어 2초)이상이 경과되면, 용접전압을 차단시키고 이상 램프를 점등시킨다.If the primary current limit is exceeded due to the PCB abnormality, it is detected. If the primary current limit is exceeded, a time (for example, 2 seconds) specified by a constant current (for example, 550 A) When the abnormality elapses, the welding voltage is cut off and the abnormal lamp is turned on.

한편, 제3도에서와 같은 콘트롤 라인(90)에 의한 용접기 2차 단자 이후의 구성기기의 소손을 방지하기 위하여, 용접전압과 콘트롤 라인(90)간의 전위차가 발생되지 않도록 전기적으로 분리시킨 상태에서 검출부(30)의 전압검출부(31)와 전류검출부(32)를 통하여 정확한 전압량과 전류량을 검출한다.In order to prevent the constitutional devices from burning down after the secondary terminal of the welder by the control line 90 as shown in FIG. 3, in a state in which the welding voltage and the control line 90 are electrically isolated from each other The correct voltage amount and current amount are detected through the voltage detection unit 31 and the current detection unit 32 of the detection unit 30. [

이때, 콘트롤 케이블 내부 단락 즉, 제2도에서 X와 Y측에 발생하는 전압을 상시 감시상태에 있다가 단락시 발생하는 전위차의 급격한 변동을 마이컴(70)에서 검출하여 SCR(20)을 제어한다.At this time, the microcomputer 70 detects the abrupt change of the potential difference generated during the short-circuit while the voltage generated on the X and Y sides is always monitored in the short-circuited state of the control cable, that is, the second diagram, and controls the SCR 20 .

그리고 용접 시작시 용접기의 부하상태가 단자간 단락등으로 비정상적인 상태일 경우 초기 전류의 급격한 상승으로 전력부품이 쉽게 소손될 수 있어, 마이컴(70)의 제어에 의해 초기 상승곡선을 도 5와 같이 처리하여 급격한 전류상승을 방지할 수 있는 것으로, 도 5의 (A)는 토크신호, (B)는 용접전압, (C)는 모터전압을 나타내며, 여기서 d는 비례상승시간(예를들어 250 MSEC)을 나타낸다.When the load condition of the welding machine at the start of welding is abnormal due to a short circuit between the terminals, the power component may be easily burned due to a sudden increase in the initial current, and the initial rising curve is processed as shown in FIG. 5 by the control of the microcomputer (B) is a welding voltage, and (C) is a motor voltage, where d is a proportional rise time (for example, 250 MSEC) .

이상에서 설명한 바와같은 본 발명은 용접기 사용시 용접전류량을 정확히 검출하여 일정전류 이상의 전류가 흐를 때 이를 일차적으로 제한하고, PCB이상으로 일차제한전류를 초과하여 이차제한전류에서 지정시간 경과시 용접전압을 정지시킬 수 있으며, 콘트롤 라인이 외부충격에 의해 파손된 경우 콘트롤 라인중에 신호발생 전압의 단락까지도 체크하여 용접기 2차단자 이후의 구성기기들의 파손여부를 확인하여 정상일 경우에만 동작시킬 수 있어 높은 용접전압이 콘트롤 라인을 통하여 유입되어 제어PCB를 소손시키는 것을 방지할 수 있는 효과가 있는 것이다.As described above, the present invention accurately detects the amount of welding current when a welding machine is used, limits the primary current when a current over a constant current flows, and stops the welding voltage at a specified time elapsing from a secondary limiting current exceeding a primary limiting current If the control line is damaged by an external impact, it is also possible to check the short circuit of the signal generating voltage in the control line to check whether the components are damaged after the welder 2 breaker, It is possible to prevent the control PCB from being burned through the control line.

Claims

A main transformer 10 for converting a high-level 3-phase power source of 440 V applied to the primary side to a low voltage of 6 phases, an SCR 20 connected to the secondary side of the main transformer 10 and serving as a switching device, (30) for detecting the voltage and current output through the SCR (20) and controlling the arc and the arc to be generated in the welding rod and the base material through the welding secondary terminal, A condition setting unit 50 for setting an electronic contact (M / C) condition; an output setting unit 50 for setting the output of the condition setting unit 50 and the detection unit 30 And a microcomputer (70) for controlling the operation of the SCR (20).

The microcomputer (70) according to claim 1, wherein the microcomputer (70) is configured to limit the current when the current exceeds a predetermined current by detecting the detection unit (30) And stops the welding voltage when the time elapses.

※ Note: It is disclosed by the contents of the first application.