[논문]용접피치에 의한 2차측 전압손실 보정용 콘트롤라

배종일; 안영주; 이형기; 안두성

용접피치에 의한 2차측 전압손실 보정용 콘트롤라
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배종일 (부경대학교 전기제어계측공학부) , 안영주 (부경대학교 전기제어계측공학부) , 이형기 (부경대학교 전기제어계측공학부) , 안두성 (부경대학교 기계공학부)

The power source of inverter welder stable power of low voltage and high current. Because if shouldn't be, it is caused to spark between the parent metal and the peak. So that, we designed to be base on high frequency transformer and reactor of DC part. Then, we optimized control of PWM, current rising slant, voltage, current, pulse current and inverter out-put voltage. Also we designed PCB for EMI and noises.

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문제 정의

이는 용접기자재 기술 개발에 소홀한 점이 중요한 원인으로 작용한다. 본 연구 목표인 전압 손실 보상용 콘트롤라는 전극봉과 모재에 저전압, 대전류의 안정된 전력을 공급 함으로서 아크를 원활히 발생하여 고품질의 용접을 구현한다. 이는 현존하는 용접기에서 발생되는 용접기 자체의 끊김 현상과 용접기의 중심 소자인 IGBT를 치명적인 손상으로부터 보호하고 한 종류의 전압 보상용 콘트롤라 PCB 로 휴대용 인버터 용접기, 에어 플라즈마 용접기등에 간편히 접목할 수 있어 다 기능적인 콘트롤라를 구현한다.

제안 방법

리액터로 구성되어 있다. 각 부분은 전기적 특성을 고려하여 설계하고 특히 출력단의 고주파 변압기와 직류 단의 리액터의 설계는 전기적인 특성뿐만 아니라 용접성능과 직결되는 부분인 만큼 용접 특성을 고려해서 설계한다. w 현재 널리 사용되어지고 있는 Co2 용접기는 용접하는 모재와 전극봉 사이의 피치 간격에 의한 2차 측 전압 손실로 인하여 용접 시 용접의 불규칙적인 끊김 현상과 전압 상하강시에 용접상태가 고르지 못해 최상의 용접 조건을 기대하기 어렵다.
본 논문의 개발 방법을 토대로 전압과 스위칭 소자의 선정은 인버터 입력 전압인 DC 링크단 전압과 연계성을 확보해야 하며 출력단 고주파 변압기와 직류단 리액터의 설계, PWM 기법구현은 용접기에서 사용하는 PWM 기법 및 전류 상승 기울기제어, 전압 전류 최적제어, 순시 전류제어, 펄스 전류제어, 단락 지연제어, 아크 재생 검출제어는 파형제어 기법, 인버터 출력 전압제어은 단순하게 출력 전압 지령치와 송급 속도의 지령치에 의해서 용접 전원을 제어하는 방법, 전압 손실 보상용 콘트롤라의 각종 인버터 용접기에 접목할 수 있는 다기능제어 PCB구현, 설정부와 콘트롤라부의 노이즈 현상을 줄이는 Poly PCB 구현를 통하여 아래와 같은 용접 기울기 곡선을 얻었다.[11]
있다. 본 연구에서는 프리플롭 형태를 먼저 적용한다. 71
즉 인버터 용접기에 공통으로 들어가는 회로의 경우 PCB 가 작아지는 것을 감안하고 또한 PCB 가 커질 경우를 감안하여 중앙 콘트롤 부분은 PCB 의 가장 자리에 위치하도록 설계하며 콘트롤라의 제어 목적인 전원 부분인 경우는 오른쪽 하단부터 설계를 한다. 설정부분의 경우는 Inverter, 휴대용 아크 용접기, 프라즈마 용접기는 각기 다르므로 왼쪽부분으로 설계하면서 언제던지 PCB 를 조절하여 사용할 수 있도록 설계한다. 외부와의 연결잭은콘넥터로 연결하며 이 역시 콘넥터의 방향과 위치도 위에서 설명한 바와 같은 방법으로 설정 설계한다.
설정부분의 경우는 Inverter, 휴대용 아크 용접기, 프라즈마 용접기는 각기 다르므로 왼쪽부분으로 설계하면서 언제던지 PCB 를 조절하여 사용할 수 있도록 설계한다. 외부와의 연결잭은콘넥터로 연결하며 이 역시 콘넥터의 방향과 위치도 위에서 설명한 바와 같은 방법으로 설정 설계한다. 이로서 Inverter 용접기, 휴대용 아크 용접기 프라즈마 용접기 등 여러 요소의 용접기에 한 콘트롤라의 PCB 로서 제어할 수 있다.
이러한 문제점 중에서 용접 품질을 향상시킬 수 있는 전압손실 보상을 개발목표로 삼는다. 이 같은 개발목표는 출력단 고주파 변압기와직류단 리액터의 설계를 기본으로 하면서 PWM 기법구현, 전류 상승 기울기제어, 전압 전류 최적제어, 순시 전류제어, 펄스 전류제어, 단락 지연제어, 아크 재생 검출제어, 인버터 출력 전압제어 및 전압 손실 보상용 콘트롤라의 각종 인버터 용접기에 접목할 수 있는 다기능제어 PCB구현, 제어부와 콘트롤라부의 노이즈 현상을 줄이는 Poly PCB구현을 바탕으로 하여 콘트롤라를 제어한다
전압 손실 보상용 콘트롤라의 각종 인버터 용접기에 접목할 수 있는 다기능제어 PCB구현은 현재 본 개발에서 중요시하는 부분으로서 Inverter 에 국한되지 않고 회로 설계와 Art-Work 시 여러 종류의 인버터 용접기의 설계 사항을 고려하여 설계한다. 즉 휴대용 인버터 용접기의 경우 Inverter 용접기에서 빠지는 회로 부분인 경우를 감안하여 설정부와 콘트롤부를 따로 설계하며 부품 배열을 획일적으로 함으로서 구분을 짓는다.

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