KR101465286B1 - 펄스파형 왜곡 개선기능과 운용 프로그램을 갖는 디지털 펄스 용접기의 전원공급 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 펄스파형 왜곡 개선기능과 운용 프로그램을 갖는 디지털 펄스 용접기의 전원공급 제어장치에 관한 것으로 특히, 교류전압을 직류전압으로 정류시켜 주는 저주파 정류기와; 상기 저주파 정류기의 출력전압을 평활시켜 주는 평활 콘덴서와; 상기 평활 콘덴서를 통해 출력되는 직류전압을 펄스 파형으로 만들어 주는 전력변환기와; 상기 전력변환기에서 펄스 파형 형태로 출력되는 전압을 고주파 전압으로 변환시켜 주는 고주파 변압기와; 상기 고주파 변압기에서 출력되는 고주파 전압을 직류전압으로 변환시켜 주는 고주파 정류기와; 상기 고주파 정류기에서 출력되는 고주파 직류전압을 필터링시켜 주는 고주파 필터와; 상기 고주파 필터를 통해 출력되는 고주파 직류전압을 용접 토치에 전달해 주는 용접 케이블과; 상기 고주파 필터의 일측 출력단자에 결합되어 용접기의 2차 출력전류를 실시간으로 검출하는 전류검출센서와; 상기 전류검출센서를 통해 아날로그신호로 검출되는 용접기의 2차 출력전류를 디지털신호로 변환시켜 주는 A/D 변환기와; 펄스 용접기를 이용한 펄스 용접 파라메터 전류 값이 데이터 베이스 형태로 기억되어 있는 펄스 데이터 베이스부와; 상기 펄스 데이터 베이스부에 기억되어 있는 설정 펄스 전류 파형과 상기 A/D 변환기를 통해 실시간으로 입력되는 용접기의 2차 출력전류를 상호 비교하여 그 편차 값을 산출하는 비교기와; 디지털 신호 처리부의 제어를 받으며 상기 비교기에서 출력되는 전류 편차 값을 실시간으로 입력받아 한 주기의 최대치(Peak)와 베이스(base) 전류의 유지시간에 대한 가변 데이터를 산출하여 전력변환기 내 전력소자의 스위칭 시간을 계속 계산한 후 이를 테이블 형식으로 저장하는 룩 업 테이블 기억부와; 상기 비교기에서 출력신호를 입력받아 현재 인덕턴스 변화에 따른 전류 편차 값을 인지하고, 펄스 데이터 베이스부에 기억되어 있는 펄스 용접 파라메터 전류 값과 룩 업 테이블 기억부에 테이블 형태로 기억되어 있는 한 주기의 최대치와 베이스 전류의 유지시간에 대한 가변 데이터를 읽어들여 이를 기반으로 용접 케이블의 인덕턴스 변화값에 대응하여 왜곡된 파형에 따른 최대값이 감소되도록 펄스 파형을 보상하기 위한 제어신호를 발생시켜 주는 디지털 신호 처리부와; 상기 디지털 신호 처리부의 출력신호에 부응하여 전력변환기 내의 전력소자의 스위칭 시간을 제어하는 전력소자 게이트 구동부;로 구성한 것을 특징으로 한다.
따라서, 용접기 2차 케이블의 길이가 길어짐으로 인해 펄스 파형이 케이블의 인덕턴스가 변화에 대응하여 왜곡되는 경우 펄스 파형의 최대전류 출력 시간을 자동으로 조정하여 주므로 항상 안정된 펄스 파형을 얻을 수 있음에 따라 원거리 용접을 할 경우에 대하여 펄스 용접기 구현되어 입열량 제어 및 용접성을 향상시킬 수 있고, 또한 펄스 구현을 위한 다양한 변수를 실험을 통하여 결정하였고 사용자는 와이어 송급 속도와 미소 전압 조정만으로 펄스 용접기를 사용할 수 있도록 함으로써 펄스 용접기 사용시 불편함을 해소할 수 있으며, 특히 용접과 관련된 체계적인 데이터 관리 및 모니터링을 위하여 별도의 운영 프로그램을 갖고 있어 향후 펄스 용접기의 활용 및 사용에 편리성을 향상시킬 수 있는 등 매우 유용한 발명인 것이다.

Description

펄스파형 왜곡 개선기능과 운용 프로그램을 갖는 디지털 펄스 용접기의 전원공급 제어장치{The control system of welding power source having the adjustment function of pulse wave distortion and the operating program}

본 발명은 펄스파형 왜곡 개선기능과 운용 프로그램을 갖는 디지털 펄스 용접기의 전원공급 제어장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 디지털 펄스 용접기의 용접 케이블 길이에 대응하여 왜곡된 최대전류 유지시간을 실시간으로 피드백 제어하여 최적으로 조정할 수 있도록 하는 방식을 통해 용접 작업현장의 조건에 대응할 수 있도록 발명한 것이다.

일반적으로 외국에서 상용화되고 있는 펄스 용접기는 디지털 기술을 기반으로 용접기의 2차측 출력을 펄스 파형으로 만들고, 이와 같은 펄스 파형을 다양한 형태로 만들어 사용하는 방법이 최근 용접 기술에서 많이 적용되고 있는 실정이다.

이와 같은 용접기는 대부분 직류 전원전압에 의해 아크를 발생시키고 있는데, 이때, 사용되는 직류 전원전압은 아크 형성과 용접을 위한 용접 와이어의 용융 형태에 따라서 파형이 생성되는 경우가 대부분이다.

그러데 디지털 펄스 용접기는 인버터 제어 기술의 바탕으로 용접기의 2차측 직류 전원전압 발생을 임의의 펄스 형태로 만들 수 있다.

한편, 펄스 용접기를 사용할 경우 다양한 종류의 용접 기법에 대응하는 파형을 프로그램으로 생성하고 수정하여 사용할 수 있고, 동일한 하드웨어를 기반으로 여러 종류의 용접 프로세서가 가능하도록 구성할 수 있는데도 불구하고 종래 펄스 용접기에서는 이와 같은 기술이 적용되지 못하고 있는 실정이다.

따라서 디지털 펄스 용접기를 이용하여 용접을 실시할 때 물체와의 거리가 멀어 정해진 길이(예를 들어 10M)를 갖는 용접 케이블의 길이를 더 길게 해야만 되어 예들 들어 2개의 용접 케이블을 연결하여 사용할 경우 용접 케이블의 인덕턴스가 변화되어 토치에 흐르는 전류의 파형이 용접기의 출력전류보다 왜곡된 상태로 흐르게 되므로 질 좋은 용접이 이루어지지 않게 되는 등의 문제점이 있다.

즉, 일반적으로 용접기는 용접기 2차측의 용접 케이블의 길이를 작업 현장의 조건에 특별한 제한 없이 조정하여 사용하고 있는데, 펄스 용접기의 경우 케이블 길이가 길어질 경우 도 4와 같이 용접기에서 출력되는 2차측의 구형파 펄스 파형 형상이 도 4와 같이 왜곡을 가져오게 되므로 특히, 펄스의 최대치에 대한 왜곡 현상이 심하게 발생하면 펄스 파형으로서의 기능을 상실하게 되어 질 좋은 용접이 이루어지지 않게 되는 등의 문제점이 있는 것이다.

본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 디지털 펄스 용접기의 용접 케이블 길이에 대응하여 왜곡된 최대전류 유지시간을 실시간으로 피드백 제어하여 최적으로 조정할 수 있도록 함으로써 용접하고자 하는 물체의 거리에 대응하여 변화되는 용접 케이블의 길이에 무관하게 즉, 용접 작업현장의 조건에 대응하여 질 좋은 용접을 실시할 수 있도록 하는 펄스 파형 왜곡 개선기능과 운용 프로그램을 갖는 디지털 펄스 용접기의 전원공급 제어장치를 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 교류전압을 직류전압으로 정류시켜 주는 저주파 정류기와; 상기 저주파 정류기의 출력전압을 평활시켜 주는 평활 콘덴서와; 상기 평활 콘덴서를 통해 출력되는 직류전압을 펄스 파형으로 만들어 주는 전력변환기와; 상기 전력변환기에서 펄스 파형 형태로 출력되는 전압을 고주파 전압으로 변환시켜 주는 고주파 변압기와; 상기 고주파 변압기에서 출력되는 고주파 전압을 직류전압으로 변환시켜 주는 고주파 정류기와; 상기 고주파 정류기에서 출력되는 고주파 직류전압을 필터링시켜 주는 고주파 필터와; 상기 고주파 필터를 통해 출력되는 고주파 직류전압을 용접 토치에 전달해 주는 용접 케이블과; 상기 고주파 필터의 일측 출력단자에 결합되어 용접기의 2차 출력전류를 실시간으로 검출하는 전류검출센서와; 상기 전류검출센서를 통해 아날로그신호로 검출되는 용접기의 2차 출력전류를 디지털신호로 변환시켜 주는 A/D 변환기와; 펄스 용접기를 이용한 펄스 용접 파라메터 전류 값이 데이터 베이스 형태로 기억되어 있는 펄스 데이터 베이스부와; 상기 펄스 데이터 베이스부에 기억되어 있는 설정 펄스 전류 파형과 상기 A/D 변환기를 통해 실시간으로 입력되는 용접기의 2차 출력전류를 상호 비교하여 그 편차 값을 산출하는 비교기와; 디지털 신호 처리부의 제어를 받으며 상기 비교기에서 출력되는 전류 편차 값을 실시간으로 입력받아 한 주기의 최대치(Peak)와 베이스(base) 전류의 유지시간에 대한 가변 데이터를 산출하여 전력변환기 내 전력소자의 스위칭 시간을 계속 계산한 후 이를 테이블 형식으로 저장하는 룩 업 테이블 기억부와; 상기 비교기에서 출력신호를 입력받아 현재 인덕턴스 변화에 따른 전류 편차 값을 인지하고, 펄스 데이터 베이스부에 기억되어 있는 펄스 용접 파라메터 전류 값과 룩 업 테이블 기억부에 테이블 형태로 기억되어 있는 한 주기의 최대치와 베이스 전류의 유지시간에 대한 가변 데이터를 읽어들여 이를 기반으로 용접 케이블의 인덕턴스 변화값에 대응하여 왜곡된 파형에 따른 최대값이 감소되도록 펄스 파형을 보상하기 위한 제어신호를 발생시켜 주는 디지털 신호 처리부와; 상기 디지털 신호 처리부의 출력신호에 부응하여 전력변환기 내의 전력소자의 스위칭 시간을 제어하는 전력소자 게이트 구동부;로 구성한 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 룩 업 테이블 기억부는 용접 케이블의 길이 변화에 따른 인덕턴스 변화에 의해 왜곡된 펄스 전류 중에서 최대치(peak) 전류 편차를 기반으로 한 주기의 최대치와 베이스 전류의 유지 시간에 대한 가변 데이터를 갖고 있는 것을 특징으로 한다.

상기 룩 업 테이블 기억부에 기억되어 있는 가변 데이터는 실험을 통하여 전류 최대값 편차량에 따른 펄스 전류 유지시간에 대한 자료를 근거로 한 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 펄스파형 왜곡 개선기능과 운용 프로그램을 갖는 디지털 펄스 용접기의 전원공급 제어장치에 의하면, 용접기 2차 케이블의 길이가 길어짐으로 인해 펄스 파형이 케이블의 인덕턴스가 변화에 대응하여 왜곡되는 경우 펄스 파형의 최대전류 출력 시간을 자동으로 조정하여 주므로 항상 안정된 펄스 파형을 얻을 수 있음에 따라 원거리 용접을 할 경우에 대하여 펄스 용접기 구현되어 입열량 제어 및 용접성을 향상시킬 수 있고, 또한 펄스 구현을 위한 다양한 변수를 실험을 통하여 결정하였고 사용자는 와이어 송급 속도와 미소 전압 조정만으로 펄스 용접기를 사용할 수 있도록 함으로써 펄스 용접기 사용시 불편함을 해소할 수 있으며, 특히 용접과 관련된 체계적인 데이터 관리 및 모니터링을 위하여 별도의 운영 프로그램을 갖고 있어 향후 펄스 용접기의 활용 및 사용에 편리성을 향상시킬 수 있는 등 매우 유용한 발명인 것이다.

도 1은 본 발명 장치의 전체 블록 구성도.
도 2는 본 발명 장치에서 사용되는 펄스 파형의 제어변수들을 도시한 파형도.
도 3은 본 발명이 적용된 펄스 용접기의 제어를 위한 상위 운용 프로그램도.
도 4는 인덕턴스 변화에 따른 펄스 파형의 왜곡 개념도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명 장치의 전체 블록 구성도를 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명 장치에서 사용되는 펄스 파형의 제어변수들을 도시한 파형도를 나타낸 것이며, 도 3은 본 발명이 적용된 펄스 용접기의 제어를 위한 상위 운용 프로그램도를 나타낸 것이고, 도 4는 인덕턴스 변화에 따른 펄스 파형의 왜곡 개념도를 나타낸 것이다.

이에 따르면 본 발명 장치는,

교류전압을 직류전압으로 정류시켜 주는 저주파 정류기(1)와;

상기 저주파 정류기(1)의 출력전압을 평활시켜 주는 평활 콘덴서(2)와;

상기 평활 콘덴서(2)를 통해 출력되는 직류전압을 전력소자 게이트 구동부(15)의 출력신호에 부응하는 주기의 펄스 파형으로 만들어 주는 전력변환기(3)와;

상기 전력변환기(3)에서 펄스 파형 형태로 출력되는 전압을 고주파 전압으로 변환시켜 주는 고주파 변압기(4)와;

상기 고주파 변압기(4)에서 출력되는 고주파 전압을 직류전압으로 변환시켜 주는 고주파 정류기(5)와;

상기 고주파 정류기(5)에서 출력되는 고주파 직류전압을 필터링시켜 주는 고주파 필터(6)와;

상기 고주파 필터(6)를 통해 출력되는 고주파 직류전압을 용접 토치(8)에 전달해 주는 용접 케이블(7)과;

상기 고주파 필터(6)의 일측 출력단자에 결합되어 용접기의 2차 출력전류를 실시간으로 검출하는 전류검출센서(9)와;

상기 전류검출센서(9)를 통해 아날로그신호로 검출되는 용접기의 2차 출력전류를 디지털신호로 변환시켜 주는 A/D 변환기(10)와;

펄스 용접기를 이용한 펄스 용접 파라메터 전류 값이 데이터 베이스 형태로 기억되어 있는 펄스 데이터 베이스부(11)와;

상기 펄스 데이터 베이스부(11)에 기억되어 있는 설정 펄스 전류 파형과 상기 A/D 변환기(10)를 통해 실시간으로 입력되는 용접기의 2차 출력전류를 상호 비교하여 그 편차 값을 산출하는 비교기(12)와;

디지털 신호 처리부(14)의 제어를 받으며 상기 비교기(12)에서 출력되는 전류 편차 값을 실시간으로 입력받아 한 주기의 최대치(Peak)와 베이스(base) 전류의 유지시간에 대한 가변 데이터를 산출하여 전력변환기(3) 내 전력소자의 스위칭 시간을 계속 계산한 후 이를 테이블 형식으로 저장하는 룩 업 테이블 기억부(13)와;

상기 비교기(12)에서 출력신호를 입력받아 현재 인덕턴스 변화에 따른 전류 편차 값을 인지하고, 펄스 데이터 베이스부(11)에 기억되어 있는 펄스 용접 파라메터 전류 값과 룩 업 테이블 기억부(13)에 테이블 형태로 기억되어 있는 한 주기의 최대치와 베이스 전류의 유지시간에 대한 가변 데이터를 읽어들여 이를 기반으로 용접 케이블(7)의 인덕턴스 변화값에 대응하여 왜곡된 파형에 따른 최대값이 감소되도록 펄스 파형을 보상하기 위한 제어신호를 발생시켜 주는 디지털 신호 처리부(14)와;

상기 디지털 신호 처리부(14)의 출력신호에 부응하여 전력변환기(3) 내의 전력소자의 스위칭 시간을 제어하는 전력소자 게이트 구동부(15);로 구성한 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 룩 업 테이블 기억부(13)는 용접 케이블(7)의 길이 변화에 따른 인덕턴스 변화에 의해 왜곡된 펄스 전류 중에서 최대치(peak) 전류 편차를 기반으로 한 주기의 최대치와 베이스 전류의 유지 시간에 대한 가변 데이터를 갖고 있는 것을 특징으로 한다.

상기 룩 업 테이블 기억부(13)에 기억되어 있는 가변 데이터는 많은 실험을 통하여 전류 최대값 편차량에 따른 펄스 전류 유지시간에 대한 자료를 근거로 한 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 본 발명 장치의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명 장치는 크게 저주파 정류기(1)와 평활 콘덴서(2), 전력변환기(3), 고주파 변압기(4), 고주파 정류기(5), 고주파 필터(6), 용접 케이블(7), 전류검출센서(9), A/D 변환기(10), 펄스 데이터 베이스부(11), 비교기(12), 룩 업 테이블 기억부(13), 디지털 신호 처리부(14) 및 전력소자 게이트 구동부(15)로 이루어진 것을 주요기술 구성요소로 한다.

이때, 상기 저주파 정류기(1)는 수개의 브릿지 다이오드를 이용하여 입력되는 저주파 교류전압을 직류전압으로 정류시켜 주게 되고, 상기 평활 콘덴서(2)는 저주파 정류기(1)에서 출력되는 맥류의 출력전압을 평활시켜 주게 된다.

또, 상기 전력변환기(3)는 수개의 스위칭 전력소자(예를 들어 IGBT 등)를 구비하고 상기 평활 콘덴서(2)를 통해 출력되는 직류전압을 전력소자 게이트 구동부(15)의 출력신호에 대응하여 소정 주기를 갖는 펄스 파형으로 만들어 출력시켜 주게 되고, 상기 고주파 변압기(4)는 전력변환기(3)에서 펄스 파형 형태로 출력되는 저주파 전압을 고주파 전압으로 변환시켜 주게 된다.

또한, 상기 고주파 정류기(5)는 2개의 다이오드가 2차 전원출력 양단에 구성된 형태를 갖고 상기 고주파 변압기(4)에서 출력되는 고주파 전압을 직류전압으로 변환시켜 주게 되고, 상기 고주파 필터(6)는 고주파 정류기(5)에서 출력되는 고주파 직류전압 내에 포함되어 있는 각종 잡음신호를 필터링시켜 주게 된다.

그리고 상기 용접 케이블(7)은 고주파 필터(6)를 통해 출력되는 고주파 직류전압을 용접 토치(8)에 전달해 주게 되고, 상기 전류검출센서(9)는 고주파 필터(6)의 일측 출력단자에 결합되어 용접 케이블(7)에 흐르는 용접기의 2차 출력전류를 실시간으로 검출하게 된다.

한편, 상기 A/D 변환기(10)는 전류검출센서(9)를 통해 아날로그신호로 검출되는 용접기의 2차 출력전류를 디지털신호로 변환시켜 주게 되고, 상기 펄스 데이터 베이스부(11)는 통상시 펄스 용접기를 이용한 펄스 용접 파라메터 전류 값이 데이터 베이스 형태로 기억되어 있게 되는데, 이때 상기와 같은 펄스 파형 데이터를 펄스 용접기에서는 시저지 라인이라고 칭한다.

또, 상기 비교기(12)는 펄스 데이터 베이스부(11)에 기억되어 있는 설정 펄스 전류 파형과 상기 A/D 변환기(10)를 통해 실시간으로 입력되는 용접기의 2차 출력전류를 상호 비교하여 그 편차 값을 산출한 다음 그 결과를 룩 업 테이블 기억부(13)와 디지털 신호 처리부(14)로 입력시켜 주게 된다.

또한, 상기 룩 업 테이블 기억부(13)는 디지털 신호 처리부(14)의 제어를 받으며 상기 비교기(12)에서 출력되는 전류 편차 값을 실시간으로 입력받아, 한 주기의 최대치(Peak)와 베이스(base) 전류의 유지시간에 대한 가변 데이터를 산출하여 전력변환기(3) 내 전력소자의 스위칭 시간을 계속 계산한 후 이를 테이블 형식으로 저장하게 된다.

즉, 상기 룩 업 테이블 기억부(13)에서는 용접 케이블(7)의 길이 변화에 따른 인덕턴스 변화에 의해 왜곡된 펄스 전류 중에서 최대치(peak) 전류 편차를 기반으로 한 주기의 최대치와 베이스 전류의 유지 시간에 대한 가변 데이터를 갖고 있게 되는데, 이때 상기룩 업 테이블 기억부(13)에 기억되어 있는 가변 데이터는 많은 실험을 통하여 전류 최대값 편차량에 따른 펄스 전류 유지시간에 대한 자료를 근거로 산출된 것이다.

그리고, 상기 디지털 신호 처리부(14)는 비교기(12)의 출력신호를 실시간으로 입력받아 현재 인덕턴스 변화에 따른 전류 편차 값을 인지하고, 상기 펄스 데이터 베이스부(11)에 기억되어 있는 펄스 용접 파라메터 전류 값과 상기 룩 업 테이블 기억부(13)에 테이블 형태로 기억되어 있는 한 주기의 최대치와 베이스 전류의 유지시간에 대한 가변 데이터를 읽어들여 이를 기반으로 용접 케이블(7)의 인덕턴스 변화값에 대응하여 왜곡된 파형에 따른 최대값이 감소되도록 펄스 파형을 보상하기 위한 제어신호를 전력소자 게이트 구동부(15)에 발생시켜 주게 된다.

또한, 상기 전력소자 게이트 구동부(15)에서는 디지털 신호 처리부(14)의 출력신호에 부응하여 전력변환기(3) 내의 전력소자의 스위칭 시간을 제어하게 되므로 항상 안정된 펄스 파형을 얻을 수 있음에 따라 원거리 용접을 할 경우에 대하여 펄스 용접기 구현되어 입열량 제어 및 용접성을 향상시킬 수 있는 것이다.

즉, 본 발명에서는 용접 케이블 길이에 따라 도 4에서 싸인파 형태로 왜곡된 최대 전류 유지 시간을 실시간 피드백 제어를 통하여 도 4의 화살표와 같이 최적으로 조정할 수 있는 기능을 구현하여 용접기 작업 현장의 조건에 대응할 수 있도록 함으로써 입열량 제어 및 용접성을 향상시킬 수 있는 것이다.

한편, 도 2는 전력변환기(3)와 고주파 정류기(5)를 통해 발생되는 펄스 파형을 형상화한 것으로, 디지털 펄스 용접기에서는 도 3의 펄스 파형을 만들기 위하여 파형 생성에 필요한 변수를 갖게 된다.

이때, 상기 펄스 파형의 변수로는 전류의 최대값, 전류의 최소값, 전류 발생 주기, 최대전류 시간 등으로 구분할 수 있으며, 디지털 펄스 용접기를 사용할 경우 사용자는 상기한 여러 가지의 펄스 변수를 직접 설정하여 용접 조건을 찾아내어야 한다.

이렇게 사용할 경우 펄스 조건을 확립하는데 많은 노력과 시간이 필요하다.

따라서 대부분의 디지털 펄스 용접기에서는 다양한 실험과 연구를 통하여 많은 사용자가 와이어 공급 속도와 미소 전압만 조정할 경우 펄스 파형 변수가 자동 결정되어 출력되도록 펄스 용접기 내부에 데이터 베이스화하여 사용하고 있다.

이것이 본 발명이 적용된 디지털 펄스 용접기의 시너지 라인이다.

따라서, 본 발명에서는 용접 와이어에 따른 데이터를 확보하고, 이를 내장한 펄스 용접기를 안출하기 위한 것으로, 디지털 펄스 용접기를 유용하게 활용하기 위해서는 상위의 컴퓨터 및 제어기에 연결할 수 있도록 운용 프로그램이 필요하다.

도 3은 본 발명 장치가 적용된 디지털 펄스 용접기에 사용할 수 있는 상위 운용 프로그램을 보여준 것으로, 이와 같은 상위 운용 프로그램을 통하여 용접기 내부의 각종 변수 및 조건을 GUI(Graphical User Interface) 화면을 기준으로 편리하게 설정할 수 있다.

따라서 이런 부분을 해결하기 위하여 용접 케이블 길이에 따라 왜곡된 최대 전류 유지 시간을 실시간 피드백 제어를 통하여 최적으로 조정할 수 있는 기능을 구현하여 용접기 작업 현장의 조건에 대응할 수 있도록 디지털 펄스 용접기를 고안하였다.

상술한 실시 예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.

1 : 저주파 정류기 2 : 평활 콘덴서
3 : 전력변환기 4 : 고주파 변압기
5 : 고주파 정류기 6 : 고주파 필터
7 : 용접 케이블 8 : 토치
9 : 전류검출센서 10 : A/D 변환기
11 : 펄스 데이터 베이스부 12 : 비교기
13 : 룩 업 테이블 기억부 14 : 디지털 신호 처리부
15 : 전력소자 게이트 구동부

Claims (3)

1. 교류전압을 직류전압으로 정류시켜 주는 저주파 정류기와;
   상기 저주파 정류기의 출력전압을 평활시켜 주는 평활 콘덴서와;
   상기 평활 콘덴서를 통해 출력되는 직류전압을 펄스 파형으로 만들어 주는 전력변환기와;
   상기 전력변환기에서 펄스 파형 형태로 출력되는 전압을 고주파 전압으로 변환시켜 주는 고주파 변압기와;
   상기 고주파 변압기에서 출력되는 고주파 전압을 직류전압으로 변환시켜 주는 고주파 정류기와;
   상기 고주파 정류기에서 출력되는 고주파 직류전압을 필터링시켜 주는 고주파 필터와;
   상기 고주파 필터를 통해 출력되는 고주파 직류전압을 용접 토치에 전달해 주는 용접 케이블과;
   상기 고주파 필터의 일측 출력단자에 결합되어 용접기의 2차 출력전류를 실시간으로 검출하는 전류검출센서와;
   상기 전류검출센서를 통해 아날로그신호로 검출되는 용접기의 2차 출력전류를 디지털신호로 변환시켜 주는 A/D 변환기와;
   펄스 용접기를 이용한 펄스 용접 파라메터 전류 값이 데이터 베이스 형태로 기억되어 있는 펄스 데이터 베이스부와;
   상기 펄스 데이터 베이스부에 기억되어 있는 설정 펄스 전류 파형과 상기 A/D 변환기를 통해 실시간으로 입력되는 용접기의 2차 출력전류를 상호 비교하여 그 편차 값을 산출하는 비교기와;
   디지털 신호 처리부의 제어를 받으며 상기 비교기에서 출력되는 전류 편차 값을 실시간으로 입력받아 한 주기의 최대치(Peak)와 베이스(base) 전류의 유지시간에 대한 가변 데이터를 산출하여 전력변환기 내 전력소자의 스위칭 시간을 계속 계산한 후 이를 테이블 형식으로 저장하는 룩 업 테이블 기억부와;
   상기 비교기에서 출력신호를 입력받아 현재 인덕턴스 변화에 따른 전류 편차 값을 인지하고, 펄스 데이터 베이스부에 기억되어 있는 펄스 용접 파라메터 전류 값과 룩 업 테이블 기억부에 테이블 형태로 기억되어 있는 한 주기의 최대치와 베이스 전류의 유지시간에 대한 가변 데이터를 읽어들여 이를 기반으로 용접 케이블의 인덕턴스 변화값에 대응하여 왜곡된 파형에 따른 최대값이 감소되도록 펄스 파형을 보상하기 위한 제어신호를 발생시켜 주는 디지털 신호 처리부와;
   상기 디지털 신호 처리부의 출력신호에 부응하여 전력변환기 내의 전력소자의 스위칭 시간을 제어하는 전력소자 게이트 구동부;로 구성한 것을 특징으로 하는 펄스파형 왜곡 개선기능과 운용 프로그램을 갖는 디지털 펄스 용접기의 전원공급 제어장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 룩 업 테이블 기억부는 용접 케이블의 길이 변화에 따른 인덕턴스 변화에 의해 왜곡된 펄스 전류 중에서 최대치(peak) 전류 편차를 기반으로 한 주기의 최대치와 베이스 전류의 유지 시간에 대한 가변 데이터를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 펄스파형 왜곡 개선기능과 운용 프로그램을 갖는 디지털 펄스 용접기의 전원공급 제어장치.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 룩 업 테이블 기억부에 기억되어 있는 가변 데이터는 실험을 통하여 전류 최대값 편차량에 따른 펄스 전류 유지시간에 대한 자료를 근거로 한 것을 특징으로 하는 펄스파형 왜곡 개선기능과 운용 프로그램을 갖는 디지털 펄스 용접기의 전원공급 제어장치.
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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