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일반형 정보보호 보안기, PF 15.6 WIDE (16:9)보안기,프라이버시필터,보안필름,Privacy Filter

집에서 손쉽게 만드는 ‘천연 에너지 드링크

http://media.daum.net/culture/newsview?newsid=20120718133205140

집에서 손쉽게 만드는 ‘천연 에너지 드링크’

한국경제|입력2012.07.18 13:32

후덥지근한 날씨에 기운이 축축 쳐지는 요즘이다. 이에 식음료업계에서는 다양한 원기회복 음료들을 내놓고 있다. 요즘 흔히 볼 수 있는 에너지 드링크도 이러한 트렌드의 하나.

하지만 시중에 판매하는 에너지 드링크는 주재료가 카페인, 구연산, 과라나 등으로, 과다 섭취하면 각성 효과를 비롯해 불면증세 등 오히려 몸에 독이 될 수 있다.

반짝 효과가 아니라 진정한 체내의 원기를 북돋을 건강 음료를 찾는다면 집에서 천연 재료를 활용한 홈메이드 주스가 제격이다. 집에 있는 믹서기(블렌더)만 잘 활용하면 과즙뿐 아니라 영양소가 풍부한 과일 껍질을 섭취할 수 있고, 기호에 따른 식감을 조절할 수 있다.

이에 강력한 분쇄력을 자랑하는 필립스 이녹스 블렌더가 집에서도 간편하게 만들 수 있는 영양 만점 천연 에너지 드링크 레시피를 소개한다.

▲ 무기력한 몸에 수분 충전, '수박 스무디'

땀을 많이 흘리는 여름에는 쉽게 갈증이 나고 몸이 무기력해진다. 이때 충분히 수분을 섭취하지 않으면 현기증이 나고 두통이 오는 등 흔히 '더위 먹는다'는 증세가 찾아올 수 있다.

수박은 다른 과일에 비해 유독 수분 함량이 많은 과일로, 체내의 원활한 이뇨작용을 돕고 땀으로 흘려버린 체내 수분을 보충하는데 그만이다.

- 재료: 얼린 수박 한 컵, 얼리지 않은 수박 두 조각, 우유 반 컵, 꿀 2숟가락
- 조리법: 깍둑썰기 해 얼려둔 수박에서 씨를 제거한 후 우유, 꿀과 함께 블렌더에 갈아준다. 얼리지 않은 수박 두 조각을 위에 얹어주면 완성.

▲ 상큼 발랄 피로회복제 '오렌지 쉐이드'

오렌지는 비타민C나 칼륨, 엽산 등 면역기능을 올려주고 피로회복과 피부미용에 좋다. 자몽 역시 비타민C가 풍부하고 콜레스테롤을 낮춰주는 팩틴 성분이 있어 동맥경화를 방지한다. 맛있는 과일을 이용해 피부와 피로 문제를 해결하고 면역력을 높여주자.

- 재료: 자몽 1개, 오렌지 1개, 레몬 1/2개, 얇게 저민 생강 조각, 당근 300g
- 조리법: 씻어서 껍질째 아주 얇게 저민 생강 한 조각과 씻어서 껍질을 벗긴 당근 300g, 껍질을 벗긴 자몽 1개, 껍질을 벗긴 오렌지 1개, 껍질을 벗긴 레몬 1/2개를 넣어 블렌더에 함께 간다.

▲ 잃었던 입맛 되살리는 '블랙 베리 주스'

블랙 베리의 풍부한 비타민C는 피로회복에 좋아 식욕이 떨어지는 여름 원기 회복에 그만이다. 블랙 베리의 색소성분인 안토시아닌과 폴리페놀은 대표적인 항산화제로 항암효과와 노화억제에 효과를 가지고 있다. 음료에 포함된 발사믹 식초는 피로물질 젖산을 분해하는 효능이 있어 피로회복에 좋다.

- 재료: 사과 4개, 블랙 베리 200g, 발사믹 식초 1작은 술
- 조리법: 씻은 사과 4개를 먼저 갈아 주스를 만든 후 블랙 베리 200g과 발사믹 식초 1작은 술을 첨가해 다시 갈아낸다.

▲ 달콤한 보약에 기운이 불끈, '인삼 요구르트'

무더위가 기승을 부리기 시작하면 너나없이 보양식에 관심을 갖는다. 대표 보양 식품 인삼은 몸에 좋다고 하지만 어떻게 조리해 먹어야 할지 난감할 때가 많다. 쌉쌀한 인삼을 바나나와 같이 갈아주면 인삼 특유의 쓴 맛이 사라지고 달콤한 영양음료가 된다. 원재료를 간단히 다듬어 만들 수 있는 인삼 요구르트로 가족의 건강을 챙겨보자.

- 재료: 인삼 1뿌리, 바나나 1개, 우유 1컵, 플레인 요구르트 1개(100g), 꿀 3숟가락, 얼음 4~5조각
- 조리법: 인삼을 솔로 씻은 후 적당히 잘라주고, 바나나는 껍질을 벗기고 갈기 좋게 잘라준다. 잘라준 인삼과 바나나를 다른 재료들과 모두 함께 블렌더에 갈면 완성된다.

Copyrights 한경닷컴, 무단 전재 및 재배포 금지

후덥지근한 날씨에 기운이 축축 쳐지는 요즘이다. 이에 식음료업계에서는 다양한 원기회복 음료들을 내놓고 있다. 요즘 흔히 볼 수 있는 에너지 드링크도 이러한 트렌드의 하나.

하지만 시중에 판매하는 에너지 드링크는 주재료가 카페인, 구연산, 과라나 등으로, 과다 섭취하면 각성 효과를 비롯해 불면증세 등 오히려 몸에 독이 될 수 있다.

반짝 효과가 아니라 진정한 체내의 원기를 북돋을 건강 음료를 찾는다면 집에서 천연 재료를 활용한 홈메이드 주스가 제격이다. 집에 있는 믹서기(블렌더)만 잘 활용하면 과즙뿐 아니라 영양소가 풍부한 과일 껍질을 섭취할 수 있고, 기호에 따른 식감을 조절할 수 있다.

이에 강력한 분쇄력을 자랑하는 필립스 이녹스 블렌더가 집에서도 간편하게 만들 수 있는 영양 만점 천연 에너지 드링크 레시피를 소개한다.

▲ 무기력한 몸에 수분 충전, '수박 스무디'

땀을 많이 흘리는 여름에는 쉽게 갈증이 나고 몸이 무기력해진다. 이때 충분히 수분을 섭취하지 않으면 현기증이 나고 두통이 오는 등 흔히 '더위 먹는다'는 증세가 찾아올 수 있다.

수박은 다른 과일에 비해 유독 수분 함량이 많은 과일로, 체내의 원활한 이뇨작용을 돕고 땀으로 흘려버린 체내 수분을 보충하는데 그만이다.

- 재료: 얼린 수박 한 컵, 얼리지 않은 수박 두 조각, 우유 반 컵, 꿀 2숟가락
- 조리법: 깍둑썰기 해 얼려둔 수박에서 씨를 제거한 후 우유, 꿀과 함께 블렌더에 갈아준다. 얼리지 않은 수박 두 조각을 위에 얹어주면 완성.

▲ 상큼 발랄 피로회복제 '오렌지 쉐이드'

오렌지는 비타민C나 칼륨, 엽산 등 면역기능을 올려주고 피로회복과 피부미용에 좋다. 자몽 역시 비타민C가 풍부하고 콜레스테롤을 낮춰주는 팩틴 성분이 있어 동맥경화를 방지한다. 맛있는 과일을 이용해 피부와 피로 문제를 해결하고 면역력을 높여주자.

- 재료: 자몽 1개, 오렌지 1개, 레몬 1/2개, 얇게 저민 생강 조각, 당근 300g
- 조리법: 씻어서 껍질째 아주 얇게 저민 생강 한 조각과 씻어서 껍질을 벗긴 당근 300g, 껍질을 벗긴 자몽 1개, 껍질을 벗긴 오렌지 1개, 껍질을 벗긴 레몬 1/2개를 넣어 블렌더에 함께 간다.

▲ 잃었던 입맛 되살리는 '블랙 베리 주스'

블랙 베리의 풍부한 비타민C는 피로회복에 좋아 식욕이 떨어지는 여름 원기 회복에 그만이다. 블랙 베리의 색소성분인 안토시아닌과 폴리페놀은 대표적인 항산화제로 항암효과와 노화억제에 효과를 가지고 있다. 음료에 포함된 발사믹 식초는 피로물질 젖산을 분해하는 효능이 있어 피로회복에 좋다.

- 재료: 사과 4개, 블랙 베리 200g, 발사믹 식초 1작은 술
- 조리법: 씻은 사과 4개를 먼저 갈아 주스를 만든 후 블랙 베리 200g과 발사믹 식초 1작은 술을 첨가해 다시 갈아낸다.

▲ 달콤한 보약에 기운이 불끈, '인삼 요구르트'

무더위가 기승을 부리기 시작하면 너나없이 보양식에 관심을 갖는다. 대표 보양 식품 인삼은 몸에 좋다고 하지만 어떻게 조리해 먹어야 할지 난감할 때가 많다. 쌉쌀한 인삼을 바나나와 같이 갈아주면 인삼 특유의 쓴 맛이 사라지고 달콤한 영양음료가 된다. 원재료를 간단히 다듬어 만들 수 있는 인삼 요구르트로 가족의 건강을 챙겨보자.

- 재료: 인삼 1뿌리, 바나나 1개, 우유 1컵, 플레인 요구르트 1개(100g), 꿀 3숟가락, 얼음 4~5조각
- 조리법: 인삼을 솔로 씻은 후 적당히 잘라주고, 바나나는 껍질을 벗기고 갈기 좋게 잘라준다. 잘라준 인삼과 바나나를 다른 재료들과 모두 함께 블렌더에 갈면 완성된다.

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아뎁트코리아 델타로봇

http://www.etnews.com/news/device/energy/2001502_1480.html

　아뎁트코리아(대표 이중엽)는 고속생산라인에서 4개의 기계손으로 제품을 옮기는 신형 델타로봇 ‘아뎁트 쿼트로·사진’를 출시한다고 29일 발표했다. 델타로봇은 기계손으로 물건을 집어 옮기는 산업용 로봇을 지칭한다.

아뎁트 쿼트로는 기계손의 회전반경이 180도, 위치반복 정밀도가 0.1㎜, 각도 정밀도가 0.4도다. 카메라를 내장한 비전인식장치로 초당 1.5m로 이동하는 컨베이어 상의 제품 모양 및 크기, 위치, 각도 등을 정확히 확인하기 때문에 별도의 정열장치가 필요없다. 또 제과, 가공식품, 반도체, 화장품 등을 분당 120개씩 조립 또는 패키징 작업을 수행하는 생산라인에 대응할 수 있다.

이중엽 사장은 “그동안 국내에 소개된 4암 델타로봇 중 성능이 가장 뛰어나며 대당 5만달러의 가격으로 판매할 예정”이라고 밝혔다.

배일한기자@전자신문, bailh@

태양전지(솔라셀)자동화 수요

http://www.etnews.com/news/device/energy/2089833_1480.html

태양전지(솔라셀)자동화 수요가 새해 위축된 산업용 로봇시장에 숨통을 열어줄 것으로 기대된다.

21일 로봇업계에 따르면 경기침체로 자동차, LCD, 반도체 등의 자동화 투자가 급감하는 반면 태양광 발전수요에 따른 솔라셀 제조용 로봇장비 주문은 꾸준히 늘 전망이다. 주요 로봇업체들은 새해 사업계획에서 솔라셀 제조용 로봇의 비중을 높여잡고 기존 로봇장비를 솔라셀 공정에 맞춰서 개조하는데 주력하고 있다. TES(대표 안승욱)는 내년 3월부터 솔라셀 제조 전공정에 필요한 대형 진공로봇을 국내 대기업에 납품할 계획이다.

이 회사는 국내 최초로 8세대 LCD용 진공로봇을 LG디스플레이에 납품한 기술력을 살려서 가반중량 100Kg이 넘는 박막형 솔라셀 제조용 진공로봇 개발을 서두르고 있다. 안승욱 TES 사장은 “국내 솔라셀 제조사들이 지금은 외산로봇장비를 쓰지만 점차 성능이 뛰어난 국산로봇에 눈을 돌리는 추세다. 내년 로봇매출의 30%를 솔라셀에서 올릴 계획이다.”고 말했다.

나온테크(대표 김원경)는 내년초 일본의 솔라셀 제조사에 가반중량 150Kg의 대형 태양전지 이송용 로봇 5대를 추가 납품하기로 계약했다. 이 장비는 태양전지 원료인 실리콘 웨이퍼가 든 대형 트레이를 공정챔버로 이송하기 위해 강성을 크게 높인 것이 특징이다. 회사측은 일본정부의 태양열 발전지원이 계속 늘고 있어 다른 형태의 솔라셀 로봇도 개발 중이다.

아뎁트코리아(대표 이중엽)과 ABB코리아(대표 한윤석)은 2∼5kg의 소형 솔라셀을 이송하는 거미형 델타로봇을 현대중공업을 비롯한 주요 솔라셀 제조사에 납품하고 있다.

로보스타(대표 김정호)는 국책과제로 개발에 착수한 솔라셀 핸들링 시스템을 내년 상반기에 상용화할 계획이다. 이 회사는 주성엔지니어링이 수출을 추진하는 솔라셀 제조장비의 맞춤형 로봇개발도 검토 중이다.

이중엽 아뎁트코리아 사장은 “솔라셀 제조에 필요한 로봇장비는 고가제품이 아니지만 여타 산업의 자동화 투자가 급감하는 상황에서 솔라셀 제조용 로봇수요가 새해 로봇업계에 숨통을 열어줄 전망”이라고 말했다.

배일한기자, bailh@etnews.co.kr

특허 풀린 거미로봇 국산화 경쟁

http://www.etnews.com/news/device/energy/2204221_1480.html

<아뎁트의 패럴렐 로봇을 생산라인에 적용한 모습.>
천정에 매달린 거미가 곤충을 잡듯이 부품을 옮기는 패러랠 로봇(거미로봇) 시장이 뜨거워질 전망이다.

일명 거미로봇은 고속 생산라인에서 3∼4개의 기계손이 동시에 움직여 부품을 정해진 위치에 옮긴다. 다른 산업용 로봇에 비해 거미로봇은 부하는 작지만 작업속도가 무척 빠르고 경량화가 가능한 장점이 있다. 전자 조립이나 식품포장처럼 빠른 시간내 물건을 집어서 옮기는 작업라인에 이상적이다. 최근에는 거미로봇이 태양열 전지 분야에도 적용되면서 장비 수요가 큰 폭으로 성장하고 있다.

거미로봇은 그동안 미국 아뎁트와 스웨덴 ABB 등이 특허권을 바탕으로 세계 시장을 석권해왔다. 지난 2007년 이후 관련 특허가 상당부분 풀리면서 일본, 한국의 로봇업체들도 독자적인 거미로봇 개발에 속속 뛰어들고 있다.

지난해 11월 도쿄에서 열린 ‘iREX 로봇전시회’에서 야스카와, 파낙 등은 불황을 극복할 비장의 무기로 3개의 기계손으로 구성되는 거미로봇 신기종을 일제히 선보였다. 특히 파낙이 개발한 보급형 거미로봇은 가반중량이 0.5㎏에 불과하고 저렴해서 한국시장에서 진입할 경우 경쟁력이 충분하다는 분석이다.

로보스타, 다사로봇 등 국내 산업용 로봇업체도 새해 신상품으로 거미로봇 개발 계획을 저울질하고 있다. 다사로봇은 일반 산업용 로봇보다 2∼3배 이상 핸들링 속도가 빠른 거미로봇을 제과, 반도체, 식품, 화장품 이외의 제조라인에 폭넓게 적용하는 전략을 검토하고 있다.

강석희 다사로봇 사장은 “거미로봇의 원천특허가 일부 만료되면 장비 국산화를 검토하는 기업들이 늘고 있다”며 “새해는 거미로봇을 둘러싼 국내외 업체간 시장 경쟁이 더욱 치열해질 것”이라고 말했다.

배일한기자 bailh@etnews.co.kr

인버터용접기의 원리

http://cafe.daum.net/mimiminju/LlDf/2?docid=19gEA|LlDf|2|20070514180540&q=%C0%CE%B9%F6%C5%CD%BF%EB%C1%A2%B1%E2%BF%F8%B8%AE

4.1.9 저항용접기의 종류

(4) 직류식 저항 용접기

1) 정류식 저항 용접기
삼상 저주파식은 용접 변압기의 1차 측에서 정류하는 방식으로 하는 것이라면, 삼상 정류식 저항 용접기는 용접 변압기의 2차 회로에서 용접 전류를 직접 정류하는 방식이다.

그림 4.19에 삼상 정류식의 원리도를 나타내고 있다. 이 방식의 용접 변압기는, 삼상용 변압기를 써서, 1차 측 3개의 코일을 그림과 같이 접속하고, 그 중에서 2개의 상에 사이리스터(Thyristor)를 넣어 전류를 ON/OFF 한다. 용접 변압기의 2차 코일에 정류기를 접속해, 2차 전류를 직접 정류하여, 직류의 높은 용접 전류를 얻는다.

그림 4.19 삼상 정류식 저항 용접기의 원리

삼상 저주파 방식과 삼상 정류 방식의 장점은 다음과 같다.
① 수만~십수만A와 같은 대전류가 비교적 용이하게 얻어진다.
② 용접기의 아암(Arm)부에 강판 등의 자성 재료를 넣어도, 용접 전류는 거의 영향을 받지 않는다.
③ 전기 입력을 높이지 않고, 용접기의 아암을 크게 할 수 있다.
④ 삼상 평형 부하로 된다.
⑤ 역률이 좋다.(85%이상)

한편, 결점으로는, 장치가 복잡하고 고가이다. 또, 삼상 저주파식에 대한 특징으로는, 용접 변압기가 소형인 것과, 통전 시간을 길게 할 수 있는 것 등이 있고, 중용량 이하의 것으로는 단상 정류식이 이용되고 있는 것도 있다.

2) 인버터식 저항 용접기
(가) 인버터용 소자
인버터 소자로서는 사이리스터와 GTO(Gate 쎠구-off thyristor)와 같은 반도체 디바이스외에 오늘날 주로 사용되는 전력 트랜지스터가 있다. 전력 트랜지스터에는 여러 종류가 있지만 여기서는 다음 2종에 대해서만 설명하기로 한다.

① MOSFET (MOS전계효과 트랜지스터 : Metal Oxide Semiconducror Field Effect Transistor)
일반적으로 전류를 제어하는 게이트 전극부가 금속(Metal) - 산화막(Oxide) - 반도체(Semiconductor)로 되어 있는 구조를 MOS구조라 한다.
그림 4.20은 MOSFET의 구조를 간단하게 나타낸 것이다. 이 소자는 p형 실리콘 기판 표면에 n층으로 된 소스(S)와 드레인(D)를 붙이고, 소스와 드레인 사이의 전류를 게이트 전압에 의하여 제어하도록 한 구조를 가진다. 게이트 G1에 전압을 걸기전에는 드레인과 소스사이에는 npn구조로 되어 있기 때문에 전류는 흐르지 않는다. 여기서 소스에 대하여 게이트를 정(正)의 전압 VGS를 가하면 절연막(산화막)을 통하여 게이트의 아래쪽 p형 실리콘층에 부(負)전하가 모여서 n형을 형성하여 소스와 드레인 사이가 n-p-n으로 되어 전류가 통하는 길이 형성된다. 이 게이트 밑에 생긴 n형 층을 채널이라고 한다. npn구조에서는 n채널이 생기도록 하고, pnp구조에서는 p채널이 생기도록 한다.

이러한 MOSFET는 스위칭 특성과 온도 특성이 좋고, 잡음에 대한 영향이 일반 트랜지스터에 비하여 작고, 또한 드레인 전류의 제어를 게이트 전압의 크기로 행하므로 게이트 제어 회로 설계가 간단하기 때문에 중소형 인버터의 스위칭 소자로서 자주 사용한다.

그림 4.20 MOSFET의 구조와 작동 원리(Enhancement Type)

② IGBT(절연게이트 바이폴라 트랜지스터 : Insulated Gate Bipolar Transistor)
중소 용량의 전력 트랜지스터에는 주로 바이폴라형(Bipolar Type) 전력 트랜지스터와 전력-MOSFET형이 사용되고 있다.

IGBT는 전력 트랜지스터 소자의 일종으로서 바이폴라형 MOSFET라고 불리며, 최근에 급속히 진보되고 있다. 이것은 MOSFET의 고속 스위칭 특성과 저구동 전력을 살리고, 바이폴라형 전력 트랜지스터의 저저항, 고효율 특성을 합쳐서 1칩으로 만든 소자로서 1982년 미국의 GE사가 발표한 이후 급속하게 성능개선이 이루어지고 있다.

그림 4.21은 IGBT와 MOSFET를 비교한 것으로서 기본적으로는 MOSFET의 드레인측에 p 에미터 층을 부가한 형으로 된다. 따라서 스위칭 동작도 MOSFET와 마찬가지로 게이트에 순(順)바이어스 전압을 가하면 ON 상태로 되고, 게이트에 0이나 부(負)전압이 가해지면 OFF 상태로 된다.

그림 4.21 IGBT와 MOSFET의 기본구조 비교

게이트에 정(正)의 전압을 가하면 MOSFET 동작으로서 n층(베이스)에 전자가 유입하고 이것에 의하여 p 에미터 층으로부터 같은 n(베이스)층에 정공(正孔)이 주입된다. 이 정공(正孔)의 주입에 의하여 MOSFET 동작에서는 매우 저항이 높았던 n(베이스)층에서 도전율 변조가 생기고, 결과적으로 ON 저항이 매우 작게 된다. 그림에서와 같이 MOSFET부분을 통하는 전자의 흐름(실선의 역방향)과 이것에 자극되어 드라이브되는 pnp 트랜지스터를 통하는 정공전류(점선)의 통전로를 나눔으로서 n(베이스)층 내의 캐리어 축적이 억제되어 Turn off 시간을 짧게 할 수 있다.
1997년 3월에는 1200V급 IGBT가 국내의 S전자에 의하여 개발되었다고 발표되고 있어서 금후의 저항용접용 전원에의 응용이 크게 기대된다. 특히 국내에서 개발된 대용량 IGBT는 Turn on 전압을 2V이하로 하면서 Turn off 시간(Falling time)을 0.1μsec 이하로 줄였다는 것은 기술적으로 커다란 성과라 할 수 있다.
그림 4.22는 일반적으로 알려진 IGBT의 Turn off 시간과 Turn on 전압의 관계를 나타내는 곡선인데, 금번 S전자가 개발한 IGBT는 #표시를 한 위치로서 그 우수성을 알 수 있다.

그림 4.22 IGBT의 Turn off 시간과 Turn on 전압의 관계(1200V, 300A급)

(나) 인버터식 용접기 전원의 제어 원리

인버터식 저항 용접기의 제어 원리는 그림 4.23과 같은 원리에 의해 동작한다.

그림 4.23 인버터식 저항 용접기의 제어 원리

삼상 교류 전원을 삼상 브릿지다이오드(REC)에 의해 삼상 전파 정류한다. 전파 정류된 직류 전원을 4개의 스위칭소자(Power Transistor)를 사용하여 2개씩 ON-OFF를 반복한다. 우선 Tr1과 Tr4를 ON, Tr2와 Tr3을 OFF하는 경우, 용접 변압기T의 단자 ①, ②에서는 ①:+, ②:-로 되고, ①에서 ②의 방향으로 전류가 흐른다. 다음에 Tr1~Tr4를 모두 OFF하 하면, 전류는 OFF로 된다. 이어서 Tr2와 Tr3이 ON, Tr1과 Tr4가 OFF로 된 경우, 용접 변압기의 단자 ①, ②는 ①:-, ②:+로 되고 ②에서 ①의 방향으로 전류가 흐르게 된다. 이와 같이 용접 변압기T의 1차 측에서는 1㎑ 또는 2㎑의 스위칭전류가 흐르고, 2차 측은 5V정도의 저전압·대전류로 변환되어, 다이오드D를 통해 정류된 전류가 용접점H로 흐르게 된다. 용접 전류는 스위칭 펄스폭 Tw를 작게 하면 작게 되고, 크게 하면 크게 되는 PWM(Pulse Width Modulation)방식에 의해 자유롭게 제어할 수 있다.


(다) 인버터식 용접기의 피드백 제어 원리
안정된 저항 용접을 하기 위해서는, 용접 전원 전압(AC 220V/440V)의 변동과, 용접할 금속 재료의 성형 산포등이 있더라도 항상 일정한 용접 전류를 흘리는 것을 필요로 한다. 이 때문에 용접 전류를 피드백하여 항상 일정 용접 전류를 흘리는 제어가 필요하다.

용접 전류는 수천A에서 수만A로 매우 고전류이므로, 일반적인 전류센서로는 검출되지 않기 때문에 트로이달 코일로 불리는 공심코일 또는 홀센서(hall sensor)를 사용하여 검출한다. 정전류제어는, 용접 변압기의 2차 측에 걸린 트로이달 코일에 의해 용접 전류를 검출하고, 항상 용접 전류가 일정하도록 파워 트랜지스터(Power Transistor)의 베이스 구동 펄스폭을 제어하는 것에 의해 행한다. 또는 용접 변압기의 1차 측에 넣은 홀센서에 의해 용접 전류를 검출하는 것도 있다.



(라) 인버터식 용접기용 정류기와 변압기
저항 용접기에서는 용접변압기의 2차측 리액턴스 때문에 전원 주파수가 높을수록 전류는 흐르기 어렵게 된다.
그림 4.24는 교류와 직류로 통전되는 전류를 구체적으로 비교하기 위한 것이다. 좌측의 60Hz 상용 주파수 교류의 경우 2차 전류 I=18,193A이지만, 인버터의 출력 주파수를 1㎑로 한 경우는 1,589A로 1/10이하로 감소한다. 그러나 2차 측을 정류한 경우는 f=0으로 되기 때문에 1㎑에서도 2차 전류 I=17500A로 되어 전류는 그다지 저하하지 않는다. 따라서 전원의 주파수가 높은 인버터 전원에서는 변압기 2차 측을 정류하여 직류로 할 필요가 있다. 그러나 2차 측을 정류하는 경우, 정류다이오드D는 순전압강하 VF가 생기고 이로 인하여 손실이 발생한다. 또한, 이때 발생하는 열량 Q는

Q = VF·I·t, Joule

로 되어 전류 I가 큰 용접 변압기에서는 발열의 큰 비율을 차지한다. 따라서 정류다이오드 D는 순전압강하 VF가 낮은 것을 선택할 필요가 있으며, 대형 용접기에서는 철저한 냉각(Water cooling)의 필요성이 있다. 실제 생산현상에서는 냉각 불량으로 인한 사고가 종종 발생하여 생산라인이 정지하기도 한다.

그림 4.24 교류와 직류전원에서의 전류 통전 비교

용접 변압기의 철심 단면적은 주파수에 반비례한다. 따라서 고주파인 인버터 전원용 변압기의 철심 단면적은 크게 감소하고, 이로 인하여 변압기 전체의 중량이 현저하게 감소하여 로봇용접시에는 로봇의 가반중량을 경감시키므로 경제적인 이점이 극대화된다.
예를 들면 변압기 철심의 단면적 S는,

S = E /(4.44 f N Bm)

여기서, E : 1차 전압 ...........f : 주파수 ...........N : 코일의 권수 ...........Bm : 자속밀도

로 되어 다른 조건이 일정하다고 할 때 철심의 단면적 S는 인버터의 출력 주파수 f가 높아 질수록 작아지게 된다.

그러나 인버터 출력 주파수를 증가시키면 변압기 철심내에 잔류자속이 남게 되는 것이 문제시되며 이에 대한 기술적 대책이 요구된다. 또한 철심의 단면적을 작게 하면 자속밀도가 높아지므로 이에 적절한 재료선택과 가공 및 조립기술이 요구되고 좁은 공간에서 코일을 최적으로 권선하기 위한 기술적 배려 및 전체적인 냉각에 대한 중요성도 수반된다.
따라서 실제 사용되는 변압기의 부피와 중량은 인버터 출력 주파수에 직접 비례하여 감소시키지는 못하지만, 종래의 60Hz 주파수에 비하면 1/2-1/4까지 그 중량을 감소시킨 예도 보고 되고 있는 실정이다.

표 4.7 인버터화에 의한 용접 변압기의 경량화

건 치 수 재 원 단상 교류식 (60㎐) 인버터식 (600㎐) 깊이 150㎜ 간격 150㎜ 최대입력 (kVA) 52 61 정격용량 (kVA) 23 27 변압기중량 (㎏) 24 15 건부중량 (㎏) 23 23 깊이 150㎜ 간격 150㎜ 최대입력 (kVA) 135 85 정격용량 (kVA) 60 38 변압기중량 (㎏) 50 18 건부중량 (㎏) 75 75

(마) 인버터화에 의한 역률 개선 효과
인버터식 직류 저항 용접기는 삼상 평형 부하로 되고, 전원 설비적으로도 유리하다. 그러나 이것만으로는 부족하여, 1차 회로에 대용량의 콘덴서가 존재하고, 2차 회로도 전파 정류 방식으로 되어 있기 때문에 1차 측에서 본 역률(소비 전력/전류*전압)은 현저하게 높은 값으로 된다.
그림 4.25에, 단상교류식과 단상정류식, 및 인버터식 용접기의 역률을 전력계와 전압계, 전류계로 계측한 결과를 대비하여 나타낸다. 횡축은 제어 장치의 전류 조정 다이얼 눈금으로 나타내고 있다. 계측은, 그림 4.26에 한 예를 나타내는 것과 같이 각부를 접속하여 행하여졌다.

그림 4.25 각종 저항 용접기의 1차 측에서 본 겉보기 역률 치의 대비

그림 4.26 단상 교류기 및 단상 직류기에서 역률치의 측정법과 각부 파형

인버터식 직류 저항 용접기에서는 용접 전류를 30%정도로까지 줄여진 전류 조정 눈금 0% 부근에 있어서도 역률은 그다지 저하하지 않고, 전류의 전조정 범위에 걸쳐서 80 ~ 95%정도의 높은 역률치가 확보되고 있다.

이것에 대해, 단상 교류식과 단상 정류식의 용접기에서는 용접 전류치를 변압기의 1차 측에 삽입한 사이리스터의 점호위상각으로 조정하고 있는 관계로, 전류 조정 눈금을 줄여가면 각 반 사이클 통전마다 실전류 통전기간이 짧게 되고, 겉보기 역률이 저하한다.

용접기 명판 상에서는 역률이 80% 정도로 상당히 높은 값을 나타내는 단상 정류식 직류 저항 용접기의 경우에도 용접전류를 반에 가깝게 줄이면(그림의 전류 조정 눈금에서 20%정도의 값으로 설정하면) 실측된 역률치는 50%정도로 저하한다. 이것은 전류가 흐르지 않는 사이리스터의 점호 휴지기간에는 소비전력(순시 전력치)이 0으로 되어 있음에도 불구하고, 그림 1.26에 나타낸 것과 같이 사이리스터 보다도 주전원 측에 위치된 전압계에는 미통전 중에도 주전원의 전압이 계속 인가되어, 역률 계산을 위한 분모항(전압*전류)이 상대적으로 높게 되고, 관측된 역률치를 떨어뜨리는 것으로 되기 때문이다.

따라서, 전류 특성적으로 볼 때 직류기 중에서도 인버터식 직류 저항 용접기는 극히 장점이 많다고 할 수 있다.

Reactor 란? Reactor란 철심(Core)에 코일을 감은 형상으로써, 변압기의 형식을 갖추면서 2차측 권선이 없는 형태를 하고 있으며, 전류의 급격한 변화에 대해 큰 유도 리액턴스에 의해 서지전압 등을 흡수해서 설비를 보호하는 기기를 말한다.

용도 Reactor는 인버터(Inverter)용 전기 기기의 앞단에 연결하여 큰 절전효과와 안정된 회로의 보호용으로 널리 사용되고 있다. 특히 인버터용 에어컨과 세탁기, 용접기, 자동차 등 고전력용 기기에 많이 사용 한다.

인버터 회로도

01. 인버터 용접기의 이해

1-1. 인버터 (INVERTER) 인버터 (INVERTER) : 직류 전원을 가변전압과 가변 주파수의 교류전원으로 변환해 주는 장치이다. 통상적으로 상용 교류 전원을 직류전원으로 변환시켜주는 컨버터부를 포함해서 "인버터"라고도 한다. 1-2. 인버터 용접기 인버터 용접기 : 인버터의 원리를 이용한 용접기로서 상용 교류 전원을 입력으로 받아 1차 정류한 후 인버터부에서 20KHz이상의 높은 주파수로 변환된 AC 전원을 만들고 이를 고주파형 트랜스를 통해 원하는 용접 전압을 얻어내서 이를 다시 2차 정류하면 깨끗한 DC 전류를 얻어 용접을 실행 할 수 있다. 가. 1차 정류기 상용전원 60Hz를 받아 인버터로 변환하기 위한 직류전원을 만드는 부분이다. 1차 정류부는 Diode Module 과 평활용 Capacitor로 구성 되어 있다. Diode는 Anode(+)에서 Cathode(-)로 한쪽 방향으로만 전류가 흐른다. 이런 특성을 이용 하여 AC전류의 (+)측 전류만 통과되고 반대쪽의 전위는 다른쪽에 연결된 Diode에 의해 (+)쪽으로 끌어 올린다. 이것은 전파정류 방식이라 한다.(+)쪽으로 몰린 파형을 맥류라고 하며 이것에 평활 Capacitor 가 연결되면 DC전원을 얻게 된다. 나. 인버터 변환 직류화된 전력을 다시 원하는 주파수로 변환하여 교류화 하는 것이다. 그 원리는 1차 정류부에서 얻은 DC 전원을 I.G.B.T 소자의 교번Switching에 의해 AC전원을 얻는다. TR1과 TR4는 동시에 구동되며 TR2와 TR3도 동시에 구동 된다. 이 회로는 Full Bridge방식의 Switching회로이다. TR이 TURN ON되는 시간에 의해 전류의 흐름 방향이 바뀌고 변압기의 1차측은 교번된 AC 출력전압을 얻게 된다. 각 TR의 TURN ON 시간을 조절함으로써 출력전압의 크기를 변화시킬 수 있다. 이것이 곧 PWM(Pulse Width Modulation)방식이 된다. 다. 변압기 및 2차 정류부 변압기는 1차측의 표준전압을(예; 220v,380v,440v) 사용자가 원하는 전압으로 변환하는 용도로 가장 많이 사용되며 회로의 절연하기 위해 사용 되기도 한다. 변압기의 원리는 뒤에서 다시 설명 하기로 한다. 2차 정류부는 1차 정류부에서 설명한 Diode가 사용 되고 평활용 Capacitor 대신 Reactor가 사용 되는데 이것은 용접용 전원은 낮은 전압의 대전류가 사용 되기 때문이다. 보통 대전류의 평활회로는 Reactor가 쓰인다. 라. 인버터 용접기의 특징 ㄱ. 소형,경량화 ; 변환 주파수 40KHz이상의 I.G.B.T. 전력 변환에 의해 Transformer의 최소형화로 SCR형용접기에 비해 중량을 1/4로 줄였으며 크기를 1/3로 줄여 취급이나 이동이 용이해 졌다. ㄴ.높은 사용률 및 절전효과 ; 전력변환 효율 85%이상의 이상적인 설계로 내부 발열을 극소화 하였고 전력공급중이라도 용접작업이 없을 경우 전력 손실이 전혀 없다. 이것은 Transformer의 1차측에서 전력공급을 Control하기 때문이며 기존의 용접기는 60Hz의 상용변압기의 효율이 낮으며 대개 2차측 제어에 의한 변압기의 열손실이 크고 용접을 하지 않을 때도 열손실은 계속 발생하고 그 열에 의한 변압기의 사용율이 떨어진다. ㄷ.고속,균일한 용접 ; 정전류의 출력상태를 1초에 50 또는 60번 하는 기존 용접기에 비해1초에 40000 이상의 출력조절을 해주는 고속제어이므로 어떤 용접조건 이든 정밀한 균일성과 고속용접이 가능하고 자동화 장비로 최적이다. ㄹ.안정된 ARC Start ; 제어속도가 빠른 만큼 Start속도도 안정되게 되며 TIG용접기의 경우 Hot Strat 조절 기능이 있어 더욱 확실한 Start가 가능하다. ㅁ. 입력전원의 3상,단상 겸용 사용 ;1차 정류회로에서 DC로 변환 하기 때문에 3상이나 단상이나 차이가 없다. 그러나 SCR 용접기는 3상이 아닌 경우 사용하기 어렵다.

02. 인버터 용접기의 부품이해

2-1. 1차 정류뷰 가.정류용 DIODE MODULE 다이오드는 전류를 한쪽 방향으로만 흐르게 할 수 있는 전자부품이며 전류가 흐를 수 있는 방향을 순방향, 반대방향을 역방향이라고 부르며 띠가 둘러져 있는 쪽이 캐스오드(-)이며 반대쪽이 에노드(+)라 부른다. 본 다이오드 MODULE은 3상 브리지 다이오드로서 3상 전원을 양파 정류하는 6개의 다이오드가 복합된 것이다. 나.콘덴서 (Capacitor) 콘덴서는 전해 콘덴서와 세라믹 콘덴서, 필름 콘덴서등 다양한 종류가 있다. 여기서 전해 콘덴서는 주로 평활용으로 사용한다. 전해 콘덴서는 극성이 있으며 아주 작은 충방전이 가능한 배터리로 생각하면 된다. 용도는 불규칙적인 맥류상태의 전원을 직류상태로 만들어 주는 역할을 한다. 세라믹 콘덴서,필름 콘덴서는 주로 NOISE FILTER용, 발진방지, 바이패스용 등으로 쓰인다. 인버터 용접기에는 이 모든 콘덴서가 고루 사용 된다. 2-2. 인버터 변환부 가. I.G.B.T(Insulated Gate Bipolar Transistor) I.G.B.T는 PNP Transistor와 MOSFET를 접속한 Monolithic의 BI-MOS Transistor이다. Gate-Emitter간에 (+)의 전압을 인가하여 MOSFET를 도통시키면 PNP Transistor의 Base-Collector간에 저저항이 접속된 것으로 되어 PNP Transistor 부분이 도통상태가 된다.Turn off 동작은 GateEmitter간의 전압을 0[Ⅴ]로 하면 우선 MOSFET 가 차단 상태가 되고 PNP ransistor는 BASE 전류의 공급이 끊겨 차단상태로 된다. 이처럼 I.G.B.T는 POWER MOSFET와 같이 Gate의 전압신호만으로 ON.OFF 상태를 제어할 수 있다. I.G.B.T Module은 한 Package에 2개의 I.G.B.T.가 들어있어 2개의 I.G.B.T Module 로서 Full Bridge 방식의 인버터 용접기의 구성이 가능하다 나. 변압기(Transformer) 인버터(Inverter)용접기가 소형화 ,경량화 되는 결정적인 요인은 바로 Transformer에 있다. 변압기는 전자유도작용을 이용하여 교류전압이나 전류의 값을 바꾸는 것으로서 용접기에서는 1차와 2차간의 변압비를 조정하여 원하는 용접전압과 전류를 얻을 수 있다. 변압기는 자속을 효율적으로 통해주기 위한 철심코아와 1차,2차 두 권선으로 구성된다. 변압기의 용량과 크기와 무게를 결정하는 중요 요소는 변압기의 단면적이다. .................E S = ─────────(1) ..........4.44 f×N×Bm E : 1차 전압 (Vac) f : 주파수 (Hz) N : 권수 (Turn) Bm : 자속밀도 (Wb) S : 철심단면적 (mm ) 여기서 60Hz용 철심 코아와 인버터에 적용되는 40,000Hz와의 차이는 무려 주파수(f)가 666배나 커지므로 상기 수식에서 f가 커지면 단면적은 반비례하여 666배나 적어질수 있다. 또한 여기서 일반 철심코아에 비해 인버터에 적용되는 훼라이트 코어 (Ferrite Core)는 자속밀도(Bm)가 월등이 커서 단면적(S)가 줄어든 요인도 되며 권선수 N 현저히 줄일 수 있게 된다. 다. PWM 제어 회로 펄스폭 변조 (Pulse Width Modulation)의 원리는 기본적으로 출력전압이나 전류의 오차를 검출하여 증폭하는 오차 증폭기와 검출된 오차 전압과 톱니파(Saw tooth wave)를 비교하여 펄스를 발생시키는 비교기(Comparator), DC-DC Converter의 스위치를 구동하는 구동회로 등으로 구성되어 있다. 동작 설명을 간단히 하면 출력에서 검출된 오차 전압의 전위에 따라 톱니파와 비교하여 교차되는 부분에서 톱니파보다 전위가 높은 부분만 출력하게 됨으로 펄스의 폭이 조절되어 원하는 오차증폭기의 기준전압(Vc)과 일치되도록 출력이 조절된다. 이때의 Pulse 폭은 출력의 크기를 결정하게 되는데 그 원리는 Pulse폭과 휴지시간의비에 의해 Pulse폭의 시간과 높이(전압)의 적분값으로 평균출력을 얻게 된다. 2-3. 출력정류부 가. 2차측 정류 다이오드 2차측 정류 다이오드는 1차측과는 달리 고속 다이오드여야 한다. 통상 Ultra Fast Recovery 혹은 Schottky Barrier Diode와 같은 것을 사용하는데 현재 시장에 유통되는 제품으로 Fast Recovery Diode는 높은 내압을 가진 것이 있지만 Schottky Barrier Diode는 아직 낮은 내압용 밖에 없어 인버터 용접기에는 주로 Fast Recovery Diode를 사용한다. 1차측의 정류 Diode는 통상 60Hz의 주파수이지만 2차측의 정류 Diode는 40000Hz에서 50000Hz이므로 Diode가 순방향으로 Turn ON 할 때는 문제가 안되지만 Turn OFF시 단락 전류가 크게 생겨 잡음의 원인 및 효율 저하의 원인이 된다. Diode의 역회복 시간을 다이오드 리커버리 특성(trr)이라 하는데 이것은 짧을수록 단락 전류의 발생량를 적게 하여 손실을 줄일 수 있다. 나. 리액터(Reactor) 1차측 정류부와 달리 평활회로로 콘덴서를 사용치 않고 Reactor를 사용한 평활은 대전류용으로 주로 사용된다. 이것은 평활의 목적외에 부하 변동에 따른 인버터부의 충격을 완화 시켜주기도 하며 변압기와 정류기의 실효전류를 내려 준다. 또한 이것은 용접조건의 부하특성을 결정 짓는 주요한 요인이 되기도 한다. Reactor의 기본 특성은 간단히 말해 직류(DC)는 통과시키고 교류(AC)는 전류의 흐름을 방해하는 역할을 한다.