KR101571368B1 - 전자기 펄스 용접 및 성형장치의 대전류 방전 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 커패시터 일측에 위치하는 방전 스위치 및 상기 방전 스위치와 연결되어 상기 커패시터의 전압을 상기 용접 및 성형코일에 인가하는 연결 케이블을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 의해, 설치가 용이하면서 부피가 감소되고, 방전패스의 등가 임피던스를 최소화할 수 있고, 소음 발생을 줄일 수 있는 효과를 가져, 대전류 방전 장치에 적용가능하다.

Description

전자기 펄스 용접 및 성형장치의 대전류 방전 장치{APPARATUS FOR DISCHARGING LARGE CURRENT OF MAGNETIC PULSE WELDING AND FORMING EQUIPMENT}

본 발명은 대전류 방전장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 커패시터와 대전류 방전장치를 일체형으로 체결하여 등가 임피던스를 최소화하면서 소음 발생을 줄일 수 있는 대전류 방전장치에 관한 것이다.

전자기력을 이용한 용접 및 성형장치란 고전류를 순간적으로 용접 및 성형코일에 방전시킴으로써 발생되는 전자기력을 이용하여 대상물에 대한 용접 및 성형을 하는 장치이다.

이와 같은, 전자기력을 이용한 용접 및 성형장치는 커패시터의 전압을 방전시켜 용접 및 성형코일이 인가하는 대전류 방전 장치구조가 필요하게 된다.

이때, 대전류를 인가받는 용접 및 성형코일은 코일에 흐르는 방전전류를 크게 하기 위하여 커패시터로부터 대전류를 용접 및 성형코일에 수 내지 수십 마이크로초 이내로 방전해야하고, 방전 시간을 짧게하기 위해서는 커패시터로부터 용접 및 성형코일에 인가되는 방전패스의 등가 임피던스를 최소한으로 해야한다.

방전패스의 등가 임피던스를 최소한으로 하기 위하여, 선행문헌 제 10-2008-0045247호에서는 커패시터 단위 모듈을 커패시터 플러스볼트 - 도체판 - 펄스스위치 전극 - 도체판 - 버스 바 모듈의 플러스 버스바의 순으로 최단거리로 애노드 방전패스를 형성시키고, 플러스 버스바의 경우 마이너스 버스 바 상에 오버랩되어 설치하여 방전패스의 등가 임피던스를 최소한으로 하는 기술을 개시하고 있다.

그러나, 커패시터의 전압을 용접 및 성형코일에 인가하기 위해 단단한 동 부스바를 사용함으로써 커패시터를 적층할 수 없고, 이에 따라 설치 공간이 많이 필요하다는 문제점이 있다. 또한, 용접 및 성형코일에 대전류를 인가하기 위해, 사용되는 커패시터 모듈의 스위치는 방전 지시에 따라 스위칭시 소음이 발생된다는 문제점이 발생된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서,

부피를 줄일 수 있고, 방전패스의 등가 임피던스를 최소화할 수 있는 대전류 방전장치의 제공을 일 목적으로 한다.

또한, 방전 스위치의 온·오프시 발생되는 소음을 저감할 수 있는 대전류 방전장치의 제공을 다른 목적으로 한다.

본 발명의 일실시 예에 따른 대전류 방전장치는 상기 목적을 달성하기 위하여 커패시터 일측에 위치하는 방전 스위치; 및 상기 방전 스위치와 연결되어 상기 커패시터의 전압을 상기 용접 및 성형코일에 인가하는 연결 케이블;을 포함한다.

바람직하게는 방전 스위치를 둘러싸는 소음방지수단을 더 포함한다.

바람직하게는 상기 소음방지수단은 금속 재질의 캔이다.

바람직하게는 상기 연결 케이블은 동축케이블이다.

또한, 커패시터의 전압을 코일에 인가하는 대전류 방전장치를 포함하는 전자기 펄스 용접 및 성형장치에 있어서, 상기 대전류 방전장치는 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항의 대전류 방전장치를 포함한다.

본 발명의 대전류 방전장치는 동 부스바가 아닌 동축케이블을 이용하여 커패시터 뱅크의 전원을 용접 및 성형코일로 출력할 수 있으므로 커패시터의 적층이 가능하여 부피를 줄일 수 있고, 방전패스의 등가 임피던스를 최소화할 수 있다.

또한, 본 발명은 대전류 방전 스위치 외부를 캔으로 감싸 스위치 온·오프시 발생하는 소음을 저감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 대전류 방전장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 대전류 방전장치를 포함한 전자기 펄스 용접 및 성형장치를 보여주는 도면이다.

이하, 첨부한 도면에 도시한 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.

도 1(a)와 도 1(b)은 본 발명의 일실시 예에 따른 대전류 방전장치(1)의 구성도이다.

도 1(a)와 도 1(b)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시 예에 따른 대전류 방전장치(1)는 커패시터(100) 일측에 위치하는 방전 스위치(200);와 연결 케이블(300)을 포함하여 구성된다.

커패시터(100)는 대전류를 인가해주는 구성요소로써, 캐피시터(100)에는 전압이 충전되어 있다.

커패시터(100)는 고 전기에너지를 충전 및 방전하는 콘덴서로써, 충전되어 있던 에너지를 고전류의 형태로 방전시킨다. 이때, 커패시터(100)는 일측에 연결되어 있는 방전 스위치(200)가 방전 신호를 감지하여 이를 스위칭함에 따라, 상기 커패시터(100)의 전압을 인가하게 된다.

방전 스위치(200)는 상기 커패시터(100) 일측에 연결되어, 커패시터(100)의 전압을 순간적으로 용접 및 성형코일(500)에 인가하는 것을 스위칭하는 구성요소이다.

방전 스위치(200)는 방전을 지시하는 방전 신호를 감지하여, 상기 커패시터(100)의 전압을 용접 및 성형코일(500)에 인가한다.

방전 신호는 일반적으로 대상물을 전자기력으로 용접 및 성형하기 위한 용접 및 성형장치의 제어부에 의하여 방전 신호를 전달받게 된다. 제어부로부터 방전 신호를 전달받은 방전 스위치(200)는 이를 감지하여 스위칭함에 따라 커패시터(100)의 플러스 전극 및 마이너스 전극과 연결됨으로써, 커패시터(100)로부터 대전류의 방전이 이루어지게 된다.

사용되는 방전 스위치(200)의 종류는 어느 하나로 제한되지 않으나, 본 발명의 일실시 예에 따른 방전 스위치(200)는 아그나이트론 스위치를 사용하는 것이 바람직하다.

경우에 따라서, 본 발명의 일실시 예에 따른 방전 스위치(200)는 상기 방전 스위치(200)를 둘러싸는 소음방지수단(400)을 더 포함할 수 있다.

소음방지수단(400)은 어느 하나로 제한되지 않으나, 본 발명의 일실시 예에 따른 소음방지수단(400)은 금속 재질의 캔인 것이 바람직하다.

따라서, 소음방지수단(400)인 캔은 방전 스위치(200)를 둘러싸여 형성됨에 따라, 방전 스위치(200)의 스위칭시 발생되는 소음을 저감시킨다.

연결 케이블(300)은 상기 방전 스위치(200)와 연결되어 상기 커패시터(100)의 전압을 상기 용접 및 성형코일(500)에 인가하는 구성요소이다.

연결 케이블(300)의 일측면은 방전 스위치(200)에 연결되고, 타측면은 상기 용접 및 성형코일(500)에 연결된다. 이에 따라, 연결 케이블(300)은 커패시터(100)로부터 방전되는 고전류를 용접 및 성형코일(500)에 인가하는 전송 수단이 된다.

본 발명의 일실시 예에 따른 연결 케이블(300)은 어느 하나로 제한되지 않으나, 동축 케이블을 사용하는 것이 바람직하다.

커패시터(100)의 전압을 용접 및 성형코일(500)에 방전할 때, 동축 케이블을 사용하게 되면 전류의 손실이 저감됨에 따라, 고전류로 방전된다. 고전류로 방전됨에 따라, 방전되는 시간이 빨라지고, 이에 의하여 방전패스의 등가 임피던스를 최소화할 수 있는 효과를 가지며, 용이하고 자유롭게 설치를 할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 대전류 방전장치(1)와 용접 및 성형코일(500)을 동축 케이블로 연결함으로써, 용이하고 자유롭게 설치를 할 수 있으며, 특히 복수개의 커패시터를 적층할 수 있으므로 부피가 감소되는 장점을 가진다.

도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 대전류 방전장치를 포함하는 전자기 펄스 용접 및 성형장치를 나타낸 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시 예에 따른 대전류 방전장치(1)는 제어부(600), 커패시터 뱅크부(700), 용접 및 성형코일(500)과 함께 하나의 전자기 펄스 용접 및 성형장치에 포함되어 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 대전류 방전장치(1)는 전자기 펄스 용접 및 성형장치의 커패시터 뱅크부(700)에 포함되어 커패시터(100)의 전압을 용접 및 성형코일(500)에 인가해준다.

전자기 펄스 용접 및 성형장치의 제어부(600)에서 커패시터 뱅크부(700)에 커패시터 충전 신호를 지시하면, 충전 신호를 받는 충전 유닛이 이를 감지하여 스위칭함으로써 커패시터(100)에 충전이 이루어진다. 또한, 전자기 펄스 용접 및 성형장치의 제어부(600)에서 커패시터 뱅크부(700)에 방전 신호를 지시하면, 방전 신호를 받는 방전 유닛이 이를 감지한다.

방전 신호를 감지한 방전 유닛은 커패시터의 전압을 방전하기 위하여, 본 발명의 방전 스위치(200)에 방전 지시 신호를 전달하고, 방전 스위치(200)는 이를 감지하여 스위칭하게 된다. 이에 의하여 커패시터(100)와 방전 스위치(200)가 연결되고, 동축 케이블(300)을 통하여 용접 및 성형코일(500)에 고전류가 방전된다. 이때, 상기 방전 스위치(200)에 소음방지수단(400)인 캔에 둘러쌓이도록 형성됨에 따라, 방전 스위치(200)의 스위칭시 발생되는 소음이 저감된다.

이와 같이, 본 발명의 일실시 예에 따른 커패시터 전압을 용접 및 성형코일에 인가하는 대전류 방전장치는 커패시터 일측에 위치하는 방전 스위치 및 상기 방전 스위치와 연결되어 상기 커패시터의 전압을 상기 용접 및 성형코일에 인가하는 연결 케이블을 포함시킴으로써, 설치가 용이하면서 방전패스의 등가 임피던스를 최소화할 수 있고, 소음 발생을 줄일 수 있는 효과를 갖는다.

1: 대전류 방전장치 100: 커패시터
200: 방전 스위치 300: 동축 케이블
400: 소음방지수단 500: 용접 및 성형코일
600: 제어부 700: 커패시터 뱅크부

Claims (5)

1. 커패시터의 전압을 전자기 용접이나 전자기 성형을 수행하는 용접 및 성형코일에 인가하는 대전류 방전장치로서,
   일측이 상기 커패시터 일측에 연결되는 방전 스위치;
   상기 방전 스위치의 타측과 상기 용접 및 성형코일을 연결하고, 상기 커패시터의 전압을 상기 용접 및 성형코일로 전달하는 연결 케이블; 및
   방전 스위치를 둘러싸며 상기 방전 스위치의 스위칭시 소음의 발생을 방지하는 소음 방지수단을 포함하고,
   상기 연결 케이블은 동축케이블로 구성되고, 상기 소음 방지수단은 금속 재질의 캔으로 구성되는 것을 특징으로 하는 대전류 방전장치.
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5. 커패시터의 전압을 코일에 인가하는 대전류 방전장치를 포함하는 전자기 펄스 용접 및 성형장치에 있어서, 상기 대전류 방전장치는 제 1 항의 대전류 방전장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 펄스 용접 및 성형장치.

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