KR101612342B1 - High-voltage high-current discharge device for generating an electromagnetic pulse power - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 고전압 대전류 방출장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전자기펄스파워 생성을 위한 고전압 대전류 방출장치 및 방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE
전자기펄스파워(electromagnetic pulse power)를 이용한 소재가공 또는 용접공정은 아주 짧은 시간에 고전압 대전류를 인덕터(inductor)에 흐르게 하여 인덕터에 인접하고 있는 금속 소재에 매우 높은 전자기력을 유도시킨다. 특히, 전자기력을 이용하여 금속소재의 변형(forming), 용접(welding) 및 분말소재의 치밀화 성형(compaction)을 이루는 방법이다.Material processing or welding processes using electromagnetic pulse power flow high voltage high currents in an inductor in a very short time, inducing very high electromagnetic force in the metal material adjacent to the inductor. In particular, it is a method of forming, welding and densifying compaction of a metal material by using electromagnetic force.
이러한 전자기펄스파워를 이용한 공정에서는 같은 전기에너지를 이용하여 인덕터에 흐르는 방전전류를 크게 하여야 높은 전자기력을 얻을 수 있는데 이를 위해서는 커패시터 뱅크(capacitor bank)에서 방출되는 대전류의 방전시간을 수 내지 수십 마이크로초 또는 수백 마이크로초 이내로 줄여 아주 순간적으로 방전을 해야만 한다. 따라서, 방출되는 대전류의 방전시간을 줄이기 위해서, 커패시터 뱅크에서 인덕터로 전류를 전달하는 방전경로의 임피던스(impedance)를 최소화해야만 한다. In the process using the electromagnetic pulse power, a high electric current can be obtained by increasing the discharge current flowing through the inductor by using the same electric energy. For this purpose, the discharging time of the large current discharged from the capacitor bank may be several to several tens of microseconds or It must be reduced to several hundred microseconds and discharged very momentarily. Therefore, in order to reduce the discharging time of the discharged large current, the impedance of the discharge path that carries the current from the capacitor bank to the inductor must be minimized.
특히, 방전경로의 임피던스는 방전경로의 구성요소들 간의 배치 및 위치에 따라 크게 영향을 받게 되므로, 방전경로의 설계에 대해 많은 연구가 이루어지고 있는 실정이다.
Particularly, since the impedance of the discharge path is greatly affected by the arrangement and position between the components of the discharge path, much research has been conducted on the design of the discharge path.
한국특허공개공보 제10-2011-0073791호는 상온에서 소성이 떨어지는 소재에 대해서도 전자기펄스 용접을 적용할 수 있고, 두께가 두꺼운 소재에 대해서도 용량의 증대없이 전자기펄스 용접을 수행할 수 있는 전자기펄스 용접장치 및 용접방법에 관한 것이다.
Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2011-0073791 discloses an electromagnetic pulse welding method capable of applying electromagnetic pulse welding even for a material whose firing is reduced at room temperature and for performing electromagnetic pulse welding without increasing capacity even for a thick material. Apparatus and a welding method.
한국특허공개공보 제10-2010-0013133호는 사용자에 의해 출력전압의 설정 및 변경 가능한 전자기 성형장치에 적용되는 펄스형 전원장치에 관한 것이다.
Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2010-0013133 relates to a pulsed power supply device applied to an electromagnetic molding apparatus capable of setting and changing an output voltage by a user.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 방전경로의 임피던스를 최소화시킬 수 있도록 판형양극전극과 판형음극전극 사이의 간격을 최소화하는 전자기펄스파워 생성을 위한 고전압 대전류 방출장치 및 방법을 제공하는데 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a high voltage high current discharging apparatus and method for generating electromagnetic pulse power that minimizes a gap between a plate type anode electrode and a plate type cathode electrode so as to minimize the impedance of a discharge path.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 전자기펄스파워를 이용한 소재가공 또는 용접공정에 적용이 가능한 전자기펄스파워 생성을 위한 고전압 대전류 방출장치 및 방법을 제공하는데 목적이 있다.It is another object of the present invention to provide a high voltage high current discharging device and method for generating electromagnetic pulse power which can be applied to a material processing or a welding process using electromagnetic pulse power.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 고전압 대전류 방출장치의 전체 크기를 줄임으로써 같은 전기에너지에서 높은 전자기력을 유도하여 효율성을 높이는 전자기펄스파워 생성을 위한 고전압 대전류 방출장치 및 방법을 제공하는데 목적이 있다.
It is another object of the present invention to provide a high voltage high current discharging apparatus and method for generating electromagnetic pulse power for increasing the efficiency by inducing a high electromagnetic force in the same electric energy by reducing the overall size of the high voltage high current discharging device .
상기의 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 발명에 따른 전자기펄스파워 생성을 위한 고전압 대전류 방출장치는,According to an aspect of the present invention, there is provided a high voltage high current discharging device for generating electromagnetic pulse power,
병렬로 연결되어 고전압 대전류인 전기 에너지가 저장되는 복수의 커패시터들을 포함하는 커패시터 뱅크, 상기 커패시터의 상측에 각각 형성된 커패시터 양극(+)전극과 일단이 연결되는 전도체 연결부, 상단전극 및 하단전극이 구비되고, 상기 전도체 연결부의 타단과 상기 하단전극이 연결되는 트리거스위치, 하나의 판으로 형성되고, 상기 트리거스위치의 상단전극과 기 설정된 부분이 연결되는 판형양극(+)전극, 상기 판형양극전극의 일끝단과 인덕터의 일단이 연결되는 인덕터 연결부, 하나의 판으로 형성되고, 상기 인덕터의 타단과 일끝단이 연결되는 판형음극(-)전극, 실린더 형상으로 형성되고, 상기 판형음극전극의 타끝단과 일단이 연결되는 실린더형 전도체 및 상기 실린더형 전도체의 타단과 일단이 연결되고, 타단이 상기 커패시터의 상측에 각각 형성된 커패시터 음극(-)전극과 연결되는 하부판형 전도체를 포함한다.A capacitor bank including a plurality of capacitors connected in parallel to store electric energy of a high voltage and a high current, a conductor connection part having one end connected to a capacitor positive electrode formed on the upper side of the capacitor, a top electrode and a bottom electrode, A trigger electrode connected to the other end of the conductor connection portion and the lower electrode, a plate-shaped positive electrode connected to a predetermined portion of the upper electrode of the trigger switch, And an inductor connection part connected to one end of the inductor, a plate-shaped negative electrode (negative electrode) formed of a single plate, the other end of the inductor being connected to one end of the inductor, And the other end of the cylindrical electric conductor is connected to the other end of the cylindrical electric conductor, and the other end is connected to the upper end of the capacitor And a lower plate-shaped conductor connected to each of the formed capacitor cathode (-) electrodes.
상기 전도체 연결부는, 사각관 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.The conductor connection portion is formed in a rectangular tube shape.
상기 트리거스위치는 원통형 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.And the trigger switch is formed in a cylindrical shape.
상기 판형음극전극과 상기 판형양극전극 사이에 절연체를 포함하는 절연판이 구비되는 것을 특징으로 한다.And an insulating plate including an insulator is provided between the plate-shaped negative electrode and the plate-shaped positive electrode.
상기 절연판의 두께는, 1 내지 6㎜인 것을 특징으로 한다.The thickness of the insulating plate is 1 to 6 mm.
상기 판형음극전극 및 상기 판형양극전극의 두께는, 0.5 내지 5㎜인 것을 특징으로 한다.The thickness of the plate-shaped cathode electrode and the plate-shaped anode electrode is 0.5 to 5 mm.
상기 실린더형 전도체는, 상기 전도체 연결부 및 상기 트리거스위치가 내부에 배치되도록 둘러싸는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.The cylindrical conductor is formed so as to surround the conductor connection portion and the trigger switch so as to be disposed therein.
상기 실린더형 전도체 및 상기 트리거스위치 사이에 절연체를 포함하는 실린더형 절연체를 구비하는 것을 특징으로 한다.And a cylindrical insulator including an insulator between the cylindrical conductor and the trigger switch.
상기 실린더형 절연체의 두께는, 1 내지 6㎜인 것을 특징으로 한다.
The thickness of the cylindrical insulator is 1 to 6 mm.
상기의 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 다른 전자기펄스파워 생성을 위한 고전압 대전류 방출장치는,According to another aspect of the present invention, there is provided a high voltage high current discharging device for generating electromagnetic pulse power,
병렬로 연결되어 고전압 대전류가 저장되는 복수의 커패시터를 포함하는 커패시터 뱅크, 상기 커패시터의 상측에 각각 형성된 커패시터 양극(+)전극과 일단이 연결되는 전도체 연결부, 상단전극 및 하단전극이 구비되고, 상기 전도체 연결부의 타단과 상기 하단전극이 연결되는 트리거스위치, 하나의 판으로 형성되고, 상기 트리거스위치의 상단전극과 기 설정된 부분이 연결되는 판형양극(+)전극, 상기 판형양극전극의 일끝단과 인덕터의 일단이 연결되는 인덕터 연결부, 하나의 판으로 형성되고, 상기 인덕터의 타단과 일끝단이 연결되는 판형음극(-)전극, 실린더 형상으로 형성되고, 상기 판형음극전극의 타끝단과 일단이 연결되는 실린더형 전도체 및 상기 실린더형 전도체의 타단과 일단이 연결되고, 타단이 상기 커패시터의 상측에 각각 형성된 커패시터 음극(-)전극과 연결되는 하부판형 전도체를 포함하고, 상기 판형양극전극, 상기 판형음극전극 및 상기 하부판형 전도체는, 각각 연결부를 더 포함하여 상기 커패시터 뱅크의 커패시터 개수를 늘리거나 줄이는 것을 특징으로 한다.
A capacitor bank including a plurality of capacitors connected in parallel to store a high voltage high current, a conductor connection part connected at one end to a capacitor positive electrode formed on the upper side of the capacitor, an upper electrode and a lower electrode, A trigger electrode connected to the other end of the connection portion and the lower electrode, a plate-shaped positive electrode formed by one plate and connected to a predetermined portion of the upper electrode of the trigger switch, An inductor connection part having one end connected to the other end of the inductor, a plate-shaped negative electrode (negative electrode) formed by one plate and connected to the other end of the inductor, and a cylinder connected to the other end of the plate- Type conductor and the other end of the cylindrical conductor are connected to each other and the other end is connected to the upper end of the capacitor The plate-shaped anode electrode, the plate-shaped cathode electrode, and the lower plate-shaped conductor each include a connection portion to increase or decrease the number of capacitors of the capacitor bank. .
본 발명에 따른 전자기펄스파워 생성을 위한 고전압 대전류 방출장치 및 방법은 방전경로의 임피던스를 최소화시킬 수 있도록 판형양극전극과 판형음극전극 사이의 간격을 최소화한다.The apparatus and method for high voltage high current discharge for generating electromagnetic pulse power according to the present invention minimize the interval between the plate-shaped anode electrode and the plate-shaped cathode electrode so as to minimize the impedance of the discharge path.
또한 전자기펄스파워를 이용한 소재가공 또는 용접공정에 적용이 가능하다.It is also applicable to material processing or welding process using electromagnetic pulse power.
또한 고전압 대전류 방출장치의 전체 크기를 줄임으로써 같은 전기에너지에서 높은 전자기력을 유도하여 효율성을 높인다.
In addition, by reducing the overall size of the high voltage high current discharging device, it induces a high electromagnetic force in the same electric energy to increase the efficiency.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 대전류 방출장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 대전류 방출장치를 설명하기 위한 평면도이다.
도 3은 본 발명 일 실시예에 따른 판형양극전극의 형상을 설명하기 위한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 절연판의 형상을 설명하기 위한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 판형음극전극의 형상을 설명하기 위한 평면도이다.
도 6은 도 1의 A부분을 확대하여 도시한 단면도이다.
도 7은 도 1의 B부분을 확대하여 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 판형음극전극, 실린더형 전도체 및 하부판형전도체의 형상을 설명하기 위한 사시도이다.
도 9는 도 8의 내부를 확대하여 도시한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 대전류 방출장치를 설명하기 위한 사시도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 고전압 대전류 방출장치를 설명하기 위한 사시도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a high voltage high current discharging device according to an embodiment of the present invention.
2 is a plan view illustrating a high voltage high current discharging device according to an embodiment of the present invention.
3 is a plan view for explaining the shape of a plate-shaped anode according to an embodiment of the present invention.
4 is a plan view for explaining a shape of an insulating plate according to an embodiment of the present invention.
5 is a plan view for explaining a shape of a plate-shaped cathode electrode according to an embodiment of the present invention.
6 is an enlarged cross-sectional view of portion A of Fig.
Fig. 7 is an enlarged cross-sectional view of a portion B in Fig. 1. Fig.
FIG. 8 is a perspective view illustrating a shape of a plate-shaped cathode electrode, a cylindrical conductor, and a lower plate-shaped conductor according to an embodiment of the present invention.
Fig. 9 is an enlarged cross-sectional view of the inside of Fig. 8;
10 is a perspective view illustrating a high voltage high current discharging device according to an embodiment of the present invention.
11 is a perspective view for explaining a high voltage high current discharging device according to another embodiment of the present invention.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 당업자에게 자명하거나 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals as used in the appended drawings denote like elements, unless indicated otherwise. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather obvious or understandable to those skilled in the art.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 대전류 방출장치를 설명하기 위한 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a high voltage high current discharging device according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 고전압 대전류 방출장치(1)는 방전경로의 임피던스를 최소화시킬 수 있도록 판형양극전극과 판형음극전극 사이의 간격을 최소화한다. 고전압 대전류 방출장치(1)는 전자기펄스파워를 이용한 소재가공 또는 용접공정에 적용이 가능하다. 고전압 대전류 방출장치(1)는 고전압 대전류 방출장치의 전체 크기를 줄임으로써 같은 전기에너지에서 높은 전자기력을 유도하여 효율성을 높인다.Referring to FIG. 1, the high-voltage high-
고전압 대전류 방출장치(1)는 커패시터 뱅크(capacitor bank)(110), 전도체 연결부(120), 트리거스위치(130) 및 인덕터 연결부(140)를 포함한다.
The high voltage high
커패시터 뱅크(110)는 고전압 대전류인 전기 에너지를 충전하였다가 방출하는 방전을 한다. 커패시터 뱅크(110)는 수십에서 수백 kA의 대전류를 방출하기 위하여 복수개의 대용량 커패시터들이 병렬로 연결된다.The
커패시터 뱅크(110)는 복수의 커패시터들을 포함한다. 상기 복수의 커패시터들은 제1 커패시터(111), 제2 커패시터(112), 제3 커패시터(113), 제4 커패시터(114), 제5 커패시터(115) 및 제6 커패시터(116)을 포함한다. 여기서, 커패시터 뱅크(110)는 제1 내지 제6 커패시터로 한정하여 포함하지 않고, 더 적거나 더 많은 커패시터를 포함할 수 있다. 또한 제1 내지 제6 커패시터는 3개씩 2열로 배치될 수 있다.The
커패시터 뱅크(110)는 각각의 커패시터에 후술되는 트리거스위치(130)가 각각 연결되거나 커패시터 뱅크(110)는 복수의 커패시터당 하나의 트리거스위치(130)에 연결될 수 있다. The
즉, 커패시터 뱅크(110)는 직류 전기에너지를 충전하게 되며, 제1 내지 제6 커패시터(111, 112, 113, 114, 115, 116)에 각각 연결되어 있는 트리거스위치의 동시적인 동작에 의하여 충전되어 있는 전기에너지를 고전압 대전류 형태로 방전경로로 방전할 수 있다.
That is, the
전도체 연결부(120)는 각각의 커패시터의 상측에 형성되어 트리거스위치(130)와 커패시터가 직접적으로 유격없이 연결되는 것을 방지할 수 있다. 전도체 연결부(120)는 사각형 형상으로 형성된다. 특히, 전도체 연결부(120)는 전체적인 구성요소들의 조립시에 유격이나 치수오차 등을 상쇄할 수 있도록 연성이 좋은 구리판과 같은 변형이 용이한 물질로 형성된다. 이를 통해, 전도체 연결부(120)는 각각의 부품 조립시에 유격이나 치수오차(나사산) 등에서 오는 조립의 어려움을 제거해준다.
The
트리거스위치(130)는 통상시에는 오프(OFF) 상태를 유지하다가 동작 시에는 후술되는 트리거신호 전극에 인가되는 제어전압에 의해 통전되어 순간적으로 대전류를 방전한다. 트리거스위치(130)는 상단과 하단에 각각 전극을 구비하고 있으며, 원통형으로 형성될 수 있으나, 형상을 제한하지 않는다. 트리거스위치(130)는 진공 트리거스위치, 아크 간극 스위치, 스파트 간극 스위치, 이그나이트론 등을 포함한다.
The
인덕터 연결부(140)는 커패시터 뱅크(110)에서 방출되는 펄스 에너지를 인덕터(미도시)와 연결시켜준다. 이 때, 상기 펄스 에너지가 고전압 대전류일수록 인덕터에 흐르는 방전전류가 커지므로 인덕터는 높은 전자기력을 생성할 수 있다.
The
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 대전류 방출장치를 설명하기 위한 평면도이고, 도 3은 본 발명 일 실시예에 따른 판형양극전극의 형상을 설명하기 위한 평면도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 절연판의 형상을 설명하기 위한 평면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 판형음극전극의 형상을 설명하기 위한 평면도이다.3 is a plan view for explaining a shape of a plate-shaped anode according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a cross- FIG. 5 is a plan view illustrating a shape of a plate-shaped cathode electrode according to an embodiment of the present invention. FIG.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 고전압 대전류 방출장치(1)는 판형양극(+)전극(210), 절연판(220) 및 판형음극(-)전극(230)을 포함한다.
2 to 5, the high voltage high current discharging
판형양극전극(210)은 직사각형 모양인 하나의 판으로 형성되어 커패시터 뱅크(110)가 포함하는 제1 내지 제6 커패시터(111, 112, 113, 114, 115, 116)를 하나로 연결을 한다. 판형양극전극(210)은 기 설정된 부분에 구멍이 형성된다. 상기 기 설정된 부분은 각 트리거스위치(130)의 상단 중앙에 형성된 트리거신호 전극을 끼울 수 있는 하나의 구멍과 이를 둘러싸고 트리거스위치(130)의 상단에 뚫려있는 6개의 암나사(미도시) 구멍에 볼트로 고정할 수 있는 구멍이다. 또한 판형양극전극(210)은 일끝단의 끝부분이 접혀서 볼트 및 너트를 이용하여 인덕터 연결부(140)와 체결할 수 있는 복수의 연결용 구멍이 형성된다.The plate-shaped
판형양극전극(210)의 두께는 0.5 내지 5㎜이며, 바람직하게는 2㎜이다. 판형양극전극(210)은 구리합금, 스테인레스강 등의 전도체를 포함한다. 특히, 고전압 대전류 방출장치(1)의 전류 방출시 역전류를 줄이기 위해, 판형양극전극(210)는 비저항값이 비교적 높은 스테이레스강이 바람직하다.
The thickness of the plate-shaped
절연판(220)은 절연체를 포함하고, 하나의 판으로 형성된다. 절연판(220)는 트리거 스위치(130)와 연결이 되지 않도록 트리거 스위치(130)보다 큰 원형의 구멍을 형성한다. 따라서, 절연판(220)는 6개의 구멍이 형성된다. 여기서, 절연판(220)의 두께는 1 내지 6㎜이며, 바람직하게는 2㎜이다.
The insulating
판형음극전극(230)은 직사각형 모양인 하나의 판으로 형성되고, 트리거 스위치(130)와 연결이 되지 않도록 트리거 스위치(130)보다 큰 원형의 구멍을 형성한다. 이 때, 상기 구멍은 절연판(220)의 구멍과 동일한 간격, 크기 및 개수일 수 있다. 따라서, 판형음극전극(230)은 6개의 구멍이 형성될 수 있다.The plate-shaped
판형음극전극(230)은 판형양극전극(210)과 마찬가지로 일끝단에 볼트 및 너트를 이용하여 인덕터 연결부(110)와 연결될 수 있는 복수의 연결용 구멍이 형성된다.Like the plate-shaped
판형음극전극(230)의 두께는 0.5 내지 5㎜이며, 바람직하게는 2㎜이다. 판형음극전극(230)은 구리합금, 스테인레스강 등의 전도체를 포함한다. 특히, 고전압 대전류 방출장치(1)의 전류 방출시 역전류를 줄이기 위해, 판형음극전극(230)은 비저항값이 비교적 높은 스테이레스강이 바람직하다.
The thickness of the plate-shaped
여기서, 판형음극전극(230)은 절연판(220) 및 판형양극전극(210)을 순서대로 적층을 하며 이루어진다. 또한 절연판(220)의 크기는 판형양극전극(210) 및 판형음극전극(230)보다 크게 형성된다. 이를 통해 판형양극전극(210) 및 판형음극전극(230)이 서로 절연을 할 수 있다
Here, the plate-shaped
도 6은 도 1의 A부분을 확대하여 도시한 단면도이다.6 is an enlarged cross-sectional view of portion A of Fig.
도 6을 참조하면, 고전압 대전류 방출장치(1)는 커패시터 뱅크(110), 전도체 연결부(120) 및 트리거스위치(130)를 포함한다.6, the high voltage high
커패시터 뱅크(110)는 각각의 커패시터 상부에 커패시터 양극(+)전극(610)을 형성한다. 이 때, 커패시터 양극전극(610)은 커패시터 상부의 중앙에 형성될 수 있으며, 높이조절용 받침대(620)와 연결되어 있어서 높이 조절이 용이하게 한다.
The
커패시터 양극전극(610)은 전도체 연결부(120)의 일단과 연결된다. 상기 커패시터 양극전극(610)은 볼트형으로 형성된다. 여기서, 상기 일단은 전도체 연결부(120)의 하부이다. 또한 커패시터 양극전극(610)은 전도체 연결부(120)와 고정이 되도록 고정너트(630)로 고정이 된다. 여기서, 고정너트(630)는 전도체 연결부(120)의 내부에서 구비되고, 볼트형의 커패시터 양극전극(610)에 조여져 전도체 연결부(120)와 커패시터 양극전극(610)을 채결한다.
The
전도체 연결부(120)의 타단은 트리거스위치 하단전극(640)과 연결된다. 여기서, 상기 타단은 전도체 연결부(120)의 상부이다. 전도체 연결부(120)는 구리와 같이 전도율이 높은 금속이 포함되기 때문에 커패시터 양극전극(610)으로부터 인가되는 대전류가 최소의 손실로 트리거스위치 하단전극(640)에 인가된다. 또한 전도체 연결부(120)는 사각관 형상으로 형성되고, 변형이 용이해서 전체적인 구성요소들의 조립시에 유격이나 치수오차 등을 상쇄할 수 있다.
The other end of the
트리거스위치(130)는 트리거스위치 하단전극(640)으로부터 대전류가 인가된다. 트리거스위치(130)가 트리거신호가 인가되지 않을 동안에는 오프상태를 유지되고, 인가가 되면 순간적으로 대전류가 방전된다. 트리거스위치(130)는 진공 트리거스위치, 아크 간극 스위치, 스파트 간극 스위치, 이그나이트론 등이 포함된다.
The
도 7은 도 1의 B부분을 확대하여 도시한 단면도이다.Fig. 7 is an enlarged cross-sectional view of a portion B in Fig. 1. Fig.
도 7을 참조하면, 고전압 대전류 방출장치(1)는 트리거스위치(130), 판형양극전극(210) 및 트리거신호 전극(720)을 포함한다.7, the high-voltage high-current discharging
트리거스위치(130)는 전도체 연결부(120)로부터 인가된 대전류를 트리거스위치 상단전극(710)을 통해 판형양극전극(210)에 인가한다. 이 때, 트리거스위치 상단전극(710)과 판형양극전극(210)이 고정되도록 트리거스위치 상단전극(710)에 뚫려있는 너트형의 구멍과 외부의 볼트를 이용하여 고정된다.
The
트리거신호 전극(720)는 제어전압을 인가받는다. 상기 제어전압은 대전류를 방전을 지시하는 신호이다. 만약 제어전압이 트리거신호 전극(720)에 인가되면, 인덕터 연결부(140)로 대전류가 방전된다.
The
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 판형음극전극, 실린더형 전도체 및 하부판형전도체의 형상을 설명하기 위한 사시도이고, 도 9는 도 8의 내부를 확대하여 도시한 단면도이다.FIG. 8 is a perspective view illustrating a shape of a plate-shaped cathode electrode, a cylindrical conductor, and a lower plate-shaped conductor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view of FIG.
도 8 및 도 9를 참조하면, 고전압 대전류 방출장치(1)는 판형음극전극(230), 실린더형 전도체(810) 및 하부판형 전도체(820)을 포함한다.
8 and 9, the high voltage high current discharging
판형음극전극(230)은 원통형 트리거스위치(130)가 삽입되는 구멍 끝단에 트리거스위치(130)를 둘러쌀 수 있도록 형성된 실린더형 전도체(810)와 연결된다. The plate-shaped
이 때, 판형음극전극(230)과 실린더형 전도체(810)와의 연결은 용접, 브레이징 등의 방법으로 강하게 접합되게 하여 전기 흐름에 방해가 되지 않는다. 또한 실린더형 전도체(810)와 트리거스위치(130)의 사이에는 절연을 위한 실린더형 절연체(815)가 구비된다. 여기서, 실린더형 절연체(815)의 두께는 1 내지 6㎜이며, 바람직하게는 2㎜이다. 즉, 실린더형 전도체(810)와 트리거스위치(130)의 외곽 사이 간격을 최소화하여 임피던스를 줄이도록 한다.At this time, the connection between the plate-
실린더형 전도체(810)는 원통형 트리거스위치(130)가 삽입되는 구멍을 포함하는 하부판형 전도체(820)와 전기 흐름에 방해가 되지 않도록 용접, 브레이징 등의 방법으로 하부판형 전도체(820)의 구멍 끝단과 강하게 접합된다.The
하부판형 전도체(820)는 커패시터 음극(-)전극(930)과 연결할 수 있도록 구멍이 형성된다. 상기 구멍을 통해 커패시터 음극전극(930)에 형성된 나사산을 따라 전도체로 형성된 고정너트(920)를 이용하여 하부판형 전도체(820)와 커패시터 음극전극(930)이 고정된다. 또한 하부판형 전도체(820)는 제2 높이조절용 받침대(920)를 이용하여 높이 조절이 된다.
The lower plate-shaped
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 대전류 방출장치를 설명하기 위한 사시도이다.10 is a perspective view illustrating a high voltage high current discharging device according to an embodiment of the present invention.
도 10을 참조하면, 고전압 대전류 방출장치(1)는 전경로의 임피던스를 최소화시킬 수 있도록 판형양극전극과 판형음극전극 사이의 간격을 최소화하는 전자기펄스파워를 생성한다.
Referring to FIG. 10, the high-voltage high-current discharging
고전압 대전류 방출장치(1)는 고전압 대전류를 수 내지 수십 ㎲ 또는 수백 ㎲로 인덕터로 방출하기 위해 복수의 커패시터가 병렬로 연결된 커패시터 뱅크(110)를 포함한다. 고전압 대전류 방출장치(1)는 사각기둥 형태의 복수의 커패시터들을 서로 근접되도록 배열시키고, 각 커패시터 상부에 판형 도체판을 구부려 만든 사각관 형상의 전도체 연결부(120)를 체결하여 연결한다. 고전압 대전류 방출장치(1)는 커패시터 양극전극(610)과 트리거스위치 하단전극(640)을 연결하고, 복수의 트리거스위치 상단전극(710)에 공통된 하나의 판형양극전극(210)을 공통으로 연결한다. The high voltage high
이 때, 절연판(220)은 판형양극전극(210)의 밑에 배치시키고, 판형음극전극(230)은 절연판(220)의 밑에 배치시킨다. 여기서, 판형양극전극(210)과 판형음극전극(230)의 간격을 최소화한다.At this time, the insulating
고전압 대전류 방출장치(1)는 판형음극전극(230)을 원통형 트리거스위치(130)에 근접하게 둘러싸고 있는 복수의 실린더형 전도체(810)에 의하여 공통된 하나의 하부판형 전도체(820)에 연결한다. 고전압 대전류 방출장치(1)는 하부판형 전도체(820)를 커패시터 음극전극(930)에 연결한다.The high voltage high
여기서, 복수의 실린더형 전도체(810)와 하부판형 전도체(820)는 판형양극전극(210)과 판형음극전극(230) 사이의 간격을 최소화시킨다.
Here, the plurality of
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 고전압 대전류 방출장치를 설명하기 위한 사시도이다.11 is a perspective view for explaining a high voltage high current discharging device according to another embodiment of the present invention.
도 11을 참조하면, 고전압 대전류 방출장치(2)는 고전압 대전류 방출장치(1)과 동일한 구성 및 구조를 가지고 있다. 다만 고전압 대전류 방출장치(2)는 커패시터 뱅크(110)의 커패시터 개수를 늘리거나 줄이는 것이 용이한 구조로 형성된다. 고전압 대전류 방출장치(2)는 연결부(1110, 1120)를 포함한다.
11, the high voltage high current discharging
연결부(1110, 1120)는 판형양극전극(210), 판형음극전극(230) 및 하부판형 전도체(820)에 형성된다. 연결부(1110, 1120)는 판형양극전극(210), 판형음극전극(230) 및 하부판형 전도체(820)의 일끝단에 형성된다. 상기 형성된 연결부(1110, 1120)는 'ㄴ' 형상으로 형성되며, 복수의 구멍이 형성되어 볼트 및 너트를 이용하여 고정한다. The
즉, 연결부(1110, 1120)는 커패시터 뱅크(110)의 커패시터 개수를 늘리거나 줄일 수 있도록 연결해주는 역할을 한다. 이를 통해, 고전압 대전류 방출장치(2)는 방출되는 펄스 에너지를 조절할 수 있다.
That is, the
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation in the embodiment in which said invention is directed. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and detail may be made therein without departing from the scope of the appended claims.
1: 고전압 대전류 방출장치
110: 커패시터 뱅크
111: 제1 커패시터
112: 제2 커패시터
113: 제3 커패시터
114: 제4 커패시터
115: 제5 커패시터
116: 제6 커패시터
120: 전도체 연결부
130: 트리거스위치
140: 인덕터 연결부
210: 판형양극(+)전극
220: 절연판
230: 판형음극(-)전극
610: 커패시터 양극(+)전극
620, 910: 높이조절용 받침대
630, 920: 고정너트
640: 트리거스위치 하단전극
710: 트리거스위치 상단전극
720: 트리거신호 전극
810: 실린더형 전도체
815: 실린더형 절연체
820: 하부판형 전도체
930: 커패시터 음극(-)전극
1110, 1120: 연결부1: High voltage high current discharge device
110: Capacitor bank
111: first capacitor
112: second capacitor
113: third capacitor
114: fourth capacitor
115: fifth capacitor
116: sixth capacitor
120: conductor connection
130: Trigger switch
140: inductor connection
210: Plate type anode (+) electrode
220: insulating plate
230: Plate type cathode (-) electrode
610: Capacitor anode (+) electrode
620, 910: Pedestal for height adjustment
630, 920: Fixing nut
640: Trigger switch bottom electrode
710: Trigger switch upper electrode
720: Trigger signal electrode
810: Cylindrical conductor
815: Cylindrical insulator
820: Lower plate type conductor
930: capacitor cathode (-) electrode
1110, 1120:
Claims (10)
상기 커패시터의 상측에 각각 형성된 커패시터 양극(+)전극과 일단이 연결되는 전도체 연결부;
상단전극 및 하단전극이 구비되고, 상기 전도체 연결부의 상부에 배치되고 상기 전도체 연결부의 타단과 상기 하단전극이 연결되는 트리거스위치;
하나의 판으로 형성되고, 상기 트리거스위치의 상단전극과 기 설정된 부분이 연결되는 판형양극(+)전극;
상기 판형양극전극의 일끝단과 인덕터의 일단이 연결되는 인덕터 연결부;
하나의 판으로 형성되고, 상기 트리거스위치의 상부에 배치되고 상기 인덕터의 타단과 일끝단이 연결되는 판형음극(-)전극;
상기 판형양극(+)전극 및 판형음극(-)전극 사이에 배치되고 절연체를 포함하는 절연판;
실린더 형상으로 형성되고, 상기 판형음극전극의 타끝단과 일단이 연결되는 실린더형 전도체; 및
상기 실린더형 전도체의 타단과 일단이 연결되고, 타단이 상기 커패시터의 상측에 각각 형성된 커패시터 음극(-)전극과 연결되는 하부판형 전도체;를 포함하고,
상기 실린더형 전도체는, 상기 전도체 연결부 및 상기 트리거스위치가 내부에 배치되도록 둘러싸는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전자기펄스파워 생성을 위한 고전압 대전류 방출장치.
A capacitor bank including a plurality of capacitors connected in parallel to store electrical energy of a high voltage and a large current;
A conductor connection part having one end connected to a capacitor positive (+) electrode formed on the upper side of the capacitor;
A trigger switch having an upper electrode and a lower electrode and disposed at an upper portion of the conductor connection portion, the other end of the conductor connection portion and the lower electrode being connected to each other;
A plate-shaped positive (+) electrode formed of one plate and connected to a predetermined portion of the upper electrode of the trigger switch;
An inductor connection part having one end of the plate-shaped anode electrode and one end of the inductor connected to each other;
A plate-shaped negative (-) electrode formed on one plate and disposed on the trigger switch and having one end connected to the other end of the inductor;
An insulating plate disposed between the plate-shaped positive electrode (+) electrode and the plate-shaped negative electrode (-) electrode and including an insulator;
A cylindrical electric conductor formed in a cylinder shape and connected at one end to the other end of the plate-like cathode electrode; And
And a lower plate-shaped conductor having one end connected to the other end of the cylindrical conductor and the other end connected to a capacitor negative electrode (-) formed on the upper side of the capacitor,
Wherein the cylindrical conductor is formed so as to surround the conductor connection portion and the trigger switch such that the conductor connection portion and the trigger switch are disposed inside the high voltage high current discharge device.
상기 전도체 연결부는,
사각관 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전자기펄스파워 생성을 위한 고전압 대전류 방출장치.
The method according to claim 1,
The conductor connection portion
Wherein the first electrode and the second electrode are formed in a square tube shape.
상기 트리거스위치는 원통형 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전자기펄스파워 생성을 위한 고전압 대전류 방출장치.
The method according to claim 1,
Wherein the trigger switch is formed in a cylindrical shape. ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >
상기 절연판의 두께는,
1 내지 6㎜인 것을 특징으로 하는 전자기펄스파워 생성을 위한 고전압 대전류 방출장치.
The method according to claim 1,
The thickness of the insulating plate may be,
1 to 6 mm. ≪ / RTI >
상기 판형음극전극 및 상기 판형양극전극의 두께는,
0.5 내지 5㎜인 것을 특징으로 하는 전자기펄스파워 생성을 위한 고전압 대전류 방출장치.
The method according to claim 1,
The thickness of the plate-like cathode electrode and the plate-
0.5 to 5 mm. ≪ / RTI >
상기 실린더형 전도체 및 상기 트리거스위치 사이에 절연체를 포함하는 실린더형 절연체를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자기펄스파워 생성을 위한 고전압 대전류 방출장치.
The method according to claim 1,
And a cylindrical insulator including an insulator between said cylindrical conductor and said trigger switch. ≪ Desc / Clms Page number 20 >
상기 실린더형 절연체의 두께는,
1 내지 6㎜인 것을 특징으로 하는 전자기펄스파워 생성을 위한 고전압 대전류 방출장치.
9. The method of claim 8,
The thickness of the cylindrical insulator is,
1 to 6 mm. ≪ / RTI >
상기 커패시터의 상측에 각각 형성된 커패시터 양극(+)전극과 일단이 연결되는 전도체 연결부;
상기 전도체 연결부의 상부에 배치되고 상단전극 및 하단전극이 구비되고, 상기 전도체 연결부의 타단과 상기 하단전극이 연결되는 트리거스위치;
하나의 판으로 형성되고, 상기 트리거스위치의 상단전극과 기 설정된 부분이 연결되는 판형양극(+)전극;
상기 판형양극전극의 일끝단과 인덕터의 일단이 연결되는 인덕터 연결부;
하나의 판으로 형성되고, 상기 트리거스위치의 상부에 배치되고 상기 인덕터의 타단과 일끝단이 연결되는 판형음극(-)전극;
상기 판형양극(+)전극 및 판형음극(-)전극 사이에 배치되고 절연체를 포함하는 절연판;
실린더 형상으로 형성되고, 상기 판형음극전극의 타끝단과 일단이 연결되는 실린더형 전도체; 및
상기 실린더형 전도체의 타단과 일단이 연결되고, 타단이 상기 커패시터의 상측에 각각 형성된 커패시터 음극(-)전극과 연결되는 하부판형 전도체를 포함하고,
상기 판형양극전극, 상기 판형음극전극 및 상기 하부판형 전도체는,
각각 연결부를 더 포함하여 상기 커패시터 뱅크의 커패시터 개수를 늘리거나 줄이는 것을 특징으로 하고,
상기 실린더형 전도체는, 상기 전도체 연결부 및 상기 트리거스위치가 내부에 배치되도록 둘러싸는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전자기펄스파워 생성을 위한 고전압 대전류 방출장치.
A capacitor bank including a plurality of capacitors connected in parallel to store a high voltage high current;
A conductor connection part having one end connected to a capacitor positive (+) electrode formed on the upper side of the capacitor;
A trigger switch disposed at an upper portion of the conductor connection portion and having an upper electrode and a lower electrode, the other end of the conductor connection portion being connected to the lower electrode;
A plate-shaped positive (+) electrode formed of one plate and connected to a predetermined portion of the upper electrode of the trigger switch;
An inductor connection part having one end of the plate-shaped anode electrode and one end of the inductor connected to each other;
A plate-shaped negative (-) electrode formed on one plate and disposed on the trigger switch and having one end connected to the other end of the inductor;
An insulating plate disposed between the plate-shaped positive electrode (+) electrode and the plate-shaped negative electrode (-) electrode and including an insulator;
A cylindrical electric conductor formed in a cylinder shape and connected at one end to the other end of the plate-like cathode electrode; And
And a lower plate-shaped conductor having one end connected to the other end of the cylindrical conductor and the other end connected to a capacitor negative electrode (-) formed on the upper side of the capacitor,
The plate-shaped anode electrode, the plate-shaped cathode electrode, and the lower plate-
Each of the capacitors further includes a connection portion to increase or decrease the number of capacitors of the capacitor bank,
Wherein the cylindrical conductor is formed so as to surround the conductor connection portion and the trigger switch such that the conductor connection portion and the trigger switch are disposed inside the high voltage high current discharge device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020150006728A KR101612342B1 (en) | 2015-01-14 | 2015-01-14 | High-voltage high-current discharge device for generating an electromagnetic pulse power |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020150006728A KR101612342B1 (en) | 2015-01-14 | 2015-01-14 | High-voltage high-current discharge device for generating an electromagnetic pulse power |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR101612342B1 true KR101612342B1 (en) | 2016-04-15 |
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ID=55801828
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---|---|---|---|
KR1020150006728A KR101612342B1 (en) | 2015-01-14 | 2015-01-14 | High-voltage high-current discharge device for generating an electromagnetic pulse power |
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Country | Link |
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KR (1) | KR101612342B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101998110B1 (en) * | 2019-03-27 | 2019-07-09 | 주식회사 제이케이메탈소재 | Apparatus for manufacturing projectile using electromagnetic plants and aluminum powder |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100707765B1 (en) * | 2005-10-19 | 2007-04-17 | 정규점 | Switch for high power system |
-
2015
- 2015-01-14 KR KR1020150006728A patent/KR101612342B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR100707765B1 (en) * | 2005-10-19 | 2007-04-17 | 정규점 | Switch for high power system |
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KR101998110B1 (en) * | 2019-03-27 | 2019-07-09 | 주식회사 제이케이메탈소재 | Apparatus for manufacturing projectile using electromagnetic plants and aluminum powder |
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