KR102285405B1 - High frequency induction heating device - Google Patents

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KR102285405B1 KR1020190114863A KR20190114863A KR102285405B1 KR 102285405 B1 KR102285405 B1 KR 102285405B1 KR 1020190114863 A KR1020190114863 A KR 1020190114863A KR 20190114863 A KR20190114863 A KR 20190114863A KR 102285405 B1 KR102285405 B1 KR 102285405B1
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Abstract

본 발명은 주파수 조절이 용이하고, 소음 특성이 우수하고, 설치 및 사용이 편리한 고주파 유도 가열 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 공작물을 고주파 유도에 의하여 가열하는 고주파 유도 가열 장치에 있어서, 3상의 상업 전원을 공급 받아 불규칙한 직류를 출력하는 본체모듈; 상기 본체모듈과 분리되어 구성되며, 상기 본체모듈과 전기적으로 연결되어 뷸규칙한 직류를 입력받아 고주파 전류를 출력하는 유도모듈; 및 상기 유도모듈에 부착되어 상기 고주파 전류에 의하여 내부에 위치하는 공작물을 유도 가열하는 유도코일을 포함하되, 상기 유도코일은 상기 유도모듈에 탈부착 가능한 것을 특징으로 한다.An object of the present invention is to provide a high-frequency induction heating device that is easy to control the frequency, has excellent noise characteristics, and is convenient to install and use.
In order to achieve the above object, the present invention provides a high-frequency induction heating apparatus for heating a workpiece by high-frequency induction, comprising: a main body module for receiving a three-phase commercial power supply and outputting irregular direct current; an induction module configured to be separated from the main body module and electrically connected to the main body module to receive irregular direct current and output a high-frequency current; and an induction coil attached to the induction module to inductively heat a workpiece located therein by the high-frequency current, wherein the induction coil is detachable from the induction module.

Description

고주파 유도 가열 장치{High frequency induction heating device}High frequency induction heating device

본 발명은고주파 유도 가열 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소형 공작물의 단조 또는 열처리를 위한 고주파 유도 가열 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a high-frequency induction heating device, and more particularly, to a high-frequency induction heating device for forging or heat treatment of small workpieces.

단조는 재료를 금속공구 사이에서 압축하여 소성 변형을 주어 원하는 형상으로 성형하는 방법으로 가열 유무에 따라 냉간 단조와 연간 단조로 구분된다.Forging is a method of forming a desired shape by compressing a material between metal tools and giving it plastic deformation. It is divided into cold forging and annual forging depending on whether or not heating is used.

여기서 열간 단조는 재료를 사전에 정의된 온도를 가열한 후, 금형 등에 투입한 후 가공하는 것으로 다양한 용도의 제품을 생산하는 방법으로 널리 이용되고 있다. 예를 들면, 등록특허 제1444871호에 개시된 바와 같이, 바형상의 원소재를 이용하여 가운데 중공이 형성되어 있는 폐쇄형 부재를 제조하는 것도 가능하여, 연간 단조는 높은 가공 자유도를 가지고 있음을 알 수 있다.Here, hot forging is widely used as a method of producing products for various purposes by heating a material to a predefined temperature and then processing it after putting it into a mold. For example, as disclosed in Patent Registration No. 1444871, it is also possible to manufacture a closed member having a hollow in the middle using a bar-shaped raw material, so it can be seen that annual forging has a high degree of processing freedom. there is.

한편, 열처리는 대부분 소재에 열을 가하여 온도를 올린 다음, 냉각하여 소재의 특성을 변화시키는 것으로, 냉각 방식에 따라 다양한 종류가 있다.On the other hand, most of the heat treatment is to increase the temperature by applying heat to the material, then cool it to change the properties of the material, and there are various types depending on the cooling method.

상기한 바와 같이 열간 단조와 열처리는 소재를 가열하는 과정이 필요하고, 소재 가열은 다양한 방식으로 구현될 수 있으나, 그 중 고주파 유도 가열 방식을 들 수 있다. 상기 고주파 유도 가열 방식은 전기 에너지를 이용하여 가공하고자 하는 소재에 열을 인가하는 것으로, 연소장치가 필요한 다른 방식에 비하여 환경적 측면과 설치 면적 측면에서 유리한 장점이 있다.As described above, hot forging and heat treatment require a process of heating a material, and heating of the material may be implemented in various ways, but among them, a high-frequency induction heating method is mentioned. The high-frequency induction heating method applies heat to a material to be processed using electrical energy, and has advantages in terms of environment and installation area compared to other methods requiring a combustion device.

또한, 주파수를 적절히 선택하는 경우에는 열간 단조 또는 열처리용으로 적용할 수 있으며, 다양한 재료의 가열에 사용할 수 있으며, 비 접촉 가열 방식으로 가열되어 오염 등을 방지할 수 있는 장점이 있다.In addition, when the frequency is appropriately selected, it can be applied for hot forging or heat treatment, can be used for heating various materials, and has the advantage of being heated in a non-contact heating method to prevent contamination.

그러나, 상기와 같은 장점을 갖는 고주파 유도 가열 방식을 구현하기 위한 가열 장치는 통상 3상의 전원에 사이러스와 같은 소자를 이용하여 고주파를 발생시키는 방식이 주를 이루어 주파수의 조절이 다소 제한적이고, 전기적 효율이 높지 않아 장치 자체의 발열이 많고, 사용 및 설치가 어려운 단점이 있었다.However, the heating device for implementing the high-frequency induction heating method having the above advantages is usually a method of generating high frequency using an element such as Cyrus in a three-phase power source, so that the control of the frequency is somewhat limited, and the electrical efficiency is limited. This is not high, so the device itself generates a lot of heat, and it has disadvantages that it is difficult to use and install.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 단점을 극복하기 위하여 안출된 것으로, 주파수 조절이 용이하고, 소음 특성이 우수하고, 설치 및 사용이 편리한 고주파 유도 가열 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention has been devised to overcome the disadvantages of the prior art as described above, and an object of the present invention is to provide a high-frequency induction heating device that is easy to control the frequency, has excellent noise characteristics, and is convenient to install and use.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 공작물을 고주파 유도에 의하여 가열하는 고주파 유도 가열 장치에 있어서, 3상의 상업 전원을 공급 받아 불규칙한 직류를 출력하는 본체모듈; 상기 본체모듈과 분리되어 구성되며, 상기 본체모듈과 전기적으로 연결되어 뷸규칙한 직류를 입력받아 고주파 전류를 출력하는 유도모듈; 및 상기 유도모듈에 부착되어 상기 고주파 전류에 의하여 내부에 위치하는 공작물을 유도 가열하는 유도코일을 포함하되, 상기 유도코일은 상기 유도모듈에 탈부착 가능한 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a high-frequency induction heating apparatus for heating a workpiece by high-frequency induction, comprising: a main body module for receiving a three-phase commercial power supply and outputting irregular direct current; an induction module configured to be separated from the main body module and electrically connected to the main body module to receive irregular direct current and output a high-frequency current; and an induction coil attached to the induction module to inductively heat a workpiece located therein by the high-frequency current, wherein the induction coil is detachable from the induction module.

바람직하게는, 상기 본체모듈 내부의 소자를 냉각시키기 위한 수냉식 본체 냉각장치를 더 포함하며, 상기 유도모듈 내부의 소자를 냉각시키기 위한 수냉식 유도 냉각장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, it further comprises a water-cooled main body cooling device for cooling the element inside the main body module, characterized in that it further comprises a water-cooled induction cooling device for cooling the element inside the induction module.

더욱 바람직하게는, 상기 본체모듈은: 3상 전류를 전파 정류하는 정류부; 상기 정류부에서 정류된 직류의 맥동을 줄이는 평활부; 상기 평활부에서 출력되는 직류를 불연속적인 직류 전원으로 출력하는 고주파부; 및 상기 고주파부에 고주파 신호를 인가하는 제어부를 포함하고, 상기 유도모듈은 상기 고주파부에서 출력되는 불연속적인 직류 전원을 상기 유도코일과 더불어 고주파로 유도하는 유도부를 포함하는 것을 특징으로 한다.More preferably, the main body module includes: a rectifier for full-wave rectification of the three-phase current; a smoothing unit for reducing the pulsation of the direct current rectified by the rectifying unit; a high-frequency unit for outputting the DC output from the smoothing unit as a discontinuous DC power supply; and a control unit for applying a high frequency signal to the high frequency unit, wherein the induction module includes an induction unit for inducing the discontinuous DC power output from the high frequency unit to a high frequency together with the induction coil.

더욱 바람직하게는, 상기 정류부는 6개의 다이오드를 이용하여 3상 전원을 전파 정류하는 것을 특징으로 한다.More preferably, the rectifier is characterized in that the three-phase power supply is full-wave rectified using six diodes.

바람직하게는, 상기 평활부는 복수의 콘덴서, 복수의 전해 콘덴서 및 복수의 저항을 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the smoothing part comprises a plurality of capacitors, a plurality of electrolytic capacitors, and a plurality of resistors.

바람직하게는, 상기 고주파부는 4개의 IGBT가 브리지회로로 배치되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the high-frequency unit is characterized in that four IGBTs are arranged as a bridge circuit.

바람직하게는, 상기 유도부는 내부코일과 콘덴서 및 저항을 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the induction part is characterized in that it includes an internal coil, a capacitor and a resistor.

바람직하게는, 상기 본체 냉각 장치는 상기 정류부와 고주파부를 냉각하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the main body cooling device cools the rectifying unit and the high frequency unit.

바람직하게는, 상기 유도 냉각장치는 상기 유도모듈 내부에 배치되는 내부코일과 콘덴서를 냉각하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the induction cooling device cools the internal coil and the condenser disposed inside the induction module.

본 발명에 따른 고주파 유도 가열 장치는 정류부, 평활부, 고주파부 및 제어부를 포함하는 본체모듈과 상기 본체모듈에 전기적으로 연결되는 유도모듈과 상기 유도모듈에 결합하는 유도코일을 포함하여 구성되어, 유도모듈부가 분리되어 전체 장치의 설치가 편리하고, 주파수 특성이 우수한 소자를 고주파부를 채용하여 전기적 효율이 높으며, 평활부 구성에 따라 소음 특성이 우수하며, 특히 유도코일은 적용하는 공작물의 크기에 따라 교환 가능하여 운영이 편리한 효과가 있다.The high frequency induction heating apparatus according to the present invention comprises a main body module including a rectifying unit, a smoothing unit, a high frequency unit and a control unit, an induction module electrically connected to the main body module, and an induction coil coupled to the induction module, The module part is separated so that the installation of the entire device is convenient, the high-frequency part adopts a device with excellent frequency characteristics, so the electrical efficiency is high, and the noise characteristic is excellent according to the configuration of the smooth part. This has the effect of convenient operation.

도 1은 본 발명에 따른 고주파 유도 가열 장치의 외형을 나타내는 구성도이며,
도 2는 도 1에 도시된 유도 코일의 구성도이며,
도 3은 도 1의 기능을 나타내는 구성도이며,
도 4는 도 1의 회로도이다.1 is a block diagram showing the external appearance of a high-frequency induction heating device according to the present invention,
Figure 2 is a block diagram of the induction coil shown in Figure 1,
Figure 3 is a block diagram showing the function of Figure 1,
4 is a circuit diagram of FIG. 1 .

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to exemplary drawings. In adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same components are given the same reference numerals as much as possible even though they are indicated on different drawings. In addition, in describing the embodiment of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function interferes with the understanding of the embodiment of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 “연결”, “결합” 또는 “접속”된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 “연결”, “결합” 또는 “접속”될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in describing the components of the embodiment of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), (b), etc. may be used. These terms are only for distinguishing the components from other components, and the essence, order, or order of the components are not limited by the terms. When it is described that a component is “connected”, “coupled” or “connected” to another component, the component may be directly connected or connected to the other component, but between each component another component It is to be understood that may also be “connected”, “coupled” or “connected”.

본 발명에 따른 고주파 유도 가열 장치(100)는 폭 또는 직경이 20mm 내지 60mm이고 길이 50mm 내지 1,000mm인 공작물을 단조 또는 열처리용으로 가열하기 위한 구성이다.The high frequency induction heating apparatus 100 according to the present invention is configured to heat a workpiece having a width or diameter of 20 mm to 60 mm and a length of 50 mm to 1,000 mm for forging or heat treatment.

본 발명에 따른 고주파 유도 가열 장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 본체모듈(1), 상기 본체모듈(1)과 전기적으로 연결되는 유도모듈(2) 및 상기 유도모듈(2) 측면에 부착되고, 내부에 위치한 공작물(6)에 고주파를 인가하여 가열시키는 기능을 수행하는 유도코일(3)을 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1, the high frequency induction heating apparatus 100 according to the present invention includes a main body module 1, an induction module 2 electrically connected to the main body module 1, and a side surface of the induction module 2 It is attached to and is configured to include an induction coil (3) that performs a function of heating by applying a high frequency to the workpiece (6) located inside.

또한 상기 본체모듈(1)에는 내부 소자의 냉각을 위한 수냉식 본체 냉각장치(4)를 포함하고, 상기 유도모듈(2)에도 내부 소자 냉각을 위한 수냉식 유도 냉각장치(5)를 추가할 수 있다. 필요한 경우 상기 2개의 냉각장치(4, 5)는 내부에 냉각수가 유동하는 냉각관을 제외하고, 단일 장치로 구현될 수 있다.In addition, the main body module 1 includes a water-cooled main body cooling device 4 for cooling internal elements, and a water-cooled induction cooling device 5 for internal element cooling can be added to the induction module 2 as well. If necessary, the two cooling devices 4 and 5 may be implemented as a single device except for the cooling pipe through which the cooling water flows.

상기 냉각장치(4, 5)는 냉각수 펌프, 냉각수 저장통 등을 포함하여 냉각된 냉각수를 순환시키는 형태로 구성되며, 필요한 경우 냉각수 냉각을 위한 라디에이터를 포함하여 구성될 수 있으며, 통상 동작의 제어는 냉각수 펌프의 동작을 제어하는 것으로 수행된다.The cooling devices 4 and 5 are configured to circulate the cooled coolant including a coolant pump and a coolant reservoir, and may include a radiator for cooling the coolant if necessary. This is done by controlling the operation of the pump.

통상 본체모듈(1)과 유도모듈(2)이 일정거리 이격되어 설치되는 경우가 많아 별도로 구성하는 것이 유리한 경우가 많다.In many cases, the main body module 1 and the induction module 2 are often installed to be spaced apart from each other by a certain distance, so it is often advantageous to configure them separately.

상기 본체모듈(1)은 육면체의 철재박스 형태 구성되고 내부에는 소자 등을 포함하는 보드의 장착 공간들이 형성되나, 필요한 경우에는 다른 형상으로 구성될 수 있으나, 육면체 형태가 설치 면적 등을 고려하는 경우 가장 유리한다. 또한, 본체모듈(1) 하부에는 이동의 편리를 위한 복수개의 바퀴가 장착될 수 있다.The body module 1 is configured in the form of a hexahedral iron box, and the mounting spaces for the board including elements are formed therein. However, if necessary, it may be configured in a different shape, but the hexahedral form is a case in which the installation area is considered. most advantageous In addition, a plurality of wheels for convenience of movement may be mounted on the lower portion of the body module 1 .

상기 유도모듈(2) 역시 육면체의 철재박스 형태이며, 상기 본체모듈(1)는 2개의 케이블을 통하여 전기적으로 연결된다.The induction module 2 is also in the form of a hexahedral iron box, and the main body module 1 is electrically connected through two cables.

한편, 상기 유도코일(3)은 도 2에 도시된 바와 같이, 원형 단면의 동선이 나선형태로 권선된 것으로 양끝단이 상기 유도모듈(2) 측면에 부착되어 전기적으로 연결된다. 여기서 동선의 직경은 10mm 내지 40mm, 나선의 내경은 50mm 내지 100mm, 나선의 길이는 500mm 내지 1500mm, 나선의 권선 수는 30회 내지 150회로 설정하는 것이 바람직하다. On the other hand, as shown in FIG. 2 , the induction coil 3 is a copper wire having a circular cross section wound in a spiral shape, and both ends are attached to the side surface of the induction module 2 and are electrically connected. Here, the diameter of the copper wire is 10mm to 40mm, the inner diameter of the spiral is 50mm to 100mm, the length of the spiral is 500mm to 1500mm, and the number of turns of the spiral is preferably set to 30 to 150 times.

또한 상기 유도코일(3) 내부에는 원통 형상의 세라믹과 같은 절연체가 배치되어 공작물(6)이 직접 유도코일(3)과 접촉하는 것을 방지하도록 한다.In addition, an insulator such as a cylindrical ceramic is disposed inside the induction coil 3 to prevent the workpiece 6 from directly contacting the induction coil 3 .

상기 유도코일(3)은 상기 유도모듈(3)에 수직으로 부착되며 실제 단조용 공작물(6)의 크기 및 재질에 따라 다양한 형태의 유도코일(3)이 사용되므로, 상기 유도코일(3)은 손쉽게 상기 유도모듈(2)에 결합 및 분리가 가능하도록 구성한다.The induction coil 3 is vertically attached to the induction module 3, and various types of induction coils 3 are used depending on the size and material of the actual forging work 6, so the induction coil 3 is It is configured to be easily coupled to and separated from the induction module (2).

또한 공작물(6)은 상기 유도코일(3) 권선부 내부에 배치되어 가열되므로, 상기 유도모듈(2)은 실제 단조 작업이 진행되는 위치 인근에 배치되고, 상기 본체모듈(1)은 작업장과 일정거리 이격된 위치에 배치될 수 있다.In addition, since the workpiece 6 is disposed inside the winding portion of the induction coil 3 and heated, the induction module 2 is disposed near the location where the actual forging operation is performed, and the body module 1 is aligned with the workshop. It may be disposed at a location spaced apart from each other.

필요한 경우 상기 유도코일(3)도 상기 유도모듈(2)과 일정 거리 이격된 위치에 설치될 수 있으며, 이때는 유도코일(3)과 유도모듈(2)은 별도의 전기선에 의하여 전기적으로 접속되거나, 유도코일(3) 중 유도모듈(2)과 연결되는 연결부를 길게 연장하는 형태로 구성해야한다.If necessary, the induction coil 3 may also be installed at a location spaced apart from the induction module 2 by a certain distance, in this case, the induction coil 3 and the induction module 2 are electrically connected by a separate electric wire, Among the induction coils (3), the connection part connected to the induction module (2) should be configured in a long extension form.

한편, 본 발명에 따른 단조용 고주파 유도 가열 장치(100)의 기능 구성은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 정류부(10), 평활부(20), 고주파부(30), 유도부(40) 및 제어부(90)를 포함하여 구성된다.On the other hand, the functional configuration of the high frequency induction heating apparatus 100 for forging according to the present invention is as shown in FIGS. 3 and 4 , a rectifying unit 10 , a smoothing unit 20 , a high frequency unit 30 , and an induction unit 40 ) and a control unit 90 .

먼저 상기 정류부(10)는 6개의 다이오드로 이루지며, R 위상, S 위상, T 위상을 갖는 상용의 교류전압을 전파 정류하여 직류로 변환하는 역할을 수행한다.First, the rectifier 10 is composed of six diodes, and serves to full-wave rectify a commercial AC voltage having an R phase, an S phase, and a T phase to convert it into a DC voltage.

필요한 경우 상기 정류부(10)는 평활부(20)와 연결되는 부분에 SCR로 이루어진 스위치(11)를 포함한다. 물론 상기 스위치(11)는 별도의 인가 신호에 의하여 동작한다.If necessary, the rectifying unit 10 includes a switch 11 made of SCR at a portion connected to the smoothing unit 20 . Of course, the switch 11 operates according to a separate application signal.

또한, 상기 정류부(10)는 상기 스위치(11)와 반대되는 지점에 전류 측정 등을 위한 분로(shunt, 12)를 포함할 수 있다.In addition, the rectifier 10 may include a shunt 12 for measuring a current at a point opposite to the switch 11 .

한편, 상기 평활부(20)는 상기 정류부(10)에 의하여 전파 정류된 직류 전원의 맥동을 줄이기 위한 구성으로, 본 발명에 따른 고주파 유도 가열 장치(100)는 복수의 콘덴서, 복수의 전해 콘덴서 및 복수의 저항으로 구성되어 종래 일반적인 평활부(20) 구성과는 구별된다.On the other hand, the smoothing unit 20 is configured to reduce the pulsation of the DC power source rectified by full wave by the rectifying unit 10, and the high frequency induction heating device 100 according to the present invention includes a plurality of capacitors, a plurality of electrolytic capacitors and It is composed of a plurality of resistors and is distinguished from the conventional general smoothing unit 20 configuration.

특히 상기 평활부(20)는 코일을 포함하지 않으므로, 일반적인 평활부(20)에서 코일에 의하여 발생하는 소음을 줄일 수 있는 장점이 있다.In particular, since the smoothing unit 20 does not include a coil, there is an advantage in that noise generated by the coil in the general smoothing unit 20 can be reduced.

필요한 경우 상기 평활부(20)는 동일한 구성을 병렬로 연속하여 배치하면, 전체 처리 용량을 증가시킬 수 있다.If necessary, the smoothing unit 20 can increase the overall processing capacity by arranging the same components in parallel and successively.

한편, 상기 고주파부(30)는 4개의 IGBT로 구성되는 브리지회로의 스위칭 동작에 의하여 평활부(20)로부터 인가되는 직류전원을 유도부(40)에 불연속적으로 제공하는 역할을 수행한다.On the other hand, the high frequency unit 30 serves to discontinuously provide the DC power applied from the smoothing unit 20 to the induction unit 40 by the switching operation of the bridge circuit composed of four IGBTs.

물론, 상기 4개의 IGBT는 상기 제어부(90)로부터 인가되는 고주파 스위칭 제어 신호에 의하여 평활부(20)로부터 인가되는 직류전원을 불연속적으로 출력한다. Of course, the four IGBTs discontinuously output the DC power applied from the smoothing unit 20 in response to the high-frequency switching control signal applied from the control unit 90 .

본 발명에 따른 고주파 유도 가열 장치(100)는 상기한 바와 같이, 스위칭 소자로 IGBT를 사용하므로 종래 SCR을 이용한 장치에 비하여 소형이면서, 경량으로 제작할 수 있는 장점이 있다.As described above, the high-frequency induction heating device 100 according to the present invention has the advantage of being small and light-weight compared to a device using a conventional SCR because IGBT is used as a switching element.

한편, 상기 고주파부(30)에서 출력되는 불연속 직류전원은 상기 유도부(40)로 인가된다.Meanwhile, the discontinuous DC power output from the high frequency unit 30 is applied to the induction unit 40 .

상기 유도부(40)는 내부 코일과 콘덴서 및 저항의 조합으로 이루어지고, 상기한 유도코일(3)이 외부에서 결합한다.The induction part 40 is made of a combination of an internal coil, a capacitor, and a resistor, and the induction coil 3 is coupled from the outside.

즉, 상기 유도부(40)는 상기 고주파부(30)에서 출력되는 불연속 직류전원으로 상기 유도코일(3)에 고주파 전원을 유도하는 기능을 수행하며, 상기 유도코일(3) 내부에 배치되는 공작물(4)의 특성에 맞춰 상기 내부 코일과 콘덴서값을 조절한다.That is, the induction unit 40 performs a function of inducing high-frequency power to the induction coil 3 with the discontinuous DC power output from the high-frequency unit 30, and a workpiece disposed inside the induction coil 3 ( Adjust the internal coil and capacitor values according to the characteristics of 4).

한편, 상기 제어부(90)는 상기 고주파부(30)에 고주파 신호를 인가하는 기능을 수행하며, 필요한 경우, 스위치(11)의 동작을 위한 신호를 출력하는 기능도 포함할 수 있다. 상기 고주파 신호는 단조용인 경우 200Hz 내지 4kHz의 주파수 범위이고, 열처리용인 경우 5kHz 내지 150kHz의 범위이다. 따라서 상기 제어부(90)에서 출력하는 고주파 신호는 200Hz 내지 150kHz 범위이다.Meanwhile, the control unit 90 performs a function of applying a high frequency signal to the high frequency unit 30 , and may also include a function of outputting a signal for operation of the switch 11 if necessary. The high-frequency signal is in a frequency range of 200 Hz to 4 kHz for forging, and a range of 5 kHz to 150 kHz for heat treatment. Therefore, the high frequency signal output from the control unit 90 is in the range of 200 Hz to 150 kHz.

물론 상기 제어부(90)는 별도의 입력부를 통하여 고주파 신호의 주파수를 조절할 수 있으며, 특히 각 공작물(4) 특성과 해당 공정(단조 또는 열처리)에 맞는 주파수값을 사전에 저장한 후, 사용자가 선택하는 형태로 구현될 수 있다.Of course, the control unit 90 can adjust the frequency of the high-frequency signal through a separate input unit, and in particular, after storing the frequency value suitable for the characteristics of each work 4 and the corresponding process (forging or heat treatment) in advance, the user selects It can be implemented in the form of

한편, 상기 제어부(90)는 정류부(10) 및 고주파부(30)의 회로가 구현된 보드를 냉각하기 위하여 수냉식 본체 냉각장치(4)의 동작을 제어할 수 있다. 물론 상기 본체(1) 내부에 별도의 온도센서(9)를 포함하고 상기 온도센서(9)의 신호를 기초로 상기 본체 냉각장치(4)의 동작을 제어한다.Meanwhile, the control unit 90 may control the operation of the water-cooled body cooling device 4 to cool the board on which the circuits of the rectifying unit 10 and the high-frequency unit 30 are implemented. Of course, a separate temperature sensor 9 is included in the main body 1 and the operation of the main body cooling device 4 is controlled based on the signal of the temperature sensor 9 .

상기 본체 냉각장치(4)는 상기 정류부(10) 및 고주파부(30) 보드에 부착되어 내부에 냉각수가 유동하는 평판을 포함하여 구성된다.The main body cooling device 4 is attached to the board of the rectifying unit 10 and the high frequency unit 30 and includes a flat plate through which the cooling water flows.

또한 필요한 경우에는 상기 제어부(90)는 상기 유도모듈(2) 내부에도 온도센서(9)를 부착하여 상기 유도 냉각장치(5)의 동작을 제어할 수 있도록 구현할 수 있다. 물론 상기 유도 냉각장치(5)는 본체모듈(1)과 이격되어 설치되므로, 제어부(90)의 제어없이 단독으로 실행되도록 구현될 수도 있다.Also, if necessary, the control unit 90 may be implemented to control the operation of the induction cooling device 5 by attaching a temperature sensor 9 to the inside of the induction module 2 . Of course, since the induction cooling device 5 is installed to be spaced apart from the main body module 1 , it may be implemented to be executed independently without the control of the controller 90 .

상기 유도 냉각장치(5)는 내부에 냉각수가 유동하는 관이 유도모듈(2) 내부에 배치된 내부 코일과 콘덴서와 접촉하는 형태로 구성되어 소자 자체를 직접 냉각시키는 형태로 구성된다.The induction cooling device 5 is configured in such a way that the tube through which the coolant flows therein is in contact with the internal coil and the condenser disposed inside the induction module 2 to directly cool the element itself.

한편, 상기 본체모듈(1)에는 별도의 냉각팬을 포함하고 있으며, 본체모듈(1) 내부를 공냉식으로 냉각을 수행하도록 구성될 수 있으나, 필요한 경우에는 상기 본체 냉각장치(4)를 통하여 냉각되도록 구성할 수 있다. On the other hand, the main body module 1 includes a separate cooling fan, and may be configured to cool the inside of the main body module 1 by air cooling, but, if necessary, to be cooled through the main body cooling device 4 . configurable.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 단조용 고주파 유도 가열 장치를 실시하기 위한 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양하게 변경하여 실시가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.What has been described above is merely an embodiment for implementing the high-frequency induction heating device for forging according to the present invention, and the present invention is not limited to the above-described embodiment, and is not limited to the scope of the present invention as claimed in the following claims. Without it, anyone with ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs will say that there is the technical spirit of the present invention to the extent that it can be implemented with various modifications.

1: 본체모듈 2: 유도모듈
3: 유도코일 4: 본체 냉각장치
5: 유도 냉각장치 6: 공작물
9: 온도센서 10: 정류부
11: 스위치 12: 분로
20: 평활부 30: 고주파부
40: 유도부 90: 제어부
100: 고주파 유도 가열 장치1: Main module 2: Induction module
3: induction coil 4: body cooling device
5: Induction Chiller 6: Workpiece
9: temperature sensor 10: rectifying part
11: switch 12: shunt
20: smooth part 30: high frequency part
40: induction unit 90: control unit
100: high frequency induction heating device

Claims (9)

공작물을 고주파 유도에 의하여 가열하는 고주파 유도 가열 장치에 있어서,
3상의 상업 전원을 공급 받아 불규칙한 직류를 출력하는 본체모듈;
상기 본체모듈과 분리되어 구성되며, 상기 본체모듈과 전기적으로 연결되어 뷸규칙한 직류를 입력받아 고주파 전류를 출력하는 유도모듈; 및
상기 유도모듈에 부착되어 상기 고주파 전류에 의하여 내부에 위치하는 공작물을 유도 가열하는 유도코일을 포함하되,
상기 유도코일은 상기 유도모듈에 탈부착 가능하고,
상기 본체모듈 내부의 소자를 냉각시키기 위한 수냉식 본체 냉각장치를 더 포함하며,
상기 유도모듈 내부의 소자를 냉각시키기 위한 수냉식 유도 냉각장치를 더 포함하며,
상기 본체모듈은:
3상 전류를 전파 정류하는 정류부;
상기 정류부에서 정류된 직류의 맥동을 줄이는 평활부;
상기 평활부에서 출력되는 직류를 불연속적인 직류 전원으로 출력하는 고주파부; 및
상기 고주파부에 고주파 신호를 인가하는 제어부를 포함하고,
상기 유도모듈은 상기 고주파부에서 출력되는 불연속적인 직류 전원을 상기 유도코일과 더불어 고주파로 유도하는 유도부를 포함하며,
상기 평활부는 복수의 콘덴서, 복수의 전해 콘덴서 및 복수의 저항을 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파 유도 가열 장치.
A high-frequency induction heating device for heating a workpiece by high-frequency induction, comprising:
a main body module that receives three-phase commercial power and outputs irregular direct current;
an induction module configured to be separated from the main body module and electrically connected to the main body module to receive irregular direct current and output a high-frequency current; and
Including an induction coil attached to the induction module to inductively heat a workpiece located therein by the high-frequency current,
The induction coil is detachable from the induction module,
Further comprising a water cooling type body cooling device for cooling the element inside the body module,
Further comprising a water-cooled induction cooling device for cooling the element inside the induction module,
The body module includes:
a rectifier for full-wave rectification of the three-phase current;
a smoothing unit for reducing the pulsation of the direct current rectified by the rectifying unit;
a high-frequency unit for outputting the DC output from the smoothing unit as a discontinuous DC power supply; and
a control unit for applying a high-frequency signal to the high-frequency unit;
The induction module includes an induction unit for inducing the discontinuous DC power output from the high frequency unit to a high frequency together with the induction coil,
The smoothing part is a high frequency induction heating device, characterized in that it comprises a plurality of capacitors, a plurality of electrolytic capacitors and a plurality of resistors.
 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서, 상기 정류부는 6개의 다이오드를 이용하여 3상 전원을 전파 정류하는 것을 특징으로 하는 고주파 유도 가열 장치.
The high frequency induction heating device according to claim 1, wherein the rectifier performs full-wave rectification of the three-phase power supply using six diodes.
 삭제delete 청구항 1에 있어서, 상기 고주파부는 4개의 IGBT가 브리지회로로 배치되는 것을 특징으로 하는 고주파 유도 가열 장치.
The high-frequency induction heating device according to claim 1, wherein the high-frequency unit includes four IGBTs arranged as a bridge circuit.
 청구항 1에 있어서, 상기 유도부는 내부코일과 콘덴서 및 저항을 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파 유도 가열 장치.
The high frequency induction heating device according to claim 1, wherein the induction part includes an internal coil, a capacitor and a resistor.
 청구항 4에 있어서, 상기 본체 냉각 장치는 상기 정류부와 고주파부를 냉각하는 것을 특징으로 하는 고주파 유도 가열 장치.
The high frequency induction heating device according to claim 4, wherein the main body cooling device cools the rectifying part and the high frequency part.
 청구항 7에 있어서, 상기 유도 냉각장치는 상기 유도모듈 내부에 배치되는 내부코일과 콘덴서를 냉각하는 것을 특징으로 하는 고주파 유도 가열 장치.
The high frequency induction heating device according to claim 7, wherein the induction cooling device cools an internal coil and a condenser disposed inside the induction module.
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