KR102639131B1 - High-frequency induction heating brazing device with adjustment of coil spacing - Google Patents
High-frequency induction heating brazing device with adjustment of coil spacing Download PDFInfo
- Publication number
- KR102639131B1 KR102639131B1 KR1020210154553A KR20210154553A KR102639131B1 KR 102639131 B1 KR102639131 B1 KR 102639131B1 KR 1020210154553 A KR1020210154553 A KR 1020210154553A KR 20210154553 A KR20210154553 A KR 20210154553A KR 102639131 B1 KR102639131 B1 KR 102639131B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- coil
- induction heating
- base material
- distance
- pair
- Prior art date
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 76
- 230000006698 induction Effects 0.000 title claims abstract description 68
- 238000005219 brazing Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 56
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 28
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000005304 joining Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000010953 base metal Substances 0.000 abstract description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000002500 effect on skin Effects 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
- B23K1/002—Soldering by means of induction heating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
- B23K1/0008—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering specially adapted for particular articles or work
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K13/00—Welding by high-frequency current heating
- B23K13/01—Welding by high-frequency current heating by induction heating
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H19/00—Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion
- F16H19/02—Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion for interconverting rotary or oscillating motion and reciprocating motion
- F16H19/04—Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion for interconverting rotary or oscillating motion and reciprocating motion comprising a rack
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
- H05B6/02—Induction heating
- H05B6/36—Coil arrangements
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Induction Heating (AREA)
Abstract
본 발명은 코일 간격 조절이 가능한 고주파 유도가열 브레이징 장치에 관한 것으로 보다 상세하게는 유도가열을 위한 코일을 변위측정에도 이용하여 코일과 모재 사이의 거리를 측정하는 것이 가능하고, 측정된 거리에 따라 코일 간격을 모재의 유도가열에 적합하게 조절한 후 코일 사이에 위치된 모재를 유도가열하여 모재의 직경에 관계없이 최적화된 효율로 브레이징 접합할 수 있는 코일 간격 조절이 가능한 고주파 유도가열 브레이징 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 코일 간격 조절이 가능한 고주파 유도가열 브레이징 장치는 유도가열로 모재를 브레이징 접합하는 유도가열 브레이징 장치에 있어서, 컨트롤박스와; 상호 이격된 상태로 마주보게 배치된 한 쌍의 코일과, 상기 코일에서 후방으로 길게 연장되고 상기 한 쌍의 코일 상호간의 이격거리 조절이 가능하도록 후단부가 상기 컨트롤박스에 좌우 이동 가능하게 지지된 연장지지대가 구비된 코일 유닛과; 상기 연장지지대를 좌우 이동시킬 수 있는 코일간격조절수단과; 상기 한 쌍의 코일 사이에 위치된 모재를 유도가열할 수 있는 회로를 갖고 상기 코일 유닛에 연결된 유도가열 회로와; 상기 한 쌍의 코일에 고주파 교류 전류를 인가하는 경우 상기 한 쌍의 코일 사이에 위치된 모재의 표면에 유도되는 와전류를 이용하여 상기 코일과 상기 모재 사이의 거리를 측정할 수 있는 회로를 갖고 상기 코일 유닛에 연결된 변위측정 회로와; 상기 코일과 상기 모재가 유도가열을 위한 설정된 거리를 유지할 수 있도록 상기 변위측정 회로에서 측정된 거리가 상기 유도가열을 위한 설정된 거리가 되도록 상기 코일간격조절수단을 제어한 후 상기 유도가열 회로를 동작시키는 브레이징 제어부를; 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a high-frequency induction heating brazing device capable of adjusting the coil spacing. More specifically, it is possible to measure the distance between the coil and the base material by using the coil for induction heating to measure displacement, and according to the measured distance, the coil It relates to a high-frequency induction heating brazing device capable of adjusting the coil spacing, which can be brazed with optimized efficiency regardless of the diameter of the base metal by induction heating the base metal positioned between the coils after adjusting the gap to suit the induction heating of the base material. .
A high-frequency induction heating brazing device capable of adjusting coil spacing according to the present invention is an induction heating brazing device for brazing and joining base materials by induction heating, comprising: a control box; A pair of coils arranged to face each other and spaced apart from each other, and an extension support that extends long rearward from the coils and whose rear end is movable left and right on the control box to allow adjustment of the distance between the pair of coils. A coil unit provided with; Coil spacing adjustment means capable of moving the extension support left and right; an induction heating circuit connected to the coil unit and having a circuit capable of inductively heating a base material positioned between the pair of coils; When a high-frequency alternating current is applied to the pair of coils, the coil has a circuit capable of measuring the distance between the coil and the base material using an eddy current induced on the surface of the base material positioned between the pair of coils. a displacement measurement circuit connected to the unit; Controlling the coil spacing adjustment means so that the distance measured by the displacement measurement circuit becomes the set distance for induction heating so that the coil and the base material can maintain the set distance for induction heating, and then operating the induction heating circuit. Brazing control unit; It is characterized by including.
Description
본 발명은 코일 간격 조절이 가능한 고주파 유도가열 브레이징 장치에 관한 것으로 보다 상세하게는 유도가열을 위한 코일을 변위측정에도 이용하여 코일과 모재 사이의 거리를 측정하는 것이 가능하고, 측정된 거리에 따라 코일 간격을 모재의 유도가열에 적합하게 조절한 후 코일 사이에 위치된 모재를 유도가열하여 모재의 직경에 관계없이 최적화된 효율로 브레이징 접합할 수 있는 코일 간격 조절이 가능한 고주파 유도가열 브레이징 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a high-frequency induction heating brazing device capable of adjusting the coil spacing. More specifically, it is possible to measure the distance between the coil and the base material by using the coil for induction heating to measure displacement, and according to the measured distance, the coil It relates to a high-frequency induction heating brazing device capable of adjusting the coil spacing, which can be brazed with optimized efficiency regardless of the diameter of the base metal by induction heating the base metal positioned between the coils after adjusting the gap to suit the induction heating of the base material. .
브레이징(경납땜)은 모재보다 낮은 용융온도를 갖는 용가재를 사용하여 모재는 용융시키지 않고 용가재만 용융시켜 두 모재 사이를 채워서 접합하는 방법으로 보통 450℃에서 900℃(모재의 고상선 온도 이하)로 모재와 용가재를 가열한다.Brazing (brazing) is a method of joining by using a filler metal with a lower melting temperature than the base metal, melting only the filler metal without melting the base metal, and filling the gap between the two base metals. Usually, the temperature ranges from 450℃ to 900℃ (below the solidus temperature of the base metal). Heat the base metal and filler metal.
국부 접합이 많고, 형상이 복잡한 냉매배관 등과 같이 다품종 소량 생산체제에서 고주파 유도가열 브레이징이 많이 사용되고 있다.High-frequency induction heating brazing is widely used in small-quantity production systems with many types of products, such as refrigerant piping with many local joints and complex shapes.
코일에 교류전류를 인가하면 코일 주변에 교류전류에 의한 교번자속이 발생하고, 이 교번자속에 놓인 도전체 즉, 모재에는 유도전류가 발생하게 된다. When alternating current is applied to the coil, alternating magnetic flux due to alternating current is generated around the coil, and an induced current is generated in the conductor placed in this alternating magnetic flux, that is, the base material.
이 유도전류를 와전류라 하고, 도전체의 고유저항과 와전류에 의한 joul 열이 발생하게 된다. 이는 와전류 손실에 의한 것이고, 이 발열원을 사용하여 브레이징하는 방식이 고주파 유도가열 브레이징이다.This induced current is called an eddy current, and joul heat is generated due to the specific resistance of the conductor and the eddy current. This is due to eddy current loss, and the brazing method using this heat source is high-frequency induction heating brazing.
와전류에 의한 유도가열에서 가열효율은 가열 코일에 인가되는 전류, 코일의 권수, 주파수, 도전체(피가열물)의 유효투자율, 고유저항의 평방근에 비례하고, 코일과 피가열물의 물리적 거리에 반비례한다.In induction heating by eddy current, the heating efficiency is proportional to the current applied to the heating coil, the number of turns of the coil, the frequency, the effective permeability of the conductor (object to be heated), and the square root of the specific resistance, and inversely proportional to the physical distance between the coil and the object to be heated. do.
특히, 와전류는 피가열물의 표면을 따라 흐르므로 전류의 수직인 단면을 생각할 경우, 전류밀도는 피가열물의 표면에서 단면의 중심부로 갈수록 전류밀도는 감소한다. 이를 표피효과라 하고 표피효과에 의한 와전류의 침투 깊이는 교류전류를 발생하는 주파수에 따라 다르다.In particular, since eddy currents flow along the surface of the heated object, when considering a vertical cross section of the current, the current density decreases from the surface of the heated object to the center of the cross section. This is called the skin effect, and the penetration depth of eddy currents due to the skin effect varies depending on the frequency at which the alternating current is generated.
종래기술로 대한민국 등록특허공보 제10-2105587호(2020.05.07. 공고)에는 "유도 브레이징 접합 장치 및 방법"이 제안된 바 있다.As a prior art, “Induction brazing joining device and method” has been proposed in Korean Patent Publication No. 10-2105587 (announced on May 7, 2020).
하지만, 상기의 종래기술은 코일 상호간의 간격이 어떤 정해진 모재에 맞게 고정되어 있어 상기 정해진 모재와 직경이 다른 모재를 브레이징하기 위해서는 코일 상호간 간격이 그 모재에 최적화된 브레이징 장치를 각각 제작하여 사용하여야 하는 문제점이 있었다.However, in the above prior art, the spacing between coils is fixed to suit a certain base material, so in order to braze a base material with a diameter different from the set base material, a brazing device with a spacing between coils optimized for the base material must be manufactured and used. There was a problem.
코일 상호 간 간격의 변경 대신 주파수의 변경을 고려할 수도 있는데, 고주파 유도가열 브레이징 장치에는 통상 정합변성기, 공진회로 등이 포함되어 운용 중에 주파수를 변경하는 것은 여러가지로 어려움이 있어 주파수 변경 방식은 채택하기 어려운 실정이다.Instead of changing the spacing between coils, changing the frequency can be considered. However, since high-frequency induction heating brazing devices usually include matching transformers and resonance circuits, it is difficult to change the frequency during operation, so it is difficult to adopt the frequency changing method. am.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 본 발명의 목적은 유도가열을 위한 코일을 변위측정에도 이용하여 코일과 모재 사이의 거리를 측정하는 것이 가능하고, 측정된 거리에 따라 코일 간격 조절을 통해 모재의 직경에 관계없이 최적화된 효율로 브레이징 접합할 수 있는 코일 간격 조절이 가능한 유도가열 브레이징 장치를 제공하는 데에 있다.The present invention was made to solve the problems of the prior art as described above. The purpose of the present invention is to measure the distance between the coil and the base material by using the coil for induction heating to measure displacement, and to measure the distance between the coil and the base material. Accordingly, the aim is to provide an induction heating brazing device capable of adjusting the coil spacing, which can be brazed with optimized efficiency regardless of the diameter of the base material by adjusting the coil spacing.
상기와 같은 목적을 달성하고자 본 발명에 따른 코일 간격 조절이 가능한 고주파 유도가열 브레이징 장치는 유도가열로 모재를 브레이징 접합하는 유도가열 브레이징 장치에 있어서, 컨트롤박스와; 상호 이격된 상태로 마주보게 배치된 한 쌍의 코일과, 상기 코일에서 후방으로 길게 연장되고 상기 한 쌍의 코일 상호간의 이격거리 조절이 가능하도록 후단부가 상기 컨트롤박스에 좌우 이동 가능하게 지지된 연장지지대가 구비된 코일 유닛과; 상기 연장지지대를 좌우 이동시킬 수 있는 코일간격조절수단과; 상기 한 쌍의 코일 사이에 위치된 모재를 유도가열할 수 있는 회로를 갖고 상기 코일 유닛에 연결된 유도가열 회로와; 상기 한 쌍의 코일에 고주파 교류 전류를 인가하는 경우 상기 한 쌍의 코일 사이에 위치된 모재의 표면에 유도되는 와전류를 이용하여 상기 코일과 상기 모재 사이의 거리를 측정할 수 있는 회로를 갖고 상기 코일 유닛에 연결된 변위측정 회로와; 상기 코일과 상기 모재가 유도가열을 위한 설정된 거리를 유지할 수 있도록 상기 변위측정 회로에서 측정된 거리가 상기 유도가열을 위한 설정된 거리가 되도록 상기 코일간격조절수단을 제어한 후 상기 유도가열 회로를 동작시키는 브레이징 제어부를; 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a high-frequency induction heating brazing device capable of adjusting coil spacing according to the present invention is an induction heating brazing device for brazing and joining base materials with induction heating, including a control box; A pair of coils arranged to face each other and spaced apart from each other, and an extension support that extends long rearward from the coils and whose rear end is movable left and right on the control box to allow adjustment of the distance between the pair of coils. A coil unit provided with; Coil spacing adjustment means capable of moving the extension support left and right; an induction heating circuit connected to the coil unit and having a circuit capable of inductively heating a base material positioned between the pair of coils; When a high-frequency alternating current is applied to the pair of coils, the coil has a circuit capable of measuring the distance between the coil and the base material using an eddy current induced on the surface of the base material positioned between the pair of coils. a displacement measurement circuit connected to the unit; Controlling the coil spacing adjustment means so that the distance measured by the displacement measurement circuit becomes the set distance for induction heating so that the coil and the base material can maintain the set distance for induction heating, and then operating the induction heating circuit. Brazing control unit; It is characterized by including.
여기서, 상기 변위측정 회로는 상기 코일에 교류전류를 인가하는 드라이빙 증폭기 및 브릿지형태의 임피던스 적합회로와, 상기 코일의 임피던스 변화를 증폭시키는 차동증폭기와, 상기 차동증폭기에서 증폭된 신호를 원 주파수와 매칭시켜 동위상의 신호만 검출하는 디모듈레이터와, 상기 디모듈레이터에서 검출된 신호를 필터링하는 저주파통과필터와, 상기 저주파통과필터에서 필터링된 신호를 증폭하여 출력하는 증폭기와, 상기 증폭기에서 출력된 신호를 이용하여 상기 코일과 상기 모재 사이의 거리를 산출하는 연산부를 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, the displacement measurement circuit includes a driving amplifier and a bridge-type impedance matching circuit for applying alternating current to the coil, a differential amplifier for amplifying the change in impedance of the coil, and matching the signal amplified by the differential amplifier with the original frequency. A demodulator that detects only signals of the same phase, a low-pass filter that filters the signal detected by the demodulator, an amplifier that amplifies and outputs the signal filtered by the low-pass filter, and a signal output from the amplifier It is characterized by including a calculation unit that calculates the distance between the coil and the base material.
여기서, 상기 코일간격조절수단은 한 쌍의 상기 연장지지대에서 각각 서로 마주보는 방향으로 평행하게 돌출된 한 쌍의 래크기어와, 상기 평행한 한 쌍의 래크기어 사이에 치합되는 피니언기어와, 상기 피니언기어를 회전시키는 구동모터를 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, the coil spacing adjustment means includes a pair of rack gears protruding in parallel in directions facing each other from the pair of extension supports, a pinion gear engaged between the pair of parallel rack gears, and It is characterized by including a drive motor that rotates the pinion gear.
상기와 같은 구성에 의하여 본 발명에 따른 코일 간격 조절이 가능한 유도가열 브레이징 장치는 별도의 추가 센서 없이 유도가열을 위한 코일을 변위측정 회로를 통해 변위측정에도 이용하여 코일과 모재 사이의 거리를 측정하는 것이 가능하고, 코일간격조절수단에 의해 코일 간격을 유도가열에 적합하게 조절하는 것이 가능하며, 유도가열 회로를 통해 모재를 브레이징 접합하는 것이 가능하여 모재의 직경에 관계없이 최적화된 효율로 브레이징 접합할 수 있는 장점이 있다.With the above configuration, the induction heating brazing device capable of adjusting the coil spacing according to the present invention measures the distance between the coil and the base material by using the coil for induction heating to measure displacement through a displacement measurement circuit without a separate additional sensor. It is possible to adjust the coil spacing to suit induction heating by using the coil spacing control means, and it is possible to braze the base metal through an induction heating circuit, allowing brazing to be joined with optimized efficiency regardless of the diameter of the base metal. There are advantages to this.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 코일 간격 조절이 가능한 유도가열 브레이징 장치의 사시도
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 코일간격조절수단의 작동상태를 개념적으로 도시한 평면도
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 유도가열 회로의 구성도
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 변위측정 회로의 구성도
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 변위측정 회로의 주요부 파형도Figure 1 is a perspective view of an induction heating brazing device capable of adjusting coil spacing according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a plan view conceptually showing the operating state of the coil spacing adjustment means according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a configuration diagram of an induction heating circuit according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a configuration diagram of a displacement measurement circuit according to an embodiment of the present invention.
5 is a waveform diagram of the main part of the displacement measurement circuit according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 도면에 도시된 실시예를 참조하여 본 발명에 따른 코일 간격 조절이 가능한 고주파 유도가열 브레이징 장치를 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, a high-frequency induction heating brazing device capable of adjusting coil spacing according to the present invention will be described in more detail with reference to the embodiments shown in the drawings.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 코일 간격 조절이 가능한 유도가열 브레이징 장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 코일간격조절수단의 작동상태를 개념적으로 도시한 평면도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 유도가열 회로의 구성도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 변위측정 회로의 구성도이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 변위측정 회로의 주요부 파형도이다.Figure 1 is a perspective view of an induction heating brazing device capable of adjusting coil spacing according to an embodiment of the present invention, and Figure 2 is a plan view conceptually showing the operating state of the coil spacing adjustment means according to an embodiment of the present invention. Figure 3 is a configuration diagram of an induction heating circuit according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a configuration diagram of a displacement measurement circuit according to an embodiment of the present invention, and Figure 5 is a displacement diagram according to an embodiment of the present invention. This is a waveform diagram of the main part of the measurement circuit.
도 1 내지 도 5를 살펴보면 본 발명에 따른 코일 간격 조절이 가능한 고주파 유도가열 브레이징 장치는 유도가열로 모재(P)를 브레이징 접합하는 장치로서 컨트롤박스(10)와, 코일 유닛(20)과, 코일간격조절수단(30)과, 유도가열 회로(40)와, 변위측정 회로(50)와, 브레이징 제어부(60)를 포함한다.Looking at Figures 1 to 5, the high-frequency induction heating brazing device capable of adjusting the coil spacing according to the present invention is a device for brazing and joining the base material (P) with induction heating, and includes a control box 10, a coil unit 20, and a coil. It includes a gap adjustment means (30), an induction heating circuit (40), a displacement measurement circuit (50), and a brazing control unit (60).
상기 컨트롤박스(10)는 전방으로 한 쌍의 코일 유닛(20)이 좌우 이동 가능하게 지지되고, 내부에 유도가열 회로(40), 변위측정 회로(50) 및 제어부(60)가 내장되는 구성이다.The control box 10 is configured to support a pair of coil units 20 in the front so that they can move left and right, and has an induction heating circuit 40, a displacement measurement circuit 50, and a control unit 60 built in. .
상기 코일 유닛(20)은 모재(P)를 브레이징 접합하도록 유도 가열함과 동시에 모재(P)와의 사이의 거리를 측정할 수 있는 일종의 센서 역할을 하는 구성으로 상호 이격된 상태로 마주보게 배치된 한 쌍의 코일(21)과, 상기 코일(21)에서 후방으로 길게 연장되고 후단부가 상기 컨트롤박스(10)에 좌우 이동 가능하게 지지된 연장지지대(22)가 구비된다.The coil unit 20 is configured to inductively heat the base material (P) for brazing bonding and at the same time acts as a kind of sensor that can measure the distance between the base material (P) and is arranged to face each other while being spaced apart from each other. A pair of coils 21 and an
상기 연장지지대(22)가 코일간격조절수단(30)에 의해 좌우 이동됨에 따라 상기 한 쌍의 코일(21) 상호간의 이격거리 조절이 가능하게 된다.As the
상기 코일간격조절수단(30)은 상기 연장지지대(22)를 좌우 이동시킬 수 있는 구성으로 본 발명의 일실시예에서는 한 쌍의 래크기어(31)와, 피니언기어(32)와, 구동모터(33)를 포함한다.The coil spacing adjustment means 30 is configured to move the
상기 한 쌍의 래크기어(31)는 한 쌍의 상기 연장지지대(22)에서 각각 서로 마주보는 방향으로 평행하게 돌출된다.The pair of
상기 피니언기어(32)는 상기 평행한 한 쌍의 래크기어(31) 사이에 치합된다.The
도 2에 도시된 바와 같이 상기 피니언기어(32)의 회전 방향에 따라 상기 피니언기어(32)에 치합된 상기 한 쌍의 래크기어(31)에 의해 상기 한 쌍의 연장지지대(22)는 상호간의 거리가 멀어지거나 가까워져 상기 한 쌍의 코일(21) 상호간의 이격거리 조절이 가능하게 되는 것이다.As shown in FIG. 2, the pair of extension supports 22 are mutually aligned by the pair of
상기 구동모터(33)는 브레이징 제어부(60)의 제어에 의해 상기 피니언기어(32)를 회전시키는 구성이다.The drive motor 33 rotates the
상기 유도가열 회로(40)는 상기 한 쌍의 코일(21) 사이에 위치된 모재(P)를 유도가열할 수 있는 회로를 갖고 상기 코일 유닛(20)에 연결되는 구성이다.The induction heating circuit 40 has a circuit capable of inductively heating the base material P located between the pair of coils 21 and is connected to the coil unit 20.
상기 유도가열 회로(40)는 도 3에 도시된 바와 같이 상용 교류(AC Source)를 직류로 변환하는 AC-DC 컨버터(41)와, 변환된 직류를 고주파 교류전원으로 변환하는 DC-AC 인버터(42)와, 임피던스 정합을 위한 정합변성기(43)와, 공진회로(44)를 포함한다.As shown in FIG. 3, the induction heating circuit 40 includes an AC-DC converter 41 that converts commercial alternating current (AC Source) into direct current, and a DC-AC inverter (41) that converts the converted direct current into high-frequency AC power. 42), a matching transformer 43 for impedance matching, and a resonance circuit 44.
상기 유도가열 회로(40)는 피가열물인 모재(P)의 고유저항, 전도율, 투자율 등의 소재 특성 뿐만 아니라, 두께, 가열영역, 가열시간 등을 고려해서 주파수와 코일에 인가되는 교류 전류를 설정하는데, 상기 정합변성기(43), 상기 공진회로(44) 등으로 인해 운용 중에 주파수의 변경은 어려운 단점이 있다.The induction heating circuit 40 sets the frequency and alternating current applied to the coil in consideration of material characteristics such as specific resistance, conductivity, and permeability of the base material (P), which is the object to be heated, as well as thickness, heating area, and heating time. However, there is a disadvantage in that it is difficult to change the frequency during operation due to the matching transformer 43, the resonance circuit 44, etc.
이러한 유도가열 회로(40)의 주파수 변경의 어려움으로 인해 종래에는 다양한 직경을 갖는 모재를 브레이징 접합하기 위해서는 코일 상호간 간격이 그 모재에 최적화된 브레이징 장치를 각각 제작하여 사용해야하는 문제점이 있었던 것이다.Due to the difficulty in changing the frequency of the induction heating circuit 40, in the past, in order to braze and join base materials having various diameters, there was a problem in that each brazing device had to be manufactured and used with an interval between coils optimized for the base material.
상기 변위측정 회로(50)는 상기 한 쌍의 코일(21)에 고주파 교류 전류를 인가하는 경우 상기 한 쌍의 코일(21) 사이에 위치된 모재(P)의 표면에 유도되는 와전류를 이용하여 상기 코일(21)과 상기 모재(P) 사이의 거리를 측정할 수 있는 회로를 갖고 상기 코일 유닛(20)에 연결되는 구성이다.The displacement measurement circuit 50 uses the eddy current induced on the surface of the base material P located between the pair of coils 21 when applying a high-frequency alternating current to the pair of coils 21. It has a circuit that can measure the distance between the coil 21 and the base material (P) and is connected to the coil unit 20.
상기 변위측정 회로(50)의 원리는 상기 코일(21)에 고주파 교류 전류를 인가하여 생성된 교번자속에 도전체인 모재(P)가 근접하면 상기 모재(P)의 표면에 유도전류가 흐르게 되고, 이 유도전류인 와전류가 상기 코일(21)의 임피던스를 변화시키며, 임피던스 변화에 의한 교류 전류의 진폭이 변하게 된다. The principle of the displacement measurement circuit 50 is that when a base material (P), which is a conductor, approaches the alternating magnetic flux generated by applying a high-frequency alternating current to the coil 21, an induced current flows on the surface of the base material (P), This induced current, or eddy current, changes the impedance of the coil 21, and the amplitude of the alternating current changes due to the change in impedance.
상기 코일(21)과 상기 모재(P) 사이의 거리가 가까워지면 와전류의 세기가 강해지면서 코일의 임피던스에 큰 변화를 주게 되고, 이로 인해 교류전류의 진폭이 작아진다. 반대로 상기 코일(21)과 상기 모재(P) 사이의 거리가 멀어지면 와전류의 세기가 약해지면서 상기 코일(21)의 임피던스 변화도 작아지게 되고, 교류전류의 진폭은 다시 커지게 된다.As the distance between the coil 21 and the base material (P) becomes closer, the strength of the eddy current becomes stronger and causes a large change in the impedance of the coil, which reduces the amplitude of the alternating current. Conversely, as the distance between the coil 21 and the base material P increases, the strength of the eddy current weakens, the impedance change of the coil 21 also decreases, and the amplitude of the alternating current increases again.
이와 같은 원리로 상기 코일(21)과 상기 모재(P)의 거리에 따른 선형적인 변화를 이용하여 상기 코일(21)과 상기 모재(P) 사이의 거리를 측정할 수 있게 된다.According to this principle, it is possible to measure the distance between the coil 21 and the base material (P) using a linear change according to the distance between the coil 21 and the base material (P).
선형적인 변화를 물리적 거리를 환산하기 위한 선형화는 도전체의 특성에 따라 다르다.Linearization to convert linear changes into physical distances varies depending on the characteristics of the conductor.
와전류에 의한 변위 측정의 기초원리는 고주파 유도가열의 원리와 유사하며, 고주파 유도가열을 위한 코일(21)을 변위측정을 위한 코일(21)로 그대로 사용할 수 있지만, 고주파 유도가열을 위한 코일(21)은 권수가 작아서 임피던스 변화는 미비할 수 있으며, 미세 신호를 검출할 수 있는 회로가 필요하다.The basic principle of displacement measurement by eddy current is similar to the principle of high-frequency induction heating. Although the coil 21 for high-frequency induction heating can be used as the coil 21 for displacement measurement, the coil 21 for high-frequency induction heating ) has a small number of turns, so the impedance change may be insignificant, and a circuit that can detect fine signals is required.
따라서, 미세 신호를 검출할 수 있도록 본 발명의 일실시예 따른 변위측정 회로(50)는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 코일(21)에 교류전류를 인가하는 드라이빙 증폭기(51) 및 브릿지형태의 임피던스 적합회로(52)와, 상기 코일(21)의 임피던스 변화를 증폭시키는 차동증폭기(53)와, 상기 차동증폭기(53)에서 증폭된 신호를 원 주파수와 매칭시켜 동위상의 신호만 검출하는 디모듈레이터(54)와, 상기 디모듈레이터(54)에서 검출된 신호를 필터링하는 저주파통과필터(55)와, 상기 저주파통과필터(55)에서 필터링된 신호를 증폭하여 출력하는 증폭기(56)와, 상기 증폭기(56)에서 출력된 신호를 이용하여 상기 코일(21)과 상기 모재(P) 사이의 거리를 산출하는 연산부(57)를 포함한다.Therefore, in order to detect a fine signal, the displacement measurement circuit 50 according to an embodiment of the present invention includes a driving amplifier 51 that applies alternating current to the coil 21 and a bridge-type amplifier, as shown in FIG. 4. An impedance matching circuit 52, a differential amplifier 53 that amplifies the impedance change of the coil 21, and a demodulator that detects only signals of the same phase by matching the signal amplified by the differential amplifier 53 with the original frequency ( 54), a low-pass filter 55 that filters the signal detected by the demodulator 54, an amplifier 56 that amplifies and outputs the signal filtered by the low-pass filter 55, and the amplifier 56 ) and a calculation unit 57 that calculates the distance between the coil 21 and the base material (P) using the signal output from .
도 5의 (A)에는 상기 차동증폭기(53)의 출력 신호를 도시하였고, 도 5의 (B)에는 상기 저주파통과필터(55)의 출력 신호를 도시하였고, 이러한 출력 신호의 거리에 따른 선형적인 변화를 상기 연산부(57)에서 물리적인 거리로 환산하게 된다.Figure 5 (A) shows the output signal of the differential amplifier 53, and Figure 5 (B) shows the output signal of the low-pass filter 55, and the linear The change is converted into a physical distance in the calculation unit 57.
상기 브레이징 제어부(60)는 상기 코일(21)과 상기 모재(P)가 유도가열을 위한 설정된 거리를 유지할 수 있도록 상기 변위측정 회로(50)에서 측정된 거리가 상기 유도가열을 위한 설정된 거리가 되도록 상기 코일간격조절수단(30)을 제어한 후 상기 유도가열 회로(40)를 동작시키도록 구성된다.The brazing control unit 60 ensures that the distance measured by the displacement measurement circuit 50 is the set distance for induction heating so that the coil 21 and the base material (P) can maintain the set distance for induction heating. It is configured to operate the induction heating circuit (40) after controlling the coil spacing adjustment means (30).
상기와 같은 구성에 의하여 본 발명에 따른 코일 간격 조절이 가능한 고주파 유도가열 브레이징 장치는 별도의 추가 센서 없이 유도가열을 위한 코일(21)을 상기 변위측정 회로(50)를 통해 변위측정에도 이용하여 상기 코일(21)과 상기 모재(P) 사이의 거리를 측정하는 것이 가능하고, 상기 코일간격조절수단(30)에 의해 상기 코일(21) 간격을 유도가열에 적합하게 조절하는 것이 가능하며, 상기 유도가열 회로(40)를 통해 상기 모재(P)를 브레이징 접합하는 것이 가능하여 상기 모재(P)의 직경에 관계없이 최적화된 효율로 브레이징 접합할 수 있게 된다.With the above configuration, the high-frequency induction heating brazing device capable of adjusting the coil spacing according to the present invention uses the coil 21 for induction heating to measure displacement through the displacement measurement circuit 50 without a separate additional sensor. It is possible to measure the distance between the coil 21 and the base material (P), and it is possible to adjust the spacing between the coils 21 to be suitable for induction heating by the coil spacing adjustment means 30. It is possible to braze the base material (P) through the heating circuit 40, making it possible to braze and join with optimized efficiency regardless of the diameter of the base material (P).
앞에서 설명되고 도면에서 도시된 코일 간격 조절이 가능한 고주파 유도가열 브레이징 장치는 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 보호범위는 이하의 특허청구범위에 기재된 사항에 의해서만 정하여지며, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 개량 및 변경된 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속한다고 할 것이다.The high-frequency induction heating brazing device capable of adjusting the coil spacing described above and shown in the drawings is only one embodiment for carrying out the present invention, and should not be construed as limiting the technical idea of the present invention. The scope of protection of the present invention is determined only by the matters stated in the claims below, and improved and changed embodiments without departing from the gist of the present invention are obvious to those skilled in the art to which the present invention pertains. It will be said to fall within the scope of protection of the present invention.
10 컨트롤박스
20 코일 유닛
21 코일 22 연장지지대
30 코일간격조절수단
31 래크기어 32 피니언기어 33 구동모터
40 유도가열 회로
50 변위측정 회로
60 브레이징 제어부10 Control box
20 coil units
21
30 Coil spacing adjustment means
31
40 Induction heating circuit
50 Displacement measurement circuit
60 brazing control unit
Claims (3)
컨트롤박스와;
상호 이격된 상태로 마주보게 배치된 한 쌍의 코일과, 상기 코일에서 후방으로 길게 연장되고 상기 한 쌍의 코일 상호간의 이격거리 조절이 가능하도록 후단부가 상기 컨트롤박스에 좌우 이동 가능하게 지지된 연장지지대가 구비된 코일 유닛과;
상기 연장지지대를 좌우 이동시킬 수 있는 코일간격조절수단과;
상기 한 쌍의 코일 사이에 위치된 모재를 유도가열할 수 있는 회로를 갖고 상기 코일 유닛에 연결된 유도가열 회로와;
상기 한 쌍의 코일에 고주파 교류 전류를 인가하는 경우 상기 한 쌍의 코일 사이에 위치된 모재의 표면에 유도되는 와전류를 이용하여 상기 코일과 상기 모재 사이의 거리를 측정할 수 있는 회로를 갖고 상기 코일 유닛에 연결된 변위측정 회로와;
상기 코일과 상기 모재가 유도가열을 위한 설정된 거리를 유지할 수 있도록 상기 변위측정 회로에서 측정된 거리가 상기 유도가열을 위한 설정된 거리가 되도록 상기 코일간격조절수단을 제어한 후 상기 유도가열 회로를 동작시키는 브레이징 제어부를; 포함하며,
상기 코일간격조절수단은, 한 쌍의 상기 연장지지대에서 각각 서로 마주보는 방향으로 평행하게 돌출된 한 쌍의 래크기어와, 상기 평행한 한 쌍의 래크기어 사이에 치합되는 피니언기어와, 상기 피니언기어를 회전시키는 구동모터를 포함하고,
상기 피니언기어의 회전 시 상기 한 쌍의 래크기어가 동일한 거리만큼 이동하여, 상기 모재의 일측에 위치한 코일과 상기 모재와의 간격과, 상기 모재의 타측에 위치한 코일과 상기 모재와의 간격이 항상 동일한 것을 특징으로 하는 코일 간격 조절이 가능한 고주파 유도가열 브레이징 장치.In the induction heating brazing device for brazing and joining base materials by induction heating,
a control box;
A pair of coils arranged to face each other and spaced apart from each other, and an extension support that extends long rearward from the coils and whose rear end is movable left and right on the control box to allow adjustment of the distance between the pair of coils. A coil unit provided with;
Coil spacing adjustment means capable of moving the extension support left and right;
an induction heating circuit connected to the coil unit and having a circuit capable of inductively heating a base material positioned between the pair of coils;
When a high-frequency alternating current is applied to the pair of coils, the coil has a circuit capable of measuring the distance between the coil and the base material using an eddy current induced on the surface of the base material positioned between the pair of coils. a displacement measurement circuit connected to the unit;
Controlling the coil spacing adjustment means so that the distance measured by the displacement measurement circuit becomes the set distance for induction heating so that the coil and the base material can maintain the set distance for induction heating, and then operating the induction heating circuit. Brazing control unit; Includes,
The coil spacing adjustment means includes a pair of rack gears that protrude in parallel from each of the pair of extension supports in directions facing each other, a pinion gear meshed between the pair of parallel rack gears, and the pinion. Includes a drive motor that rotates the gear,
When the pinion gear rotates, the pair of rack gears move the same distance, so that the distance between the coil located on one side of the base material and the base material and the distance between the coil located on the other side of the base material and the base material are always the same. A high-frequency induction heating brazing device with adjustable coil spacing.
상기 변위측정 회로는, 상기 코일에 교류전류를 인가하는 드라이빙 증폭기 및 브릿지형태의 임피던스 적합회로와, 상기 코일의 임피던스 변화를 증폭시키는 차동증폭기와, 상기 차동증폭기에서 증폭된 신호를 원 주파수와 매칭시켜 동위상의 신호만 검출하는 디모듈레이터와, 상기 디모듈레이터에서 검출된 신호를 필터링하는 저주파통과필터와, 상기 저주파통과필터에서 필터링된 신호를 증폭하여 출력하는 증폭기와, 상기 증폭기에서 출력된 신호를 이용하여 상기 코일과 상기 모재 사이의 거리를 산출하는 연산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 코일 간격 조절이 가능한 고주파 유도가열 브레이징 장치.According to paragraph 1,
The displacement measurement circuit includes a driving amplifier and a bridge-type impedance matching circuit for applying alternating current to the coil, a differential amplifier for amplifying the change in impedance of the coil, and matching the signal amplified by the differential amplifier with the original frequency. A demodulator that detects only signals of the same phase, a low-pass filter that filters the signal detected by the demodulator, an amplifier that amplifies and outputs the signal filtered by the low-pass filter, and a coil that uses the signal output from the amplifier. A high-frequency induction heating brazing device capable of adjusting coil spacing, comprising a calculation unit that calculates the distance between the base material and the base material.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210154553A KR102639131B1 (en) | 2021-11-11 | 2021-11-11 | High-frequency induction heating brazing device with adjustment of coil spacing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210154553A KR102639131B1 (en) | 2021-11-11 | 2021-11-11 | High-frequency induction heating brazing device with adjustment of coil spacing |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230068597A KR20230068597A (en) | 2023-05-18 |
| KR102639131B1 true KR102639131B1 (en) | 2024-02-21 |
Family
ID=86545465
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210154553A KR102639131B1 (en) | 2021-11-11 | 2021-11-11 | High-frequency induction heating brazing device with adjustment of coil spacing |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102639131B1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118106672B (en) * | 2024-04-30 | 2024-06-28 | 徐州鹏程钢结构工程有限公司 | Large steel structure welding preheating device |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017067670A (en) * | 2015-10-01 | 2017-04-06 | 株式会社エヌエステイー | Displacement measurement device |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150127397A (en) * | 2014-05-07 | 2015-11-17 | 삼성전자주식회사 | High-Frequency Welding Machine |
| KR101926712B1 (en) * | 2017-02-10 | 2018-12-07 | 서강대학교산학협력단 | High-frequency induction heating system for automotive hood panel sealer bonding |
-
2021
- 2021-11-11 KR KR1020210154553A patent/KR102639131B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017067670A (en) * | 2015-10-01 | 2017-04-06 | 株式会社エヌエステイー | Displacement measurement device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20230068597A (en) | 2023-05-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102639131B1 (en) | High-frequency induction heating brazing device with adjustment of coil spacing | |
| CN104070267B (en) | Forward type dual probe currents sensing automatic weld tracking control method | |
| US8523429B2 (en) | Eddy current thermometer | |
| US10412790B2 (en) | Cooking appliance | |
| US11784576B2 (en) | High frequency power supply system with closely regulated output for heating a workpiece | |
| US4015101A (en) | Scanning device for welding torches | |
| JP3602096B2 (en) | Apparatus and method for measuring molten metal level in electromagnetic continuous casting | |
| KR20240053877A (en) | High-frequency induction heating brazing device with adjustment of coil spacing | |
| KR102007550B1 (en) | Circuit for the inductive heating of a metal | |
| CN101151396A (en) | Method and device for the hot dip coating of a metal strip | |
| CN102026432B (en) | Induction heater and control method for same | |
| Kim et al. | A study of a dual-electromagnetic sensor system for weld seam tracking of I-butt joints | |
| US4205217A (en) | Automatic weld line copying apparatus | |
| JP2865674B2 (en) | Electromagnetic cooker | |
| JP6896250B2 (en) | Open coil eddy current type sensor and rail displacement measurement method using this | |
| JP2005251454A (en) | Electromagnetic induction heating apparatus | |
| US1201929A (en) | Method and apparatus for inductively generating heat in applying rail-bonds and the like. | |
| US7049810B1 (en) | Apparatus to measure fill | |
| GB1584707A (en) | Control equipment for welding | |
| JPS5819032Y2 (en) | V-seam welding equipment for ERW pipes | |
| SU742063A1 (en) | Apparatus for automatic guiding of electrode along the butt | |
| ES2309132T3 (en) | SYSTEM OF DETECTION OF KITCHEN CONTAINERS AND METHOD THAT USES SUCH SYSTEM. | |
| SU1425009A1 (en) | Apparatus for following the butt joint | |
| KR100482219B1 (en) | Apparatus and method for measuring the molten metal level in electromagnetic continuous casting | |
| SU967732A1 (en) | Apparatus for automatic control of high frequency welding mode |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right |