DE1177702B - Anordnung zum stufenlosen Anpassen eines Hochfrequenzgenerators an den veraenderlichen Widerstand von einzelnen Verbrauchern - Google Patents

Description

• Anordnung zum stufenlosen Anpassen eines Hochfrequenzgenerators an den veränderlichen Widerstand von=ziczelnen Verbrauchern Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum stufenlosen Anpassen eines Hochfrequenzgenerators an den veränderlichen Widerstand von einzelnen Verbrauchern, mittels eines eisenkernlosen Hochfrequenzstromtransformators, bei dem die Primärwicklung manschettenförmig von der Sekundärwicklung umfaßt wird und bei der die Primär- und die Sekundärwicklung des Transformators gegeneinander unverrückbar angeordnet sind, insbesondere für induktive Erwärmungsanlagen.
• Bei derartigen Anlagen ist der Verbraucherwiderstand insbesondere durch die Induktorform und durch die Ankopplung des Induktors an das Werkstück vorgegeben. Je komplizierter die Werkstückform ist, desto geringer sind die Variationsmöglichkeiten der Induktorform (z. B. Änderung der Windungszahl) und des Kopplungsabstandes, und somit die Änderung des Verbraucherwiderstandes. Die Anpassung des Verbrauchers auf diesem Wege an den Hochfrequenzgenerator ist daher nur innerhalb enger Grenzen möglich.
• Bisher hat man eine Regulierung auf der Hochfrequenzgeneratorseite dadurch bewirkt, daß man die Anodengleichspannung der Generatorröhre steuerte, z. B. durch Thyratronsteuerung. Daraus ergab sich, daß man in der Praxis bei einem Induktor mit »Oberanpassung<< mit maximalem Anodenstrom und verminderter Anodenspannung, bei einem Induktor mit »Unteranpassung« Inlt maximaler Anodenspannung und verminderten Anodenstrom arbeitet, d. h., daß die maximale Leistung des Hochfrequenzgenerators (bei maximaler Anodenspanunng und maximalem Anodenstrom) nur bei einem ganz bestimmten, exakt angepaßten Induktor zur Verfügung steht. Aus wirtschaftlichen Gründen ist man jedoch bestrebt, die maximal zulässige Leistung der Generatorröhre zu nutzen.
• Es ist bekannt, zur Änderung der Anpassung des Hochfrequenzstromtransformators eine veränderbare Kopplung zu verwenden, die dadurch bewirkt wird, daß die Primärwicklung gegenüber der Sekundärwicklung räumlich verschoben wird. Nachteilig sind hierbei der durch die räumliche Verschiebung benötigte Platzbedarf und die Verschlechterung des übertragerwirkungsgrades durch Verringerung der Kopplung. Die gleichen Nachteile treten auch bei einem bekannten Hochfrequenztransformator auf, bei dem zwar die Primär- und die Sekundärwicklung gegenseitig unverrückbar angeordnet sind, jedoch zum Regeln eine besondere im Innern der Primär- und Sekundärwicklung angeordnete einwindige und kurzgeschlossene Wicklung hin und her verschiebbar ist. Eine andere Möglichkeit der Anpassung erreicht man durch verschiedene Anz;ipfungspunkte an der Wicklung oder durch Zu- und Abschalten von Kapazitäten. Hierbei tritt jedoch eine unerwünschte Frequenzänderung ein, wenn man nicht sowohl die Induktivität als auch die Kapazität derart ändert, daß das Produkt L - C konstant bleibt. Dies erlaubt außerdem nur eine stufenweise Verstellung mit notwendiger Betriebsunterbrechung.
• Es ist ferner, z. B. bei Lecherleitungen, auch bei Transformatoren herkömmlicher, Art bekannt, stufenlos mit Schleifkontakten zu;regeln, die an Stellen geringer magnetischer Feldstär.(z..B. Außenabgriff) liegen und dadurch nicht der Qefahr einer unzulässigen Erwärmung ausgesetzt sind': Hierbei sei erwähnt, daß die Schleifkontakte von Lecherleitungen den gesamten Blindstrom beherrschen müssen, der ein Vielfaches des Wirkstromes beträgt.
• Mit keiner der vorbekannte.U' Einrichtungen kann jedoch die der Erfindung zugruüde liegende Aufgabe gelöst werden, die darin besteht, Hochfrequenzgeneratoren mit Hilfe eines im Aufbau einfachen und betriebssicheren Hochfrequenzströmtransformators an den veränderlichen Widerstand der einzelnen Verbraucher stufenlos und mit ;gleichbleibend guter Kopplung anzupassen, wobei eine maximale Energieübertragung erzielbar sein s4Qll. Bei einem Hochfrequenzstromtransformator der einleitend genannten Ausführung ist erfindungsgennäb innerhalb des von den Transformatorwicklungen gebildeten magnetischen Hauptfeldes ein auch unter Last stufenlos verstellbarer Abgriffarm mit einem entlang der Primärwicklung schleifenden Kontaktkopf angeordnet. Mit Vorteil dient die Primärspule des Hochfrequenzstromtransformators in an sich bekannter Weise als induktive Komponente des Schwingkreises für den Hochfrequenzgenerator. Ebenso ist es mit Rücksicht auf die Standfestigkeit der stromleitenden Teile vorteilhaft, daß diese auf einem aus Isolierstoff bestehenden Abgriffarm befestigt und derart angeordnet sind, daß nahezu keine Feldverdrängung auftritt. In Weiterbildung der Erfindung ist es vorteilhaft, daß der Kontaktkopf und die elektrischen Stromleitungen des Abgriffarmes auf Erdpotential liegen. Ferner ist es von Vorteil, daß der Abgriffarm einen aus Isolierstoff bestehenden Bügel aufweist, der mittels eines Isolierstiftes schwenkbar im Abgriffarm gelagert und unter der Wirkung einer Isolierstoffeder mit seinem den Kontaktkopf tragenden Ende gegen die Primärwicklung anliegt (kontaktiert). Schließlich ist es vorteilhaft, daß der Sekundärwicklung des Hochfrequenzstromtransformators eine schaltbare Induktivität zugeordnet ist.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert.
• In den F i g. 1 und 2 ist in Form einer Prinzipskizze ein Hochfrequenzstromtransformator 1 dargestellt, der aus einer Primärwicklung 2 und einer diese manschettenförmig umgebenden Sekundärwicklung 3 aufgebaut ist, und der in an sich bekannter Weise innerhalb des Gehäuses 4 eines Hochfrequenzgenerators angeordnet ist. Innerhalb der Primärwicklung 2 ist ein Abgriffarm 5 angeordnet, der aus einem elektrisch und magnetisch nichtleitenden Material besteht. Dieser Abgriffarm 5 ist an einer zentrisch im Hochfrequenzstromtransformator angeordneten drehbaren Führungsachse 6, die ebenfalls aus Isolierstoff besteht, befestigt. Diese Führungsachse 6 wird zweckmäßig durch das Gehäuse 4 herausgeführt, so daß der Abgriffarm 5 zum Anpassen des Hochfrequenzstromtransformators ohne Öffnung des Gehäuses betätigt werden kann. An dem Abgriffarm 5 ist ein aus Isolierstoff bestehender Bügel 7 angebracht, der mittels eines Isolierstiftes 8 im Abgrifffarm 5 schwenkbar gelagert ist. Unter der Wirkung der Isolierstoffeder 9, z. B. aus wärmebeständigem Kunststoff, wird der Kontaktkopf 10 gegen die Windungen der Primärwicklung 2 gedrückt. Zur elektrischen Stromleitung ist an dem Abgriffarm 5 eine dünnwandige Folie 11 aus elektrisch sehr gut leitendem wärmebeständigen Material, wie z. B. Silber oder Beryllium, vorgesehen, die hochkant, d. h. also so angeordnet ist, daß nahezu keine Feldverdrängung hervorgerufen wird.
• Derartige Hochfrequenzstromtransformatoren können besonders vorteilhaft zum Anpassen von Hochfrequenzerzeugern an verschiedene Verbraucher in induktiven Erwärmungseinrichtungen, bei denen die Primärwicklung des Hochfrequenzstromtransformators zugleich die induktive Komponente des Schwingkreises bildet, verwendet werden. Eine derartige Schaltung ist beispielsweise in der F i g. 3 dargestellt. Der Hochfrequenzstromtransformator 1 besteht aus einer Primärwicklung 2 und der Sekundärwicklung 3.
• Die Primärwicklung 2 bildet in an sich bekannter Weise die induktive Komponente des Schwingkreises 12, der außerdem noch von den Kondensatoren 13 gebildet wird. Der Hochfrequenzstromtransformator ist außerdem mit einem Kontaktkopf 10 versehen, wie er vorher bereits im einzelnen beschrieben worden ist. Der Kontaktkopf 10 wird auf Erdpotential gehalten und höchstens bis zur Mitte der Primärwicklung 2 eingebracht, so daß keine höhere Spannung als die normale Hochfrequenzröhrenspannung gegen die Sekundärwicklung 3 auftreten kann. Der Kontaktkopf 10 und die mit ihm verbundenen stromleitenden Teile 11 brauchen bei der erfindungsgemäßen Schaltung auch nur für Wirkströme ausgelegt zu werden, da sie nicht im Blindstromkreis des Schwingkreises liegen. Die Induktivität 2 wie auch die Kapazität 13 des Schwingkreises 12 bleiben in ihrer Größe konstant und damit auch die Frequenz.
• Zweckmäßig ist es weiterhin, die aus der Induktivität 15 und der Kapazität 16 bestehende Rückkopplungsanordnung 14 mit dem Kontaktkopf 10 an ein Potential zu legen. Er hat dann immer die gleiche Hochfrequenzspannung.
• Für die Anpassung des Hochfrequenzgenerators 1 an den jeweiligen Verbraucher ist es vorteilhaft, im Sekundärkreis noch eine Streuinduktivität 17 vorzusehen, die über einen zweckmäßigerweise ebenfalls von außen bedienbaren Schalter 19 zu- und abgeschaltet werden kann. Mittels dieser Streuinduktivität wird eine Grobanpassung erzielt. Eine Feinanpassung wird zweckmäßigerweise durch Verstellen des Kontaktkopfes 10 primärseitig mit dem aus dem Gehäuse herausgeführten Regelorgan durchgeführt. Die Anpassung kann hierbei also auch während des Betriebes durchgeführt werden.

Claims (6)

1. Patentansprüche: 1. Anordnung zum stufenlosen Anpassen eines Hochfrequenzgenerators an den veränderlichen Widerstand von einzelnen Verbrauchern, mittels eines eisenkernlosen Hochfrequenzstromtransformators, bei dem die Primärwicklung manschettenförmig von der Sekundärwicklung umfaßt wird und bei der die Primär- und die Sekundärwicklung des Transformators gegeneinander unverrückbar angeordnet sind, insbesondere für induktive Erwärmungsanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des von den Wicklungen (2, 3) gebildeten magnetischen Hauptfeldes ein auch unter Last stufenlos verstellbarer Abgriffarm (5) mit einem entlang der Primärwicklung schleifenden Kontaktkopf (10) angeordnet ist.
2. 2. Anordung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärspule (2) des Hochfrequenzstromtransformators (1) in an sich bekannter Weise als induktive Komponente des Schwingkreises (12) für den Hochfrequenzgenerator (18) dient.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß stromleitende Teile (11) auf dem aus Isolierstoff bestehenden Abgriffarm (5) befestigt und derart angeordnet sind, daß nahezu keine Feldverdrängung auftritt.
4. 4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktkopf (10) und die elektrischen Stromleitungen (11) des Abgriffarmes (5) auf Erdpotential liegen.
5. 5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgriff arm (5) einen aus Isolierstoff bestehenden Bügel (7) aufweist, der mittels eines Isolierstiftes (8) schwenkbar im Abgriffarm (5) gelagert und unter der Wirkung einer Isolierstoffeder (9) mit seinem den Kontaktkopf (10) tragenden Ende gegen die Primärwicklung (2) anliegt (kontaktiert).
6. 6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sekundärwicklung (3) des Hochfrequenzstromtransformators (1) eine schaltbare Induktivität (17) zugeordnet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 436 304, 445 044, 808 865, 839 657, 875 533, 913 298, 960 843; französische Patentschriften Nr. 1058 660, 1079 707; schweizerische Patentschrift Nr. 238 214; belgische Patentschrift Nr. 503 080; USA.-Patentschrift Nr. 2 515 782.