CS210967B1

CS210967B1 - Oscillating condenser battery for high frequency generators, especially for industrial heating

Info

Publication number: CS210967B1
Application number: CS878679A
Authority: CS
Inventors: Vaclav Burda; Frantisek Jares; Milos Kral; Jiri Prochazka; Karel Regner
Original assignee: Vaclav Burda; Frantisek Jares; Milos Kral; Jiri Prochazka; Karel Regner
Priority date: 1979-12-14
Filing date: 1979-12-14
Publication date: 1982-01-29

Abstract

Účelem vynálezu je snížení ztrát v oscilačním obvodu vysokofrekvenčního generátoru a omezení nasazování parazitních kmitů a vyzařování vysokofrekvenčního pole do prostoru. Tohoto účelu se dosahuje pomocí oscilační kondenzátorové baterie, které obsahuje soustavu paralelně zapojených kondenzátorů jedním pólem připojených k uzemněné kostře vysokofrekvenčního generátoru, kde kondenzétory jsou upevněny a svým zemním koncem připojeny k nosníkům, v jednom místě vodivě připojených na uzemněné kostře vysokofrekvenčního generátoru, kdežto svým druhým koncem jsou nosníky upevněny k isolační podpěře. Napělový pol každého kondenzátorů je pomocí bezindukční spojky připojen ke společné sběrnici, která je vodivě připojena k vnitřnímu vodiči výstupního vysokofrekvenčního koaxiálního vedení.The purpose of the invention is to reduce losses in the oscillating circuit of a high-frequency generator and to limit the introduction of parasitic oscillations and the radiation of a high-frequency field into space. This purpose is achieved by means of an oscillating capacitor bank, which contains a system of parallel-connected capacitors connected by one pole to the grounded frame of the high-frequency generator, where the capacitors are fixed and connected by their ground end to the beams, in one place conductively connected to the grounded frame of the high-frequency generator, while the beams are fixed by their other end to an insulating support. The voltage pole of each capacitor is connected by means of a non-inductive coupling to a common bus, which is conductively connected to the inner conductor of the output high-frequency coaxial line.

Description

Předmětem vynálezu je oscilační kondenzátorová baterie pro vysokofrekvenční generátory, zejména pro průmyslové ohřevy.The subject of the invention is an oscillating capacitor battery for high frequency generators, especially for industrial heating.

Kondenzátorová baterie je součástí oscilačního obvodu sestaveného z kondenzátorů o kapacitě C a například cívky primárního vinutí vysokofrekvenčního transformátoru o indukčnosti L, Velikost součinu CL určuje frekvenci uzavřeného oscilačního obvodu a jeho zdánlivý výkon. Vysokofrekvenční rozkmit v obvodě CL je dán velikostí náhradního pracovního odporu, kterou v podstatě tvoří ohřívané zátěž v sekundárním obvodu vysokofrekvenčního transformátoru. Pro docílení potřebné kapacity, napělové pevnosti a optimálního proudového zatížení se oscilační kondenzátory vzájemně propojují paralelně nebo serioparalelně tak, že konce jednoho polepu kondenzátorů se připojují na společnou, isolátory nesenou sběrnici, které je zpravidla připojena na koaxiální vysokofrekvenční výstup vysokofrekvenčního generátoru a konce druhého polepu se připojují v různýoh místech na stěny skříně nebo kostry vysokofrekvenčního generátoru, která tvoří vysokofrekvenční nulu a je uzemněné.The capacitor battery is part of an oscillating circuit made up of capacitors of capacitance C and, for example, a coil of the primary winding of a high-frequency transformer of inductance L. The magnitude of the product CL determines the frequency of the closed oscillating circuit and its apparent power. The high frequency oscillation in the circuit CL is given by the magnitude of the equivalent working resistor, which essentially consists of the heated load in the secondary circuit of the high frequency transformer. To achieve the necessary capacity, voltage strength and optimum current load, the oscillating capacitors are connected in parallel or seri-parallel, so that the ends of one capacitor stick are connected to a common insulator-borne bus, which is usually connected to the coaxial RF output of the RF generator. they connect in different places to the walls of the cabinet or chassis of the high-frequency generator, which forms the high-frequency zero and is grounded.

Na uzemněnou kostru je současně připojena vysokofrekvenční nula koaxiálního výstupu. Připojováním nulového potenciálu kondenzátorů na různá, od sebe vzdálená místa společné skříně nebo kostry vysokofrekvenčního generátoru vznikají napělové rozdíly mezi jednotlivými připojenými body a koaxiálním výstupem, což se v závislosti na dané frekvenci oscilačního obvodu projevuje nežádoucími parazitními kmity, které musí být potom potlačovány konstrukčně složitými antiparazitními členy. Dále tímto rozvodem vysokofrekvenčního nulového potenciálu po stěnách skříně nebo kostry vysokofrekvenčního generátoru dochází nežádoucímu rozptylu vysokofrekvenčních proudů a tím ke značnému vyzařování vysokofrekvenčního pole do prostoru mimo generátor, oož musí být opět potlačováno konstrukčně složitým utěsněním skříně, krytů a dvěří vysokofrekvenčního generátoru.At the same time, the grounded ground is connected to the high-frequency zero of the coaxial output. By connecting zero capacitors to different spaced locations of a common housing or frame of a high-frequency generator, voltage differences occur between the connected points and the coaxial output, which, depending on the frequency of the oscillating circuit, results in undesirable parasitic oscillations. members. Furthermore, by distributing the high-frequency zero potential across the walls of the housing or frame of the high-frequency generator, undesirable high-frequency current dissipation results in a considerable radiating of the high-frequency field into the space outside the generator.

Konstrukčně složité je i uchycení společné sběrnice na stěny skříně nebo kostry vysokofrekvenčního generátoru. Sběrnice, na které je nakmitáno vysokofrekvenční napětí několika kilovolt je ke kostře v několika místech připevněna vysokofrekvenčními isolátory. Isolétory jsou vSak nesnadno přístupné, což komplikuje jejich výměnu při poškození. K poškození a proražení isolétorů dochází často po delším provozu vysokofrekvenčních generátorů v prů-. myslových závodech, kde dle charakteru výroby je více či méně nečisté prostředí, vlhko a výpary. Matný a vodivý prach a špína ve výrobních halách usedá potom na povrch isolátorů a snižuje jejich napělovou pevnost, takže dochází k přskokům vysokofrekvenčního napětí po povrchu isolátorů, zkratům na vysokofrekvenčních obvodech, proražení isolátorů v případě dalším řetězovým poruchám vysokofrekvenčních generátorů.The assembly of the common bus to the cabinet walls or the frame of the high-frequency generator is also complicated. The bus on which the high-frequency voltage of several kilovolts is vibrated is fastened to the frame in several places by high-frequency insulators. However, the insulators are difficult to access, making it difficult to replace them when damaged. Damage and puncture of the insulators often occurs after prolonged operation of high-frequency generators in the trans- former. industrial plants, where according to the nature of production is more or less unclean environment, moisture and fumes. The dull and conductive dust and dirt in the production halls then sit on the surface of the insulators and reduce their stress strength, thus causing high-frequency voltage jumps across the surface of the insulators, short-circuits on the high-frequency circuits

Uvedené nevýhody odstraňuje převážnou měrou oscilační kondenzátorová baterie pro vysokofrekvenční generátory podle vynálezu, obsahující soustavu paralelně zapojených kondenzátorů jedním polem připojených k uzemněné kostře vysokofrekvenčního generátoru, jehož podstatou je, že kondenzátory jsou upevněny a svým zemním koncem připojeny k nosníkům, v jednom místě vodivě připojených k uzemněné kostře vysokofrekvenčního generátoru, kdežto svým druhým koncem jsou nosníky upevněny k isolační podpěře, přičemž napětový pól každého kondenzátoru je pomocí bezindukční spojky připojen ke společné sběrnici, které je vodivě připojena k vnitřnímu vodiči výstupního vysokofrekvenčního koaxiálního vedení.The above-mentioned disadvantages are largely eliminated by the oscillating capacitor battery for the high-frequency generators of the present invention, comprising a set of parallel-connected capacitors with one field connected to a grounded high-frequency generator frame, in which the capacitors are fixed and the grounded frame of the high-frequency generator, while at the other end the beams are fixed to the insulating support, the voltage pole of each capacitor being connected via an inductive coupling to a common bus which is conductively connected to the inner conductor of the high-frequency coaxial output line.

Oscilační kondenzátorová baterie pro vysokofrekvenční generátory podle vynálezu se vyznačuje zejména zvýšenou kvalitou, zajišluje snížení ztrát v oseilačním obvodu vysokofrekvenčního generátoru, omezuje nasazování parazitních kmitů a vyzařování vysokofrekvenčního pole do prostoru. Další podstatná výhoda spočívá v tom, že odstraněním isolétorů se vyloučí místa s napětovým, případně dielektrickým namáháním ve vysokofrekvenčním poli vůči uzemněné kostře generátoru. Sníží se tím poruchovost, pracnost a zjednoduší se konstrukce kondenzátorové baterie.The oscillating capacitor battery for the high-frequency generators according to the invention is characterized in particular by improved quality, ensures a reduction of losses in the oscillation circuit of the high-frequency generator, limits the use of parasitic oscillations and radiates the high-frequency field into space. A further significant advantage is that the removal of the insulators eliminates the locations of voltage or dielectric stresses in the high-frequency field relative to the grounded frame of the generator. This will reduce the failure rate, laboriousness and simplify the design of the capacitor battery.

Příklad provedení oscilační kondenzátorové baterie podle vynálezu je schematicky znázorněn na připojeném výkrese.An exemplary embodiment of an oscillating capacitor battery according to the invention is shown schematically in the attached drawing.

Oscilační kondenzátorové baterie pro vysokofrekvenční generátory podle vynálezu, zejména pro průmyslové ohřevy, je vytvořena soustavou kondenzátorů 4, upravených na nosnících 2, umístěných na uzemněné kostře 1 vysokofrekvenčního generátoru a připojených ke společné sběrnici 3 tak, že k uzemněné kostře 4 vysokofrekvenčního generátoru jsou v místě 8 vysokofrekvenční nuly koaxiálního výstupu elektricky vodivě připojeny dva rovnoběžně uložené nosníky 2, z nichž každý je svým druhým koncem upevněn ~k isolačni podpěře 6 vytvořené například z tvrzeného papíru a k vnitřní stěně každého nosníku 2 je upravena soustava kondenzátorů. 4, přičemž každý kondenzátor 4 je pomocí bezindukční spojky 2 připojen k společné sběrnici 2 s nakmitaným vysokofrekvenčním napětím, kterážto sběrnice 3 je vodivě připojena k vnitřnímu vodiči 2 výstupního vysokofrekvenčního koaxiálního vedení.The oscillating capacitor batteries for the high-frequency generators according to the invention, in particular for industrial heating, are formed by a set of capacitors 4 provided on beams 2 disposed on the grounded frame 1 of the high-frequency generator and connected to the common bus 3. 8, two parallel spaced beams 2 are connected electrically conductively to the coaxial output, each of which is fixed at its other end to an insulating support 6 made of hardened paper, for example, and a set of capacitors is provided on the inner wall of each beam. 4, wherein each capacitor 4 is connected via a non-inductive coupling 2 to a common bus 2 with oscillated high-frequency voltage, whereas the bus 3 is conductively connected to the inner conductor 2 of the output high-frequency coaxial line.

Takto provedený samostatný konstrukční celek může být namontován do skříně vysokofrekvenčního generátoru jak uvedeno, nebo může být namontován spolu s vysokofrekvenčním výstupním transformátorem do společné jednotky u aplikačního zařízení. V takovém případě je ke sběrnici 3 místo vodiče vnitřního 2 výstupního vysokofrekvenčního koaxiálního vedení připojeno primární vinutí vysokofrekvenčního výstupního transformátoru.The stand-alone assembly thus constructed may be mounted in the RF generator housing as indicated, or may be mounted together with the RF output transformer in a common unit at the application device. In this case, the primary winding of the high-frequency output transformer is connected to the bus 3 instead of the conductor of the internal 2 of the high-frequency coaxial output line.

Oscilační kondenzátorové baterie podle vynálezu pracuje takto: Proud osoilačního CL okruhu cirkuluje v okruhu tvořeném kondenzátorovou baterií, které sestává z jednotlivých dílů a k ní paralelně zapojené indukčnosti, tvořená například primářem vysokofrekvenčního výstupního transformátoru přičemž vzájemné propojení těchto dvou komponent je provedeno pomocí výstupního vysokofrekvenčního koaxiálního vedení. Oscilační proud tedy teče z indukčnósti vnitřním vodičem 2 výstupního vysokofrekvenčního koaxiálního vedení do sběrnice 3 přes místo spojení 2, takže sběrnice 3 je z funkčního hlediska v podstatě součástí a pokračováním vnitřního vodiče 2 výstupního vysokofrekvenčního koaxiálního vedení.The oscillating capacitor battery according to the invention operates as follows: The oscillating CL circuit circulates in a circuit comprising a capacitor battery consisting of individual components and inductors connected in parallel thereto, such as a primary of a high-frequency output transformer. Thus, the oscillating current flows from the inductance through the internal conductor 2 of the output high-frequency coaxial line to the bus 3 via the connection point 2, so that the bus 3 is functionally part and continuation of the internal conductor 2 of the output high-frequency coaxial line.

Ze sběrnice 3 se oscilační proud v bezindukčních spojkách 2 rozděluje do jednotlivých kondenzátorů 4, kterými protéká do nosníku 2. Jelikož jsou nosníky 2 vodivě spojeny s uzemněnou kostrou i pouze v místě 8, nebol podpěry 6 jsou isolačni, oscilační proud protéká pouze do tohoto místa. V místě 8 je současně připojen vnější vodič 10 výstupního vysokofrekvenčního koaxiálního vedení, takže oscilační proud teče přímo do vnějěího vysokofrekvenčního koaxiálního vedení a tím zpět do oscilační indukčnosti, takže nedochází k rozptýlení osoilačního proudu v uzemněné kostře 4 a tím k nežádoucím jevům, jak bylo popsáno výše.From the bus 3, the oscillating current in the non-inductive couplings 2 is divided into individual capacitors 4 through which it flows into the beam 2. Since the beams 2 are conductively connected to the grounded frame only at 8, since the supports 6 are insulating. . At the location 8, the outer conductor 10 of the output RF coaxial line is simultaneously connected so that the oscillation current flows directly into the external RF coaxial line and thus back to the oscillation inductance so that the oscillation current is not dissipated in the ground frame 4 and thus undesirable effects as described above.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Oscillating capacitor batteries for high-frequency generators, in particular for industrial heating, comprising a set of parallel-connected one-pole capacitors connected to a grounded high-frequency generator frame, characterized in that the capacitors (4) are fixed and connected to the beams (2) one point (8) conductively connected to the ground frame 4 of the high-frequency generator, while at the other end the beams (2) are fixed to the isolation support (6), the voltage half of the capacitors (4) connected to the common bus (7) 3), which is conductively connected to the inner conductor (9) of the output RF coaxial line.