CS218985B1

CS218985B1 - Variable capacitor control device

Info

Publication number: CS218985B1
Application number: CS119981A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Nosek; Oldrich Hanus
Original assignee: Jaroslav Nosek; Oldrich Hanus
Priority date: 1981-02-19
Filing date: 1981-02-19
Publication date: 1983-02-25

Abstract

Vynález se týká ovládacího zařízení proměnného kondenzátoru, které je určeno zejména pro ovládání proměnného kondenzátoru nebo proměnného LC obvodu pro impedanční přizpůsobení zátěže k výstupní impedanci vysokofrekvenčního generátoru při vysokofrekvenčním svařování termoplastických materiálů a jiných aplikací u vysokofrekvenčního ohřevu. Vynález řeší problém rychlé a plynulé změny kapacity kondenzátoru. Účelu se dosahuje tak, že stejnosměrný motorek s převodovkou, upevněný na základové desce je spojen jediným společným hřídelem se snímacím potenciometrem regulace, potenciometrem indikace polohy a náhonovou vačkou pro navíjení pásku náhonu.The invention relates to a variable capacitor control device, which is intended in particular for controlling a variable capacitor or a variable LC circuit for impedance matching of the load to the output impedance of a high-frequency generator in high-frequency welding of thermoplastic materials and other applications in high-frequency heating. The invention solves the problem of fast and smooth change of capacitor capacity. The purpose is achieved in that a DC motor with a gearbox, mounted on a base plate, is connected by a single common shaft to a sensing potentiometer for regulation, a position indication potentiometer and a drive cam for winding the drive belt.

Description

Vynález řeší ovládací zařízení proměnného kondenzátoru, určené zejména pro ovládání proměnného kondenzátoru nebo proměnného LC obvodu určeného pro impedanční přizpůsobení zátěže k výstupní impedanci vysokofrekvenčního generátoru při vysokofrekvenčním svařování termoplastických materiálů a jiných aplikací u vysokofrekvenčního ohřevu.The present invention provides a variable capacitor control device for controlling a variable capacitor or variable LC circuit for impedance matching of the load to the output impedance of a high-frequency generator in high-frequency welding of thermoplastic materials and other high-frequency heating applications.

Jsou známa různá zařízení, která ovládají změnu kapacity kondenzátoru, např. zařízení, kde elektromotorek je spojen převodovým ozubeným soukolím a izolovaným hřídelem přímo s otočnými deskami kondenzátoru. Tohoto řešení se používá, pokud je změna kapacity kondenzátoru prováděna otáčením pohyblivých desek kondenzátoru, kde se desky kondenzátoru zasouvají mezi sebe. Nevýhodou tohoto uspořádání náhonu proměnného kondenzátoru je, že při jeho použití jako přizpůsobovacího kondenzátoru při vysokofrekvenčním svařování má kondenzátor z důvodu požadavku na elektrickou pevnost velké rozměry a jeho značně hmotné desky mají velkou setrvačnost, takže při automatickém ladění se celý systém rozkmitává. Další konstrukční možností zařízení ovládajícího změnu kapacity kondenzátoru je pomocí hydraulického válce, kde hydraulický válec je izolačně spojen s pohyblivou deskou proměnného kondenzátoru, kterou oddaluje nebo přibližuje k desce pevné.Various devices are known which control the capacitor capacity change, for example a device where the electric motor is connected by a gearwheel and an insulated shaft directly to the rotating plates of the capacitor. This solution is used when the capacitor capacitance is changed by rotating the capacitor plates, where the capacitor plates slide between each other. The disadvantage of this variable capacitor drive arrangement is that, when used as a matching capacitor in high frequency welding, the capacitor has large dimensions due to the electrical strength requirement and its very massive plates have a large inertia, so that the whole system vibrates during automatic tuning. Another design option of the capacitor capacity control device is by means of a hydraulic cylinder, where the hydraulic cylinder is insulatedly connected to a movable plate of a variable capacitor, which it moves or approaches to the fixed plate.

Nevýhodou tohoto uspořádání náhonu proměnného kondenzátoru je, že v zařízení musí být instalován zdroj tlakového oleje, tj. hydraulický agregát, dále značná náročnost na výrobu hydraulických prvků, jejich složitost, netěsnost a nutná častá údržba.The disadvantage of this variable condenser drive arrangement is that a pressure oil source, i.e. a hydraulic power unit, a considerable complexity of production of hydraulic elements, their complexity, leakage and frequent maintenance must be installed in the device.

Nevýhody známých řešení odstraňuje převážnou měrou ovládací zařízení proměnného kondenzátoru podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že stejnosměrný motorek s převodovkou upevněný na základové desce je spojen jediným společným hřídelem se snímacím potenciometrem regulace, potenciometrem indikace polohy a náhonovou vačkou pro navíjení pásku náhonu.The disadvantages of the known solutions are largely eliminated by the variable capacitor control device according to the invention, which is characterized in that the DC motor with gearbox mounted on the base plate is connected by a single common shaft to the sensing control potentiometer, position indicator potentiometer and drive cam for winding the drive belt.

Hlavní výhodou ovládacího zařízení proměnného kondenzátoru podle vynálezu je, že uskutečňuje rychlé a plynulé změny kapacity kondenzátoru, že je snadno ovladatelné ručně potenciometrem změnou polarity a velikostí napájecího napětí elektromotorku nebo podle průběhu pracovního cyklu pomocí .snímače pracuje automaticky jako servopohon. Další výhodou je, že ovládací zařízení udržuje v celém cyklu vysokofrekvenčního ohřevu optimální impedanční přizpůsobení zátěže k výstupní impedanci vysokofrekvenčního generátoru i v rychle se měnících podmínkách při různých aplikacích vysokofrekvenčního ohřevu. Tím je vysokofrekvenční generátor optimálně zatížený, což se projevuje v úspoře energie, zlepšené kvalitě svaru a zkrácením svařovacího času. Uvedených výhod se docílí nejlépe tím, že ovládací zařízení proměnného kondenzátoru podle vynálezu pracuje spolu s proměnným kondenzátorem, kde desky kondenzátoru jsou velmi lehké a snadno pohyblivá deska je zavěšena na izolačních táhlech. Při tomto uspořádání nikdy — ani při citlivé automatizaci regulace — nenastane rozkmitání kondenzátoru.The main advantage of the variable capacitor control device according to the invention is that it makes rapid and continuous changes in capacitor capacitance, that it is easy to operate manually by a potentiometer by changing the polarity and magnitude of the electric motor supply voltage or operating automatically as a servo drive. Another advantage is that the control device maintains an optimum load impedance matching the output impedance of the RF generator throughout the high-frequency heating cycle, even in rapidly changing conditions in various high-frequency heating applications. The RF generator is thus optimally loaded, which results in energy savings, improved weld quality and reduced welding time. These advantages are best achieved by operating the variable capacitor control device according to the invention in conjunction with a variable capacitor, wherein the capacitor plates are very light and the easily movable plate is suspended on insulating rods. With this arrangement, even with sensitive control automation, the capacitor will not oscillate.

Příklad provedení ovládacího žařízení proměnného^ kondenzátoru podle vynálezu je znázorněn schematicky na výkresech, kde obr. 1 je nárys seskupení dílů ovládacího zařízení a obr. 2 je řez ovládacím zařízením v rovině A — A obr. 1.An exemplary embodiment of a variable capacitor control device according to the invention is shown schematically in the drawings, wherein Fig. 1 is a front view of a grouping of parts of a control device and Fig. 2 is a sectional view of the control device in plane A-A of Fig. 1.

Ovládací zařízení proměnného kondenzátoru podle vynálezu na ob,r. č. 1 a obr. č. 2 je sestaveno na základové desce 2 v jeden celek. Společnou hřídelí 9 jsou spojeny potenciometr 4 regulace, potenciometr 5 indikace polohy kondenzátoru, které mohou být v některých případech sdruženy, náhonová vačka 3 ge stejnosměrným elektromiotorkem s převodovkou 1. Na náhonovou vačku 3 se při jejím otáčení navíjí pásek 6 náhonu. Otáčení náhonové vačky 3 je omezeno rozsahem otáčení snímacího potenciometru 4 a potenciometru 5 indikace polohy, který zpravidla bývá 270°. Krajní polohy otáčení jsou zajištěny elektro-mechanicky pomocí narážky 7 koncových spínačů 8 a koncovými spínací 8. Narážka 7 koncových spínačů 8 je pevně spojena s náhonovou vačkou 3. Při otáčení náhonové vačky 3 do krajních poloh se stejnosměrný elektromotorek s převodovkou 1 koncovými spínači 8 vypne.The variable capacitor control device according to the invention for FIG. 1 and 2 is assembled on the base plate 2 in one piece. A control potentiometer 4, a capacitor indication potentiometer 5, which in some cases may be associated, are connected by a common shaft 9, a drive cam 3 ge with a DC electromotor with a gearbox 1. The drive belt 6 is wound on the drive cam 3 as it rotates. The rotation of the drive cam 3 is limited by the range of rotation of the sensing potentiometer 4 and the position indicator potentiometer 5, which is typically 270 °. The limit positions of rotation are secured electromechanically by the limit switch stopper 7 and the limit switch stopper 7. The limit switch stopper 7 is fixedly connected to the drive cam 3. When the drive cam 3 is turned to the extreme positions, the DC motor with gearbox 1 is switched off. .

Ovládání proměnného kondenzátoru nebo proměnného LC obvodu pomocí ovládacího zařízení podle vynálezu probíhá tak, že pásek G náhonu, který je spojen s pohyblivou deskou proměnného kondenzátoru, jejíž polohou k desce pevné se mění kapacita kondenzátoru, se při zapnutém stejnosměrném elektromotorku s převodovkou 1 odvíjí nebo navíjí na náhonovou vačku 3. Na společném hřídeli 9 upevněný snímací potenciometr 4 regulace je elektrioky zapojen v systému servopohonu, který velikostí napětí a směrem proudu zapíná, vypíná stejnosměrný elektromotorek s převodovkou 1 nebo mění směr a rychlost jeho otáčení. Potenciometr 5 indikace polohy, který je také mechanicky pevně spojen se společnou hřídelí 9, je elektricky propojen s měřičem umístěným na panelu ‘vysokofrekvenčního zařízení, kde opticky indikuje okamžité nastavení kondenzátoru.The control of the variable capacitor or variable LC circuit by means of the control device according to the invention is carried out in such a way that the drive belt G, which is connected to a movable variable capacitor plate having fixed capacitor capacitance, is unwound or wound with the geared motor. The control sensing potentiometer 4, which is mounted on a common shaft 9, is electrically connected in a servo-drive system which switches the voltage and current direction on, offsets the DC motor with the gearbox 1 or changes the direction and speed of its rotation. The position indication potentiometer 5, which is also mechanically fixed to the common shaft 9, is electrically connected to a meter located on the panel of the RF device, where it optically indicates the instantaneous setting of the capacitor.

Ovládací zařízení podle vynálezu je zejména vhodné pro ovládání přizpůsobovacího kondenzátoru s pohyblivou deskou zavěšenou na izolačních táhlech, skládajícího' se z malého stejnosměrného motorku s převodovkou 1, spojenou jediným společným hřídelem 9 se snímacím potenciometrem 4 regulace, potenciometrem 3 indikace polohy kondenzátoru a tvarovanou náhonovou vačkou 3, na niž se navíjí pásek 6 nebo ohebné lanko, které je izolačně spojeno s pohyblivou déskou kondenzátoru. Otáčením tvarované náhonové vačky 3 se navíjením nebo odvíjením pásku 6 přibližuje nebo oddaluje pohyblivá deska kondenzátoru od desky pevné, a tím mění kapacitu proměnného kondenzátoru. Tvarem náhonové vačky 3 lze ovlivnit průběh kapacity proměnného kondenzátoru v závislosti na úhlu pootočení náhonové vačky 3, takže je možno příkladně volit průběh kapacity lineární, exponenciální, logaritmický a nebo speciální.The control device according to the invention is particularly suitable for operating a matching capacitor with a movable plate suspended on insulating rods consisting of a small DC motor with a gearbox 1, connected by a single common shaft 9 with a sensing potentiometer 4, a potentiometer 3 3 to which a strip 6 or a flexible cable is wound, which is insulatingly connected to the movable length of the capacitor. By rotating the shaped drive cam 3, by winding or unwinding the strip 6, the movable capacitor plate approaches or moves away from the fixed plate, thereby changing the capacity of the variable capacitor. The shape of the drive cam 3 can influence the capacity curve of the variable capacitor depending on the angle of rotation of the drive cam 3, so that, for example, the capacity curve can be selected linear, exponential, logarithmic or special.

Claims

печет

Variable capacitor control device, characterized in that a DC motor with a gearbox (1) mounted on a base plate (2) is connected by a single common shaft (9) to a sensing potentiometer (4), a potentiometer (5J position indication) and a drive cam (3) for winding the drive belt (6).

2 Drawing guides