DE1491382B2 - MAGNETIC RON GENERATOR, IN PARTICULAR FOR HIGH FREQUENCY HEATING - Google Patents
MAGNETIC RON GENERATOR, IN PARTICULAR FOR HIGH FREQUENCY HEATINGInfo
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Description
I 491 382I 491 382
3 43 4
Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden wird der Emitlersirom des Transistors 12 in einemDrawings shown and are shown below the Emitlersirom of the transistor 12 in one
näher beschrieben. Es zeigt zweistufigen Gleichstromverstärker mit Transistorendescribed in more detail. It shows two-stage DC amplifier with transistors
F i g. 1 eine Schaltungsanordnung eines Magne- 19, 20 verstärkt, und der verstärkte EmiuerstromF i g. 1 a circuit arrangement of a magnet 19, 20 amplified, and the amplified Emiuerstrom
trongenerators, des Transistors 12 wird der im Kollektorkreis destrongenerators, the transistor 12 is in the collector circuit of the
F i g. 2 ein Zeitdiagramm. 5 Transistor 20 liegenden Magnetspule 6 zugeführt.F i g. 2 is a timing diagram. 5 transistor 20 lying magnet coil 6 is supplied.
Der in Fig.! dargestellte Magnetrongenerator Der Transistor 19 enthält einen in den EmitterkroisThe one in Fig.! Magnetron generator shown. The transistor 19 contains one in the emitter circles
weist ein Magnetron 1 mit einer Leistung von etwa eingefügten Gegenkopplungswiderstand 21, und diehas a magnetron 1 with a power of approximately inserted negative feedback resistor 21, and the
2 kW zum Erzeugen von UHF-Schwingungen mit Transistoren Ϊ9 und 20 sind mit je einem mit der2 kW for generating UHF oscillations with transistors Ϊ9 and 20 are each with one with the
einer Wellenlänge von 12 cm auf. Die Anode und die Basiselektrode verbundenen Stabilisierungswiderstanda wavelength of 12 cm. The anode and the base electrode connected stabilization resistor
Kathode des Magnetrons 1 sind mit den Ausgangs- io 22 und 23 yerehen.The cathode of the magnetron 1 is connected to the output io 22 and 23 yerehen.
klemmen eines Gleichrichters 2 verbunden, der an Bei dem beschriebenen Regelkreis 4 wird durchterminals connected to a rectifier 2, which is connected to the control circuit 4 described by
die Klemmen eines Dreiphasen-Wechselspannungs- Stabilisierung des Magnetrongleichstroms eine erheb-the terminals of a three-phase alternating voltage stabilization of the magnetron direct current a considerable
netzes angeschlossen ist. Der Magnetrongenerator liehe Verringerung der auftretenden Schwankungennetwork is connected. The magnetron generator lent a reduction in the fluctuations that occur
bildet einen Teil eines ip. der Figur nicht weiter dar- der von dem Magnetron 1 abgegebenen Leistungforms part of an ip. The figure does not show the power output by the magnetron 1
gestellten Hochfrequenzofens, wobei für intermittie- 15 erhalten. Wenn der Magnetrongleichstrom ansteigt,placed high frequency furnace, being obtained for intermittent 15. When the magnetron DC increases,
renden Betrieb in den Speisekreis ein zum Ein- und so vergrößert sich infolge des Spannungsanstiegs amrunning operation in the supply circuit and so increases as a result of the increase in voltage on
Ausschalten des Magnetrons 1 dienender Schalter 3 Kondensator 10 der Emitterstrom des Transistors 12Switching off the magnetron 1 serving switch 3 capacitor 10 the emitter current of the transistor 12
eingefügt ist. und somit auch der Err.-.verstrom für die Magnet-is inserted. and thus also the Err.-. v ercurrent for the magnet
Zur Verringerung der z. B. durch Netzspunnungs- spule 6, wodurch sich ciaj magnetische Feld des
Schwankungen hervorgerufenen Är.Jerungen in der 30 Magnetrons 1 verstärkt. Diese Feldverstärkung wirkt
abgegebenen Leistung des Magnetrons 1 enthält der der Vergrößerung des Magnetrongleichstroms entdargestellte
Magnetrongenerator einen Regelkreis 4 gegen, während umgekehrt bei Verkleinerung des
mit dem an den Speisekreis des Magnetrons 1 ange- Magnetrongleichstroms die folglich auftretende
ichlossenen Steuerkreis 5. Der Ausgangskreis des Schwächung des Magnetfeldes der Verringerung des
Regelkreises 4 ist an eine Magnetspule 6 des Magnet- 25 Magnetrongleichstroms entgegenwirkt. Auf diese Weise
Systems des Magnetrons 1 angeschlossen, dessen werden die Schwankungen bei der vom Magnetron
Erregerstrom und somit das Magnetfeld des Magne- gelieferten Leistung von z. B. mehreren hundert Watt
trons durch den Regelkreis 4 gesteuert wird. Um auf einige zehn Watt herabgedrückt,
bei Verwendung dieses Regelkreises 4 eine besonders Im Betrieb wurden durch die beschriebene Vor-♦infacne
und zweckvolle Magnetronbauart zu erzielen, 30 richtung vorzügliche Ergebnisse erzielt, aber bei auswird
das Magnetsystem des Magnetrons 1 durch die führlichen Prüfungen wurde noch festgestellt, daß
ftls gesonderte Rcgelspule ausgebildete Magnetspule 6 die Lebensdauer des Magnetrons 1 den Erwartungen
gemeinsam mit einem in F i g. 1 schematisch dar- nicht genügte, was darauf zurückzuführen war, daß
gestellten Dauermagneten 7 geoildet, deren Magnet- jeweils beim Einschalten des Magnetrons 1 kurzzeitig
Felder sich gegenseitig unterstützen. 35 ein Scheitelstrom durch das Magnetron 1 floß, derTo reduce the z. B. by Netzspunnungs- coil 6, whereby the magnetic field of the fluctuations caused Är.Jerungen in the 30 magnetron 1 is strengthened. This field amplification acts on the power output of the magnetron 1, the magnetron generator, which is depicted as the magnetron direct current, counteracts a control circuit 4, while, conversely, when the magnetron direct current is reduced with the magnetron direct current connected to the supply circuit of the magnetron 1, the consequent closed control circuit 5. The output circuit of the weakening of the magnetic field the reduction of the control circuit 4 is counteracted by a magnetic coil 6 of the magnetic 25 magnetron direct current. In this way, the system of the magnetron 1 is connected, the fluctuations in the excitation current supplied by the magnetron and thus the magnetic field of the magnet of z. B. several hundred watt trons is controlled by the control circuit 4. To be pushed down to a few tens of watts
When using this control circuit 4, excellent results were achieved in operation by the described preliminary and appropriate magnetron design, but when the magnet system of the magnetron 1 was extensively tested, it was found that ftls formed a separate control coil Magnetic coil 6 the service life of the magnetron 1 meets the expectations together with one shown in FIG. 1 shown schematically was not sufficient, which was due to the fact that provided permanent magnets 7 are formed, the magnetic fields of which mutually support each other briefly when the magnetron 1 is switched on. 35 a peak current flowed through the magnetron 1, the
In der in F i g. 1 dargestellten Ausführungsform eine Überlastung des Magnetrons 1 Hervorrief. WirdIn the in F i g. 1, an overload of the magnetron 1 caused. Will
wird der Steuerkreis 5 des Regelkreises 4 durch einen das Magnetron 1 durch den Schalter 3 eingeschaltet,the control circuit 5 of the control circuit 4 is switched on by the magnetron 1 by the switch 3,
in den Glcichstromspeisekreis des Magnetrons 1 ein- so wird in diesem Zeitpunkt das Magnetfeld desinto the DC feed circuit of the magnetron 1, the magnetic field of the
gefügten Reihenwiderstand 8 und ein darauffolgendes Magnetrons 1 nur durch die Dauermagnete in diesemjoined series resistor 8 and a subsequent magnetron 1 only by the permanent magnets in this
Glättungsfilter zum Glätten etwaiger Welligkeits- 40 geliefert, die nur einen Bruchteil des erforderlichenSmoothing filter for smoothing out any ripple- 40 supplied, which is only a fraction of the required
Spannungen gebildet. Dabei besteht das Filter aus Magnetfeldes liefern, wodurch der Magnetrongleich-Tensions formed. The filter consists of supplying a magnetic field, whereby the magnetron equilibrium
einem Reihcnwiderstand 9 und einem Querkonden- strom einen maximalen Wert hat. bis nach einera series resistor 9 and a transverse condenser current has a maximum value. until after one
Sator 10, der über einen verhältnismäßig hohen durch die Zeitkonstante der Regelvorrichtung 4 be-Sator 10, which is loaded over a relatively high by the time constant of the control device 4
iReihenwiderstand 11 an die Basiselektrode eines als stimmten Zeitverzögerung das Magnetfeld des Magne-i series resistance 11 to the base electrode of a time delay the magnetic field of the magnetic
Vcrgleichschaltung geschalteten Transistors 12 ange- 45 trons 1 durch die Erregung der Magnetspule 6 denCompensating connected transistor 12 is 45 trons 1 by the excitation of the magnetic coil 6 den
schlossen ist. dessen Emitterkreis zu diesem Zweck normalen Wert annimmt. Die Zeitkonstante desis closed. whose emitter circuit assumes normal value for this purpose. The time constant of the
eine Zcnerdiode Ϊ3 enthält. Dabei ist die Basiselek- Regelkreises 4 in dem dargestellten Ausfühnmgs-contains a Zcnerdiode Ϊ3. The Basiselek control circuit 4 is in the illustrated embodiment
Itrodc des Transistors 12 über einen Basis-Emitter- beispiel wird im wesentlichen durch die ZeitkonstanteItrodc of transistor 12 via a base-emitter example is essentially determined by the time constant
'Widerstand 14 mit der Emitterelektrode verbunden, des Glättungsfilter 9, 10 und die Größe der Magnet-'Resistor 14 connected to the emitter electrode, the smoothing filter 9, 10 and the size of the magnetic
und die Speisespannung des Transistors 12 wird 30 spule 6 bedingt.and the supply voltage of the transistor 12 is 30 coil 6 conditioned.
einem über einen Transformator 15 an das Wechsel- In dem Zeitdiagramm nach F i g. 2 hat der Magnespannungsnetz angeschlossenen Gegentaktgleichrich- trongleichslrom den durch die Kurve α dargestellten Her mit den Dioden 16 und 17 und einem an den Verlauf. Im Einschaltzeitpunkt T0 hat der Magnetron-Ausgangskreis des Gleichrichters angeschlossenen gleichstrom einen maximalen Wert, z. B. das Drei-Cilättungskondensator 18 entnommen. 55 fache de, normalen Wertes /0, und wird erst durchone via a transformer 15 to the alternating In the timing diagram of FIG. 2, the push-pull rectifier connected to the magnetic voltage network has the Her, represented by the curve α , with the diodes 16 and 17 and one on the course. At the switch-on time T 0 , the magnetron output circuit of the rectifier connected direct current has a maximum value, e.g. B. the three-Cilättungskondensator 18 removed. 55 times de, normal value / 0 , and is only through
Wenn in der soeben beschriebenen Vergleichs- die Wirkung des Regelkreises 4 nach einer durch
schaltung die Spannung des Kondensators 10 die die Zeitkonstante des Regelkreises bedingten Zeit-Zenerspannung
der Zenerdiode 13 überschreitet, fließt verzögerung auf den normalen Wet 1/„ gebracht,
durch den Emitterkreis des Transistor 12 ein Emitter- Unter Aufrechterhaltung der bereits erzielten Vorstrom,
dessen Größe proportional dem Unterschied 60 teile wird diese Schwierigkeit nach der Erfindung
zwischen dar Spannung des Glättungskondensators 10 auf einfacne Weise dadurch behoben, daß der Regel-
und der Zenerspannung ist. Die Größe des Emitter- kreis 4 (s. Fi g. 1) weiter einen Hilfssteuerkreis 33
Stroms ist dabei in einem großen Temperaturbereich enthält, der beim Einschalten des Magnetrons 1 einen
von der Temperatur unabhängig. Die Basis-Emitter- verzögert abnehmenden Hilfserregerstrom für die
Spannung des Transistor 12 und die Zenerspannung 65 als Regelspule ausgebildete Magnetspule 6 des Magneweisen
remperalurkoeffizienten entgegengesetzter Po- trons 1 liefert. In der dargestellten Atisführungsform
larität auf. wird der Hilfssteuerkreis 33 .lurch einen über einenIf, in the comparison just described, the effect of the control circuit 4 after a circuit, the voltage of the capacitor 10 exceeds the time Zener voltage of the Zener diode 13 caused by the time constant of the control circuit, the delay flows to the normal Wet 1 / ",
through the emitter circuit of the transistor 12 an emitter while maintaining the already achieved bias current, the size of which is proportional to the difference 60 parts, this difficulty is solved according to the invention between the voltage of the smoothing capacitor 10 in a simple manner that the control and the Zener voltage is. The size of the emitter circuit 4 (see FIG. 1) also contains an auxiliary control circuit 33 of the current in a large temperature range which, when the magnetron 1 is switched on, is independent of the temperature. The base-emitter decreasing auxiliary excitation current for the voltage of the transistor 12 and the Zener voltage 65, which is designed as a control coil, supplies the magnetic coil 6 of the magnetic temperature coefficients of opposite propellants 1. In the illustrated Atisführungform larity on. is the auxiliary control circuit 33 .lurch through a
Zum Steuern iles Erregerstroms der Magnetspule 6 mit dem Schalter 3 gekoppelten Schaltkontakt 34 anTo control iles the excitation current of the solenoid 6 with the switch 3 coupled switching contact 34 on
5 65 6
den Aiisgangskreis des Gleichrichters 16, 17 ange- nur einen geringen F;nt!adestrom zu liefern braucht, schlossenen Kondensator 35 gebildet, der durch einen um über den Verstärker 19, 20 den vollen Erreger-Reihenwiderstand 36 über ein zweites Paar von Ein- strom durch die Magnetspule zu erzeugen, so daß gangsklemmen 37, 38 mit dem Eingangskreis des ein verhältnismäßig kleiner Kondensator 35 genügen Transistorverstärkers 19 verbunden ist. Wenn der 5 kann.the output circuit of the rectifier 16, 17 has only a small F ; nt! adestrom needs to supply, closed capacitor 35 is formed by a through the amplifier 19, 20 to generate the full exciter series resistance 36 via a second pair of inflow through the magnet coil, so that output terminals 37, 38 with the Input circuit of a relatively small capacitor 35 is sufficient transistor amplifier 19 is connected. If the 5 can.
Schalter 3 geöffnet ist, ist der Schaltkontakt 34 ge- Das Zeitdiagramm der F i g. 2 zeigt noch den schlossen, und der Kondensator 35 ist dann bis zu Magnetrongleichstrom beim Schließen des Schalters 3. der vollen Speisespannung des Gleichrichters 16, 17 Entsprechend dem Vorstehenden hat der Magnetronaufgeladen, wobei über den Reihenwiderstand 36 nach gleichstrom den durch die Kurve b angedeuteten der Basiselektrode des Transistors 19 ein Hilfssteuer- io Verlauf, wobei der Magnetrongleichstrom von einem strom fließt, der nach Verstärkung in den Tran- Minimalwert im Einschaltpunkt T0 allmählich bis sistoren 19 und 20 durch die Magnetspule einen zu dem gewünschten Wert ansteigt. Scheitelström« maximalen Erregentrom erzeugt. Dann hat das im Magnetron 1, die, wie vorstehend erwähnt, die Magnetfeld des Magnetrons 1, das aus dem magne* Lebensdauer des Magnetrons verkürzen, treten in tischen Feld des Dauermagneten und dem Magnetfeld ij der Vorrichtung nach der Erfindung nicht auf, da der Magnetspule θ zusammengesetzt ist, einen Maxi* hier beim Einschalten der Magnetrongleichstrom -11-malwert. mählich bis zum gewünschten Wert zunimmt, was Switch 3 is open, the switch contact 34 is The timing diagram of FIG. 2 shows yet closed the and the capacitor 35 is then up to Magnetrongleichstrom upon closing of the switch 3 of the full supply voltage of the rectifier 16, 17 According to the foregoing, the Magnetronaufgeladen, wherein after DC to b by the curve indicated via the series resistor 36 of the Base electrode of transistor 19 has an auxiliary control curve, the magnetron direct current flowing from a current which, after amplification to the minimum value at switch-on point T 0, gradually rises to the desired value through the magnet coil to transistors 19 and 20. Peak flow «generates maximum excitation current. Then that in the magnetron 1, which, as mentioned above, the magnetic field of the magnetron 1, which shorten from the magne * life of the magnetron, do not occur in the table field of the permanent magnet and the magnetic field ij of the device according to the invention, as the magnetic coil θ is composed, a maxi * here when switching on the magnetron direct current -11 times value. gradually increasing to the desired value, what
punkt T0 geschlossen wird, wird der Schaltkontakt 34 rung der Lebensdauer des Magnetrons mit sich bringt, geöffnet, worauf der bis zur vollen Ausgangsspannung *> Eine in der Praxis ausführlich erprobte VorrichtungPoint T 0 is closed, the switching contact 34 brings the life of the magnetron with it, opened, whereupon the up to the full output voltage *> A device that has been extensively tested in practice
des Gleichrichters 16,17 aufgeladene Kondensator 35 nach der Erfindung hatte die nachfolgenden Daten: sich über den Reihenwiderstand 36 entlädt und durchof the rectifier 16, 17 charged capacitor 35 according to the invention had the following data: discharges through the series resistor 36 and through
die Transistoren 19, 20 in der Magnetspule 6 einen Magnetron verzögert abnehmenden Hilfserregerstrom erzeugt. Abmessungen der Dauer-the transistors 19, 20 in the magnetic coil 6 a magnetron Delayed decreasing auxiliary excitation current generated. Dimensions of the permanent
dessen Abnahmegeschwtndigkeit durch die Entlade- ·$ magnete 30 0 20 · 80 mm, 4 Stückits removal rate through the discharge magnets 30 0 20 80 mm, 4 pieces
zeitkonstante des Kondensators 35 bedingt wird. Magnetfeld der Dauerweiche Konstante im wesentlichen durch den Wert magnete 30 970 Gaußtime constant of the capacitor 35 is conditioned. Magnetic field of the permanent soft constant essentially through the value magnets 30 970 Gauss
des Kondensators 35 und den damit in Reihe geschal- Anzahl Windungen derof the capacitor 35 and the number of turns in series with it
teten Widerstand 36 bestimmt wird. Von dem Ein- Magnetspule 6 1875ended resistance 36 is determined. From the one solenoid 6 1875
schaltzeitpunkt T0 an nimmt das Magnetfeld des 3» Abmessungen der Magnet-Magnetrons von einem Maximalwert allmählich ab. sPule * 0 80 · 40 mmswitching time T 0 , the magnetic field of the 3 »dimensions of the magnetic magnetron gradually decreases from a maximum value. s P ule * 0 80 x 40 mm
so daß dementsprechend der Magnetrongleichstrom Magnetfeld der Magnet-so that accordingly the magnetron direct current magnetic field of the magnetic
allmählich zunimmt, bis durch die Wirkung des spule 6 bei maximalergradually increases until by the action of the coil 6 at maximum
gleichstrom den gewünschten stabilen Wert erreicht 35 Gesamtahmessungendirect current reaches the desired stable value 35 overall measurements
hat. des Magnetrons 1 130-80-130 mmHas. of the magnetron 1 130-80-130 mm
kreis die Regelung von dem Hilfssteuerkreis 33. der Regelvorrichtung weiterhin keinen Einfluß mehr auf den Regelvorgang Transistoren 12 19 OC 74circle the regulation of the auxiliary control circuit 33rd of the control device furthermore no more influence on the control process transistors 12 19 OC 74
hat. Um dabei eine glatte Regelung ohne Ausschwing- *o Transistor 20 ' ASZ 15Has. In order to achieve a smooth regulation without decay * o transistor 20 'ASZ 15
erscheinungen zu erzielen, ist es vorteilhaft die Zeit- Widerstand 8 '.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'. 15 OhmTo achieve appearances, it is advantageous to use the time resistance 8 '.'. '.'. '.'. '.'. '.'. '.'. 15 ohms
konstante des Hilfssteuerkreises 33. die durch d.e w.derstand 9 680 Ohmconstant of the auxiliary control circuit 33. the through d.e w.derstand 9 680 ohms
des Regelkreises 4 zu machen. In dem dargestellten *5 Zenerdiode 13 OAZ 206 of the control circuit 4 to make. In the illustrated * 5 Zener diode 13 OAZ 206
Ausführungsbeispiel ist die Zeitkonstante des Hilfs- Kondensator 35The embodiment is the time constant of the auxiliary capacitor 35 500 uF500 uF
Steuerkreises 33 um den Faktor 7 größer als die Widerstand 36 Control circuit 33 larger by a factor of 7 than resistor 36 ..'.'.'.'.'.'.'.'.'. .. '.'. '.'. '.'. '.'. '. 10 000 Ohm10,000 ohms
des Regelkreises.of the control loop.
Wenn aus dieser Betriebslage heraus der Schalter 3 Es sei hier noch bemerkt, daß der vorstehencIf from this operating position the switch 3 It should be noted here that the protruding c
geöffnet wird, schließt sich der Schaltkontakt 34. 50 beschriebene Regelkreis auch auf andere Weise au;is opened, the switching contact 34. 50 described control loop closes in a different way;
und der Kondensator 35 des Hilfssteuerkreises 33 gebildet werden kann. Der Schaltkontaki 34 könnt;and the capacitor 35 of the auxiliary control circuit 33 can be formed. The Schaltkontaki 34 can;
lädt sich bis zur vollen Ausgangsspannung des Gleich- z. ?. derart ausgebildet werden, daß bei Betätisunicharges up to the full output voltage of the DC z. ?. be designed in such a way that at Betätisuni
richters 16 und 17 auf. worauf sich beim Schließen des Schalters 3 vor dem Einschaltzeitpunkt dejudges 16 and 17. whereupon when the switch 3 is closed before the switch-on time de
des Schalters 3 der vorstehend beschriebene Zyklus Schaltkontakt 34 zum Aufladen des Kondensators 3iof the switch 3 of the above-described cycle switch contact 34 for charging the capacitor 3i
wiederholt. Es ist dabei vorteilhaft, den Hilfssteuer- 55 geschlossen wird, während im Einschaltzeitpunkt <iei repeated. It is advantageous here for the auxiliary control 55 to be closed while at the switch-on time <iei
kreis 33 an den Eingangskreis des Gleichstromver- Schaltkontakt 34 wie bei dtr dargestellten Ausfühcircuit 33 to the input circuit of the DC switch contact 34 as in the execution shown in dtr
stärkers 19. 20 anzuschließen, da der Kondensator 35 rungsform geöffnet wird.Stronger 19. 20 to connect, since the capacitor 35 is opened approximately form.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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