DE1828173U - Vorrichtung zum parallelbetrieb von mindestens zwei hochfrequenzgeneratoren mit je einem kapazitiven belastungswiderstand. - Google Patents

Description

• "Vorrichtung zum Parallelbetrieb von mindestens zwei Hochfrequenzgeneratoren mit je einem kapa-

  zitivenBelastungswiderstand"

  Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung zum Parallelbetrieb von mindestens zwei Hochfrequenzgeneratoren mit je einem kapazitiven Belastungswiderstand, insbesondere mit je einem Elektrodensystem für kapazitive Wärmebehandlung, unter Verwendung einer Ausgleichsleitung.
• Der Parallelbetrieb von zwei (oder mehr) Generatoren ist dadurch von Bedeutung, daß kleinere Leistungseinheiten kombiniert und damit in größeren Stückzahlen gebaut werden können, und daß bei Ausfall eines Generators der Betrieb mit dem oder den übrigbleibenden, beispielsweise mit der halben Hochfrequenzleistung, weitergeführt werden kann.
• Einrichtungen zum Parallelbetrieb mehrerer Hochfrequenzgeneratoren durch einfache Verbindungsleitungen zwischen den"heißen" Elektroden, wenn die Elektrodensysteme geringen Abstand haben, sind schon bekannt geworden. Größere Generatoren an einer Durchlaufanlage mit je einem Elektrodensystem, die nicht miteinander verbunden sind, müssen-bei unterschiedlicher Beschickung-durch mechanische Verstellvorrichtungen des Elektrodenabstandes ständig so geregelt werden, daß die Generatoren annähernd gleich belastet sind. Das macht bei mechanisch geregelten Verstellvorrichtungen große Schwierigkeiten. Liegen bei Generatoren größerer Leistung die Elektrodensysteme weiter auseinander, beispielsweise infolge der Vergrößerung der Generatorenschränke, so wird bei einer einfachen Verbindung der"heißen"Elektroden und bei Frequenzen in

  Y

  der Nähe von 107 Hertz eine praktisch gleichmäßige Lastübernahme

  auf beide Generatoren zwischen Leerlauf und Vollast nicht mehr erreicht.
• Es sind schon Schaltungen bekannt geworden, bei denen einer der Hochfrequenzgeneratoren die Steuerleistung für den oder die anderen mitliefert. Bei dieser Bauweise werden die einzelnen Hochfrequenzgeneratoren bei gleicher Leistung verschieden gebaut, da in einzelnen Generatoren die Gitterkreise entfallen. Diese Unterschiedlichkeit setzt aber die Anwendbarkeit dieser Bauweise herab.
• Es ist weiterhin zum Erreichen einer größeren Hochfrequenzleistung im Werkstück bekannt, die Schwingkreise von zwei oder mehreren Generatoren zu einem gemeinsamen Schwingkreis zusammen zu fassen. Die entsprechend zu bemessenen Verbindungsleitungen zwischen den einzelnen Generatoren führen dabei den verhältnismäßig hohen resultierenden Schwingkreisstrom, wobei die resultierende Schwingkreisgüte erheblich kleiner als die der ursprünglichen

  Schwingkreise ist.

  Es ist weiterhin bekannt, Hochfrequenzgeneratoren mit einer

  gleichen und festen Frequenz auf ein gemeinsames Behandlungsgut

  arbeiten zu lassen, wobei die beiden Generatoren durch entspre-

  chende A-bzw.---Leitungen voneinander entkoppelt sind,

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  so daß eine gegenseitige Beeinflussung nicht stattfindet. Im

  Gegensatz zu den bekannten Anordnungen besteht die der Neuerung

  zugrundeliegende Aufgabe in der Schaffung einer Vorrichtung zum Parallelbetrieb von mindestens zwei Hochfrequenzgeneratoren, die es ermöglicht, die gesamte Hochfrequenzgeneratorleistung je nach dem Betriebszustand der Anlage auf die verschiedenen Elektrodensysteme einzeln oder gemeinsam zu übertragen, wobei die entstehende Frequenzdrift zwischen Vollast und Leerlauf keinen Einfluß auf den Parallelbetrieb haben soll, so daß ein Festfrequenzbetrieb nicht vorzuliegen braucht. Darüber hinaus soll die Kreisgüte der einzelnen Generatoren erhalten bleiben. Gemäß der Neuerung wird dies dadurch erreicht, daß die Ausgleichsleitung so angeordnet ist, daß sie die Verbindungsleitungen zwischen den Generatorausgängen und den zugehörigen Belastungswiderständen verbindet und so ausgebildet ist, daß sie eine galvanische Verbindung darstellt, die im Hinblick auf die Generatorbetriebsfrequenz und den Abstand der Belastungswiderstände hochfrequenzmäßig kapazitiven Charakter aufweist. Mit Vorteil dient als Ausgleichsleitung ein Vierpol mit hochfrequenzmäßig kapazitivem Charakter. Als eine besonders vorteilhafte Lösungsmöglichkeit kann als Ausglelchsleitung eine koaxiale Leitung verwendet werden, vorzugsweise mit rundem Querschnitt.

  Diese kann so ausgeführt werden, daß ihr Wellenwiderstand kleiner

  als ihr Abschlußwiderstand und ihre elektrische Länge (definiert

  als, ;. e ist dabei die geometrische Länge des Leiters,

  E die Dielektrizitätskonstante des umgebenden Madiums) kleiner

  als 1/4 der Wellenlänge (in Luft) der Betriebsfrequenz ist, Nach

  der weiteren Erfindung kann als Ausgleichsleitung auch eine koaxiale

  Leitung mit rechteckigem, insbesondere quadratischem, Querschnitt dienen. Koaxiale Leitungen mit rundem Querschnitt sind wegen des einfachen und billigen Aufbaues besonders vorteilhaft, Die recht ? eckigen koaxialen Leitungen passen sich besonders gut schon vorhandenen Abschirmschächten und dergleichen an. Weiter sind die Ausgleichsleitungen mit Vorteil abschaltbar, um mit einem Hochfrequenzgenerator allein arbeiten zu können, oder weitere. Generatoren bei erhöhtem Leistungsbedarf zuschalten zu können.
• Bei einer Vorrichtung gemäß der Neuerung wird die Bedienung kapazitiver Hochfrequenzanlagen mit mehr als einem Hochfrequenzgenerator sehr vereinfacht, so daß ungelernte Kräfte damit betraut werden können. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der neuen Vorrichtung ist es, daß untereinander gleich gebaute Generatoren benutzt werden können, so daß für die Parallelschaltung mehrerer Generatoren keine Änderungen an serienmäßig gefertigten Hochfrequenzgeneratoren nötig werden.
• Die Schwierigkeiten einer einfachen Verbindung zwischen den "heißen"Elektroden bei größeren Abständen liegt darin, daß bei den hohen Frequenzen und dem großen Abstand jede einfache Verbindungsleitung bereits einen beachtlichen induktiven Blindwiderstand darstellt. In Verbindung mit anderen Bauteilen können dann Resonanzgebilde entstehen, die entweder von der Grundwelle des Hochfrequenzgenerators oder den zahlreich vorhandenen Oberwellen erregt werden können und dabei unerwünschte Spännungsüberhöhungen und andere Störunge ! hervorrufen, oder die ein Umschwingen der Generatoren auf eine andere Grundwelle, bei der günstigere Pha-

  senbedingungen für die Rückkopplung vorliegen, eintreten lassen

  können. Die Qleichheit der Lastabgabe von zwei oder mehr Generatoren ist bei einer Vorrichtung nach der Neuerung auch bei stark unterschiedlicher Belastung der zugehörigen Elektrodensysteme mit zu erwärmendem Gut gegeben. Befindet sich das Gut-beispielsweise in einem Durchlaufsystem-nur in einem der parallel geschalteten Behandlungskondensatoren, so geben doch die parallelgeschalteten Hochfrequenzgeneratoren ohne jede Umschaltung praktisch die gesamte zur Verfügung stehende Hochfrequenzleistung auf das Gut in dem einen Elektrodensystem ab. Die beiden Generatoren arbeiten dabei auf gleicher Frequenz.
• In Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel gemäß der Neuerung dargestellt. Die Verbindungsleitungen zwischen Generator I und der einen Behandlungselektrode sind mit 1, die zwischen Generator II und der anderen Behandlungselektrode mit 2 bezeichnet. Beide Systeme von Verbindungsleitungen einschließlich ihrer Abdeckungen (Schirme) 3 und 4 (zum Teil nicht dargestellt) sind durch die Ausgleichsleitung verbunden, die aus dem Innenleiter 5 und dem Außenleiter 6 besteht. Die bewegliche Verbindung zur Behandlungelektrode für den Generator II trägt das Zeichen 7. Eine entsprechende Verbindung ist auch am Generator I vorhanden, aber nicht dargestellt.
• In Figur 2 ist ein hochfrequentes Ersatzschaltbild als Beispiel für eine Einrichtung mit Parallelschaltung durch einfache Leitengen bei größerer räumlicher Entfernung angegeben, bei der also ein stabiler Betrieb nicht möglich ist. Darin ist 11 der Schwingkreis des Generators I und 12 der des Generators II. Die zugehörigen Gehäuse bzw. Schächte sind mit 13 und 14 bezeichnet. Zwischen den Platten der Behandlungselektroden (Elektrodensysteme) 15 und 16 liegt je ein Stück 17 und 18 des zu erwärmenden Gutes.
• Die beweglichen Verbindungen 7 zwischen den Hochfrequenzgeneratoren I und II und den zugehörigen Behandlungselektroden sind als Transformationsleitungen 19 und 20 ausgebildet. Zwischen diesen liegt die Leitung für die Parallelschaltung, die hochfrequenzmäßig für den Fall einer gewöhnlichen Leitungsverbindung als Induktivität 21 dargestellt ist.
• In Figur 3 ist die Vorrichtung nach der Neuerung hochfrequenzmäßig dargestellt, also unter der Voraussetzung, daß die Verbindungsleitungen zu den Elektrodensystemen durch eine koaxiale Leitung bei gleicher räumlicher Entfernung der Elektrodensysteme wie in Figur 2 verbunden sind. Die koaxiale Leitung ist so bemessen, daß ihre Länge kleiner als 1/4 der Wellenlänge der Betriebsfrequenz der Generatoren ist und ihr Wellenwiderstand kleiner als ihr Abschlußwiderstand ist. Unter diesen Voraussetzungen stellt im Ersatzschaltbild Fig. 3 die koaxiale Leitung 22 eine galvanische, aber hochfrequenzmäßig kapazitive Verbindung dar. Offene koaxiale Leitungen (der belastete koaxiale Leitungen, deren Abschlußwiderstände zwischen o0 und ihrem Wellenwiderstand liegen, bis zu 1/4 Wellenlänge haben kapazitiven Charakter. Die mechanische Ausführung der Koaxialleitung ist bei Figur 1 beschrieben. Die Gehäuse bzw. Schirme der Generatoren sind geerdet, wie angedeutet.

Claims (1)

1. Schutzansprüche 1. Vorrichtung zum Parallelbetrieb von mindestens zwei Hochfrequenz- generatoren mit je einem kapazitiven Belastungswiderstand, insbeson- dere mit je einem Elektrodensystem für kapazitive Wärmebehandlung, unter Verwendung einer Ausgleichsleitung, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsleitung (5,6) so angeordnet ist, daß sie die Ver- bindungsleitungen (1,2,3 und 4) zwischen den Generatorausgängen und den zugehörigen Belastungswiderständen verbindet und diese so ausgebildet ist, daß sie eine galvanische Verbindung darstellt, die im Hinblick auf die Generatorbetriebsfrequenz und den Abstand der Belastungswiderstände hochfrequenzmäßig kapazitiven Charakter auf- B weist. ti M E U'I Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Aus- E gleichsleitung ein Vierpol mit hochfrequenzmäßig kapazitivem Charak- c3 æ ter dient. CD o (D Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgleichsleitung eine Koaxialleitung, vorzugsweise mit rundem Quer- schnitt, dient. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Koaxial- 3 leitung einen rechteckigen, insbesondere quadratischen, Querschnitt ! aufweist. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsleitungen abschaltbar sind.