DE3535739A1 - Tuning-antrieb fuer ein spin-getuntes magnetron - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Magnetrone, insbesondere einen Antrieb für ein spin-getuntes Magnetron. Ein spin-getuntes Magnetron ist eines, bei welchem eine rotierende Einheit innerhalb des Mantels des Magnetrons benutzt wird, um die Frequenz der Energie zu variieren, die vom Magnetron abgegeben wird. Durch Veränderung der Drehzahl dieser Einheit kann die Ausgangsfrequenz in einer pseudo-willkür­ lichen Weise variiert werden. Da die rotierende Einheit innerhalb eines evakuierten Mantels oder Gehäuses angeordnet ist, ist es üblich, die Einheit durch einen Motor über eine magnetische Kupplung anzutreiben, die ein erstes Kupplungsglied innerhalb des Gehäuses und ein zweites Kupplungsglied, das koaxial zu dem ersten ist, außer­ halb des Gehäuses hat.

Es ist übliche Praxis, einen Servomotor zu verwenden zum Antrieb dieser Einheit und es werden hierzu häufig zweiphasige Servomotoren benutzt. Ein spin-getuntes Magnetron kann auch mit fester Frequenz betrieben werden, wenn die Einheit stationär gehalten wird und es ist für diesen Zweck eine mechanische Bremse an der Motor-Antriebswelle vorgesehen. Das Magnetron kann in beiden Betriebsarten betrieben werden, sowohl spin-getuned und mit fester Frequenz, und hierbei können Probleme beim Übergang von der einen zur anderen Betriebsweise auftreten. Bei der Umschaltung von der spin-getunten zur Arbeitsweise mit fester Frequenz ist es notwendig, die Rotation der rotierenden Einheit so schnell wie möglich zu stoppen. Wenn jedoch nur die Bremse an die Motor-Antriebswelle angelegt wird, so kann die magnetische Kupplung die Kontrolle verlieren und die Einheit rotiert eigenständig weiter. Dies kann vermieden werden durch Anwendung einer regenerativen Bremse an eine Wicklung des Servomotors, während der Motor weiterhin an seiner Energiezufuhr liegt. Hierdurch wird eine Abbremsung des Motors erreicht, jedoch verbunden mit anderen Nachteilen. Wegen den relativ starken Strömen müssen die Schalteinrichtungen, die erforderlich sind, um einen Kurzschlußkreis oder eine Widerstandslast an eine Wicklung des Motors zu legen, robust sein und es werden hierzu elektromechanische Relais verwendet. Die Tätigkeit dieser kann elektrische Interferenz erzeugen und sie leiden außerdem an anderen Nachteilen, die für Relais eigen­ tümlich sind. Obwohl die Bremskraft erhöht werden kann bis zu der Bedingung oder dem Zustand, in welchem ein Kurzschlußkreis an die Motorwicklung gelegt wird, ist keine größere Bremskraft als diese verfügbar.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Tuning-Antrieb für ein spin-getuntes Magnetron zu schaffen.

Nach der Erfindung ist eine Tuning-Antriebsanordnung vorgesehen für ein spin-getuntes Magnetron, das einen mehrphasigen Antriebsmotor hat mit einer Anzahl von Erregerwicklungen und mit einer Ausgangs­ welle, die ein Kupplungsglied einer magnetischen Kupplung trägt, ferner mit einer Einrichtung für die Zufuhr von elektrischer Energie an jede Wicklung des Motors, einer reaktiven Impedanz (Blindwiderstand), der an zwei Wicklungen des Motors geschaltet ist, einer Schaltein­ richtung, um die Energiequelle von der Verbindung zwischen einem Ende der Impedanz und einer der beiden Wicklungen abzuschalten.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der einzigen Figur der Zeichnung erläutert, die schematisch eine Schaltung der Tuning-Antriebsanordnung zeigt.

Dargestellt ist ein zweiphasiger Servomotor 1 mit zwei Statorwicklungen 2 und 3. Der Rotor des Motors 4 treibe eine Welle 5 an, die mit einem Element 6 einer rotierenden magnetischen Kupplung verbunden ist. Das andere Element 7 der Kupplung liegt innerhalb des dichten Gehäuses 8 des Magnetron.

Die beiden Erregerwicklungen 2 und 3 des Servomotors 1 sind an eine Energiequelle in Form der Sekundärwicklungen eines dreiphasigen Transformators 9 gelegt, wobei jeweils eine Erregerwicklung separat an eine von zwei der Transformator-Sekundärwicklungen gelegt ist. Ein Kondensator 10 ist an die beiden Erregerwicklungen des Motors geschaltet.

Ein Schalter 11 ist zwischen der Energiequelle und der Verbindungs­ stelle zwischen einem Ende des Kondensators 10 und einer der Motor- Erregerwicklungen gelegt. Eine mechanische Bremse 12 ist an der Motor-Antriebswelle 5 angeordnet, gesteuert durch eine Erregerspule 13. Eine Steuereinheit 14 steuert die Arbeitsweise des Schalters 11 und der Bremse 12.

Im normalen spin-getunten Betrieb des Magnetrons treibt der Motor 1 die Welle 5 und über die Magnetkupplungselemente 6 und 7 den nicht­ gezeigten Tuning-Mechanismus des Magnetrons. Der Kondensator 10 hat eine hohe Impedanz in der Speisefrequenz und er hat keine Wirkung auf die Betriebsweise des Motors 1. Wenn das Magnetron abgeschaltet wird, reicht es aus, die Energiequelle vom Motor 1 zu trennen und der Tuning- Mechanismus kann allmählich langsamer werden. Wenn jedoch schnelle Umschaltungen von der spin-getunten Arbeitsweise auf eine Arbeits­ weise mit fester Frequenz gewünscht oder erforderlich sind, so ist eine stärkere Verzögerung bzw. Abbremsung des Tuning-Mechanismus er­ forderlich.

Dies wird bewirkt durch Öffnen des Schalters 11 während die Energie­ versorgung in Betrieb bleibt. Die Folge davon ist, daß an die abge­ schaltete Motor-Erregerwicklung 3 eine Spannung und ein Strom gelegt werden, die von der Phase der Energieversorgung erhalten werden, die mit der anderen Wicklung 2 verbunden ist. Die Spannung und der Strom sind außer Phase mit der normalen Energieversorgung an die Wicklung 3 und sie haben die Wirkung, daß diese Wicklung veranlaßt wird, ein reversierendes oder umgekehrtes Drehmoment an den Rotor 4 des Motors 1 zu legen. Wenn die Rotordrehzahl ausreichend gefallen ist, kann die mechanische Bremse 12 betätigt werden durch Erregen der Spule 13, um den Rotor 4 und die Welle 5 zum Stillstand zu bringen. Der Punkt, an dem die Bremse betätigt wird, ist derart vorgesehen, daß die Träg­ heit dieser Teile des rotierenden Mechanismus innerhalb des Magnetron- Gehäuses 8 nicht groß genug ist, die magnetische Kupplung zu unterbrechen. Da die Trägheit dieses Machanismus und seine Drehzahl bekannt sind, kann die Bremse zu einem festen Zeitpunkt nach der Betätigung des Schalters 11 betätigt werden und es kann eine einfache Timing-Einheit 14 vorge­ sehen werden zur Koordinierung des Betriebs dieser beiden Einrichtungen.

Wenn der Rotor des Motors 1 aufgehört hat sich zu drehen, kann der Schalter 11 geschlossen werden. Obwohl dies nicht wesentlich ist, wird hierdurch der Durchgang von Strom durch den Kondensator 10 unterbrochen. Der Servomotor 1 ist auch für blockierten oder ge­ drosselten (stalled) Betrieb gebaut.

Wenn eine Drehung des Tuning-Mechanismus wieder gewünscht oder er­ forderlich ist, wird die Bremse 12 gelöst und der Motor dreht wieder herauf auf seine Drehzahl in normaler Weise.

Die Energiequelle braucht kein Dreiphasen-Transformator zu sein oder einen solchen umfassen, wie er in der Zeichnung teilweise dargestellt ist. Energiequellen oder Energieversorgungseinheiten für zweiphasige Servomotoren sind bekannt und bilden keinen Teil der Erfindung.

Der Schalter 10 ist vorzugsweise ein Festkörperschalter. Da nur ein einpoliger Schalter erforderlich ist, ist ein solcher Schalter ein einfaches Gerät und er leidet nicht unter den Problemen, wie sie bei elektromagnetischen Relais auftreten.

Das an den Motor gelegte Bremsmoment, wenn der Schalter 11 geöffnet ist, kann in keiner Situation das normale Antriebsmoment des Motors über­ steigen. Das wirkliche, erzeugte Bremsmoment hängt ab von der Stärke oder Größe des Kondensators und es kann variiert werden durch Verwendung von Kondensatoren unterschiedlicher Größen.

Der Kondensator 10 kann auch durch einen Induktor ersetzt werden, oder durch einen Widerstand durch Verwendung der Induktanz der Motorwicklung. Jedoch entstehen bei jeder dieser beiden Modifikationen Verluste infolge des Stromflusses durch sie, es sei denn, die Impedanz wird abgeschaltet, wenn der Motor normal läuft.

Der beschriebene Motor 1 ist ein zweiphasiger Motor, wie dies bei Servo­ motoren üblich ist. Es kann jedoch auch ein dreiphasiger Motor verwendet werden, wenn gewünscht oder erforderlich, wobei dann jede Erregerwicklung von je einer Phase einer dreiphasigen Energiequelle gespeist wird.

Claims (7)

1. Tuning-Antrieb für ein spin-getuntes Magnetron, gekennzeichnet durch einen mehrphasigen Antriebsmotor mit einer Anzahl von Erregerwicklungen und mit einer Ausgangswelle, die ein Element einer magnetischen Kupplung trägt, einer Energiequelle für die Zufuhr von elektrischer Energie an jede Wicklung des Motors, einer reaktiven Impedanz (Blindwiderstand), die an zwei Wicklungen des Motors gelegt ist und einer Schalteinrichtung zum Trennen der Energieversorgung von der Verbindungsstelle zwischen einem Ende der Impedanz und einer der beiden Wicklungen.

2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor zwei Erregerwicklungen hat.

3. Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die reaktive Impedanz ein Kondensator ist.

4. Antrieb nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter ein Festkörperschalter ist.

5. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Bremse zum Anhalten der Drehung der Motorausgangs­ welle.

6. Antrieb nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch Einrichtungen zur Steuerung des Betriebs des Schalters und der Bremse.

7. Antrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer­ einrichtung eine Timing-Einheit umfaßt.