DE974918C

DE974918C - Current transformer for inductive heat treatment of goods or workpieces, especially with high frequency

Info

Publication number: DE974918C
Application number: DES26295A
Authority: DE
Inventors: Emil Walther
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1951-12-13
Filing date: 1951-12-13
Publication date: 1961-06-08

Description

Bei der induktiven Erwärmung von Werkstücken wird die zur Erzeugung des Spulenfeldes notwendige Hochfrequenz- oder Mittelfrequenzenergie der Spule über einen Stromtransformator vom Generator her zugeführt. Ein solcher Stromtransformator besteht im allgemeinen aus einer mehrwindigen Primärspule und aus einer einwindigen Sekundärspule. Die Kopplung der beiden Wicklungen ist für die Anpassung der Glühspule an den Generator wesentlich. Man hatIn the case of inductive heating of workpieces, the amount required to generate the coil field is required High frequency or medium frequency energy from the coil via a current transformer from the generator fed. Such a current transformer generally consists of a multi-turn primary coil and from a single-turn secondary spool. The coupling of the two windings is for the adjustment of the Glow coil to the generator is essential. One has

ίο schon vorgeschlagen, den Kopplungsgrad des Stromtransformators zu ändern, um den Stromtransformator für die verschiedensten Glühspulen bzw. Gutstücke verwenden zu können.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, durch besondere Formgebung und entsprechende Bewegungsrichtung der Wicklungen eines Stromtransformators einen Zwischenwert des von bekannten Zylinderspulen und bekannten ebenen Spulen erreichbaren Kopplungsgrades zu ermöglichen. Die Erfindung betrifft einen Stromtransformator zur induktiven Wärmebehandlung eines Gutes oder Werkstückes, insbesondere mit Hochfrequenz, mit zwei durch koaxiales Ineinanderschieben veränderbar gekoppelten Spulen, von denen die eine mit dem Heizelement (Glühspule) für das zu erwärmende Gut und die andere mit dem Ausgang des Generators für die Lieferung der elektrischen Schwingungen verbunden ist, und ist dadurch gekennzeichnet, daß beide Spulen Kegelstumpfform besitzen. Mit Vorteil ist der Stromtransformator in Öl angeordnet. Ferner ist es vorteil-ίο already proposed to change the degree of coupling of the current transformer in order to be able to use the current transformer for a wide variety of glow coils or good pieces.
The object on which the invention is based is to enable an intermediate value for the degree of coupling that can be achieved by known cylinder coils and known flat coils by means of a special shape and corresponding direction of movement of the windings of a current transformer. The invention relates to a current transformer for the inductive heat treatment of a good or workpiece, in particular with high frequency, with two coils variably coupled by coaxial telescoping, of which one with the heating element (glow coil) for the material to be heated and the other with the output of the generator for the supply of electrical oscillations is connected, and is characterized in that both coils are frustoconical. The current transformer is advantageously arranged in oil. It is also advantageous

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haft, daß der Stromtransformator mit einer selbsttätigen Vorrichtung zur Änderung des gegenseitigen Abstandes der beiden Transformatorwicklungen in Abhängigkeit einer Betriebsgröße des Generators, z. B. des Anodenstromes, versehen ist, beispielsweise zwecks selbsttätiger Anpassung der Glühspule einer Hochfrequenz-Erwärmungseinrichtung an den Hochfrequenzgenerator. liable that the current transformer with an automatic device for changing the mutual Distance between the two transformer windings as a function of an operating variable of the generator, z. B. the anode current is provided, for example for the purpose of automatic adjustment of the glow coil High frequency heating device to the high frequency generator.

Ein Ausführungsbeispiel sowie weitere Vorteile der ίο Erfindung werden an Hand der Zeichnung näher erläutert:An exemplary embodiment and other advantages of the invention will become more detailed with reference to the drawing explained:

In Fig. ι ist ein Stromtransformator im Schnitt schematisch dargestellt. Der Transformator besteht aus der Primärwicklung i, die auf dem kegelstumpfförmigen Spulenträger 2 gewickelt ist, und der Sekundärwicklung 3. Die Sekundärwicklung besitzt nur eine Windung, während die Primärwicklung aus mehreren Windungen besteht. Die Sekundärwicklung kann an dem Stromanschluß 4, an den die Glühspule angeao schlossen wird, gleichzeitig gehaltert werden. Zur Kopplungsänderung ist die Primärspule an der Führung 5 angebracht und läßt sich in der gezeigten Pfeilrichtung auf- bzw. abwärts bewegen. Die Stromzuführung bei der Wicklung 1 ist in der Figur wega5 gelassen, sie kann beispielsweise über die Führungsstange 5 vorgenommen werden. Ebenso kann über diese Stange gegebenenfalls auch Kühlwasser der Primärspule zugeleitet werden.In Fig. Ι a current transformer is shown schematically in section. The transformer exists from the primary winding i, which is wound on the frustoconical bobbin 2, and the secondary winding 3. The secondary winding has only one turn, while the primary winding has several Turns. The secondary winding can be connected to the power connection 4 to which the glow coil is attached is closed, be held at the same time. To change the coupling, the primary coil is on the Guide 5 attached and can be moved up or down in the arrow direction shown. The power supply at the winding 1 is wega5 in the figure left, it can be done for example via the guide rod 5. Likewise can about this rod may also be supplied with cooling water of the primary coil.

Bei einem Stromtransformator nach der Erfindung kann die Kopplung praktisch von dem Wert Null bis zu einem Höchstwert geändert werden, der dann gegeben ist, wenn die Primärspule sich ganz in der Sekundärspule befindet. Um diesen Höchstwert möglichst groß zu machen, sieht die Erfindung vor, den Stromtransformator in Öl anzuordnen. Hierdurch können Primär- und Sekundärwicklung sehr eng zueinander gebracht werden, ohne daß irgendwelche störenden Überschläge auftreten.In a current transformer according to the invention, the coupling can practically from the value zero to can be changed to a maximum value which is given when the primary coil is completely in the Secondary coil is located. In order to make this maximum value as large as possible, the invention provides the To arrange current transformer in oil. This allows the primary and secondary windings to be very close to one another be brought without any troublesome flashovers occurring.

Ein Transformator nach der Erfindung kann beispielsweise von Hand in seiner Kopplung geändert werden. Jedoch ist es auch möglich, den Kopplungsgrad in Abhängigkeit irgendeiner Betriebsgröße des Generators vorzunehmen, die ein Maß für die Anpassung der Glühspule ist. Beispielsweise kann die Größe des Gittergleichstromes oder des Anodenstromes als Kriterium für die Anpassung benutzt werden. Der Gitterstrom sinkt bei Fehlanpassung, während der Anodenstrom zunimmt.A transformer according to the invention can be changed in its coupling, for example, by hand will. However, it is also possible to adjust the degree of coupling as a function of any operating variable of the Make generator, which is a measure for the adaptation of the glow coil. For example, the Size of the grid direct current or the anode current can be used as a criterion for the adaptation. Of the Grid current decreases with mismatch, while the anode current increases.

In der Fig. 2 der Zeichnung ist ein Schaltbeispiel gezeigt, daß sich mit einem Stromtransformator nach der Erfindung besonders günstig und einfach ausführen läßt. Die Glühspule 6, in der sich ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Werkstück, beispielsweise ein Schmelztiegel, befindet, soll an den Generator angepaßt werden. Hierzu dient der Stromtransformator mit der Primärwicklung 1 und der Sekundärwicklung 3.In Fig. 2 of the drawing, a circuit example is shown that according to a current transformer carry out the invention particularly cheap and easy leaves. The glow coil 6, in which a workpiece not shown in the drawing, for example a Crucible, is to be adapted to the generator. The current transformer is used for this with the primary winding 1 and the secondary winding 3.

Der Kopplungsgrad zwischen beiden Wicklungen kann gemäß Fig. 1 geändert werden. Die Kopplungsänderung wird in Abhängigkeit des Anodenstromes vorgenommen. Hierzu ist im Anodenkreis ein Widerstand 7 vorgesehen, an dem eine Spannung abgegriffen wird. Diese Spannung wird in einem polarisierten Relais 8 mit einer konstanten Spannung verglichen. Beim Ansteigen bzw. Abfallen des Anodenstromes nimmt die Spannung an dem Widerstand 7 zu bzw. ab. Das Relais 8 spricht dementsprechend nach der einen bzw. anderen Seite an und steuert einen Motor 9 vorwärts bzw. rückwärts. Der Motor verschiebt die Primärwicklung gemäß Fig. 1 nach oben bzw. unten. Hierdurch wird die Glühspule 6 an den Generator angepaßt, wobei der Anodenstrom im Anpassungsfall genau seinen Sollwert hat.The degree of coupling between the two windings can be changed according to FIG. 1. The coupling change is dependent on the anode current performed. For this purpose, a resistor 7 is provided in the anode circuit, at which a voltage is tapped will. This voltage is compared in a polarized relay 8 with a constant voltage. When the anode current rises or falls, the voltage across the resistor 7 increases to or from. The relay 8 responds accordingly to one or the other side and controls a motor 9 forwards or backwards. The motor shifts the primary winding according to FIG. 1 above or below. As a result, the glow coil 6 is adapted to the generator, the anode current in the Adaptation case has exactly its target value.

Die Anwendung des Stromtransformators nach der Erfindung ist nicht auf das beschriebene Beispiel beschränkt; er kann in verschiedenster Schaltung verwendet werden.The application of the current transformer according to the invention is not to the example described limited; it can be used in a wide variety of circuits.

Claims

PATENT CLAIMS:

1.Current transformer for inductive heat treatment of a good or workpiece, especially with high frequency, with two coils variably coupled by coaxial telescoping, one of which with the heating element (glow coil) for the good to be heated and the other with the output of the generator for delivery the electrical oscillations is connected, characterized in that both coils have a truncated cone shape.

2. Transformer according to claim 1, characterized in that it is arranged in oil.

3. Transformer according to claim 1 and 2, characterized in that it has an automatic Device for changing the mutual distance between the two transformer windings in Dependency on an operating variable of the generator,

z. B. the anode current is provided, for example for the purpose of automatic adjustment of the glow coil a high frequency heating device to the high frequency generator.

Documents considered: German Patent No. 237 931; Excerpts from German patent applications, Vol. IV, Electret., P. 886, L 116998 VIIIc; Curtis, High-frequency Induction Heating, 1944, • 33, Fig- 27/28, and 1950, pp. Τη and 18; Radio Mentor, 1949, issue 6, p. 279, and issue 7, p. 318.

110 Earlier Patents Considered:

German Patent No. 938 263.

1 sheet of drawings