KR102646688B1 - 워크피스 가열을 위한 엄격하게 통제된 출력을 갖는 고주파수 파워 서플라이 시스템 - Google Patents

워크피스 가열을 위한 엄격하게 통제된 출력을 갖는 고주파수 파워 서플라이 시스템 Download PDF

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마이클 에이. 낼런
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Abstract

어닐링 또는 용접 프로세스 동안 전기 도전성 부품들이 전진될 때 그것을 가열하기 위한 고주파수 전기 히팅 시스템이 제공된다. 여기서, 전기 가열 전류는 전기 도전성 부품들이 전진될 때 그것에 의해 발생되는 부하 임피던스의 변화에도 희망 부하 전류 및 주파수를 유지하는 부하 매칭 및 주파수 제어 장치를 통해 솔리드 스테이트 인버터에 의해 공급된다. 기하학적 형상의 이동 가능한 삽입 코어 섹션 및 상보적인 기하학적 형상의 스플릿 버스 섹션 및 스플릿 전기 단자 버스 섹션을 가지는 고정 스플릿 버스 섹션을 가질 수 있고, 삽입 코어 섹션이 고정 스플릿 버스 섹션에 대하여 이동될 수 있어 리액터 쌍의 인덕턴스를 변경하는 고주파수 가변 리액터를 통해 고도로 통제된 부하 매칭이 달성된다.

Description

워크피스 가열을 위한 엄격하게 통제된 출력을 갖는 고주파수 파워 서플라이 시스템
본 발명은 금속 부품 또는 부품들의 일부분 또는 여러 부분들이 전진될 때 그 금속 부품 또는 부품들의 일부분 또는 여러 부분들을 가열하기 위한 엄격하게 통제된 출력을 갖는 고주파수 파워 서플라이 시스템에 관한 것이다.
유도 용접은 금속 부품 또는 부품들의 일부분 또는 여러 부분들이 전진될 때 그 금속 부품 또는 부품들의 일부분 또는 여러 부분들을 가열하기 위해 전자기 유도를 이용하는 용접의 형태이다. 가열되는 부분 또는 부분들, 예컨대, 금속 시트의 대향 에지들은, 예컨대, 주변 분위기 또는 비활성 기체 또는 진공과 같은 제어된 환경에서 튜브형 제품을 형성하기 위해 유도 가열되는 부분 또는 부분들 사이에 힘을 가함으로써 함께 용접된다.
전기 저항 용접(ERW)은 금속 부품 또는 부품들의 일부분 또는 여러 부분들이 전진될 때 그 금속 부품 또는 부품들의 일부분 또는 여러 부분들을 가열하기 위해 저항 가열을 이용하는 용접의 형태이다. 가열되는 표면은 튜브형 제품을 형성하기 위해 주변 분위기 또는 비활성 기체 또는 진공과 같은 제어된 환경에서 저항 가열되는 부분 또는 부분들, 예컨대, 금속 시트의 대향 에지들 사이에 힘을 가함으로써 함께 용접된다.
유도 또는 저항 용접에 사용되는 고주파수 솔리드 스테이트 파워 서플라이는 또한 이미 형성된 용접 심과 같은 금속 워크피스 또는 워크피스 구역이 열처리를 필요로 하는 유도 어닐링(열처리) 프로세스와 같은 다른 가열 프로세스에서 사용될 수 있다. 유도 코일 및 자기적으로 연결된 워크피스 열처리 구역은 어닐링 프로세스 동안 다이내믹하게 변하는 부하 특성을 가지는 전기 부하 회로를 형성한다.
참조로서 그 전체가 본 명세서에 통합된 미국 특허 번호 제 5,902,506 호('506 특허)은 부하 매칭 장치 내의 가변 리액터를 이용하는 고주파수 단접(welding) 또는 어닐링 파워 서플라이 시스템을 개시한다.
본 발명의 한 목적은 엄격하게 통제된 출력을 갖는 고주파수 파워 서플라이 시스템을 제시한 미국 특허 제 5,902,506 호에 개시된 것을 능가하는 고주파수 단접 또는 어닐링 파워 서플라이 시스템을 제공하는 것이다.
한 양상에서, 본 발명은 금속 부품 또는 부품들의 일부분 또는 여러 부분들이 전진될 때 그 금속 부품 또는 부품들의 일부분 또는 여러 부분들을 가열하기 위한 고주파수 전기 히팅 시스템이며, 여기서 고주파수 전기 히팅 시스템은 솔리드 스테이트 인버터 및 그 내부에 고주파수 전기 히팅 시스템으로부터 부하로의 엄격하게 통제된 출력을 달성하기 위해 가변 리액터 쌍들이 사용되는 부하 매칭 및 주파수 제어 장치를 포함한다.
본 발명의 다른 양상에서, 본 발명은 기하학적 형상의 이동 가능한 삽입 코어 섹션 및 상보적인 기하학적 형상의 스플릿 버스 섹션을 가진 고정 스플릿 버스 섹션 및 및 가변 리액터를 회로에 연결하기 위한 스플릿 버스 전기 단자를 가지는 고주파수 가변 리액터이고, 여기서 삽입 코어 섹션은 리액터 쌍의 인덕턴스를 변경하기 위해 상보적인 기하학적 형상의 스플릿 버스 섹션 안으로 또는 바깥쪽으로 이동될 수 있다.
본 발명의 상기 및 다른 양상은 본 명세서 및 첨부된 청구항에서 제시된다.
아래에 간략히 요약된 첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 이해를 위해 제공된 것이며, 본 명세서 및 첨부된 청구항에도 제시되어 있는 본 발명을 제한하지 않는다.
도 1은 전류 소스 인버터를 이용하는 본 발명의 고주파수 히팅 파워 서플라이 시스템의 개략적인 도면의 일례이다.
도 2는 전압 소스 인버터를 이용하는 본 발명의 고주파수 히팅 파워 서플라이 시스템의 개략적인 도면의 일례이다.
도 3은 본 발명의 고주파수 히팅 파워 서플라이 시스템을 위한 제어 시스템의 개략적인 도면의 일례이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 고주파수 파워 서플라이 시스템의 부하 매칭 장치에서 사용될 수 있는 본 발명의 단일의 속이 꽉 찬 또는 속이 빈 도전성 코어 인서트를 가지는 기하학적 형상의 원추 형상의 가변 리액터 쌍의 일례를 도시한다.
도 4c는 도 1 또는 도 2에 도시된 부하 매칭 및 주파수 제어 장치의 상세도이며, 이는 도 4a 및 도 4b의 가변 리액터 쌍이 도 1 또는 도 2의 리액터 쌍(32-33)을 위해 사용되는 경우를 보여준다.
도 5a는 도 4a 및 도 4b에 도시된 가변 리액터 쌍에서 사용될 수 있는 속이 꽉 찬 또는 속이 빈 페라이트로부터 형성되는 단일 기하학적 형상의 삽입 코어의 일례를 도시한다.
도 5b는 도 4a 및 도 4b에 도시된 리액터 쌍에서 사용될 수 있는 하나의 어레이의 페라이트 로드로부터 형성된 단일 기하학적 형상의 삽입 코어의 일례를 도시한다.
도 6은 본 발명의 고주파수 파워 서플라이 시스템의 부하 매칭 장치에서 사용될 수 있는 웨지 형상의 본 발명의 고주파수 가변 리액터의 일례를 도시한다.
도 7은 본 발명의 고주파수 파워 서플라이 시스템의 부하 매칭 장치에서 사용될 수 있는 타원 포물면 형상의 본 발명의 고주파수 가변 리액터의 일례를 도시한다.
도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 고주파수 파워 서플라이 시스템의 부하 매칭 장치에서 사용될 수 있는 원추 형상의 투-턴 가변 리액터 쌍을 포함하는 본 발명의 고주파수 가변 리액터의 일례를 도시한다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 부하 매칭 및 주파수 제어 장치에서 사용될 수 있는 본 발명의 단일 속이 꽉 찬 또는 속이 빈 도전성 코어를 가지는 원추 형상의 기하학적 형상의 가변 리액터 쌍을 포함하는 본 발명의 고주파수 가변 리액터의 일례를 도시하며, 여기서 리액터 쌍 내의 가변 리액터 각각에 대한 스플릿 전기 버스 섹션은 함께 결합되어 단일 가변 리액터를 형성한다.
도 9c는 도 1 또는 도 2에 도시된 수정된 부하 매칭 및 주파수 제어 장치의 상세도이고, 이는 도 9a 및 도 9b의 고주파수 리액터가 고주파수 파워 서플라이 시스템에서 사용될 수 있음을 보여준다.
도 1에서, 정류기(12)는 3상 교류 전류를 직류로 변환하며, 트랜지스터(20a, 20b, 20c, 및 20d)를 포함하는 인버터 회로에 리드(82 및 84) 및 고정 인덕터(18)를 통해 연결된다. 트랜지스터는 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터 또는 다른 적절한 솔리드 스테이트 스위칭 디바이스일 수 있다. 전류 센서(16)는 인버터에 공급되어 결국 부하(80)에도 공급되는 전류에 비례하는 출력을 제공한다. 본 발명의 고주파수 파워 서플라이 히팅 시스템이, 예컨대, 유도 용접 또는 어닐링 애플리케이션 또는 전기 저항 용접 애플리케이션에서 사용될 때, 부하(80)는 용접, 어닐링 또는 그 외 가열될 전기 리드 및 유도 코일 또는 전기 컨택트(일부분 또는 여러 부분들과 접촉)를 포함한다.
인버터 출력 리드(86 및 88)는 부하 매칭 장치(14)에 의해 부하(80)에 연결되며, 부하 매칭 장치(14)는 가변 리액터 쌍 각각이 인버터 출력 리드 각각과 부하(80) 사이에 직렬로 전기적으로 연결된 제1 쌍의 가변 리액터(32 및 33); 가변 리액터 쌍 각각이 인버터 출력 리드와 병렬로 전기적으로 연결된 제2 쌍의 가변 리액터(34 및 35); 인버터 출력 리드와 부하(80) 사이에 직렬로 전기적으로 연결된 제1 (선택적) 고주파수 저손실 커패시터(36); 및 인버터 출력 리드와 병렬로 전기적으로 연결된 제2 고주파수 저손실 커패시터(37)를 포함하고, 이들 모든 컴포넌트들은 본 발명의 일 실시예에서 도 1에 도시된 바와 같이 배열된다.
부하(80), 리액터 쌍(32-33 및 34-35) 및 (사용된다면) 커패시터(36) 및 커패시터(37)는 인버터 출력 리드에 연결된 탱크 회로(tank circuit)를 형성한다. 최대 전력 전달은 유도 리액턴스 및 커패시턴스 리액턴스가 동등할 때 달성된다. (사용된다면) 커패시터(36) 및 커패시터(37)에 대한 값 및 2개의 가변 리액터 쌍(32-33 및 34-35)에 대한 범위의 선택은 명목 부하 인덕턴스 범위를 판정하는 것으로부터 진행하며, 명목 부하 인덕턴스 범위는 명목 부하 인덕턴스, 및 사용되는 경우 가열 프로세스가 유도 용접이라면 형성되고 있는 튜브형 제품 내의 임의의 자기 코어(임피더), 및 보조 버스 워크 인덕턴스, 용접 애플리케이션에서 용접기에 매칭되어야 할 부하 저항의 범위, 용접 애플리케이션에 대한 용접 주파수의 합이다.? 또한, 인버터가 그것의 전체 전력을 전달할 수 있는 저항성 임피던스의 값의 지식이 필요하다. 이러한 지식을 통해, 커패시터(37)의 값(Cp)은 전체 전력 출력에서 탱크 회로에 의해 생성된 최대 순환 전류를 지원하기 위해 필요한 값이 되도록 계산될 수 있다. 이는 아래의 식으로 표현될 수 있다.
여기서, π는 3.1415926과 동등하다.
f는 희망 애플리케이션 주파수와 동등하다.
Ro는 인버터의 전체 전력 출력을 전달하기 위해 인버터에 의해 요구되는 저항성 임피던스와 동등하다. 그리고,
Rmin은 유도 용접 또는 어닐링 프로세스에서 워크 코일 단자에서 기대되는 최소 저항성 임피던스이다.
Cp를 알고 있다면, (사용된다면) 커패시터(36)의 값(Cs)은 탱크 회로가 용접 애플리케이션에서 용접 주파수에서 공진하도록 계산된다.
Lnom은 명목 부하 인덕턴스와 동등하다.
앞선 선택된 값들을 통해, 도 1에 도시된 회로는 정확한 저항성 임피던스를 인버터에 제공하여, 워크 코일이 그것의 명목 인덕턴스 및 최소 저항을 나타낼 때 그리고 두 가변 리액터 쌍(32-33 및 34-35)의 인덕턴스가 무시될 수 있을 때, 즉 리액터 쌍(34-35)의 Lp가 본질적으로 무한하고, 리액터 쌍(32-33)의 Ls가 본질적으로 0 인덕턴스를 가질 때 인버터가 그것의 전체 전력 출력을 제공할 수 있도록 할 것이다.
유도 용접 또는 어닐링 애플리케이션에서 워크 코일 저항의 더 높은 값을 매칭시키기 위해, 가변 리액터 쌍(32-33)은 최소 부하 저항의 경우에 달성되었던 것과 동일한 전력을 소모(dissipate)하기 위해 필요한 전류를 달성하기 위해 조절되어야 한다. 이것은 리액터 쌍(34-35)에 걸친 전압이 부하가 매칭되면 최대 전력 출력에서 일정하다는 것을 인식하고, 리액터 쌍(32-33)의 리액턴스 값을 증가시킴으로써 달성될 수 있다. 부하 리액턴스가 저항(고 Q 부하)보다 훨씬 높기 때문에, 우수한 근사화가 아래와 같이 가능하다.
Ls(max)는 가변 리액터 쌍(32-33)에 대한 필요 최대 설계 값이다.
Rmax는 부하 전류 공급 장치의 단자에서 예상되는 최대 부하 저항이다.
그러나, Ls가 더 큰 부하 저항과 매칭하기 위해 증가되면, 탱크 회로의 인덕턴스가 증가하고, 그것의 공진 주파수가 강하되어 애플리케이션 주파수가 감소된다. 애플리케이션 주파수를 희망 값으로 유지하기 위해, 가변 리액터 쌍(34-35)의 리액턴스(Lp)는 감소되어 회로의 유효 인덕턴스는 항상 Lnom과 동등하다.
그러므로, 두 가변 리액터 쌍이 필요하고, 하나는 Lp(min)에서 큰 값까지 리액턴스 조절 가능하고, 하나는 인덕턴스의 작은 값에서 Ls(max)까지 조절 가능하다. 이러한 리액터 쌍은 그들의 리액턴스의 값이 인버터가 전체 전력을 전달할 대 조절될 수 있도록 하는 방식으로 설계된다.
도 2는 부하 매칭 장치(14)에 의해 부하에 연결된 전압 소스 튜닝 인버터를 개략적으로 도시한다. 도 2의 대응 엘리먼트들은 도 1에서 사용된 부재번호에 의해 지정된다. 또한, 도 2에서는 필터링 커패시터(38)가 사용되고, 다른 엘리먼트에 대한 커패시터(36)의 위치가 변경되었다. 도 2의 커패시터(37)는 전압 소스 인버터 실시예의 경우에 선택사항이다.
도 2의 리액터 및 커패시터(32-37)에 대한 값의 선택은 도 1과 관련하여 설명한 것과 본질적으로 동일하게 달성된다. 또한, 가변 리액터 쌍(32-33 및 34-35)은 도 1과 관련하여 서술한 바와 같이 조정되고, 그 목적은 부하(80)에 연결된 부하 매칭 장치(14)가 희망의 동작 주파수에서 공진하게 만드는 것이다.
부하 전류 공급 수단을 연결하는 리드, 예컨대, 튜브형 제품의 유도 용접 또는 어닐링 프로세스에서 튜브형 제품 또는 유도 코일의 전기 저항 용접 프로세스에서의 전기 컨택트는 유도 리액턴스 및 저항을 가지고, 즉, 전기 컨택트는 유도 리액턴스 및 저항을 가지고, 유도 코일은 유도 리액턴스 및 저항을 가진다. 전기 저항 용접 프로세스에서, 형성되고 있는 튜브형 제품은 전기 컨택트에서 유도 리액턴스 및 저항을 제공하고, 유도 용접 또는 어닐링 프로세스에서, 유도 코일의 리액턴스는 형성되고 있는 또는 가열되는 튜브형 제품의 재료에 의해 영향을 받으며, 유도 코일과 튜브형 제품 사이의 간격 및 그것의 길이에 따라 변할 수 있다. 그러므로, 튜브형 제품이 전진될 때, 부하 매칭 장치의 출력에 제공되는 임피던스는 명목적으로 변하고, 실질적으로 일정한 크기 및 주파수의 가열 전류를 유지하기 위해 그러한 변동을 보상할 필요가 있다.
도 3은 그 출력 리드(86 및 88)에서 인버터(41)에 제공되는 임피던스, 및 그로 인해 인버터(41)에 의해 공급되는 전류의 주파수 및 크기를 제어하기 위해 도 1에 도시된 장치와 함께 사용될 수 있는 자동 제어 장치의 개략도이다.
도 1 또는 도 2에 도시되지는 않았으나, 정류기(12)는 도 3에 도시된 바와 같이 정류기(12)의 DC 전압 출력을 제어하기 위한 DC 컨트롤(43)을 가질 수 있다. 정류기 출력의 명목 레벨은 도 3에 표시된 바와 같이 수동적으로 설정될 수 있다. 전류 센서(16)로부터의 출력 전류는 전류 비교기(45)로 공급되고, 비교기(45)의 출력은 DC 컨트롤(43)로 공급되어 최대 전류 레벨이 초과되지 않음이 보장된다.
전류 센서(16)의 출력 및 전압 및 리드(86 및 88)에서의 전력의 전압 및 주파수에 관한 정보를 제공하기 위해 선택되고 도식적으로 도시된) 주파수 센서(47)의 출력은 측정된 전압, 전류 및 주파수를 전압, 전류 및 주파수의 미리 정해진 값과 비교하고 인버터(41)의 출력에서 희망의 부하 임피던스 및 인버터 주파수를 유지하기 위한 부하 매칭 컨트롤로서 역할하는 비교기(49)로 공급된다. 비교기(49)는 및 직렬 리액터 쌍(32-33)에 대한 리액턴스 컨트롤을 변경하기 위해 액추에이터, 예컨대, 모터(M2)에 전력을 공급하는 전기 출력 및 병렬 리액터 쌍(34-35)에 대한 리액턴스 컨트롤을 변경하기 위해 액추에이터, 예컨대, 모터(M1)에 전력을 공급하는 전기 출력을 제공한다.
전압 및 주파수 센서(47)의 출력은 또한 인버터 트랜지스터(20a 내지 20d)의 점화를 제어 및 동기화하는 고주파수 컨트롤러(57)로 공급된다.
본 발명의 하나의 바람직한 실시예에서, 규칙적인 제어 인터벌 비교기(49)는 아래의 기능들을 수행한다
(1) 전압 및 전류를 측정하고, 측정 전압 대 최대 전압의 결과적인 비율, 측정 전류 대 최대 전류의 비율이 1.05와 같은 미리 설정된 값보다 크다면 비교기(49)의 출력은 모터(M2)가 리액터 쌍(32-33)의 리액턴스를 감소시키도록 동작하게 만들고, 그러한 결과적인 비율이 0.95와 같은 미리 설정된 값보다 작다면 비교기(49) 출력은 모터(M2)가 리액터 쌍(32-33)의 리액턴스를 증가시키도록 동작하게 만든다.
(2) 측정 주파수를 희망 주파수와 비교하고, 측정 주파수 대 희망 주파수의 비율이 1.05와 같은 미리 설정된 값보다 크다면 비교기(49)의 출력은 모터(M1)가 리액터 쌍(34-35)의 리액턴스를 증가시키도록 동작하게 만들고, 그 비율이 0.95와 같은 미리 설정된 값보다 작다면 비교기(49)의 출력은 모터(M1)가 리액터 쌍(34-35)의 리액턴스를 감소시키도록 동작하게 만든다.
리액터 쌍(32-33 및 34-35)의 조정이 이루어지는 레벨은 희망의 부하 매칭의 허용 가능한 변동에 따라 달라질 수 있다.
부하 매칭 컨트롤 또는 비교기(49)는 가변 리액터 쌍(32-33 및 34-35)과 함께 리드(86 및 88)에서 인버터(41)에 제공되는 임피던스를 제어한다. 그러므로, 리액터 쌍(34-35)은 인버터(41)가 동작하는 주파수를 제어하고, 리액터 쌍(32-33)은 부하(80)와 직렬인 리액턴스를 제어하여 리액터 쌍(34-35)과 함께 출력 리드(86 및 88)에서 인버터(41)로 제공되는 임피던스가 인버터(41)의 임피던스와 동등하게 되거나 또는 실질적으로 동등하게 되고, 그로 인해 리드(86 및 88)에서의 전력 공급이 최대가 된다. (사용된다면) 비교적 저손실의 커패시터(36) 및 커패시터(37), 비교적 저손실의 리액터 쌍(32-33 및 34-35) 및 리드(86 및 88)와 부하(80) 사이에 비교적 저손실의 리드를 사용함으로써, 또한 최대 전력이 부하(80)로 공급될 것이다.
본 발명에서, 리액터 쌍(32-33 및 34-35) 중 하나 또는 모두는 단일 이동 가능한 기하학적 형상의 삽입 코어 및 고정 스플릿 버스를 갖는 기하학적 형상의 리액터 쌍으로부터 형성될 수 있으며, 이 고정 스플릿 버스는 본 발명의 하나의 실시예에서, 예컨대, 상보적 원추형 섹션으로서, 각각 도 4a 및 도 4b, 도 6 또는 도 7에 웨지(2개의 삼각형 및 3개의 사다리꼴 면에 의해 형성된 다면체) 섹션 또는 포물 원추형 섹션으로 도시된 바와 같이, 구리와 같은 전기 도전성 시트 재료로부터 구성된다.
예컨대, 본 발명의 일 실시예에서, 도 4a 및 도 4b에 리액턴스 제어 엘리먼트로서 역할하는 단일의 단락된 기하학적 형상의 삽입 코어 섹션(62)가 도 4a 및 도 4b의 양방향 화살표로 표시된 바와 같이 고정 스플릿 버스 섹션(64)의 고정된 상보적인 기하학적 형상의 스플릿 원추형 버스 섹션(64a 및 64b) 안으로 또는 바깥쪽으로 이동되는 가변 리액터 쌍(60)이 도시되어 있으며, 삽입 코어 섹션(62) 내의 유도된 전류의 크기는 고정 스플릿 버스 섹션(64)의 상보적인 기하학적 형상의 스플릿 원추형 버스 섹션(64a 및 64b) 내의 교류 전류 흐름으로부터 가변 자속 필드(가변 에너지 필드라고도 함)를 형성하여, 리액터 쌍 각각의 대한 교류 전류 버스의 스플릿 전기 버스 단자 섹션(A1-B1 및 A2-B2)에서 가변 인덕턴스를 형성하고, 리액터 쌍 각각은 기하학적 형상의 삽입 코어 섹션(62)이 상보적인 기하학적 형상의 스플릿 원추형 버스 섹션(64a 및 64b)으로 완전히 삽입된 때의 최소 임피던스 값에서부터, 삽입 코어 섹션(62)과 고정 스플릿 버스 섹션(64) 사이에 형성된 인터리빙 공간 내의 가변 에너지 필드가 최대 값이 되도록 하는, 예컨대, 도 4a에 도시된 위치까지 기하학적 형상의 삽입 코어 섹션(62)을 후퇴시킨 때의 최대 인덕턴스 값까지의 가변 인덕턴스 범위를 가질 수 있다. 도 4c는 가변 리액터 쌍(32-33)으로서 도 1 또는 도 2의 고주파수 파워 서플라이 시스템 내에 연결된 가변 리액터 쌍(60)을 도시한다. 고정 스플릿 버스 섹션(64)은 전기적으로 격리된 스플릿 원추형 버스 섹션(64a 및 64b) 및 (원추형 버스 섹션(64a)에 연결된) 스플릿 전기 단자 섹션(A2 및 B2) 및 (원추형 버스 섹션(64b)에 연결된) 스플릿 전기 단자 섹션(A1 및 B1)을 포함한다. 즉, 전기적으로 상호 연결된 버스 섹션(64a) 및 스플릿 버스 단자 섹션(A2 및 B2)는 전기적으로 상호 연결된 버스 섹션(64b) 및 스플릿 버스 단자 섹션(A1 및 B1)으로부터 공간적으로 이격되어 있다.
자기적으로 상호 작용하는 이동 가능한 삽입 코어 섹션 및 고정 버스 엘리먼트의 기하학적 형상은 기하학적 형상의 리액터 쌍을 통해 달성될 수 있는 인덕턴스의 변동의 정밀도를 기초로 특정 애플리케이션에 대하여 선택되는데, 이 정밀도는, 예컨대, 미국 특허 번호 제5,902,506호의 파워 서플라이를 통해 달성되는 것보다 우수한 본 발명의 고주파수 파워 서플라이 시스템의 출력 주파수의 정밀한 통제 정도와 관련된다.
각각의 기하학적 형상의 리액터 쌍은 한 쌍의 리액터, 예컨대, 도 1 또는 도 2에 점선 상호연결(X)에 의해 표시된 바와 같이 쌍 내에서 조정 가능한 도 1 또는 도 2의 리액터(32-33 및 34-35)를 포함한다. 예를 들어, 리액터 쌍(32-33)의 경우, 삽입 코어 섹션(62)의 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같은 고정 버스 섹션(64)의 기하학적 형상의 스플릿 버스 섹션 안으로 또는 바깥으로의 이동은 액추에이터, 예컨대, 도 3에 도시된 모터(M2)(또는 도 4a 및 도 4b에 도시된 액추에이터(M'))에 의해 이루어진다.
도 1 및 도 2의 리액터 쌍(32-33)에 대한 AC 버스(A1-B1 및 A2-B2)의 부재번호는 도 4a 및 도 4b의 원추 형상의 리액터에 대하여 동일하다.
도 5a 및 도 5b는 도 4a 및 도 4b의 원추 형상의 리액터 상(60)과 함께 원추형 코어 삽입 섹션(62)에 대하여 자성 재료(예컨대, 페라이트(62a))의 사용을 도시한다. 도 5a에서, 원추형 코어 삽입 섹션(62a)은 속이 꽉 찬 또는 속이 빈 자성 재료 코어를 포함한다. 도 5b에서, 원추형 코어 삽입 섹션(62b)은 코어 삽입 섹션의 바깥 둘레를 형성하는 하나의 어레이의 페라이트 로드를 포함한다.
도 6은 본 발명의 고주파수 파워 서플라이 시스템과 함께 사용될 수 있는 본 발명의 고주파수 가변 리액터(90)의 다른 예를 도시한다. 고주파수 가변 리액터(90)는 도 7의 양방향 화살표로 표시된 바와 같이 고정 스플릿 버스 섹션(94)의 고정된 상보적인 기하학적 형상의 스플릿 웨지 버스 섹션(94a 및 94b) 안으로 또는 바깥쪽으로 이동되는, 본 명세서에 웨지 섹션이라는 공통 명칭에 의해 식별되는, 2개의 삼각형 및 3개의 사다리꼴 면에 의해 형성된 다면체의 기하학적 형상의 단일의 단락된 삽입 코어 섹션(92)을 포함하며, 삽입 코어 섹션(92) 내부에 유도된 전류의 크기는 고정 스플릿 버스 섹션(94)의 상보적인 기하학적 형상의 스플릿 웨지 버스 섹션(94a 및 94b) 내의 교류 전류 흐름으로부터 가변 자속 필드(가변 에너지 필드라고도 함)를 형성하여, 각각의 리액터 쌍에 대하여 교류 전류 버스의 스플릿 전기 버스 단자 섹션(A1-B1 및 A2-B2)에서의 가변 인덕턴스를 형성하고, 각각의 리액터 쌍은 기하학적 형상의 삽입 코어 섹션(92)이 상보적인 기하학적 형상의 스플릿 원추형 버스 섹션(94a 및 94b)로 완전히 삽입된 때의 최소 인덕턴스 값에서부터, 삽입 코어 섹션(92)과 고정 스플릿 버스 섹션(94) 사이에 형성된 인터리빙 공간 내의 가변 에너지 필드가 최대 값이 되는 위치까지 기하학적 형상의 삽입 코어 섹션(92)이 후퇴된 때의 최대 인덕턴스 값까지의 가변 인덕턴스 범위를 가질 수 있다. 가변 리액터 쌍(90)은 가변 리액터 쌍(32-33) 및/또는 가변 리액터 쌍(34-35)처럼, 도 1 또는 도 2의 고주파수 파워 서플라이 시스템 내에서 연결된다. 고정 스플릿 버스 섹션(94)은 전기적으로 격리된 스플릿 웨지 버스 섹션(94a 및 94b) 및 (웨지 버스 섹션(94a)에 연결된) 스플릿 전기 단자 섹션(A2 및 B2) 및 (웨지 버스 섹션(94b)에 연결된) 스플릿 전기 단자 섹션(A1 및 B1)을 포함한다. 즉, 전기적으로 상호 연결된 버스 섹션(94a) 및 스플릿 버스 단자 섹션(A2 및 B2)는 전기적으로 상호 연결된 버스 섹션(94b) 및 스플릿 버스 단자 섹션(A1 및 B1)으로부터 공간적으로 이격되어 있다.
도 7은 본 발명의 고주파수 파워 서플라이 시스템과 함께 사용될 수 있는 고주파수 가변 리액터(110)의 다른 예를 도시한다. 고주파수 가변 리액터(110)는 도 7에 양방향 화살표로 표시된 바와 같이 고정 스플릿 버스 섹션(114)의 고정된 상보적인 기하학적 형상의 스플릿 타원 포물면 버스 섹션(114a 및 114b) 안으로 또는 바깥쪽으로 이동되는 타원 포물면의 기하학적 형상의 단일의 단락된 삽입 코어 섹션(112)을 포함하며, 삽입 코어 섹션(112) 내에 유도된 전류의 크기는 고정 스플릿 버스 섹션(114)의 상보적인 기하학적 형상의 스플릿 원추형 버스 섹션(114a 및 114b) 내의 교류 전류로부터 가변 자속 필드(가변 에너지 필드라고도 함)를 형성하여, 각각의 리액터 쌍에 대하여 교류 전류 버스의 스플릿 전기 버스 단자 섹션(A1-B1 및 A2-B2)에서 가변 인덕턴스를 형성하고, 각각의 리액터 쌍은 기하학적 형상의 삽입 코어 섹션(112)이 상보적인 기하학적 형상의 스플릿 원추형 버스 섹션(11a 및 11b)으로 완전히 삽입된 때의 최소 인덕턴스 값에서부터, 삽입 코어 섹션(112) 및 고정 스플릿 버스 섹션(114) 사이에 형성된 인터리빙 공간 내의 가변 에너지 필드가 최대 값이 되도록 하는 위치까지 기하학적 형상의 삽입 코어 섹션(112)이 후퇴된 때의 최대 인덕턴스 값까지의 가변 인덕턴스 범위를 가질 수 있다. 가변 리액터 쌍(110)은 가변 리액터 쌍(32-33) 및/또는 가변 리액터 쌍(34-35)처럼, 도 1 또는 도 2의 고주파수 파워 서플라이 시스템 내에서 연결된다. 고정 스플릿 버스 섹션(114)은 전기적으로 격리된 스플릿 웨지 버스 섹션(114a 및 114b) 및 (웨지 버스 섹션(114a)에 연결된) 스플릿 전기 단자 섹션(A2 및 B2) 및 (웨지 버스 섹션(114b)에 연결된) 스플릿 전기 단자 섹션(A1 및 B1)을 포함한다. 즉, 전기적으로 상호 연결된 버스 섹션(114a) 및 스플릿 버스 단자 섹션(A2 및 B2)는 전기적으로 상호 연결된 버스 섹션(114b) 및 스플릿 버스 단자 섹션(A1 및 B1)으로부터 공간적으로 이격되어 있다.
본 발명의 다른 예에서, 본 발명의 기하학적 형상의 고주파수 리액터는 기하학적 형상의 삽입 코어 섹션과 고정 스플릿 버스 섹션 사이에 형성된 인터리빙 공간의 함수인, 특정 애플리케이션에 대하여 요구되는 가변 인덕턴스 프로파일에 따라, 예컨대, 피라미드와 같은 다른 기하학적 형태일 수 있다. 예를 들어, 특정 고주파수 가변 리액터가 본 발명의 고주파수 전기 가열 시스템을 통한 가열을 달성하기 위해 인덕턴스의 선형 또는 로그 변화를 필요로 하는 경우, 특정 기하학적 형상은 다른 기하학적 형상보다 훨씬 더 엄격하게 통제된 인덕턴스 프로파일을 제공할 수 있다.
도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 고주파수 파워 서플라이 시스템과 함께 사용될 수 있는 본 발명의 고주파수 가변 리액터(70)의 일 실시예를 도시한다. 고주파수 가변 리액터(70)는 투-턴(two-turn) 가변 인덕터 쌍(70)을 포함하며, 여기서, 그 기하학적 형상은 원추형 단면이고, 한 쌍 내의 리액터, 예컨대, 도 1 또는 도 2의 리액터(32 및 33) 각각은 각각 자신의 원추형 삽입 코어 섹션(72a 및 72b) 및 각각 자신의 원추형 투턴 스플릿 버스 섹션(74a 및 74b)을 가진다. 제1 고정 스플릿 버스 섹션은 전기적으로 격리된 스플릿 원추형 버스 섹션(74a) 및 (투-턴 스플릿 버스 섹션(74a)에 연결된) 스플릿 전기 단자 섹션(Al 및 Bl) 및 (투-턴 스플릿 버스 섹션(74b)에 연결된) 스플릿 전기 단자 섹션(A2 및 B2)을 포함한다. 즉, 전기적으로 연결된 투-턴 스플릿 버스 섹션(74a) 및 단자 섹션(A1 및 B1)은 전기적으로 연결된 투-턴 스플릿 버스 섹션(74b) 및 단자 섹션(A2 및 B2)으로부터 공간적으로 이격되어 있다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 고주파수 파워 서플라이 시스템과 함께 사용될 수 있는 본 발명의 고주파수 가변 리액터(120)의 다른 예를 도시한다. 도 9a 및 도 9b에 도시된 실시예는 스플릿 버스 단자 섹션(A1 및 A2)이 버스 단자(A1')에서 함께 전기적으로 접속되어 있고, (B1 및 B2)가 버스 단자(B1')에서 함께 전기적으로 접속되어 있어 가변 리액터 쌍이 단일 리액터(120)를 형성한다는 점을 제외하면 도 4a 및 도 4b에 도시된 실시예와 유사하다. 본 실시예에서, 인덕터 쌍은 본 발명의 몇몇 실시예에서 가변 직렬 리액터 쌍(32 및 33)을 단일 가변 리액터(120)로 대체한 도 9c에 도시된 바와 같이, 버스 단자(A1' 및 B1') 사이의 단일 인덕터(120)로서 구성된다. 이와 유사하게, 도 1 또는 도 2의 병력 가변 리액터 쌍(34-35)은 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이 본 발명의 기하학적 형상의 리액터 쌍을 수정함으로써 단일 리액터로 대체될 수 있다.
본 발명의 고주파수 전기 히팅 시스템의 몇몇 예에서, 고정된 인덕턴스 값을 갖는 인덕터는 본 발명의 리액터 쌍 내의 임의의 하나 이상의 가변 인덕터와 직렬로 결합될 수 있다.
본 발명의 기하학적으로 형상의 고주파수 가변 리액터 쌍 각각에 대한 이동 가능한 삽입 코어 섹션은 적절한 액추에이터, 예컨대, 각각 리액터 쌍(34-35 또는 32-33)에 대하여 도 3에 도시된 모터(M1 및 M2)를 통해 기하학적 형상의 스플릿 버스 섹션 안쪽으로 또는 바깥쪽으로 이동될 수 있고, 여기서 모터는, 예컨대, 점선이 이동 가능한 삽입 코어 섹션 및 액추에이터(M')에 연결되어 있는 도면에 도식적으로 지시된 바와 같이 삽입 코어 섹션에 대한 선형 가역 출력 연결을 가진다.
특정 애플리케이션에 대한 최소 인덕턴스를 달성하기 위해 이동 가능한 삽입 코어의 완전한 삽입은 삽입 코어가 기하학적 형상의 스플릿 버스 섹션 내의 위치에 놓인 때 애플리케이션의 최소 요구 인덕턴스를 측정하고, 삽입 코어의 최대 인덕턴스 위치 설정을 위해 애플리케이션의 최대 요구 인덕턴스가 달성되는 위치까지 삽입 코어를 후퇴시킴으로써 판정될 수 있다.
본 발명의 기하학적 형상의 고주파수 가변 리액터 쌍의 열은, 예컨대, 고정 스플릿 버스 섹션 및/또는 이동 가능한 삽입 코어 섹션과 열 접촉하는 냉각 튜브 내에서의 냉매의 순환에 의해 소실될 수 있다.
상기 설명에서, 설명의 목적 상, 예시 및 실시예의 완전한 이해를 제공하기 위해 다수의 특정 요구사항 및 몇몇 특수한 세부사항이 나열되었다. 그러나, 이러한 특수한 세부사항 없이도 하나 이상의 다른 예 또는 실시예가 실시될 수 있음을 당업자들을 이해할 것이다. 서술된 특정한 실시예는 본 발명을 제한하기 위해 제공된 것이 아니라 본 발명을 설명하기 위해 제공된 것이다.
본 명세서 전체에서 "하나의 예 또는 실시예, "일례 또는 실시예", "하나 이상의 예 또는 실시예, 또는 "상이한 실시예 또는 실시예들"에 대한 언급은 특정한 특징이 본 발명을 실시함에 있어서 포함될 수 있음을 의미한다. 설명에서, 명세서를 간략화할 목적으로 그리고 다양한 발명의 양상의 이해를 돕기 위해, 다양한 특징이 종종 단일 예, 실시예, 도면, 또는 그 설명에서 함께 그룹화되어 있다.
본 발명은 바람직한 예시 및 실시예와 관련하여 설명되었다. 명시적으로 언급된 것 외의 동등물, 대안 및 변형이 본 발명의 범위 내에서 가능하다. 본 명세서의 교시의 이익을 얻은 당업자들은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 그 변형을 만들 수 있을 것이다.

Claims (20)

  1. 금속 부품 또는 부품들의 일부분 또는 여러 부분들이 전진될 때 그 금속 부품 또는 부품들의 일부분 또는 여러 부분들을 가열하는 고주파수 전기 히팅 시스템으로서, 상기 고주파수 전기 히팅 시스템은:
    고주파수 전력을 제공하기 위한 인버터 출력 리드를 갖춘 솔리드 스테이트 전기 인버터로서, 상기 고주파수 전력의 진폭 및 주파수는 상기 솔리드 스테이트 전기 인버터에 연결된 부하의 임피던스에 의존하고, 상기 부하는 상기 금속 부품 또는 부품들을 전진시키는 동안 상기 금속 부품 또는 부품들의 일부분 또는 여러 부분들 내로 전기 가열 전류를 흐르게 만드는 수단을 포함하는 것인, 상기 솔리드 스테이트 전기 인버터; 및
    상기 인버터 출력 리드 및 상기 금속 부품 또는 부품들의 일부분 또는 여러 부분들 내로 전기 가열 전류를 흐르게 만드는 수단에 연결된 부하 매칭 및 주파수 제어 장치를 포함하고,
    상기 부하 매칭 및 주파수 제어 장치는:
    상기 인버터 출력 리드 및 상기 부하와 직렬로 전기적으로 연결된 제1 쌍의 가변 리액터, 상기 인버터 출력 리드와 병렬로 전기적으로 연결된 제2 쌍의 가변 리액터, 및
    상기 인버터 출력 리드 및 상기 부하에 전기적으로 연결된 적어도 하나의 커패시터를 포함하고,
    상기 제1 쌍의 가변 리액터 각각과 상기 제2 쌍의 가변 리액터 각각은 전기적으로 활성화된 때 가변 에너지 필드를 생성하고, 상기 가변 에너지 필드 및 상기 제1 및 제2 쌍의 가변 리액터는 이들 대하여 이동 가능하고 인접하게 배치된 가변 에너지 필드 변화 수단에 의해 리액턴스가 가변되고,
    상기 제1 쌍의 가변 리액터 및 상기 제2 쌍의 가변 리액터 각각은 기하학적 형상의 리액터 쌍을 포함하고, 상기 기하학적 형상의 리액터 쌍은:
    기하학적 형상의 이동 가능한 삽입 코어;
    고정 스플릿 버스로서,
    기하학적 형상의 스플릿 버스 섹션으로서, 상기 기하학적 형상의 스플릿 버스 섹션으로의 상기 기하학적 형상의 이동 가능한 삽입 코어의 조절 가능한 삽입 위치를 제공하기 위해 상기 기하학적 형상의 이동 가능한 삽입 코어에 대하여 기하학적으로 상보적인 형상을 가짐으로써, 상기 기하학적 형상의 이동 가능한 삽입 코어가 상기 기하학적 형상의 스플릿 버스 섹션으로 완전히 삽입된 때의 최소 인덕턴스로 값으로부터 상기 기하학적 형상의 이동 가능한 삽입 코어와 상기 기하학적 형상의 스플릿 버스 섹션 사이에 형성된 인터리빙(interleaving) 공간 내의 가변 에너지 필드가 최대 값이 되도록 하는 위치까지 상기 기하학적 형상의 스플릿 버스 섹션으로부터 후퇴된 때의 최대 인덕턴스 값까지, 상기 기하학적 형상의 리액터 쌍의 인덕턴스를 변화시키는, 상기 기하학적 형상의 스플릿 버스 섹션, 및
    상기 부하 매칭 및 주파수 제어 장치에서 상기 기하학적 형상의 리액터 쌍의 전기적 연결을 위한 스플릿 전기 버스 단자 섹션을 포함하는 상기 고정 스플릿 버스; 및
    상기 기하학적 형상의 스플릿 버스 섹션에 대한 상기 기하학적 형상의 이동 가능한 삽입 코어의 삽입 및 후퇴를 위해 상기 기하학적 형상의 이동 가능한 삽입 코어에 연결된 액추에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 부품 또는 부품들의 일부분 또는 여러 부분들이 전진될 때 그 금속 부품 또는 부품들의 일부분 또는 여러 부분들을 가열하는 고주파수 전기 히팅 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 솔리드 스테이트 전기 인버터는 대안으로서 전압 소스 직렬 튜닝 인버터이고, 상기 적어도 하나의 커패시터는 상기 제1 쌍의 가변 리액터 중 하나 또는 전류 소스 병렬 인버터와 함께 상기 인버터 출력 리드 중 하나와 전기적으로 직렬로 연결되고, 상기 적어도 하나의 커패시터는 상기 인버터 출력 리드와 전기적으로 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 금속 부품 또는 부품들의 일부분 또는 여러 부분들이 전진될 때 그 금속 부품 또는 부품들의 일부분 또는 여러 부분들을 가열하는 고주파수 전기 히팅 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 전압 소스 직렬 튜닝 인버터는 상기 인버터 출력 리드와 병렬로 전기적으로 연결된 제2 커패시터를 가지고, 상기 제2 커패시터의 제1 단자는 상기 적어도 하나의 커패시터와 상기 제1 쌍의 가변 리액터 중 하나 사이에 전기적으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 금속 부품 또는 부품들의 일부분 또는 여러 부분들이 전진될 때 그 금속 부품 또는 부품들의 일부분 또는 여러 부분들을 가열하는 고주파수 전기 히팅 시스템.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 기하학적 형상의 이동 가능한 삽입 코어는 단락된 전기 도전성 재료로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 금속 부품 또는 부품들의 일부분 또는 여러 부분들이 전진될 때 그 금속 부품 또는 부품들의 일부분 또는 여러 부분들을 가열하는 고주파수 전기 히팅 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 단락된 전기 도전성 재료는 대안으로서 구리 시트 또는 속이 꽉 찬 구리 삽입 코어를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 부품 또는 부품들의 일부분 또는 여러 부분들이 전진될 때 그 금속 부품 또는 부품들의 일부분 또는 여러 부분들을 가열하는 고주파수 전기 히팅 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 기하학적 형상의 이동 가능한 삽입 코어는 대안으로서 속이 꽉 찬 또는 속이 빈 자성 재료로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 금속 부품 또는 부품들의 일부분 또는 여러 부분들이 전진될 때 그 금속 부품 또는 부품들의 일부분 또는 여러 부분들을 가열하는 고주파수 전기 히팅 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 속이 꽉 찬 또는 속이 빈 자성 재료는 페라이트(ferrite) 또는 복수의 페라이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 부품 또는 부품들의 일부분 또는 여러 부분들이 전진될 때 그 금속 부품 또는 부품들의 일부분 또는 여러 부분들을 가열하는 고주파수 전기 히팅 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 기하학적 형상의 이동 가능한 삽입 코어 및 상기 기하학적 형상의 스플릿 버스 섹션은 원추형 섹션, 웨지 섹션 또는 포물 원추형 섹션의 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 금속 부품 또는 부품들의 일부분 또는 여러 부분들이 전진될 때 그 금속 부품 또는 부품들의 일부분 또는 여러 부분들을 가열하는 고주파수 전기 히팅 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 쌍의 가변 리액터 또는 상기 제2 쌍의 가변 리액터 중 하나에 포함된 적어도 하나의 리액터와 직렬 결합된 적어도 하나의 고정 인덕터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 부품 또는 부품들의 일부분 또는 여러 부분들이 전진될 때 그 금속 부품 또는 부품들의 일부분 또는 여러 부분들을 가열하는 고주파수 전기 히팅 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 쌍의 가변 리액터의 상기 스플릿 전기 버스 단자 섹션들은 함께 연결되어 상기 인버터 출력 리드 중 하나에 연결된 단일 직렬 가변 리액터를 전기적으로 형성하고, 상기 제2 쌍의 가변 리액터들은 함께 연결되어 상기 인버터 출력 리드와 병렬로 연결된 단일 병렬 가변 리액터를 전기적으로 형성하는 것을 특징으로 하는 금속 부품 또는 부품들의 일부분 또는 여러 부분들이 전진될 때 그 금속 부품 또는 부품들의 일부분 또는 여러 부분들을 가열하는 고주파수 전기 히팅 시스템.
  12. 기하학적 형상의 리액터 쌍을 포함하는 고주파수 가변 리액터로서,
    기하학적 형상의 이동 가능한 삽입 코어;
    고정 스플릿 버스로서,
    기하학적 형상의 스플릿 버스 섹션으로서, 상기 기하학적 형상의 스플릿 버스 섹션으로의 상기 기하학적 형상의 이동 가능한 삽입 코어의 조절 가능한 삽입 위치를 제공하기 위해 상기 기하학적 형상의 이동 가능한 삽입 코어에 대하여 기하학적으로 상보적인 형상을 가짐으로써, 상기 기하학적 형상의 이동 가능한 삽입 코어가 상기 기하학적 형상의 스플릿 버스 섹션으로 완전히 삽입된 때의 최소 인덕턴스 값으로부터 상기 기하학적 형상의 리액터 쌍이 전기적으로 활성화된 때 상기 기하학적 형상의 이동 가능한 삽입 코어와 상기 기하학적 형상의 스플릿 버스 섹션 사이에 형성된 인터리빙(interleaving) 공간 내의 가변 에너지 필드가 최대 값이 되도록 하는 위치까지 상기 기하학적 형상의 스플릿 버스 섹션으로부터 후퇴된 때의 최대 인덕턴스 값까지, 상기 기하학적 형상의 리액터 쌍의 인덕턴스를 변화시키는, 상기 기하학적 형상의 스플릿 버스 섹션, 및
    전력 소스에 상기 기하학적 형상의 리액터 쌍 각각을 전기적으로 연결하기 위한 스플릿 전기 버스 단자 섹션을 포함하는 상기 고정 스플릿 버스; 및
    상기 기하학적 형상의 스플릿 버스 섹션에 대한 상기 기하학적 형상의 이동 가능한 삽입 코어의 삽입 및 후퇴를 위해 상기 기하학적 형상의 이동 가능한 삽입 코어에 연결된 액추에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 기하학적 형상의 리액터 쌍을 포함하는 고주파수 가변 리액터.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 기하학적 형상의 이동 가능한 삽입 코어는 단락된 전기 도전성 재료로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 기하학적 형상의 리액터 쌍을 포함하는 고주파수 가변 리액터.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 단락된 전기 도전성 재료는 대안으로서 구리 시트 또는 속이 꽉 찬 구리 삽입 코어를 포함하는 것을 특징으로 하는 기하학적 형상의 리액터 쌍을 포함하는 고주파수 가변 리액터.
  15. 제 12 항에 있어서, 상기 기하학적 형상의 이동 가능한 삽입 코어는 대안으로서 속이 꽉 찬 또는 속이 빈 자성 재료로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 기하학적 형상의 리액터 쌍을 포함하는 고주파수 가변 리액터.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 속이 꽉 찬 또는 속이 빈 자성 재료는 페라이트(ferrite) 또는 복수의 페라이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 기하학적 형상의 리액터 쌍을 포함하는 고주파수 가변 리액터.
  17. 제 12 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기하학적 형상의 이동 가능한 삽입 코어 및 상기 기하학적 형상의 스플릿 버스 섹션은 원추형 섹션, 웨지 섹션 또는 포물 원추형 섹션의 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 기하학적 형상의 리액터 쌍을 포함하는 고주파수 가변 리액터.
  18. 제 12 항에 있어서, 상기 기하학적 형상의 리액터 쌍에 포함된 리액터 중 적어도 하나와 직렬 결합된 적어도 하나의 고정 인덕터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기하학적 형상의 리액터 쌍을 포함하는 고주파수 가변 리액터.
  19. 제 12 항에 있어서, 상기 기하학적 형상의 스플릿 버스 섹션은 더블 투-턴(double two-turn) 원추형 섹션을 포함하고, 상기 기하학적 형상의 이동 가능한 삽입 코어는 제1 및 제2 원추형 삽입 코어를 포함하는 것을 특징으로 하는 기하학적 형상의 리액터 쌍을 포함하는 고주파수 가변 리액터.
  20. 제 12 항에 있어서, 상기 기하학적 형상의 리액터 쌍 각각의 전기적 연결을 위한 상기 스플릿 전기 버스 단자 섹션은 함께 연결되어 단일의 기하학적 형상의 가변 리액터를 형성하는 것을 특징으로 하는 기하학적 형상의 리액터 쌍을 포함하는 고주파수 가변 리액터.
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