RU2088035C1 - Method for shock excitation of oscillation circuit of induction coil unit - Google Patents
Method for shock excitation of oscillation circuit of induction coil unit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2088035C1 RU2088035C1 RU93010887A RU93010887A RU2088035C1 RU 2088035 C1 RU2088035 C1 RU 2088035C1 RU 93010887 A RU93010887 A RU 93010887A RU 93010887 A RU93010887 A RU 93010887A RU 2088035 C1 RU2088035 C1 RU 2088035C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- current
- circuit
- inductor
- oscillations
- generator
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Magnetic Treatment Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при возбуждении колебательных контуров, используемых для индукционного нагрева в электротермии, а также для других техпроцессов, где необходимо малое затухание колебаний. The invention relates to electrical engineering and can be used to excite oscillatory circuits used for induction heating in electrothermics, as well as for other technological processes where small damping of oscillations is required.
Известен способ ударного возбуждения гармонических колебаний, заключающийся в том, что затухающие высокочастотные колебания в нагрузочном колебательном контуре возбуждаются импульсами тока [1]
Недостатком этого способа является прерывистый характер тока в нагрузочном колебательном контуре и как следствие низкий КПД системы в целом.A known method of shock excitation of harmonic oscillations, which consists in the fact that damped high-frequency oscillations in the load oscillating circuit are excited by current pulses [1]
The disadvantage of this method is the intermittent nature of the current in the load oscillating circuit and, as a consequence, the low efficiency of the system as a whole.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ возбуждения высокочастотных колебаний в нагрузочном контуре, заключающийся в том, что колебания возбуждаются генератором питания, причем частота следования колебаний генератора fг в два и более раз меньше собственной частоты нагрузочного контура fн, то есть fг=nfн [2]
Недостатком данного способа является низкий КПД системы в целом из-за затухания колебаний в нагрузочном контуре, обусловленного отсутствием дополнительного поступления энергии в контур во всех периодах колебаний, следующих за периодами тока возбуждения питающего генератора.The closest in technical essence and the achieved result is a method of exciting high-frequency oscillations in the load circuit, which consists in the fact that the oscillations are excited by the power generator, and the oscillator repetition rate f g is two or more times less than the natural frequency of the load circuit f n , that is, f r = nf n [2]
The disadvantage of this method is the low efficiency of the system as a whole due to damping of oscillations in the load circuit due to the absence of additional energy input to the circuit in all periods of oscillation following the periods of excitation current of the supply generator.
Целью настоящего изобретения является повышение КПД, путем параметрического воздействия на контур путем подмагничивания магнитопровода индуктора в начале каждого периода колебаний тока в индукторе, следующего за периодами тока возбуждения питающего генератора, в моменты перехода тока индуктора через "О". The aim of the present invention is to increase the efficiency by parametrically influencing the circuit by magnetizing the magnetic circuit of the inductor at the beginning of each period of current oscillation in the inductor following the periods of the excitation current of the supply generator at the moments when the inductor current passes through "O".
Поставленная цель достигается тем, что в способе ударного возбуждения колебательного контура индукционной установки, заключающемся в том, что высокочастотные колебания возбуждаются импульсами тока, поступающими от генератора питания, производят параметрическое воздействие на контур путем подмагничивания магнитопровода индуктора в начале каждого периода колебаний тока в индукторе, следующего за периодами тока возбуждения питающего генератора, в момент перехода тока индуктора через "О". This goal is achieved in that in the method of shock excitation of the oscillatory circuit of the induction installation, which consists in the fact that high-frequency oscillations are excited by current pulses from the power generator, they produce a parametric effect on the circuit by magnetizing the magnetic circuit of the inductor at the beginning of each period of current oscillations in the inductor, the following for periods of the excitation current of the supplying generator, at the moment the inductor current passes through "O".
На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства ударного возбуждения колебательного контура, реализующая предлагаемый способ. In FIG. 1 presents a schematic diagram of a device for shock excitation of an oscillatory circuit that implements the proposed method.
Схема содержит источник постоянного тока 1, входной дроссель 2, неуправляемый 3 и управляемый вентиль 4, коммутирующую индуктивность 5, коммутирующий конденсатор 6, компенсирующий конденсатор 7, индуктор 8 с ферромагнитным сердечником, обмотку подмагничивания 9, генератор импульсов подмагничивания 10, трансформатор тока 11, дифференциатор 12, импульсные компараторы 13 и 14, RS-триггер 15, блок формирования управляющих импульсов 16, одновибратор 17 и логический элемент 2И 18. The circuit contains a direct current source 1, an input choke 2, an uncontrolled 3 and a controlled valve 4, a
Способ ударного возбуждения колебательного контура осуществляется следующим образом. После подачи постоянного напряжения от источника 1 конденсатор 6 начинает заряжаться по цепи: входной дроссель 2, коммутирующая индуктивность 5, коммутирующий конденсатор 6, индуктор 8 до напряжения источника питания. После заряда конденсатора 6 подают отпирающий импульс с блока управления 16 на управляемый вентиль 4, он отпирается и происходит разряд коммутирующего конденсатора 6 по цепи: коммутирующая индуктивность 5, управляемый вентиль 4, компенсирующий конденсатор 7 и индуктор 8. Обратная полуволна тока проходит через неуправляемый вентиль 3. Таким образом происходит возбуждение колебаний в нагрузочном контуре, резонансная частота которого при ненасыщенном сердечнике индуктора вдвое больше частоты следования колебаний коммутирующего контура. Кривые, поясняющие работу системы, приведены на фиг.2 а, б. Так как часть энергии колебаний нагрузочного контура расходуется на нагрев заготовки, введенной в зазор индуктора, то амплитуда тока во втором периоде меньше амплитуды тока первого периода (фиг.2б). Чтобы компенсировать уменьшение амплитуды тока и увеличить отдаваемую индуктором мощность подают импульс подмагничивания на обмотку 9 от генератора 10 в момент, когда ток второго периода переходит через "О" и начинает нарастать. Длительность импульса подмагничивания выбирают такой, чтобы сердечник индуктора вышел из насыщенного состояния в момент, когда ток индуктора во втором периоде достигнет максимума (фиг.2 б, в). Уменьшение индуктивности при переходе сердечника индуктора в насыщенное состояние не вызывает изменения запаса электромагнитной энергии, а увеличение индуктивности на величину Lненас Lнас при обратном переходе сопровождается увеличением запаса электромагнитной энергии контура на величину 1/2 которая расходуется на увеличение амплитуды тока индуктора (фиг.2г), а следовательно, возрастает отдаваемая в нагрузку мощность. Все вышеизложенное справедливо и для "подкачки" контура путем изменения параметра при собственной частоте контура большей частоты следования импульсов тока основной накачки в три и более раз. В этом случае, аналогично, подают импульсы подмагничивания в начале каждого периода тока контура за исключением периодов, когда происходит накачка основными импульсами тока питающего генератора.The method of shock excitation of the oscillatory circuit is as follows. After applying a constant voltage from source 1, the capacitor 6 begins to charge along the circuit: input choke 2, switching
В случае прототипа для увеличения мощности отдаваемой в нагрузку (нагреваемая деталь и т.п.) необходимо увеличить мощность в контуре, что вызывает необходимость увеличения амплитуды токовых импульсов накачки и как следствие увеличение потерь в элементах основного накачивающего генератора и снижение КПД установки в целом. Также ухудшается "качество" выходного тока из-за существенного затухания, что особенно заметно при кратности три и более частоты импульсов возбуждения по отношению к собственной частоте контура. In the case of the prototype, in order to increase the power delivered to the load (heated part, etc.), it is necessary to increase the power in the circuit, which necessitates an increase in the amplitude of the current pump pulses and, as a result, an increase in losses in the elements of the main pumping generator and a decrease in the efficiency of the installation as a whole. The “quality” of the output current also deteriorates due to significant attenuation, which is especially noticeable with a frequency of three or more excitation pulse frequencies with respect to the natural frequency of the circuit.
Моменты перехода тока через ноль и длительность импульсов подмагничивания устанавливаются автоматически при помощи блоков 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18. Сигналы с трансформатора тока 11 подаются на дифференциатор 12 и компаратор 14. Форма этих сигналов приведена на фиг.3 диаграмм 11, 12, 14. С выхода дифференциатора сигнал (диаграмма 12) поступает на компаратор 13 (диаграмма 13). С выходов компараторов 13 и 14, сигналы поступают на входы R и S, RS-триггера 15. С выхода триггера 15 сигнал (диаграмма 15) поступает на первый вход логического элемента 2И 18, на второй вход которого поступает сигнал с одновибратора 17 (диаграмма 17), который запускается импульсами генератора управляющих импульсов 16 (диаграмма 16). The moments of the current passing through zero and the duration of the magnetization pulses are set automatically using
Как видно из диаграмм фиг. 3 компаратора 13 и 14 выдают импульсы в моменты перехода тока индуктора через ноль из отрицательной области в положительную (компаратор 14) и в моменты достижения током индуктора максимума в положительной области (компаратор 13). Этими импульсами переключается RS-триггер 15 на выходе которого формируется сигнал управления генератором подмагничивания 10. С целью исключения подмагничивания в моменты времени, соответствующие периоду первой волны тока, начало которой совпадает с импульсами управления, поступающими с генератора управляющих импульсов 16 (диаграмма 16), одновременно подают эти импульсы на вход одновибратора 17, который формирует запрещающий импульс обратной полярности (диаграмма 17), который поступает на второй вход логического элемента 2И. Как видно из диаграммы 18 фиг.3 на выходе логического элемента 18 появляются импульсы управления генератором подмагничивания 10 только тогда когда отсутствует основной ток подмагничивания, причем длительность импульса одновибратора 17 выбирают равной приблизительно половине периода тока индуктора для надежной работы системы. As can be seen from the diagrams of FIG. 3
Таким образом формируются импульсы тока подмагничивания, длительность которых получается такой, чтобы сердечник индуктора вышел из насыщенного состояния в момент, когда ток индуктора во втором периоде достигнет максимума (фиг.2 б, в). Thus, bias current pulses are formed, the duration of which is such that the inductor core leaves its saturated state at the moment when the inductor current reaches a maximum in the second period (Fig. 2 b, c).
Уменьшение индуктивности при переходе сердечника индуктора в насыщенное состояние не вызывает изменения запаса электромагнитной энергии, а увеличение индуктивности на величину Lненас.-Lнас. при обратном переходе сопровождается увеличением запаса электромагнитной энергии контура на величину 1/2 которая расходуется на увеличение.A decrease in inductance during the transition of the core of the inductor to a saturated state does not cause a change in the supply of electromagnetic energy, and an increase in inductance by the amount of L is not. -L us. in the reverse transition is accompanied by an increase in the supply of electromagnetic energy of the circuit by 1/2 which is spent on increasing.
В предлагаемом способе для увеличения мощности отдаваемой в нагрузку, нет необходимости увеличивать мощность основного генератора, достаточно путем изменения параметра контура, как указывалось выше, производить "подкачку", увеличивая тем самым мощность отдаваемую в нагрузку, повышая КПД системы и уменьшая декремент затухания контурного тока. In the proposed method, in order to increase the power delivered to the load, there is no need to increase the power of the main generator, it is enough to change the circuit parameter, as mentioned above, to “pump”, thereby increasing the power transferred to the load, increasing the efficiency of the system and decreasing the attenuation decrement of the loop current.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93010887A RU2088035C1 (en) | 1993-03-01 | 1993-03-01 | Method for shock excitation of oscillation circuit of induction coil unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93010887A RU2088035C1 (en) | 1993-03-01 | 1993-03-01 | Method for shock excitation of oscillation circuit of induction coil unit |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU93010887A RU93010887A (en) | 1995-04-20 |
RU2088035C1 true RU2088035C1 (en) | 1997-08-20 |
Family
ID=20138010
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93010887A RU2088035C1 (en) | 1993-03-01 | 1993-03-01 | Method for shock excitation of oscillation circuit of induction coil unit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2088035C1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2483427C9 (en) * | 2011-04-01 | 2013-12-10 | Евгений Васильевич Прокофьев | Method of generating controlled vibrations |
-
1993
- 1993-03-01 RU RU93010887A patent/RU2088035C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Мастяев В.Я. Генераторы на импульсных тиратронах для индукционного нагрева. - М.: Энергия, 1978, с. 122. 2. Горбатков С.А., Таназлы И.Н., Исхаков И.Р. К вопросу о работе резонансного инвертора на нелинейную нагрузку, электромеханические преобразователи и машинно-вентильные системы. Тезисы докладов. Республиканская научно-техническая конференция. Томск. Томский политехнический институт, 1991, с. 117. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6040986A (en) | Non-contact power transmitting device having simplified self-oscillation feedback loop which interrupts power transmission when no load is present | |
US6433458B2 (en) | Method and unit for driving piezoelectric transformer used for controlling luminance of cold-cathode tube | |
CA2005713A1 (en) | Self oscillating power stage for inverted rectifier power supply | |
JPS5635679A (en) | Power supply | |
CN104883129B (en) | High-frequency oscillating circuits | |
US20080197950A1 (en) | Demagnetizing Method | |
RU2088035C1 (en) | Method for shock excitation of oscillation circuit of induction coil unit | |
KR100399134B1 (en) | Microwave Oven | |
FI68986C (en) | FOERFARANDE FOER ALSTRANDE AV AKUSTISKA SVAENGNINGAR OCH EN AKSTISK SVAENGNINGSKAELLA FOER GENOMFOERANDE AV FOERFARANDE T | |
RU2127482C1 (en) | Method and device for exciting oscillations in electric circuit | |
RU2187912C2 (en) | Induction accelerator pulsed power | |
RU2226740C2 (en) | Method for regulating voltage across storage capacitor of nanosecond pulse generator | |
SU637043A1 (en) | Device for forming pulse magnetic fields | |
SU1128348A1 (en) | Voltage converter | |
SU725093A1 (en) | Demagnetization device | |
RU2173035C1 (en) | Induction accelerator | |
JPH0276280A (en) | Pulse laser oscillator | |
SU920667A1 (en) | High-voltage adjustable dc voltage source | |
SU914226A1 (en) | Pulse-current source | |
Sakamoto et al. | A magnetic coupled charger with no-load protection | |
JPS5990421A (en) | Pulse radar transmitter | |
SU1177887A1 (en) | Generator of current pulses | |
RU2231938C1 (en) | Switch-mode power system for magnetron-demagnetization betatron | |
SU1116518A1 (en) | Method of adjusting thyristor inverter | |
RU96117342A (en) | METHOD FOR EXCITING OSCILLATIONS IN ELECTRICAL CIRCUIT AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION |