RU2210874C2 - Plant for heating wood and other dielectric materials in the field of high-frequency currents (alternatives) - Google Patents

Plant for heating wood and other dielectric materials in the field of high-frequency currents (alternatives) Download PDF

Info

Publication number
RU2210874C2
RU2210874C2 RU2001108732A RU2001108732A RU2210874C2 RU 2210874 C2 RU2210874 C2 RU 2210874C2 RU 2001108732 A RU2001108732 A RU 2001108732A RU 2001108732 A RU2001108732 A RU 2001108732A RU 2210874 C2 RU2210874 C2 RU 2210874C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
generator
frequency
circuit
electrodes
heating
Prior art date
Application number
RU2001108732A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2001108732A (en
Inventor
В.П. Рыболовлев
Original Assignee
Рыболовлев Владимир Павлович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Рыболовлев Владимир Павлович filed Critical Рыболовлев Владимир Павлович
Priority to RU2001108732A priority Critical patent/RU2210874C2/en
Publication of RU2001108732A publication Critical patent/RU2001108732A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2210874C2 publication Critical patent/RU2210874C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Control Of High-Frequency Heating Circuits (AREA)

Abstract

FIELD: heating wood and other dielectric materials in high-frequency field. SUBSTANCE: novelty is that proposed plant that may be used in various processes such as heating billets of small sectional area at binding ends, heating joints when assembling parts, and the like and does not produce radio noise beyond operating frequency has its electrodes which are not part of generator resonance system. Plant has standard output resistance generator, standing-wave ratio meter, coaxial transmission line, and one or more matching devices each incorporating respective electrodes. Generator has fixed frequency whose value is calculated for each particular plant. Standing-wave ratio meter enables matching check-up at all sections of circuit. Matching device has parallel oscillatory circuit affording desired voltage level across electrodes and inductance coil which forms low-frequency filter together with electrode capacitors. Low-frequency filter functions to compensate for reduction in peak frequency clipping capacitance of filter at the same time maintaining resonant frequency of tuned circuit and ensures matching of varying load resistance due to raising its Q-factor. EFFECT: reduced cost and maintenance charges of plant in proportion to generator power; enlarged functional capabilities; enhanced efficiency and frequency stability. 3 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для диэлектрического нагрева деталей из древесины или сходных по электрическим характеристикам материалов при склеивании, сушке, нагреве для повышения пластичности при гнутье заготовок и других технологических операциях. The invention relates to devices for dielectric heating of wood parts or materials similar in electrical characteristics when gluing, drying, heating to increase ductility during bending of workpieces and other technological operations.

Уровень техники. The prior art.

Существующие установки состоят из высокочастотного генератора Г, однопроводного или симметричного фидера Ф и электродов (рабочего конденсатора) Сраб, между которыми располагается нагреваемая среда. В установках с несимметричным выходом низкопотенциальный электрод обычно соединен с корпусом (массой) установки. Общая схема установки показана на фиг.1. Схемы генераторов могут отличаться, однако устройство установок различного назначения (сушка, нагрев клеевых соединений, нагрев для повышения пластичности и др.) не имеет принципиальных отличий. Существующие установки и процессы, происходящие в поле токов высокой частоты, являющиеся аналогами предлагаемой установки описаны в следующих источниках:
1. Бирюков В.А. "Процессы диэлектрического нагрева и сушки древесины". Гослесбумиздат, 1961 г.
Existing installations consist of a high-frequency generator G, a single-wire or symmetric feeder F and electrodes (working capacitor) Crab, between which the heated medium is located. In installations with an unbalanced output, a low-potential electrode is usually connected to the body (mass) of the installation. The general installation diagram is shown in figure 1. Generator circuits may differ, however, the device design for various purposes (drying, heating adhesive joints, heating to increase ductility, etc.) does not have fundamental differences. Existing installations and processes occurring in the field of high-frequency currents, which are analogues of the proposed installation, are described in the following sources:
1. Biryukov V.A. "Processes of dielectric heating and drying of wood." Goslesbumizdat, 1961

2. Востров В. Н. "Электротехнология в деревообработке". Москва, Лесная промышленность, 1981 г. 2. Vostrov V. N. "Electrotechnology in woodworking". Moscow, Forestry, 1981

3. Ю.Г. Доронин, С.Н. Мирошниченко, М.М. Свиткина "Синтетические смолы в деревообработке". Москва, Лесная промышленность, 1987 г. 3. Yu.G. Doronin, S.N. Miroshnichenko, M.M. Svitkina "Synthetic resins in woodworking." Moscow, Forestry, 1987

4. А.М. Боровиков, Б.Н. Уголев "Справочник по древесине". Москва, Лесная промышленность, 1989 г. 4. A.M. Borovikov, B.N. Ugolev "Handbook of wood". Moscow, Forestry, 1989

5. И.В. Кречетов "Сушка древесины". Москва, Лесная промышленность, 1980 г. 5. I.V. Krechetov "Drying of wood". Moscow, Forestry, 1980

6. Патент RU 2073314 С1. 6. Patent RU 2073314 C1.

Генераторы строятся на мощных триодах по схеме с самовозбуждением. Generators are built on powerful triodes according to a self-excitation scheme.

Для описания работы устройств нагрузка на схеме условно разделена на электрические элементы Сраб и Rн, но представляет из себя единый конструктивный элемент. To describe the operation of the devices, the load on the circuit is conditionally divided into electrical elements Crab and Rn, but it is a single structural element.

Независимо от схемы электроды, между которыми располагается нагреваемая среда, представляют из себя конденсатор Сраб, который является частью резонансной системы генератора. Фидер, соединяющий генератор с электродами, имеет длину, значительно меньшую длины волны, так как генератор обычно располагают в непосредственной близости от электродов, и он не оказывает влияния на работу схем. Regardless of the circuit, the electrodes between which the heated medium is located are the Srab capacitor, which is part of the resonant system of the generator. The feeder connecting the generator to the electrodes has a length much shorter than the wavelength, since the generator is usually located in close proximity to the electrodes, and it does not affect the operation of the circuits.

В настоящее время чаще других используется схема включения резонансных цепей и связи с нагрузкой, изображенная на фиг.2, представляющая из себя П-контур, который позволяет автоматически трансформировать Rг в Zг в зависимости от соотношения реактивных сопротивлений Ск и Сраб и не требует перестройки связи с нагрузкой при изменении Сраб в отличие от других схем, описанных в [1] . Другие схемы не обладают этим свойством. Элементы возбуждения генератора не имеют принципиального значения и заменены на схемах условной цепью. Currently, the circuit of switching on the resonant circuits and the coupling with the load, shown in Fig. 2, is used more often than others, which is a P-circuit that allows you to automatically transform Rg into Zg depending on the ratio of reactance Sk and Crab and does not require restructuring of communication with load when changing Crab, in contrast to other schemes described in [1]. Other circuits do not have this property. The excitation elements of the generator are not of fundamental importance and are replaced on the circuits by a conventional circuit.

Активной нагрузкой генератора Rн является сумма потерь в конденсаторе Сраб. The active load of the generator Rн is the sum of losses in the capacitor Crab.

Такие схемы позволяют получить резонанс в анодном контуре независимо от емкости электродов Сраб за счет изменения частоты генератора и максимально возможное ВЧ напряжение на электродах, однако имеют ряд принципиальных недостатков независимо от конкретной схемы генератора. Such schemes make it possible to obtain resonance in the anode circuit irrespective of the capacitance of the Srab electrodes due to a change in the frequency of the generator and the maximum possible RF voltage at the electrodes, however, they have a number of fundamental disadvantages regardless of the specific generator circuit.

Установки имеют низкий коэффициент полезного действия (КПД), что объясняется следующими причинами. Installations have a low coefficient of performance (COP), due to the following reasons.

Для получения максимального КПД генератора требуется, чтобы он был нагружен на оптимальное сопротивление Rн, равное выходному сопротивлению лампы Rг с учетом коэффициента трансформации анодного контура. Выходное сопротивление генераторной лампы определяется по формуле
Rv=k0Ua/Ia (1)
где Rv - выходное сопротивление генераторной лампы;
Ua - анодное напряжение на выходном каскаде;
Ia - ток выходного каскада;
k0= 0,5-0,9 коэффициент использования анодного тока, зависящий от схемы генератора.
To obtain the maximum efficiency of the generator, it is required that it be loaded at the optimum resistance Rn equal to the output resistance of the lamp Rg, taking into account the transformation coefficient of the anode circuit. The output resistance of the generator lamp is determined by the formula
Rv = k 0 Ua / Ia (1)
where Rv is the output resistance of the generator lamp;
Ua is the anode voltage at the output stage;
Ia is the current of the output stage;
k 0 = 0.5-0.9 coefficient of use of the anode current, depending on the circuit of the generator.

Генераторные лампы, применяемые в описанных установках, имеют выходное сопротивление Rv 0,5-2 килоом в зависимости от мощности. Во всех схемах, изображенных на фиг. 2а-в, выходной контур генератора трансформирует выходное сопротивление лампы, при этом Сраб из-за большой площади электродов, как правило, значительно больше, чем Ск, и выходное сопротивление генератора Zг оказывается значительно ниже Rv и является случайной величиной. Zг может быть от нескольких десятков ом до 200-300 Ом. Generator lamps used in the described installations have an output resistance of Rv 0.5-2 kilo-ohms depending on the power. In all the circuits shown in FIG. 2a-c, the output circuit of the generator transforms the output resistance of the lamp, while Crab due to the large area of the electrodes, as a rule, is much larger than Ck, and the output resistance of the generator Zg is much lower than Rv and is a random variable. Zg can be from several tens of ohms to 200-300 ohms.

Сопротивление нагрузки Rн носит сложный характер и, как правило, значительно превышает выходное сопротивление генератора. The load resistance Rn is complex and, as a rule, significantly exceeds the output resistance of the generator.

При нагреве клеевых соединений нагрузкой являются две составляющие - электропроводность клеевого слоя и древесины, обусловленная движением свободных носителей зарядов, и диэлектрические потери, обусловленные энергией, затрачиваемой на изменение поляризации молекул вещества. When heating the adhesive joints, the load is two components - the electrical conductivity of the adhesive layer and wood, due to the movement of free charge carriers, and dielectric losses due to the energy spent on changing the polarization of the molecules of the substance.

Мощность потерь Рэ, связанная с электропроводностью и выделяемая в нагрузке, практически не зависит от частоты и равна
Рэ=U2/Rэ (2)
где U - ВЧ напряжение на электродах;
Rэ - сопротивление среды между электродами.
The power loss Re associated with electrical conductivity and released in the load is practically independent of frequency and is equal to
Pe = U 2 / Re (2)
where U is the RF voltage at the electrodes;
Re is the resistance of the medium between the electrodes.

Диэлектрические потери, величина которых определяется мощностью потерь Рд, равна
Рд = 2πfε0εrStgδU2/d (3)
где f - частота тока;
ε0 - диэлектрическая постоянная;
εr - диэлектрическая проницаемость материала;
tgδ - тангенс угла диэлектрических потерь;
S - площадь электродов;
d - расстояние между электродами;
U - ВЧ напряжение на электродах.
The dielectric loss, the value of which is determined by the power loss Rd, is
Rd = 2πfε 0 ε r StgδU 2 / d (3)
where f is the current frequency;
ε 0 is the dielectric constant;
ε r is the dielectric constant of the material;
tanδ is the dielectric loss tangent;
S is the area of the electrodes;
d is the distance between the electrodes;
U - RF voltage at the electrodes.

Основной нагрузкой являются клеевые слои, имеющие повышенную по сравнению с древесиной электропроводность и диэлектрические потери, так как сухая древесина имеет очень большое сопротивление и малые диэлектрические потери. При нагреве сопротивление клея очень быстро возрастает и становится сопоставимо с электропроводностью и диэлектрическими потерями в древесине. Были проведены измерения сопротивления клеевых соединений на основе карбамидно-формальдегидных смол марок КФЖ и КФ-НФП, широко применяемых для склеивания древесины. The main load is adhesive layers, which have increased electrical conductivity and dielectric loss compared to wood, since dry wood has a very high resistance and low dielectric loss. When heated, the adhesive resistance increases very quickly and becomes comparable to the electrical conductivity and dielectric loss in wood. The resistance measurements of adhesive joints based on urea-formaldehyde resins of the KFZh and KF-NFP brands, which are widely used for gluing wood, were carried out.

Характер изменения сопротивления Rэ образцов клеевого шва, нагреваемых в поле ТВЧ, в зависимости от времени нагрева показан на фиг.3. Сопротивление клеевого шва увеличивается в несколько десятков раз. Поскольку потери зависят от квадрата ВЧ напряжения на электродах (см. ф-лы 2, 3) стремятся его увеличить. ВЧ напряжение зависит от анодного и равно

Figure 00000002

где k0 и Ua - то же, что и в формуле 1;
Ктр - коэффициент трансформации анодного контура.The nature of the change in the resistance Re of the adhesive joint samples heated in the HDTV field, depending on the heating time, is shown in FIG. 3. The resistance of the adhesive joint increases several tens of times. Since the losses depend on the square of the RF voltage at the electrodes (see files 2, 3), they tend to increase it. HF voltage depends on the anode and is equal to
Figure 00000002

where k 0 and Ua is the same as in formula 1;
To Tr - the transformation coefficient of the anode circuit.

Так как Ктр и k0 меньше единицы, ВЧ напряжение при номинальном токе лампы не превышает 0,5-0,6 от анодного, в установках применяют мощные лампы с высоким напряжением питания анода, часто более 10 кВ, независимо от мощности в нагрузке. ВЧ напряжение на электродах не может быть выше напряжения пробоя, поэтому увеличить потери в среде только за счет увеличения напряжения невозможно. Допустимая напряженность поля составляет 0,2-1,2 кВ/см и зависит от электрических свойств клея.Since Ktr and k 0 are less than unity, the RF voltage at the rated lamp current does not exceed 0.5-0.6 of the anode one, high-power lamps with a high voltage of the anode supply, often more than 10 kV, are used in installations, regardless of the power in the load. The RF voltage at the electrodes cannot be higher than the breakdown voltage, so it is impossible to increase losses in the medium only by increasing the voltage. Permissible field strength is 0.2-1.2 kV / cm and depends on the electrical properties of the adhesive.

Мощность диэлектрических потерь Рд в сухой древесине на частотах ниже 20 мГц мала даже при напряжении на электродах, близком к пробою. Начинает оказывать влияние на нагрев лишь на частотах выше 30 мГц. Диэлектрические потери в клеевом слое при нагреве также уменьшаются в основном из за уменьшения диэлектрической проницаемости при испарении воды. Увеличить их, как следует из формулы 3, можно увеличением частоты f, однако в существующих установках электроды имеют большую собственную емкость, которая доходит до нескольких тысяч пикофарад. Мощные электронные лампы имеют также большие междуэлектродные емкости. Поскольку эти емкости являются элементами частотозадающей цепи генераторов, частота оказывается низкой и, как правило, не превышает 13,56 мегагерц. The power of dielectric losses Rd in dry wood at frequencies below 20 MHz is small even when the voltage at the electrodes is close to breakdown. It begins to affect heating only at frequencies above 30 MHz. The dielectric loss in the adhesive layer during heating also decreases mainly due to a decrease in the dielectric constant during the evaporation of water. It is possible to increase them, as follows from formula 3, by increasing the frequency f, however, in existing installations, the electrodes have a large intrinsic capacitance, which reaches several thousand picofarads. Powerful electron tubes also have large interelectrode capacitances. Since these capacitances are elements of the frequency-setting chain of generators, the frequency is low and, as a rule, does not exceed 13.56 megahertz.

Общее сопротивление потерь Rн=Rэ+Rд увеличивается в процессе отверждения клея в 10-100 раз в зависимости от свойств клея и частоты. Даже если общее сопротивление потерь Rн в склеиваемом изделии в холодном состоянии близко к выходному сопротивлению генератора Zг, то в течение нескольких секунд еще до начала схватывания клея оно увеличивается в десятки раз и поглощаемая в среде мощность резко падает, что приводит к снижению скорости нагрева клеевого шва и при балансе поглощаемой мощности и тепловых потерь к прекращению нагрева (см.[3] стр.114, рис.56). The total loss resistance Rn = Re + Rd increases during the curing of the adhesive 10-100 times depending on the properties of the adhesive and frequency. Even if the total loss resistance Rn in the glued product in the cold state is close to the output resistance of the generator Zg, then within a few seconds even before the glue has set, it increases tens of times and the power absorbed in the medium drops sharply, which leads to a decrease in the heating rate of the adhesive joint and with the balance of absorbed power and heat loss to the cessation of heating (see [3] p. 114, Fig. 56).

В установках по сушке древесины при изменении влажности от естественной (60-80%) до эксплуатационной (6-12%) сопротивление увеличивается на несколько порядков, диэлектрическая проницаемость εr за счет удаления воды уменьшается в 20 и более раз, что приводит к соответствующему снижению поглощаемой в нагреваемой древесине мощности (см. ф-лы 2 и 3).In wood drying plants, when the humidity changes from natural (60-80%) to operational (6-12%), the resistance increases by several orders of magnitude, the dielectric constant ε r due to water removal decreases by 20 or more times, which leads to a corresponding decrease power absorbed in heated wood (see f-l 2 and 3).

В применяемых установках выходное сопротивление генератора Zг не регулируется в течение цикла при изменении нагрузки в больших пределах, что приводит к росту КСВ и снижению КПД установки, так как потребляемая и выходная мощность генератора остается постоянной. Не поглощенная в нагреваемой среде энергия отражается и рассеивается на аноде лампы, чем и объясняется крайне низкая эффективность существующих ВЧ установок и их неоправданно большие мощности. В них нет даже простейших приборов для контроля согласования сопротивлений (КСВ-метры), обычных, например, в радиопередающих устройствах. In the installations used, the output resistance of the generator Zg is not regulated during the cycle when the load changes over large limits, which leads to an increase in SWR and a decrease in the efficiency of the installation, since the power consumption and output of the generator remains constant. The energy that is not absorbed in the heated medium is reflected and dissipated at the anode of the lamp, which explains the extremely low efficiency of existing RF installations and their unreasonably high powers. They do not even have the simplest instruments for monitoring the coordination of resistances (SWR meters), common, for example, in radio transmitting devices.

Тепловые расчеты нагрева клеевых соединений и эксперименты с предлагаемой установкой показывают, что необходимая мощность для нагрева клеевого соединения до схватывания не превышает 1-1,5 Вт/см2, фактическая удельная мощность ВЧ установок в несколько раз (часто в десятки раз) превышает приведенные значения. КПД существующих ВЧ установок для нагрева не превышает 5% с учетом КПД генератора.Thermal calculations of heating adhesive joints and experiments with the proposed installation show that the required power for heating the adhesive joint before setting does not exceed 1-1.5 W / cm 2 , the actual specific power of RF installations is several times (often tens of times) higher than the given values . The efficiency of existing HF installations for heating does not exceed 5%, taking into account the efficiency of the generator.

Другим серьезным недостатком является нестабильность частоты и большой уровень радиопомех. Для промышленного использования отведен ряд частот с предельным отклонением не более ±1%. Поскольку емкость электродов Сраб и сопротивление нагрузки Rн являются элементами частотозадающей цепи генераторов, происходит изменение частоты в больших пределах. По этой причине ни одна существующая ВЧ установка не отвечает требованиям нормативов по стабильности частоты. Another serious disadvantage is the instability of the frequency and the high level of radio interference. For industrial use, a number of frequencies are assigned with a maximum deviation of not more than ± 1%. Since the capacitance of the Crab electrodes and the load resistance Rн are elements of the frequency-setting circuit of the generators, a frequency change occurs over large limits. For this reason, no existing RF installation meets the requirements of frequency stability standards.

Лампы генераторов работают в нелинейном режиме из-за рассогласования нагрузки и больших сеточных токов. Простейшая схема резонансных цепей генераторов не обеспечивает фильтрацию гармоник. Поскольку мощность установок составляет десятки и сотни киловатт, они создают высокий уровень радиопомех в широком спектре частот, несмотря на специальные меры (экранирование генераторов, размещение установок в экранированных помещениях и др.), что создает серьезные проблемы средствам радиосвязи, которые в настоящее время могут иметь мощности передающих устройств единицы ватт, телевидению, другой электронной технике, чувствительной к электромагнитным излучениям. Generator lamps operate in non-linear mode due to load mismatch and high grid currents. The simplest circuit of the resonant circuits of the generators does not provide filtering of harmonics. Since the power of the units is tens and hundreds of kilowatts, they create a high level of radio noise in a wide range of frequencies, despite special measures (shielding generators, placing units in shielded rooms, etc.), which creates serious problems for radio communications that may currently have power transmitting units of a watt unit, television, other electronic equipment sensitive to electromagnetic radiation.

Сущность изобретения. SUMMARY OF THE INVENTION

Вариант схемы предлагаемой установки для нагрева, свободной от приведенных выше недостатков, изображен на фиг.4. A variant of the proposed installation for heating, free from the above disadvantages, is shown in Fig.4.

Так как в предлагаемой установке конструкция генератора не имеет значения, ближайшим аналогом (прототипом) является общая сумма установок для высокочастотного нагрева диэлектриков, описанная в:
Бирюков В.А. "Процессы диэлектрического нагрева и сушки древесины". Изд-во Рослесбумиздат, 1961 г., стр.31, рис.12., упрощенный функциональный аналог которой изображен на фиг.1, а для анализа работы устройства используется схема генератора, изображенная на стр.37, рис.17, функциональный аналог которой изображен на фиг.2.
Since the design of the generator does not matter in the proposed installation, the closest analogue (prototype) is the total amount of installations for high-frequency heating of dielectrics, described in:
Biryukov V.A. "Processes of dielectric heating and drying of wood." Roslesbumizdat Publishing House, 1961, p. 31, Fig. 12., A simplified functional analogue of which is shown in Fig. 1, and to analyze the operation of the device, the generator circuit shown in p. 37, Fig. 17, whose functional analogue is used depicted in figure 2.

Основными отличиями установки от аналогов являются:
- установка состоит из генератора Г с фиксированной частотой, величина которой рассчитывается для конкретного устройства в зависимости от емкости электродов и сопротивления нагрузки, а не является случайной; мощность генератора определяется необходимой тепловой мощностью;
- генератор имеет стандартное выходное сопротивление (50 или 75 Ом) для согласования с коаксиальной линией передачи;
- для контроля согласования нагрузки с генератором содержит измеритель коэффициента стоячей волны (КСВ-метр), который включен между генератором и линией передач;
- высокочастотная энергия от генератора к электродам подается с помощью коаксиальной линии передачи произвольной длины и согласующего устройства, состоящего из контура связи Lсв Ссв, параллельного колебательного контура Lк Ск, фильтра нижних частот, образованного катушкой Lфнч и емкостью рабочего конденсатора (электродов) Сраб, нагрузкой которого является сумма потерь в нагреваемой среде;
- при больших размерах деталей или для нагрева нескольких удаленных друг от друга участков установка содержит несколько согласующих устройств, каждое из которых имеет свои электроды. Питание согласующих устройств производится от одного генератора с помощью согласованных линий передачи. При необходимости использования нескольких электродов у аналогов используются отдельные генераторы для каждых электродов.
The main differences of the installation from analogues are:
- the installation consists of a generator G with a fixed frequency, the value of which is calculated for a particular device depending on the capacitance of the electrodes and the load resistance, and is not random; generator power is determined by the necessary heat power;
- the generator has a standard output impedance (50 or 75 Ohms) for matching with a coaxial transmission line;
- to control the coordination of the load with the generator contains a standing wave coefficient meter (SWR meter), which is connected between the generator and the transmission line;
- high-frequency energy from the generator to the electrodes is supplied using a coaxial transmission line of arbitrary length and a matching device consisting of a communication circuit Lсв Ссв, a parallel oscillatory circuit Lк Ск, a low-pass filter formed by a coil Lfnch and a capacitance of the working capacitor (electrodes) Crab, the load of which is the sum of losses in the heated medium;
- with large sizes of parts or for heating several sections remote from each other, the installation contains several matching devices, each of which has its own electrodes. Power matching devices is produced from a single generator using the agreed transmission lines. If it is necessary to use several electrodes, analogues use separate generators for each electrodes.

Установка работает следующим образом. Installation works as follows.

Необходимый уровень ВЧ напряжения достигается с помощью параллельного колебательного контура Lк Ск с высокой добротностью, настроенного на рабочую частоту генератора. Согласование контура с линией передачи осуществляется с помощью цепи связи Lсв Ссв. При резонансе напряжение на конденсаторе Ск будет максимальным, при этом чем выше добротность контура, тем выше напряжение. Благодаря этому ВЧ напряжение в контуре зависит от его добротности и от мощности генератора, а не от напряжения анода и конструкции генератора, как у аналогов. The required level of RF voltage is achieved using a parallel oscillating circuit Lк Sk with high quality factor tuned to the operating frequency of the generator. Coordination of the circuit with the transmission line is carried out using the communication circuit Lсв Ссв. At resonance, the voltage across the capacitor Ck will be maximum, while the higher the quality factor of the circuit, the higher the voltage. Due to this, the RF voltage in the circuit depends on its quality factor and on the power of the generator, and not on the voltage of the anode and the design of the generator, as in analogues.

Контур является трансформатором сопротивлений в большом диапазоне (от нуля на "холодном" конце до десятков килоом на "горячем"). Это позволяет найти на катушке контура Lк точку А, где волновое сопротивление равно сопротивлению нагрузки Rн в начале цикла, т.е. согласовать выходное сопротивление генератора или линии передачи с нагрузкой Rн. Согласование сопротивлений контролируется с помощью КСВ метра. При согласовании контура связи с линией передач и параллельного колебательного контура с сопротивлением нагрузки вся энергия генератора будет поглощена нагрузкой и стоячая волна будет отсутствовать, т.е. КСВ будет равен единице. The circuit is a transformer of resistances in a wide range (from zero at the “cold” end to tens of kilo-ohms at the “hot”). This makes it possible to find point A on the loop coil Lк, where the wave resistance is equal to the load resistance Rн at the beginning of the cycle, i.e. coordinate the output impedance of the generator or transmission line with the load Rн. Resistance matching is monitored using an SWR meter. When matching the communication loop with the transmission line and the parallel oscillatory circuit with the load resistance, all the generator energy will be absorbed by the load and there will be no standing wave, i.e. SWR will be equal to one.

Поскольку при нагреве происходит изменение емкости Сраб и увеличение Rн, при непосредственном включении электродов к контуру изменится его резонансная частота и произойдет рассогласование с контуром. Для сохранения резонансной частоты рабочие электроды подключаются к контуру через индуктивность Lфнч, которая с емкостью электродов Сраб образует фильтр нижних частот (ФНЧ), у которого частота среза равна или несколько выше частоты генератора. Since during heating there is a change in the capacitance of Crab and an increase in Rн, when the electrodes are directly connected to the circuit, its resonant frequency will change and there will be a mismatch with the circuit. To maintain the resonant frequency, the working electrodes are connected to the circuit through the inductance Lfnch, which, with the capacitance of the electrodes Srab, forms a low-pass filter (LPF), in which the cutoff frequency is equal to or slightly higher than the frequency of the generator.

Как известно, входное сопротивление ФНЧ равно сопротивлению нагрузки, т. е. коэффициент передачи по напряжению равен единице на любой частоте от нуля до частоты среза фильтра. Частота среза фильтра выбирается так, чтобы при изменении емкости рабочего конденсатора из-за нагрева или изменения размеров деталей срез фильтра был всегда на частоте генератора или выше ее. Это позволяет сохранить настройку контура и коэффициент передачи при изменении емкости электродов Сраб. У аналогов изменение Сраб приводит к изменению частоты генератора или расстройке контура выходного каскада. As is known, the input impedance of the low-pass filter is equal to the load resistance, i.e., the voltage transfer coefficient is unity at any frequency from zero to the filter cutoff frequency. The cutoff frequency of the filter is selected so that when the capacitance of the working capacitor changes due to heating or resizing of parts, the cutoff of the filter is always at or above the generator frequency. This allows you to save the circuit setting and the transfer coefficient when changing the capacitance of the electrodes Srab. In analogs, a change in Crab leads to a change in the frequency of the generator or to a detuning of the circuit of the output stage.

Вторая функция ФНЧ заключается в сохранении согласования сопротивления контура с нагрузкой Rн при ее увеличении во время цикла. ФНЧ представляет из себя последовательный контур, у которого добротность равна единице при равенстве сопротивления нагрузки реактивному сопротивлению элементов фильтра. При увеличении сопротивления нагрузки Rн возрастает добротность цепи Lфнч Сраб и за счет этого возрастает напряжение на электродах при сохранении мощности, рассеиваемой в среде. Входное сопротивление фильтра в точке А при этом не изменяется, поскольку остается постоянным реактивное сопротивление XL индуктивности. Это позволяет сохранить согласование с контуром и всю мощность генератора отдавать в нагрузку в течение цикла при росте сопротивления нагрузки.The second function of the low-pass filter is to maintain coordination of the loop resistance with the load Rн when it increases during the cycle. The low-pass filter is a sequential circuit in which the quality factor is equal to unity when the load resistance is equal to the reactance of the filter elements. With an increase in load resistance Rн, the quality factor of the circuit Lfnch Srab increases and due to this, the voltage at the electrodes increases while maintaining the power dissipated in the medium. The input filter resistance at point A does not change, since the reactance X L of the inductance remains constant. This allows you to maintain coordination with the circuit and give all the generator power to the load during the cycle with increasing load resistance.

Так как сопротивление Rн и емкость электродов Сраб можно измерить для конкретной установки, из известных соотношений для расчета ФНЧ
Rн=Хс=XL, Хс=1/2πfС, XL=27πfL (5)
где Хс, XLl - реактивное сопротивление емкости и индуктивности фильтра;
С, L - емкость и индуктивность элементов фильтра соответственно;
f - частота среза фильтра.
Since the resistance Rн and the capacitance of the Crab electrodes can be measured for a particular installation, from the known relations for calculating the low-pass filter
Rн = Х с = X L , Х с = 1 / 2πfС, X L = 27πfL (5)
where X s , X Ll is the reactance of the capacitance and inductance of the filter;
C, L - capacitance and inductance of the filter elements, respectively;
f is the cutoff frequency of the filter.

Вычисляется частота f генератора, при которой обеспечивается полное согласование нагрузки с контуром в начале цикла нагрева:
f=1/2πСрабRн (6)
и индуктивность Lфнч согласующего устройства
Lфнч=Rн/2πf (7)
Увеличение напряжения на электродах при увеличении Rн возможно при добротности цепи Q, равной

Figure 00000003

где Rкон, Rнач - сопротивление нагрузки в конце и начале цикла нагрева соответственно.The generator frequency f is calculated at which the load is fully coordinated with the circuit at the beginning of the heating cycle:
f = 1 / 2πSrabRn (6)
and inductance Lfnch matching device
Lfnch = Rн / 2πf (7)
An increase in voltage at the electrodes with an increase in Rn is possible with the Q factor of the circuit Q equal to
Figure 00000003

where R con , R beg - load resistance at the end and beginning of the heating cycle, respectively.

Принцип работы согласующего устройства в различные фазы цикла показан на фиг.5
Кривая 1. В момент включения генератора сопротивление нагрузки минимально. Цепь Lфнч Сраб вместе с сопротивлением нагрузки имеет добротность и коэффициент передачи по напряжению, равные единице.
The principle of operation of the matching device in various phases of the cycle is shown in figure 5
Curve 1. At the moment the generator is turned on, the load resistance is minimal. The circuit Lfnch Srab together with the load resistance has a quality factor and a voltage transfer coefficient equal to unity.

Кривая 2. При нагреве клеевого соединения сопротивление потерь из-за нагрева, полимеризации смолы и др. увеличивается, что приводит к увеличению добротности цепи Lфнч Сраб, увеличивается коэффициент передачи по напряжению на рабочей частоте, при этом мощность, рассеиваемая в нагрузке, остается постоянной и равной колебательной мощности генератора. Curve 2. When the adhesive joint is heated, the loss resistance due to heating, polymerisation of the resin, etc. increases, which leads to an increase in the quality factor of the circuit Lfnch Srab, the voltage transfer coefficient at the operating frequency increases, while the power dissipated in the load remains constant and equal oscillatory power of the generator.

Кривая 3. При дальнейшем увеличении сопротивления Rн добротность увеличивается еще больше и так до конца процесса (полной полимеризации клея). Curve 3. With a further increase in the resistance Rн, the quality factor increases even more and so on until the end of the process (complete polymerization of the adhesive).

Кривая 4. При уменьшении емкости рабочего конденсатора из-за испарения воды и нагрева к концу цикла несколько увеличивается резонансная частота последовательного контура, но уровень напряжения на электродах уменьшается незначительно из-за того, что рабочая точка находится на пологом левом скате частотной характеристики. Поскольку в конце процесса полимеризации клея значительно снижаются тепловые потери, связанные с испарением влаги, некоторое уменьшение поглощаемой мощности уже не влияет на технологический процесс. Curve 4. With a decrease in the capacitance of the working capacitor due to evaporation of water and heating, the resonant frequency of the series circuit increases slightly at the end of the cycle, but the voltage level at the electrodes decreases slightly due to the fact that the operating point is on the gentle left slope of the frequency response. Since at the end of the glue polymerization process the heat losses associated with the evaporation of moisture are significantly reduced, a slight decrease in the absorbed power no longer affects the process.

Поскольку для промышленных целей отведен ряд частот, выбирается ближайшая к расчетной. После выбора стандартной частоты генератора производится перерасчет величины Lфнч по формуле 7 и расчет элементов контура Lк Ск. Since a number of frequencies are reserved for industrial purposes, the one closest to the calculated one is selected. After selecting the standard frequency of the generator, Lfnch is recalculated according to formula 7 and the circuit elements Lk Sk are calculated.

При использовании предлагаемой установки для нагрева деталей небольшого сечения типа брусков электрическое поле вблизи низкопотенциального электрода, в качестве которого обычно используется корпус установки ("масса"), будет значительно меньше, чем у высокопотенциального за счет рассеивания, что приводит к неравномерному нагреву. Для того чтобы ВЧ поле в рабочей зоне было равномерным, используется симметричная схема, изображенная на фиг.6. Это позволяет также в 2 раза уменьшить напряжение относительно корпуса и значительно снизить уровень четных гармоник генератора. When using the proposed installation for heating parts of a small cross-section, such as bars, the electric field near the low-potential electrode, which is usually used as the installation casing ("mass"), will be much smaller than that of the high-potential due to scattering, which leads to uneven heating. In order for the RF field in the working area to be uniform, the symmetric circuit shown in Fig.6 is used. This also allows to halve the voltage relative to the housing and significantly reduce the level of even harmonics of the generator.

Принципиальных отличий в работе схемы 4 и 6 не имеют, отличаются лишь конструктивными элементами и положением точки нулевого потенциала. В симметричном варианте согласующего устройства катушка контура связи расположена в середине контурной катушки, используется дифференциальный конденсатор переменной емкости (бабочка), а катушка фильтра нижних частот состоит из двух одинаковых частей, общая индуктивность которых равна индуктивности катушки фильтра в несимметричном варианте. Катушки ФНЧ подключаются к колебательному контуру симметрично относительно точки с нулевым потенциалом катушки. Schemes 4 and 6 do not have fundamental differences in the operation; they differ only in structural elements and the position of the point of zero potential. In the symmetric version of the matching device, the coupling loop coil is located in the middle of the loop coil, a differential capacitor of variable capacitance (butterfly) is used, and the low-pass filter coil consists of two identical parts, the total inductance of which is equal to the inductance of the filter coil in an asymmetric version. LPF coils are connected to the oscillatory circuit symmetrically with respect to the point with zero potential of the coil.

При небольшой площади электродов (например, при торцовом склеивании брусков) емкость Сраб может быть всего несколько пикофарад. Это позволяет использовать частоты более 80 мГц. На этих частотах выполнить контур с высокой добротностью на сосредоточенных элементах сложно из-за их малых размеров, а снижение частоты приведет к снижению КПД установки. With a small area of electrodes (for example, with butt gluing of bars), the capacitance of Crab can be only a few picofarads. This allows the use of frequencies above 80 MHz. At these frequencies, it is difficult to perform a circuit with high quality factor on lumped elements due to their small size, and a decrease in frequency will lead to a decrease in the efficiency of the installation.

В этом случае вместо контура Lк, Ск используется резонатор на четвертьволновом короткозамкнутом отрезке коаксиальной линии для схемы фиг.4 или симметричной линии для схемы фиг.6, которые являются аналогами параллельного колебательного контура, но имеют значительно большие размеры и очень высокую добротность, что позволяет получить напряжение на электродах 2000-4000 вольт при мощности генератора всего в несколько десятков ватт. In this case, instead of the circuit Lk, Ck, a resonator is used on a quarter-wavelength short-circuited segment of the coaxial line for the circuit of Fig. 4 or a symmetrical line for the circuit of Fig. 6, which are analogs of a parallel oscillatory circuit, but have significantly large dimensions and a very high Q factor, which allows to the voltage on the electrodes is 2000-4000 volts with a generator power of only a few tens of watts.

Схема согласующих устройств на резонаторах показана на фиг.7. A diagram of the matching devices on the resonators is shown in Fig.7.

Все варианты конструктивного исполнения согласующего устройства являются полными функциональными аналогами и обеспечивают получение одного и того же технического результата для различных условий применения установки и содержат одни и те же фунциональные элементы, а именно:
- контур связи, который обеспечивает согласование параллельного колебательного контура с линией передачи;
- параллельный колебательный контур с автотрансформаторной связью, который служит для получения необходимого уровня высокочастотного напряжения и для согласования сопротивления потерь в нагрузке;
- фильтр нижних частот, который обеспечивает сохранение резонансной частоты контура и его выходное сопротивление при изменении параметров нагрузки.
All variants of the design of the matching device are full functional analogues and provide the same technical result for different conditions of application of the installation and contain the same functional elements, namely:
- a communication loop, which ensures coordination of the parallel oscillatory circuit with the transmission line;
- a parallel oscillatory circuit with autotransformer coupling, which serves to obtain the required level of high-frequency voltage and to coordinate the resistance to losses in the load;
- low-pass filter, which ensures the conservation of the resonant frequency of the circuit and its output impedance when changing load parameters.

При размерах рабочих электродов, сопоставимых с 1/8 длины волны, из-за волновых процессов напряжение на них будет неравномерным. Питание нагрузки с помощью коаксиальной линии передачи позволяет уменьшить размеры электродов в n раз, используя включение от одного генератора нескольких согласующих устройств, каждое из которых имеет свои электроды. Поскольку коаксиальные линии передачи имеют малые потери, их длина может быть значительной. Это позволяет кроме нагрева детали больших размеров использовать один генератор для нагрева нескольких соединений, расположенных на значительном расстоянии друг от друга, например при сборке рамочных конструкций или для увеличения зоны нагрева при непрерывном перемещении длинномерного материала. Согласование разветвленных линий передачи с общим фидером (или непосредственно с генератором) осуществляется с помощью любых известных трансформаторов сопротивлений и резонансных линий питания. Поскольку в установках для нагрева нет необходимости согласовывать фазы на отдельных электродах, длина линий передачи может быть различной. With the sizes of the working electrodes comparable to 1/8 of the wavelength, due to wave processes, the voltage on them will be uneven. Power supply of the load using a coaxial transmission line allows reducing the size of the electrodes n times, using the inclusion of several matching devices from one generator, each of which has its own electrodes. Since coaxial transmission lines have small losses, their length can be significant. This makes it possible, in addition to heating large-sized parts, to use one generator to heat several joints located at a considerable distance from each other, for example, when assembling frame structures or to increase the heating zone when continuously moving long material. Coordination of branched transmission lines with a common feeder (or directly with the generator) is carried out using any known resistance transformers and resonant power lines. Since there is no need to coordinate phases on separate electrodes in heating plants, the length of the transmission lines can be different.

Так как площадь электродов и емкость Сраб отдельного согласующего устройства уменьшается в несколько раз, это позволяет пропорционально увеличить частоту генератора. Расчет элементов согласующего устройства производится для одного участка. На фиг.8 показан вариант схемы с четырьмя согласующими устройствами и электродами с использованием четвертьволнового трансформатора сопротивлений в виде двух параллельных отрезков такого же коаксиального кабеля, что и линии передачи. Since the area of the electrodes and the capacitance Crab of a separate matching device decreases several times, this allows a proportional increase in the frequency of the generator. Calculation of the elements of the matching device is made for one section. On Fig shows a variant of the circuit with four matching devices and electrodes using a quarter-wave resistance transformer in the form of two parallel sections of the same coaxial cable as the transmission line.

Существенными отличиями от аналога [6], фиг.4, являются:
- питание параллельными коаксиальными линиями отдельных согласующих устройств и отдельных электродов, а не одного общего;
- согласование волновых сопротивлений линий передачи в точках разветвлений с общей линией с помощью трансформаторов сопротивлений или (и) использование резонансных линий питания;
- произвольное количество ветвей, подключаемых в одну точку, определяемое лишь удобством согласования волновых сопротивлений линий питания;
- линии передачи к отдельным согласующим устройствам могут иметь произвольную длину.
Significant differences from the analogue [6], figure 4, are:
- powered by parallel coaxial lines of individual matching devices and individual electrodes, and not one common;
- coordination of wave impedances of transmission lines at branch points with a common line using resistance transformers or (and) the use of resonant power lines;
- an arbitrary number of branches connected to one point, determined only by the convenience of matching the wave impedances of the power lines;
- transmission lines to individual matching devices may be of arbitrary length.

Поскольку в предлагаемых устройствах рабочий конденсатор Сраб не является элементом генератора, его параметры (частота, выходное сопротивление) не зависят от нагрузки в отличие от аналогов, и он работает с максимальным КПД в течение всего цикла, а согласование сопротивлений на всех участках цепи позволяет использовать всю мощность генератора на нагрев изделия. Это позволяет увеличить общий КПД установки до 50-60% и снизить необходимую мощность установок по сравнению с аналогами в несколько раз. Since in the proposed devices the working capacitor Srab is not an element of the generator, its parameters (frequency, output resistance) are independent of the load, unlike analogues, and it works with maximum efficiency throughout the cycle, and matching the resistances in all parts of the circuit allows you to use the whole generator power to heat the product. This allows you to increase the overall efficiency of the installation up to 50-60% and reduce the required capacity of the installations compared with analogues by several times.

Так как стоимость ВЧ установок и их эксплуатационные затраты пропорциональны установленной мощности, снижение стоимости позволяет значительно расширить их использование в технологических операциях, где они ранее не применялись из-за экономических показателей - склеивание заготовок небольшого сечения по длине, нагрев в соединениях деталей при сборке, монтажное склеивание и т.д. Since the cost of HF installations and their operating costs are proportional to the installed capacity, reducing the cost can significantly expand their use in technological operations where they were not previously used due to economic indicators - bonding of blanks of a small cross section along the length, heating in the joints of parts during assembly, installation bonding, etc.

Введение в согласующее устройство контура с высокой добротностью и ФНЧ, кроме резонансной системы самого генератора, работа генератора в оптимальном режиме, фиксированная частота и значительное снижение мощности генераторов практически полностью исключают радиопомехи вне рабочей частоты даже без принятия специальных мер защиты от излучения радиопомех. The introduction into the matching device of a circuit with high Q and a low-pass filter, in addition to the resonant system of the generator itself, the operation of the generator in optimal mode, a fixed frequency and a significant decrease in the power of the generators almost completely eliminate radio interference outside the operating frequency even without taking special measures to protect against radio interference.

Перечень фигур чертежей. The list of figures drawings.

Фиг.1 Общая схема установки для нагрева диэлектриков. Figure 1 General diagram of the installation for heating dielectrics.

Фиг. 2 Схема установки и генератора с использованием П-контура в анодной цепи. FIG. 2 Installation and generator circuit using a P-loop in the anode circuit.

Фиг.3 Изменение сопротивления образца клеевого шва в зависимости от времени нагрева. Figure 3 Change in the resistance of the sample of the adhesive joint, depending on the heating time.

Фиг. 4 Принципиальная схема предлагаемой установки для циклического нагрева диэлектриков. FIG. 4 Schematic diagram of the proposed installation for cyclic heating of dielectrics.

Фиг. 5 Амплитудно-частотные характеристики согласующего устройства в различные фазы нагрева клеевого соединения. FIG. 5 The amplitude-frequency characteristics of the matching device in various phases of heating the adhesive joint.

Фиг. 6 Принципиальная схема согласующего устройства для симметричного включения электродов. FIG. 6 Schematic diagram of a matching device for symmetrical inclusion of electrodes.

Фиг. 7 Резонансные системы согласующего устройства на отрезках линий для высоких частот. FIG. 7 Resonant matching systems on line segments for high frequencies.

Фиг. 8 Принципиальная схема установки с параллельным включением четырех согласующих устройств при больших размерах нагреваемых деталей. FIG. 8 Schematic diagram of the installation with the parallel inclusion of four matching devices for large sizes of heated parts.

Возможность осуществления изобретения. The possibility of carrying out the invention.

Реализация изобретения не вызывает затруднений. Генератор и согласующие устройства собираются из серийно выпускаемых промышленностью радиодеталей и материалов. Снижение мощности установок значительно упрощает конструкцию и уменьшает габариты и стоимость устройств. Мощные генераторные лампы, применяемые в существующих установках, и резонансные системы, имеют, как правило, водяное или испарительное и воздушное охлаждение. В большинстве случаев при мощности генераторов до 20 кВт в предлагаемых устройствах достаточно воздушного принудительного или естественного охлаждения, которое значительно проще. Генераторы, используемые в установках для нагрева небольших по сечению соединений мощностью до 1 кВт, могут быть выполнены на современных полупроводниковых приборах, габариты и стоимость которых значительно ниже, чем у ламповых устройств. The implementation of the invention does not cause difficulties. The generator and matching devices are assembled from commercially available industry radio components and materials. Reducing the power of plants greatly simplifies the design and reduces the size and cost of devices. Powerful generator lamps used in existing installations and resonant systems, as a rule, have water or evaporative and air cooling. In most cases, when the power of the generators is up to 20 kW, the proposed devices have enough air forced or free cooling, which is much simpler. Generators used in installations for heating small cross-section of compounds with power up to 1 kW can be performed on modern semiconductor devices, the dimensions and cost of which are much lower than that of tube devices.

Изготовленная по симметричной схеме (фиг.6) опытная установка, предназначенная для нагрева шипового соединения при торцовом склеивании брусков сечением 60•100 мм по длине, полностью подтвердила расчеты. Установка имеет следующие характеристики: колебательная мощность генератора 250-300 ватт. КСВ, измеренный между генератором (выходное сопротивление 50 Ом) и согласующим устройством, не более 1,5 в течение всего цикла. Общий КПД установки более 50%. Время отверждения клеевого соединения не более 15 с, что значительно меньше, чем в установках аналогичного назначения. Удельная мощность, необходимая на нагрев клеевого слоя до отверждения, для смолы КФЖ составляет 1,6-1,8 Вт/кв.см против 12-20 у аналогов. Схема позволяет за счет некоторого снижения КПД использовать установку при уменьшении размеров заготовок по сечению до 2-х раз без изменения конструктивных элементов и настроек, кроме регулировки мощности генератора в зависимости от площади склеивания и скорости нагрева. Излишняя подводимая мощность приводит к перегреву клеевого соединения и к пробою, так как даже при незначительной мощности генератора напряжение на электродах достигает несколько тысяч вольт. Для этой же установки был испытан вариант генератора на мощных транзисторах КТ970А с напряжением питания коллектора всего 40 вольт. Получены аналогичные результаты. The experimental setup made according to the symmetrical scheme (Fig. 6), designed to heat the stud joint when gluing the bars cross section 60 • 100 mm in length, fully confirmed the calculations. The installation has the following characteristics: oscillatory power of the generator 250-300 watts. SWR, measured between the generator (output impedance of 50 Ohms) and the matching device, not more than 1.5 throughout the cycle. The overall efficiency of the installation is more than 50%. The curing time of the adhesive joint is not more than 15 s, which is significantly less than in installations of a similar purpose. The specific power required for heating the adhesive layer before curing for the CFF resin is 1.6-1.8 W / sq.cm versus 12-20 for analogues. The scheme allows, due to a certain decrease in efficiency, to use the installation while reducing the dimensions of the workpieces by section to 2 times without changing the structural elements and settings, in addition to adjusting the generator power depending on the bonding area and heating rate. Excessive power input leads to overheating of the adhesive joint and to breakdown, since even with a slight generator power the voltage on the electrodes reaches several thousand volts. For the same installation, a variant of a generator using high-power transistors KT970A with a collector supply voltage of only 40 volts was tested. Similar results are obtained.

Claims (3)

1. Установка для нагрева деталей из древесины и других диэлектриков в электрическом поле токов высокой частоты, содержащая генератор с постоянным стандартным выходным сопротивлением, согласованным с волновым сопротивлением коаксиальной линии передачи, и фиксированной частотой, значение которой определяется емкостью электродов и сопротивлением потерь в нагрузке, отличающаяся тем, что выход генератора соединен через измеритель коэффициента стоячей волны и коаксиальную линию передачи с согласующим устройством, состоящим из контура связи, образованного катушкой связи и последовательно включенным конденсатором переменной емкости для настройки контура связи, индуктивно связанного с контуром связи несимметричного или симметричного параллельного колебательного контура, состоящего из катушки и конденсатора переменной емкости, подключенной к катушке контура катушки для несимметричного контура, ко второму концу которой подключен высокопотенциальный электрод, а второй электрод соединен с общим проводом, или двух катушек для симметричного контура, ко вторым концам которых подключены рабочие электроды, емкость которых вместе с индуктивностью катушек образуют фильтр нижних частот. 1. Installation for heating parts of wood and other dielectrics in the electric field of high-frequency currents, containing a generator with a constant standard output impedance, consistent with the wave impedance of the coaxial transmission line, and a fixed frequency, the value of which is determined by the capacitance of the electrodes and the resistance to load losses, different the fact that the generator output is connected through a standing wave coefficient meter and a coaxial transmission line with a matching device consisting of a loop ides formed by a coupling coil and a series capacitor of variable capacitance for adjusting a coupling circuit inductively coupled to a coupling circuit of an asymmetric or symmetrical parallel oscillatory circuit consisting of a coil and a capacitor of variable capacitance connected to a coil coil circuit for an asymmetrical circuit, to the second end of which is connected high potential electrode, and the second electrode is connected to a common wire, or two coils for a symmetrical circuit, to the second ends of the cat ryh connected working electrodes, the capacitance of which together with the inductance coil form a lowpass filter. 2. Установка для нагрева деталей из древесины и других диэлектриков в электрическом поле токов высокой частоты, содержащая генератор с постоянным стандартным выходным сопротивлением, согласованным с волновым сопротивлением коаксиальной линии передачи, и фиксированной частотой, значение которой определяется емкостью электродов и сопротивлением потерь в нагрузке, отличающаяся тем, что выход генератора соединен через измеритель коэффициента стоячей волны и коаксиальную линию передачи с согласующим устройством, состоящим из линии связи и последовательно включенным конденсатором переменной емкости для настройки линии связи, индуктивно связанного с линией связи короткозамкнутого четвертьволнового резонатора на отрезке коаксиальной или симметричной линии, с конденсатором переменной емкости для настройки резонатора, подключенной к резонатору на отрезке коаксиальной линии катушки, ко второму концу которой подключен высокопотенциальный электрод, а второй электрод соединен с общим проводом, или двух катушек для резонатора на симметричной линии, ко вторым концам которых подключены рабочие электроды, емкость которых вместе с индуктивностью катушек образуют фильтр нижних частот. 2. Installation for heating parts made of wood and other dielectrics in the electric field of high-frequency currents, containing a generator with a constant standard output impedance, consistent with the wave impedance of the coaxial transmission line, and a fixed frequency, the value of which is determined by the capacitance of the electrodes and the resistance to load losses, different the fact that the generator output is connected through a standing wave coefficient meter and a coaxial transmission line with a matching device consisting of a communication line and a series-connected capacitor of variable capacitance for tuning a communication line inductively coupled to a communication line of a short-circuited quarter-wave resonator on a segment of a coaxial or symmetric line, with a capacitor of variable capacitance for tuning a resonator connected to a resonator on a segment of a coaxial line of a coil, to the second end of which a high-potential electrode is connected , and the second electrode is connected to a common wire, or two coils for the resonator on a symmetrical line, to the second ends of which x connected working electrodes, the capacitance of which together with the inductance coil form a lowpass filter. 3. Установка по п. 1 или 2 для нагрева длинномерных изделий или для одновременного нагрева нескольких зон, расположенных на расстоянии друг от друга, отличающаяся тем, что содержит несколько согласующих устройств, каждое из которых служит для нагрева отдельного участка, коаксиальные линии передачи которых соединены параллельно и согласованы с волновым сопротивлением общей линии передачи с помощью трансформатора сопротивлений на четвертьволновых отрезках коаксиальной линии. 3. Installation according to claim 1 or 2 for heating long products or for simultaneously heating several zones located at a distance from each other, characterized in that it contains several matching devices, each of which serves to heat a separate section, the coaxial transmission lines of which are connected parallel and consistent with the impedance of the common transmission line using a resistance transformer on quarter-wave segments of the coaxial line.
RU2001108732A 2001-04-02 2001-04-02 Plant for heating wood and other dielectric materials in the field of high-frequency currents (alternatives) RU2210874C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001108732A RU2210874C2 (en) 2001-04-02 2001-04-02 Plant for heating wood and other dielectric materials in the field of high-frequency currents (alternatives)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001108732A RU2210874C2 (en) 2001-04-02 2001-04-02 Plant for heating wood and other dielectric materials in the field of high-frequency currents (alternatives)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001108732A RU2001108732A (en) 2003-05-27
RU2210874C2 true RU2210874C2 (en) 2003-08-20

Family

ID=29245376

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001108732A RU2210874C2 (en) 2001-04-02 2001-04-02 Plant for heating wood and other dielectric materials in the field of high-frequency currents (alternatives)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2210874C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104329910A (en) * 2014-10-23 2015-02-04 河北华氏纪元高频设备有限公司 High-frequency vacuum wood drying method and high-frequency vacuum wood drying equipment

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БИРЮКОВ В.А. Процессы диэлектрического нагрева и сушки древесины. - М.: Рослесбумиздат, 1961, с. 31, рис. 12. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104329910A (en) * 2014-10-23 2015-02-04 河北华氏纪元高频设备有限公司 High-frequency vacuum wood drying method and high-frequency vacuum wood drying equipment
CN104329910B (en) * 2014-10-23 2016-08-24 河北华氏纪元高频设备有限公司 A kind of high-frequency vacuum method for drying wood and equipment thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Siverns et al. On the application of radio frequency voltages to ion traps via helical resonators
US2308043A (en) Heating apparatus
US3085205A (en) Semiconductor harmonic generators
CN101364795A (en) High frequency power amplifier and high frequency heating device
Presser Varactor-tunable, high-Q microwave filter
US20240209718A1 (en) Signal generators for electromagnetic heating and systems and methods of providing thereof
RU2210874C2 (en) Plant for heating wood and other dielectric materials in the field of high-frequency currents (alternatives)
US3343089A (en) Quarter wave low profile antenna tuned to half wave resonance by stub; also including a transistor driving stage
Taryana et al. Design of 9.4 ghz dielectric resonator oscillator with an additional single stage amplifier
US2333760A (en) Therapy apparatus
US10804863B2 (en) System and method for amplifying and combining radiofrequency power
US2530995A (en) Oscillator tank circuit configuration
Liu et al. Super-broadband rectifier with wide-band resistance compression network and harmonic cycling for RF-harvesting
US2622238A (en) Resonant tank circuit for diathermy apparatus or the like
US3443199A (en) Wave frequency multiplier employing a nonlinear device in a band-pass filter
CN109150114A (en) A kind of efficient power amplifier of high integration
US3066210A (en) Power oscillator
KR100859149B1 (en) Filter having radiant heat portion and transmitter having the same
US3821655A (en) High frequency amplifier
Lee et al. Impedance matching network systems using stub-lines of 20 kW CW RF amplifier for SKKUCY-9 compact cyclotron
US3278868A (en) Cavity resonator
US3539948A (en) Radio frequency directional couplers
US2104916A (en) Constant radio frequency generator
Long et al. High‐efficiency broadband rectifier with compact size for wireless power transfer
US2944133A (en) Radio frequency dielectric heating apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090403