Высокочастотный регулятор мощности нагрева

 

Изобретение относится к электрическому нагреву с помощью индукционных, емкостных, контактных и плазменных устройств и может быть использовано для согласования напряжений генератора и рабочего органа устройства. Цель изобретения - расширение области применения путем ограничения диапазона изменения индуктивности со стороны первичной обмотки. Регулятор содержит установленный на основании 1 трансформатор с дисковыми секционированными первичной 2 и вторичной 3 обмотками, а также вал 4, на котором закреплен и вокруг которого поворачивается первичная обмотка 2 относительно неподвижно установленной на основании 1 вторичной обмотки 3. Он включает также установленный на основании 1 электромагнитный экран 7, состоящий из электропроводящего элемента, например полого полуцилиндра 8, скрепленного с верхним 9 и нижним 10 электропроводящими дисками. Мощность в нагреваемом объекте меняется при повороте первичной обмотки 2 вокруг вала 4. При этом изменяется коэффициент взаимной индукции между первичной 2 и вторичной 3 обмотками. Вместе с тем индуктивность со стороны первичной обмотки 2 за счет наличия электромагнитного экрана 7 изменяется незначительно, что и обеспечивает достижение поставленной цели. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5j1)5 H 01 F 21/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ! (21) 3995442/24-63 (22) 26 ° 12.85 (46) 23,03,90. Вюл. 1 11 . (75) И.Т.Шпанько (53) 621.396.662(088.8) (56) Патент США Ф 4183001, кл. 336-123, 1980.

Фиа 2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) ВЫСОКОЧАСТОТНЫИ РЕГУЛЯТОР

МОЩНОСТИ НАГРЕВА (57) Изобретение относится к электрическому нагреву с помощью индукционных, емкостных, контактных и плазменных устройств и может быть использовано для согласования напряжений генератора и рабочего органа устройства. Цель изобретения — расширение эксплуатационных возможностей путем ограничения диапазона изменения индуктивности со стороны первичной обмотки. Регулятор содержит уста-, новленный на основании 1 трансформа тор с дисковыми секционированными

„„Я0„„1552241 А 1

2 первичной 2 и вторичной 3 обмотка-. ,ми, а также вал 4, на котором закреплен и вокруг которого поворачивает- . ся первичная обмотка 2 относительно неподвижно установленной на основа нии 1 вторичной обмотки 3. Он включает также установленный на основании 1 электромагнитный экран 7, состоящий из электропроводящего элемента, например полого полуцилиндра 8,. скрепленного с верхним 9 и нижним

10 электропроводящими дисками. Мощность в нагреваемом объекте меняется при повороте первичной обмотки

2 вокруг вала 4, При этом изменяется коэффициент взаимной индукции между первичной 2 и вторичной 3 обмотками, Вместе с тем индуктивность со стороны первичной обмотки 2 за счет наличия электромагнитного экрана 7 изменяется незначительно что и обеспечивает достижение поставлен- . ной цели. 2 ил.

1552241!

15

40

55

Изобретение относится к области электрического, а именно индукционного, диэлектрического и электроплаз— менного нагрева и может быть использовано при промышленном производстве, например, полупроводниковых приборов в таких процессах, как вакуумное термическое испарение и плазмохимическое травление.

Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей путем ограничения диапазона изменения индуктивности со стороны первичной обмотки.

На фиг. 1 показан регулятор в одном из крайних положений подвижной первичной обмотки, общий вид; на фиг. 2 — то же, в другом крайнем по- ложении первичной обмотки.

Регулятор содержит установленный на основании 1 трансформатор с первичной 2 и вторичной 3 обмотками, а также вал 4, на котором крепится и вокруг которого поворачивается первичная обмотка 2 относительно неподвижно установленной на основании 1 вторичной обмотки 3. Первичная обмотка 2 состоит, например, из двух дисковых секций, каждая из которых имеет, например, по три витка из медной профилированной трубки (не показаны).

Вторичная обмотка 3 выполнена, например, из трех дисковых секций, чередующихся с секциями обмотки 2.

Каждая из секций обмотки 2 состоит, 1 например, из четырех медных разрезных дисков (не показаны), соединен ных в обмотку при помощи трубчатых проводников (не показаны), электрически связанных с выводами 5.

Дисковые секции обмоток 2 и 3 параллельны одна другой, Для поворота первичной обмотки .2 относительно вторичной обмотки 3 наряду с валом 4 служат диэлектрические накладки 6, выполненные, например, из фторопласта и механически скрепленные с первичной обмоткой 2.

Регулятор включает в себя также установленный неподвижно на основании 1 электромагнитный экран 7, состоящий из электропроводящего элемента, например полого полуцилиндра 8, скрепленного с верхним 9 и нижним 10 электропроводящими дисками, выполненными, например, из меди. Минимальное расстояние между дисками 9 и !О вторичной обмоткой 3 выбирается, из условий электрической прочности и обеспечивается величиной максимального угла поворота первичной обмотки 2 и расстоянием между осями вала 4 и трансформатора. Нагрузкой трансформатора служит индуктор (не показан), но может использоваться и высокочастотное контактное устройство. Обмотки 2 и 3 и экран 7 выполнены охлаждаемыми (средствами охлаждения не показаны), Регулятор работает следующим образом.

Мощность в нагреваемом объекте меняется за счет того, что первичная обмотка 2 поворачивается вместе с валом 4, вокруг его оси. При этом она выдвигается из вторичной обмотки 3 и коэффициент взаимной индукции (КВИ) между ними изменяется.

При соосном расположении обмоток 2 и 3 (фиг. !) КВИ и, следовательно, мощность в нагрузке трансформатора максимальны, а при полном выдвижении первичной обмотки 2 — минимальны. Установлено, что для.изменения мощности в нагрузке на 407. достаточно изменить КВИ на 20-22Х. Практически это обеспечивается при максимальном угле поворота первичной обмотки 2, равном

50-60, если расстояние между осями вала и вторичной обмотки 3 составляет

1,5-2 диаметра последней. Первичная обмотка 2 при выходе из вторичной 3 входит в полость экрана 7. Зазор между крайними поверхностями первичной обмотки 2 и дисков 9 и 10 экрана 7 целесообразно принять равным зазору между обмотками из условий электрической прочности. Индуктивность трансформатора зависит от КВИ, который onределяется величиной потокосцепления

V между экраном 7 и обмоткой 2. Пренебрегая потоками рассеяния, можно считать, что при регулировании потокосцепление > остается примерно постоянным, если не изменяется ток в первичной обмотке 2. Поток первичной обмотки 2 распределяется между вторичной обмоткой 3 и экраном 7. Под действием наведенной в экране 7 ЭДС в дисках 9. и 10 экрана 7 и в полуцилиндре 8 протекают токи, величина которых зависит от взаимного расположения первичной обмотки 2 и экрана 7, а направление совпадает с путями тока в первичной обмотке 2. Влияние эк-

24) на основании понижающий трансформаФиг l

Составитель Е. Кущ

Редактор О. Юрковецкая Техред Л. Сердюкова Корректор Т.Малец

Тираж 448

Подписное

Заказ 334

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101

5 1552 рана 7 на первичную обмотку 2 можно оценить по величине КВИ. Установлено, что при наличии в экране 7 только двух крайних дисков 9 и IO в положе5 нии, соответствующем минимальной мощности в нагрузке, ККИ между экраном и обмоткой отличается от КВИ между обмотками в положении, соответствующем максимальной мощности, не более ip чем на 57. Разницу можно уменьшить еще на 27. если добавить два диска в экране 7. Зазор между дисками и соответствующими частями первичной обмотки 2 должен быть равен зазору между обмотками 2 и 3.

Таким образом, благодаря практически постоянной величине индуктивности при регулировании cos нагрузки также остается практически посто ð янным. В связи с этим КПД нагрева, зависящий от cps, не ухудшается.

Устраняется необходимость подстраивать режим генератора, а это обеспечивает повышение быстродействия регу- 25 лятора.Кроме того, повышается надежность и долговечность работы устройства.

Формула и з о б р е т е н и я

Высокочастотный регулятор мощности нагрева, содержащий размещенные З0 тор с дисковыми секционированными установленными параллельно одна другой первичной и вторичной обмотками и механизм перемещения первичной обмотки относительно закрепленной на основании вторичной обмотки от положения их соосности в плоскостях, параллельных дисковым секциям обмоток, отличающийся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей путем ограничения диапазона изменения индуктивности со стороны первичной обмотки, он снабжен закрепленным на основании электромаг- . нитным экраном, выполненным, по крайней мере из двух неподвижных друг относительно друга электропроводящих дисков, установленных параллельно секциям первичной обмотки, и скрепляющего эти диски между собой и электрически соединяющего их электропроводящего элемента, при .этом электромагнитный экран расположен относительно первичной обмотки так, что в положении последней, наиболее удаленном от вторичной обмотки, первичная обмотка устанавливается между, дисками экрана соосно с ним.