Індукційний зварювальний пристрій з автоматичним конфігуруванням для застосування у виготовленні упаковок з розливними харчовими продуктами

Реферат: Описується індукційний зварювальний пристрій (10) для застосування у виготовленні упаковок (7) з розливними харчовими продуктами з труби (2) термозварюваного листового пакувального матеріалу (3). Зварювальний пристрій (10) має джерело (12) сигналів, яке видає змінний електричний сигнал (S(ω)), індуктор (13), який приймає змінний електричний сигнал (S(ω)) і придатний до індукування електричного струму в пакувальному матеріалі (3) для зварювання пакувального матеріалу (3), і схему (11') узгодження повних опорів, з'єднану з джерелом (12) сигналів і індуктором (13). Схема (11') узгодження повних опорів має пару входів (11.1, 11.2), які приймають змінний електричний сигнал, першу (23) і другу (24) лінію, з'єднані з входами (11.1, 11.2), каскад (21) із змінною ємністю, який має ряд ємнісних модулів (21.1-21.4), паралельно з'єднаних між першою і другою лінією (23, 24), кожен з яких складається з ємнісного елемента (С1-С4) і керованого перемикача (SW1-SW4), з'єднаних паралельно, і при цьому кожен з керованих перемикачів (SW1-SW4) вибірково регульований для з'єднання відповідного ємнісного елемента (С1-С4) між першою і другою лінією (23, 24), і керувальний каскад (22), сконфігурований для контролю робочих статусів керованих перемикачів (SW1-SW4). Кожен керований перемикач (SW1-SW4) має пару входів (SWa, SWb), які приймають відповідний UA 97992 C2 (12) UA 97992 C2 керувальний сигнал від керувального каскаду (22), у якому один (SWb) з входів (SWa, SWb) кожного керованого перемикача (SW1-SW4) з'єднаний з другою лінією (24), і єдиний двопозиційний керований перемикальний елемент (IGBT), який має керувальний вивід, з'єднаний з іншим входом (SWb) керованого перемикача (SW1-SW4), перший струмопровідний вивід, з'єднаний з першою лінією (23) за допомогою відповідного ємнісного елемента (С1-С4), і другий струмопровідний вивід, з'єднаний з другою лінією (24). UA 97992 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ТЕХНІЧНА ГАЛУЗЬ Представлений винахід відноситься, головним чином, до індукційного зварювання для застосування у виготовленні упаковок з розливними харчовими продуктами шляхом поперечного зварювання труби листового пакувального матеріалу, яка безперервно заповнюється розливним продуктом. Більш точно, представлений винахід відноситься до вдосконаленої схеми узгодження повних опорів для застосування в індукційному зварювальному пристрої з автоматичним конфігуруванням для повторного фазування струму і напруги, і, таким чином, оптимізації передачі енергії до індуктора під час операції зварювання. РІВЕНЬ ТЕХНІКИ Як відомо, багато розливних харчових продуктів (наприклад, фруктовий або овочевий сік, пастеризоване або UНТ-(оброблене при ультрависокій температурі) молоко, вино і подібне) продаються в упаковках, виготовлених з стерилізованого пакувального матеріалу. Типовим прикладом цього типу упаковки є упаковка для розливних харчових продуктів у формі паралелепіпеду, відома як Tetra Brik Aseptic ®, яка виготовляється складанням і зварюванням ламінованого смугового пакувального матеріалу. Ламінований пакувальний матеріал має шари волокнистого матеріалу, наприклад паперу, покриті з обох сторін термозварюваним пластичним матеріалом, наприклад поліетиленом. У випадку асептичних упаковок для продуктів з довгим терміном зберігання, таких як пастеризоване молоко, сторона пакувального матеріалу, яка, врешті решт, контактує з харчовим продуктом всередині упаковки, також має шар кисненепроникного матеріалу, наприклад алюмінієвої фольги або плівки Е\/ОН (етиленвінілового спирту), яка, у свою чергу, покрита одним або більшою кількістю шарів термозварюваного пластичного матеріалу. Як відомо, упаковки цього типу виготовляються на повністю автоматичних пакувальних установках типу, зображеного на Фігурі 1, на яких з полотна 3 пакувального матеріалу формують довгу вертикальну трубу 2. Полотно стерилізують на пакувальній установці 1, наприклад, нанесенням стерилізуючого агенту, такого як пероксид водню, який потім видаляється, наприклад випарюванням шляхом нагрівання, з поверхонь пакувального матеріалу; і стерилізоване полотно 3 зберігається в закритому стерильному середовищі, і складається та зварюється в поздовжньому напрямі для формування труби 2. Потім трубу 2 заповнюють донизу стерилізованим або стерильно обробленим розливним харчовим продуктом за допомогою наповнювальної труби 4, яка входить всередину труби 2 і оснащена електромагнітним клапаном 5 для регулювання потоку, і подається відомими пристроями вздовж вертикальної траєкторії А до формувального блоку 6, де труба затискається через однакові проміжки двома парами затискачів. Більш точно, пари затискачів діють циклічно і послідовно на трубу 2, і зварюють пакувальний матеріал труби 2 для формування довгої смуги подушкоподібних упаковок 7, з'єднаних між собою поперечними зварними швами. Подушкоподібні упаковки 7 відокремлюються одна від іншої розрізанням відповідних зварних швів і подаються до кінцевого складального блоку, де вони механічно складаються з набуттям кінцевої форми прямокутного паралелепіпеду. У випадку асептичних упаковок з шаром алюмінію як непроникного матеріалу, трубу зазвичай зварюють в поздовжньому і в поперечному напрямі індукційним зварювальним пристроєм, який індукує паразитний електричний струм в алюмінієвому шарі для локального плавлення термозварюваного пластичного матеріалу. Більш точно, для зварювання в поперечному напрямі, один із затискачів у кожній парі має основне тіло, виготовлене з непровідного матеріалу, і індуктор, поміщений у переднє гніздо в основному тілі, а інший затискач оснащений притискними губками, виготовленими з м'якого матеріалу, такого як гума. Коли відповідна пара затискачів затискає трубу, то індуктор приводиться в дію для зварювання труби шляхом термозварювання пластичного покривного матеріалу. При активуванні, індуктор генерує пульсуюче магнітне поле, яке, у свою чергу, генерує паразитний електричний струм в алюмінієвому шарі пакувального матеріалу, з якого виготовляють вертикальну трубу, таким чином, локально плавлячи термозварюваний пластичний покривний матеріал. Більш точно, на додаток до індуктора, індукційний зварювальний пристрій також має джерело сигналів, яке надає безперервний або пульсуючий змінний електричний сигнал, та схему узгодження повних опорів, встановлену для оптимізації передачі енергії між джерелом сигналів та індуктором. Більш точно, схема узгодження повних опорів сконфігурована для усунення або оптимізації фазового зсуву (кута), індукованого реактивним імпедансом індуктора, між напругою і струмом, який подається джерелом сигналів, і, таким чином, для оптимізації реактивної потужності, яка подається джерелом сигналів, і для максимізації активної потужності. 1 UA 97992 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Змінний електричний сигнал просто має синусоїдальну напругу з частотою, що становить приблизно 535 кГц, і максимальну амплітуду, що становить приблизно декілька сотень вольт, зазвичай 540 В. І джерело сигналів подає максимальну потужність, що становить приблизно 2500 Ват, коли фаза між струмом і напругою (обидва вимірюються на виході) близька до нуля. Відомі узгоджувальні схеми є зазвичай індуктивно-ємнісними схемами, у яких ємнісний елемент із змінною ємністю, зазвичай утворений рядом вибіркових паралельно з'єднуваних конденсаторів, паралельно з'єднаний з індуктивним елементом, зазвичай утвореним трансформатором. Загальна ємність ємнісного елемента і індуктивність індуктивного елемента вибираються так, щоб повторно фазувати струм і напругу на виході з джерела, тобто, для досягання фази між струмом і напругою, близької до нуля. Оскільки фазування залежить від електричного приймача, з'єднаного з джерелом, а електричне навантаження залежить від робочих умов пакувальної установки, таких як об'єм виготовлених упаковок, тип використовуваного індуктора, виробнича потужність і швидкість пакувальної установки, і подібне, то фазування пристосовується в реальному часі до змін електричного навантаження шляхом відповідного впливу на схему узгодження повних опорів. Більш точно, під час процесу виготовлення упаковок, керувальний каскад, який може просто інтегруватися в джерело, вимірює, не описаним детально відомим способом, електричні параметри, такі як фаза між напругою і струмом від джерела сигналів, і/або повний опір, "видимий" джерелу сигналів, тобто, імпеданс на вході схеми узгодження повних опорів, і визначає загальну ємність, необхідну для схеми узгодження повних опорів, для усунення або мінімізації фази між струмом і напругою джерела. Після чого, керувальний каскад генерує і надсилає до схеми узгодження повних опорів керувальний сигнал для зміни конфігурації паралельного з'єднання конденсаторів і, таким чином, для регулювання ємності, "видиму" джерелу сигналів. Відомий індукційний зварювальний пристрій описується, наприклад, в європейській заявці на патент ЕР-В1-1620249, яка належить заявнику, а архітектура його схеми показана у вигляді позиції на Фігурі 2, на якій цифра 10 вказує увесь індукційний зварювальний пристрій, цифра 11 вказує схему узгодження повних опорів, цифра 12 вказує джерело сигналів, а цифра 13 вказує індуктор. Більш точно, схема 11 узгодження повних опорів має: • два входи 11.1, 11.2, до яких під час роботи під'єднано джерело 12 сигналів, і на які надходить змінний електричний сигнал S(), який подається джерелом сигналів; • два виходи 11.3, 11.4, до яких під час роботи під'єднаний індуктор 13; • першу і другу лінію 23, 24, під'єднану до відповідних входів 11.1, 11.2 схеми 11 узгодження повних опорів; • каскад 26 з фіксованою ємністю, показаний схематично на Фігурі 2 еквівалентним конденсатором Ceq, з'єднаним між першою лінією 23 і другою лінією 24; • каскад 21 із змінною ємністю, утворений рядом (у зображеному прикладі чотирма) ємнісних модулів 21.1, 21.2, 21.3, 21.4, паралельно з'єднаних між першою лінією 23 і другою лінією 24, кожен з яких має конденсатор С1, С2, СЗ, С4 і керований перемикач SW1, SW2, SW3, SW4, з'єднані послідовно; кожен керований перемикач вибірково і індивідуально активується для з'єднання відповідного конденсатора між першою і другою лінією 23, 24; • трансформатор 25, який має первинну обмотку 25.1, з'єднану між першою лінією 23 і другою лінією 24, та вторинну обмотку 25.2, з'єднану з виходами 11.3, 11.4; і • керувальний каскад 22 для контролю робочого статусу (увімк / вимк.) перемикачів SW1SW4, який сконфігурований для вимірювання, відомим не описаним детально способом, фази між напругою і струмом, який подається джерелом 12 сигналів, для визначення цільової ємності, необхідної для схеми 11 узгодження повних опорів, для усунення або мінімізації фази між струмом і напругою, і для генерування і подачі до перемикачів SW1-SW4 відповідних керувальних сигналів для зміни конфігурації з'єднання конденсаторів С1-С4 між першою і другою лінією, і, таким чином, для регулювання ємності каскаду 21 із змінною ємністю і, тому, еквівалентної ємності, "видиму" джерелу 12 сигналів. Більш детальна архітектура схеми 11 узгодження повних опорів зображена на Фігурі 3, яка показує тільки частини, необхідні для чіткого розуміння представленого винаходу, і на якій компоненти, які відповідають компонентам схеми узгодження повних опорів з Фігури 2, вказані з використанням однакових позиційних позначень. Більш точно, на схемі 11 узгодження повних опорів з Фігури 3 • входи 11.1, 11.2 утворені чотирма парами виводів, одна з яких з'єднана під час роботи з джерелом 12 сигналів (не зображене), і інша пара яких з'єднана під час роботи з відповідною 2 UA 97992 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 парою проміжних гнізд первинної обмотки 25.1 трансформатора 25 (не зображений) для одержання спеціального коефіцієнта трансформації; • у каскаді 26 з фіксованою ємністю, еквівалентний конденсатор Ceq на Фігурі 2 утворений трьома конденсаторами С5, С6, С7; • в каскаді 21 із змінною ємністю, кожен керований перемикач SW1-SW4 має: - пару входів SWa, SWb, до яких під час роботи подається відповідний керувальний сигнал, згенерований керувальним каскадом 22; - пару потужних транзисторів (у зображеному прикладі біполярні транзистори з ізольованим затвором IGBT1, IGBT2), які мають з'єднані між собою виводи затвору, з'єднані між собою виводи емітера і виводи колектора, один з яких з'єднаний з першою лінією 23, а другий - з другою лінією 24 за допомогою відповідного конденсатора С1-С4, кожен потужний транзистор також має відповідний вільний діод D1, D2, паралельно з'єднаний з потужним транзистором, і анод, з'єднаний з виводом емітера, і катод, з'єднаний з виводом колектора; і - зміщувальний і фільтрувальний модуль 27, розташований між вхідними терміналами SWa, SWb керованого перемикача SW1-SW4 з двома потужними транзисторами і утворений резистором R та стабілітроном Z, послідовно з'єднаним між входами SWa, SWb керованого перемикача SW1-SW4, і паралельною дистанційно-керованою фільтрувальною мережею F, паралельно з'єднаною з стабілітроном Z Більш точно, стабілітрон Z має катод, з'єднаний з першим входом SWa керованого перемикача SW1-SW4 за допомогою резистора R, і анод, з'єднаний з другим входом SWb керованого перемикача SW1-SW4 Другий вхід SWb керованого перемикача SW1-SW4, у свою чергу, з'єднаний з виводами емітера транзисторів IGBT1, IGBT2 керованого перемикача SW1-SW4 а проміжний вузол між резистором R і стабілітроном Z з'єднаний з виводами затвору транзисторів IGBT1, IGBT2 відповідного керованого перемикача SW1-SW4. Під час процесу виготовлення упаковок, керувальний каскад 22 вимірює фазу між напругою і струмом від джерела 12 сигналів, визначає загальну ємність, необхідну для схеми 11 узгодження повних опорів для усунення або мінімізації фази, а потім генерує відповідні керуючі сигнали для ємнісних модулів 21.1-21.4 для одержання конфігурації транзисторів IGBT1, IGBT2 "увімк./вимк.", і тому конфігурації паралельного з'єднання конденсаторів С1-С4 каскаду 21 із змінною ємністю, який змінює загальну ємність, "видиму" джерелу 12 сигналів на таку величину, щоб усунути фазу між напругою і струмом, який генерується джерелом 12 сигналів. Більше того, протягом періоду змінного електричного сигналу, конденсатори С1-С4 каскаду 21 із змінною ємністю, які вибірково з'єднані між першою і другою лінією 23, 24, паралельно конденсаторам С5-С7 каскаду 26 з фіксованою ємністю, живляться струмом, який протікає крізь відповідний транзистор IGBT1 і вільний діод D2 відповідного транзистора IGBT2 під час додатної напівхвилі змінного електричного сигналу, та крізь відповідний транзистор IGBT2 і вільний діод D1 відповідного транзистора IGBT1 під час від'ємної напівхвилі змінного електричного сигналу. ОПИС ВИНАХОДУ Навіть при широкому застосуванні, схема узгодження повних опорів на Фігурі 3 має, на думку заявника, декілька недоліків, які перешкоджають одержанню повної користі, яка витікає з багатьох переваг схеми Більш точно, заявник виявив, що, беручи до уваги архітектуру схеми узгодження повних опорів, зокрема той факт, що виводи емітера транзисторів IGBT1, IGBT2 з'єднані з входами відповідного керованого перемикача, до якого надсилаються керувальні сигнали, згенеровані керувальним каскадом, електричні потенціали виводів емітера також залежать, серед іншого, від керувальних сигналів, згенерованих керувальним каскадом, і, таким чином, зміщуються відносно першої і другої лінії, між якими проходить змінний електричний сигнал. В результаті, керувальні сигнали, які надсилаються керувальним каскадом до керованих перемикачів SW1SW4, повинні обов'язково генеруватися додатковою електронною платою, відокремленою і електрично ізольованою від плати, на якій установлені компоненти схеми 1 узгодження повних опорів, і яка має перетворювач постійного струму в постійний струм, який видає контрольну напругу величиною 24 В з ізоляцією на напругу 1 кВ, тобто контрольну напругу, здатну збільшуватися щонайбільше на 1 кВ відносно змінного електричного сигналу. Дослідження, проведені заявником, також виявили проблеми електромагнітної сумісності, спричинені електромагнітними полями, які перешкоджають роботі електронних плат в безпосередній близькості до плати зі схемою узгодження повних опорів. Заявник також виявив значне поглинання електричного струму і, тому, теплову дисипацію Джоуля, головним чином спричинювану досить високою ємністю каскадних конденсаторів з фіксованою ємністю і розсіянням потужності транзисторів IGBT при протіканні струму. 3 UA 97992 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Нарешті, заявник виявив певну інерційність у схемі узгодження повного опору, яка перемикається з конфігурації з вищою ємністю на конфігурацію з нижчою ємністю, і яка є наслідком, головним чином, повільності, з якою перетворювач постійного струму в постійний струм керувального каскаду вимикає керовані перемикачі каскаду із змінною ємністю. Задачею представленого винаходу є надання індукційного зварювального пристрою, виконаного для усунення вищезгаданих недоліків відомих пристроїв. Згідно з представленим винаходом, надаються індукційний зварювальний пристрій для застосування у виготовленні упаковок з розливними харчовими продуктами шляхом поперечного зварювання труби з листового пакувального матеріалу і пакувальна установка для безперервного виготовлення герметичних упаковок з розливним харчовим продуктом з труби термозварюваного листового пакувального матеріалу згідно з супровідною формулою винаходу. КОРОТКИЙ ОПИС КРЕСЛЕНЬ Переважний необмежувальний варіант виконання представленого винаходу буде описуватися у вигляді прикладу з посиланням на супровідні креслення, на яких: • Фігура 1 зображає вид в перспективі пакувальної установки з видаленими для ясності частинами для виготовлення асептичних герметичних упаковок з розливними харчовими продуктами з труби пакувального матеріалу; • Фігура 2 зображає електричну схему відомого індукційного зварювального пристрою з автоматичним конфігуруванням, використовуваного на пакувальній установці з Фігури 1; • Фігура 3 зображає схему узгодження повних опорів, яка формує частину індукційного зварювального пристрою з Фігури 2; • Фігура 4 зображає схему узгодження повних опорів згідно з представленим винаходом для застосування в індукційному зварювальному пристрої типу, зображеного на Фігурі 2; • Фігура 5 зображає блок-схему роботи схеми узгодження повних опорів з Фігури 4; і • Фігури 6a, 6b, 6c і 7a, 7b, 7c зображають таблиці для схеми узгодження повних опорів з Фігури 4. ДЕТАЛЬНИЙ ОПИС ВИНАХОДУ Фігура 4 зображає схему узгодження повних опорів згідно з представленим винаходом для застосування в індукційному зварювальному пристрої типу, зображеному на Фігурі 2. Більш точно, схема узгодження повних опорів з Фігури 4 подібна до схеми узгодження повних опорів на Фігурі 3, і, тому, описується нижче тільки до такої міри, до якої вона відрізняється від схеми з Фігури 3, і однакові позиційні позначення застосовуються для компонентів, які відповідають компонентам схеми узгодження повних опорів з Фігури 3. Більш точно, схема узгодження повних опорів згідно з представленим винаходом, позначена позицією 11' на Фігурі 4, відрізняється від схеми 11 узгодження повних опорів на Фігурі 3 наступним: • входи 11.1 і 11.2 утворені однією парою входів, які з'єднані з першою і другою лінією 23, 24, і між якими під час роботи з'єднані джерело 12 сигналів (не зображене) і первинна обмотка 25.1 трансформатора 25 (не зображена); і один з двох входів 11.1,11.2, зокрема, той, що з'єднаний з другою лінією 24, заземлений; • каскад 26 з фіксованою ємністю містить п'ять конденсаторів С9, С10, С11, С12, С13, з'єднаних між першою лінією 23 і другою лінією 24; і • в каскаді 21 із змінною ємністю, один з двох входів (вхід SWb у зображеному прикладі) з'єднаний із заземленою другою лінією 24 і кожен керований перемикач SW1-SW4 утворений одним потужним транзистором (у зображеному прикладі, біполярним транзистором IGBT з ізольованим затвором), який має вивід затвору, з'єднаний з відповідним зміщувальним і фільтрувальним модулем F, вивід емітера, з'єднаний з другою лінією 24, і вивід колектора, з'єднаний з першою лінією 23 за допомогою відповідного конденсатора С1-С4; і кожен транзистор IGBT має вільний діод D, паралельно з'єднаний з транзистором IGBT, і анод, з'єднаний з виводом емітера, і катод, з'єднаний з виводом колектора транзистора IGBT. Під час роботи, протягом періоду змінного електричного сигналу, конденсатори каскаду 21 із змінною ємністю, які вибірково з'єднані між першою і другою лінією, паралельно конденсаторам каскаду 26 з фіксованою ємністю, живляться струмом, який протікає крізь відповідний транзистор IGBT під час додатної напівхвилі змінного електричного сигналу і крізь вільний діод D транзистора IGBT під час від'ємної напівхвилі змінного електричного сигналу. Ємності конденсаторів С1-С4 каскаду 21 із змінною ємністю вибірково з'єднані для досягання монотонної загальної ємності схеми 11' узгодження повних опорів. Таблиці Фігур 6a, 6b, 6c показують три приклади ємностей конденсатора і загальні ємності каскадів 26, 21 з фіксованою і змінною ємністю; і таблиці Фігур 7а, 7b, 7с показують три приклади загальних 4 UA 97992 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 ємностей і зміни ємності каскаду із змінною ємністю та схеми 11' узгодження повних опорів по відношенню до змін у конфігурації "вимк./увімк." потужних транзисторів (бінарно кодовані). Як встановлено, керувальний каскад 22 генерує відповідні керувальні сигнали для транзисторів IGBT для одержання конфігурації паралельного з'єднання конденсаторів С1-С4 каскаду 21 із змінною ємністю, яка усуває фазу між напругою і струмом, який подається джерелом 12 сигналів. Більш точно, керувальний каскад 22 втілює алгоритм адаптації для адаптації конфігурації "вмикання/вимикання" транзисторів IGBT, як це описано нижче з посиланням на блок-схему з Фігури 5. Алгоритм адаптації базується на порівнянні фази між напругою і струмом, який подається джерелом 12 сигналів, з наступними чотирма різними пороговими величинами: перша і друга порогова величина, позначені PNS і відповідно PNL, які вказують малий і великий від'ємний зсув фаз, наприклад -15° і відповідно -25°; і третя і четверта порогова величина, позначені PPS і відповідно PPL, які вказують малий і великий додатній зсув фаз, наприклад +15° і відповідно +25°. Більш точно, після початкового часу чекання t1, наприклад приблизно 20 млс (блок 100), керувальний каскад 22 визначає, чи фаза між напругою і струмом, який подається джерелом 12 сигналів, менша першої порогової величини PNS (блок 110). Якщо так (ТАК на виході блоку 110), то керувальний каскад 22 керує керованими перемикачами SW1-SW4 для зменшення загальної ємності каскаду 21 із змінною ємністю на величину, яка відповідає одиниці в бінарній конфігурації "вимк./увімк." керованого перемикача SW1-SW4 в таблицях 7а, 7b, 7с (блок 120). Керувальний каскад 22 потім визначає, чи фаза між напругою і струмом, який подається джерелом 12 сигналів, також менша другої порогової величини PNL (блок 130). Якщо ні (НІ на виході блоку 130), що відповідає фазі, яка знаходиться між першою і другою пороговими величинами PNS і PNL, то робота починається знову з блоку 110 після часу чекання t2, наприклад приблизно 5 млс (блок 150). І навпаки (ТАК на виході блоку 130), керувальний каскад 22 керує керованими перемикачами SW1-SW4 для зменшення загальної ємності каскаду 21 із змінною ємністю на додаткову величину, яка відповідає одиниці у бінарній конфігурації "вимк./увімк." керованого перемикача SW1-SW4 (блок 140). Після чого, у цьому випадку також, робота знову починається з блоку 110. У випадку, коли фаза між напругою і струмом, який подається джерелом 12 сигналів, перевищує першу порогову величину PNS (НІ на виході блоку 110), то керувальний каскад 22 визначає, чи вона також перевищує третю порогову величину PPS (блок 160). Якщо ні (НІ на виході блоку 160), то робота починається знову з блоку 150. І навпаки (ТАК на виході блоку 160), то керувальний каскад 22 керує керованими перемикачами SW1-SW4 для збільшення загальної ємності каскаду 21 із змінною ємністю на величину, яка відповідає одиниці в бінарній конфігурації "вимк./увімк." керованого перемикача SW1-SW4 (блок 170). Керований каскад 22 потім визначає, чи фаза між напругою і струмом, який подається джерелом 12 сигналів, також перевищує четверту порогову величину PPL (блок 180). Якщо ні (НІ на виході блоку 180), що відповідає фазі між третьою і четвертою пороговими величинами PPS і PPL, то робота починається знову з блоку 150. І навпаки (ТАК на виході блоку 180), то керувальний каскад 22 керує керованими перемикачами SW1-SW4 для збільшення загальної ємності каскаду 21 із змінною ємністю на додаткову величину, яка відповідає одиниці в бінарній конфігурації "вимк./увімк." керованого перемикача SW1-SW4 (блок 190). Після чого, робота знову починається з блоку 150. В силу вищезгаданих операцій, коли фаза між напругою і струмом, який подається джерелом 12 сигналів є значною (нижчою -25° або вищою +25°), то загальна ємність каскаду 21 із змінною ємністю збільшується або зменшується на кожній ітерації на дві величини, на яку вона збільшується або зменшується, коли фаза між напругою і струмом не є надмірною (між 25° і -15° або між+15° і +25°). Переваги схеми 11' узгодження повних опорів згідно з представленим винаходом стануть зрозумілими з наступного опису. Зокрема, у схемі 11' узгодження повних опорів згідно з представленим винаходом, на виводах емітера транзисторів IGBT1-IGBT4, які з'єднані з другою лінією 24, електричні потенціали більше не зміщуються, проте фактично дорівнюють потенціалу маси, так, що усі електронні компоненти схеми 11' узгодження повних опорів, включаючи компоненти керувального каскаду 22, можуть встановлюватися на одній і тій же електронній платі. Це надає ряд важливих переваг, однією з яких є послаблення електромагнітних випромінювань, які можуть погіршувати роботу електронних плат, розташованих в безпосередній близькості до плати зі схемою 11' узгодження повних опорів. Це є наслідком, 5 UA 97992 C2 5 10 15 20 головним чином, зменшення кількості потужних транзисторів і довжини відповідних з'єднувальних доріжок, що, таким чином спрощує архітектуру схеми 11' узгодження повних опорів, і усуває електричні проводи, які, у відомій схемі 11 узгодження повних опорів, з'єднують дві електронні плати, оснащені компонентами керувального каскаду 22 і, відповідно, іншими компонентами схеми 11' узгодження повних опорів. Більше того, для заданої зайнятої ділянки на електронній платі, зменшуючи кількість потужних транзисторів, каскад 26 з фіксованою ємністю може мати більшу кількість конденсаторів, кожен з яких, для заданої загальної ємності каскаду 26 з фіксованою ємністю, може, тому, мати меншу ємність ніж конденсатори на Фігурі 3, таким чином, знижуючи поглинання струму і Джоулеву дисипацію тепла. Нарешті, зменшення кількості потужних транзисторів збільшує швидкість, з якою каскад 21 із змінною ємністю перемикається з конфігурації з вищою ємністю на конфігурацію з нижчою ємністю. Зрозуміло, що в схему 11' узгодження повних опорів згідно з представленим винаходом можуть вноситися зміни, як це описано і проілюстровано тут, однак, без виходу за рамки представленого винаходу згідно з супровідною формулою винаходу. Зокрема, потужні транзистори можуть бути відмінного типу від описаного і ряд конденсаторів каскаду 26 з фіксованою ємністю і каскаду 21 із змінною ємністю, а, тому, ряд керувальних модулів керувального каскаду 22, можуть відрізнятися від описаних і проілюстрованих. Також, каскад 26 з фіксованою ємністю може навіть усуватися, а загальна ємність схеми 11' узгодження повних опорів одержується виключно за допомогою каскаду 21 із змінною ємністю. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 25 30 35 40 45 50 55 60 1. Індукційний зварювальний пристрій (10) для застосування у виготовленні упаковок з розливними харчовими продуктами з труби (2) термозварюваного листового пакувального матеріалу (3), при цьому згаданий індукційний зварювальний пристрій (10) має: • джерело (12) сигналів, сконфігуроване для генерування змінного електричного сигналу (S(ω)); • індуктор (13), з'єднаний із згаданим джерелом (12) сигналів для приймання згаданого змінного електричного сигналу (S(ω)) і придатний до індукування електричного струму у згаданому листовому пакувальному матеріалі (3) для термозварювання листового пакувального матеріалу (3); і • схему (11') узгодження повних опорів, з'єднану між згаданим джерелом (12) сигналів і згаданим індуктором (13); при цьому згадана схема (11') узгодження повних опорів має: • пару входів (11.1, 11.2), сконфігурованих для приймання, під час роботи, згаданого змінного електричного сигналу; • першу лінію (23) і другу лінію (24), з'єднані, відповідно, із згаданими входами (11.1, 11.2) згаданої схеми (11') узгодження повних опорів; • каскад (21) із змінною ємністю, який має принаймні один ємнісний модуль (21.1-21.4), з'єднаний між згаданою першою і другою лінією (23, 24), і має ємнісний елемент (С1-С4) та керований перемикач (SW1-SW4), послідовно з'єднані між собою; при цьому згаданий керований перемикач (SW1-SW4) вибірково придатний до з'єднання згаданого ємнісного елемента (С1-С4) між згаданою першою і другою лінією (23, 24); і • керувальний каскад (22), сконфігурований для контролю робочого статусу згаданого керованого перемикача (SW1-SW4), який відрізняється тим, що згаданий керований перемикач (SW1-SW4) має: • пару входів (SWa, SWb), сконфігурованих для приймання, під час роботи, керувального сигналу від згаданого керувального каскаду (22); при цьому один (SWb) із згаданих входів (SWa, SWb) з'єднаний із згаданою другою лінією (24); і • єдиний двопозиційний керований перемикальний елемент (IGBT), який має перший струмопровідний вивід, з'єднаний із згаданою першою лінією (23) за допомогою згаданого ємнісного елемента (С1-С4); другий струмопровідний вивід, з'єднаний із згаданою другою лінією (24); і керувальний вивід, з'єднаний із згаданими входами (SWa, SWb) згаданого керованого перемикача (SW1-SW4) для приймання згаданого керувального сигналу від згаданого керувального каскаду (22). 2. Індукційний зварювальний пристрій (10) за п. 1, який відрізняється тим, що згаданий каскад (21) із змінною ємністю має ряд згаданих ємнісних модулів (21.1-21.4), паралельно з'єднаних між згаданою першою і другою лінією (23, 24). 6 UA 97992 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 3. Індукційний зварювальний пристрій (10) за п. 1 або п. 2, який відрізняється тим, що додатково має: • каскад (26) з фіксованою ємністю, який має принаймні один ємнісний елемент, з'єднаний між згаданою першою і другою лінією (23, 24). 4. Індукційний зварювальний пристрій (10) за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що згаданий двопозиційний керований перемикальний елемент має потужний транзистор (IGBT) і діод (D), паралельно з'єднаний із згаданим потужним транзистором (IGBT). 5. Індукційний зварювальний пристрій (10) за п. 4, який відрізняється тим, що згаданий потужний транзистор включає біполярний транзистор (IGBT) з ізольованим затвором. 6. Індукційний зварювальний пристрій (10) за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що згаданий керований перемикач (SW1-SW4) додатково має: • зміщувальний і фільтрувальний модуль (27), з'єднаний між згаданою парою входів (SWa, SWb) згаданого керованого перемикача (SW1-SW4) і згаданим двопозиційним керованим перемикальним елементом (IGBT). 7. Індукційний зварювальний пристрій (10) за п. 6, який відрізняється тим, що згаданий зміщувальний і фільтрувальний модуль (27) має резистор (R) і стабілітрон (Z), послідовно з'єднаний між згаданими входами (SWa, SWb) згаданого керованого перемикача (SW1-SW4); і фільтрувальну мережу (F), паралельно з'єднану із згаданим стабілітроном (Z); при цьому стабілітрон (Z) має катод, з'єднаний із згаданим першим входом (SWb) згаданого керованого перемикача (SW1-SW4) за допомогою згаданого резистора (R), і анод, з'єднаний із згаданим другим входом (SWa) згаданого керованого перемикача (SW1-SW4); проміжний вузол між згаданим резистором (R) і згаданим стабілітроном (Z), який з'єднаний із згаданим керувальним виводом відповідного керованого перемикача (SW1-SW4). 8. Індукційний зварювальний пристрій (10) за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що згаданий керувальний каскад (22) сконфігурований для: • вимірювання величини, яка вказує узгодження повних опорів згаданого джерела (12) сигналів; • порівняння згаданої величини з кількістю порогових величин, які вказують відповідні ступені узгодження повних опорів; і • контролю робочого статусу керованих перемикачів (SW1-SW4) згаданого каскаду (21) із змінною ємністю для зміни ємності згаданого каскаду (21) із змінною ємністю на першу величину, коли згадана величина потрапляє в перший інтервал, визначений першою і другою пороговою величиною (PNL, PPL); і • контролю робочого статусу керованих перемикачів (SW1-SW4) згаданого каскаду (21) із змінною ємністю для зміни ємності згаданого каскаду (21) із змінною ємністю на другу величину, більшу за згадану першу величину, коли згадана величина не потрапляє в згаданий перший інтервал. 9. Індукційний зварювальний пристрій (10) за п. 8, який відрізняється тим, що вимірювання величини, яка вказує узгодження повних опорів згаданого джерела (12) сигналів, включає: • вимірювання фази між напругою і струмом, який подається згаданим джерелом (12) сигналів. 10. Індукційний зварювальний пристрій (10) за п. 8 або п. 9, який відрізняється тим, що згадана друга величина вдвічі більша за згадану першу величину. 11. Індукційний зварювальний пристрій (10) за будь-яким із пп. 8-10, який відрізняється тим, що ємність згаданого каскаду (21) із змінною ємністю здатна змінюватися на згадану першу величину, коли згадана величина потрапляє в згаданий перший інтервал і також не потрапляє в другий інтервал, визначений третьою і четвертою пороговою величиною (PNS, PPS). 12. Пакувальна установка (1) для безперервного виготовлення герметичних упаковок (7) з розливним харчовим продуктом з труби (2) термозварюваного листового пакувального матеріалу, при цьому згадана пакувальна установка (1) має індукційний зварювальний пристрій (10) за будь-яким із попередніх пунктів. 7 UA 97992 C2 8 UA 97992 C2 9 UA 97992 C2 10 UA 97992 C2 11 UA 97992 C2 Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 12