GENERATORE AD ALTA FREQUENZA QINTO 3013M

ovvero trattasi di un dispositivo in grado di convertire la tensione ai suoi morsetti di alimentazione a frequenza industriale, 50 [ Hz ], in una tensione ad un valore diverso, superiore e/o inferiore ed a frequenza nettamente superiore, nella fattispecie a 13,56 [ MHz ].

Il generatore integra due circuiti elettrici, uno idraulico e varie interfacce per l’utilizzatore: i circuiti elettrici sono quelli di alimentazione a bassa frequenza e quello di uscita ad alta frequenza, il circuito idraulico è quello che provvede al raffreddamento del dispositivo stesso mentre le interfacce di comunicazione per l’utente sono rappresentate da diverse porte digitali che attraverso vari protocolli di comunicazione consentono il collegamento diretto con un elaboratore.

La figura di seguito riportata mostra il generatore ad alta frequenza, come si può ben vedere non vi è la possibilità di interagire direttamente con il generatore come avviene invece con un altro modello ( QINTO 3013 ) dotato di display e pulsanti di navigazione, il solo modo per accedere alle impostazioni dello strumento è quello di utilizzare un personal computer appositamente configurato.

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Alle estremità di esso, il generatore presenta due pannelli nei quali sono collocati tutti i possibili sistemi che il generatore ha per comunicare con l’utente, per essere alimentato da rete, per essere connesso al circuito di raffreddamento, per comunicare con il personal computer dedicato e per alimentare la matchbox in alta frequenza.

Nel pannello anteriore si possono notare i seguenti dispositivi:

− Morsetti di alimentazione

− Interruttore generale

− Ingresso ed uscita del circuito acqua di raffreddamento

− Connettore di massa

− Connettore coassiale di uscita in alta frequenza

Viceversa nel pannello posteriore si possono notare altri dispositivi che sono:

− Porte di comunicazione analogico/digitali

− Connettori per cavo in fibra ottica

− Connettori per comunicazione con un oscillatore eventuale

− Led di segnalazione di vari stati del generatore

− Interruttori rotanti di regolazione per impostazioni di comunicazione

Al di là di ciò che risulta visibile agli occhi e quindi essenzialmente ciò che è collocato ai pannelli frontale e posteriore, risulta interessante indagare sulle caratteristiche tecniche del generatore suddetto.

Così come riportato nelle specifiche tecniche [30] si possono recuperare le seguenti informazioni, facendo riferimento solamente al modello in nostro possesso e non all’intera gamma di generatori Hüttinger:

ALIMENTAZIONE

Tensione di alimentazione [ V ] 3 x 400 ± 10 %

Frequenza di alimentazione [ Hz ] 50/60

Potenza assorbita massima [ VA ] 4800

Fusibile di protezione [ A ] 16

L'alimentazione avviene mediante connessione alla morsettiera trifase

USCITA

Potenza Nominale ( all'uscita ) [ W ] 3000

Frequenza di lavoro [ MHz ] 13,56 ± 0.005 %

Impedenza di carico nominale [ Ω ] 50

Range di regolazione della potenza [ W ] 25 - 3000

CAVO DI INTERCONNESSIONE

Tipo RG 214

Impedenza caratteristica [ Ω ] 50

Connettore 7/16

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Il pannello anteriore gestisce di fatto i circuiti di potenza e di raffreddamento, creando tra l’altro una situazione di convivenza poco desiderabile vista la vicinanza fisica tra la connessione elettrica e quella idraulica.

L’alimentazione del generatore avviene mediante la connessione alla morsettiera trifase posta sul pannello frontale dello stesso, a dire il vero in maniera abbastanza spartana non essendo prevista di fatto una valida protezione contro i contatti diretti avendo infatti un grado di protezione, così come riportato tra i dati tecnici [30], IP 21.

Da quanto si può apprendere dallo schema elettrico del generatore e dalle specifiche tecniche, l’interruttore principale, che si trova in posizione pressoché centrale nel pannello frontale, ha la sola funzione di interrompere l’alimentazione ma non provvede ad alcuna funzione di protezione contro guasti o sovraccarichi che possono avvenire a valle dello stesso.

Le boccole di collegamento del circuito idraulico di raffreddamento si trovano a dire il vero in una posizione non proprio auspicabile poiché essendo di fatto sopra e molto vicine all’interruttore generale, in caso di perdita di acqua dal circuito di raffreddamento vi può essere un’eventuale infiltrazione verso i contatti dello stesso.

In basso a destra è presente un connettore a bullone e dado per il collegamento del generatore, come deve avvenire per altro anche per la matchbox, all’impianto di terra dell’impianto elettrico dal quale viene alimentato; inoltre il collegamento di terra avviene mediante la morsettiera trifase di alimentazione essendo previsto un contatto ad hoc a tal fine.

Infine il connettore coassiale di uscita per l’interconnessione con la matchbox si presenta sull’angolo in alto a sinistra del pannello frontale e prevede una connessione solida in quanto è presente una ghiera sulla quale dev’essere avvitato il connettore del cavo collegamento con la rete di interfaccia. La foto seguente illustra, evidenziando in maniera chiara, quanto appena descritto.

Fig. 12.2 Pannello frontale generatore ad alta frequenza

Come si può vedere chiaramente il generatore non presenta la possibilità di essere pilotato ed impostato vista l’assenza di un’interfaccia di comando ma bisogna per forza di cosa accedervi mediante una connessione stabilita a mezzo di un personal computer.

DESCRIZIONE DEL PANNELLO POSTERIORE

Il pannello posteriore è essenzialmente riservato alla comunicazione dati e segnali tra il generatore, la matchbox ed il computer per mezzo del quale il generatore stesso viene pilotato e gestito.

Sulla parte sinistra del pannello posteriore si individuano chiaramente quelle che sono le porte analogico/digitali di comunicazione con l’elaboratore dedicato, queste seguono i protocolli:

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Ciascuno di questi protocolli fanno ricorso a porte di comunicazione diverse ma non essendo oggetto di questa tesi l’analisi dei protocolli di comunicazione tra elaboratore e generatore, questo aspetto non verrà approfondito ulteriormente.

Adiacente all’area occupata dalle porte di comunicazione con il computer sono presenti due connettori per cavo in fibra ottica; questi due cavi sono previsti per la comunicazione tra il generatore e la matchbox in modo tale da poter impostare e visualizzare parametri e grandezze della matchbox accedendo direttamente dal generatore.

La connessione in fibra ottica è necessaria visti gli elevati campi elettromagnetici presenti e gli eventuali disturbi che possono nascere nella comunicazione tra generatore e matchbox e per consentire inoltre una comunicazione dei dati molto rapida.

Nella parte superiore del pannello sono presenti due connettori per la possibile connessione, in ingresso ed in uscita, di un segnale di riferimento altrimenti detto di Clock, per la sincronizzazione con eventuali altri generatori connessi allo stesso sistema.

Il connettore di ingresso ( IN ) permette l’ingresso del segnale di riferimento, a 13,56 [ MHz ], proveniente da un oscillatore pilota ed in questo caso il generatore lavorerà come subordinato ovvero Slave.

Il connettore di uscita invece ( OUT ) permette di fornire il segnale di clock ad eventuali altri generatori che funzionano asservendo a questo primo, detto in questo caso principale o Master. I sei led presenti sul pannello consentono di verificare lo stato della comunicazione dati ( led Network e Module ), lo stato di non funzionamento ( led RES ), lo stato di uscita attiva ( led RF ON ), la presenza di messaggi di guasti ( ERROR ) ed infine la presenza di tensione di rete ( led MAINS ). Al di là della funzione specifica che questi led assumono, risultano di fatto essere un valido sistema di verifica, almeno in prima istanza, dello stato del generatore, utile per escludere grossi dubbi come può essere ad esempio la presenza della tensione di rete o l’alimentazione del circuito di uscita e pertanto della matchbox e del carico.

Nella parte destra del pannello sono presenti degli interruttori rotanti agendo sui quali è possibile agire solamente con l’ausilio di un cacciavite, questi interruttori rotanti consentono di settare vari parametri per la comunicazione con protocollo DeviceNet tra il generatore ed il computer.

Anche in questo caso la figura che segue illustra, evidenziando in maniera chiara, i vari particolari appena descritti.

Fig. 12.3 Pannello posteriore generatore ad alta frequenza

Come si può vedere non vi sono dispositivi sui quali è possibile agire in maniera agevole e senza l’ausilio di utensili, ciò deve ricordare il fatto che prima di intervenire ruotando gli interruttori rotanti o attaccando e staccando cavi dalle porte di comunicazione si debba porre particolare attenzione seguendo le indicazioni riportate nel manuale di istruzioni.

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