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Ruhender Frequenztransformator.
Gegenstand der Erfindung ist ein Frequenztransformator, und zwar ein solcher, bei dem eine dreifache oder sonstige unpaarige Frequenztransformation stattfindet. Er besteht im Wesen aus zwei Transformatoren, deren Primärwicklungen in Serie und deren 8ekundärwitklungen im Nutzstromkreis gegeneinandergeschaltet sind.
Unter diesen Bedingungen sind die in den Sekundärwicklungen induzierten EMKe einander entgegengesetzt gleich und ergeben daher im Sekundärkreis eine Resultierende der primären Frequenz, welche gleich Null oder doch von einem sehr kleinen Wert ist.
Der magnetische Stromkreis des einen der Transformatoren muss derart bemessen sein, dass
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er auch für die Höchstwerte des primären Stromes nicht gesättigt ist. Insbesondere soll dieser Kreis eine praktisch konstante Permeabilität aufweisen.
Ersteres kann leicht durch Anwendung eines leicht zu sättigenden Eisens bei dem einen Transformator geschehen, während für den anderen ein magnetischer Kreis mit Luftspalt oder dgl. angewendet wird ; statt dessen kann auch die Anzahl der primären Amperewindungen und die Länge sowie der Querschnitt des magnetischen Stromkreises eines jeden Transformators in geeigneter Weise berechnet und ausgeführt werden.
Um schliesslich. falls dies erforderlich ist, den Rest der EMK der Grundfrequenz und die EMKe der unpaarigen von der der gewünschten Frequenz abweichenden Frequenzen (der Oberschwingungen) zu eliminieren, kann man noch an den Klemmen des sekundären Kreises ebensoviele Gruppen als es abweichende Frequenzen
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Mit anderen Worten ausgedrückt, die induzierten resultierenden EMKe im sekundären Kreis überwiegen zunächst in der sekundären Wicklung des ersten Transformators, hierauf in der sekundären Wicklung des zweiten Transformators und wieder in der Sekundärwicklung des ersten, während der von Null ansteigende Primärstrom anwächst und wieder auf den Wert Null zurückkehrt, d. h. also während einer halben Periode.
Die Richtigkeit der vorstehenden Darlegungen wurde experimentell an einem wie angegeben gebauten Apparat geprüft ; die Theorie dieser Apparate lässt sich ohneweiters aufstellen, wenn die E1-IKe und Kraftflüsse als Fouriersche Reihen entwickelt. werden (siehe"Lumiore Electrique", Bd. XIV, Nr. 20 vom 20. Mai 1911).
Soll die Bedingung erfüllt werden, dass der Sekundärstrom sinusförmig verläuft, wie dies in Fig. 2 angenommen wurde, so ist es manchesmal vorteilhaft, im Sekundärkreis nicht nur die Welle der Grundfrequenz 1 zu eliminieren, sondern auch alle höheren (harmonischen) Schwingungen unpaariger Frequenz bis auf die Welle der im Sekundärkreis gewünschten Frequenz.
Zu diesem Zwecke werden, wie erwähnt, an die Klemmen des Sekundärkreises die Resonanz- bedingung erfüllende Gruppen von in Reihe geschalteter Kapazität und Selbstinduktion gelegt, weicht-nur einen sehr kleinen Ohmschen Widerstand aufweisen, so dass durch dieselben ein Kurzschluss für diese Schwingungen gebildet wird. In gleicher Weise wird ein Kondensator C3 an die Klemmen des Sekundärkreises parallel zu den Wicklungen gelegt, wodurch die Amplitude der
EMK der Frequenz 3 auf ihren Maximalwert gebracht wird.
Die Versuche haben die Wirksamkeit dieser beiden Mittel bestätigt. Die Theorie derselben ist ebenfalls in der erwähnten Literaturstelle niedergelegt.
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beseitigen, wenn in diesem reine sinusförmige Schwingungen auftreten sollen. indem man eine oder mehrere Gruppen von der Resonanzbedingung entsprechenden Selbstindu1.. -tionen und Kapazitäten In Reihe anbringt, welches Mittel sich ebenfalls durch Versuche als wirksam erwiesen hat.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Ruhender Frequenztransformator zur Umwandlung von Frequenzen in dreifache oder sonstige unpaarige frequenzen anderer Ordnung, gekennzeichnet durch die Anordnung von zwei
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gesättigten magnetischen Stromkreis, der andere (M2) einen solchen von wesentlich konstanter Permeabilitat für alle, auch die höchsten Werte des Primärstromes aufweist und deren Primär-
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