CH287727A - High frequency transformer. - Google Patents

High frequency transformer.

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CH287727A
CH287727A CH287727DA CH287727A CH 287727 A CH287727 A CH 287727A CH 287727D A CH287727D A CH 287727DA CH 287727 A CH287727 A CH 287727A
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magnetic
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Gloeilampenfabrieken N Philips
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Philips Nv
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F19/00Fixed transformers or mutual inductances of the signal type
    • H01F19/04Transformers or mutual inductances suitable for handling frequencies considerably beyond the audio range
    • H01F19/08Transformers having magnetic bias, e.g. for handling pulses

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)

Description

  

      Hochfrequenztransformator.       Die     Erfindung    bezieht sich auf einen       Hochfrequeitztransforrnator    für     elektrische     Impulse mit einem aus     Ferrit    bestehenden  Magnetkreis, wie dieser z. B. zur Erzeugung  kurzer, rechteckiger Hochspannungsimpulse  zur Speisung der     Magnetrons    einer Radar  anlage verwendet wird.  



       Hochfrequenztransformatoren    sind zur  Übertragung elektrischer Impulse erforder  lich, die z. B. eine Primäramplitude von 5  bis 1.0     kV,    eine     Impulsdauer    von 1     ,crsek.,    eine       Impulswiederholungsfrequenz    von mindestens  50 Hz und eine     Sekundäramplitude    bis 500     kV     haben können.  



  Es ist bekannt., für solche     Hoehfrequenz-          transformat.oren    lamelliertes     Magnetkernmate-          rial    zu verwenden. Es ist jedoch empfehlens  wert, einen     Ferritkern    zu verwenden, wie  dieser im französischen Patent     Nr,    983772 be  schrieben ist.  



  Zum Vermeiden einer erheblichen Ver  zerrung der     Ausgangswellenform    ist es er  forderlich, in dem geraden Teil der     lIagneti-          sierttngskurve        des    Kernmaterials     zii    arbeiten.  Bekanntlich weist die     Magnetisierungskurve     eines     ferromagnetischen    Materials eine obere  und eine untere Krümmung und einen     nahezu     geraden Teil nahe dein     Ursprung    auf.  



  Bei einem Transformator, der einen     sinus-          förrnigen    Strom führt, wird     üblicherweise          sowohl    der positive Teil als     auch    der negative  Teil der     Magnetisierungskurve    benutzt. Ein  einen Impulsstrom führender Transformator    wird jedoch üblicherweise nur die eine Hälfte  der Kurve benutzen, da der Impulsstrom nur  in     eitler    einzigen Richtung verläuft.. Es wurde  daher bereits vorgeschlagen, ein konstantes       llagnetisierungsfeld    im Magnetkreis vorzu  sehen, so dass beim Fehlen eines Eingangs  stromes das magnetische Kernmaterial in  einer einzigen Richtung praktisch gesättigt  ist.

   Dies kann durch eine zusätzliche     'Viek-          lung,    die     Gleichstrom    führt, oder unter Zu  hilfenahme eines Dauermagneten bewerk  stelligt werden. Der Impulsstrom muss dabei  ein Magnetfeld in einer zum konstanten  Magnetfeld entgegengesetzten Richtung er  zengen.  



  In der schwedischen Patentschrift 133884  ist unter anderem ein     Hochfrequenztransfor-          rnator    zum     Übertragen    elektrischer Impulse  mit. einem aus     Ferrit    hergestellten Magnet  kreis beschrieben, in dem ein Dauermagnet.

    ein konstantes     Magnetisierungsfeld    erzeugt,  das den Magnetkreis zu sättigen     bestrebt    ist       und    in dem der Impulsstrom ein entgegen  gesetzt gerichtetes Feld     erzeugt,    wobei     zwi-          schen    dem Magnetkreis und dem Dauermagne  ten ein geschlossener elektrischer Leiter zum  Vermeiden von Verlusten angebracht wird,  die sonst infolge der     Hoehfrequenzkomponen-          ten    des im Material des Dauermagneten er  zeugten Feldes auftreten.  



  Die vorliegende Erfindung bezieht sich  auf eine ähnliche Vorrichtung.  



  Der     Hochfrequenztransformator    für elek  trische     Impulse    gemäss der vorliegenden Er-           findung    hat einen Magnetkreis aus     Ferrit,     wobei in einen wirksamen Teil desselben von  einem Dauermagneten ein konstantes Magnet  feld und ein vom Impulsstrom entgegengesetzt  gerichtetes Feld erzeugt wird, während in  einem magnetischen     Nebenschluss    desselben  das konstante Magnetfeld und das vom Im  pulsstrom erzeugte Feld die gleiche Richtung  haben, wobei die magnetischen Konstanten  des Nebenschlusses derart bemessen sind,

   dass  das magnetische Material in diesem Neben  schluss von der     Resultante    des konstanten  Feldes und des vom Impulsstrom erzeugten  Feldes nicht     gesättigt    wird und ein geschlos  sener Stromkreis aus elektrisch gut.     leitendem     Material vorgesehen ist, damit praktisch ver  lustfreie     Wirbelströme    nahe der Grenze zwi  schen dem Dauermagneten und dem Magnet  kreis erzeugt werden.  



  Vorzugsweise erzeugen im magnetischen       Nebenschluss    das konstante Magnetfeld und  das vom Impulsstrom erzeugte     Magnetisie-          rungsfeld    zusammen eine den maximalen Be  triebswert unterschreitende     Kraftliniendiehte,     der einem Punkt entspricht, der vor der obern  oder der untern Krümmung auf der     Magneti-          sierungskurve    des Materials liegt.  



  Gemäss einer bestimmten Ausführungs  form kann der magnetische     Nebensehluss    einen  Kern besitzen mit einem Durchmesser, der  mindestens das Dreifache desjenigen des wirk  samen Teils des Kernes ist, und einem Luft  spalt, der dem magnetischen     Nebensehluss    an  nähernd den gleichen magnetischen Wider  stand gibt, wie ihn der wirksame Teil des  Kernes aufweist.  



  Es kann jedoch vorteilhaft sein, dass der  Querschnitt des     magnetischen    Nebenschlusses  etwas über einem Mindestwert, das heisst dem  Dreifachen des     Querschnittes    des wirksamen  Teils hinausgeht, so dass die     Kraftliniendichte     nicht ganz den maximalen Betriebswert an.  nimmt. Es kann z. B. dieser Querschnitt das  Vierfache des Querschnittes des wirksamen  Teils des Kernes besitzen, und in diesem Fall  wird die Länge des Luftspaltes vergrössert.,  um den magnetischen Widerstand des magne  tischen Nebenschlusses wieder annähernd    demjenigen des wirksamen Teils zu machen.  Die maximale     Kraftliniendiehte    im magneti  schen     Nebenschluss    beträgt dabei drei Viertel  des erwünschten maximalen Betriebswertes.

    



  Vorzugsweise ist. der magnetische Neben  scliluss     scheibenförmig,    wobei der Dauer  magnet auf der einen Seite, ein zentraler  Kernteil auf der andern Seite     angebraebt     sind und die     Nebenschlusskraftlinien    in  radialer Richtung verlaufen, wobei der Quer  schnitt des     Dauermagneten    mindestens (las  Doppelte des Querschnittes des zentralen  Kernteils und die     Stärke    der Scheibe etwas  grösser als der halbe Durchmesser des zen  tralen Kernteils ist.

   Bei dieser     Ausführungs-          form    liegt der Luftspalt ausserhalb der Be  grenzung der     llagnetpolfläche    und vorzugs  weise so weit wie möglich     ausserhalb    dieser       Begrenzung.    Bei einer solchen Vorrichtung  ist der     Kraftfluss    im wirksamen Kern nahezu  über seine ganze Länge konstant. Ausserdem  ist der     Streufluss        vernaehlässigbar    und ruft  keine wesentlichen Wirbelströme in der Wick  lung oder in der Hülle hervor.  



  Vorzugsweise ist der Dauermagnet mit       einem    .Joch in Form eines umgekehrten  Bechers versehen, dessen nach unten ragender  Teil passend längs der Aussenseite des Kerne  verschiebbar ist, was einen guten magneti  schen Kontakt zwischen     dem    Dauermagnet       und    dem wirksamen Kernteil ergeben kann.  



  Vor     Erläuterung    des in     Fig.    ? dargestell  ten     Ausführungsbeispiels    der Erfindung wird  die     Wirkungsweise    des magnetischen Neben  schlusses nachstehend an Hand der     Fig.    1  der beiliegenden Zeichnung beschrieben.

   ,       Fig.    1 ist das elektrische     Ersatzschaltbild     des Magnetkreises, bei dem der     Querschnitt     des magnetischen Nebenschlusses das Drei  fache des Querschnittes des     wirksamen    Teil  des Kernes ist und bei dem der     magnetische     Widerstand des     wirksamen    Teils und der des  magnetischen Nebenschlusses     s@,leieli    sind:

   l n       Fig.    1 ist der magnetische -Widerstand des  wirksamen Teils des     Ferritkernes    durch einen  Widerstand 1 mit einem Wert R und die  vom Impulsstrom     erzeugte        magnetomotoriselie     Kraft. durch eine     EMK    mit. einem Wert E be-      zeichnet, die von einem in Reihe mit dem  Widerstand 1 gelegten Generator 2 erzeugt  wird. Die     magnetomotorische    Kraft des Dauer  magneten wird durch eine     TMK    mit einem  Wert E' bezeichnet, die von einer Batterie 3  erzeugt wird, die in Reihe mit einem Wider  stand     -1    und einer Drosselspule 5 parallel  zu den     Elementen    1. und 2 geschaltet. ist.

    Der Wert R' des Widerstandes 4 bezeichnet  den magnetischen Widerstand des den Dauer  magneten enthaltenden Zweiges und die Dros  selspule 5 bezeichnet den geschlossenen Kreis  aus leitendem Material, der nahe der Verbin  dung des     Dauermaäneten    und dem     lIagnet-          kreis    angebracht ist. Der magnetische Neben  schluss ist mit Stelle 6 schematisch dargestellt  und besteht aus drei Reihenschaltungen von       Widerständen    7, 8, 9,<B>10,</B> 11, 12.

   Die Wider  stände 8, 10 und 12 haben je einen Wider  standswert R, so dass sie gemeinsam den     ohne     Luftspalt gerechneten magnetischen Wider  stand des     magnetischen    Nebenschlusses dar  stellen, dessen Querschnitt das Dreifache des  Querschnittes des wirksamen Teils des Kernes  ist. Die Widerstände 7, 9 und 1.1.     haben    je  einen Wert 2R und stellen     gemeinsam    den  Luftspalt im     Nebensehluss    dar.  



  Das vom     Danerinagneten    erzeugte kon  stante     Magnetisierungsfeld    wird hier durch  einen     Kraftlinienfluss    $ dargestellt, der so  wohl den wirksamen Teil des Kernes als auch  den     inagnetisehen        Nebenschluss    durchfliesst.  Im wirksamen Teil entspricht dieser Fluss     (h     der     maximalen        Betriebskraftliniendiehte    des  Kernmaterials.     Iss    ist ersichtlich, dass der  eine jede der Reihenschaltungen der Wider  stände 7, 8, 9, 10, 11 und 12 durchfliessende  Fluss     (h/3    beträgt.

   Die vom Impulsstrom er  zeugte     Magnetisierung    wird durch einen Fluss  2     (P    im Stromkreis in     Fig.    1 dargestellt, der  sowohl den wirksamen Teil des Kernes als  auch den     magnetischen        :\Tebensehluss    durch  fliesst, so dass der eine jede der     Reihenschal-          tungen    der Widerstände durchfliessende Teil  20/3 beträgt.

   Im wirksamen Teil des Kernes  sind das konstante magnetische Feld und das  vom     Impulsstrom    erzeugte Feld einander ent  gegengesetzt, so dass der zur Auswirkung ge-    langende Kraftstrom in diesem Kernteil  beträgt; dieser Wert entspricht einer     Fluss-          diehte,    die dem konstanten     Magnetisierungs-          feld    gleich und entgegengesetzt ist.

   Im magne  tischen     Nebensehluss        verstärken    sieh das kon  stante     Magnetisierungsfeld    und das vom Im  pulsstrom erzeugte Feld, so dass der magne  tische     Nebenschluss    von einem     GTesamtkraft-          linienfluss    von 3     J)    durchflossen wird, der  bei der Schaltung nach     Fig.    1 durch einen  eine jede der erwähnten Reihenschaltungen  von Widerständen durchfliessenden Strom  dargestellt wird. Der     Gesamtkraftlinienfluss     im     magnetischen        Nebenschluss    ist. das Drei  fache des Flusses im wirksamen Teil.

   Der       (Auerschnitt    ist jedoch auch das Dreifache,  so dass die     Flussdichte    in diesem Teil des  Kernes gleich derjenigen im wirksamen Teile  ist, wodurch Sättigung vermieden wird.  



  Da bei Massenherstellung solcher Trans  formatoren die von den Dauermagneten er  zeugte     magnetomotorisehe    Kraft für jeden  Magnet verschieden sein kann, ist. es er  wünscht, Vorkehrungen zu treffen, das kon  stante Magnetfeld auf einem Wert. zu halten,  der in der Nähe des zulässigen     Sättigungs-          wertes    liegt.  



  Gemäss einer v     orteilhaften        Ausführungsform     ist ein Teil des Magnetkreises des     Hoehfre-          quenzt.ransformators    in dem den     Dauermagne-          ten    enthaltenden Zweig derart bemessen, dass  er einen Sättigungswert von etwa dem Dop  pelten des maximalen     Betriebskraftlinienflus-          ses    des wirksamen Teils des angewendeten       Ferritniaterials    bat. Dies kann in der Praxis  verwirklicht werden, indem der Querschnitt  des magnetischen Materials in dem den  Dauermagneten enthaltenden Zweig be  schränkt wird.

   Bei dem     entspreebenden    elek  trischen Kreis der     Fig.    1 geht dies darauf  hinaus, dass der Widerstand 4 durch eine  Widerstandslampe oder einen ähnlichen,     nicht-          ohmsehen    Widerstand ersetzt wird.  



  Nachstehend wird beispielsweise eine prak  tische Ausführungsform des     Hoehfrequenz-          transformators    nach der     Erfindung    an Hand  der     Fig.    2 der Zeichnung beschrieben;     Fig.    2      zeigt dabei einen     Axialsehnitt    des     Nochfre-          quenztransformators.     



       \ach        Fig.    2 hat ein mittlerer, zylindri  scher     Ferritkern    einen     entern    Teil 1 mit  einem Durchmesser D und einen obern Teil 2  mit einem Durchmesser D', etwas grösser als    und einer Stärke
EMI0004.0008  
   Der Teil 1. trägt  
EMI0004.0009  
    die Primär- und .die Sekundärwicklungen 3  des auf einem zylindrischen     Spulenkörper    4  gewickelten Transformators.

   Der Teil 1 des  zentralen Kernes stösst an das zylindrische  Kernelement 5 an, das eine Stärke D/1 hat  und einen Ausschnitt 6 für die nichtdarge  stellten     Anschlussleitungen        zu    den     Transfor-          matorwicklungen    3     aufweist.    Die Wicklungen  3 sind mit einem hohlen, zylindrischen Mantel  7 von gleicher Länge wie der Kernteil 1 um  geben; die Wandstärke dieses     Organs    ist der-         art,    dass
EMI0004.0018  
   wobei     D1    den Aussen  durchmesser und D2 den lichten Durchmesser  bezeichnen.

   Der Teil 2 des mittleren Kernes  liegt an einem zylindrischen Dauermagneten  8 an, der axial magnetisiert ist und einen  Durchmesser von etwas weniger als D' hat,  aber doch etwas grösser ist. als D     \j    2.     lm    den  Teil 2 des mittleren Kernes herum ist ein  ringförmiges Kernorgan 9 mit etwas gerin  gerer axialer Stärke wie der Teil 2, gleichem  Aussendurchmesser wie das Kernorgan 7 und  mit etwas grösserem lichtem Durchmesser als  der Teil 2 angebracht, so dass ein ringförmiger  Luftspalt zwischen den     Kernteilen    2 und 9  verbleibt. Der obere Teil des Kernorgans 9  trägt zwei ringförmige Kupferplatten 10,  die also nahe der Verbindung zwischen dem  Dauermagneten 8 und dem die mittleren  Kerne 1 und 2 enthaltenden Magnetkreis  angebracht sind.

   Die Teile 9 und 10 haben  zusammen eine gleiche Stärke wie der Teil     '.     Ein. Stahljoch 11 in Form eines umgekehrten  Bechers mit einem     abwärtsragenden,    runden  Mittelteil 12 kann den Dauermagneten 8 und  die Platten 10 umgreifen, und ragt herab  gerade bis in die ringförmige Nut 13, die in  dem     obern    Aussenrand des     Kernorgans    9 ge-    bildet ist. Das Element.     :5    ruht auf einem  hohlen, zylindrischen Abstandsring 14 aus  Kunstharz auf, und das Ganze kann in einen  Behälter 15 eingreifen, der am untern Ende  durch eine runde Scheibe 16 verschlossen ist.  



  Im Betrieb ist der Behälter 15 mit Öl  gefüllt, so dass die     Transfornxatorwieklungen     3 in Öl getaucht. sind.  



  Bei der an     Hand    der     Fig.    2     beschriebenen     Bauart sind die Kernteile     ,1.,    2, 5, 7 und 9  alle aus     Ferrit        lxerg-estellt.    Die Teile 1,     :5    und  7 gehören ausschliesslich zum     wirksamen    Teil  des Kernes. Der Innenteil. des Elementes 9  und der Aussenteil, des Teils 2 gehören zum  magnetischen     Nebensehluss,    während der  Dauermagnet 8 und das Joch     11    den     Zweig     des Kreises     mit    dem konstanten Magnetfeld  bilden.

   Das Koch 1.1 und insbesondere der  Teil 1.2 sind derart     bemessen,    dass das Joch  material beim doppelten Wert des maximalen       Betriebskraftlinienflusses    des wirksamen Teils  des Kernes gesättigt     wird.    Die Kupferplatten  10 bewirken, dass die vom     Impulsstrom    wäh  rend des Betriebes in der Primärwicklung 3  erzeugten     Wirbelströme    nahezu verlustfrei.  sind. Diese Kupferplatten sollen Verluste ver  meiden, die sonst infolge der     Hoehfrequenz-          komponenten    des im     -Material    des Dauer  magneten 8     auftretenden    Feldes auftreten.



      High frequency transformer. The invention relates to a Hochfrequeitztransforrnator for electrical pulses with a magnetic circuit consisting of ferrite, such as this z. B. is used to generate short, rectangular high-voltage pulses to power the magnetrons of a radar system.



       High-frequency transformers are required for the transmission of electrical pulses, the z. B. a primary amplitude of 5 to 1.0 kV, a pulse duration of 1, crsec., A pulse repetition frequency of at least 50 Hz and a secondary amplitude of up to 500 kV.



  It is known to use laminated magnetic core material for such high frequency transformers. However, it is advisable to use a ferrite core, as described in French Patent No. 983772 be.



  To avoid a significant distortion of the output waveform, it is necessary to work in the straight part of the magnetization curve of the core material. As is known, the magnetization curve of a ferromagnetic material has an upper and a lower curvature and an almost straight part near the origin.



  For a transformer that carries a sinusoidal current, both the positive part and the negative part of the magnetization curve are usually used. However, a transformer carrying a pulse current will usually only use one half of the curve, since the pulse current only runs in one single direction. It has therefore already been proposed to provide a constant positioning field in the magnetic circuit, so that the magnetic circuit in the absence of an input current Core material is practically saturated in a single direction.

   This can be done with an additional circuit that carries direct current or with the aid of a permanent magnet. The pulse current has to constrict a magnetic field in a direction opposite to the constant magnetic field.



  In the Swedish patent specification 133884, among other things, a high-frequency transformer for transmitting electrical pulses is included. a magnetic circuit made of ferrite described in which a permanent magnet.

    generates a constant magnetization field that tries to saturate the magnetic circuit and in which the pulse current generates an oppositely directed field, with a closed electrical conductor being attached between the magnetic circuit and the permanent magnet to avoid losses that would otherwise be caused by the high frequency components - th of the field generated in the material of the permanent magnet.



  The present invention relates to a similar device.



  The high-frequency transformer for electrical pulses according to the present invention has a magnetic circuit made of ferrite, a constant magnetic field and a field directed in the opposite direction from the pulse current being generated in an effective part of the same by a permanent magnet, while the constant magnetic field is generated in a magnetic shunt of the same and the field generated by the pulse current have the same direction, the magnetic constants of the shunt being dimensioned in such a way that

   that the magnetic material in this secondary circuit is not saturated by the resultant of the constant field and the field generated by the pulse current and a closed circuit is electrically good. Conductive material is provided so that practically loss-free eddy currents near the boundary between tween the permanent magnet and the magnetic circuit are generated.



  In the magnetic shunt, the constant magnetic field and the magnetization field generated by the pulse current together generate a force line that is below the maximum operating value and corresponds to a point that lies in front of the upper or lower curvature on the magnetization curve of the material.



  According to a specific embodiment, the magnetic sideline can have a core with a diameter that is at least three times that of the effective seed part of the core, and an air gap that gives the magnetic sideluss almost the same magnetic resistance as it was having effective part of the core.



  However, it can be advantageous for the cross section of the magnetic shunt to go slightly above a minimum value, that is to say three times the cross section of the active part, so that the density of lines of force does not quite reach the maximum operating value. takes. It can e.g. B. have this cross-section four times the cross-section of the effective part of the core, and in this case the length of the air gap is increased. To make the magnetic resistance of the magnetic shunt again approximately that of the effective part. The maximum force line in the magnetic shunt is three quarters of the desired maximum operating value.

    



  Preferably is. The magnetic secondary circuit is disc-shaped, with the permanent magnet on one side and a central core part on the other side and the secondary lines of force running in a radial direction, the cross-section of the permanent magnet being at least (twice the cross-section of the central core part and the strength the disc is slightly larger than half the diameter of the central core part.

   In this embodiment, the air gap lies outside the boundary of the net pole surface and preferably as far as possible outside this boundary. With such a device, the flow of force in the active core is almost constant over its entire length. In addition, the leakage flux is negligible and does not cause any significant eddy currents in the winding or in the shell.



  The permanent magnet is preferably provided with a .Joch in the form of an inverted cup, the downwardly protruding part of which is slidable along the outside of the core, which can result in good magnetic contact between the permanent magnet and the active core part.



  Before explaining the in Fig. dargestell th embodiment of the invention, the operation of the magnetic auxiliary circuit is described below with reference to Fig. 1 of the accompanying drawings.

   , Fig. 1 is the electrical equivalent circuit diagram of the magnetic circuit in which the cross section of the magnetic shunt is three times the cross section of the effective part of the core and in which the magnetic resistance of the effective part and that of the magnetic shunt are s @, leieli:

   1 n Fig. 1 is the magnetic resistance of the effective part of the ferrite core through a resistor 1 with a value R and the magnetomotoriselie force generated by the pulse current. by an EMK with. denotes a value E which is generated by a generator 2 connected in series with the resistor 1. The magnetomotive force of the permanent magnet is denoted by a TMK with a value E ', which is generated by a battery 3, which was in series with a counter-1 and a choke coil 5 in parallel with the elements 1 and 2 connected. is.

    The value R 'of the resistor 4 denotes the magnetic resistance of the branch containing the permanent magnet and the Dros selspule 5 denotes the closed circuit made of conductive material which is attached near the connection of the permanent magnet and the magnetic circuit. The magnetic shunt is shown schematically at point 6 and consists of three series connections of resistors 7, 8, 9, <B> 10, </B> 11, 12.

   The resistances 8, 10 and 12 each have a resistance value R, so that together they represent the magnetic resistance of the magnetic shunt calculated without an air gap, the cross section of which is three times the cross section of the effective part of the core. The resistors 7, 9 and 1.1. each have a value of 2R and together represent the air gap in the sideload.



  The constant magnetization field generated by the Daner magnet is represented here by a flux of lines of force that flows through both the effective part of the core and the magnetic shunt. In the effective part, this flow (h corresponds to the maximum operating force lines of the core material. It can be seen that the flow flowing through each of the series connections of resistors 7, 8, 9, 10, 11 and 12 is (h / 3.

   The magnetization generated by the pulse current is represented by a flux 2 (P in the circuit in Fig. 1, which flows through both the effective part of the core and the magnetic leakage, so that each of the series connections of the resistors flows through Part 20/3 is.

   In the active part of the core, the constant magnetic field and the field generated by the impulse current are opposed to each other, so that the force current that has an effect is in this core part; this value corresponds to a flux that is equal to and opposite to the constant magnetization field.

   In the magnetic shunt you increase the constant magnetization field and the field generated by the pulse current, so that the magnetic shunt is traversed by a total force line flux of 3 J), which in the circuit according to FIG. 1 by each of the mentioned Series connections of current flowing through resistors are shown. The total line of force flux in the magnetic shunt is. three times the flow in the effective part.

   However, the (cut-out is also three times as large, so that the flux density in this part of the core is equal to that in the effective part, thus avoiding saturation.



  Since in the mass production of such transformers, the magnetomotoric force generated by the permanent magnets can be different for each magnet. it he wishes to take precautions to keep the constant magnetic field at a value. which is close to the permissible saturation value.



  According to an advantageous embodiment, part of the magnetic circuit of the high frequency transformer in the branch containing the permanent magnet is dimensioned in such a way that it has a saturation value of approximately double the maximum operating force line flux of the effective part of the ferrite material used. This can be achieved in practice by restricting the cross-section of the magnetic material in the branch containing the permanent magnet.

   In the case of the corresponding electrical circuit of FIG. 1, this means that the resistor 4 is replaced by a resistance lamp or a similar, non-ohmic resistor.



  For example, a practical embodiment of the high frequency transformer according to the invention will be described with reference to FIG. 2 of the drawing; 2 shows an axial section of the frequency transformer.



       According to FIG. 2, a central, cylindrical ferrite core has an inner part 1 with a diameter D and an upper part 2 with a diameter D ', slightly larger than and a thickness
EMI0004.0008
   Part 1. carries
EMI0004.0009
    the primary and .die secondary windings 3 of the transformer wound on a cylindrical bobbin 4.

   The part 1 of the central core abuts the cylindrical core element 5, which has a thickness D / 1 and a cutout 6 for the connection lines to the transformer windings 3, which are not provided. The windings 3 are given with a hollow, cylindrical jacket 7 of the same length as the core part 1 to; the wall thickness of this organ is such that
EMI0004.0018
   where D1 is the outside diameter and D2 is the inside diameter.

   The part 2 of the central core rests on a cylindrical permanent magnet 8 which is axially magnetized and has a diameter of slightly less than D ', but is slightly larger. as D \ j 2. In part 2 of the central core, an annular core organ 9 with a somewhat smaller axial thickness than part 2, the same outside diameter as core organ 7 and a slightly larger inside diameter than part 2 is attached, so that an annular air gap between the core parts 2 and 9 remains. The upper part of the core organ 9 carries two ring-shaped copper plates 10, which are therefore attached near the connection between the permanent magnet 8 and the magnetic circuit containing the central cores 1 and 2.

   The parts 9 and 10 together have the same strength as the part '. One. Steel yoke 11 in the form of an inverted cup with a downwardly protruding, round central part 12 can encompass the permanent magnet 8 and the plates 10, and protrudes straight down into the annular groove 13 which is formed in the upper outer edge of the core organ 9. The element. : 5 rests on a hollow, cylindrical spacer ring 14 made of synthetic resin, and the whole can engage in a container 15 which is closed at the lower end by a round disc 16.



  In operation, the container 15 is filled with oil, so that the Transfornxatorwieklungen 3 immersed in oil. are.



  In the design described with reference to FIG. 2, the core parts 1, 2, 5, 7 and 9 are all made of ferrite. Parts 1,: 5 and 7 belong exclusively to the effective part of the core. The inner part. of the element 9 and the outer part, the part 2 belong to the magnetic secondary circuit, while the permanent magnet 8 and the yoke 11 form the branch of the circle with the constant magnetic field.

   The cooker 1.1 and in particular the part 1.2 are dimensioned in such a way that the yoke material is saturated at twice the value of the maximum operating force line flow of the active part of the core. The copper plates 10 have the effect that the eddy currents generated by the pulse current during operation in the primary winding 3 are virtually loss-free. are. These copper plates are intended to avoid losses that otherwise occur as a result of the high frequency components of the field occurring in the material of the permanent magnet 8.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Hoehfrequenztransformator für elektrische Impulse mit einem xixagnetisehen Kreis aus Ferrit, bei dem in einem wirksamen Teil des selben ein konstantes Magnetisierungsfeld von einem Dauermagneten und ein entgegenge setztes Feld vom Impulsstrom erzeugt wird und in einem magnetischen Nebensehluss des selben das konstante 3Iagnetisierungsfeld und das von) Impulsstrom erzeugte Feld Bleiehe Richtung haben, PATENT CLAIM: High-frequency transformer for electrical pulses with a xixagnetic circuit made of ferrite, in which a constant magnetization field is generated by a permanent magnet and an opposite field from the pulse current in an effective part of the same, and in a magnetic sideload of the same the constant 3Iagnetization field and that of) Impulse current generated field leads have direction, wobei die magnetischen Kon stanten des magnetischen Nebenschlusses der art bemessen sind, dass in diesem Nebensehluss das magnetische Material von der R.esultante des konstanten Feldes und des vom Impuls strom erzeugten Feldes nicht. gesättigt wird, und ein geschlossener Stromkreis aus elek trisch gut leitendem Material vorgesehen ist, damit praktisch verlustfreie Wirbelströme nahe der Grenze zwischen dem Dauermagne ten und dem Magnetkreis auftreten. The magnetic constants of the magnetic shunt are dimensioned in such a way that in this shunt the magnetic material does not depend on the resultant of the constant field and the field generated by the impulse current. is saturated, and a closed circuit made of elec trically highly conductive material is provided so that practically loss-free eddy currents occur near the boundary between the permanent magnet and the magnetic circuit. UNTERANSPRÜCHE: 1. Hochfrequenztransformator nach Patent- ansprueh, in dem der magnetische Neben- achluss aus Ferrit besteht mit einem Quer schnitt, der mindestens das Dreifache des Querschnittes des wirksamen Teils des Kernes ist, und einen Luftspalt aufweist, der dem magnetischen Nebenschluss annähernd den gleichen magnetischen Widerstand erteilt wie der wirksame Teil des Kernes. SUBCLAIMS: 1. High-frequency transformer according to patent claim, in which the magnetic shunt consists of ferrite with a cross-section that is at least three times the cross-section of the active part of the core and has an air gap that is approximately the same as the magnetic shunt magnetic resistance issued like the effective part of the core. 2. Hochfrequenztransformator nach Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetischen Konstanten des magnetischen Materials in dem Zweig des -.Nlagnetkreises mit dem Dauermagneten derart sind, dass wenigstens ein Teil des Materials in diesem Zweig bei einem Kraftlinienfluss von min destens annähernd dem Doppelten des maxi malen Betriebskraftlinienflusses des wirk samen Kernteils gesättigt wird. 2. High-frequency transformer according to sub-claim 1, characterized in that the magnetic constants of the magnetic material in the branch of the -.Nlagnetkreises with the permanent magnet are such that at least part of the material in this branch at a line of force flow of at least approximately twice the maximum operating force line flow of the effective core part is saturated. 3. Hochfrequenztransformator nach Unter= anspruch 2, dadureh gekennzeichnet, dass der magnetische Nebenschluss scheibenförmig ist und dass der Dauermagnet auf der einen Seite und der wirksame Kern auf der andern Seite vorgesehen sind, wobei der Nebenschlusskraft- linienfluss in radialer Richtung fliesst und ein ringförmiger Luftspalt ausserhalb des Pols des Dauermagneten vorgesehen ist. 3. High-frequency transformer according to sub-claim 2, characterized in that the magnetic shunt is disk-shaped and that the permanent magnet is provided on one side and the effective core on the other side, with the shunt force line flow flowing in a radial direction and an annular air gap is provided outside the pole of the permanent magnet. q. Hochfrequenztransformator nach Unter- ansprueh 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Dauermagnet und ein zentraler Kernteil<B>(1)</B> einen runden Querschnitt. haben, wobei der Durchmesser des Magneten mindestens EMI0005.0025 und die Stärke der erwähnten Scheibe min destens EMI0005.0026 beträgt, wobei D den Durchmes ser des zentralen Kernteils bezeichnet. 5. Hochfrequenztransformator nach Unter anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Dauermagnet an dem den magnetischen Nebenschluss bildenden Teil anliegt und mit. einem Joch versehen ist, das gerade um die Aussenseite des Ferritkernes greift. q. High-frequency transformer according to sub-claim 3, characterized in that the permanent magnet and a central core part <B> (1) </B> have a round cross section. have, the diameter of the magnet at least EMI0005.0025 and the thickness of the mentioned disc at least EMI0005.0026 is, where D denotes the diameter of the central core part. 5. High-frequency transformer according to sub-claim 4, characterized in that the permanent magnet rests against the part forming the magnetic shunt and with. a yoke is provided that just grips around the outside of the ferrite core.
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