DE212938C

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Publication number: DE212938C
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Description

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V.

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 212938 -■ KLASSE 21 ^. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 6. März 1907 ab.

Wechselströme von so hoher Frequenz, wie sie beispielsweise bei der drahtlosen Telegraphie . erforderlich sind, lassen sich mit Dynamomaschinen der üblichen Grundform nicht herstellen. Erzeugermaschinen im engeren Sinne für hohe Periodenzahlen sind andererseits sehr erwünscht, um größere Leistungen frei von Nebeneinflüssen herstellen zu können.

Es ist deshalb vorgeschlagen, eine Dynamomaschine mit Kollektor zum Erzeugen von Hochfrequenzströmen zu benutzen, indem man die Selbstinduktion des Schließungskreises mit einem Kondensator derart kombiniert, daß die freien Eigenschwingungen des Systems dauernd und unabhängig von der Gnmdperiodenzahl der Kollektormaschine unter Verbrauch mechanischer Arbeit aufrechterhalten werden.

Eine Maschine dieser Art wird einen stetigen Wechselstrom liefern, dessen graphische Darstellung ein annähernd gleichmäßiger Wellenzug ist. Unter Umständen kann aber auch ein ganz unstetiger, absatzweiser Wellenzug genügen, in dem nur kürzere Perioden wirksamer Schwingungen auftreten, denen immer

s5 längere wirkungslose Perioden folgen. Ein solcher wird sogar vor einem stetigen den Vorzug haben, daß er keiner besonderen Mittel bedarf, um im Empfangsapparat gehört zu werden. In solchen Fällen kann man eine synchrone, also kollektorlose Maschine zum Erzeugen schneller Schwingungen benutzen, womit man von allen Kommutierungsschwierigkeiten frei wird und auch leichter mit höheren Spannungen arbeiten kann. Eine dafür geeignete Schaltung ist nachfolgend beschrieben.

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In den Erregerstromkreis einer Wechselstrommaschine ist statt der sonst üblichen Gleichstromquelle eine oszillatorische Stromquelle eingeschaltet. Diese oszillatorische Stromquelle kann von freien oder erzwungenen Schwingungen gebildet werden, für die hier nur die Voraussetzung besteht, daß ihre Frequenz ein Vielfaches der Frequenz der Maschine selbst ist. Da also während jeder Periode der Wechselstrommaschine die Erregung zwischen einem positiven und negativen Maximum vielfach wechselt, so erzeugt die Maschine entsprechend schnelle Schwingungen.

Während zu einer solchen Erzeugung von Hochfrequenzströmen eine Wechselstrommaschine üblicher Schaltung benutzt wird, kann für denselben Zweck eine besondere Schaltung dienen (Fig. 1), bei der die Statorwicklung s und die Rotorwicklung r unter Einfügen einer oszillatorischen Stromquelle c hintereinander geschaltet sind. Eine ähnliche Schaltung mit einer Gleichstromquelle statt der hier verwendeten oszillatorischen ist bereits bekannt. Bei der Rotation einer derartigen durch Gleichstrom erregten Maschine wird an den Klemmen der Maschine eine erzwungene Wechselspannung auftreten, wobei während einer halben Umdrehung die Maschine als Generator, während der anderen halben Umdrehung als Motor arbeitet.

Ist nun, wie in der Fig. 1, eine oszillatorische Stromquelle eingeschaltet, bestehend in irgendeiner bekannten Anordnung von Kapazität und Selbstinduktion, und vernachlässigt man zunächst die transformatorische Wirkung

des oszillierenden Feldes auf den Rotor, die von dessen jeweiliger Stellung im Felde abhängt, beachtet man also nur die durch die Rotation erzeugte E. M. K., so würde sich für jede Halbperiode der Wechselstrommaschine, in der sie als Generator arbeitet, das Bild eines innerhalb dieser Halbperiode in der Amplitude zunehmenden und abnehmenden Wechselstromes von höherer Frequenz ergeben

ίο (Fig. 2 a), wobei durch die zugeführte mechanische Arbeit die schnellen Schwingungen an einem vorzeitigen Erlöschen infolge der Dämpfungsverluste verhindert werden. Während der anderen Halbperiode, in der die Maschine als Motor arbeiten würde, lassen sich dieselben Vorgänge nicht herstellen, weil keine mechanische Energie von außen auf das System übertragen werden kann. In Wirklichkeit besteht aber auch die transformatorische Wirkung, deren Periode um 90 ° gegen die Periode der rotatorischen Wirkung verschoben ist. Nähme man der Einfachheit halber die Amplituden in beiden Fällen gleich groß an, so würde sich in der Generatorhalbperiode etwa ein Kurvenzug nach Fig. 2 b ergeben. Im übrigen kommt im besonderen für telegraphische Zwecke nur die Mitte der wirksamen Halbperiode in Betracht, in der die transformatorische Wirkung meist ganz vernachlässigt werden kann. Im ganzen also ergibt sich ein Strombild, das auf einer mehr oder weniger langen Strecke je einer halben Periode eine Anzahl schneller verwendbarer Schwingungen aufweist (in Fig. 2 b ausgezogen), während in der dazwischen liegenden halben Periode und einem Teile der angrenzenden Perioden (punktiert) die Maschine wirkungslos ist bzw. nicht ausgenutzt wird.

■ Es ist an sich gleichgültig, wie die schnelleren Schwingungen eingeleitet und auf die Synchronmaschine übertragen werden. So kann z. B. durch ein von der Synchronmaschine betätigtes Kontaktwerk der Kondensator c (Fig. 1) während der Motorhalbperiode (Fig. 2 a) durch eine besondere Stromquelle geladen und während der Generatorhalbperiode auf den Schwingungskreis der Synchronmaschine entladen werden; oder es kann ein Hilfsschwingungskreis der bekannten Art, beispielsweise mit Funkenauslösung, durch ein ebensolches Kontaktwerk während der Generatorhalbperiode an die Synchronmaschine angekuppelt werden; oder es kann schließlich auch eine dauernde Erregung erfolgen, entweder durch eine asynchrone Kollektormaschine bekannter Art oder durch einen schwingenden Lichtbogen, wie es beispielsweise Fig. 3 darstellt. In allen diesen Fällen ist das Kennzeichnende, daß die Synchronmaschine während der Generatorhalbperiode die schnellen Schwingungen aufnimmt und unter Verbrauch mechanisch zugeführter Energie aufrechterhält.

Claims

. Patent-Ansprüche:

1. Verfahren zur Erzeugung elektrischer Schwingungen hoher Frequenz, dadurch gekennzeichnet, daß eine synchrone, also kollektorlose Wechselstrommaschine mittels · einer oszillatorisch wirkenden Stromquelle erregt und von einer äußeren Kraft angetrieben wird, wobei die Synchronmaschine während der Generatorhalbperiode die schnellen Schwingungen aufnimmt und unter Verbrauch mechanisch zugeführter Energie aufrechterhält.

2. Schaltungsweise zur .Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotor- und Statorwicklung der Maschine hintereinander geschaltet sind. .

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.