DE281503C

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Publication number: DE281503C
Application number: DENDAT281503D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

A 281503 -KLASSE 21 a. GRUPPE

MIROSLAV PLOHL in POLA, Österreich.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 30. Juni 1912 ab.

Zweck der Erfindung ist, magnetische Felder von konstanter Richtung und periodisch sich ändernder Intensität in Transformatoren ohne rotierende Teile zu erzeugen. Das wird dadurch erreicht, daß zwei elektrische Ströme, ein Gleichstrom und ein Wechselstrom, in einer aus Leitern bzw. Wicklungen bestehenden Einrichtung derart zusammenwirken, daß die durch dieselben erzeugten magnetischen Kraftlinien in einem

ίο Wechsel der Wechselstromperiode sich gegenseitigbinden, während sie in dem anderen Wechsel der Wechselstromperiode ein magnetisches Feld von der gewünschten Beschaffenheit zusammen bilden. Das derart gewonnene Feld von Kraftlinien kann zur Erregung eines sekundären Wechselstromes von gegenüber dem primären Wechselstrom doppelter Frequenz benutzt werden, auf welche Weise die Frequenz des primären Wechselstromes erhöht werden kann.

Falls anstatt des Wechselstromes in die betreffende Wicklung elektromagnetische Schwingungen eingeführt werden, kann das dadurch erregte magnetische Feld zum Nachweis dieser Schwingungen benutzt werden, so daß die Einrichtung nach der Erfindung auch als Empfänger für drahtlose Telegraphie und Telephonie dienen kann.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung nach der Erfindung dargestellt.

Fig. ι zeigt einen mit zwei Wicklungen versehenen Ring. Fig. 2 zeigt eine aus zwei solchen Ringen und einem mit einer Sekundärwicklung ausgestatteten Kern bestehende Einrichtung. Fig. 3 zeigt ein Schaltungsschema der Einrichtung, während die Fig. 4 und 5 elektrische bzw. magnetische Stromkurven darstellen.

Ein Ring R₁ (Fig. 1) trägt zwei Wicklungen G₁ und W₁ , von welchen die eine, G₁, mit einer Gleichstromquelle und die andere, W₁, mit einer Wechselstromquelle verbunden ist. In der Fig. 4 ist der Gleichstrom durch die Linie gj und der Wechselstrom durch die Linie W₁ charakterisiert. Nimmt man an, daß in der ersten Hälfte der Wechselstromperiode der durch den Wechselstrom erzeugte magnetische Induktionsfluß dem durch den Gleichstrom erzeugten Induktionsfluß gleichgerichtet ist, so werden während der Dauer dieses Wechsels aus dem Ring R₁, von der Streuung abgesehen, keine magnetischen Induktionslinien austreten. In die Gleichstromwicklung G₁ können Drosselspulen eingeschaltet werden, damit der in dieser Wicklung induzierte sekundäre -Strom auf ein Minimum herabgedrückt werde.

Während der zweiten Hälfte der Wechsel-Stromperiode sind die durch die Wicklungen G₁ und W₁ induzierten Flüsse innerhalb des Ringes einander entgegengerichtet, so daß sowohl die vom Gleichstrom als auch die vom Wechselstrom stammenden Induktionslinien aus dem Ringe R₁ heraustreten und ihren Weg durch den Luftraum innerhalb des Ringes fortsetzen. Dieser im Luftraum des Ringes R₁ in jeder Periode des Wechselstromes auf die Dauer von einer Hälfte dieser Periode auftretende magnetische Induktionsfluß verläuft immer in derselben Richtung, jedoch mit periodisch sich ändernder Intensität. Der Verlauf dieses Induktionsflusses

ist in der Fig. 4 durch die Kurve Wi₁ charakterisiert.

Zur Erzielung eines kontinuierlichen magnetischen Induktionsflusses werden zweckmäßig zwei mit Wicklungen versehene Ringe R₁ und R₂ (Fig. 2) benutzt, deren Wicklungen derart an-' geordnet werden, daß die beiden Ringe die magnetischen Kraftlinien abwechselnd und in derselben Richtung austreten lassen. In der Fig. 4 gehören die Linien g₂ und W₂ der Gleich- und der Wechselstromwicklung des Ringes R₂ und die Linie m_% dem aus dem Ring R₂ in den Luftraum austretenden Induktionsflusse an.

Wird in die beiden Ringe R₁ und R₂ ein mit einer Wicklung S versehener Kern K eingeschoben, so wird durch die magnetischen Kraftlinien ?«, und m_% in der Wicklung S ein elektrischer Wechselstrom induziert, der gegenüber dem primären Wechselstrom w eine doppelte Frequenzzahl aufweist. Dieser sekundäre Wechselstrom ist in der Fig. 5 durch die Linie s charakterisiert.

Der so gewonnene Wechselstrom s kann in die Primärwicklung W einer zweiten Einrichtung eingeführt werden, aus deren sekundärer Wicklung S dann wieder ein induzierter Strom abgeführt wird, der gegenüber dem Strom s die doppelte, also gegenüber dem primären Wechselstrom w die vierfache Frequenz aufweist. Auf diese Weise kann die Frequenz η eines Wechselstromes auf eine durch die Formel η · 2^X gegebene Frequenz gesteigert werden. Dabei müssen, wie später ausgeführt, geeignete Abstimmungselemente angewendet werden.

Eine derartige Kaskadenschaltung würde für die Erzeugung hoher Frequenzen eine zu große Anzahl von Transformatoren erfordern. Um die Anordnung zu vereinfachen, wird zur Erhöhung der Frequenzzahl des Wechselstromes immer eine und dieselbe Einrichtung in Kombination mit Abstimmungselementen in folgender Art verwendet: ■

Es seien W₁ und W₂ (Fig. 3) die Wechselstromwicklungen der Ringe R^ und R₂ (Fig. 2), S die Sekundärwicklung, E eine Wechselstromdynamo mit einer Frequenz n, von der die Wicklungen W₁ und W₂ ihren Strom erhalten. (Die Gleichstromwicklungen G₁ und G₂ sind nicht eingezeichnet worden.) Zwischen die Wicklung W₁ und die Dynamo E ist eine zum Schütze der Dynamo E vor den induzierten Strömen dienende Drosselspule D eingeschaltet. Die von der Sekundärspule S abgehende Leitung ist über Abstimmungselemente A₁, A₂, A₃, A₄ usw. an die Dynamoleitung hinter der Drosselspule D angeschlossen. Die Elemente A₁, A₂, A₃, A₄ usw. sind derart abgestimmt, daß das Element A₁ der Frequenz 2 n, das Element A₂ der Frequenz 4 n, das Element A_z der Frequenz 8 η usw. entspricht.

Der von der Dynamo E in die Wicklungen W₁ und TF₂ fließende Strom von der Frequenz η induziert in der sekundären Wicklung 5 einen Strom von der Frequenz 2 n, welcher über das Abstimmungselement A₁ wieder in die Wickhingen W₁ und W₂ geführt wird und in der Wicklung S einen Strom von der Frequenz 4 η induziert. Dieser Strom geht über das Element A₂ wieder in die Wicklungen W₁ und W₂, induziert in der Wicklung S einen Strom von der Frequenz 8 η usw. Nach dem dargestellten Schema wird dem Transformator ein Strom der Frequenz 32 η entnommen und gleichzeitig in einem Hochspannungstransformator T- hochgespannt, der auf 32 η abgestimmt ist. Selbstverständlich könnte auch zu dem Transformator T der Strom von den Abstimmungselementen A, oder A₂ usw. geleitet werden, so daß der Transformator mit einem Strom der Frequenz 2 n, 4 η usw. gespeist wird.

Die Ströme der höheren Frequenz werden infolge der Vorschaltung der Drosselspule D nach der Dynamo E nur in sehr geringem Maße fließen.

Auf diese Weise kann durch die Zusammen-'.85 wirkung eines Gleich- und eines Wechselstromes ein magnetisches Feld erzeugt werden, das mit Bezug auf die Richtung' konstant ist, während es sich mit Bezug auf die Intensität periodisch ändert. Ist die Frequenz der Schwingungen sehr hoch, so werden die in ihrer Richtung konstanten magnetischen Stöße so rasch aufeinander folgen, daß ihre Wirkung auf ein zweites konstantes magnetisches Feld für bestimmte Anwendungen gleichwertig wird einem der Riehtung und Intensität nach konstanten magnetischen Felde.

Das in der beschriebenen Einrichtung erzeugte magnetische bzw. elektrische Feld kann zum Nachweis magnetischer bzw. elektrischer Schwingungen benutzt werden,· so daß diese Einrichtung als Empfänger für drahtlose Telegraphic und Telephonic dienen kann. Zu dem Zwecke werden die empfangenen elektromagnetischen Schwingungen in die Wechselstromwicklungen der Einrichtung eingeleitet. Dabei werden, um den induktiven Widerstand herabzudrücken und den Empfangsapparat für eine gegebene Frequenz abzustimmen, Abstimmungselemente angewendet. Es entsteht in no dem Luftraum der Ringe R₁ und R₂ ein magnetisches Feld, das sich im Verhältnis zu den eingeleiteten elektromagnetischen Schwingungen ändert. Dieses Feld läßt man z. B. entweder auf ein polarisiertes Relais oder direkt auf die Membran eines Telephons wirken. Auf diese Weise kann man entweder telegraphische oder telephonische Zeichen empfangen, welch letztere Änderungen des Feldes entsprechen.

Die Erfindung beschränkt sich keinesfalls iao auf die dargestellte Ausführungsform. Diese kann vielmehr je nach den Umständen geändert

werden; so können z.B. an Stelle der Ringe andere geeignete Körper treten. Das Wesentliche bleibt dabei immer nur, daß durch Zusammenwirken eines Gleich- und eines Wechselstromes magnetische Felder konstanter Richtung und periodisch sich ändernder Intensität erzeugt werden.

Für sehr hohe Frequenzen kann es notwendig werden, die ganze Einrichtung eisenlos zu bauen. In diesem Falle können die Wicklungen W und S des Transformators zu je einer Windung zusammenschrumpfen.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren, um durch einen Wechselstrom magnetische Felder konstanter Richtung und periodisch sich ändernder Stärke entstehen zu lassen, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem ferromagnetischen Kern eine von Wechselstrom durchflossene Hauptwicklung und eine von einem geeignet bemessenen Gleichstrom durchflossene Hilfswicklung derart angeordnet sind, daß sich ein der einen Periodenhälfte der Wechselstrommagnetisierung entsprechendes, pulsierendes Streufeld ausbildet, dessen magnetische Wirkung entweder unmittelbar mechanisch oder auf induktivem Wege elektrisch nutzbar gemacht werden kann.

2. Verfahren nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die induktive Einwirkung eines, nach obigem Verfahren hergestellten Feldes auf eine Sekundärwicklung, zum Zwecke der Frequenztransformation.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die mittels zweier hilfsmagnetisierter Kerne nach dem obigen Verfahren hergestellten Felder — den beiden Hälften des primären Wechselstromes entsprechend zeitlich gegeneinander verschoben — induktiv auf einen Sekundärkreis derart einwirken läßt, daß sich die jedem Einzelfeld entsprechenden Spannungsstöße erhöhter Frequenz in ihrer Wirkung auf den Sekundärkreis, die höhere Frequenz vervollständigend, aneinanderreihen.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß, zum Zwecke, nur eine Sekundärwicklung benutzen zu müssen, die mittels zweier Kerne hervorgerufenen Felder, magnetisch gleichgerichtet,, räumlich zusammengelegt sind.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zum Zwecke des Nachweises des Wechselstromes das oder die Felder nach Art von Gleichstromfeldern auf eine für solche geeignete Nachweisvorrichtung wirken läßt.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sekundärstrom gesteigerter Frequenz wieder der Primärwicklung bzw. den Primärwicklungen desselben Aggregates zwecks weiterer stufenweiser Steigerung der Frequenz zugeführt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.