DE411002C - Verfahren zur Frequenzvervielfachung mittels eines oder einer Gruppe von statischen Frequenztransformatoren - Google Patents

Description

• Verfahren zur Frequenzvervielfachung mittels eines oder einer Gruppe von statischen Frequenztransformatoren. Die Erfindung besteht in einem Verfahren zur Frequenzvervielfachung mittels eines oder einer Gruppe von .eisengeschlossenen Transformatoren. Stimmt man .einen Kreis; der aus einer Selbstinduktion, die Eisen enthält, und einem Generator besteht, auf Resonanz ab, so treten erhebliche Abweichungen bei der Abstimmung gegenüber eisenlosen Selbstinduktionen auf (Martienssen, Physikalische Zeitschrift igio, Seite ¢q.8). Es tritt im Augenblick der Resonanz ein plötzlicher Sprung in der Stromstärke ein, die dann auch in dieser Höhe nahezu verbleibt, auch wenn die Spannung des Generators oder die Tourenzahl, beispielsweise bei Maschinen, n ac 'h oben weiter geändert geändert wird. Geht man mit der Spannung oder Frequenz wieder- zurück, so fällt der Strom nicht mehr bei dem Punkte, an dem er anstieg, sondern an einem beträchtlich späteren Punkt wieder auf einen geringeren Wert zurück. Diese Erscheinung, die M a r t i e n s s e n als Kippresonanz bezeichnet, dient nach dem Gegenstand der Erfindung zur Frequenzvervielfachung mittels eines ,eisengeschlossenen Transformators mit großer Leistung und bisher in keiner anderen Anlage erreichtem Wirkungsgrad.
• Stimmt man beispielsweise einen Kreis (Abb. i), bestehend aus dem Generator g, der Kapazität c und der eisengeschlossenen Selbstinduktion s auf Resonanz ab, so wird, wenn man beispielsweise die Frequenz verändert, der Strom nach Abb. z sich ändern. Er steigt, wie ersichtlich, bis zum Punkte a langsam an und schnellt dann plötzlich auf einen vielfachen Betrag hoch, um dann wieder langsam weiter zu steigen. Geht man mit der Frequenz zurück, so fällt der Strom nicht mehr auf den Wert a, sondern bleibt noch länger auf nahezu gleicher Höhe bis zum Punkte b, wo er dann plötzlich auf einen früheren niedrigen Wert fällt.
• Die Frequenzsteigerung kann hiermit durchgeführt werden, indem parallel zu der Eisenselbstinduktion ein Schwingungskreis gelegt wird, der gemäß Abb. 3 aus einer Kapazität ei und einer Selbstinduktion s, besteht. In diesem Kreise treten dann starke Ströme bzw. Leistun; gen höherer Frequenzen auf. Die Leistungen werden um so höher, je kleiner die Selbstinduktion s, und je größer die Kapazität c, ist. Ein weiteres Kennzeichen der Erfindung besteht darin, daß in dem primären Abstimmungskreis, der, wie bereits erwähnt, aus dem Generator ,g, der Kapazität c und dem Transformator besteht, noch eine Selbstinduktion s von entsprechender Größe eingeschaltet wird. Diese Selbstinduktion hat einerseits den Zweck, daß die an den Wicklungsenden des Transformators auftretenden Hochfrequenzströme nicht über den Generator fließen können und dadurch die erzeugte Hochfrequenzenergie sich ausgleichen würde, anderseits kann mittels der Selbstinduktion s die Leistung vorteilhaft veränderlich gemacht bzw. die verlangte Leistung eingestellt werden.
• Wird das Verfahren für Zwecke der drahtlosen Telegraphie oder Telephonie verwendet, so kann die Antenne entweder an die Wicklung w, (Abb. 3) direkt oder an eine besondere Sekundärwicklung angeschlossen und der Schwingungskreis ci, s, auf die gewünschte Welle oder eine im Bereich der gewünschten Welle liegende Welle abgestimmt werden. Wesentlich ist, daß der Kreis parallel zur Wicklung des eisengeschlossenen Transformators liegt und große Kapazität bei kleiner Selbstinduktion enthält. Bei Abstimmung auf die gewünschte Frequenz nimmt dieser Kreis infolge der verhältnismäßig hohen Kapazität und geringen Selbstinduktion starke Ströme auf und beeinflußt die Amperewindungen des Transformators in erheblichem Maße.
• Verwendet man als Generator eine Maschine, deren Wattspannung nicht ausreicht, um den plötzlichen Magnetisierungsstrom im Eisen herbeizuführen, so ist es zweckmäßig, die Frequenz bzw. Tourenzahl der Maschine zuerst zu vermindern, um den hohen Anfangsselbstinduktionswert des Eisentransformators zu überwinden. Bei Hochfrequenzmaschinen genügt aber auch dieses Mittel nicht, während hier eine sichere Wirkung dadurch erreicht werden kann, daß die hohe Anfangsselbstinduktion durch Gleichstrommagnetisierung des Eisentransformators oder durch teilweises Kurzschließen der Transformatorwicklung beseitigt wird. Nach Erreichen des hohen Magnetisierungssprunges bzw. der Resonanz der Maschine kann alsdann die Gleichstromerregung bzw. der Kurzschluß sofort abgeschaltet werden, ohne daß eine Veränderung eintritt.
• Das neue Verfahren ist unter Benutzung auch von mehreren eisengeschlossenen Transformatoren ausführbar, die hintereinandergeschaltet werden und eine stufenweise Frequenzerhöhung, je nach Wahl und Abmessung des geschlossenen Parallelkreises mit bisher nicht erreichtem Wirkungsgrad herbeiführen. Man kann beispielsweise als Speisestromquelle einen 5operiodigen Wechselstrom verwenden, der durch eine Gruppe von Transformatoren mit Parallelkreisen derart transformiert wird, daß Hochfrequenzschwingungen geeigneter Periode durch eine Antenne ausgestrahlt werden.
• Der Vorteil der Verwendung von Maschinen beliebiger Periodenzahl als Wechselstromgenerator ermöglicht die Herstellung jeder beliebigen Nutzfrequenz mit verhältnismäßig einfachen Mitteln. So kann beispielsweise als Wechselstromgenerator eine Starkstrom erzeugende Hochfrequenzmaschine von etwa 10 ooo Perioden benutzt werden, die auf einen eisengeschlossenen Transformator nach dem die Erfindung bildenden neuen Verfahren arbeitet. Infolgedessen kann. mittels eines Tranformators die io oooperiodige Grundfrequenz beispielsweise verfünffacht oder verneunfacht werden, ohne daß der Wirkungsgrad sich praktisch merkbar verringert.
• Als Wechselstromgenerator kann ferner beispielsweise ein Poulsen-Generator benutzt werden unter Erfüllung derselben Voraussetzungen, die zur Verwirklichung des neuen Verfahrens vorstehend angegeben und. erläutert sind. Die praktische Bedeutung der Erfindung ergibt sich aus der Tatsache; daß mit einer versuchsmäßig zusammengestellten Anordnung unter Benutzung eines einzigen Transformators sowohl die neunfache wie die dreizehnfache Frequenz der Grundfrequenz gewonnen werden konnte ohne wesentlichen Unterschied des Wirkungsgrades beider Nutzfrequenzen.
• Die Verwendung eines starke Ströme der Nutzfrequenz führenden geschlossenen Kreises macht das neue Verfahren besonders geeignet für drahtlose Telephonie, wenn eine durch Mikrophonströme beeinflußte Selbstinduktion in diesen Kreis eingeschaltet wird, denn eine geringe Änderung dieser Selbstinduktion durch die Sprechströme bewirkt eine starke Beeinflussung des Antennenstromes.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Frequenzvervielfachung mittels eines oder einer Gruppe von statischen Frequenztransformatoren, dadurch gekennzeichnet, daß ein eisengeschlossener Transformator unter Hinzuschaltung einer passenden Selbstinduktion, die wesentlich größer als die Transformator-Selbstinduktion ist, mit der Maschine so abgestimmt wird, daß Kippresonanz auftritt, wobei die Transformatorwicklung selbst durch einen parallel zu ihr geschalteten Schwingungskreis auf eine im Bereich der Nutzfrequenz liegende Frequenz oder auf die Nutzfrequenz selbst abgestimmt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der zum Transformator parallel geschaltete, geschlossene Kreis große Kapazität und geringe Selbstinduktion besitzt.
3. 3. Schaltungsanordnung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Primärkreis eine nicht eisengeschlossene, zweckmäßig veränderliche Selbstinduktion eingeschaltet ist. q. Schaltungsanordnung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i oder 2 bzw. Ausführungsform nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlkreis (Antenne) an einen Wicklungsteil des Transformators angeschlossen ist. 5. Ausführungsform nach Anspruch q., dadurch gekennzeichnet, daß die Antenne an eine Sekundärwicklung des Transformators angeschlossen ist. 6. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Überwindung der höheren Anfangsselbstinduktion der Transformator vorübergehend magnetisiert oder die Wicklungsteile kurzgeschlossen werden. 7. Verfahren nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Erzeugung ungerader Vielfacher der Grundfrequenz der Transformator ohne Gleichstrommagnetsierung, zur Erzeugung gerader Vielfacher der Grundfrequenz der Transformator mit Gleichstrommagnetisierung benutzt wird. ä. Verfahren nach Anspruch i, 2 oder ¢, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks drahtloser Telephonie in den geschlossenen Parallelkreis zum Transformator durch Mikrophonströme beeinflußte Selbstinduktion eingeschaltet ist.