DE568849C - Anordnung zur Speisung von mit Hochfrequenz arbeitenden Induktionsheizungen - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 25. JANUAR 1933

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21h GRUPPE 1810

Patentiert im Deutschen Reiche vom 17. Juli 1926 ab

Zum Schmelzen von Metallen verwendet man in steigendem Maße Induktionsöfen, die mit Hochfrequenz betrieben werden. Man speist den Induktionsofen vorzugsweise dann mit hoher Frequenz, wenn das Schmelzgut ein verhältnismäßig kleines Volumen besitzt. Infolge der · hochfrequenten Induktion nimmt es noch genügend viel Energie auf. Die Speisung des Induktionsofens mit Hochfrequenz ist namentlich bei Vakuumschmelzöfen für Probeschmelzungen bei wissenschaftlichen Untersuchungen von großem Wert. Je nach dem Erwärmungszustand, in dem sich das Schmelzgut befindet, muß man die Frequenz verändern können, weil der Widerstand des Schmelzgutes von der Temperatur abhängig ist.

Zur Erzeugung der Hochfrequenz an der Induktionsheizung ist es bekannt, Elektronensteuerröhren vorzusehen, die von einem niederfrequenten Wechselstromkreis aus gespeist werden. Die Steuerelektroden der Elektronenröhren werden dabei mit Hochfrequenz erregt. Diese Erregung der Steuerelektroden kann als Fremderregung-von außen zugeführt werden; es kann aber auch in bekannter Weise Eigenerregung vorgesehen sein, wobei die Elektronensleuerröhren in ähnlicher Weise wie bei den in der drahtlosen Nachrichten-Übermittlung bekannten Hochfrequenzgeneratoren geschaltet sind. Die Erregung der Steuerelektrode bewirkt, daß den durch die Elektronenröhre hindurchgehenden Halbwellen des niederfrequenten Wechselstromes ein Hochfrequenzstrom überlagert wird, der vorwiegend die Energie für den Induktionsofen liefert.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist nun zwischen die Elektronensteuerröhren und die Induktionsheizung ein die Spannung herabsetzender Transformator geschaltet. Man erreicht dadurch den besonderen Vorteil, daß man die Elektronensteuerröhren nunmehr vom Wechselstromnetz aus mit Hochspannung speisen kann, wodurch der Wirkungsgrad der Elektronenröhren derart verbessert wird, daß dadurch, ein annehmbarer Gesamtwirkungsgrad der Induktionsheizung erzielt wird. Bei der bekannten Anordnung ist eine solche Speisung der Elektronensteuerröhren mit Hochspannung nicht möglich, da dann die Hochspannung auch an der eigentlichen Induktionsheizung auftreten würde, was aus Isolationsgründen und mit Rücksicht auf die Bedienung des Induktionsofens nicht zulässig ist. Zur Verbesserung der Wirkungsweise der Gesamtanordnung kann man zwischen die Elektronensteuerröhren und die Induktionsheizung einen auf die Hochfrequenz abgestimmten Schwingungskreis einschalten, aus dem die Induktionsheizung ihre Energie entnimmt. Dieser Schwingungskreis kann dann

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr. Rudolf G. Berthold in Berlin-Siemensstadt.

gleichzeitig als ein die Spannung an der Induktionsheizung herabsetzender Transforma tor ausgebildet sein.

In der Zeichnung ist die neue Anordnung an einem Beispiel veranschaulicht, ι ist ein Induktionsschmelzofen. N ist ein Wechselstromnetz der üblichen niedrigen Frequenz, das die Energie für die Speisung des Induktionsofens mit Hochfrequenz liefern soll, ίο Da das Wechselstromnetz nur eine geringe Spannung besitzt, so ist dazu ein die Spannung erhöhender Transformator 2 vorgesehen. In den Sekundär Stromkreis dieses Transformators sind in Parallelschaltung zwei Elek tronensteuerröhren 3 und 4 eingeschaltet. Die Elektronensteuerröhren sind in der üblichen Weise mit Glühkathoden und Steuergitter S zwischen !Cathode und Anode ausgeführt. Die beiden Elektronenröhren sind im entgegengesetzten Sinne in den Stromkreis der Sekundärwicklung des Transformators 2 eingeschaltet, so daß die eine Halbwelle des Wechselstromes durch die Steuerröhre 3 hindurchgeht, die zweite Halbwelle durch die Steuerröhre 4. Die Gitter 5 der beiden Röhren werden mit einer hochfrequenten Spannung erregt. Dies bewirkt, daß den durch die Röhren hindurchgehenden Halbwellen des niederfrequenten Stromes ein hochfrequenter Strom überlagert wird.

In den für beide Steuerröhren gemeinsamen Teil des Stromkreises ist ein Schwingungskreis mit der Kapazität 6 und der Selbstinduktion 7 eingeschaltet. Die Selbstinduktion 7 ist gleichzeitig der die Spannung herabsetzende Transformator. An die Sekundärwicklung dieses Transformators ist der Induktionsofen ι angeschlossen. Der Schwingungskreis ist nun in Verbindung mit der Selbstinduktion des angeschlossenen Induktionsofens auf die in den Steuerröhren erzeugten hochfrequenten Schwingungen abgestimmt. Dem Schwingungskreis wird daher von außen nur die von dem Induktionsofen verbrauchte Heizenergie zugeführt. Der große Blindstrom, den der Induktionsofen 1 notwendigerweise aufnimmt, wird durch, die Kapazität 6 des Schwingungskreises geliefert. Dies ist namentlich dann der Fall, wenn der Transformator 7 eine feste Kopplung (eine geringe Streuung) besitzt.

Die Erregung der Steuerelektroden an den Röhren 3 und 4 wird derart durchgeführt, daß immer nur diejenige Steuerelektrode mit Hochfrequenz erregt wird, deren Röhre gerade eine Halbwelle des niederfrequenten Wechselstromes hindurchläßt. Es sind dazu zwei Hilfsröhrengeneratoren 8 und 9 vorgesehen, die in der üblichen Weise zur Erzeugung hochfrequenter Schwingungen geschaltet sind und deren Anodenstromkreise von dem niederfrequenten Netz N über die Transformatoren 10 und n gespeist werden. Infolge der Speisung der Hilfsgeneratoren 8 und 9 mit Wechselstrom erzeugen diese nur dann hochfrequente Schwingungen, wenn die Spannungshalbwelle an der Anode und der Kathode eine entsprechende Richtung besitzt. Die beiden Generatoren 8 und 9 werden nun in entgegengesetzter Richtung von den Transformatoren 10 und 11 mit der niederfrequenten Wechselspannung gespeist, so daß bei der einen Halbwelle dieser Wechselspannung der Generator 8 Strom führt und eine hochfrequente Spannung erzeugt, bei der anderen Halbwelle der Generator 9. Die Schaltung ist nun derart, daß der Generator 8 das Gitter 5 an der Steuerröhre 3 dann mit Hochfrequenz erregt, wenn die Röhre 3 gerade eine Halbwelle des niederfrequenten Wechselstromes hindurchläßt. Dasselbe gilt auch für die Schaltung des Generators 9 und der Steuerröhre 4. Während der zweiten, an der betreffenden Steuerröhre nicht arbeitenden Halbwelle kann die Steuerelektrode ein in der Größenordnung der Anodenspannung liegendes negatives Gitterpotential erhalten.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Speisung von mit Hochfrequenz arbeitenden Induktionsheizungen (insbesondere Induktionsschmelzöfen) mittels einer oder mehrerer mit Hochspannung von einem niederfrequenten Wechselstromkreis aus gespeister Elektronensteuerröhren, deren Steuerelektroden mit Hochfrequenz erregt werden, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Elektronensteuerröhren und die Induktionsheizung selbst ein die Spannung herabsetzender Transformator geschaltet ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator mit geringer Streuung ausgerüstet ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Elektronensteuerröhren und die Induktionsheizung ein auf die Hochfrequenz abgestimmter Schwingungskreis (6 und 7) eingeschaltet ist, aus dem die Induktionsheizung ihre Energie entnimmt, und daß die Induktivität des Schwingungskreises zweckmäßig als ein die Spannung an der Induktionsheizung herabsetzender Transformator ausgebildet ist.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen