DE674146C

DE674146C - Sound transmitter operated with alternating current

Info

Publication number: DE674146C
Application number: DEN36701D
Authority: DE
Original assignee: Julius Pintsch AG
Current assignee: Julius Pintsch AG
Priority date: 1934-05-12
Filing date: 1934-05-12
Publication date: 1939-04-05

Description

Mit Wechselstrom betriebener Schallsender Die Erfindung bezieht sich auf einen mit Wechselstrom betriebenen Schallsender.AC Sound Transmitters The invention relates to to a sound transmitter operated with alternating current.

üblicherweise dienen zur Speisung von Schallsendern mit Wechselstrom Stromquellen, deren Frequenz gleich der Betriebsfrequenz des Schallsenders ist. Stehen jedoch nur Gleichstromquellen oder Wechselstromquellen mit von der Betriebsfrequenz des Schallsenders abweichender Frequenz zur Verfügung, so ist es zweckmäßig, dem Schallsender einen Wechselrichter oder einen Umrichter vorzuschalten. Derartige Wechselrichter und Umrichter bedeuten häufig einen unerwünscht großen Aufwand, da sie außer den Schaltorganen (das sind entweder mechanisch betätigte Umschalter oder aber gittergesteuerte Gasentladungsventile) einen Transformator benötigen, in welchem die von den Schaltorganen gelieferten Gleichspannungsstöße in Wechselspannungen umgeformt werden.They are usually used to supply sound transmitters with alternating current Power sources whose frequency is the same as the operating frequency of the sound transmitter. However, only direct current sources or alternating current sources with the operating frequency are available of the sound transmitter is available at a different frequency, it is advisable to use the To connect an inverter or a converter upstream of the sound transmitter. Such Inverters and converters often mean an undesirably large amount of effort because they except the switching devices (these are either mechanically operated changeover switches or but grid-controlled gas discharge valves) require a transformer in which the direct voltage surges in alternating voltages supplied by the switching devices be reshaped.

Gegenstand der Erfindung ist ein über Wechselrichter bzw. Umrichter gespeister Schallsender, bei dem der zusätzliche Transformator dadurch vermieden wird, daß die Schallsenderwicklung selbst als Transformator benutzt wird. Zu diesem Zweck sind auf dem Magnetkern des Schallsenders zwei Wicklungen aufgebracht, und erfindungsgemäß wird die eine, nämlich die Erregerwicklung des Schallsenders, in zwei Wicklungshälften mit ausgeführtem Nullpunkt aufgeteilt, die über den Wechselrichter bzw. den Umrichter im Gegentakt gespeist werden, und die andere Wicklung, die zur Lieferung der Blindleistung des Schallsenders dient, über einen Kondensator geschlossen.The invention relates to an inverter or converter powered sound transmitter, which avoids the need for an additional transformer is that the sound transmitter winding itself is used as a transformer. To this Purpose, two windings are applied to the magnetic core of the sound transmitter, and according to the invention, the one, namely the excitation winding of the sound transmitter, in split two winding halves with executed zero point, which are via the inverter or the converter are fed in push-pull, and the other winding that is used for Delivery of the reactive power of the sound transmitter is used, closed via a capacitor.

Es fließen bei dieser Anordnung in der Erregerwicklung somit nicht im eigentlichen Sinne Wechselströme, sondern vielmehr pulsierende Gleichströme. Es ist daher auch nicht möglich, die bei Schallsendern wegen des für die freie Schwingung des mechanisch beweglichen Teiles erforderlichen Luftspaltes große Blindleistung durch die Reihenschaltung eines Abstimmkondensators mit dem Schallsender zu kompensieren. Andererseits verbietet sich die bei Schallsendern an sich bekannte Parallelschaltung von Kondensator und Erregerwicklung in sehr vielen Fällen deshalb, weil die Spannung an der Erregerwicklung bei Ausbildung desselben als Umformer stets verhältnismäßig niedrig ist und der Abstimmkondensator somit sehr groß ausfallen würde. Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist bei dem Schallsender außer der in zwei Wicklungshälften mit ausgeführtem Nullpunkt aufgeteilten Erregerwicklung (Generatorkreis) eine weitere Wicklung vorgesehen, die über einen Kondensator geschlossen ist und zur Lieferung der Blindleistung dient (Kondensatorkreis). Durch geeignete Wahl der Windungszahlen der beiden Wicklungen im Generatorkreis und im= Kondensatorkreis ist es möglich, sowohl den. speisenden Generator als auch den Abstimmkondensator optimal zu bemessen.With this arrangement, there is no flow in the field winding in the strict sense alternating currents, but rather pulsating direct currents. It is therefore also not possible to use sound transmitters because of the free oscillation of the mechanically moving part required large reactive power to compensate by connecting a tuning capacitor in series with the sound transmitter. On the other hand, the parallel connection, which is known per se for sound transmitters, is prohibited of capacitor and excitation winding in very many cases because the voltage in the excitation winding when it is trained as a converter, it is always proportionate is low and the tuning capacitor would therefore be very large. To this one Avoid the disadvantage of the sound transmitter apart from the two winding halves with an executed zero point split excitation winding (generator circuit) another Winding provided, which is closed via a capacitor is and serves to supply the reactive power (capacitor circuit). By appropriate choice the number of turns of the two windings in the generator circuit and in the = capacitor circuit is it possible to use both the. feeding generator as well as the tuning capacitor to be optimally dimensioned.

Es sei bemerkt, daß es bei Asynchronmaschinen an sich bekannt ist, zur Erzeugung des Magnetisierungsstromes Kondensatoren zu verwenden, die über einen Transformator parallel zur Maschine gelegt sind.It should be noted that it is known per se in asynchronous machines to use capacitors to generate the magnetizing current, which have a Transformer are placed parallel to the machine.

Beim Erfindungsgegenstand wird die Windungszahl der Wicklung im Kondensatorkreis vorteilhaft so hoch gewählt, daß ein Kondensator kleiner Kapazität für die Abstimmung ausreicht, dessen Einbau in den Schallsender möglich ist. Unter allen Umständen wird der Kondensator aber in der Nähe des Senders angeordnet werden, so daß bei räumlich entfernter Aufstellung von Generator und Sender besondere Speiseleitungen zwischen Sender und Abstimmkondensator nicht erforderlich sind. Die Anordnung hat den weiteren Vorteil, daß bei Abschalten des Senders vom Generator auch der Abstimmkondensator unter allen Umständen vom Generator mit abgeschaltet wird, so daß überspannungen am Generator, welche durch Resonanz zwischen Abstimmkondensator und Induktiv ität des Generators möglich sind, mit Sicherheit nicht eintreten können. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Verbindungsleitungen zwischen Sender und Generator dünndrähtig ausgeführt werden können, da sie nicht mehr den wattlosen Schwingstrom, sondern nur noch den Wattstrom zu führen haben.The subject of the invention is the number of turns of the winding in the capacitor circuit advantageously chosen so high that a capacitor of small capacitance for the vote sufficient, its installation in the sound transmitter is possible. Under all circumstances However, the capacitor will be placed near the transmitter, so that at Separate installation of generator and transmitter with special feed lines between transmitter and tuning capacitor are not required. The arrangement has the further advantage that when the transmitter is switched off from the generator, the tuning capacitor is also used is switched off by the generator under all circumstances, so that overvoltages on the generator, which ität through resonance between the tuning capacitor and inductance of the generator are possible, can certainly not occur. Another The advantage is that the connecting lines between the transmitter and generator can be made thin-wire, as they no longer have the wattless oscillating current, but only have to carry the watt power.

Einen Nachteil etwa im Sinne eines größeren Aufwandes an Kupfer bedingt die Anordnung von zwei getrennten Wicklungen nicht, da ja die eine dieser Wicklungen nur den Wattstrom, die andere nur den wattlosen Strom zu führen hat, so daß die Ansprüche an Wicklungsraum unverändert bleiben.A disadvantage, for example, in the sense of a greater expenditure on copper the arrangement of two separate windings is not, since one of these windings is only the watt current, the other only has to carry the wattless current, so that the The demands on winding space remain unchanged.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung sei auf die Zeichnungen verwiesen, in denen in den Abb. i bis 3 Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes in schematischer Darstellung gezeigt sind. Einzelheiten des Schallsenders sind der Einfachheit halber in keinem Falle mit dargestellt.For a more detailed explanation of the invention, reference is made to the drawings, in which in Figs. i to 3 embodiments of the subject matter of the invention in schematic representation are shown. Details of the sound transmitter are the For the sake of simplicity, not shown in any case.

In Abb. i bedeutet i den Magnetkern des Schallsenders, auf welchen zwei Wicklungen aufgebracht sind, nämlich die Wicklung 2 für den aus der Batterie zu liefernden Wattstrom und die Wicklung 4., die den wattlosen Strom liefert und über den Kondensator 5 geschlossen ist. In Reihe mit diesem Kondensator kann eine Abstimmdrossel vorgesehen sein. In vielen Fällen wird es jedoch zweckmäßig sein, die Wicklung 4. selbst zwecks Abstimmung mit Anzapfungen zu :.-ersehen. .In Fig. I i means the magnetic core of the sound transmitter on which two windings are applied, namely winding 2 for the one from the battery Watt current to be supplied and the winding 4. which supplies the wattless current and is closed via the capacitor 5. In series with this capacitor can be a Tuning throttle be provided. In many cases, however, it will be useful the winding 4. itself for the purpose of coordination with taps to: .- see. .

.Soll der Abstimmkondensator 5 und gegehenenfalls die Abstimindrossel in den Schallsender eingebaut werden, so gibt es offenbar eine Windungszahl der Kondensatorwicklung, bei welcher der Raumbedarf für den Gesamtschwingungskreis ein Miniinum beträgt, denn mit zunehmender Windungszahl der Kondensatorwicklung, also zunehmender Spannung an dieser Wicklung, wird der erforderliche Wickelraum etwas größer; da mit zunehmender Spannung die Isolation verstärkt, der Füllfaktor der Wicklung also verkleinert werden muß. Dieser Zunahme des Wickelraumes steht aber eine Abnahme des für den Kondensator erforderlichen' Raumes gegenüber. Beide Einflüsse führen für eine bestimmte Windungszahl zu einem Minimum des gesamten erforderlichen Raumes, und es ist insbesondere für Anordnungen mit in den Schallsender eingebautem Abstimmkondensator von Vorteil, die Windungszahl der Wicklung im Kondensatorkreis in der Nähe dieses Optimums zu wählen.. Should the tuning capacitor 5 and possibly the tuning choke are built into the sound transmitter, so there is obviously a number of turns of the Capacitor winding, in which the space required for the entire oscillating circuit Miniinum amounts, because with increasing number of turns of the capacitor winding, so As the tension on this winding increases, the required winding space becomes somewhat greater; as the insulation increases with increasing voltage, the fill factor of the So winding has to be reduced in size. This increase in the changing room is available a decrease in the space required for the condenser. Both influences lead to a minimum of the total required for a given number of turns Space, and it is particularly suitable for arrangements with built-in sound transmitters Tuning capacitor advantageous, the number of turns of the winding in the capacitor circuit to choose close to this optimum.

Die Wicklung 2 in Abb. i besteht aus zwei Wicklungshälften mit ausgeführtem Nullpunkt. Die Phasenenden.von 2 führen zum Umschalter i i. Parallel zu diesem Umschalter liegt ein Kommutierungskondensator 12. Sternpunkt der Wicklung 2 und der Drehpunkt des Umschalters i i sind mit der Gleichspannungsquellei3 verbunden. Parallel zu dieser Gleichspannungsquelle liegt ein Glättungskondensator 1.4.The winding 2 in Fig. I consists of two winding halves with a Zero point. The phase ends of 2 lead to the switch i i. In parallel with this switch there is a commutation capacitor 12. The star point of winding 2 and the pivot point of the switch i i are connected to the DC voltage source i3. Parallel to this DC voltage source is a smoothing capacitor 1.4.

Die Arbeitsweise ist folgende: Wird der Umschalter i i, der vorzugsweise als rotierender Umschalter, gedacht ist, abwechselnd mit der linken bzw. rechten Wicklungshälfte verbunden, so fließen über diese Wicklungshälften im Gegentakt entgegengesetzt gerichtete Stromstöße, welche die Erregung des Schallsenders zur Folge haben. Grundsätzlich wäre es möglich, den Abstiminkondensator 5 mit dem Kommutierungskondensator 12 zusammenzulegen. Es würde dies aber, falls die Gleichspannungsquelle 13, wie dies häufig der Fall ist, eine relativ niedrige Spannung von z. B. ioo bis 200 Volt hat, eine außerordentlich große Kapazität für den Abstiminkondensator 5 bedingen.The mode of operation is as follows: If the changeover switch ii, which is preferably designed as a rotating changeover switch, is alternately connected to the left and right winding halves, then oppositely directed current surges flow through these winding halves, which cause the sound transmitter to be excited. In principle, it would be possible to combine the tuning capacitor 5 with the commutation capacitor 12. It would, however, if the DC voltage source 13, as is often the case, a relatively low voltage of z. B. 100 to 200 volts, an extremely large capacity for the tuning capacitor 5 require.

Eine andere Anordnung, bei welcher statt eines Umschalters i i wie in Abb. i gittergesteuerte Gasentladungsventile 15 verwendet werden, ist in Abb.2 dargestellt. Ferner geschieht die Glättung im Gleichstromkreis hier durch eine Drosselspule 16 statt wie in Abb. i durch den Glättungskondensator i.I. Die Steuerspannungen der Gasentladungsventile i 5 können aus einer fremden taktgebenden Wechselspannung oder direkt von der Spannung über eine der Wicklungen 2 oder 4. abgeleitet werden.Another arrangement in which instead of a switch i i like Grid-controlled gas discharge valves 15 are used in Fig. i, is shown in Fig.2 shown. Furthermore, the smoothing in the direct current circuit is done here by a choke coil 16 instead of the smoothing capacitor i.I. The control voltages the gas discharge valves i 5 can be generated from an external clock-generating alternating voltage or derived directly from the voltage across one of the windings 2 or 4.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes stellt die Abb.3 dar. Hier sind die im Generatorkreis liegenden Erregerwicklungshälften 2 ihrerseits wieder aufgeteilt und in gleicher Weise wie in Abb.2 mit Kommutierungskondensatoren 12 und Gasentladungsventilen 15 kombiniert. Diese beiden Schaltgruppen sind in Kreuzschaltung an die Klemmen 17 einer Wechselspannung angeschlossen, deren Frequenz niedriger ist wie die Betriebsfrequenz des Schallsenders. Die positive Halbwelle dieser Speisespannung zwischen den Klemmen 17 wird dann beispielsweise durch die linke Schaltgruppe in die höherfrequente Spannung des Schallsenders aufgeteilt, die negative Halbwelle der Speisespannung in gleicher Weise durch die rechte Schaltgruppe. Die genaue Wirkungsweise ist in Abb. q. veranschaulicht. 18 sei die Wechselspannung, beispielsweise von 50 Hz, zwischen den Klemmen 17. Soll der Schallsender mit 25o Hz gespeist werden, so werden die Gitter der Schaltgruppe links derart gesteuert, daß während der positiven Halbwelle der Spannung 18 in Intervallen von % der halben Periodendauer dieser Spannung 18, also in den Zeitmomenten 2o, das momentan sperrende Gitter freigegeben wird. Auf die Wicklung 2 wirkt sich dann die in Abb.4 stark ausgezogene Spannung i9 aus, welche eine ausgeprägte fünfte Oberwelle aufweist, die zur Erregung des Schallsenders dient. Entsprechend wird durch die Schaltgruppe rechts die negative Halbwelle der Spannung 18 in der Frequenz verfünffacht. Auch _ bei einer Ausführung. nach Abb. 3 können die Steuergitter entweder aus einer fremden taktgebenden Wechselspannung oder von der Spannung über eine der Wicklungen 2 bzw. ,4 des Schallsenders abgeleitet werden.Another embodiment of the subject matter of the invention is shown in FIG. 3. Here, the field winding halves 2 located in the generator circuit are themselves divided again and combined with commutation capacitors 12 and gas discharge valves 15 in the same way as in FIG. These two switching groups are connected in a cross connection to the terminals 17 of an alternating voltage, the frequency of which is lower than the operating frequency of the sound transmitter. The positive half-wave of this supply voltage between the terminals 17 is then divided into the higher-frequency voltage of the sound transmitter, for example by the left switching group, the negative half-wave of the supply voltage in the same way by the right switching group. The exact mode of operation is shown in Fig. Q. illustrated. 18 is the alternating voltage, for example of 50 Hz, between the terminals 17. If the sound transmitter is to be fed with 25o Hz, the grid of the switching group on the left is controlled in such a way that during the positive half-wave of the voltage 18 at intervals of% of half the period of this Voltage 18, so in the moments of time 2o, the momentarily blocking grid is released. The voltage i9, which is strongly drawn out in Fig. 4 and which has a pronounced fifth harmonic that is used to excite the sound transmitter, then has an effect on winding 2. Correspondingly, the negative half-wave of voltage 18 is increased fivefold in frequency by the switching group on the right. Also _ in an execution. According to Fig. 3, the control grid can either be derived from an external clock-generating alternating voltage or from the voltage via one of the windings 2 or 4 of the sound transmitter.

Es empfiehlt sich, den mechanisch beweglichen Teil des Senders in an sich bekannter Weise ebenfalls auf die Betriebsfrequenz abzustimmen.It is recommended that the mechanically moving part of the transmitter be in also to be matched to the operating frequency in a manner known per se.

Die Anwendung des Erfindungsgedankens ist nicht auf Schallsender beschränkt, sondern bietet ebenso Vorteile bei irgendwelchen anderen Schwingmotoren.The application of the inventive concept is not limited to sound transmitters, but also offers advantages with any other oscillating motors.

Claims

PATENT CLAIMS: i. AC powered sound transmitter with two windings, characterized in that one winding (generator circuit) consists of two winding halves with executed zero point, which have a Inverter or converter are fed in push-pull, and the other winding is closed via a capacitor and to supply the reactive power of the sound transmitter serves (capacitor circuit).

2. Sound transmitter according to claim i, characterized in that that as an inverter to feed the generator circuit from a direct current source a mechanically operated, in particular rotating switch with commutation capacitor serves (Fig. i).

3. Sound transmitter according to claim i, characterized in that as Inverter to feed the generator circuit from a direct current source two Grid-controlled gas discharge valves with commutation capacitors are used (Fig.2). q ..

Sound transmitter according to Claim i, characterized in that the two winding halves of the generator circuit in so-called cross connection via two grid-controlled Gas discharge valves with commutation capacitor from an alternating current network lower Frequency, e.g. B. 50 Hz, as the operating frequency of the sound transmitter, z. B., 500 Hz, be fed (Fig.3).

5. Sound transmitter according to claim 3 and q., Characterized in that that the control voltage of the grid from that on one of the windings of the generator circuit or the voltage lying on the capacitor circuit.