DE808731C

DE808731C - Hochfrequenzofen mit einer gittergesteuerten, mittels einer im Gitterkreis liegenden Rueckkopplungsspule rueckgekoppelten Elektronenroehre

Info

Publication number: DE808731C
Application number: DEP20739A
Authority: DE
Inventors: Sytze Breimer
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1947-02-26
Filing date: 1948-11-05
Publication date: 1951-07-19

Description

Hodifrequenzofen mit einer gittergesteuerten, mittels einer im Gitterkreis liegenden Rückkopplüngsspule rückgekoppelten Elektronenröhre Die Erfindung betrifft einen Hochfrequenzofen, bei dein die Hochfrequenzenergie einer rückgekoppelten Elektronenröhre entnommen wird. Heizvorrichtungen dieser Art werden z. B. zur induktiven Erhitzung metallener Gegenstände benutzt.
Es 'ist bekannt, als Oszillator zum Erzeugen der Hochfrequenzschwingungen eine gittergesteuerte Elektronenröhre anzuwenden, in deren Gitterkreis eine Rückkopplungsspule liegt, die mit einem im Anodenkreis der Röhre liegenden, die Oszillatorfrequenz bestimmenden Schwingungskreis gekoppelt ist, dessen Kreisstrom als Heizstrom für den Verbraucherkreis dient.
Zur Verbesserung des Wirkungsgrades einer derartigen Oszillatorschaltung ist es bekannt, die Impedanz des Schwingungskreises in der Weise in den :#nodenkreis hinaufzutransformieren(Trans-I formationsverhältnis z. B. i : 2), daß in den Anodenstronikreis eine Hilf sspule eingeschaltet wird, die zusammen mit 'der Schwingungskreisspule entweder einen normalen oder einen Autotransformator bildet.
Die Erfindung hat den Zweck, eine weitere Verbesserung des Wirkungsgrades eines Hochfrequenzofens der beschriebenen Art zu ermöglichen.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die im Anodenstromkreis der Oszillatorröhre liegende Hilfsspule und die im Gitterkreis liegende Rückkopplungsspule magnetisch entkoppelt werden. Dies kann in der Weise erfolgen, daß die Spule des Schwingungskreises in zwei räumlich getrennte Teile geteilt wird, mit denen die Hilfsspule bzw. die Rückkopplungsspule mittels voneinander getrennter Hochfrequenzeisenkerne gekoppelt sind.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß die beiden zu entkoppelnden Spulen auf geeignete Weise in ihrer Lage zueinander, z. B. senkrecht zueinander, angeordnet werden.
Eine in mechanischer und elektrischer Hinsicht vorteilhafte Ausführung wird dadurch erhalten, daß die Spule des Schwingungskreises mittels einer senkrecht auf der Achse dieser Spule stehenden, eine magnetische Abschirmung bildenden Platte in zwei Teile geteilt wird, in denen die Hilfsspule und die Rückkopplungsspule gleichachsig angeordnet sind.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der Fig. i die Schaltung einer bekannten Ausführungsform eines Hochfrequenzofens und Fig. 2 die Schaltung der obenerwähnten günstigen Ausführungsform gemäß der Erfindung darstellt.
In der Schaltung nach Fig. i wird die Hochfrequenzenergie einem Oszillator mit einer direkt geheizten Triode i entnommen. 2 ist die Anode dieser Röhre. Im Anodenkreis dieser Triode liegt ein die Oszillatorfrequenz bestimmender Schwingungskreis mit einem Kondensator io und einer Spule 3, die mit einer im Steuergitterkreis liegenden RückkopplungssPule 4 gekoppelt ist. In den Steuergitterkreis sind auf übliche Weise ein Gitterkondensator 5 und ein Gitterwiderstand 6 eingeschaltet.
Der beim Oszillieren der Schaltung im Schwingungskreis auftretende Kreisstrom wird zur Erhitzung eines Werkstücks benutzt, das im Zusammenhang dämit im Feld einer in den Schwingungskreis 10, 3 geschalteten Heizspule 8 angeordnet ist. Das Werkstück 7 verursacht eine erhebliche Dämpfung des Schwingungskreises 10, 3, was bedeutet, daß der Resonanzwiderstand des Schwingungskreises, der die Anodenimpedanz der Oszillatorröhre bildet, besonders gering ist und (laß zur Erzielung eines befriedigenden Wirkungsgrades der Schaltung besondere Maßnahmen zu treffen sind. Im Zusammenhang damit ist es bekannt, in den Anodenkreis der Oszillatorröhre eine Hilfsspule 9 einzuschalten, die zusammen mit der Kreisspule 3 einen Autotransformator zum Hinauftransformieren des Resonanzwiderstandes des Schwingungskreises 10, 3 bildet.
Die Erfinderin hat festgestellt, daß bei der bis dahin beschriebenen bekannten Schaltung das Transformationsverhältnis nicht so hoch gesteigert werden kann, wie im Hinblick auf eine gegenseitige Anpassung des inneren Oszillatorwiderstandes und derAnodenimpedanz erwünscht ist. Sogar falls, wie bei der beschriebenen Oszillatorschaltung mit Autotransformator und im Gegensatz zu dem Zustand bei einem sogenannten Hartley-Oszillator, die ganze Kreisspannung zwischen Kathode und Anode der Oszillatorröhre wirksam ist, machen sich diese Schwierigkeiten geltend. Die Steigerung des Transformationsverhältnisses wird im wesentlichen dadurch verhindert, (laß bei zunehmender Anzahl der Windungen der Hilfsspule 9 während des normalen Betriebes unkontrollierbares Oszillieren der Schaltung eintritt, wobei die Frequenz der erzeugten Schwingungen erheblich höher als die Abstimmfrequenz des Schwingungskreises 10, 3 ist-Wie die Erfinderin weiter festgestellt hat, rühren die parasitären Oszillationen von der direkten induktiven Kopplung der Hilfsspule 9 und der Rückkopplungsspule 4 her, wodurch bei großer Dämpfung des Schwingungskreises 10, 3 die Schaltung sich benimmt, als ob der Schwingungskreis 10, 3 nicht vorhanden wäre.
Wie nach dem Vorstehenden ersichtlich sein wird, kann parasitäre Oszillation erfindungsgemäß dadurch vermieden werden, daß die Hilfsspule 9 und die RückkopplungssPule 4 gegenseitig magnetisch entkoppelt werden, was vorzugsweise auf die in Fig. 2 veranschaulichte Weise erfolgt.
Die in Fig. 2 dargestellte Schaltung weicht von der an Hand der Fig. i beschriebenen Schaltung dadurch ab, daß die SchwingungskreissPule 3 mittels einer senkrecht auf der Spulenachse stehenden und eine magnetische Abschirmung bildenden ,Platte in zwei Abschnitte 3' und 3" unterteilt ist. Die Hilfsspule 9 ist gleichachsig innerhalb des Abschnittes 3' und die Rückkopplungsspule 4 auf ähnliche Weise innerhalb des Abschnittes 3" angeordnet. Durch die Abschirmung, die z. B. aus einer Kupferplatte bestehen kann, wird eine direkte induktive Kopplung der Hilfsspule 9 und der Rückkopplungsspule 4 weitgehend vermieden.
Die angegebene Anordnungsweise bietet den Vorteil einer geringen Baulänge für das Spulen-SYstern 3', 3", 4, 9 und macht es ohne Anwendung von Hochfrequenzeisenkerneh möglich, verhältnismäßig große Kopplungsfaktoren zu erhalten, was zur Vermeidung einer hohen Windung9zahl der Hilfsspule 9 besonders erwünscht ist.
Es sei hier bemerkt, daß vielleicht auf andere Weise, z. B. mittels einer zwischen der Anode 2 der Oszillatorröhre i und dem dieser Anode nahe liegenden Ende der Hilfsspule 9 angeordneten Drosselspule, das Auftreten von parasitären Schwingungen vermieden werden könnte. Eine solche Drosselspule bildet jedoch ein unerwünschtes, phasendrehendes Element im Anodenkreis der Oszillatorröhre und veranlaßt außerdem Verluste, wodurch die durch das Vermeiden von parasitären Schwingungen grundsätzlich mögliche Wirkungsgradserhöhung größtenteils verlorengehen würde.
Die übrigen Bezugszeichen der Fig. 2 entsprechen denen der Fig. i.

Claims

PATENTANSPH(ICHF: i. Hochfrequenzofen mit einer gittergesteuerten, mittels einer im Gitterkreis liegenden Rückkopplungsspule rückgekoppelten Elektronenröhre un(1 einem im Anodenkreis liegenden, die Oszillatorfrequenz bestimmenden Schwingungskreis, dessen Impedanz mittels einer im Anodenkreis liegenden Hilfsspule hinauftransforiniert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsspule und die Rückkopplungsspule magnetisch entkoppelt sind.
2. Hochfrequenzofen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule des Schwingungskreises aus zwei auf beiden Seiten einer magnetischen Abschirmung liegenden Teilen besteht, von denen der eine Teil mit der Hilfsspule und der andere Teil mit der Rückkopplungsspule gekoppelt ist. 3. Hochfrequenzofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule des Schwingungskreises mittels einer senkrecht auf der Spulenachse stehenden, eine magnetische Abschirmung bildenden Platte in zwei Teile geteilt ist, innerhalb deren die Hilfsspule und die Rückkopplungsspule gleichachsig angeordnet sind.