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Anordnung zur Erzeugung mittelfrequenter Schwingungszüge hoher Spannungen
bei großen Leistungen Die Verwendung einer Blasfunkenstrecke, beispielsweise einer
Lichtbogenkammer nach E. Marx, in Verbindung mit einfachen oder gekoppelten Schwingungskreisen
zur Erzeugung hochfrequenter Schwingungszüge ist bekannt. Fig. i zeigt eine derartige
bekannte Anordnung. Ein Hochspannungstransformator i ist über eine Drossel 2 an
das Wechselstromnetz angeschlossen. Parallel zur Sekundärseite des Transformators
i liegt eine Marxsche Lichtbogenkammer 3 in Parallelschaltung mit dem Schwingkreis,
der aus der Induktivität 4 und der Kapazität 5 besteht. Hierbei kann entweder die
Induktivität oder die Kapazität ganz oder teilweise den Verbraucher darstellen.
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Diese Anordnung wurde bisher mit Erfolg zur Erzeugung hochfrequenter
Schwingungszüge benutzt, die beispielsweise für die induktive Erwärmung von Werkstücken
verwendet wurden. Für die Erzeugung mittelfrequenter Schwingungszüge, beispielsweise
für Frequenzen von ioooo Hz scheidet die Benutzung der bekannten Anordnung aus,
da hierbei die erforderlichen Schwingkreisgrößen wirtschaftlich untragbare Dimensionen
annehmen würden.
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Aus dem gleichen Grunde entfällt auch die Verwendung der bekannten
Röhrengeneratoren.
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Die Benutzung von gasgefüllten, gittergesteuerten Entladungsgefäßen
in den bekannten Wechselrichterschaltungen ist bei größerer Leistungsentnahme und
bei Frequenzen über 2ooo bis 3ooo Hz nicht mehr möglich, da deren Entionisierungszeiten
bei höheren Stromstärken zu groß sind.
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Zur Erzeugung mittelfrequenter Schwingungen , hoher Spannungen war
man bisher ausschließlich auf umlaufende Mittelfrequenzgeneratoren (angetrieben
durch hochtourige Motoren) in Verbindung mit Resonanztransformatoren
zur
Erreichung der erforderlichen Spannungshöhe angewiesen. Diese Anordnung erfordert
einen erheblichen Werkstoffaufwand, hat ein hohes Gewicht und bedingt zu ihrer Aufstellung
große Fundamente. Hierzu kommt, daß bei ihr eine Regelung der Frequenz nicht oder
nur schwer möglich ist.
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Die Erfindung beseitigt diese Schwierigkeiten. Sie betrifft eine Anordnung
zur Erzeugung mittelfrequenter Schwingungszüge hoher Spannungen bei großen Leistungen
und ist dadurch gekennzeichnet, claß eine Blasfunkenstrecke, vorzugsweise eine Lichtbogenkamn2er
nach E. Marx, als Schaltelement dient und ohne Verwendung von Schwingungskreisen
an einem kapazitiven oder induktiven Verbraucher ein elektrisches oder magnetisches
Wechselfeld e. zeugt wird.
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Die Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, während die
Fig. 3 der Erläuterung der Wirkungsweise dient. In Fig. 2 sind der Transformator
Z, die Drossel 2 und die Blasfunkenstrecke 3 in gleicher Weise geschaltet wie in
der bekannten Anordnung nach Fig. 1. Parallel zur Blasfunkenstrecke 3 liegt eine
Kapazität 6, die teilweise oder ganz die Nutzkapazität des Verbrauchers ist. Sie
kann beispielsweise durch eine Reihe von Ozonröhren gebildet werden, die neben ihrer
Kapazität einen gewissen Ohmschen Leitwert besitzen, und zur industriellen Erzeugung
von Ozon dienen.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Über den Transformator r und die vorgeschaltete
Drossel 2 wird die Kapazität 6 aufgeladen bis zum Erreichen der Zündspannung der
Blasfunkenstrecke 3. :lach Zündung derselben entlädt sich die Kapazität, und die
an ihr liegende Spannung bricht zusammen. Nach Erlöschen der Funkenstrecke wiederholt
sich der Vorgang. Die an der Kapazität auftretenden Spannungen haben etwa die in
Fig. 3 dargestellte Form (Kippschwingungen). Ihre Höhe und Frequenz lassen sich
stetig regeln, und zwar durch Veränderung des Elektrodenabstandes, des Luftdrucks
in der Lichtbogenkammer, der Größe der vorgeschalteten Drossel 2 und der Kapazität.
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Die Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel. Die Blasfunkenstrecke
3 ist mit der Kapazität 6 in Reihe geschaltet. Unter Umständen kann es zweckmäßig
sein, daß ein hochohmiger Widerstand 7 der Kapazität parallel geschaltet wird. Nach
dem Zünden der Funkenstrecke wird die Kapazität zunächst aufgeladen. :nach dem Löschen
und erfolgter Entladung über den Wirkwiderstand des Verbrauchers wiederholt sich
der Vorgang, so daß auch hier die an der Kapazität auftretenden Spannungen den in
Fig. 3 dargestellten Verlauf haben. Die übrigen Bezugszeichen der Fig. 4 entsprechen
denen der Fig. r und 2.
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Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 sind drei Blas-Funkenstrecken 3
und drei Kapazitäten 6 gleichzeitig verwendet worden, und zwar so, daß jeweils eine
. Funkenstrecke in Reihe mit einer Kapazität in einer Phase auf der Oberspannungsseite
eines Drehstromtransformators liegen. Die Wirkungsweise ist die gleiche wie bei
Fig. 4. Die einzelnen Reihenschaltungen können getrennt oder gemeinsam arbeiten.
Durch gemeinsames Arbeiten wird erreicht, daß das Drehstromnetz gleichmäßig belastet
wird.
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In den vorgenannten Anordnungen nach Fig. 2, .4 und 5 kann die Kapazität
6 durch einen induktiven Verbraucher 8 ersetzt werden. Die Wirkungsweise ist in
diesen Fällen ähnlich der oben beschriebenen, das entstehende Wechselfeld ist jedoch
ein magnetisches und der entstehende Stromverlauf entspricht in seiner Form dem
in Fig. 3 dargestellten Spannungsverlauf.
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Neben der bereits erwähnten Anwendung der Anordnung zur Überführung
von Gasen in einen energiereicheren Zustand durch dielektrische Oberflächenentladungen,
beispielsweise zur industriellen Ozongewinnung unter Benutzung von Ozonröhren, kann
die Anordnung zur dielektrischen und elektroinduktiven Erwärmung benutzt werden.
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Zur Erreichung kleinerer Spannungen und gegebenenfalls größerer Ströme
beim Verbraucher ist es unter Umständen zweckmäßig, denselben kapazitiv, induktiv
oder transformatorisch an die Kapazität oder Induktivität zu koppeln.