DE886498C - Anordnung zur Herstellung schnell bewegter Elektronen - Google Patents

Anordnung zur Herstellung schnell bewegter Elektronen

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DE886498C
DE886498C DEW696D DEW0000696D DE886498C DE 886498 C DE886498 C DE 886498C DE W696 D DEW696 D DE W696D DE W0000696 D DEW0000696 D DE W0000696D DE 886498 C DE886498 C DE 886498C
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DE
Germany
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winding
transformers
transformer
windings
direct current
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DEW696D
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English (en)
Inventor
Rolf Dr-Ing Wideroee
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BROWN AG
BBC Brown Boveri France SA
Original Assignee
BROWN AG
BBC Brown Boveri France SA
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F29/00Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00
    • H01F29/14Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00 with variable magnetic bias
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H11/00Magnetic induction accelerators, e.g. betatrons
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H11/00Magnetic induction accelerators, e.g. betatrons
    • H05H11/04Biased betatrons

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)

Description

  • Anordnung zur Herstellung schnell bewegter Elektronen Unter'dem Namen Strahlentransformator ist eine Anordnung zur Herstellung schnell bewegter Elektronen bekannt, bei welcher ein durch die zeitliche Änderung eines magnetischen Flusses beschleunigter Elektronenstrom in einem sich zeitlich ebenfalls ändernden Steuerfeld eine kreisförmige Bahn durchläuft.
  • Die ersten bekanntgewordenen Ausführungsformeneines solcheriStrählentransformators arbeiten derart, daß nur während einer Viertelperiode der Wechselspannung, welche an der den magnetischen Fluß erzeugenden Wicklung liegt, eine Elektronenheschleunigung stattfindet.
  • Es ist aber später auch vorgeschlagen worden, die den Steuerfluß führenden Pole des Strahlentransformators mit einer Gleichstromwicklung zu versehen, die :derart angeordnet und gespeist wird, daß eine Transformation während einer Halbperiode der den Transformator speisenden Wechselspannung stattfinden kann. Der Wirkungsgrad und die maximale Spannung des Transformators wird hierdurch gegenüber der ersterwähnten Ausführungsform verdoppelt. Jedoch bedarf bei dieser Ausführung eines Strahlentransformators die Tatsache, daß der Induktionsfluß in der Gleichstromwicklung eine Wechselspannung induziert, einer besonderen Beachtung. Wie ebenfalls bereits vorgeschlagen, kann man z. B. durch Einschalten einer großen Drosselspule in den Gleichstromkreis die Entstehung von nennenswerten Wechselströmen im Gleichstromkreis verhindern. Der Eisenaufwand für diese Drosselspule ist aber erheblich.
  • Zur Vermeidung solcher Wechselströme unter Vermeidung des genannten Aufwandes an Eisen soll gemäß der Erfindung eine Anordnung zur Herstellung schnell bewegter Elektronen, bei welcher ein durch ,die zeitliche Änderung eines magnetischen Flusses beschleunigter Elektronenstrom in einem sich zeitlich ebenfalls ändernden Steuerfeld eine kreisförmige Bahn durchläuft (Strahlentransformator), mit einer nur die den Steuerfluß führenden Pole derart umschließenden und gespeisten Gleichstromwicklung, daß eine Transformation während einer Halbperiode der speisenden Wechselspannung stattfindet, so ausgebildet werden, daß zwei Strahlentransformatoren vorhanden sind, deren Wechsel-spannungswicklu.ngen parallel aus derselben Wechselspannungsquelle gespeist werden und deren Transformationszeiten um eine Halibperiodendauer der speisenden Wechselspannung gegeneinander versetzt sind, und daß bei gleichem Wicklungssinn der Wechselstromwicklungen die Gleichstromwicklungen in beiden Transformatoren ungleichen Wicklungssinn haben, bei ungleichem Wicklungssinn der Wechselstromwicklungen dagegen. die Gleichstromwicklungen beider Transformatoren gleichen Wicklungssinn haben und in beiden Fällen die Gleichstromwicklungen in Reihe geschaltet sind, derart, daß -die in ihnen erzeugten Wechselspannungen einander entgegenwirken.
  • Eine Ausführungsform der Erfindung mit zwei Strahlentransformatoren, deren Wechselstromwicklungen gleichen Wicklungssinn besitzen, sei an Hand der Abb. i bis 3 besprochen.
  • In Abb. i sind durch die Rechtecke I und II zwei schematisch dargestellte Strahlentransformatoren gleicher Ausführung bezeichnet, deren Wechselstromwicklungen mit gleichem Wicklungssinn parallel aus .derselben Wechselspannungsquelle gespeist werden. Dies ist so zu verstehen, daß die beiden Wechselstromwicklungen, deren Klemmen mit c", ei und a2, e2 bezeichnet sind, in der aus Abb. i ersichtlichen Weise zueinander parallel geschaltet sind. Die Klemmen der beiden Gleichstromwicklungen sind mit A1, El .und A2, E2 bezeichnet. Wenn man diese Gleichstromwicklungen gegeneinander schaltet, d. h. sie gemäß Abb. a in den Gleichstromkreis einfügt (sie sind dann mit ungleichem Wicklungssinn in Reihe geschaltet), so kann man leicht nachweisen, daß bei einer Versetzung der Transformationszeiten beider Transformatoren um eine Halbperiodendauer der speisenden Wechselspannungdie in den Gleichstromwicklungen erzeugten Wechselspannungen einander entgegenwirken. Dieser Nachweis soll im folgenden an Hand der Abb. 3 geführt werden. Dort ist über der Zeitlinie t eine volle Periodendauer des in: beiden Transformatoren vorhandenen Flusses 0 und eine volle Periodendauer der Spannung U für beide Transformatoren eingezeichnet. Das Steuerfeld des einen Transformators muß sich nach der Kurve SI und .dasjenige des zweiten Transformators nach .der Kurve SII verändern, damit .der Transformator I während der ersten Hälfte und der Transformator II wähend der zweiten Hälfte der dargestellten Periodendauer arbeitet. Die Wechselspannung, welche in der Gleichstromwicklung .des Transformators I induziert wird, hat den Verlauf, yvelcher durch die .punktierte Sinuskurve GI angedeutet ist. Auch im Transformator II wird eine Wechselspannung in der Gleichstromwicklung induziert, und diese Spannung Ga muß offenbar denselben Verlauf haben wie die Kurve GI, denn in der Transformationszeit des Transformators II muß ja diese Wechselspannung zu der Kurve U und der Steuerfeldkurve SII ebenso eingezeichnet werden, wie dies oben für den Transformator I in der ersten dargestellten Halbperiode der Spannung U geschehen ist. Die Kurve Git deckt sich also mit der Kurve GI. Wenn man also, wie in Abb. a dargestellt, :die beiden Gleichstromwicklungen gegeneinander schaltet, so heben sich die Wechselspannungen GI und GI, gegenseitig auf, und es wird gleichzeitig auch das Eisen jedes Transformators im richtigen Sinne durch den Gleichstrom vormagnetisiert.
  • Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist auf Grund der obigen Darlegungen leicht verständlich. Wenn man von zwei unter sich gleich ausgebildeten Strahlentransformatoren die Wechselspannungswicklungen -gegensinnig schaltet, d. h. wenn man die in Abb. q. dargestellte Schaltung der Wechselspannungswicklungen, welche wieder die Klemmenbezeichnungen ui, ei und a2, e2 tragen, benutzt, so müssen die wieder mit den Klemmenbezeichnungen Al, El und A2, E2 versehenen Gleichsitromwicklungen hintereinandergeschaltet sein, d.h. gleichen Wicklungssinn haben, damit die erzeugten Wechselspannungen in den Gleichstromwicklungen beider Transformatoren sich aufhaben.
  • Die Abb. 5 zeigt die der Abb. 3 entsprechenden Kurven. Die Transformationszeiten sind wieder um eine Halbperiodendauer der speisenden Wechselspannung gegeneinander versetzt. Diese Wechselspannung ist für .den Transformator I mit UI bezeichnet, für den Transformator II dagegen muß man eine besondere ,gegen UI um i8o° phasenverschobene Sinuskurve UI, einzeichnen, um den umgekehrten Anschluß .der Wechselspannungswicklung des Transformators II zu berücksichtigen. Mit $I bzw. 0,1 sind die von .den Spannungen UI bzw. UI, hervorgerufenen Flüsse bezeichnet. Wenn man nun das Steuerfeld S, und SII sowie die Spannung GI und GI, nach ,den an Hand der Abb. 3 ermittelten Regeln, einzeichnet, so sieht man, daß GI und GI, an sich bereits gegenphasig verlaufen, sich also bei Serienschaltung der beiden Gleichstromwicklungen mit gleichem Wicklungssinn, bei der ja zweifellos auchdieGleichstromvormagnetisierung im richtigen Sinne erzeugt wird, gegenseitig aufheben.
  • Die in Abb.6 und 7 dargestellte Ausführungsform gibt ein Beispiel dafür, wie man die beiden Transformatoren .derart auf einem gemeinsamen Eisenkörper anordnen kann, daß der magnetische Fluß der Wechselspannungswicklung und der Gleichstromwicklung jedes der beiden Transformatoren auch den anderen Transformator durchsetzt. Die Wechselspannungswicklung des Transformators I ist in zwei Spulen aufgeteilt, von denen jede mit PI bezeichnet ist und die oberhalb und unterhalb der waagerechten Symmetrieebene C-D liegen. Die lediglich die SteaerpoleSt umschließende Gleichstromwicklungbestehtoberhalb(dieser Symmetrieebene aus einer innerhalb der kreisringförmigen Steuerpole liegenden Spule G1 und einer außerhalb der Steuerpole liegenden Spule G2. Die Gleichstromrichtung in dieser letzteren Spule ist umgekehrt wie in G1. Unterhalb der Ebene C-D sind zwei ebenso angeordnete, gespeiste und bezeichnete Gleichstromwicklungen vorhanden. Der Transformator II besitzt die Wicklungen PII, g1 und g,. Die Beschleunigungsröhre BI und BI, verdeckt in Abb. 7, welche eine Ansicht in der Schnittebene C-D darstellt, die Steuerpolflächen. Die in Abb.7 eingezeichneten Pfeile geben die Richtungen der Elektronenströme in den beiden Beschleunigungsröhren an. Die Hauptpolflächen sind in Abb. 7 im Schnitt gezeichnet. Die Wicklungen PI, PII, G1, G2 und g1, g2 sind in Abb.7 ebenfalls eingezeichnet. Das Eisenjoch TI und I, verbindet die beiden Transformatoren miteinander, so daß der magnetische Fluß der Wechselspannungswicklung und :der Gleichstromwicklung jedes Transformators auch den anderen Transformator durchsetzt.
  • Um .die in Abb. 6 eingezeichneten beiden Luftspalte für die Induktionsflüsse in den Hauptpolen vermeiden zu können, kann man die beiden Strahlentransformatoren, wie bereits an anderer Stelle vorgeschlagen, auch mit entsprechenden Wechselspannungsgegenwicklungen versehen.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE: I. Anordnung zur Herstellung schnell bewegter Elektronen, bei welcher ein durch die zeitliche Änderung eines magnetischen Flusses beschleunigter Elektronenstrom in einem sich zeitlich ebenfalls ändernden Steuerfeld eine kreisförmige Bahn durchläuft (Strahlentransformator) sowie einer nur die den Steuerfluß führenden Pole derart umschließenden und gespeisten Gleichstromwicklung, daß eine Transformation während einer Halbperiode der den Transformator speisenden Wechselspannung stattfindet, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Strahlentransformatoren vorhanden sind, deren Wechselspannungswicklungen parallel aus derselben Wechselspannungsquelle gespeist werden und deren Transformationszeiten um eine Halbperiodendauer der speisenden Wechselspannung gegeneinander versetzt sind, und daß bei gleichem Wicklungssinn der Wechselstromwicklungen die Gleichstromwicklungen in beiden Transformatoren ungleichen Wicklungssinn haben, bei ungleichem Wicklungssinn der Wechselstromwicklungen dagegen die Gleichstromwicklungen beider Transformatoren gleichen Wicklungssinn haben und in beiden Fällen die Gleichstromwicklungen in Reihe ,geschaltet sind, derart, daß die in ihnen erzeugten Wechselspannungen einander entgegenwirken. a. Anordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Transformatoren .derart auf einem gemeinsamen Eisenkörper angeordnet sind; daß der magnetische Fluß der Wechselstromwicklung und der Gleichstromwicklung jedes der Transformatoren auch den anderen Transformator durchsetzt.
DEW696D 1943-09-01 1944-08-11 Anordnung zur Herstellung schnell bewegter Elektronen Expired DE886498C (de)

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