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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.
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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.
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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.
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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.
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Eine Ausführungsform der Erfindung mit zwei Strahlentransformatoren,
deren Wechselstromwicklungen gleichen Wicklungssinn besitzen, sei an Hand der Abb.
i bis 3 besprochen.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.