Frequenzumformer Die Erfindung bezieht sich auf Frequenzumfoemer,
die mit Frequenzen arbeiten, welche wesentlich höher sind als die Frequenzen der
üblichen Wechselstromverteilungsnetze. Die Erfindung bebt davon aus, daß ein mit
hoher Frequenz zu speisender Verbraucher, beispielsweise eine mit etwa 3oo kHz bariebene
Einrichtung zum Erliitzen von Metallteilen üb-,-r Hochv akuumentladungs!gefäße an
eine Wechselstromquelle niedriger Frequenz, beispielsweise 3o Hz, angeschlossen
ist. Die Entladungsgefäße werden in bekannter Weise im Takt der zu erzeugenden höheren
Frequenz gesteuert. Die Wechselstromquelle liefert die Anodenspannung d,e@r Hochv
akuumentladungsgefäße, tritt somit an die Stelle der hier meist verwendeten Gleichspannung.
Es ist bekannt, bei Frequenzformern der vorstehend gekennzeichneten Art nicht wie
bei mit Gleichspannung betriebenen Umformern nur eine Entladungsröhre, sondern zwei
Entladungsröhren zu verwenden. An sich besteht auch die Möglichkeit des Betriebes
mit nur einer Röhre. Das hat jedoch den Nachteil, daß der Netztransformator eine
Gleichstromma@gnetüs ierung erhält und daher erheblich größer bemessen werden muß,
als es der abzugebenden, Nutzleistung entspricht.Frequency converter The invention relates to frequency converters,
who work with frequencies that are much higher than the frequencies of the
usual AC distribution networks. The invention is based on the assumption that a with
high frequency consumer to be fed, for example a barbene with about 3oo kHz
Device for heating metal parts via -, - r high-voltage discharge vessels
a low frequency alternating current source, for example 30 Hz, is connected
is. The discharge vessels are in a known manner in the cycle of the higher to be generated
Frequency controlled. The alternating current source supplies the anode voltage d, e @ r Hochv
battery discharge vessels, takes the place of the DC voltage that is mostly used here.
It is known not how with frequency shapers of the type identified above
in the case of converters operated with DC voltage, only one discharge tube, but two
Use discharge tubes. In itself there is also the possibility of operation
with only one tube. However, this has the disadvantage that the power transformer is a
DC maintenance and must therefore be dimensioned considerably larger,
than it corresponds to the useful power to be surrendered.
Die bekannte mit zwei Röhren arbeitende Umfoirmerscbaltung ist in
Fig. i der Zeichnung dargestellt. Die beiden gittergesteuerten Hochvakuumglühkatho,de!nentladun@gsröhren.
i und a erhalten, ihre Anodenspannung von einem Transformator 3, der an eine niederfrequente
Wechselstromquelle 4
von beispielsweise 5o Hz angeschlossen ist.
Der Verbirau:cher in Form eines Schwingungskreises 5 ist über Kondensatoren 6 zu
den beiden Entladun;gs:röihren i und 2 parallel geschaltet. Ein zu dem Verbraucheirkreis
5 parallel geschalteter Gitter' transfOrmatOr 7 liefert die hochfrequente! Gitterspannung
der beidem; Entladungsröhren.The well-known Umfoirmerscbaltung working with two tubes is in
Fig. I of the drawing. The two grid-controlled high vacuum glow cathodes, de! Nentladun @ gsröhren.
i and a get their anode voltage from a transformer 3 connected to a low frequency
AC power source 4
of, for example, 50 Hz is connected.
The Verbirau: cher in the form of an oscillating circuit 5 is closed via capacitors 6
the two discharge; gs: tubes i and 2 connected in parallel. One to the consumer circle
5 grids connected in parallel 'transfOrmatOr 7 supplies the high-frequency! Grid tension
the two; Discharge tubes.
Gegenstand der Erfindung ist eine, Verbessierung des in Fig. i dargestellten
Freuen Umformers. Gemäß der Erfindung ist in den Steuerkreis. der Entladungsröhren
außer derhochfrequenten Steuerspannung noch eine niederfrequente Steuerspannung
geschaltet, welche jeweils das Gitter :derjenigen Entladungsröhre, deren niederfrequente
Anodenspannung negativ ist, so stark negativ beaufschlagt, daß in dieser Entladungsröhre
kein Gitterstrom mehr fließen kann.The subject of the invention is an improvement of that shown in FIG
Look forward to converters. According to the invention is in the control circuit. of the discharge tubes
In addition to the high-frequency control voltage, there is also a low-frequency control voltage
switched, which in each case the grid: the discharge tube whose low-frequency
Anode voltage is negative, so strongly negatively applied that in this discharge tube
grid current can no longer flow.
Der Fre@quenzumform.er nach der Erfindung ist in Fig. 2 in der Schaltung
dargestellt. Soweit diese Schaltung mit der Schaltung der Fig. i übereinstimmt,
ist dies durch gleiche Bezugsziffern kenntlich gemacht. Der Unterschied gegenüber
der Schaltung der Fig. i liegt :darin, daß ein besonderer Gittertransformatoir ä
vorgesehen ist, dessen Primärwicklung an das niederfrequente Wechselstromnctz 4
angeschloissen ist, während die Sekundär-,vicklung in die Gitterleitungen der beiden
Entladungsröhren i und 2 geschaltet isst. Die beiden Entlädungsröhren erhalten somit
nicht nur eine von dem Hoohfrequenztransformator 7 gelieferte hochfrequente Steuerspannung,
sondern außerdem eine niederfrequente Steuerspannung, welcher dem Niederfreque°nznetz
4 entnommen wird. Diese Steuerspannung ist so: bemessen und geschaltet, daß diejenige
Entladungsröhre, welche von dem Niederfrequenztransformator 3 mit negativer Anadenspannung
beau.fächlagt wird, eine negative Gitterspannung erhält. Diese Gitterspannung muß
so groß sein, daß in dieser Entladungsröhre ein Strom zwischen Gitter und Kathode
nicht fließen kann.The frequency converter according to the invention is shown in FIG. 2 in the circuit
shown. As far as this circuit agrees with the circuit of FIG.
this is indicated by the same reference numbers. The difference over
the circuit of Fig. i lies in the fact that a special grid transformer ä
is provided, the primary winding of which is connected to the low-frequency AC power supply 4
is connected, while the secondary, winding in the grid lines of the two
Discharge tubes i and 2 switched eats. The two discharge tubes thus receive
not only a high-frequency control voltage supplied by the high-frequency transformer 7,
but also a low-frequency control voltage, which the Niederfreque ° nznetz
4 is taken. This control voltage is so: dimensioned and switched that the one
Discharge tube, which is from the low frequency transformer 3 with negative charge voltage
beau.fächlagt, receives a negative grid voltage. This grid voltage must
be so great that in this discharge tube there is a current between the grid and the cathode
cannot flow.
Die Erfindung hat gegenüber der in Fig. i Umform;erschaltung dien
Vorteil, daß der Wirkungsgrad wesentlich verbessert wird. Bei der bekannten Schaltung
nach Fig. i wird auch der Entladungsröhre, welche während der negativen Halbwelle
der niederfrequenten Anodenspannung an der Stromführung nicht beteiligt ist, dauernd
Steuerleistung zugeführt. Das Gitter dieser Entladungsröhre verbraucht Steuerleistung,
ohne daß dabei in der- betreffenden Entladungsröhre Nutzleistung erzeugt wiird.
Wie, durch Versuche festgestellt wu "de; beiträgt diese Steuerleistung etwa io 1/o
der Röhrennutzleistung. Durch die den Gegenstand der Erfindung bildende Einführung
einer zusätzlichen: niederfrequenten Steuerspannung in den Gitterkreis der Entladungsröhren
wird dieser Nachteil beseitigt. Die für den Betrieb, der Entladungsröhren erforderliche
Steuerleistung wird herabgesetzt und der Wirkungsgrad des Umformers dadurch um etwa
io:o/a verbessert. Die in den Gitterkreis derEntiladungsröhre eingeführteniederfrequente
Steuerspannung kann zum Zwecke der Regelung der hochfrequenten Wechselstro,rnleistung
in der Phase gegenüber der .den Anoden der Entladungsröhren zugeführten niederfrequenten
Wechselspannung verschoben werden. Es sei jedoch betont, daß die Erfindung nicht
an .diese an sich mögliche Phasenverschiebung gebunden ist, sondern daß der Vorteil
Verbesserung des' Wirkungsgradas des Umfoemers bereits eintritt, wenn der Umformer
mit voller Aussteuerung der Entladungsröhren d. h. ohne Phasenverschiebung zwischen
der niederfrequenten Steuerspannung und der niederfrequenten Anodenspannung, arbeitet.The invention has compared to the in Fig. I Umform; circuit serve
Advantage that the efficiency is significantly improved. With the known circuit
according to Fig. i is also the discharge tube, which during the negative half-wave
the low-frequency anode voltage is not involved in the current flow, continuously
Control power supplied. The grid of this discharge tube consumes control power,
without any useful power being generated in the discharge tube in question.
As has been ascertained through tests; this tax contribution contributes about 10%
the effective tube power. Through the introduction forming the subject of the invention
an additional: low-frequency control voltage in the grid circuit of the discharge tubes
this disadvantage is eliminated. The ones required for the operation of the discharge tubes
Control power is reduced and the efficiency of the converter is reduced by about
io: o / a improved. The low frequency introduced into the grating circle of the discharge tube
Control voltage can be used for the purpose of regulating the high-frequency alternating current
in the phase opposite the low-frequency supplied to the anodes of the discharge tubes
AC voltage are shifted. It should be emphasized, however, that the invention is not
to .these possible phase shift is bound, but that the advantage
Improvement of the 'efficiency of the Umfoemers already occurs when the converter
with full control of the discharge tubes d. H. without phase shift between
the low-frequency control voltage and the low-frequency anode voltage, works.