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Frequenzwandler Die Erfindung betrifft elektrische Frequenzwandler
oder -umformer, um Wechselstrom einer Frequenz in Wechselstrom einer anderen Frequenz,
vorzugsweise einer höheren Frequenz, zu verwandeln. Insbesondere bezieht sich die
Erfindung auf Umformer, bei denen mit Gas oder mit Quecksilberdampf gefüllte Elektronenröhren
verwendet werden, wobei eine Kilowattnennleistung erzielt wird, die größer ist als
die, die wirtschaftlich mit Hochvakuumröhren erreicht werden kann. Ein wichtiges
Anwendungsgebiet ist die Speisung eines Induktionsofens, der Frequenzen im Bereich
von iooo bis aooo Hz verlangt. Dies ist ein Frequenzbereich, in dem rotierende Umformeraggregate
einen schlechten Wirkungsgrad und schlechte Regelkennlinien besitzen und in dem
Hochvakuumschwingungserzeuger nicht vorteilhaft eingesetzt werden können.
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Der Hauptgegenstand der Erfindung ist ein neuer Erregersteuerkreis
für Hochfrequenzumformer der erwähnten Type, insbesondere Hochfrequenzumformer mit
Quecksilberdampf röhren, d. h. Röhren mit Erregerelektroden, die allgemein als Zündelektroden
(Ignitors) bekannt sind. Aus zweierlei Gründen sind bisher Quecksilberdampfröhren
zur Umformung eines Gleichstromes oder eines Netzwechselstromes in Frequenzen von
etwa iooo Hz nicht verwendet worden. Der eine Nachteil ist die hohe Leistung gewesen,
die für die Erregung der Zündelektroden erforderlich ist, die wirtschaftlich
nicht
tragbar ist und-zudem mit einer schwierigen Steuerung verbunden ist, da die Zündelektrode
einmal während jeder Halbperiode bei dem hochfrequenten Verhältnis erregt werden
müß. Ein zweiter und vielleicht grundlegender Nachteil ist der gewesen, daß, unabhängig
von der Leistungsforderung und von den Kosten, der Einsatz der Zündung der Zündelektroden
um eine veränderliche Zeit in der Größenordnung von i ms schwankt, was mehr oder
weniger bei einem 6o-Hz-Betrieb unwichtig ist, was aber auf beinahe 36ö elektrische
Grade bei einem iooo-Hz-Betrieb hinausläuft. Diese Zeit ist für die Erregung der
Zündelektroden von Zufälligkeiten abhängig, sie ist starken Schwankungen von Periode
zu Periode unterworfen. Infolge dieser Schwankungen ist es daher unpraktisch, die
Zündelektroden mit einer Frequenz von etwa rooo Hz zu steuern.
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Die Erfindung besteht in erster Linie aus einem Steuersystem für Frequenzumformer,
die mehrere Elektronenröhen zur Leistungsumformung zwischen zwei Wechselstromnetzen
verschiedener Frequenz enthalten, wobei jede Röhre eine Zündelektrode, eine Hilfsanode
und wenigstens ein Gitter aufweist. Die Gitterspannung wird von der Frequenz einer
der beiden Netze moduliert, während die Zündelektrode und die Hilfsanode von der
Frequenz des anderen Netzes erregt werden. Das Steuersystem weist einen Wechselstromfrequenzumformer
auf, der Quecksilberdampfröhren für die direkte Umwandlung z. B. einer Frequenz
von etwa 6o Hz in eine höhere Frequenz in der Größenordnung von etwa iooo Hz verwendet.
Bei einer bevorzugtenAusführungsform derErfindung bestehen die Erregerkreise aus
drei Teilen, erstens dem Eingangsfrequenzzündkreis für die Zündelektroden, zweitens
den Gitterkreisen mit Zündelektroden, Steuergittern oder Schirmgittern, an die eine
negative Gleichstromvorspannung und eine Ausgangsfrequenzsteuerspannung gelegt wird,
so daß die Zündung der Quecksilberdampfröhren periodisch gesperrt wird, drittens
einer Hilfsanode oder Elektrode mit einem Haltestromkreis, um einen Lichtbogen zur
Hilfsanode für 12o° Eingangsfrequenz oder entsprechend der Länge eines Teiles der
positiven Eingangshalbwelle aufrechtzuerhalten, da es wünschenswert sein kann, jede
Röhre bei dem hohen Umformerverhältnis auf Wiederzündung bereit zu halten.
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Die Ausgangskreise dieser Zündkreise dienen zum Umpolen des Ausgangsstromes
oder als Hilfsmittel bei der Umpolung des Ausgangsstromes auf der Hochfrequenzseite.
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Ein weiteres wesentliches Merkmal der Erfindung ist, eine Breitbandphaseneinstellung
vorzunehmen, um die Zündzeit der Elektronenröhren zu regeln. Ferner ist ein Haltekreis
für den Erregerbogen vorgesehen, der von zwei Eingangsphasen durch Gleichrichter
erregt wird.
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Die Erfindung wird nunmehr an Hand einer eingehenden Beschreibung
zweier bevorzugterAusführungsbeispiele und der Zeichnungen näher erläutert. Fig.
z und 2 sind. vereinfachte Schaltbilder; die nur die wesentlichen Merkmale zweier
verschiedener Elektronenumformersysteme erläutern, indem bekannte Eigenschaften
der Schalter, Spannungsregler und andere Merkmale fortgelassen sind, die nicht zum
Verständnis der Erfindung erforderlich sind.
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In Fig. i sind die grundlegenden Merkmale der Starkstrom- und der
Zündkreise des Umformers dargestellt; sechs Quecksilberdampfröhren i bis 6 werden
von einer Drehstromleitung 7; die an einem Starkstromtransformator 8 liegt, gespeist.
Der Starkstromtransformator 8 ist primärseitig im Dreieck geschaltet. Sekundärseitig
bilden seine Zickzackwicklungen io den Nulleiter i i. Die Primärwicklungen sind
von dem Drehstromnetz 13 mit einer Frequenz von z. B. 6o Hz erregt. Die Sekundärwicklungen
ro speisen das Drehstromnetz 7 der Quecksilberdampfröhren i bis 6. Die Quecksilberdampfröhren
sind in zwei Gruppen angeordnet, i, 2 und 3 und d., 5 und 6. Jede Phase des Netzes
7 ist mit zwei Anoden 1q., und zwar mit je einer jeder Gruppe verbunden. Die drei
Kathodenleitungen 15 der Röhren i, 2 und 3 der ersten Gruppe führen zur Kathodensammelleitung
16; die drei anderen Kathodenleitungen 15 der Röhren 5 und 6 sind mit einer weiteren
Kathodensammelleitung 17 verbunden.
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Ein Höchfrequenzbelastungskreis ist zwischen den beiden Kathodensammelleitungen
16 und 17 vorgesehen. Ein Ausgangstransformator oder Scheinwiderstand 2o besitzt
primärseitig 2i eine Mittelpunktanzapfung 22, die mit dem Nullpunkt i i der Sekundärwicklungen
io des Transformators 8 vorzugsweise über eine Drosselspule 23 verbunden ist, die
die Schwankungen der hochfrequenten Grund- und harmonischen Ströme in dem Speisetransformator
8 vermindert und auch dazu beiträgt, eine Pulsation der hochfrequenten Ausgangsspannungswelle
zu verringern. Der Ausgangskreis 2,4 des Umformers wird von der Sekundärwicklung
25 des Ausgangstransformators 2o gespeist und ist mit einem Induktionsofen
26 verbunden, der nur durch eine Induktivität 27 und einen Widerstand 28 angedeutet
ist. In den meisten Fällen wird es erforderlich sein, einen Umpolkondensator
30 zu verwenden, um die Hochfrequenzumpolung des Ausgangsstromes des Umformers
zu bewirken oder wenigstens bei der Umpolung solchen Stromes mitzuwirken. Gemäß
Fig. i überbrückt der Umpolkondensator 3o die beiden Kathodensammelleitungen 16
und 17; d. h. die Primäranschlüsse des Ausgangstransformators 20. Ein zweiter Kondensator
31 dient zur Verbesserung des Leistungsfaktors und liegt parallel zu den Anschlußklemmen
des Induktionsofens 26, d. h. auch parallel zu den Sekundärklemmen des Ausgangstransformators
2o.
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Es ist möglich, einen der beiden Kondensatoren 30 oder 31 fortzulassen,
indem der verbleibende Kondensator die Funktion des anderen mit übernimmt und sein
Wert für diesen Zweck entsprechend größer bemessen ist. Es ist jedoch gewöhnlich
wirtschaftlicher,
den Kondensator 3 i zur Einstellung des Leistungsfaktors bei Normalbelastung zu
verwenden, während der Kondensator 30 nur für die Umpolzwecke benutzt wird.
Dieser Kondensator wird abwechselnd nach der einen und nach der anderen Richtung
geladen, während die Halbperioden der Ausgangsfrequenz aufeinanderfolgen. Er schneidet
den Ausgangsstrom an dem Ende jeder Ausgangsfrequenzhalbperiode ab und unterdrückt
oder polt so den Belastungsstrom durch den Hauptanoden-Kathodenkreis der verschiedenen
Röhren i bis 6 um. Dies erfolgt in t;lbereinstimmung mit der Röhre, die gerade Strom
führt.
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Gemäß der Erfindung wird ein besonders ausgeführter Zündkreis für
die Umformerröhren i bis 6 benutzt. Jede Röhre weist außer dem Anodenkreis 14 und
dem Kathodenkreis 15 ein Steuer-oder Schirmgitter 33, das dicht bei der Anode angebracht
ist, und ein Erregergitter'34, das dicht bei dem Steuergitter angeordnet ist, eine
Zündelektrode 35 und eine Hilfsanode oder Elektrode 36 auf. Ein winziger Kreis oder
Punkt deutet in jeder Röhre wie üblich an, daß es sich um eine gasgefüllte oder
Quecksilberdampfröhre handelt oder daß andere Mittel vorgesehen sind, um die Zündelektrode
oder eine Steuerröhrenelektrode unwirksam zu machen, im allgemeinen um die Zündung
der Röhre, die eingesetzt hatte, zu unterbrechen. Das äußere Gitter 34 wirkt entionisierend
für das innere Steuergitter 33. Der Abstand zwischen dem inneren Gitter und der
Anode und zwischen den beiden Gittern ist so klein, wie es fabrikationstechnisch
möglich ist, gewöhnlich etwa 6 mm. Die Gitter sollen dünn sein und nur kleine Löcher
aufweisen von gewöhnlich 6 mm Durchmesser. Durch dieses Hilfsmittel wird die Steuerfähigkeit
der Röhrengitter bei Hochfrequenz erhöht.
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Die Erregerströme für die verschiedenen Zündelektroden 35 der Röhren
i bis 6 werden von den drei einzelnen Phasen eines Drehstromtransformators 4o und
von sechs voneinander getrennten Transformatoren 4i geliefert. Gemäß der Erfindung
kann das Aussetzen der Zündungen der Zündelektroden vermindert werden, indem ein
Paar der die Zündelektroden ankoppelnden Transformatoren 41 in Reihe geschaltet
wird, so daß zwei Zündelektroden zur gleichen Zeit wirksam sind. Die Reihenschaltung
weist den Vorteil auf, daß, wenn eine der beidenZündelektroden nicht so frühzündet
wie die andere, die schlecht zündende Elektrode an die doppelte Spannung gelegt
wird. Die Reihenzündwirkung kann auf verschiedene Weise erzielt werden, z. B. durch
eine in ihrem Mittelpunkt angezapfte Ausgleichsspule 42, die zwischen jeder Sekundärwicklung
desSpeisetransformators4o und den zwei Kopplungstransformatoren 41 eingeschaltet
ist, die die zwei "Zündelektroden 35 erregen, die durch diese Wicklung des Transformators
40 gespeist werden sollen.
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Die Primärwicklung des Transformators 4o liegt an einer Hilfsdrehstromleitung43,
die von der Sekundärwicklung des Hilfstransformators 4.4 gespeist wird. Die Primärwicklung
dieses Transformators ist mit dem Hauptstarkstromnetz 13 verbunden. Die Zündpunkte
bei den Eingangsfrequenzen werden voreilend oder nacheilend durch Scheinwiderstände
eingestellt, deren Sättigungsgrad veränderlich ist, und die in Reihe mit jeder der
drei Sekundärwicklungen des Transformators 40 geschaltet sind. Die Sättigung dieser
drei Scheinwiderstände wird durch eine Spule 46 gesteuert, deren Kern durch einen
Gleichstrom gesättigt ,werden kann, der von einer Batterie 47 über einen veränderbaren
Widerstand 48 geliefert wird. Während jeder Zündhalbperiode wird eine Spannung,
die von der Sekundärwicklung des Transformators 40 geliefert wird, in dem Speicherkondensator
49 aufgebaut, der parallel zu dem Zünderregungskreis liegt. Um ein Arbeiten der
Röhre zu erreichen, ist ein fester, zu sättigender Scheinwiderstand 5o in Reihe
zwischen demKondensator49 und denbeiden Zündelektrodenkopplungstransformatoren 41
dieses Schaltkreises vorgesehen. Bei einem bestimmten Punkt der Halbwelle wird dieser
Scheinwiderstand 50 gesättigt. Es sinkt hierdurch plötzlich sein Scheinwiderstandswert
stark herab, und es entsteht ein heftiger Stromimpuls durch die Entladung des Kondensators
49, der über die Zündelektrodenkopplungstransformatoren 41 fließt.
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Die Sekundärwicklung jedes Kopplungstransformators 41 liefert der
Zündelektrode 35 einer der zugehörigen Hauptröhren i bis 6 nur die positiven Spannungsspitzen.
Dieser Betrieb wird durch die Einschaltung eines Gleichrichters 5 i in Reihe erreicht.
Der Rückweg für den abklingenden Strom des Kopplungstransformators 41 führt in an
sich bekannter Weise über einen Gleichrichter 52, der die Sekundärwicklung des Transformators
41 überbrückt. Da der Umformer eine ziemlich niedrige Frequenz in eine ziemlich
hohe Frequenz verwandelt, muß jede der die Niederfrequenz leitenden Wellen jeder
Röhre in viele leitende und nichtleitende Teile aufgelöst werden. Ein wesentliches
Merkmal der Erfindung ist, daß die Gitter 33 und 34 jeder der Umformerröhren i bis
6 benutzt werden, um abwechselnd die Zündung der verschiedenen Röhren zu sperren
oder auszulösen. Die beiden Gitter 33 und 34 jeder Röhre werden zusammen von derselben
Hochfrequenzquelle über getrennte Widerstände 53 und 54 gespeist, so daß die beiden
Gitter verschiedene Spannungen annehmen, deren Höhe sich nach den in den Gitterkreisen
fließenden Strömen richtet. Zur Erregung der Gitter 33 und 34 kann eine Hochfrequenzquelle
bei einer gewünschten Ausgangsfrequenz verwendet werden. Es ist ein Schwingungserzeuger
55 dargestellt, dessen Ausführungsform bekannt ist, so daß seine weitere Beschreibung
nicht erforderlich ist. Der Schwingungserzeuger 55 hat zwei Ausgangswicklungen 56
und 57, die zwei Ausgangsfrequenzkreise mit entgegengesetztem Potential versorgen.
Während das eine Potential positiv ist, ist das andere negativ.
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Die Gittersteuerkreise enthalten auch negative Vorspannbatterien 58
und 59, und zwar ist die Batterie 58 für die Gruppe mit den Umformerröhren
1,
2 und 3, die Batterie 59 für die andere Gruppe mit den Röhren 4, 5 und 6 vorgesehen.
Da jede der beiden Umformerröhrengruppen ihren eigenen Kathodenkreis 16 oder 17
hat, der für alle Röhren jeder Gruppe gemeinsam ist, können auch die Gitter der
Röhren einer Gruppe von derselben Hochfrequenzstromquelle gespeist werden. Es sind
somit die Gitter der Röhren 1, 2 und 3 von der Hochfrequenzausgangswicklung 56,
die in Reihe mit der Gittervorspannbatterie 58 liegen, erregt. Die Gitter der Röhren
4, 5 und 6 liegen dagegen an der Hochfrequenzausgangswicklung 57, die in Reihe mit
der Gittervorspannbatterie 59 geschaltet ist. Bei der dargestellten Ausführungsform
hat es sich als ratsam herausgestellt, als negative Vorspannungen 58 und 59 etwa
ioo Volt in Verbindung mit einer Spitzenspannung des Schwingungserzeugers von etwa
Zoo Volt für jede der Ausgangswicklungen 56 und 57 zu wählen, obwohl gemäß der Erfindung
auch andere Spannungswerte möglich sind.
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Da die Zündelektrode 35 jeder Umformerröhre nur einmal während jederEingangsfrequenzperiode
erregt wird, und da die Zeit, während der ein Erregerstrom zur Zündelektrode fließt,
nur einem kurzen Teil der Eingangsfrequenzperiode entspricht, ist es klar, daß die
Länge des Teiles der Eingangsfrequenzwelle, während der eine Umformerröhre gezündet
sein könnte, durch die Steuerwirkung der Gitter auf der Hochfrequenzseite auf denselben
kurzenTeil der Niederfrequenzwelle beschränkt sein würde, solange der wirksame Zündelektrodenstrom
fließt, wenn nicht besondere Mittel vorgesehen wären. Gemäß der Erfindung wird eine
Hilfsanode 36 in jeder Röhre verwendet; aber im Gegensatz zur herkömmlichen Praxis
ist es gewöhnlich oder häufig wünschenswert, einen Phasendreher über einen weiten
Winkel vorzusehen, z. B. einen Widerstand 48. LTm dies zu ermöglichen, wird gemäß
der Erfindung (vgl. Fig. i) eine Hilfsanode 36 erregt, so daß ein kräftiger Haltebogen
für 12o° Eingangsfrequenz und für den Eingangsfrequenzumpolwinkel von etwa io oder
2o1 aufrechterhalten bleibt.
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Es sind daher nach Fig. i die Hilfselektroden 36 der Netzumformerröhren
i bis 6 über einen Phasentransformator 6o erregt. Die drei Primärwicklungen des
Transformators 6o werden über die drei Hilfsphasenleitungen 43 mit der Eingangsfrequenz
erregt. Der Transformator 6o besitzt mehrere Sekundärwicklungen in Zickzackschaltung
64 und 65 mit den Nullpunkten 66 und 67, die mit der Kathodensammelleitung 16 bzw.
17 verbunden sind. Die verschiedenen Phasenenden der Zickzackwicklung 64 dienen
zur Erregung der Hilfsanoden 36 der Röhrengruppe 1, 2 und 3 über getrennte Strombegrenzerwiderstände
68, während die verschiedenen Phasenenden der Zickzackwic@clung 65 verwendet werden,
um die Hilfsanoden 36 der Umformerröhren 4, 5 und 6 über besondere Widerstände 68
zu speisen.
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Um eine Hilfsanodenerregungsperiode von 120' oder mehr Eingangsfrequenz
für jede der Umformerröhren i bis 6 zu erreichen, wird die Hilfsanode 36 der Röhre
nicht nur von der zuständigen Phase oder den Klemmen des Haltekreistransformators
6o, sondern auch parallel hierzu von der in der Phasenfolge benachbarten nacheilenden
Phase erregt. In jedem Hilfsanodenerregerkreis liegen Gleichrichter 70 in
Reihe mit jeder sekundären Phasenwicklung 64 und 65, so daß Kurzschlüsse der parallel
liegenden Wicklungen vermieden werden, während zur gleichen Zeit nur die positiven
Stromimpulse von den entsprechenden Wicklungen geliefert werden. Beim Betrieb des
Umformers wird man bemerken, daß die Hauptumformerröhren i bis 6 von der Art sind,
daß weder die zwei Gitter 33 und 34 zusammen, noch die Zündelektrode 35, noch die
Hilfsanode 36 im allgemeinen in der Lage sind, den Strom im Hauptstromkreis der
Röhre zu unterbrechen, wenn die Röhre einmal durch die Bildung eines Bogens zwischen
Hauptanode und Kathode gezündet worden ist. Trotzdem kann durch eine Belastung besonderer
Art eine periodische Unterbrechung des Röhrenstromes erreicht werden. In dem Schaltkreis
gemäß Fig. i wird diese Unterbrechungs- oder Um-Polfunktion hauptsächlich durch
den parallel liegenden Kondensator 3o erzielt.
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In den Steuerkreisen wird jede der Hauptumformerröhren i bis 6 einmal
während jeder Eingangsfrequenzperiode durch die Erregung des Zündelektrodenkreises
gezündet. Wenn die Zündelektrode 35 einer Röhre einen Lichtbogen erzeugt, dann wird
die Hilfsanode 36 diese Röhre praktisch sofort zünden; ein Haltebogen entsteht,
der für 1201 Eingangsfrequenz und für die Eingangsfrequenzumpolzeit derRöhren oder
auch noch, falls es erforderlich ist, für eine längere Zeit erhalten bleibt. Die
Umpolzeit der Röhren ist die Zeit, die notwendig ist, um den Hauptbogen von einer
Eingangsphase zu einer anderen zu übertragen. Diese Umpolzeit kann durch Verwendung
eines Haupttransformators 8 mit niedrigem Scheinwiderstand oder auch durch andere
Mittel verkürzt werden.
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Während die Gitter 33 und 34 im allgemeinen den Hauptbogen in ihrer
Röhre nicht unterbrechen können, wenn der Hauptbogen einmal entstanden ist, so können
sie aber die Entstehung eines Hauptbogens verhindern, wenn sie gegenüber ihrer Kathode
hinreichend negativ vorgespannt sind oder wenn das Steuergitter 33 eine Spannung
aufweist, die stärker negativ als ein bestimmtes, kritisches Potential ist. Die
Gitter 33 und 34 jeder Röhre werden von einer sich aus der negativen Vorspannung
und einer Einzelphasenhochfrequenzspannung resultierenden Spannung gesteuert, so
daß während einer bestimmten Zeit jeder Hochfrequenzperiode die Gitter hinreichend
negativ sind, um die Zündung oder die Entstehung des Hauptbogens in der Röhre zu
sperren. Nach dieser Zeit werden die Gitter hinreichend positiv während einer jeden
Hochfrequenzperiode, so daß sie die Zündung der Röhre gestatten unter der Annahme,
daß ein den Hauptbogen erregender Bogen durch die Zündelektrode 35 oder die Hilfselektrode
36 vorhanden
ist und daß die Hauptanode der Röhre hinreichend positiv
gegenüber ihrer Röhrenkathode in diesem Augenblick vorgespannt ist.
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Die Gitter der Röhren einer Gruppe, nämlich der Röhren i, 2 und 3,
seien hinreichend positiv vorgespannt, so daß sie in ihren Röhren während der positiven
Halbwelle die Zündung auslösen, während die Gitter der Röhren der anderen Gruppe,
.4, 5 und 6, ihre Röhren während der negativenHalbwelle derAusgangsschwingung nicht
zünden. Es führen so eine oder mehrere Röhren einer Gruppe während der einen Halbwelle
der Ausgangsschwingung Strom, während keine Röhre der anderen Gruppe leitfähig ist.
Der Stromkreis ist durch die Gleichstromverbindung 22, 23 vervollständigt. Die Zickzackschaltung
des Haupttransformators auf der Sekundärseite io verhindert die Sättigung des Transformatorkernes
durch den Gleichstrom. Während der nächsten Hochfrequenzhalbwelle ist die erste
Röhrengruppe nichtleitend, während die zweite Röhrengruppe leitet.
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Bei diesem Wechsel, währenddessen der Strom abwechselnd durch die
Kathodensammelleitung 16 oder durch die Kathodensammelleitung 17 geleitet wird,
wird der parallel geschaltete Kondensator 30 abwechselnd geladen und entladen, zuerst
in der einen Richtung und dann in der anderen, indem der Gleichstrom über den Weg
22, 23 zurückfließt, welche Röhrengruppe auch immer in diesem Augenblick Strom führt.
Er unterbricht den Hochfrequenzstrom, wenn die andere Röhrengruppe während einer
Halbwelle der Ausgangshochfrequenz ausgelöst wird.
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Fig.2 zeigt eine andere Ausführungsform des Starkstromkreises, während
die Steuerkreise im wesentlichen die gleichen sind. Ihre Abänderungen sind ohne
weiteres verständlich, so daß eine Erläuterung diesbezüglich nicht erforderlich
ist. In Fig. 2 sind sechs Umformerröhren T i bis T 6 dargestellt,
die ebenfalls Quecksilberdampfröhren der gleichen Art wie die Röhren i bis 6 der
Fig. i sind. Diese Röhren sind in Reihe (back-to-back) geschaltet und werden über
eine Drehstromleitung L i, L2 und L3 gespeist, die wiederum von den in Stern geschalteten
Sekundärwicklungen 71 des Hauptstarkstromtransformators 72 versorgt werden, dessen
Primärwicklungen 73 eine Spannung von 6o Perioden oder von einer anderen relativ
geringen Periodenzahl über die Drehstrom-Leitung 13 zugeführt wird. Der Anodenkreis
1q. der Röhre T i und der Kathodenkreis 15 der Röhre Tq. sind mit der Leitung L
i verbunden. Der Anodenkreis 1q. der Röhre T2 und der Kathodenkreis 15 der Röhre
T5 liegen an der Leitung L2. Der Anodenkreis 1q. der Röhre T3 und der Kathodenkreis
15 der Röhre T 6 sind mit der Leitung L 3 verbunden. Die Anodenkreise
1q. der Röhren Tq., T5 und T 6 führen zu der gemeinsamen Anodensammelleitun.g 7q..
Die Kathodenkreise 15 der Röhren T i, T 2 und T 3 sind mit der gemeinsamen
Kathodensammelleitung 75 verbunden.
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Die beiden Sammelleitungen 74 und 75 sind durch einen im Mittelpunkt
angezapften Umpolscheinwiderstand 76 zusammengeschaltet, dessen Mittelpunkt 77 über
einen Hochfrequenzausgangskreis 78 an dem Nullpunkt 79 der Sekundärwicklung des
Starkstromtransformators 71 liegt. Im Ausgangskreis 78 ist in Reihe mit einem auf
Resonanz abgestimmten Kondensator oder Umpolkondensator 81 die Primärwicklung 82
des Ausgangstransformators 83 angeschlossen, der einen Induktionsofen 26 speist
und vorzugsweise einen den Leistungsfaktor verbessernden Kondensator 31, wie auch
in Verbindung mit Fig. i erläutert wurde, enthält.
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Durch die Aufteilung der Hauptröhren T i bis T6 in zwei Gruppen in
Serienschaltung ist es möglich, daß die gerade positiv angeschlossenen Röhren
T i, T 2 und T 3, eine oder mehrere von ihnen, die positive Halbwelle
des Ausgangsfrequenzstromes führen, während die negativ angeschlossenen Röhren T4,
T 5 und T6, eine oder auch mehrere von ihnen, die negative Halbwelle
des Ausgangsfrequenzstromes führen; im allgemeinen wird zu irgendeiner Zeit nur
eine Röhrengruppe leitend sein, zuerst die positive, dann die negative, dann wieder
die positive usw. Der Rückstrom fließt in beiden Fällen über den Ausgangskreis 78
zu dem Nullpunkt 79 des Speisetransformators. Er ist ein Einphasenwechselstrom mit
der hohen Frequenz des Ausgangskreises. Weil die Ausgangsfrequenz bedeutend höher
als die Eingangsfrequenz ist, würden die Eingangstransformatorwicklungen 71 einen
ziemlich hohen Scheinwiderstand für den Ausgangsfrequenzstrom aufweisen. Deshalb
sind die Eingangstransformatorwicklungen 71 durch drei in Stern geschaltete Kondensatoren
86 überbrückt. Ihr Nullpunkt ist durch die Leitung 87 mit dem Nullpunkt 79 des Starkstromeingangstransformators
verbunden. Die in Stern geschalteten Kondensatoren 86 besitzen für die Hochfrequenzen
einen niedrigen Scheinwiderstand.
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Die Kapazität des in Reihe liegenden Ausgangskondensators 81 bildet
mit dem Induktivität des Ausgangskreises 76 bis 78 einen Resonanzkreis, der annähernd
auf die Ausgangsfrequenz abgestimmt ist, so daß der Kondensator 81 mehr oder weniger
als Umpolkondensator wirkt. Diese Umpolwirkung ändert sich indessen, wenn die Belastung
oder der Leistungsfaktor des sekundären Ausgangskreises 2q. sich ändert. Der im
Mittelpunkt angezapfte Scheinwiderstand 76 verbessert die Stabilität des Umformers,
indem er es unmöglich macht, daß eine Röhrengruppe Strom führt, bevor der Strom
in der anderen Röhrengruppe auf Null gesunken ist.
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Die Steuerkreise in Fig. 2 sind im Prinzip die gleichen wie die bereits
in Verbindung mit der Fig. i dargestellten und erläuterten Kreise. Der wesentliche
Unterschied zwischen ihnen ist nach Fig. 2 nur der, daß drei Röhren T q.,
T 5 und T 6
keine gemeinsame Kathodensammelleitung wie nach Fig.i haben, so
daß ihre Steuerkreise getrennt mit den verschiedenen Kathoden der genannten Röhren
z. B. über voneinander getrennte Transformatoren verbunden werden müssen. So hat
der Hochfrequenzschwingungserzeuger 55 vier
getrennte Ausgangswicklungen
9o bis 93, anstatt der zwei Ausgangswicklungen 56 und 57 nach Fig. i. Die Ausgangswicklung
9o ist mit der Kathodensammelleitung 75 über die negative Vorspannbatterie 58, wie
vorher beschrieben ist, verbunden. Die Schwingungserzeugerausgangswicklungen 9i,
92 und 93 führen jedoch über getrennte Vorspannbatterien 94, 95 und 96 zu den zugehörigen
Leitungen L i, L2 und L3, die mit den Kathodenanschlüssen 15 der zugehörigen
Röhren 74, T5 und T6 verbunden sind. Die Schwingungserzeugerausgangswicklungen 9i,
92 und 93 erregen einzeln die Gitter der zugehörigen Röhren T4, T 5 und T6.
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Nach Fig. 2 werden die Hilfsanoden 36 von drei besonderen Haltekreistransformatoren
6ö ohne die Parallelphasenerregung erregt, durch die nach Fig. i, Bezugszeichen
48, ein ungewöhnlich breiter Phaseneinstellbereich geschaffen wurde.