DE925004C - Strahlentransformator - Google Patents

Description

In einem Strahlentransformator werden bekanntlich Elektronen in einer Vakuumröhre mittels eines magnetischen Steuerfeldes zu einem mehrmaligen Umlauf gebracht. Die Vakuumröhre und somit auch der Bahnkreis der Elektronen umschließt dabei einen mit der Zeit veränderlichen magnetischen Fluß (den Induktionsfluß).

Durch die gemäß dem Induktionsgesetz hervorgerufene elektrische Wirbelfeldstärke des Induktionsflusses werden die Elektronen in der Umlaufrichtung beschleunigt und erreichen am Ende der Beschleunigungsperiode eine sehr große, fast an die Lichtgeschwindigkeit heranreichende Geschwindigkeit und dementsprechend auch eine sehr hohe Spannung (gemessen in Elektronenvolt). Wie bereits an anderer Stelle beschrieben, muß, damit der erwähnte Vorgang zustande kommen kann, zwischen der Feldstärke B_s des Steuerfeldes und der mittleren Feldstärke B₁ des Induktionsfeldes über die Fläche der Kreisbahn die folgende Beziehung bestehen :

I 2

(i)

In dieser Formel bedeuten B_s und B₁ magnetische Feldstärken, welche sich zeitlich verändern. Das Steuerfeld muß also halb so stark sein wie der Mittelwert des induzierenden Feldes über die Kreisfläche. Um dies zu erreichen, wurden bis jetzt die Luftspalte für die beiden Felder derart gewählt (ungefähr in dem Verhältnis 2:1), daß sich das richtige Verhältnis für die Feldstärken ergab.

Es ist aber technisch vorteilhaft, zwecks Verkleinerung des Erregerstromes des Strahlentransformators den magnetischen Widerstand für den induzierenden Fluß wesentlich kleiner als denjenigen

für den Steuerfluß zu wählen; es kann insbesondere der Luftspalt für den Induktionsfluß ganz fortgelassen werden. Dabei ist eine nur den induzierenden Fluß umfassende Wicklung vorzusehen, welche erfindungsgemäß parallel zur Erregerwicklung des Strahlentransformators geschaltet ist, und deren Windungszahl so gewählt ist, daß die Steuerfeldstärke halb so groß ist wie die mittlere Stärke des induzierenden Feldes. Eine einfache Überlegung

ίο zeigt, daß die genannte Wicklung eine Gegenerregung bewirken muß, damit der Induktionsfluß den richtigen Wert überschreitet. Die Parallelschaltung der Wicklungen ist vorteilhaft, weil auf diese Weise die durch die Wicklungen erzeugten magnetischen Flüsse unabhängig von Sättigungserscheinungen in Eisenteilen bleiben.

Die Zeichnung zeigt eine Ausführungsform der Erfindung. Mit 10 ist der Querschnitt durch die Kreisröhre bezeichnet, in der die Elektronen beschleunigt werden, und mit 11 der Querschnitt durch den beispielsweise als gewöhnlicher Manteltransformator ausgebildeten Eisenkörper. Die auch •bei den bisher bekanntgewordenen Strahlentransformatoren vorhandene Erregerwicklung, welche den Induktionsfluß· und den Steuerfluß umfaßt, ist mit 12 bezeichnet und die vorzusehende, nur den Induktionsfluß umfassende zweite Wicklung mit 13. Die beiden in der Zeichnung ersichtlichen Hälften der Wicklung 12 können hintereinandergeschaltet sein.

Da der Wieklungssinn der beiden Wicklungen 12 und 13 bei der erfindungsgemäß anzuwendenden Parallelschaltung wegen der Fluß richtung der gleiche sein muß, ergibt sich, daß der Strom in der Wicklung 13 entgegengesetzte Richtung wie der Strom in der Wicklung 12 haben muß. Der gesamte Erregerstrom des Transformators wird somit wesentlich verkleinert. Da der etwa quadratisch mit der maximalen Elektronenspannung ansteigende Erregerstrom eine Grenze für die Herstellung der höchsten Spannungen ergeben kann, wird eine Verminderung des Erregerstromes bzw. der Erregerleistung für die Herstellung hoher Spannungen von allergrößter Bedeutung sein.

Falls die den Gesamtfluß umfassende Wicklung 12 eine Windungszahl W₁, die nur den Induktionsfluß umfassende -Wicklung 13 eine Windungszahl W₂ besitzt und Z₁ die Fläche des Steuerflusses, f₂ die Fläche des Induktionsflusses ist, so kann man die beiden Flüsse aus den folgenden Gleichungen berechnen: Für die Wicklung- 12 gilt

u_e = CW₁ ( 0_S + Φ;) = CW₁ (Z₁ B _s + f₂ Bi). (2) Für die Wicklung 13 gilt ebenfalls

u_e = cw₂ Φ_ι = cw₂ f₂ B₁. (3)

In diesen Gleichungen bedeutet u_e die Klemmenspannung der beiden parallel geschalteten Wicklungen, c einen Proportionalitätsfaktor und Φ_ε bzw. Φι den Steuerfluß bzw. den Induktionsfluß.

Gemäß der Bedingung (1) muß, wenn r den Radius der Kreisbahn bedeutet, sein:

(4)

(5)

fl

ft

(6)

Damit die Bedingung (1) erfüllt wird, müssen deshalb die Windungszahlen W₁ und W₂ im folgenden Verhältnis zueinander stehen:

Die Berechnung setzt voraus, daß die beiden • Feldstärken J5,- und B_s in radialer Richtung konstant sind. Da dies nicht genau der Fall sein wird, sind auch kleinere, etwa durch Streuflüsse bedingte Abweichungen von der Beziehung (6) möglich.

Claims (1)

1. 80 Patentanspruch:

   Strahlentransformator, "in welchem der magnetische Widerstand für den induzierenden Fluß wesentlich geringer ist als derjenige für den Steuerfluß und welcher zwei Wicklungen enthält, von denen die erste beide Flüsse, die zweite jedoch nur den induzierenden Fluß umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Wicklungen parallel geschaltet sind und daß die Windungszahl für die zweite Wicklung so gewählt ist, daß die Steuerfeldstärke halb so groß ist wie die mittlere Stärke des induzierenden Feldes.

   Angezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschrift Nr. 698 867.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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