DE932923C

DE932923C - Roehrengenerator zur Erzeugung hochfrequenter Wechselstroeme

Info

Publication number: DE932923C
Application number: DES9450D
Authority: DE
Inventors: Viktor Dipl-Ing Ulbrich
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1941-10-19
Filing date: 1941-10-19
Publication date: 1955-09-12

Description

Röhrengenerator zur Erzeugung hochfrequenter Wechselströme Es ist bekannt, daß Gegenstände aus Metall mit Hilfe von hochfrequenten Wechselströmen geglüht oder gehärtet werden können.
Ferner sind Röhrengeneratoren zur Erwärmung von Gegenständen im Kondensator- bzw. Spulenfeld bekannt, deren veränderliche Schwingungskreisinduktivität gleichzeitig die Primärwicklung des Übertragungstransformators bildet.
Gegenstand der Erfindung ist ein Röhrengenerator zur Erzeugung hochfrequenter Wechselströme für Glüh- oder Härtezwecke, der dadurch gekennzeichnet ist, daß die Streuinduktivität der Primärwicklung eines die Glühspule speisenden Stromtransformators, der eine mehrwindige Primärwicklung und eine aus wenigen Windungen, vorzugsweise aus nur einer Windung bestehende Sekundärwicklung besitzt, die Hauptinduktivität des Schwingungskreises des Röhrengenerators darstellt und gleichzeitig eine solche Eigenkapazität einschließlich der Kapazität besonders gegenüber der Sekundärwicklung besitzt, daß sie für den Generator frequenzbestimmend ist.
Die Erfindung hat gegenüber einer Generatoranordnung, bei der ein aus der Parallelschaltung eines Kondensators und, des Stromtransformators bestehender Arbeitsstromkreis transformatorisch an den Schwingungskreis des Röhrengenerators angekoppelt ist, den Vorteil, daß der Gesamtaufwand an Apparateteilen wesentlich kleiner ist und daß nicht zwei Schwingungskreise, sondern nur ein Schwingungskreis vorhanden ist. Daraus ergibt sich weiterhin der Vorteil, daß die Frequenz des Schwingungskreises des Röhrengenerators sich ohne weiteres den Zustandsänderungen des B.clastungsstromkreises anpassen kann.
Bei dem Röhrengenerator nach der Erfindung muß der als Induktivität in den Schwingungskreis geschaltete Hochfrequenzstromwandler eine doppelte Aufgabe erfüllen. Als Schwingungskreisinduktivität muß die Streuinduktivität der Primärwicklung des Stromwandlers den für die Arbeitsfrequenz notwendigen Wert besitzen. Da die Arbeitsfrequenz des Generators ihrerseits durch betriebstechnische Gesichtspunkte, wie Eindringtiefe; Leistungsaufnahme, Stromüberhöhung im Schwingungskreis, in verhältnismäßig engen Grenzen festgelegt ist, ergeben sich auch für die Streuinduktivität der Primärwicklung entsprechend enge Grenzen. Der Stromwandler muß außerdem für eine bestimmte Bürde gebaut sein. Die in seiner Sekundärwicklung induzierte Spannung muß groß sein gegenüber dem komplexen Spannungsabfall an der Behandlungsspule. Durch diese Spule erfährt der Stromtransformator eine gemischt induktiv ohmsche Belastung. Die Verkettung zwischen der primären und sekundären Wicklung muß entsprechenden Wert haben.
Wenn ein derartiger Röhrengenerator bzw. der in seinem Schwingungskreis liegende Hochfrequenzstromwandler zum Erwärmen von Gegenständen aus magnetischen Werkstoffen verwendet werden soll, so muß berücksichtigt werden, daß sich die Permeabilität und die Leitfähigkeit des Werkstoffes in sehr weiten Grenzen ändern. Die aufgenommene Leistung ist der Quadratwurzel aus dem Verhältnis zwischen Permeabilität und Leitfähigkeit proportional. Es ist deshalb vorteilhaft, eine Nachregelung vorzusehen, um die aufgenommene Leistung möglichst konstant zu halten, d. h. den Röhrengenerator während des Behandlungsvorganges möglichst voll zu belasten. Diese Aufgabe kann beispielsweise dadurch gelöst werden, daß_ die Streuinduktivität der primären Wicklung des Stromtransformators veränderlich ist. Vorteilhaft verändert man hierzu den Durchmesser der einwindigen Sekundärwicklung durch mechanische Mittel, d. h. durch elastisches Aufbiegen und Wiederengbiegen der die Sekundärwicklung bildenden Windung. Nimmt man an, daß die Primärwicklung des Stromwandlers innen und die Sekundärwicklung außen liegt,- so wird die Streuinduktivität der Sekundärwicklung kleiner, wenn der Durchmesser der sekundären Windung verkleinert wird. Entsprechend erhöht sich die Frequenz und die Energieaufnahme. Bei abnehmendem Verhältnis zwischen Permeabilität und Leitfähigkeit des Werkstoffes muß der Durchmesser der Sekundärwicklung verkleinert, bei steigendem Verhältnis dieser beiden Größen entsprechend vergrößert werden. Diese Regelung erfolgt zweckmäßig selbsttätig, z. B. in Abhängigkeit vom Anodengleichstrom des Röhrengenerators. Bei größeren Änderungen des Verhältnisses zwischen Permeabilität und Leitfähigkeit des behandelten Werkstoffes wird vorteilhaft auch noch die Kapazitätsänderung zwischen Primär- und Sekundärwicklung des Stromtransformators für Regelzwecke ausgenutzt. Diese Kapazität ändert sich, wenn in oben beschriebener Weise der Durchmesser der Sekundärwicklung geändert wird. Zu diesem Zweck muß der frequenzbestimmende Schwingungskreis so ausgelegt werden, daß diese Kapazität die gesamte oder zumindest den wesentlichen Teil der Schwingungskreiskapazität darstellt. Die Primärwicklung des Stromwandlers schwingt dann in ihrer entsprechend zu bemessenden Eigenfrequenz.
Wenn der Durchmesser der Sekundärwicklung des Stromwandlers verändert wird, so ändern sich gleichzeitig in gegenläufigem Sinn die Selbstinduktivitätund die Kapazität des Schwingungskreises. Bei kleiner werdendem Durchmesser der Sekundärwicklung wird die Selbstinduktivität kleiner, die Kapazität dagegen größer. Die Frequenz des Schwingungskreises ändert sich nur wenig, dagegen kann die Leistungsaufnahme in sehr weiten Grenzen verändert werden. Die Kapazität zwisch,n Primärwicklung und Sekundärwicklung kann bei gleichen geometrischen Abmessungen der Wicklungsanordnung dadurch vergrößert und die elektrische Festigkeit erhöht werden, daß die beiden Wicklungen in Öl oder einem anderen Stoff großer Dielektrizitätskonstante untergebracht werden.

Claims

PATENTANSPRUCH: Röhrengenerator zur Erzeugung hochfrequenter Wechselströme für Glüh- oder Härtezwecke, dadurch gekennzeichnet, daß die Streuinduktivität der Primärwicklung eines die Glühspule speisenden Stromtransformators, der eine mehrwindige Primärwicklung und eine aus wenigen Windungen, vorzugsweise aus nur einer Windung, bestehende Sekundärwicklung besitzt, die Hauptinduktivität des Schwingungskreises des Röhrengenerators darstellt und gleichzeitig eine solche Eigenkapazität einschließlich der Kapazität besonders gegenüber der Sekundärwicklung besitzt, daß sie für den Generator frequenzbestimmend ist.
Angezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 847 358; Zeitschrift »Funk«, Heft 4, 1936, S. 97/98: »Die Radiosonde zur Erforschung der Stratosphäre«; »Handbuch der Fuktechnik und ihrer Grenzgebiete«, 1936,
3. Band,- S. 3I; deutsche Patentschriften Nr. 341714, 669 876; »Revue Generale de 1'Iglectricite«, Oktober 1938, S. 509, Fig. a1.