CH274076A - Hochfrequenzgenerator mit mindestens einer gas- oder dampfgefüllten Entladungsröhre mit steuerbarem Zündmoment. - Google Patents

Description

      Hochfrequenzgenerator    mit mindestens einer gas- oder dampfgefüllten  Entladungsröhre mit steuerbarem     Undmoment.       Elektrische     Ho4-,hirequenz-Leistungsgene-          ratoren    sind in der heutigen industriellen  Anwendung hauptsächlich für die Wärme  behandlung von Materialien erforderlich. Die  bisher für diese Zwecke benutzten bekannten  Generatoren können entsprechend ihren  Eigenschaften wie folgt gruppiert werden:  a)     Funkengeneratoren,    welche nur     aus-          nahinsweise    für höhere Leistungen entworfen  werden, da sie durch die, Abnutzung des       Funkenspaltes    begrenzt sind.  



  <B>b)</B> Rotierende Maschinen, welche nur  einen kleinen Wirkungsgrad haben und für  höhere Leistungen zu schwer und teuer sind  und nur einen verhältnismässig niederfre  quenten Strom von ungefähr<B>10 000</B> Hz im  Maximum zu erreichen gestatten.  



  c)     Os7illatoren    mit     Vakuum-Elektronen-          röhren.    Diese letzteren Maschinen sind sehr  teuer und von niedrigem Wirkungsgrad und  arbeiten ausserdem in einem Frequenzbereich,  welcher für gewisse Zwecke unnötig hoch ist,  wenn ein befriedigender Wirkungsgrad des       Generators    erforderlich ist.  



  <B>d)</B> Generatoren mit gas- oder dampf  gefüllten Entladungsröhren, die durch ein  Gitter oder einen Zünder gesteuert werden  und eine Frequenz erzeugen, die der Be  triebsfrequenz (Zündfrequenz) der Röhre  gleich ist. Da hierbei bei jedem     Stromdureh-          gang    eine bestimmte Zeit zur     Deionisation       erforderlich ist, liegt die maximal     abgebbare     Leistung oft zu tief. Diese Generatoren wur  den deshalb bisher     nar    für geringere Lei  stungen hergestellt.  



  Der erfindungsgemässe     Hochlrequenzgene-          rator    mit mindestens einer gas- oder dampf  gefüllten Entladungsröhre mit     steuerbarein     Zündmoment, welche mindestens eine Anode  enthält, zeichnet sieh dadurch aus,     dass    er  mindestens einen     Aufladekondensator    auf  weist und     dass    der Schwingkondensator, der  mit einer parallel zu ihm geschalteten     IndiA--          tivität    den     Sehwingkreis    bildet,

   von einem  von einer Stromquelle aufgeladenen     Auflade-          kondensator    über eine Entladungsröhre     wie-          .derholt    aufgeladen wird, wodurch im  Schwingkreis Schwingungen erzeugt werden,  deren Leistung induktiv ausgekoppelt wird.  



  Die     Fig.   <B>1</B> bis 4 der beigelegten Zeich  nung zeigen verschiedene Ausführungsbei  spiele des Erfindungsgegenstandes.  



  In     Fig.   <B>1</B> ist V eine mit Gas oder  Dämpfen gefüllte     Entladungsröhre;        i.g.    ist  ein     Hilfsimpulsgenerator,    der entweder  mittels eines Gitters oder mittels einer Zünd  elektrode die     Entladann,    innerhalb der     Ent-          la,dungsröhre    V     Andet.    Der Kondensator<B>C,</B>  und die Spule L, bilden den     Aufladekreis,     durch den der Kondensator<B><U>C,</U></B> aufgeladen  wird.

   Der Kondensator<B>C,</B> und die Spule     L.-          bilden    einen     Sehwingungskreis;    die Energie      der Schwingungen des Kreises     L..C.    wird von  der Spule<U>L.,</U> induktiv abgenommen. Wenn  die     Induktanz    des     Aufladekreises        C,-V-C..          ,genügend        gross        ist,        kann        die        Spule        L,        -#ve(y-        n     fallen.

   Der Kondensator<B>C,</B> wird von einer  Gleichstromquelle entweder über einen W     i-          derstand    oder mit Rücksicht     auf    einen be  friedigenden Wirkungsgrad über eine Dros  selspule     L"    aufgeladen. Wenn der Konden  sator<B>C,</B> mit einer Ladung versehen ist, und  wenn in der     EntladLingsröhre    V durch  den     Hilfsimptilsgenerator    i.<B>g.</B> eine Entladung  gezündet wird, dann strömt ein Teil der La  dung vom Ladekondensator<B>C,</B> über L, und  V in den     Sehwingkondensator   <B><U>C.</U></B> über;     auf     diese Weise würden im Kreis     C,-V-L,-C..     Schwingungen auftreten.

   Da die Entladungs  röhre V als Ventil wirkt, gestattet sie keinen       Rüekiluss    der Ladung von<B><U>C.,</U></B> nach<B>C,</B> Die  Spule L., hat     nur    einen geringfügigen     Ein-          fluss    auf den vorstellend beschriebenen Vor  gang, wenn<I>L"<B>C,</B> L.,</I> und<B><U>C,</U></B> üblich     -e-          wählt    sind.

   Die auf diese Weise in den Kon  densator<B><U>C,</U></B> eingeführte Ladung erzeugt so  Schwingungen im Kreis     L..C..    Die Energie  vom     Sehwingkreis        L.C.    wird     indliktiv        aboe-          nommen,    indem z. B. der zu erhitzende Ge  genstand in das Feld der Spule<U>L,</U> einge  setzt wird. Dies hat     zur    Folge,     dass    die       SehwingLingen    des Kreises<I><U>L.,</U></I>     C.#    gedämpft  werden. Der vorstehend beschriebene Vor  gang wird dauernd im Rhythmus der zum  Gitter der Entladungsröhre zugelassenen Im  pulse wiederholt.

   Die Zündaugenblicke der  Entladungsröhre werden durch den Impuls  generator     i.g.        (Fig.   <B>1)</B> gesteuert. Die Lei  stung des Generators hängt von der Zahl  Impulse pro     Sek-Linde    ab und kann daher  durch Regulierung dieser Zahl gesteuert  v, erden.  



  Die     Ind-Lüz--tivität   <U>L,</U> braucht nicht not  wendigerweise unmittelbar parallel zum Kon  densator<B><U>C,</U></B> geschaltet zu sein, sondern     sie     kann durch eine über einen Transformator  T in den Schwingkreis eingekoppelte Spule  <U>V',</U> verwirklicht werden. Der Transformator       T    ist entweder ein eisenloser Transformator  oder ein solcher mit einem Kern aus ferro-    magnetischem Material (siehe     Fign.    2). Die  Energie wird dann von der Spule<U>L'..</U> abge  nommen.  



  Wird eine     Entladuli(Ysröhre    mit einem       Kathodenfleek    auf dem     Queeksilberspiegel     als     Elektronenquielle    verwendet, kann     prak-          tiseh    keine Abnutzung entstehen, im Gegen  satz zu einer     1-loehvaki-ium-Elektronenröhre,     deren Lebensdauer durch die begrenzte Halt  barkeit der Kathode gegeben ist.  



  Der beschriebene Generator besitzt keine       bewegliehen    Teile, so     dass        keilie        Ventila-          tionsleistunasverluste    auftreten, welche in  rotierenden Maschinen sehr beträchtlich sein  können.  



  Der     Frequenzbereieh    des Generators  reicht ungefähr von<B>1000</B> Hz bis zu meh  reren<B>100000</B> Hz. Wenn die Grösse der Ka  pazitäten beider Kondensatoren     Ci    und<B>C,</B>  der Grössenordnung nach gleich gewählt       el     wird, verliert der Kondensator<B>C,</B> wenn die  Ladung von diesem     Aufladekondensator   <B>C,</B>  in den     Schwingkondensator   <B>C,</B> übergegangen  ist, den grösseren Teil seiner Ladung, so     dass     die Anode während einer     1,-Lirzen    Periode ein  negatives Potential hat.

   Nimmt der Wert der  Kapazität<B><U>C.,</U></B> im Vergleich mit<B>C,</B> ab, verrin  gert sieh der     Seheitelwert    des     kurzzeitigeil     negativen Anodenpotentials, so     dass    im     theo-          retisehen    Extremfall     (C-,=0)    das Anoden  potential für eine unendlich kurze Zeit  gleich<B>0</B> wird. Solange das Anodenpotential  negativ ist, werden die im     Entladungsrauni     vorhandenen Ionen rasch durch die Anode  angezogen und neutralisiert, so     dass    die Ent  ladungsstrecke     niehtleitend    wird.

   Das später  auftretende positive Potential der Anode  kann wegen der negativen     Vorspannung    des  Gitters oder wegen des     Auslösehens    der  Zündelektrode nicht zur Zündung der Röhre  V führen.  



  Der     Schwingkreis        L..-C.,    oder die Dros  selspule L, oder beide können auf der  Kathodenseite der Entladungsröhre ohne  irgendeine     ÄnderLinIg    der sieh ergebenden       -'#N?'irli:-Ling    liegen.  



  Eine Ausführungsform einer solchen ab-,  geänderten Anordnung ist in     Fig.   <B>3.</B> gezeigt,  <I>n</I>      wo der     Heizkreis   <I><U>L.,<B>C.,</B></U></I> auf der Kathoden  seite und die Drosselspule L, auf der Anoden  seite vorgesehen ist.  



  Bei den vorstehend beschriebenen Aus  führungsformen ist eine     Gleiehstronispeisung     des Generators angenommen. Der Generator  kann jedoch auch durch eine     Einphasen-          oder    vorteilhaft     Mehrphasen-Weehselstrom-          quelle    gespeist werden.

   In einem solchen  Fall besteht entweder für jede Phase eine  einzelne Entladungsröhre, die durch ihr  eigenes     Clitter    oder ihre eigene     Zündelek-          trode    gesteuert wird, oder es ist eine     Mehr-          anoden-Ent.Iadun-Sröhre    mit einer gemeinsa  men Kathode und mit mehreren Gittern  oder Zündelektroden angeordnet, die ent  weder gemeinsam oder einzeln gesteuert wer  den.

   In     Fig.    4 ist beispielsweise ein Gene  rator gezeigt, der von einem     Dreiphasen-          transformator        TT    gespeist wird, wobei L,  die Speisedrossel ist, während die andern  Teile mit den gleichen     Be7ugszeiehen    wie in  den     Fig.   <B>1</B> bis<B>3</B> versehen sind. Jede Phase  besitzt bei dieser     Anordnun-    ihren eigenen       Aufladekondensator   <B>C,</B> während die verblei  benden Elemente, wie z. B.     L"        L#."   <B><I><U>C.,</U></I></B> und  L, zusammen     auf    der Kathodenseite ange  schlossen sind.

   Auch hier könnte die     Induk-          tivität   <U>L.,</U> durch einen Transformator     T    mit  daran angeschlossener Spule<B><U>E,</U></B> gebildet  sein.  



  Der Strom, der durch Kondensatoren,  welche sieh gerade nicht in Tätigkeit befin  den, fliesst, bedeutet keine Wattverluste, da  es sieh um einen reinen Blindstrom handelt.  Dieser Stromdurchgang ist notwendig,<B>um</B>  dem Kondensator eine neue Ladung zuzufüh  ren, welche dann von demselben dem     Oszilla-          tionskreis    übergeben wird.  



  Die Aufeinanderfolge der Entladungen  zu den einzelnen Anoden ist durch ihr Po  tential gegeben. Es zündet immer jene Anode,  welche gerade das höchste Potential gegen  über der Kathode besitzt.  



  Hierbei ist natürlich vorausgesetzt,     dass     das Verhältnis zwischen der Frequenz des       Weehselstromes    und der     Zündfrequenz    ein    solches ist,     dass    eine Zündung überhaupt  zustande kommen kann.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCI-1: Hochfrequenzgenerator mit mindestens einer gas- oder dampfgefüllten Entladungs röhre mit steuerbarem Zündmoment, welche mindestens eine Anode enthält, dadurch ge kennzeichnet, dass er mindestens einen Auf- ladekondensator aufweist und dass der Sehwingkondensator <B>(C.),</B> der mit einer parallel zu ihm geschalteten Induktivität (L,) den Sehwingkreis bildet, von einem von einer Stromquelle aufgeladenen Aufladekon- densator <B>(C,)

   </B> über eine Entladungsröhre (V) wiederholt aufgeladen wird, wodurch im Schwingkreis (L.,C,) Schwingungen er zeugt werden, deren Leistung induktiv aus gekoppelt wird. UNTERANSPRüCHE: <B>1.</B> Generator nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Induktivitiit (L,) des Sehwingkreises (L,C,) aus einer über einen Transformator (T, Fig. 2) dem Sehwingkondensator (C,) parallel geschal teten Spule (L,") besteht. 2.

   Generator nach Patentanspruch und Unteranspruch<B>1,</B> dadurch gekennzeiehnet, dass in den Stromkreis, welcher von der Ent- ladung,#sröhre (V), dem Schwingkreis (L" C,) und einem Aufladekondensator (C,) ge bildet wird, eine zusätzliche Spule (L,) ein gefügt ist.

   <B>3.</B> Generator nach Patentanspruch und Unteranspriiehen <B>1</B> und 2, dadurch gekenn zeichnet, dass er zum Aufladen des Auflade- kondensators (C,) mit einer Einphasen- Wechselstromquelle eingerichtet ist. 4. Generator nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet<B>'</B> dass er zum. Betrieb mit einer Mehrphasen-Weehselstromquelle eingerichtet und für jede Phase mit einer Entladungsröhre versehen ist und der ge meinsame Sehwingkreis auf der Kathoden seite der Entladungsröhren liegt.

   <B>5.</B> Generator nach Patentanspruch und Unteransprüehen <B>1</B> und 2, dadurch gekenn- zeichnet, dass er zum Betrieb mit einer Mehr- phasen-Weehselstromquelle eingerichtet ist und dass er eine Entladungsröhre mit gleich viel Anoden als Phasen besitzt, wobei für <B>jede</B> Phase ein Aufladekondensator vor handen ist.

   <B>6.</B> Generator nach Patentanspruch, und Unteransprüchen <B>1</B> bis<B>3,</B> dadurch gekenn zeichnet, dass seine Leistung durch die Fre quenz der Steaerimpulse steuerbar ist.