DE881389C - High-frequency transmitter with changeable translation ratio - Google Patents

Description

Hochfrequenzübertrager mit veränderbarem Übersetzungsverhältnis Bei Hochfrequenzübertragern ist es in vielen Fällen erwünscht, das Übersetzungsverhältnis innerhalb bestimmter Grenzen zu ändern. Dies kaun. z. B. dadurch geschehen, daß mittels eines Schalters an einer oder beiden Wicklungen mehrere Windungen abgeschaltet oder kurzgeschlossen werden. Bei einer feinen Regelung ist ein Stufenschalter erforderlich, der einzelne Windungen oder auch Teile davon abzuschalten bzw. kurzzuschließen gestattet. Ist eine vollkommen kontinuierliche Änderung des Übersetzungsverhältnisses notwendig, so muß ein Schleifer, an den Windungen entlanglaufen. Wenn die Wicklung einer Spule jedoch auf hohem Potential gegenüber Erde oder anderen in der Nähe liegenden Leitungen liegt, list die Benutzung eines Schalters mit großen Schwierigkeiten verbunden, abgesehen davon daß Schleifkontakte in Hochfrequenzkreisen stets unerwünscht sind.High-frequency transformer with variable transmission ratio At In many cases, it is desirable for high-frequency transformers to change the transmission ratio to change within certain limits. This kaun. z. B. happen that switched off several turns by means of a switch on one or both windings or short-circuited. A step switch is required for fine control, which allows individual turns or parts of them to be switched off or short-circuited. If a completely continuous change of the gear ratio is necessary, so a grinder must run along the turns. When winding a coil but at a high potential with respect to earth or other nearby lines if the use of a switch is associated with great difficulties, apart from the fact that sliding contacts are always undesirable in high-frequency circuits.

Die Notwendigkeit, das Übersetzungsverhältnis eines Übertragers möglichst einfach und ohne große Schaltmaßnahmen zu ändern, besteht überall da, wo sich die Anpassungsverhältnisse öfter ändern, eigne optimale Anpassung aber zwecks größtmöglicher Leistungsübertragung angestrebt werden muß. Das ist z. B. bei Generatoren für Hochfrequenzwärme der Fall. Hier arbeitet die Senderöhre auf einen Schwingungskreis, .der :durch die Wirbelströme im zur Erwärmung bestimmten Gut gedämpft wird und den Verbraucherwiderstand :darstellt, der an die Röhre aangepaßt werden muß.The need to change the gear ratio of a transformer as much as possible can be changed easily and without major switching measures, is available wherever the Change adaptation ratios more often, but make your own optimal adaptation for the greatest possible purpose Power transfer must be sought. This is e.g. B. in generators for high frequency heat the case. Here the transmitter tube works on an oscillation circuit, .der: through the Eddy currents are damped in the material intended for heating and the consumer resistance : represents which must be adapted to the tube.

Es ist bekannt, daß eine kurzgeschlossene Spule, die mit einer zweiten Spule gekoppelt ist, in dieser die Induktivität entsprechend dem Kopplungsfaktor der Spulen herabsetzt. Es gilt hier die Beziehung L = (1 - K2) L1. Hierin ist L1 die Induktivität der unbeeinflußten Spule, L die erzielte Induktivität und IK der Kopplungsfaktor zwischen den leiden Spulen. Das- Feld, das von L1 erzeugt wird, wird teilweise durch das als Folge dieses Feldes lauftretende Gegenfeld der Kurzschlußspule kompensiert. Für K= i wird L = o, d. h. die Ankopplung der Kurzschlußspule kommt einem direkten Kurzschluß von L1 gleich.It is known that a short-circuited coil connected to a second Coil coupled is, in this the inductance according to the Reduces the coupling factor of the coils. The relationship L = (1 - K2) L1 applies here. Here, L1 is the inductance of the unaffected coil, L the achieved inductance and IK is the coupling factor between the suffering coils. The field generated by L1 is partly due to the opposing field that occurs as a result of this field Short circuit coil compensated. For K = i, L = o, i.e. H. the coupling of the short-circuit coil equals a direct short circuit of L1.

Eine Erhöhung der Induktivität erzielt man durch Kopplung eines ferromagnetischen Körpers mit einer von Wechselströmen durchflossenen Spule. Bei Hochfrequenz wird ein sogenannter HF-Eisenkern zur Änderung der Induktität benutzt.An increase in inductance can be achieved by coupling a ferromagnetic Body with a coil through which alternating currents flow. At high frequency, a so-called HF iron core is used to change the inductance.

Die Erfindung benutzt die bekannten Tatsachen zur Lösung der Aufgaben einer stufenlosen und kontaktlosen Regelung des Übersetzungsverhältnisses seines Hochfrequenzübertragers. Dies geschieht dadurch, daß die Wicklungen des Übertriagers ein über die Wicklungslänge sich änderndes Teilübersetzungsverhältnis erbalten und in' ihrem magnetischen Feld lein oder mehrere Elemente he-, weglich vorgesehen werden, die entsprechend ihrem jeweiligen Kopplungsgrad das magnetische Feld und somit die Induktivität von Teilen der Wicklungen beeinflussen.The invention uses the known facts to solve the problems a stepless and contactless regulation of the transmission ratio of his High frequency transformer. This is done by the winding of the transformer obtain a partial transmission ratio that changes over the winding length and lone or several elements are provided in their magnetic field to be moved, which, according to their respective degree of coupling, the magnetic field and thus the Affect the inductance of parts of the windings.

Dies geschieht beispielsweise dadurch, daß der Übertrager aus Sekundär- und P rimärspule besteht, welche konzentrisch zueinander angeordnet sind, und das Element, das gemäß der Erfindung zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses verwendet wird, innerhalb eder inneren Spule veränderbar angeordnet ist. Die Veränderung des Übersetzungsverhältnisses kann nun einerseits dadurch geschehen, daß. im Fall der Verwendung einer kurzgeschlossenen Spule diese drehbar angeordnet wird. Aber auch im, Fall der Verwendung des Hochfrequenzeisenkerns kann die Drehmöglichkeit verwendet werden, wenn der Kern leine entsprechende Form hat, beispielsweise. eine Zylinderform, und so bei der Drehurg senkrecht zur Spulenachse seinen Abstand zur Spule verändert. Vorzuziehen ist jedoch, das verwendete Element längs der Achse in die innere Spule lein schiebbar zu gestalten, so daß je nachdem, wie weit der Körper in die Spule eingedrungen ist, die Induktvität von Teilen der Spule und somit das gesamte Übersetzungsverhältnis des Übertragers geändert wird.This happens, for example, that the transformer from secondary and primary coil consists, which are arranged concentrically to one another, and that Element used according to the invention to change the gear ratio is changeably arranged within each inner coil. The change in the Transmission ratio can now happen on the one hand that. in the case of Using a short-circuited coil this is rotatably arranged. But also in the case of using the high frequency iron core, the rotation facility can be used if the core has a corresponding shape, for example. a cylindrical shape, and so changed its distance to the coil in the case of the Drehurg perpendicular to the coil axis. However, it is preferable to insert the element used along the axis into the inner coil To make lein slidable, so that depending on how far the body into the coil has penetrated, the inductivity of parts of the coil and thus the entire transmission ratio of the transformer is changed.

Dabei ist Bedingung, daß die Wicklungsdichte iner der Spulen, beispielsweise der Primärspule, in ihrer Länge unterschiedlich ist und somit eine Verschiedenheit in der Intensität des magnetischen Feldes zur Folge halt. Es können aber auch beide Übertragerwicklungen eine sich über die Wicklungslänge ändernde, jedoch voneinander unaterschiedliche Windungsdichte taufweisen.It is a condition that the winding density in the coils, for example the primary coil, is different in length and thus a difference result in the intensity of the magnetic field. But it can also be both Transformer windings change over the length of the winding, but differ from each other have different winding densities.

Wird nun der erwähnte Körper in die Spule eingeschoben, so hat er an der Stelle, an der die größte Wicklungsdichte herrscht, die größte Veränderung des Übersetzungsverhältnisses zur Folge und umgekehrt bei der geringsten Wicklungsdichte die kleinste Veränderung. Dies hängt damit zusanmenen, daß durch Induktivitätsbeeinflussung ungleicher Teile von Primär- und Sekundärwicklung das Verhältnis der Induktivitäten der Gesamtwicklungen sieh ändert.If the mentioned body is now pushed into the coil, it has at the point where there is the greatest winding density, the greatest change of the transmission ratio and vice versa with the lowest winding density the smallest change. This has to do with the fact that by influencing the inductance unequal parts of the primary and secondary winding the ratio of the inductances the total windings see changes.

Beispielsweise ist es möglich, die Spule zu einer Hälfte peng und zur anderen Hälfte weit zu wickeln und den Kopplungskörper annähernd halb so lang wie die Spule zu machen. In diesem Fall tritt der Körper zunächst in die weitgewickelte Hälfte der Spüle sein, koppelt schließlich mit dieser vollständig, verläßt das wehgewickelte Feld und tritt in das enggewickelte Rein, bis es schließlich mit diesem vollständig koppelt. Auf diese Weise wird eine allmähliche Änderung dies Übersetzungsverhältnisses erreicht.For example, it is possible to peng and half the coil to wrap the other half wide and the coupling body approximately half as long how to make the coil. In this case, the body first steps into the coiled one Being half of the sink, finally coupling with it completely, leaving the wounded Field and enters the tightly wound rein until it is finally complete with this couples. In this way there will be a gradual change in this gear ratio achieved.

In der Abb. 1 ist das Beispiel Reines Übertragers mit Kurzschlußspule dargestellt. Dort zeigt die Primärwicklung L1 in ihrer oberen Hälfte der Gesamtlänge 56 Windungen, während die untere Hälfte nur 1 4 Windungen aufweist. Die Sekundärwicklung L2 hat hier 24 Windungen.Fig. 1 shows the example of a pure transformer with a short-circuit coil shown. There the primary winding shows L1 in its upper half of the total length 56 turns, while the lower half has only 1 4 turns. The secondary winding L2 has 24 turns here.

Bei dem in Abb. 1 dargestellten Beispiel wurde in den beiden Endstellungen des Kopplungskörpers eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses un den Faktor 2,9 erzielt. Der Kopplungsfaktor zwischen Primär- und Sekundärspule schwankte dabei zwischen den Werten o,56 und o,68.In the example shown in Fig. 1, in the two end positions of the coupling body a change in the transmission ratio un a factor of 2.9 achieved. The coupling factor between the primary and secondary coil fluctuated between the values o.56 and o.68.

In Fällen, bei denen es lauf einen möglichst großen Kopplungsfaktor ankommt, wird der übertrager als Autotransformatornach Abb. 2 geschaltet. Es ergibt sich dann eine etwas kleinere Regelbarken (im genannten Beispiel um den Faktor 2,3), jedoch ein größerer Kopplungsfaktor von 0,76 bis o,8o. Die Abstände zwischen dem Kopplungskörper und den einzelnen Zylinderspulen müssen so klein gemacht werden, als die jeweiligen mechanischen und Spannungsverhältnisse es zulassen. Wenn die Induktivität der Sekundärspule nur kleinen Schwankungen unterworfen sein darf, müssen die Wicklungen dieser Spule nach den Rändern zu dichter gemacht werden.In cases where the coupling factor is as large as possible arrives, the transformer is switched as an autotransformer according to Fig. 2. It results then a somewhat smaller controllability (in the example mentioned by a factor of 2.3), however, a larger coupling factor of 0.76 to 0.8o. The distances between the Coupling body and the individual solenoid must be made so small than the respective mechanical and tension conditions allow. If the The inductance of the secondary coil may only be subject to small fluctuations the windings of this coil are made tighter towards the edges.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel besteht darin, daß der Übertra ger in mehrere Einzelübertrager aufgeteilt wird, welche in Serie geschaltet sind, und von denen jeder ein Element, kurzgeschlossene Spuleoder Hochfrequenzeisenkern oder auchbeides, besitzt. Diese Elemente können :dann einzeln oder in Kombination betätigt werden, wodurch einegroße Zahl von Möglichkeiten in :der Wahl dies übersetzungsverh,ältnisses gegeben ist.Another embodiment is that the Überra ger is divided into several individual transformers, which are connected in series, and each of which has an element, short-circuited coil, or high-frequency iron core or also both, owns. These elements can: then be actuated individually or in combination thereby creating a large number of possibilities in the choice of this translation ratio given is.

Den bekannten Einrichtungmn zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses gegenüber hat die gemäß der Erfindung den Vorteil größerer Einfachheit in Konstruktion und Handhabung bei größerer Leistungsübertragung. Die Spulen werden unter-.einander nicht verschoben, wodurch ,die Zwischenräume zwischen ihnen sehr klein ;gehalten werden können,. Die Wicklungen können unter Umständen unmittelbar aufeinander- rund ineinandergewickelt werden, wodurch leine enge Kopplung, d. h. ein ,guter Kopplungsfaktor erreicht wird. Dies hat wiederum große Leistungsübertragung und somit hohe Wirtschaftlichkeit zur Folge. Kontakte sind nicht erforderlich, da der bewegte Körper in sich kurzgeschlossen ist. Die Führung dieses Körpers kann somit in einfachster Weisie erfolgen. All dieses bedeutet eine große Ersparnis an Material- und Herstellungskosten und höchste Betriebssicherheit.The known device for changing the gear ratio compared to that according to the invention has the advantage of greater simplicity in construction and handling with larger power transmission. The coils are placed under each other not shifted, thereby, the spaces between them very small; kept can be. The windings can, under certain circumstances, round one another directly on top of one another are wrapped one inside the other, thereby creating a tight coupling, i. H. a, good coupling factor is achieved. this has turn large power transfer and thus high economic efficiency. Contacts are not required as the moving body is short-circuited in itself. The guidance of this body can thus done in the simplest possible way. All of this means a great saving in material and manufacturing costs and maximum operational reliability.

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Hochfrequenzübertrager mit veränderbarem Ü bersetzungsverhältnis, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungen des Übertragers ein über die Wicklungslänge sich änderndes Teilühersetzungsverhältnis besitzen und daß in ihrem magnetischen Feld ein oder mehrere Elemente beweglich vorgesehen sind, die entsprechend ihrem jeweiligen Kopplungsgrad das magnetische Feld des Übertragers und somit die Induktivität von Teilen der Wicklungen beeinflussen. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einie in sich kurzgeschlossene Spule, die im magnetischen Feld des übertragers in ihrer Lage veränderbar angeordnetist. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Hochfrequenzeisenkern, der im magnetischen Feld des Übertragers hinsichtlich seiner Lage veränderbar angeordnet ist. 4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beeide Übertragerwicklungen eine sich über die Wicklungslänge ändernde, jedoch voneinander unterschiedliche Windungsdichte aufweisen. 5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch konzentrisch zueinander angeordnete Primär- und Sekundärwiclklungen, in deren Innern sich das zur Beeinflussung des magnetischen Feldes dienende Element befindet. 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Beeinflussung des magnetischen Feldes dienende Element in Längsrichtung der Spulen innerhalb dieser verschiebbar angeordnet ist. 7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Primär- und Sekundärspule gleich lang und das beeinflussende Element etwas kürzer als die Hälfte dieser Spulen, ist. B. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß leine der Spulen eine Wicklung aufweist, welche in einer Hälfte sehr weit und in der anderen sehr eng gewickelt ist. g. Einrichtung noch einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ü bertrager als Autotransformator geschaltet ist. 1o. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung der Sekundär spuke an den Rändern verdichtet ist. 1 1. Einrichtung mach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Übertrager in mehrere in Serie geschaltete Einzelübertrager mit verschiedenen übersetzungsverhältnissen mit je besonderen die In, duktivität beeinflussenden Elementen aufgeteilt ist. 1z. Einrichtung nach einem der vo,rhergehendien Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwend.ung bei Generatoren zur Erzeugung von Hüchfrequenzwärme zur Anpassung dies Außen; widerstandes an die Generatorröhre. Angezogene Druckschriften Französische Patentschriften Nr. 815 003, 836 8 16e.PATENT CLAIMS: 1. High-frequency transformer with variable transmission ratio, characterized in that the windings of the transformer have a partial replacement ratio that changes over the winding length and that one or more elements are movably provided in their magnetic field which, according to their respective degree of coupling, the magnetic field of the transformer and thus affect the inductance of parts of the windings. Device according to Claim 1, characterized by a self-short-circuited coil which is arranged so that its position can be changed in the magnetic field of the transmitter. 3. Device according to claim 1 or 2, characterized by a high-frequency iron core which is arranged changeable with regard to its position in the magnetic field of the transformer. 4. Device according to claim 1, characterized in that both transformer windings have a winding density which changes over the winding length but which differs from one another. 5. Device according to one of the preceding claims, characterized by primary and secondary windings arranged concentrically to one another, in the interior of which the element serving to influence the magnetic field is located. 6. Device according to claim 5, characterized in that the element serving to influence the magnetic field is arranged displaceably in the longitudinal direction of the coils within them. 7. Device according to claim 6, characterized in that the primary and secondary coils are of equal length and the influencing element is somewhat shorter than half of these coils. B. Device according to claim 7, characterized in that the line of the coils has a winding which is wound very far in one half and very tightly in the other. G. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the transformer is connected as an autotransformer. 1o. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the winding of the secondary spool is compacted at the edges. 1 1. Device make one of the preceding claims, characterized in that the transformer is divided into several series-connected individual transformers with different gear ratios, each with special elements influencing the inductivity. 1z. Device according to one of the preceding claims, characterized by the use in generators for generating high frequency heat to adapt this outside; resistance to the generator tube. Referred documents French patents nos. 815 003, 836 8 16e.