DE963889C - Hochfrequenzoszillator fuer Induktionsheizung - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 16. MAI 1957

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Die Erfindung betrifft einen Oszillator zur Speisung eines Induktors zur Induktionsheizung von Werkstücken kleiner Abmessungen. Es handelt sich somit um einen Oszillator, dessen Schwingfrequenz sehr groß ist (größenordnungsmäßig iooMHz). Der verwendete Hochfrequenzoszillator enthält in bekannter Weise eine Lecherleitung als Schwingsystem und eine Schwingröhre, deren Anode über einen Leiter des Lechersystems mit dem positiven Pol und deren Gitter über den anderen Leiter mit dem negativen Pol einer Spannungsquelle verbunden sind.

Die Erfindung betrifft im besonderen im Vergleich zu den Oszillatoren bekannter Bauart eine neuartige Kopplung zwischen der Schwingröhre und dem die Spule zur Induktionsheizung enthaltenden Schwingkreis, wodurch ein besserer Wirkungsgrad des Oszillators erzielt wird. Sie betrifft außerdem eine neue Schaltung zur Einstellung der Gittererregung.

Die erfindungsgemäße Anordnung zeichnet sich gegenüber bekannten Oszillatoren durch einen einfachen Aufbau aus, welcher es ermöglicht, die Zuleitungen gleichzeitig als Schaltelemente des - Schwingkreises und als Koppkingselemente zu verwenden. Dadurch kann die Schwingröhre von der zur Heizung dienenden Induktionsspule weiter entfernt werden, was eine größere Stabilität des Systems gewährleistet. Die Ankopplung des Lastkreises an den Schwingkreis geschieht unter Aus-

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nutzung des nichtstationären Verhaltens der Lecherleitung gleichzeitig induktiv und kapazitiv Dadurch wird es möglich, den Strom im Lastkreis zu verändern, ohne daß die Frequenz des Schwingkreises beeinflußt wird.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Lastkreis aus zwei die Leiter des Lechersystems jeweils auf eine Länge von etwa ¹U Wellenlänge konzentrisch umgebenden, beiderseitig offenen zylindrischen Leitern und einer ihre der Röhre abgewandten Enden verbindenden Lastspule besteht und daß mit einem zylindrischen Leiter eine Platte • gleicher Länge verbunden ist, die durch Änderung der Kapazität zwischen den zylindrischen Leitern eine Änderung des Laststromes in der Spule erlaubt.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung beruht darin, daß die Erregung des Gitters der Schwingröhre mittels einer veränderlichen Kapazität einao gestellt wird, deren eine Klemme an Masse liegt, während die andere mit dem gemeinsamen Punkt von zwei gleichen Kapazitäten verbunden ist, die miteinander in Reihe geschaltet sind und parallel zu der Glühkathode der Schwingröhre liegen. Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber erläutert. Fig. ι zeigt schematisch einen erfindungsgemäißen Hochfrequenzoszillator;

Fig. 2 zeigt einen Teil einer Schaltung eines Oszillators üblicher Bauart;

Fig. 3 zeigt eine Einzelheit der Schaltung. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel ist die Schwingröhre eine Triode 1. Die Anode 2 dieser Triode 1 ist über den einen Leiter 3 des Lechersystems und über eine Drossel 4 mit dem positiven Pol einer nicht dargestellten Gleichspannungsquelle verbunden. Das Gitter 5 der gleichen Triode 1 liegt über den zweiten, zu dem Leiter 3 parallelen Leiter 6 des Lechersystems und über einen Widerstand 8 an Masse. Der negative Pol der Gleichspannungsquelle liegt gleichfalls direkt an Masse. Eine Entkopplungskapazität 7 verbindet das dem Gitter 5 abgewandte Ende des Leiters 6 mit Masse. Jeder der beiden Leiter 3 bzw. 6 des Lechersystems wird von einem beiderseitig offenen, zylindrischen Leiter 9 bzw. 10 auf eine Länge von etwa ¹A Wellen-, länge umgeben. Die der Schwingröhre 1 abgewandten Enden der Leiter 9 und 10 sind über die Induktionsspule 11 miteinander verbunden. So Eine z. B. durch Schellen 13 und 14 an dem Leiter 10 oder 9 befestigte Platte 12 gestattet durch Veränderung ihrer Lage die Einstellung der Kapazität zwischen den zylindrischen Leitern 9 und 10.

Die Arbeitsweise dieses Oszillators ergibt sich aus einem Vergleich mit der Arbeitsweise eines Oszillators üblicher Bauart, von dem das Schaltbild der Fig. 2 den Schwingkreis darstellt. Dieser besteht gleichfalls aus einem Lechersystem, das aus zwei die Induktionsspule 11 unmittelbar speisenden parallelen Leitern· 3 und 6 gebildet wird. Die Leiter 3 und 6 sind mit der Anode 2 bzw. dem Gitter 5 der Schwingröhre 1 über Sperrkapazitäten 19 und 20 verbunden. Eine parallel zu der Leitung 3, 6 liegende einstellbare Kapazität 21 gestattet die Regelung des Stroms in der Induktionsspule 11.

Im Gegensatz dazu ist bei der erfindungsgemäßen Anordnung die Schwingspule 11 nicht direkt mit dem Schwingkreis verbunden, sondern über die beiden zylindrischen Leiter 9 und 10 angekoppelt. Die Kopplung zwischen den Leitern 3 und 6 einerseits und den Zylindern 9 und 10 andererseits ist vorwiegend kapazitiv auf der Seite, wo die Spannung hoch und der Strom niedrig ist, d. h. auf der der Schwingröhre zugewandten Seite. Dagegen besteht auf der Seite, wo der Strom groß und die Spannung gering ist, also auf der der Schwingspule zugewandten Seite, in erster Linie eine magnetische Kopplung.

Eine Verstellung der Platte 12 bewirkt eine Veränderung der Kapazität zwischen den Leitern 9 und 10. Dadurch kann, ähnlich wie bei einer Verstellung der Kapazität 21 (Fig. 2) der Strom in der Lastspule 11 eingestellt werden. Im Gegensatz zu der früher bekannten Schaltung nach Fig. 2 wird jedoch bei der erfindungsgemäßen Schaltung von Fig. ι hierbei die Frequenz des Schwingkreises praktisch nicht beeinflußt.

Die Glühkathode 15 der Schwingröhre 1 (s. Fig. 1) wird über zwei Sperrdrosseln 22 und 23 von einem Transformator 24 gespeist, bei welchem der Mittelpunkt der Sekundärwicklung an Masse liegt. Außerdem liegt parallel zu der Glühkathode 15 die durch zwei gleiche Kapazitäten 16 und 17 gebildete An-Ordnung, deren Mittelpunkt über eine veränderliche Kapazität 18 an Masse gelegt ist. Diese veränderliche Kapazität gestattet die Einstellung der Erregung des Gitters· der Triode 1. Die Kombination der Kapazitäten zwischen den Elektroden 100. der Triode 1 mit den Kapazitäten der an diese angeschlossenen Teile kann nämlich in der in Fig. 3 gezeigten Weise schematisch dargestellt werden. In dieser Fig. 3 stellen α und b die Kapazitäten Anode-Kathode bzw. Kathode-Gitter der Triode 1 dar, während c und d die Kapazitäten der Leiter 3 und 6 gegen Masse darstellen., wobei diese beiden letzteren Kapazitäten im wesentlichen einander gleich sind. Die Größe der Gitterwechselspannung wird somit durch einen kapazitiven Spannungsteiler bestimmt. Zur Veränderung der Gitterwechselspannung müssen die gegenseitigen Werte der Kapazitäten verändert werden, was mittels der veränderlichen Kapazität κ8 erfolgt. Bei Veränderung der Kapazität 18 ändern sich nämlich die Kapazi- "5 täten dem Absolutwert nach um den gleichen Betrag, ihr Relativwert ändert sich aber, da α und b sehr verschiedene Werte haben.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Hochfrequenzoszillator für induktive Heizung mit einer Lecherleitung als Schwingsystem und mit einer Schwingröhre, deren Anode über einen Leiter des Lechersystems mit dem positiven Pol einer Spanmungsquelle und deren Gitter über den anderen Leiter mit deren nega-

   tivem Pol verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, d'aß der Lastkreis aus zwei die Leiter des Lechersystems (3 und 6) jeweils auf eine Länge von etwa ¹U Wellenlänge konzentrisch umgebenden, beiderseitig offenen zylindrischen Leitern (9, 10) und einer ihre der Röhre abgewandten Enden verbindenden Lastspule (11) besteht und daß mit einem zylindrischen Leiter (10) eine Platte (12) gleicher Länge verbunden ist, die durch Änderung der Kapazität zwischen den zylindrischen Leitern (9, 10) eine Änderung des Laststromes in der Spule (11) erlaubt.
2. 2. Hochfrequenzoszillator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregung des Gitters (5) der Schwingröhre mittels einer veränderlichen Kapazität (18) eingestellt wird, deren eine Klemme an Masse liegt, während die andere mit dem gemeinsamen Punkt von zwei gleichen Kapazitäten (16,17) verbunden ist, die miteinander in Reihe geschaltet sind und parallel zu der Glühkathode (15) der Schwingröhre liegen.

   In Betracht gezogene Druckschriften:

   USA.-Patentschrift Nr. 2534521.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen

   © 609 709/157 11.56 (709 514/232 5.57)