Elektrischer Kondensator Ein elektrischer Kondensator ist im wesentlichen durch seine Kapazität gekennzeichnet. Jede Änderung der an die durch das Kondensatordielektrikum von einander isolierten Kondensatorbelegungen gelegten Spannung bedeutet eine Störung des elektrischen Gleichgewichtes, zu dessen Wiederherstellung (Aus gleich) entsprechende elektrische Ladungen trans- portiert werden müssen.
Man spricht dabei von Ausgleichsströmen bzw. von über die Kondensator belegungen und das dazwischen befindliche Kond'en- satordielektrikum fliessenden Kondensatorströmen. Solange diese Ströme sowohl in ihrer Grösse als auch in ihrer zeitlichen Änderung sehr klein sind, sind die Widerstände der Stromwege (Strompfade) praktisch bedeutungslos. 'Je grösser diese Stromände rungen werden, desto grösser wird auch der Einfluss dieser inneren Widerstände, die Leistungsverluste bewirken und im allgemeinen als nachteilig angesehen werden müssen. Bei sehr grossen und sehr schnellen Stromänderungen kann dieser Einfluss nicht mehr vernachlässigt werden.
Insbesondere bei gewollt schnell ablaufenden Vorgängen (hochfrequente Wech selströme, schnelle und starke Entladungen bei hohen Spannungen usw.) ist es erforderlich, den hier über wiegenden induktiven Widerstand der Strompfade so klein wie möglich zu halten.
So lässt sich zwar durch kürzeste Verbindungsleitungen zwischen Kon- densatoranschluss und -belegung und zwischen den einzelnen Teilkondensatoren einer Kondensatorbat- terie eine weitgehende Verringerung der Leitungs widerstände erreichen, aber wegen der durch die Grösse der geforderten Kapazität bedingten Ab messungen sowohl der Belegungen (Breite und Länge) als auch der einzelnen Teilkondensatoren (Zwischen abstände) kann ein bestimmter Mindestwert nicht unterschritten werden.
Berücksichtigt man jedoch die bekannte Tatsache, dass das um einen strom- durchflossenen Leiter erzeugte und für den induk tiven Widerstand massgebende Magnetfeld durch ein gleichgrosses, entgegengesetzt gerichtetes Magnetfeld kompensiert und damit das resultierende Magnetfeld weitgehend zum Verschwinden gebracht werden kann, so ist durch möglichst enge Parallelführung der Strompfade (Leitungen usw.) mit entgegengesetzten Stromrichtungen eine Möglichkeit gegeben, den in duktiven Widerstand des Kondensators auf ein mög lichst geringes Mass herabzudrücken.
Insbesondere aus der Funkentstörungstechnik ist es bekannt, die Belegungen z. B. eines Wickelkon- densators derart mit den Anschlüssen zu verbinden, dass die in Längsrichtung der aufgewickelten Bele gungen fliessenden hochfrequenten Störströme gegen läufig sind. Ebenso ist auch ein Funkentstörungs- kondensator bekannt, bei dem die beiden Stör spannung führenden Leitungen im Wickelkern-Hohl- raum durch den Kond'snsatorwickel hindurchgeführt und dort mit den Anfängen der entsprechenden Be legungen verbunden sind.
Die Erfindung bezieht sich nun auf einen elek trischen Kondensator aus zwecks Verringerung seiner Eigeninduktivität gleichzeitig gruppenweise parallel und in Reihe geschalteten, zu einer Säule aufeinander gestapelten Teilkondensatoren in Form von Flach wickeln mit Anschlussbrücken und hat das Kenn zeichen, dass durch diese Anschlussbrücken die Teil kondensatoren derart miteinander verbunden sind, dass die in unmittelbar benachbarten Teilkondensatoren fliessenden Ströme zueinander entgegengesetzt ge richtet sind, um die von ihnen herrührenden Magnet felder gegenseitig weitgehend zu kompensieren.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben (Fig. <I>4a, b),</I> während Fig. 1...3 grundsätzlichen Darlegun gen dienen. In der Fig. 1 stellt 1' einen Flachwickel mit den beiden nach je einer Stirnseite herausgeführten Bele- gungsanschluss (oder Stromzuführungs-) -Blechen 2' und 3' dar.
Bei Anschluss an jeweils zwei einander unmittelbar gegenüber befindlichen Stellen der beiden Belegungen werden die Kondensatorströme in den beiden Belegungen gegenläufig, d. h. die Magnetfelder heben sich praktisch gegenseitig auf, während die Magnetfelder um die in Richtung der Wickelachse geführten beiden Anschlussleiter gleichsinnig sind, deshalb nach aussen und somit als induktiver Wider stand wirksam bleiben.
Bei Reihenschaltung von mehreren flach über einander gestapelten Flachwickeln. in der in Fig. 2 dargestellten Art werden - wie die Strompfeile zei gen -auch die Magnetfelder der in Achsrichtung der benachbarten Wickel fliessenden Ströme gegen seitig mehr oder weniger kompensiert. Dies trifft jedoch nicht mehr zu bei einer Reihenschaltung von jeweils mehreren parallel geschalteten Teilwickeln gemäss Fig. 3,
weil die von entgegengesetzt gerichte ten Strömen .durchflossenen mittleren Strompfade jeder parallel geschalteten Gruppe zu weit vonein- ander entfernt liegen. Diese mangelhafte Kompen- sierung der Magnetfelder gilt es zu vermeiden.
In dem Ausführungsbeispiel nach Fig.4 sind 12 Flachwickel übereinandergestapelt. Um nun die in Achsrichtung der Wickel verlaufenden Ströme in jeweils zwei Nachbarwickeln gegenläufig zu er halten, sind diese beiden Nachbarwickel (1 und 2, 3 und 4, 5 und 6 usw.) in Reihe und je zwei oder mehr solcher Reihenschaltungen parallel geschaltet (Fig.4a) oder zwei oder mehr nicht unmittelbar benachbarte Wickel (1, 3, 5 und 2, 4, 6)
parallel und je zwei oder mehr solcher Parallelschaltungen in Reihe geschaltet (Fig. 4a). Das Stromlaufbild ist in Fig. <I>4a</I> bzw.
4a' dargestellt, wobei - entsprechend den vorerwähnten beiden Schaltbeispielen - unter Beibehaltung der Anschlussbrücken auf der einen, aus den jeweils übereinanderliegenden Stirnseiten der Teilwickel gebildeten Stirnseite (Ansicht<I>A,</I> in Fig. <I>4b</I> besonders dargestellt) der Wickelsäule, nach Fig. 4a die Anschlussbrücken auf der anderen Stirnseite der Wickelsäule jeweils immer zwei unmittelbar benach-,
harte Wickel oder nach Fig.4a' zusätzlich dieses Paar mit zwei oder mehreren Nachbarpaaren ver- binden. In dem hier gewählten Beispiel läuft der Kondensatorstrom gleichzeitig über die Wickel 1, 3, 5 von der einen Stirnseite zur anderen und über die Wickel 2, 4, 6 entweder getrennt oder parallel geschaltet wieder zurück, tritt dann in die Wickel 7, 9, 11 ein und verlässt den Kondensator schliesslich über die ebenfalls parallel geschalteten Wickel 8, 10, 12.
Zusätzlich lassen sich die Kondensatorzulei- tung (über Wickel 1) und die Kondensatorrück- leitung (über Wickel 12) so eng parallel zueinander geführt anordnen (z. B. über das umgebende Kon- densatorgehäuse), dass sich ihre umgebenden Magnet felder ebenfalls gegenseitig kompensieren.
Auf die beschriebene Weise kann eine solche Kondensatorbatterie weitgehend induktionsfrei auf gebaut werden, so dass z. B. hohe Entladungsströme (bei hohen Stossspannungen) fast ungeschwächt er zeugt werden können.
Electrical capacitor An electrical capacitor is essentially characterized by its capacity. Every change in the voltage applied to the capacitor assignments, which are isolated from one another by the capacitor dielectric, means a disruption of the electrical equilibrium, to restore (equalize) corresponding electrical charges must be transported.
One speaks of equalizing currents or of capacitor currents flowing over the capacitor assignments and the capacitor dielectric located between them. As long as these currents are very small both in size and in their change over time, the resistances of the current paths (current paths) are practically meaningless. The greater these current changes, the greater the influence of these internal resistances, which cause power losses and must generally be regarded as disadvantageous. In the case of very large and very rapid changes in current, this influence can no longer be neglected.
Particularly in the case of deliberately fast processes (high-frequency AC currents, fast and strong discharges at high voltages, etc.), it is necessary to keep the inductive resistance of the current paths, which predominates here, as small as possible.
Although the shortest connection lines between the capacitor connection and occupancy and between the individual partial capacitors of a capacitor battery can reduce the line resistances to a large extent, this is due to the dimensions of the occupancy (width and length) that are due to the size of the required capacitance ) as well as the individual partial capacitors (intermediate distances) cannot fall below a certain minimum value.
However, if one takes into account the well-known fact that the magnetic field generated around a current-carrying conductor and decisive for the inductive resistance can be compensated for by an equally large, oppositely directed magnetic field and thus the resulting magnetic field can largely be made to disappear, then through the closest possible parallel guidance the current paths (lines, etc.) with opposite current directions given a possibility to depress the ductile resistance of the capacitor to the lowest possible level.
In particular from radio interference suppression technology, it is known that the assignments z. B. of a wound capacitor to be connected to the connections in such a way that the high-frequency interference currents flowing in the longitudinal direction of the wound coverings run in opposite directions. A radio interference suppression capacitor is also known in which the two lines carrying interference voltage are passed through the capacitor winding in the winding core cavity and are connected there to the beginnings of the corresponding fittings.
The invention now relates to an electrical capacitor from in order to reduce its self-inductance at the same time in groups in parallel and in series, to a column stacked partial capacitors in the form of flat wrap with connecting bridges and has the characteristic that through these connecting bridges the partial capacitors in such a way are connected to one another so that the currents flowing in immediately adjacent partial capacitors are directed in opposite directions to one another in order to largely compensate for the magnetic fields originating from them.
In the following, an embodiment of the invention is described with reference to the drawing (Fig. <I> 4a, b), </I> while Fig. 1 ... 3 are used for basic explanations. In FIG. 1, 1 'represents a flat coil with the two occupancy connection (or power supply) plates 2' and 3 'that are each led out to one end face.
When connected to two directly opposite locations of the two assignments, the capacitor currents in the two assignments are opposite to one another, i.e. H. the magnetic fields practically cancel each other out, while the magnetic fields around the two connecting conductors guided in the direction of the winding axis are in the same direction and therefore remain effective towards the outside and thus as an inductive resistance.
When several flat coils are connected in series, one on top of the other. In the manner shown in Fig. 2 - as the current arrows show - the magnetic fields of the currents flowing in the axial direction of the adjacent winding are mutually more or less compensated. However, this no longer applies to a series connection of several parallel-connected partial windings according to FIG. 3,
because the middle current paths of each group connected in parallel, through which currents flowing in opposite directions, are too far apart. This inadequate compensation of the magnetic fields must be avoided.
In the exemplary embodiment according to FIG. 4, 12 flat rolls are stacked one on top of the other. In order to keep the currents running in the axial direction of the winding in two neighboring windings in opposite directions, these two neighboring windings (1 and 2, 3 and 4, 5 and 6 etc.) are connected in series and two or more such series circuits are connected in parallel (Fig .4a) or two or more not directly adjacent laps (1, 3, 5 and 2, 4, 6)
parallel and two or more such parallel circuits connected in series (Fig. 4a). The circuit diagram is in Fig. <I> 4a </I> and
4a ', whereby - in accordance with the aforementioned two circuit examples - while retaining the connecting bridges on the one end face formed from the respective superimposed end faces of the partial windings (view <I> A, </I> in FIG. <I> 4b </ I > especially shown) of the winding column, according to Fig. 4a the connecting bridges on the other end face of the winding column are always two immediately adjacent,
hard coils or, according to FIG. 4a ', additionally connect this pair with two or more neighboring pairs. In the example chosen here, the capacitor current runs simultaneously through the coils 1, 3, 5 from one end face to the other and back through the coils 2, 4, 6 either separately or connected in parallel, then enters the coils 7, 9, 11 and finally leaves the capacitor via the coils 8, 10, 12, which are also connected in parallel.
In addition, the capacitor supply line (via coil 1) and the capacitor return line (via coil 12) can be arranged so closely parallel to one another (e.g. via the surrounding capacitor housing) that their surrounding magnetic fields also compensate each other .
In the manner described, such a capacitor battery can be built largely induction-free, so that, for. B. high discharge currents (with high surge voltages) almost unattenuated it can be generated.