CH668662A5

CH668662A5 - ELECTROMAGNETIC THROTTLE.

Info

Publication number: CH668662A5
Application number: CH196385A
Authority: CH
Inventors: Max Breitmeier
Original assignee: Max Breitmeier
Priority date: 1985-05-09
Filing date: 1985-05-09
Publication date: 1989-01-13
Also published as: EP0201846A1

Description

BESCHREIBUNG DESCRIPTION

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektromagnetische Drossel mit einer zylinderförmigen Drosselspule, deren magnetisches Feld durch teilweises Führen des magnetischen Flusses in einem Eisenkörper veränderbar ist. The present invention relates to an electromagnetic choke with a cylindrical choke coil, the magnetic field of which can be changed by partially guiding the magnetic flux in an iron body.

Drosselspulen der vorgenannten Art bilden in Wechselstromkreisen induktive Widerstände, welche die Begrenzung des Wechselstromes bei geringem Leistungsverlust ermöglichen. Hierfür finden sowohl sogenannte Eisendrosseln als auch Luftdrosseln Verwendung. Choke coils of the aforementioned type form inductive resistors in AC circuits, which enable the AC current to be limited with little power loss. Both so-called iron chokes and air chokes are used for this.

Bei den Eisendrosseln wird der magnetische Fluss in einem Eisenkörper geführt, wobei der magnetische Widerstand des magnetischen Kreises durch Änderung eines Luftspaltes reguliert werden kann. Entsprechend ändert sich dann die Induktivität der Drossel. Der Vorteil der Eisendrossel liegt neben der Reguliermöglichkeit in der kompakten, raumsparenden Bauweise, sowie in der Tatsache, dass der magnetische Fluss im Eisenkörper so geführt werden kann, dass nur ein vernachlässigbar kleines Streumagnetfeld in der Umgebung entsteht. Die Kennlinie der Eisendrossel ist dabei stark in die Magnetisierungskennlinie des verwendeten Eisens gebunden, wobei, je nach Arbeitsweise, nur der lineare Teil benützt oder aber Sättigung des Eisens und damit eine Reduktion der Induktivität als Betriebszustand mit einbezogen wird, was sicher nachteilig ist. In the case of the iron chokes, the magnetic flux is guided in an iron body, the magnetic resistance of the magnetic circuit being able to be regulated by changing an air gap. The inductance of the choke then changes accordingly. The advantage of the iron choke is not only the possibility of regulation, but also the compact, space-saving design and the fact that the magnetic flux in the iron body can be guided in such a way that only a negligibly small stray magnetic field is created in the area. The characteristic of the iron choke is strongly tied to the magnetization characteristic of the iron used, whereby, depending on the working method, only the linear part is used or saturation of the iron and thus a reduction in the inductance as an operating state is included, which is certainly disadvantageous.

Reine Luftdrosseln sind in jedem Betriebszustand linear, zeigen also auch bei höchsten Stromspitzen, etwa bei Kommutierungsvorgängen, keine Sättigungserscheinungen. Als Nachteil muss dagegen, im Vergleich zur Eisendrossel, das grosse Raumvolumen in Kauf genommen werden. Auch ist hier von grossem Nachteil, dass das magnetische Feld sehr stark in die Umgebung ausstreut und dabei benachbarte Bauelemmente erheblich beeinflussen oder gar betriebsuntauglich machen kann. Eine Regulierung der Induktivität an der fertigen Luftdrossel ist ohne zusätzliche Hilfsmittel nicht möglich. Pure air chokes are linear in every operating state, so they do not show any signs of saturation even at the highest current peaks, for example during commutation processes. On the other hand, as a disadvantage, in comparison to the iron choke, the large volume of space has to be accepted. It is also of great disadvantage here that the magnetic field spreads very strongly into the environment and can thereby significantly influence neighboring building elements or even make them unsuitable for operation. It is not possible to regulate the inductance on the finished air throttle without additional aids.

Als Kompromiss zwischen Luft- und Eisendrossel ist die Stabkerndrossel bekannt. Bei dieser Stabkerndrossel wird das Bauvolumen dadurch reduziert, dass das Einführen eines Eisenkörpers in die Spule den Luftweg des magnetischen Flusses verkürzt, womit die Induktion und so auch der Fluss entsprechend erhöht wird, was wiederum die Induktivität vergrössert. Nachteilig ist hier, dass bei einem Anstieg des Stromes über ein vorausberechnetes Mass der Eisenkern in Sättigung gelangt, wodurch die Linearität der Drossel beeinträchtigt wird. Da der Eisenkörper im Innern der Drossel angeordnet wird, bleibt zudem auch hier die Ausstreuung in die Umgebung unvermindert erhalten. The rod core choke is known as a compromise between air and iron chokes. The construction volume of this rod core choke is reduced by the fact that the introduction of an iron body into the coil shortens the air path of the magnetic flux, which increases the induction and thus the flux accordingly, which in turn increases the inductance. The disadvantage here is that if the current rises above a calculated amount, the iron core saturates, which affects the linearity of the choke. Since the iron body is arranged inside the throttle, the scattering into the surroundings is also unabated.

Es ist nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektromagnetische Drossel der vorgenannten Art zu schaffen, welche sich, unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Aufführungsformen, insbesondere durch erhebliche Verminderung der magnetischen Streufelder auszeichnet. It is an object of the present invention to provide an electromagnetic choke of the aforementioned type which, while avoiding the disadvantages of the known embodiments, is distinguished in particular by a considerable reduction in the magnetic stray fields.

Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass der Eisenkörper die Drosselspule wenigstens teilweise mantelförmig umgibt. This is achieved according to the invention in that the iron body at least partially surrounds the choke coil.

Diese Massnahme hat insbesondere zur Folge, dass die unerwünschte Magnetfeldstreuung nunmehr nur noch in axialer Richtung möglich ist, indem der Fluss im Eisenmantel rohrför-mig geführt wird und so radial ausserhalb des Eisenmantels kein magnetisches Feld auftreten kann. Damit können solche Drosseln kompakt bezüglich anderer Bauelemente der elektrischen Schaltung angeordnet werden, ohne Gefahr, diese zu beeinflussen. This measure has the consequence, in particular, that the undesired magnetic field scattering is now only possible in the axial direction, in that the flux in the iron jacket is tubular and so no magnetic field can occur radially outside the iron jacket. Such chokes can thus be arranged compactly with respect to other components of the electrical circuit, without the risk of influencing them.

Um bei gleichen Spulengrössen unterschiedliche induktive Widerstände bilden zu können, ist es vorteilhaft, wenn bei der erfindungsgemässen Drossel der mantelförmige Eisenkörper eine Länge gleich oder ungleich der Länge der Drosselspule aufweist. In order to be able to form different inductive resistances with the same coil sizes, it is advantageous if, in the choke according to the invention, the jacket-shaped iron body has a length equal to or different from the length of the choke coil.

Weiter lässt sich die axiale Ausdehnung des Magnetstreufeldes verschieben und der induktive Widerstand weiter verändern, wenn bei einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemässen Drossel der mantelförmige Eisenkörper verschiebbar auf dem Mantel der Drosselspule aufsitzt. Furthermore, the axial extent of the magnetic stray field can be shifted and the inductive resistance can be changed further if, in a further embodiment of the choke according to the invention, the jacket-shaped iron body is slidably seated on the jacket of the choke coil.

Wie bisher ist es auch hier möglich, den mantelförmigen Eisenkörper aus einem gewickelten Dynamoblech oder aus geschichteten Blechlamellen aufzubauen. Ebenso kann, etwa für Hochfrequenzdrosseln, der mantelförmige Eisenkörper aus speziellen eisenhaltigen Materialien, etwa Ferritkernelementen bestehen. As before, it is also possible to build the jacket-shaped iron body from a wound dynamo sheet or from layered sheet metal plates. Likewise, for example for high-frequency chokes, the jacket-shaped iron body can consist of special iron-containing materials, such as ferrite core elements.

Insbesondere für grossvolumige Spulen ist es weiter von Vorteil, wenn der mantelförmige Eisenkörper aus mindestens zwei schalenförmigen Teilen besteht, die dann seitlich am Spulenkörper angeschlagen und geeignet befestigt werden können, etwa durch Rohrschellen oder dergleichen. In particular for large-volume coils, it is also advantageous if the jacket-shaped iron body consists of at least two shell-shaped parts, which can then be attached to the side of the coil body and suitably fastened, for example by means of pipe clamps or the like.

Beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes sind nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. For example, embodiments of the subject matter of the invention are explained in more detail below with reference to the drawing.

Es zeigen: Show it:

Fig. 1 eine elektromagnetische Luftdrossel des Standes der Technik zur Veranschaulichung des magnetischen Streufeldes; 1 shows an electromagnetic air choke of the prior art to illustrate the magnetic stray field;

Fig. 2 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemässen elektromagnetischen Drossel; und 2 shows a first embodiment of the electromagnetic choke according to the invention; and

Fig. 3 und 4 Ausführungsvarianten der Drossel gemäss Fig. 3 and 4 variants of the throttle according to FIG.

1. 1.

Bei der in Fig. 1 angedeuteten Luftdrossel des Standes der Technik, welche lediglich eine zylinderförmige Drosselspule 1 umfasst, ist erkennbar, dass das magnetische Feld 2 bezüglich-der Wickelachse 3 radial weit ausstreut. In the air choke of the prior art indicated in FIG. 1, which only comprises a cylindrical choke coil 1, it can be seen that the magnetic field 2 spreads radially far with respect to the winding axis 3.

Um das zu vermeiden, wird bei der in Fig. 2 dargestellten elektromagnetischen Drossel die Drosselspule 1 mantelförmig von einem Eisenkörper 4 umgeben. In order to avoid this, in the electromagnetic choke shown in FIG. 2, the choke coil 1 is surrounded by an iron body 4 in the form of a jacket.

Fig. 2 zeigt nun deutlich, dass die radiale Streuung des Magnetfeldes auf diese Weise vollständig vermieden werden kann, indem der Fluss im Eisenmantel 4 rohrföhrmig geführt wird und radial ausserhalb des Eisenmantels kein magnetisches Feld auftreten kann. Damit können solche Drosseln kompakt bezüglich anderer Bauelemente einer elektrischen Schaltung angeordnet werden, ohne Gefahr, diese zu beeinflussen. FIG. 2 now clearly shows that the radial scattering of the magnetic field can be completely avoided in this way by the flow in the iron jacket 4 being guided in a tube and no magnetic field occurring radially outside the iron jacket. Such chokes can thus be arranged compactly with respect to other components of an electrical circuit, without the risk of influencing them.

Hierbei kann der mantelförmige Eisenkörper 4 in üblicher Weise aus einem gewickelten Dynamoblech oder aus geschichteten Blechlamellen bestehen. Here, the jacket-shaped iron body 4 can consist in the usual way of a wound dynamo sheet or of laminated sheet metal.

Ebenso kann, etwa für Hochfrequenzdrosseln, der mantelförmige Eisenkörper aus speziellen eisenhaltigen Materialien, etwa Ferritkernelementen bestehen. Likewise, for example for high-frequency chokes, the jacket-shaped iron body can consist of special iron-containing materials, such as ferrite core elements.

Insbesondere für grossvolumige Spulen ist es weiter von Especially for large-volume coils, it is further from

5 5

10 10th

15 15

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30 30th

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3 3rd

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Vorteil, wenn der mantelförmige Eisenkörper 4 aus mindestens zwei schalenförmigen Teilen besteht, die dann seitlich am Spulenkörper angeschlagen und geeignet befestigt werden können, etwa durch Rohrschellen oder dergleichen. Advantage if the jacket-shaped iron body 4 consists of at least two shell-shaped parts which can then be attached to the side of the coil body and suitably fastened, for example by means of pipe clamps or the like.

Um bei gleichen Spulengrössen unterschiedliche induktive Widerstände bilden zu können, ist es vorteilhaft, wenn bei der erfindungsgemässen Drossel gemäss den Fig. 3 oder 4 der mantelförmige Eisenkörper 4' bzw. 4' ' eine Länge gleich oder ungleich der Länge der Drosselspule 1 aufweist. In order to be able to form different inductive resistances with the same coil sizes, it is advantageous if in the choke according to the invention according to FIGS. 3 or 4 the jacket-shaped iron body 4 'or 4' 'has a length equal to or different from the length of the choke coil 1.

Weiter lässt sich die axiale Ausdehnung des Magnetstreufeldes verschieben und der induktive Widerstand weiter verändern, wenn bei einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemässen Drossel etwa der mantelförmige Eisenkörper 4' gemäss Fig. 3 verschiebbar auf dem Mantel der Drosselspule 1 aufsitzt, 5 was hier nicht näher gezeigt ist. Furthermore, the axial extent of the magnetic stray field can be shifted and the inductive resistance can be changed further if, in a further embodiment of the choke according to the invention, the jacket-shaped iron body 4 'according to FIG. 3 is slidably seated on the jacket of the choke coil 1, 5 which is not shown in more detail here .

Aus dem Vorbeschriebenen ergibt sich somit eine elektromagnetische Drossel, bei welcher es auf verblüffend einfache Weise gelungen ist, das radiale Magnetstreufeld vollständig zu unterdrücken und so den Anwendungsbereich solcher indukti-lo ver Widerstände erheblich auszuweiten. An electromagnetic choke thus results from the above, in which it has succeeded in a surprisingly simple manner to completely suppress the radial magnetic stray field and thus to considerably expand the field of application of such inductive resistors.

v v

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

668 662

1. Electromagnetic choke with a cylindrical choke coil, the magnetic field of which can be changed by partially guiding the magnetic flux in an iron body, characterized in that the iron body (4) surrounds the choke coil (1) at least partially in the form of a jacket.

2. Choke according to claim 1, characterized in that the jacket-shaped iron body (4) has a length equal to or different from the length of the choke coil (1).

2nd

PATENT CLAIMS

3. Choke according to claim 1, characterized in that the jacket-shaped iron body (4) slidably rests on the jacket of the choke coil (1).

4. Choke according to claim 1, characterized in that the jacket-shaped iron body (4) consists of a wound dynamo sheet or of laminated sheet metal plates or of ferrite core elements.

5. Choke according to claim 4, characterized in that the jacket-shaped iron body (4) consists of at least two shell-shaped parts.