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Die Erfindung betrifft eine Gegentaktdrossel zum Begrenzen eines Gegentaktstroms zwischen einer mindestens zweipoligen elektrischen Energiequelle und einer der Polzahl der elektrischen Energiequelle entsprechenden elektrischen Last.
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Gegentaktströme sind Ströme, die gegenphasig zwischen einer elektrischen Energiequelle und einem elektrischen Verbraucher fließen. Demgegenüber spricht man bei gleichphasig zwischen einer elektrischen Energiequelle und einem elektrischen Verbraucher fließenden Strömen von Gleichtaktströmen.
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Vor allem beim Schließen einer elektrischen Verbindung zwischen einer elektrischen Energiequelle und einem elektrischen Verbraucher treten Gegentaktstörungen in Form transienter Gegentaktströme auf, die zu ungewollter elektromagnetischer Strahlung führen können. Daher werden transiente Gegentaktströme mit sogenannten Gegentaktdrosseln unterdrückt.
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Gegentaktdrosseln werden in Reihe zwischen die elektrische Energiequelle und den elektrischen Verbraucher geschalten. Auf diese Weise filtern diese Spulen transiente Gegentaktströme und verbessern so die elektromagnetische Verträglichkeit.
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So sind zum Beispiel aus der
DE 10 2006 060 417 A1 Ladedrosseln bekannt, die den Stromanstieg beim Laden bzw. Entladen der Kapazitäten eines Marx-Generators begrenzen.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Gegentaktdrossel der eingangs genannten Art zu verbessern.
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Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die Erfindung schlägt vor, die Gegentaktdrossel aus zwei separaten Spulen zusammenzusetzen. In einem Stromkreis aus einer elektrischen Energiequelle und einem elektrischen Verbraucher soll die erste Spule vor und die zweite Spule hinter dem elektrischen Verbraucher verschaltet werden.
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Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, dass in den zuvor genannten Stromkreis nicht nur transiente Gegentaktströme auftreten, bei denen es sich um ungewollte Ströme handelt, die von einem Pol der Energiequelle über den Verbraucher zum anderen Pol der elektrischen Energiequelle gleitet werden. Darüber hinaus können auch transiente Gleichtaktströme auftreten, bei denen es sich um ungewollte Ströme handelt, die aus beiden Polen der Energiequelle gleichermaßen austreten und bedingt durch parasitäre Kapazitäten über alternative Strompfade, wie beispielsweise einen Erdschluss zurück zur elektrischen Energiequelle geleitet werden. Transiente Gleichtaktströme werden daher auch Ableitströme genannt. Neben der elektromagnetischen Verträglichkeit ergibt sich dazu das Problem, dass der Stromkreis transienter Gleichtaktströme unkontrollierbar ist, und beispielsweise über Personen führen kann. Transiente Gleichtaktströme müssen daher auch hinsichtlich des Personenschutzes wirksam unterbunden werden.
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Zum Unterbinden transienter Gleichtaktströme kann zwischen der elektrischen Energiequelle und dem elektrischen Verbraucher zudem eine weitere Drossel, eine sogenannte Gleichtaktdrossel zur Gleichtaktfilterung verschaltet werden. Die Gleichtaktdrossel dämpft transiente Gleichtaktströme aus der elektrischen Energiequelle oder gegebenenfalls auch aus dem elektrischen Verbraucher. Jedoch sind zur wirkungsvollen Filterung der transienten Gleichtaktströme und Gegentaktströme zwei verschiedene Bauelemente notwendig, was nicht nur kostenintensiv ist sondern auch einen erhöhten Bauraum zur Folge hat.
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Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, dass der zuvor beschriebene Aufbau mindestens einen Hin- und einen Rückzweig besitzt, in dem die Gegentaktdrossel nur in einem einzigen Zweig des Stromkreises zwischen der elektrischen Energiequelle und dem elektrischen Verbraucher verschaltet ist. Mit einer Reihenschaltung aus zwei separaten Spulen kann in gleicher Weise die Dämpfungswirkung für transiente Gegentaktströme erreicht werden, wobei es unerheblich ist, ob zwischen den beiden Spulen weitere elektrischen Bauelemente wie der elektrische Verbraucher verschaltet sind.
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Daher schlägt die Erfindung vor, die Gegentaktdrossel aus einer Reihenschaltung zweier Spulen zusammenzusetzen und den elektrischen Verbraucher zwischen beiden Spulen zu verschalten. Auf diese Weise dämpfen die beiden Spulen nicht nur transiente Gegentaktströme sondern auch transiente Gleichtaktströme zwischen der elektrischen Energiequelle und dem elektrischen Verbraucher. Ist die Verbindung zwischen elektrischer Energiequelle und Verbraucher mehrpolig, so kann die Erfindung entsprechend beliebig auf die mehreren Strompfade erweitert werden.
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Die Erfindung gibt daher eine Gegentaktdrossel mit einer Gesamtinduktivität zum Dämpfen transienter Gegentaktströme zwischen einer mindestens zweipoligen elektrischen Energiequelle und einer der Polzahl der elektrischen Energiequelle entsprechenden elektrischen Last an. Die angegebene Gegentaktdrossel umfasst eine erste Spule, die zwischen einem ersten Pol der elektrischen Energiequelle und einem ersten Pol der elektrischen Last verschaltbar ist. Erfindungsgemäß umfasst die angegebene Gegentaktdrossel eine zweite separate Spule, die zwischen einem zweiten Pol der elektrischen Energiequelle und einem zweiten Pol der elektrischen Last verschaltbar ist. Auf diese Weise tragen eine Induktivität der ersten Spule und eine Induktivität der zweiten Spule zur Gesamtinduktivität der Gesamtinduktivität bei. Da dadurch kein Verbindungszweig ohne Spule zwischen Last und Verbraucher mehr existiert, stellen die Spulen in der Parallelschaltung auch eine Gleichtaktinduktivität dar.
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Durch die Erfindung lässt sich eine benötigte Gegentaktdrossel kleiner, das heißt mit weniger Windungen aufbauen, beziehungsweise kann eventuell auf die Gleichtaktdrossel komplett verzichtet werden. Dies führt zu deutlichen Kosteneinsparungen und einer spürbaren Bauraumreduktionen. Auch ließe sich durch gegebenenfalls die eingesparten Windungen der elektrische Widerstand zwischen der elektrischen Energiequelle und dem elektrischen Verbraucher senken, wodurch sich die Erfindung auch in einer Reduktion der Verlustleistung niederschlägt.
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In einer Weiterbildung der Erfindung tragen die Induktivität der ersten Spule und die Induktivität der zweiten Spule zu gleichen Teilen zur Gesamtinduktivität bei. Das heißt, dass sich die Gesamtinduktivität der angegebenen Gegentaktdrossel aus zwei Spulen mit derselben Induktivität zusammensetzt. Dabei beträgt die Induktivität der sich erfindungsgemäß ergebenden Gleichtaktdrossel die Hälfte der Induktivität einer Spule und damit ein Viertel der Induktivität der angegebenen Gegentaktdrossel, da die beiden Spulen aus Sicht der transienten Gleichtaktströme eine Parallelschaltung bilden.
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In einer anderen Weiterbildung der Erfindung sind die erste Spule und die zweite Spule magnetisch gekoppelt. Die magnetische Kopplung führt dazu, dass die Gleichtaktdrossel in Abhängigkeit von der Art der Kopplung (Mit- oder Gegenkopplung) lediglich die transienten Gleichtaktströme oder die transienten Gegentaktströme dämpft. Diese Dämpfung wird nachstehend Vorzugswirkung genannt. Die entsprechend andere Taktstromart wird durch Streuinduktivitäten gedämpft, die bei einer realen, nicht idealen magnetischen Kopplung immer auftreten. Die durch die Streuinduktivitäten hervorgerufene Dämpfung wird nachstehend Störwirkung genannt. Die Vorzugswirkung ergibt sich aus der Superposition beziehungsweise Auslöschung der durch die Taktstromarten hervorgerufenen magnetischen Flüsse in Richtung des magnetischen Kreises gesehen gleichrichtet und können einen geschlossenen magnetischen Flusskreis bilden, der den transienten Gegentaktströmen ein drosselndes induktives Verhalten entgegenstellt. Durch transiente Gleichtaktströme aufgebaute magnetische Flüsse hingegen löschen sich gegenseitig aus, so dass sich kein entsprechendes drosselndes induktives Verhalten einstellen kann. Auf die transienten Gleichtaktströme hat daher nur die Störwirkung einen Einfluss. Sollen durch die magnetische Kopplung Gleichtaktströme gedrosselt werden, so sollten die Spulen entsprechend mitgekoppelt werden.
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In einer bevorzugten Weiterbildung ist die magnetische Kopplung eine Gegenkopplung. Auf diese Weise ist die angegebene Gegentaktdrossel hervorragend geeignet transiente Gegentaktströme bei Einschaltvorgängen zwischen der elektrischen Energiequelle und dem elektrischen Verbraucher zu begrenzen. Diese Ströme sind in der Regel höher als die zuvor genannten Ableitströme.
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Die magnetische Kopplung kann aber auch als Mitkopplung ausgeführt werden, wenn die Gleichtaktdämpfung gegenüber der Gegentaktdämpfung priorisiert werden soll, wie es zum Beispiel oft bei Netzeingangsfiltern der Fall ist. Besonders bevorzugt kann die angegebene Gegentaktdrossel vier gekoppelte Teilspulen umfassen, von den zwei in unterschiedlichen Strompfaden schaltbare Teilspulen gegengekoppelt und zwei in unterschiedlichen Strompfaden schaltbare Teilspulen mitgekoppelt sind.
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In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist innerhalb jeder Teilspule ein magnetischer Widerstand angeordnet. Durch den magnetischen Widerstand wird die magnetische Kopplung und damit die Vorzugswirkung der Gegentaktdrossel zwar durch zusätzliche Streuflüsse geschwächt, jedoch wird die Störwirkung der Gegentaktdrossel gesteigert. Somit lässt sich über den magnetischen Widerstand die Vorzugswirkung beziehungsweise die Streuwirkung innerhalb gegebener physikalischer Grenzen beliebig stark ausprägen.
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In einer Weiterbildung der Erfindung weist der magnetische Kreis einen die Spulen überbrückenden Bypasspfad auf. Der Bypasspfad ist ein zusätzlicher magnetischer Pfad im Magnetkreis, der sowohl an der einen Spule als auch an der anderen Spule vorbeiführt. Durch diesen Bypasspfad kann der Kopplungsfaktor der beiden Spulen untereinander eingestellt werden. Mit anderen Worten umfasst der Magnetkreis gemäß der Weiterbildung einen Hauptkreis, in dem wie bereits erwähnt die durch die Vorzugswirkung erzeugten magnetischen Flüsse fließen. Der Bypasspfad führt zwei zusätzliche magnetische Nebenkreise ein, die einen gemeinsamen Abschnitt, den Bypasspfad aufweisen. An der Abzweigung des Bypasspfades vom Hauptkreis fließen die durch die Störwirkung erzeugten magnetischen Flüsse der beiden Spulen zusammen und treten in den Bypasspfad ein. Am anderen Ende des Bypasspfades treten die durch die Störwirkung erzeugten magnetischen Flüsse aus dem Bypasspfad aus, in den Hauptkreis wieder ein und fließen zu ihrer erzeugenden Spule zurück. Damit verstärkt der Bypasspfad in Abhängigkeit des Kopplungsfaktors lediglich die Induktivität der Spulen für die durch die Störwirkung erzeugten magnetischen Flüsse. Je kleiner der magnetische Widerstand des Bypasspfades ist, desto größer wird die Streuinduktivität der Spulen. Da dieser unter anderem durch die Geometrie des Bypasspfades beeinflusst wird, kann über diese auch die Induktivität der Spulen für die Störwirkung beeinflusst werden. Da sich die Flüsse, erzeugt durch die Vorzugswirkung im Mittelschenkel idealerweise auslöschen, hat der Bypasspfad und somit der resultierende Kopplungsfaktor keine Auswirkung auf die Induktivität der Vorzugswirkung.
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In einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist der magnetische Leiter ein Schnittkern. Ein Schnittkern ist ein einen magnetischen Pfad realisierendes Bauteil, das in zwei Hälften geschnitten ist. An den Schnittflächen ist das Bauteil in bevorzugter Weise geschliffen oder anderweitig eben ausgestaltet. Der Schnittkern ermöglicht es in einfacher Weise die Luftspalte in den einzelnen Spulen auszubilden, da die Spulen beispielsweise zunächst vorgewickelt werden können und der Schnittkern dann in die vorgewickelten Spulen eingesetzt werden kann.
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In einer besonderen Ausführung weisen die Hälften des Schnittkerns eine E-Form auf. Auf diese Weise lässt sich auch der Bypasspfad gegebenenfalls sogar mit einem zusätzlichen Luftspalt ausbilden, der ebenfalls zum dedizierten Beeinflussen der Induktivitäten der Spulen für die Störwirkung herangezogen werden kann.
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In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist um wenigstens einen Teil des Bypasspfades eine, insbesondere kurzgeschlossene, Spulenwicklung gelegt. In der Spule wird durch die magnetischen Flüsse der Störwirkung ein Strom induziert, der die Spule aufgrund ihrer realen physikalischen Gegebenheiten erwärmt. Mit anderen Worten wird der Störwirkung durch die zusätzliche Spulenwicklung Energie entzogen, so dass die Dämpfung der zur Störwirkung beitragenden Ströme verbessert wird.
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In einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist die Wicklung über einen elektrischen Widerstand kurzgeschlossen. Durch den elektrischen Widerstand wird ein Stellglied zum Einstellen der Höhe des Energieentzugs bereitgestellt. Bei einem idealen Kurzschluss der Spulenwicklung ohne einen Widerstand erzeugt diese ein magnetisches Feld, welches dem zu dämpfenden Feld entgegenwirkt. Durch die Auslöschung des Flusses im Mittelschenkel geht die Störwirkung der Drossel und somit die Dämpfung gegen null. Bei einer idealen Unterbrechung der Spule ist der Energieentzug ebenfalls vergleichsweise gering, da durch den fehlenden Stromaufbau keine Leistung in den zusätzlichen Spulenkreis eingebracht werden kann. Der ideale Widerstandswert ist applikationsabhängig und kann durch Berechnungen und/oder Versuche bestimmt werden.
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In einer zusätzlichen Weiterbildung der Erfindung umfasst der Bypasspfad einen magnetischen Widerstand, wodurch sich der Kopplungsfaktor und somit die Störwirkung verändern lässt.
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In einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist der magnetische Widerstand außerhalb der Spulenwicklung angeordnet, so dass die zusätzliche Spulenwicklung gut mit dem magnetischen Fluss durch das Kernmaterial kontaktiert ist.
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Die Erfindung gibt auch ein Filter zum Filtern hochtransienter Ströme zwischen einer mindestens zweipoligen elektrischen Energiequelle und einer der Polzahl der elektrischen Energiequelle entsprechenden elektrischen Last an, das eine angegebene Gegentaktdrossel umfasst.
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In einer bevorzugten Weiterbildung ist das angegebene Filter dreiphasig.
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Die Erfindung gibt auch einen Solid State Modulator an, der eine Gleichspannungsquelle, einen durch die Gleichspannungsquelle versorgten Marx-Generator und eine zwischen der Gleichspannungsquelle und dem Marx-Generator angeordnete angegebene Gegentaktdrossel umfasst.
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Die Erfindung gibt auch einen Computertomographen an, der einen angegebenen Solid-State-Modulator umfasst.
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Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden, wobei:
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1 einen Schaltungsaufbau mit einer Gegentaktdrossel gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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2 einen Schaltungsaufbau mit einer Gegentaktdrossel gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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3 die Gegentaktdrossel gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel;
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4 einen Schaltungsaufbau mit einer Gegentaktdrossel gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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5 die Gegentaktdrossel gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel; und
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6 einen Schaltungsaufbau mit einer Gegentaktdrossel gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigen.
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Es wird auf die 1 Bezug genommen, die einen Schaltungsaufbau 2 mit einer Gegentaktdrossel 4 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
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Die Gegentaktdrossel 4 ist zwischen einer elektrischen Energiequelle und einem elektrischen Verbraucher verschaltet, um einen zu starken Stromanstieg zu vermeiden. In der vorliegenden Ausführung ist die elektrische Energiequelle eine Gleichspannungsquelle 6 und der elektrische Verbraucher ein Marx-Generator 8, der zur Ausgabe eines Hochspannungsimpulses 10 vorgesehen ist.
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Die Gleichspannungsquelle 6 ist zur Abgabe eines Gleichstromes 12 vorgesehen, der über einen positiven Leitungsstrang 14 zum Marx-Generator 8 hingeleitet und über einen negativen Leitungsstrang 16 vom Marx-Generator 8 abgeleitet wird. Der Gleichstrom 12 ist damit auf den beiden Leitungssträngen 14, 16 entgegen gerichtet. Änderungen im Gleichstrom, wie beispielsweise Störungen oder Schaltvorgänge weisen daher auf den beiden Leitungssträngen eine Verschiebung von 180° zueinander auf, weshalb Änderungen im Gleichstrom nachstehend als Gegentaktströme 13 bezeichnet werden.
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Neben dem Gleichstrom 12 und den Gegentaktströmen 13 kann beispielsweise der Marx-Generator 8 durch interne nicht näher beschriebene Schaltvorgänge Gleichtaktströme 18 erzeugen, die zunächst über einen Erdschluss 20 abgeleitet von der Gleichspannungsquelle 6 über den Erdschluss 20 aufgenommen werden. Über die Leitungsstränge 14, 16 wird der Stromkreis der Gleichtaktströme 18 zum Marx-Generator 8 geschlossen. Gleichtaktströme 18 sind dadurch gekennzeichnet, dass sie auf beiden Leitungssträngen 14, 16 gleichgerichtet sind.
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Die Gegentaktdrossel 4 ist ausgebildet Gegentaktströme 13 als auch Gleichtaktströme 18 zu filtern. Dazu weist die Gleichtaktdrossel 4 eine erste Spule 22, die auf dem positiven Leitungsstrang 14 zwischen der Gleichspannungsquelle 6 und dem Marx-Generator 8 verschaltet ist und eine zweite Spule 24 auf, die auf dem negativen Leitungsstrang 14 zwischen der Gleichspannungsquelle 6 und dem Marx-Generator 8 verschaltet ist.
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Aus Sicht der Gegentaktströme 13 von der Gleichspannungsquelle 6 aus sind die Spulen 22, 24 in Reihe verschaltet, wobei zwischen den Spulen 22, 24 der Marx-Generator 8 verschaltet ist. Weisen damit die Spulen 22, 24 jeweils eine Induktivität von L/2 auf, so ergibt sich gegenüber den Gegentaktströmen 13 eine Gesamtinduktivität von L für die Gegentaktdrossel 4.
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Aus Sicht der Gleichtaktströme 18 von der Gleichspannungsquelle 6 aus sind die Spulen 22, 24 parallel verschaltet. Unter der obigen Annahme, dass die Spulen 22, 24 jeweils eine Induktivität von L/2 aufweisen, so ergibt sich gegenüber den Gleichtaktströmen 18 eine Gesamtinduktivität von L/4 für die Gegentaktdrossel 4.
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Es wird auf die 2 Bezug genommen, die einen Schaltungsaufbau 2 mit einer Gegentaktdrossel 4 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt. In 2 werden zu 1 gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen und nicht noch einmal beschrieben.
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In 2 sind die beiden Spulen 22, 24 magnetisch miteinander gekoppelt und bilden so einen Transformator. Auf die Ausführung der Kopplung 26 der Spulen 22, 24 wird später im Einzelnen eingegangen.
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Von der Gleichspannungsquelle 6 aus gesehen ist in Reihe vor der ersten Spule 22 eine erste Zusatzinduktivität 28 verschaltet, während von der Gleichspannungsquelle 6 aus gesehen in Reihe vor der zweiten Spule 24 eine zweite Zusatzinduktivität 30 verschaltet ist. Die beiden Zusatzinduktivitäten 28, 30 können beispielsweise durch magnetische Widerstände wie Luftspalte in den Transformator eingebracht werden, worauf an späterer Stelle näher eingegangen wird.
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Die beiden Spulen 22, 24 sind per Gegenkopplung miteinander verkoppelt. Das heißt, dass ein Strom durch die erste Spule 22 einen entgegengesetzten Strom durch die zweite Spule 24 induziert und umgekehrt. Mit anderen Worten addieren sich in dem Transformator die magnetischen Flüsse, die durch Gegentaktstörungen 13 in den beiden Spulen 22, 24 aufgebaut werden, während sich die magnetischen Flüsse, die durch Gleichtaktstörungen 18 in den beiden Spulen 22, 24 aufgebaut werden gegenseitig auslöschen.
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Daher ist der Transformator besonders geeignet Gegentaktstörungen 13 zu filtern, während Gleichtaktstörungen 18 für sich allein gesehen keinerlei Wirkung im Transformator hervorrufen.
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Die beiden Zusatzinduktivitäten 28, 30 ergeben sich durch parasitäre Effekte wie zum Beispiel durch Streuflüsse, die vor allem im Bereich des Luftspaltes entstehen. Diese Streuinduk tivitäten wirken dabei in der Vorzugs- sowie Streuwirkung. Durch geeignete Wahl des Luftspaltes kann somit die Störwirkung des Transformators verbessert werden, ohne dass dazu zwei separate Spulen notwendig sind.
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Dazu wird auf 3 Bezug genommen, die ein Ausführungsbeispiel eines aus den beiden Spulen 22, 24 gebildeten Transformators 32 zeigt. In 3 werden zu den 1 bis 2 gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen und nicht noch einmal beschrieben.
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Der Transformator 32 umfasst in der bereits erwähnten Weise die beiden Spulen 22, 24. Durch diese ist ein Weicheisen-Schnittkern 34 gelegt, der an seinen Schnittflächen 33 einen ersten Luftspalt 36 in der ersten Spule 22 und einen zweiten Luftspalt 38 in der zweiten Spule 24 ausbildet.
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In der 3 ist ein erster magnetischer Fluss 40 gezeigt, der durch die erste Spule 22 durch die Gegentaktströme 13 aufgebaut wird. In gleicher Weise baut die zweite Spule 24 durch die Gegentaktströme 13 einen zweiten magnetischen Fluss 42 auf, der die gleiche Orientierung im Weicheisen-Schnittkern 34 aufweist, wie der erste magnetische Fluss 40.
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Um einen Flussaufbau im Weicheisen-Schnittkern 34 aufgrund der Gleichtaktströme 18 so gering wie möglich zu halten, sind innerhalb der Teilspulen 22, 24 die Luftspalte 36, 38 angeordnet, die für einen entsprechenden Streufluss sorgen.
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Für die Gleichtakt- sowie für die Gegentaktströme 18 bauen die Spulen 22, 24 unter anderem zusammen mit den Luftspalten 36, 38 ein Streufeld auf, welche die Gegentakt- sowie aber auch Gleichtaktströme 18 dämpft. Die oben genannten Zusatzinduktivitäten 28, 30 werden daher unter anderem durch die Luftspalte 36, 38 umgesetzt.
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Es wird auf die 4 Bezug genommen, die einen Schaltungsaufbau 2 mit einer Gegentaktdrossel 4 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt. In 4 werden zu den 1 bis 3 gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen und nicht noch einmal beschrieben.
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In der Gegentaktdrossel der 4 sind gegenüber der Gegentaktdrossel der 2 die Zusatzinduktivitäten 28, 30 ebenfalls über eine magnetische Kopplung 44 miteinander gekoppelt. Dazu sind die Zusatzinduktivitäten ebenfalls als reale Spulen ausgeführt. Im Gegensatz zur Gegenkopplung 26 der Spulen 22, 24 ist handelt es sich bei der magnetischen Kopplung der Zusatzinduktivitäten 28, 30 um eine Mitkopplung.
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Die Mittkopplung 44 bewirkt analog zu den oben genannten Ausführungen hinsichtlich der Gegenkopplung 26, dass die Gleichtaktströme 18 besser gedämpft werden.
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5 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel eines aus den beiden Spulen 22, 24 gebildeten Transformators 32. In 5 werden zu den 1 bis 4 gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen und nicht noch einmal beschrieben.
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In 5 weist der Weicheisen-Schnittkern 34 einen zusätzlichen mittleren Schenkel 46 auf, in dessen Mitte ein weiterer Luftspalt 48 ausgebildet ist. Durch diesen mittleren Schenkel 46 verlaufen die durch magnetische Flüsse 50, 52, die durch die Gleichtaktströme 18 gebildeten werden. Die durch die Gegentaktstörungen 13 hervorgerufenen magnetischen Flüsse 40, 42 löschen sich im mittleren Schenkel gegenseitig aus.
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Um den mittleren Schenkel ist eine Hilfsspule 54 gelegt, die über einen Widerstand 56 kurzgeschlossen ist. Die Hilfsspule 54 erzeugt basierend auf den magnetischen Flüssen 50, 52 aus den Gleichtaktstörungen 18 einen Strom.
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Es wird auf 6 Bezug genommen, die einen Schaltungsaufbau 2 mit einer Gegentaktdrossel 4 gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt. In 6 werden zu den 1 bis 5 gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen und nicht noch einmal beschrieben.
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In 6 ist die Gleichspannungsquelle 6 als Gleichrichter ausgeführt, der zum Gleichrichten einer dreiphasigen Spannung beispielsweise aus einem Energieversorgungsnetz vorgesehen ist. Da dem Fachmann der Aufbau und die Funktionsweise eines derartigen Gleichrichters bekannt ist, wird auf nähre Ausführungen hierzu nachstehend verzichtet.
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Die Gegentaktdrossel 4 ist in nicht einschränkender Weise gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel gewählt. Sie kann aber erfindungsgemäß in jeder beliebigen Art und Weise ausgelegt werden, solange sich in beiden Strängen 12 und 14 eine Spule 22, 24 befindet.
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Im elektrischen Verbraucher 58 befindet sich ein Glättungskondensator 60 sowie ein den elektrischen Verbraucher 58 repräsentierender elektrischer Widerstand 62.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht durch diese Ausführungsbeispiele eingeschränkt. Andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Schaltung
- 4
- Drossel
- 6
- Spannungsquelle
- 8
- Marx-Generator
- 10
- Spannung
- 12
- Strom
- 14
- Strang
- 13
- Strom
- 16
- Strang
- 18
- Strom
- 20
- Erde
- 22
- Spule
- 24
- Spule
- 26
- Kopplung
- 28
- Induktivität
- 30
- Induktivität
- 32
- Transformator
- 34
- Kern
- 33
- Schnittfläche
- 36
- Spalt
- 38
- Spalt
- 40
- magnetischer Fluss
- 42
- magnetischer Fluss
- 44
- Kopplung
- 46
- Schenkel
- 48
- Luftspalt
- 50
- magnetischer Fluss
- 52
- magnetischer Fluss
- 54
- Spule
- 56
- Widerstand
- 58
- Verbraucher
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006060417 A1 [0005]
