DE154601C - - Google Patents

Description

PATENTAMT.

JV* 154601 KLASSE 21«.

Die Selbstinduktion bezw. gegenseitige Induktion von Drossel- oder Induktionsspulen z. B. von in Fernsprech-' und Signalanlagen verwendeten sogenannten Graduatoren ist bekanntlich abhängig von der Stärke des durch die Wickelungen solcher Spulen bei Stromdurchgang erzeugten magnetischen Feldes und dieses wiederum von dem Widerstände des magnetischen Kreises.

ίο Spulen mit sehr gut geschlossenem magnetischen Kreise, z. B. namentlich solche mit völlig homogenem, in ; sich geschlossenem Eisenkern ohne Stoßfugen, haben daher auch bei geringer Windungszahl bezw. bei geringem ohmischen Widerstände" eine verhältnismäßig hohe Impedanz gegenüber nicht konstanten Strömen zufolge des äußerst geringen Widerstandes ihres magnetischen Leiters und der daraus resultierenden hohen Magnetisierung.

In vielen Fällen, so z. B. bei Anwendung in Fernsprechanlagen, ist nun eine solch hohe Zeitkonstante solcher Spulen erwünscht, um einen möglichst geringen Spannungsabfall der gleichzeitig durch die Wickelungen der Spulen geleiteten Teilnehmermikrophonströme und damit also einen möglichst geringen Energieaufwand zu erzielen. Nun erzeugen jedoch Gleichströme in solchen Spulen naturgemäß ebenfalls ein um so stärkeres magnetisches Feld, je größer die Zeitkonstante der Spulen ist. Die Folge hiervon ist, daß deren magnetischer Leiter schon durch verhältnismäßig wenige Amperewindungen gesättigt bezw. der obere Ast der Magnetisierungskurve erreicht ist und die in Betracht kommenden wenigen Amperewindungen eines dem Gleichstrom übergelagerten Wechselstromes, z. B. eines Telephonsprechstromes oder schwachen Signalwechselstromes, nicht imstande sind, das vorhandene Gleichstromfeld in gewünschtem Maße zu ändern und eine genügende Selbstinduktion hervorzurufen.

Derselbe Fall tritt z. B. auch ein, wenn derartige Spulen mit gutem magnetischen Schluß als Transformator für Mikrophonsprechströme verwendet werden sollen, um eine größere Lautstärke zu erzielen, indem auch hier das Feld des Mikrophongleichstromes in der Primärspule ein zu starkes Feld erzeugt und eine Änderung desselben nur in geringem Maße zuläßt, bei Sättigung völlig ausschließt.

Durch das den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildende Verfahren wird der in vorstehendem dargelegte Übelstand nun dadurch gemildert bezw. beseitigt, daß durch vorhandene oder durch besonders aufgebrachte Wickelungen der Spulen Gegengleichströme geleitet werden, derart, daß dieselben in den Spulen ein dem Felde der Nutzgleich-

ströme entgegengesetzt gerichtetes Magnetfeld erzeugen bezw. das erstere Feld z. B. gerade kompensieren.

Hierdurch wird erreicht, daß die Spulen mehr oder weniger ihre volle Impedanz wieder erreichen, trotz der gleichzeitig hindurchgeleiteten Gleichströme, so daß nun auch Spiüen mit Eisenkernen ohne Stoßfugen angewencf§t und deren sonst überlegene

ίο Eigenschaften nahezu voll ausgenutzt werden können.

Nun ist jedoch bei Anwendung des vorbeschriebenen Verfahrens wohl zu beachten, daß der Kompensationsgleichstromkreis einen geschlossenen Sekundärkreis der Spulen bilden und dieser Umstand naturgemäß wiederum die Impedanz der Wickelungen verringern kann. Wollte man z. B. eine Gleichstromquelle mit verhältnismäßig niedrigem ohmisehen Widerstände solchen Spulen anschließen zwecks Hindurchleitung eines Kompensationsstromes, so könnte hierdurch wohl ein bereits vorhandenes Gleichstromfeld aufgehoben werden, jedoch würde zufolge Schlusses der vom Kompensationsstrome durchflossenen Wickelung wiederum eine bedeutende Verminderung oder völlige Aufhebung der normalen Impedanz solcher Spulen eintreten.

Dieser Einfluß kann nun auf ein beliebig niedriges Maß gebracht werden durch Vergrößerung des Verhältnisses der Windungszahl der zur Erzeugung des Kompensationsfeldes benutzten Wickelungen zum Gesamtwiderstande des Sonderkreises, in welchem diese Wickelungen liegen, und Anwendung einer entsprechend hohen Stromspannung. Ferner kann die Windungszahl der Kompensationswickelungen gegenüber der in bezug auf die Drossel- oder Induktionswickelung der Spulen in Betracht kommenden Windungszahl derselben möglichst verringert und die nötige Stärke des Kompensationsfeldes durch eine entsprechend große Gegenstromstärke erreicht werden, wobei jedoch der Widerstand dieses Stromkreises ebenfalls genügend hoch zu bemessen ist.

Fig. ι zeigt eine schematische Anordnung von solchen Spulen. Auf den vollkommen in sich geschlossenen Eisenkern α ist die wenig Windungen enthaltende Drosselwickelung b aufgebracht, die hier beispielsweise aus zwei getrennten Wickelungen besteht, zwischen welche die Nutzgleichstromquelle c eingeschaltet ist. Die in die Ferne führende Leitung de, beispielsweise eine Fernsprechdoppelleitung, enthält am fernen Orte das Mikrophon, das seinen Strom aus der Gleichstromquelle c erhält. Dieser die Drosselwickelung in der Pfeilrichtung durchfließende, verhältnismäßig starke Nutzgleichstrom bewirkt schon eine hohe Magnetisierung des Eisenkernes a. Gehen nun durch die Leitung d e infolge Sprechens auf das Mikrophon die gegenüber dem Nutzgleichstrom (Mikrophonstrom) verhältnismäßig sehr schwachen Sprechwechselströme, so werden diese auf die Änderung des schon gesättigten oder nahezu am Sättigkeitspunkte angelangten Eisenkernes keinen oder nur noch einen schwachen Einfluß ausüben; die Impedanz der Spule ist daher eine äußerst geringe und die beabsichtigte Drosselwirkung hinfällig.

Durch die Kompensationsspule f, durch welche aus Batterie g über den vorgeschalteten Widerstand h ein dem Nutzgleichstrom entgegengesetzter Gleichstrom fließt, wird das vom ersteren erzeugte Gleichstromfeld kompensiert. Der Wechselstrom kann jetzt seinen vollen Einfluß auf die Magnetisierung ausüben , wodurch die zur Abdrosselung der Wechselströme nötige Impedanz wieder erreicht ist.

Durch geeignete Vorkehrungen, bezw. Kontakte können bei Außerbetriebsetzung solcher Spulen gleichzeitig auch die Kompensationsströme derselben unterbrochen bezw. die bezüglichen Kompensationswickelungen ausgeschaltet werden.

Der stets erforderliche verhältnismäßig hohe Widerstand des Kompensationsstromkreises bedingt natürlicherweise bei Anwendung auf nur einzelne Spulen eine verhältnismäßig hohe Energieverschwendung innerhalb der nicht wirksamen Widerstände.

In Fällen, wo eine Mehrzahl solcher Spulen in Frage kommt, wie z. B. bei Fernsprechzentralen , können mit Vorteil die Kompensationswickelungen sämtlicher Spulen oder nur einzelne Gruppen in Reihe geschaltet und so mit Strom aus einer gemeinsamen Batterie gespeist werden.

Fig. 2 zeigt beispielsweise eine Gruppe von drei Spulen, d e, d^l e^l, d'² e² sind die Fernleitungen, b b^l b'² die in diesen Leitungen liegenden Drosselspulen, ff¹/² die entsprechenden, in Reihe geschalteten Kompensationswickelungen, die aus der gemeinsamen Batterie g den Kompensationsstrom erhalten.

Hierbei bilden die Wickelungen/ der einen Spule gleichzeitig Vorschaltwiderstände der anderen Spulen, der Kompensationsstromkreis braucht keine untätigen Widerstände zu erhalten und der Energieaufwand ist ermäßigt.

Nun sind jedoch in vielen Fällen, so namentlich in Fernsprechämtern, niemals sämtliche Spulen, oft nicht einmal sämtliche Spulen einer Gruppe in Tätigkeit, und es wird wiederum unnütz Energie verschwendet in den jeweils nicht tätigen Spulen.

Diesem Übelstande kann dadurch abgeholfen werden, daß zur Erzeugung dieser Ströme Stromquellen verwendet werden, die

selbsttätig auch konstante Stromstärke liefern, bei veränderlichem Widerstände des Stromkreises, wie z. B. einige bekannte Dynamosysteme (Thomson-Houston usw.) oder eine Batterie mit selbsttätigem Strornregler, so daß auch die Kompensationswickelungen der nicht tätigen Spulen jeweils ausgeschaltet, also z. B. kurzgeschlossen bleiben bezw. überbrückt werden können und die aufzuwendende

ίο Stromspannung bezw. die Energiemenge sich nach der Zahl der jeweils gleichzeitig tätigen Spulen richtet.

Dies veranschaulicht Fig. 3. g ist die Gleichstromquelle, die den konstanten Strom liefert. Soll Spule I wirksam werden, so wird beispielsweise gleichzeitig mit der Ingebrauchnahme der Drosselwickelung b der an dieser Spule für gewöhnlich bestehende Kurzschluß der Kompensationswickelung f durch Unterbrechung von Kontakt i aufgehoben und so die Kompensationswickelung' eingeschaltet, während die übrigen Kompensationswickelungen II, III über die Kontakte i kurzgeschlossen bleiben.

Es können natürlicherweise je nach Umständen die vorhandenen Gleichstromquellen oder aber besondere Stromquellen zur Anwendung gelangen unter geeigneter Einschaltung entsprechend den jeweiligen Verhältnissen.

Bei dem Verfahren wird der anscheinende Mehraufwand an elektrischer Energie für Erzeugung der Gegengleichströme reichlich kompensiert durch die bedeutenden Minderverluste der Nutzgleichströme innerhalb der aktiven Drossel- bezw. Induktionswickelungen solcher Spulen.

Zufolge der durch Anwendung des vorliegenden Verfahrens eintretenden bedeutenden Erhöhung der Aktionsfähigkeit können Spulen mit verhältnismäßig kleinem ohmischen Widerstände ihrer aktiven Wickelungen angewendet werden; es ist daher zur Erzeugung der die letzteren durchfließenden Nutzgleichströme entsprechend weniger Stromspannung bezw. Energie aufzuwenden.

Claims (4)

Patent-An Sprüche:

1. Verfahren zur \⁷erminderung des Einflusses von Gleichstrom auf die Wirksamkeit von Drossel- bezw. Induktionsspulen z. B. in Fernsprech- oder Signalanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß das in derartigen Spulen durch Gleichströme, z. B. durch Mikrophonströmei. Irzeugte Magnetfeld mittels Durchschicken von Gegenströmen geschwächt bezw. ganz kompensiert und der Widerstand des Kreises dieser Gegengleichströme derartig groß gemacht wird, daß er auch den induktiv rückwirkenden Einfluß der von den Gegengleichströmen durchflossenen Wickelungen auf die wirksamen Wickelungen der Drossel- bezw. Induktionsspulen verringert bezw. nahezu aufhebt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Vorhandensein mehrerer Drossel- bezw. Induktionsspulen die von den Gegengleichströmen durchflossenen Wickelungen derartig hintereinander geschaltet werden, daß die Wickelungen gegenseitig Vorschaltwiderstände bilden, zu dem Zwecke, besondere Vorschaltwiderstände und den durch diese bedingten Energieaufwand entbehrlich zu machen.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenstromwickelungen der jeweilig nicht benutzten Drossel- bezw. Induktionsspulen ausgeschaltet bezw. überbrückt werden und entsprechend die Stromspannung verringert wird, zu dem Zwecke, den Energieaufwand für die Gegenströme zu ermäßigen.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Gegenströme eine Stromquelle verwendet wird, welche konstante Stromstärke liefert bei veränderlichem äußeren Widerstände des Stromkreises.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.