"Einwindungsdrossel, insbesondere als Schaltdrossel für mechanische
Stromrichter oder als Rückstromdrossel in Gleichstromleitun-Fen"0 Unter Einwindungsdrossel
wird eine Drossel, insbesondere als Schaltdrossel für mechanische Stromrichter,
verstanden, deren wiendungszahl eins ist. Abgesehen von dem Bereich sehr kleiner
Spannungen liegen die natürlichen Windungszahlen von Drosseln oder Umspannern, wie
allgemein bekannt ist, beträchtlich höher als eins. Die Neuerung beruht auf der
Erkenntnis, daS bei Einhaltung gewisser geometrischer und konstruktiver Bedingungen
in manchen praktischen Fällen Binwindungsdrosseln trotz ihrer hohen Aindungsspannung,
die den üblichen Wachstums- und Dimensionierungsgesetzen widersprechen, wirtschaftlicher
sind als Kchrwindungsdrosseln. Besonders einfach werden Minwindungsdrosseln, wenn
die einzige Windung aus einem rohrförmigen Leiter besteht, der von einem ringförmigen
Eisenkern umgeben ist."One-turn throttle, especially as a switching throttle for mechanical
Converter or as a reverse current choke in DC line "0 Under single-winding choke
a choke, especially as a switching choke for mechanical converters,
understood, whose number of turns is one. Except for the area very small
Voltages are the natural number of turns of reactors or transformers, such as
is well known, considerably higher than one. The innovation is based on the
Realization that if certain geometrical and constructive conditions are met
in some practical cases, coil chokes despite their high winding voltage,
which contradict the usual growth and dimensioning laws, more economical
are used as winding throttles. Mini-turn chokes are particularly easy if
the only turn consists of a tubular conductor followed by an annular
Iron core is surrounded.
Zwar ist eine solche Möglichkeit bereits bekannt geworden, aber sie
kann nicht wirkungsvoll sein, weil wegen merklich verschiedener Durchmesser von
kreisringförmigem Leiter und kreisringförmigem Eisenkern die Schaltdrossel eine
beachtliche Luftinduktivität aufweist. Neuerungsgemäß stimmt der Innendurchmesser
des Eisenkern praktisch mit dem Außendurchmesser des Leiters überein, und der Durchmesser
des Leiters ist höchstens gleich der doppelten radialen Eisenhöheo
Geht man von den in Fig, 1 der Zeichnung angegebenen Massen
aus und benutzt man außerdem
Kupfergewicht je Schaltdr. Eisengewicht je Schalt-
drossel
A a-
D
3 ="-ez J21 aerstand aes Leitermater alq
0 (= Wirbelstrom-und Temperaturfaktor
f= durch@ und eine gegebenenfalls im Leiter vorhandene
Kühl-
bohrung(Durchmesser korrigierter li ; ert von
--L
JE7 J'8
/
querschnitt. des
nfi : ii lf aktor
T''***'*
'v s".
v 3p E G 71
<spez Gewicht von Eisen
/ ? Widerstand der Drossele
'so ist
Dabeiist
Aus (A) und (B) folgen
Man erhält dann :
und
Da für die Betrachtungen als unveränderliche Größe anzu «
yG
sehen ist list i als konstant anzusehen. Differenziert man
nach, k, so erhält man :
Eine solche Bemessung ergibt bei gegebenen elektrischen Daten
das kleinste Eisengawicht. Da bei Einwindungsdrosseln das Eisen-
gewicht,insbesondere wenn hochwertiges Eisen benutzt wird,den Hauptanteil des Preises
ausmacht,wird man die obige Bemessungen Vorschrift einhaltenoWird der geringe Preis
für den Kupferleiter mit berücksichtigt,muß das Verhältnis der beiden Durchmesser
etwas kleiner als 2 gewählt werden,umsomehr,je billiger das Eisen im Verhältnis
zum Leitermaterial ist.Da das Preisminimum
kann
abhängig vos Verhältnis dar beiden Durchmesser flaeh istkann
man von dem günstigsten Wert nach beiden Seiten in gewissen
Grenzen abweichen Die mathematische Untersuchung des Eisen-
gewichtes mit Hilfe der Minimumrechnung ergibt für dieses Ge-
wicht bei Einhaltung der obigen Beziehung für den Fall von
w
Schultdrosseln für mechanische Stromrichter die Formel :
3
---T"----3 ?---s- '--&---
Jr-etJ ASfJ vf3
y-2, /<,. A,-
'
Dabei ist S eine Abkürzung für ein Produkt ;, das von der
gewählten Schaltung abhängig ist)
id je Stufenlänge Gleichstrom
-
K
UGleichspannung
. 91
UA Kommutierungespannung
Zahl der Drosseln e Einheit,
2. Sättigungainduktion
1.
R- :/o
q effektiver Drosselstrom.
Aus dieser Beziehung entnimmt man engt 9 das das Eisen-
gewicht um so kleiner wird je größer der Eisenf ; illfakto-r
eirdz
Durch Anwendung besonderer Naasnahsenwie beispielsweise Aufschie-
ben der Eisenringe ohne Isolation auf den Kupferleiter usw,
wird
nach der wei teren der IÜaenflillfaktor Pe. 08 ge=
<@/"
machte ein Wert. der üblicherweise bei Drosseln und Umspannen
nicht erreicht irdc Das Gewicht nimmt ausserdem ! in hohem
Kasse ab
mit der ausnutzbaren Induktionsänderunc A B des Drosseleisenso
Nsuoruiiß
Nach der weiteren EMMäuHg wird daher für die Drosseln ein Mate-
rial benutzt 9 bei dem B = 14 000 Gauss ist « Die obige Wachstums-
formel zeigt fernerpdaß die Schaltungskonstante S um so kleiner
ist,
je kleiner das Verhältnis k2, d.h. also Kommutierungsspannung im Verhältnis zur
Gleichspannung, ist. Wenn man für Gleichrichter Schaltungen mit einer Phasenzahl
größer als drei anwendet, dann wird die Kommutierungsspannung kleine Zur Erhöhung
des Eisenfilllfaktors ist es notwendig, daß über die Länge L die Eisenringkerne
möglichst nahe aneinander geschoben werden und da3 Abstützungen zur Erzidung der
notwendigen Kurzschlußfestigkeit so konstruiert werden,daß sie
nur einen verschwindend geringen Teil der Länge L beanspruchen,
In der Zeichnung ist ein Querschnitt durch die Sinwlndungs-
Neuerung
drossel dargestelltgwie er nach der s ugg auszuführen istwdamit
t> e-"ngt auszuführen ist,
das Eisengewicht möglichst klein wird. Damit die gewickelten
Ring-
bandkerne durch die Vibrationen im Betrieb nicht deformierenpkann
man die Windungen des Eisenbandes in bekannter Weis diircii reeignete plastische
Stoffe aneinander kleben ; man kann auch die ein=
zeln axial nebeneinander angeordneten Ringbandkerne durch gemein-
sames Eingießen gegeneinander abstutzen",
Neuerung
Die Bemessungen gemäß der gelten sinngemäß auch für den
Fall, daß der Leiter und dementsprechend der Eisenkern nicht
Kreis=
form, sondern abgeplattete Kreisform haben. Die abgeplattete
Kreis-
form kann zur Verringerung der Luftinduktivität der Leiterschleifen vorteilhaft
seine Die Luftinduktivität der Einwindungsdrosseln läßt sich so klein aufsühren,daß
mit Einwindungsdrosseln in manchen Fällen die dreiphasige Brückenschaltung mit drei
Schaltdrosseln " (Dreidrosselschaltung") ausgeführt werden kann-Such a possibility has already become known, but it cannot be effective because the switching throttle has a considerable air inductance due to the noticeably different diameters of the circular conductor and the circular iron core. According to the innovation, the inner diameter of the iron core practically coincides with the outer diameter of the conductor, and the diameter of the conductor is at most equal to twice the radial iron height If one proceeds from the masses indicated in FIG. 1 of the drawing
and one also uses
Copper weight per switching dr. Iron weight per switching
throttle
A a-
D.
3 = "- ez J21 aerstand aes ladder mate alq
0 (= eddy current and temperature factor
f = by @ and a cooling system that may be present in the conductor
bore (diameter corrected li; ert from
--L
JE7 J'8
/
cross-section. of
nfi: ii lf actuator
T '' *** '*
'vs ".
v 3p EG 71
<specific weight of iron
/? Resistance of the throttle
'so is
Is there
Follow from (A) and (B)
One then obtains: and
Since for the considerations to be an unchangeable quantity «
yG
see list i is to be regarded as constant. If you differentiate
after, k, one obtains:
Such a dimensioning results with given electrical data
the smallest iron gawight. Since with one-turn chokes the iron
weight, especially if high-quality iron is used, which makes up the main part of the price, the above measurements will be adhered to in relation to the conductor material. As the price minimum can
depending on the ratio of the two diameters is flat
one of the most favorable value on both sides in certain
Limits deviating The mathematical investigation of the iron
weight with the help of the minimum calculation results for this weight
weight if the above relationship is observed for the case of
w
Shoulder chokes for mechanical converters the formula:
3
--- T "---- 3? --- s- '- & ---
Jr-etJ ASfJ vf3
y-2, / <,. A, -
'
S is an abbreviation for a product; which is derived from the
selected circuit depends)
id per step length direct current
-
K
U DC voltage
. 91
UA commutation voltage
Number of chokes e unit,
2. Saturation induction
1.
R-: / o
q effective choke current.
From this relation one can conclude 9 that the iron
the larger the iron, the smaller the weight; illfacto-r eirdz
By using special nasal approaches such as
ben the iron rings without insulation on the copper conductor, etc., will
after the other the IÜaenflillfactor Pe. 08 ge =
<@ / "
made a value. which is usually the case with throttling and reclamping
not reached irdc The weight also increases! in high cash
with the usable induction change AB of the choke iron so
Nsuoruiiß
After the further EMMäuHg, a material is therefore required for the chokes
rial used 9 where B = 14,000 Gauss is «The above growth
The formula also shows that the circuit constant S is the smaller,
the smaller the ratio k2, ie the commutation voltage in relation to the DC voltage. If circuits with a number of phases greater than three are used for rectifiers, the commutation voltage becomes smaller. that they only take up a negligibly small part of the length L,
The drawing shows a cross-section through the sinwlndungs-
innovation
throttle showng how it is to be carried out after the s ugg so
t> e- "ngt is to be carried out,
the iron weight becomes as small as possible. So that the wound ring
tape cores cannot be deformed by the vibrations during operation
the turns of the iron band are glued to one another in the known way diircii suitable plastic materials; one can also use the a = individual toroidal cores arranged axially next to one another by common
joint pouring against each other ",
innovation
The measurements according to the also apply accordingly to the
Case that the conductor and accordingly the iron core are not circle =
shape, but flattened circular shape. The flattened circular
form can be used to reduce the air inductivity of the conductor loops.