DE1951037B2 - Traegerfrequenzsperre - Google Patents

Description

Eine Trägcrfrequcn/spcrrc wird im allgemeinen Stromstärken zu verwenden

im Freien angeordnet. Deshalb muß eine solche Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es. eine

Sperre unter anderem folgenden Anforderungen 50 Trägerfrequenzsperre zu schaffen, die einen geringen

genügen: Hohe dielektrische Durchschlagfestigkeit, Wcchselstromverlust hat, die eine sehr gute Wärmc-

uiii einer Erhöhung der Temperatur zufolge eines streuung bzw. -ableitung und eine hohe Induktivität

Stromes einer technischen Frequenz von hohem aufweist, deren verwendete Spule eine hohe Güte

Wert und von Blitzen Rechnung zu tragen, hohe hat. und die eine sehr geringe Gesamtabmessung

Impedanz sowie hohe Güte mit Bezug auf einen 55 sowie ein sehr leichtes Gewicht auf Grund geringen

llochfrequcnzträgcrstrom und lange Lebensdauer unwirksamen Raumes erhalten kann,

ohne Wartung. Eine weitere Aufgahc der Erfindung ist es, eine

Trägerfrequenzsperren, die bei Strömen von hohem Trägerfrequenzsperre zu schaffen, die es erlaubt, die

Wert gebraucht werden können, waren in der ver- Sperre irgendeiner Bedingung wunschgemäß anz.u-

gangenen Zeit infolge des Anwachsens der Über- 60 passen, indem eine Mehrzahl von Spuleneinheiten

tragungskapazität sehr gesucht. Wenn Trägerfrequenz- in Kombination verwendet werden, die in Reihe oder

sperren üblicher Bauart Strömen von hohem Wert im Nebenschluß zueinander geschaltet sind,

ohne ein Umbauen angepaßt wurden, so wurde Zur Lösung dieser Aufgaben wird erfindtingsgcmäß

natürlich die Gesamtabmessung der Trägerfrequenz- vorgeschlagen, daß der Bandleiter mittels Abstands-

sperren vermehrt. 65 haltern mit darin ausgebildeten Vertiefungen in seiner

Aus der schweizerischen Patentschrift 369 202 ist Lage gehalten ist und einen zylindrischen Hohlkörper

eine Drosselspule zur Verwendung als Trägerfrequenz- bildet, wobei die beiden Spulen als Einheil sowohl

snerre bekannt, die aus mehreren zusammengesetzt!« auf der Außen- wie auf der Innenseite durch Trag-

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rahmen aus Isolieiwerkstoff getragen und durch sie Ιϋ'ιμυΚ 7 helesiigies Ivilieinihr II cisireekl. Aul· hindurch -.ich ersireekeiul·: Bolzen /u einem ί iiin/en hänge·, cmehliingen 12 und 1"I sind jeweils a.i iWn verbunden -lind. daß die Außeneiulen heider Spulen gegenüberliegenden I lulen de-, Stehbulzens Kl Mcmiiciiuindcr durch eine !eilende Metallplatte vei- festigt. An der Außenseite des Mittelteils dei elekhiinden -.iiul, während die inneren Luden der heiden 5 Irisch leitenden Hügel 6 Iv w. 7 sind Sperraiischlüsse K Spulen an elektrisch !eilende IMigel angeschlossen und ^l) für eine hori/oniale Sehw ing.heuegiuiji aiwe-Miid. die an den "beren und unteren Teilen der inner- !irachl. Mit dem Stehbolzen Kl sind Abstimmemnchlialli Lic. Spulen liegenden Tragrahmen aus Isolier- liingen 14 und ein Ableiter 15 verbunden, wo hei die werkstoff heiesiiyi sind, daß ei'i Stehbolzen im mill- Anschlüsse der Λ h->l ι im nci ii rieh 1 u π i">.ii und des A liieren I eil des oberen Hügels hel'esiiüi ist und sich i< > ieiiers im Nebenschluß /u den Spulen liegen,
tlurch ein im mittleren Teil des unteren Hügels he- Is ist ilarauf hin/uueiseii. daIi die Trä^erfrequenzfe-iktcs Isolierrohr erstreckt, daß an beiden linden sperre gemäß der Erfindung wenigstens eine Spule des Sichrol/ens obere und untere Aiifha'ngevorrieh enthält, hei der ein in Windungen gewickelter MeIaII-ttmgen fest angebracht sind, daß L-förmige. in der streifen von geringer Stärke und grußer lireite als !iori/onlalen Ebene bewegliche Sperrenaiischlüssc an 15 Leiter verwendet wird. Diese Anordnung bringt i.!er Außenseite des minieren Teils eines jeden Hügels gegenüber bekannten Trägerfreqiienzspcneii, hei denen befestigt sind und daß Ahsiiirimeinrichumgeii sowie zur Bildung einer Spule ein Draht son rundem oder tin AWjiier. die parallel zu den beiden in Serie viereckigem Querschnitt oder Litze verwendet weiden, (legenden Spulen geschaltet sind, an üeni Stehbolzen viele Vorteile. Da die Spule der erimdungsgemäiieii befestigt sind. 20 Sperre einen größeren OberOächenbereieh als die

Die mil der Erfindung erzielten Vorteile bestehen Spulen üblicher Trägerfrequenz sperren hat. kann die

insbesondere darin, daß durch die Λικ.."dining der erfindimgsgcmäße Sperre gegenüber der bekannten

Handleiter in den Vertiefungen der Abslandshalter Hitze sehr viel schneller ableiten. Da ferner die Üher-

ciiie hohe mechanische Festigkeit erreicht wird. Der fläche des die Spule bildenden Streifens vertikal

y Käsige Überstrom ist damit ebenfalls hoch. Gleich- 25 angeordnet sind, strömt darüber hinaus Luft gleich-

^.,Og wird eine hohe Induktivität erreicht, die auf mäüig und glatt in Konvektion, so daß die in der

Ci:iί,tchc Weise durch Serien- oder Parallelschaltung Spule erzeugte Hitze wirksam abgeführt werden kann.

1: ! niechcnd den jeweiligen Bedürfnissen vciändert Die Oberflächen der Windungen sind parallel zur

v.erden kann. Weilerhin gewährleistet die erlindungs- Vertikalachse der Spule angeordnet, so daß der in

gemäße Trägerfrequenzsperre eine gute Luftzirku- 30 der Spule hervorgerufene Krafifluß parallel zu den

lalion zwischen den bandleitern und damit eine gi'.c Windungsohcrflädien ist. Diese Anordnung verhin-

AVärmeahleilimg. Die Anschlüsse der erlindungs- dert. daß der Kraftlluß die Windunysoberfläclien

^LCmäße 11 Trägerfrequenzsperre weisen eine für die schneidet und damit wird die Erzeugung eines Wirbel-

Aufhüngung derselben vorteilhafte Form bei guter stromes vermindert. Die Tatsache, daß der zur ller-

ineelianischer Festigkeit aiii. 35 stellung der Spuie verwendeie Metallstreifen eine

Weitere ertindungswesentlichen Merkmale und Vor- geringe Stärke hat. i-,t für einen verminderten Skinteile des Lrlindungsgegenstandes ergeben sich aus F.ffekt förderlich. Der Verlust besteht meistenteils der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbei- aus einem Gleichstrom- und einem Wcchselstromspiels. verlust infolge des Eigenkapazitätseffekts.

F i it. 1 ist eine Draufsicht auf eine Ausfülirungs- 40 Es wurden mit der crlinclungsgcmäß ausgebildeten

form einer erlindungsgeniäß ausgebildeten Träger- Trägerfrequenzsperre Versuche durchgeführt, wobei

frei|iienzsperre mit zwei Spulen: Metallstreifen von unterschiedlichen Abmessungen

F i g. 2 ist ein Längsschnitt durch die Sperre nach verwendet wurden. Die Versuehsergebnisse sind

der Linie 2-2 in der F ig.!: folgende:

I" i g. 3 zeigt einen vergrößerten Tcilschnitt durch 45 ,. · ■ ,
vvesenlliehc I eile der Sperre;

F i g. 4 zeigt in einem Diagramm (.lic Güte-Fre- Es wurde ein Aluniiniumbandleitcr von 100 mm

quenz-Kurvc der crfin'.hingsgcmäß ausgebildeten Trä- Breite und 1.5 mm Stärke mit einer Leitfähigkeit

gerfrequcnz.sperre. von 61 ^n/„ zur Herstellung einer Spule mit einer

Die Trägerfrcquenzsperre hat zwei flache, scheiben- 50 Induktanz von etwa 10OaH verwendet. Die an e^;ner

förmige Spulen 2 und 2'. welche übereinander ange- mit einer solchen Spule ausgestatteten ί rägcrfrcqucnz-

ordnel sind. Jede Spule besteht aus einer Wicklung sperre durchgeführten Versuche zeigen als Ergebnis,

eines Kupfer- oder Aluminiumbandleiters 1, wobei daß die TcmperaHirvcrtcilung an der Oberfläche

/wischen den Windungen ein geringer Zwischenraum einer jeden Windung über deren Hielte gut ist mit

vorhanden ist. Jede Spule ist mit einer mittigen, 55 einem Temperaturdifferential von kleiner als 10"/„. axialen Öffnung verschen.

Die obere und die untere scheibenförmige Spule 2 Beispiel''
bzw. 2' sind mittels eines Tragrahmens 3 und eines

Abstandshalter 4 an ihrem Platz gehalten. Die Es wurde ein Aluminiumbandleiter von 100 mm Außcnenden der Spulen 2,2' sind miteinander durch 60 Breite und 1,5 mm Stärke mit ^iner Leitfähigkeit eine Metallplatte 5 verbunden. Am oberen line von 61% zur Herstellung von zwei Spulen mit unteren Ende des Tragrahmens 3 sind elektrisch t7 Windungen verwendet. Die beiden Spulen wurden leitende Bügel 6 und 7 befestigt, die an ihren inneren zueinander in Reihe geschaltet, um eine Träger-Enden mit den Innenwänden der Spulen 2 bzw. 2' frequenzsperre von 60 kg Gewicht mit einer Indukvcrbundcn sind. Der obere elektrisch leitende Bügel 6 65 tanz von 300μΗ und einer Strombclastbarkeit von ist an seinem Mittelteil mit einem Stehbolzen 10 fest 600 A zu bilden. Die Ergebnisse der an dieser Sperre verbunden, der ein mteres Endteil hat, das sich durchgeführten Versuche zeigen, daß eine Tempcdurch ein im Mittelteil des unteren elektrisch leitenden raturerhöhiing von 80"C auftritt.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Trägerfrequenzsperre liegt in der Tatsache, daß, da der Leiter im Gegensatz zum Leiter bekannter Sperren, die in der gleichen Weise wie Magnetspulen gewickelt sind, in Windungen liegt, ein unwirksamer Raum in der Sperre vermindert ist. was eine hohe Induktanz bei kleinem Volumen für die Sperre zum Ergebnis hat.

Die Güte O einer Spule wird im allgemeinen durch

die Formel ·■'-■-- ausgedrückt, worin m --- 2rrf ist.

R einen Verlust der Spule in der Trägerfrequenz und /. eine Induktanz bedeutet. Ist die du^reh die obige Formel ausgedrückte Güte Q niedrig, so ist es nicht möglich, eine hohe Impedanz zu schaffen, wenn eine solche Spule mit einem Kondensator für Paralleiresonanz verbunden ist. Deshalb wird die Güte von Spulen im allgemeinen mit einer Höhe von nicht weniger als 30 mit Bezug auf die verwendete Trägerfrequenz gewählt. Die erfindungsgemäße Spule hat, wie vorher erwähnt, einen geringen Wechsel-

Stromverlust. Die Versuchsergebnisse zeigen, daß die Güte Q nicht kleiner als 50 bei einer Trägerfrequenz von 50 bis 500 kHz ist. wie in F i g. 4 dargestellt ist. Die vorliegende Erfindung erlaubt es. eine Trägerfrequenzsperre von gewünschter Induktanz oder Strombelastbarkeit zu schaffen, indem mehr als zwei Spulen übereinanderliegend verwendet werden, die in Reihe oder im Nebenschluß zueinander geschähet sind. Die Tatsache, daß die Spule eine geringe Größe hat. erlaubt es, einen kleinen Tragrahmen zu verwenden und eine kleine Gesamtabmessung sowie ein geringes Gewicht für eine Sperre zu erhalten. Das erlaubt es ebenfalls, eine Sperre von großer Kapazität für ein gegebenes Volumen zu erhalten. Die Maximuminduktanz und Strombelastbarkeit von bekannten Trägerfrequenzsperren sind 300μH und 4000 Λ. Durch die Erfindung kann eine Sperre mit einer Maximuminduktanz von 100 μ. II und einer Maximumstrombelastbarkeit von 12 000 Λ geschaffen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2

ieien Tcilspuicn besteht, die aus Bandle,lern grol'.ei

Patentanspruch: Breite und geringer Dicke aufgebaut sind, wobei

/wischen den ein/einen Lugen ein ebenfalls band-

I riigi'ifrequenzspene aus zwei Spulen, die je- lormiger Isolierstoff angeordnet ist. Die derail aulweil·· aus gegeneinander abgestützten Bandleitern 5 gebauten Teilspulen sind jeweils in Kunstharz emjrolk-r Breite und geringer Dicke gebildet sind, gegossen, so daß sie kompakte Scheiben bilden, dir dadurch gekennzeichnet, daß der mittels Bolzen unter Zwischenlegeii von Distan.'-Bandleiier (1) mittels Abstandshaltern (4) mit darin klotzen verspannt und entsprechend der, gewünschten ausgebildeten Vertiefungen in seinei Lage gehalten elektrischen Eigenschaften untereinander verbunden ist und einen zylindrischen Hohlkörper bildet, u-, sind. Da hierbei die einzelnen Windungen nur durch wobei die beiden Spulen (2,2') als Einheit sowohl das umgebende Kunstharz gehalten werden, ist eine auf der Außen- wie auf der Innenseite durch Trag- ausreichende mechanische Fesligkeil hei starken liher- !ahmen (3j aus IsolierweiKstoff getragen und durch strömen nicht gegeben. Ein derart vergossener komsie hindurch sich erstreckende Bolzen zu einem pakler Aufbau gestattet darüber hinaus nur eine Ganzen verbunden sind, daß die Außenenden 15 schlechte Wärmeabfuhr, so daß bei derartigen Drosselheidi-r Spulen (2,2') miteinander durch eine spulen die hochstzulässige Stromstärke einsprechend leitende Metallplatte (5) verbunden sind, während begrenzt ist. Außerdem ist eine derartige Drosselspule die inneren Enden der beiden Spulen an elektrisch infolge der konsmiktionshedingt ungünstig angeordleilende Bügel (6.7) angeschlossen sind, die an iieten Anschlüsse für eine hängende Anordnung den oberen und linieren Teilen der innerhalb 20 schlecht geeignet, da bei hängender Anordnung eine der Spulen lit-enden Tragrahmen (3) aus Isolier- ausreichende mechanische Festigkeit nicht mehr werkstoff befestigt sind, daß ein Stehbolzen (10) gegeben ist.

im minieren Teil des oberen Bügels (6) befestigt Weiterhin ist aus der britischen Patentschrift ist und sich durch ein im mittleren Teil des unteren 1 026 255 eine Drosselspule bekannt, bei der ein Büg;ls (7) befestigtes Isolierrohr (U) erstreckt, 25 Bandleiter großer Breite und geringer Dicke unter daß an beiden Enden des Svchbolzens (10) obere Zvvischcnlegen eines Isolierbandes auf einen Hol·, 1- und untere Aufhängevorrichtuiigen (12. 13) fest zylinder aus Isolierstoff aufgewickelt ist. Diese Anangebracht sind, daß L-förmige, in der hori.ton- Ordnung ist jed· ich wegen der geringen mechanischen talen Ebene bewegliche Sperrenanschlüsse (S, 9) Festigkeit und der schlechten Wärmeleitfähigkeit nur an der Außenseite des mittleren Teils eines jeden 30 für geringe Stromstärken zu verwenden. Überdies ist Bügels (6,7) h'festigt sind und daß Abstimm- ein Verändern der Induktivität entsprechend den einrichtungen (14) sowie ein Ableiter (15), die jeweiligen Bedürfnissen nicht möglich,
parallel zu de.i beiden ni Serie liegenden Spulen Aus dem deutschen Gebrauchsmuster 1 7K3KI1 (2.2') geschaltet sind, an dem Stehbolzen (10) ist es bekannt, die Windungen einer Drosselspule in !">ufc.-»lisii sind. 35 den Vertiefungen von radial angeordneten kamm-

arligcn Elementen anzuordnen, die Windungen mitteis

Gießharz in diesen Verliefungen zu verkleben und

darüber entsprechend weitere Lagen von radial angeordneten kammartigen Elemente." mit entsprechender.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Trägcrfreqi enz- 40 Windungslagen anzuordnen und das Ganze mittels

sperre aus zwei Spulen, die jeweils aus gegeneinander Gießharz zu verkleben Die kammartigen überein-

abgesiützten Bandleitern großer Breite und geringci ander angeordneten Elemente sind dazu mit axial

Dicke gebildet sind. Insbesondere befaßt sich die verlaufenden Bohrungen versehen, in die Gießharz

Erfindung mit Trügcrfrcquenzspcrren, die als ein gefüllt wird, so daß sich eine bolzenähnlichc Ver-

Bautcil für eine Trägerfrequenzübertragung über 45 bindung ergibt. Eine derartige Anordnung weist zwar

Starkstromleitungen in solche Leitungen in Serie eine hohe Induktivität auf. sie ist aber wegen tier

eingesetzt weiden können. mangelnden mechanischen Festigkeit nur für geringe