DE2050312A1 - Mehrfachdrossel mit Dämpfung von symmetrischen Störströmen - Google Patents

Mehrfachdrossel mit Dämpfung von symmetrischen Störströmen

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DE2050312A1 DE19702050312 DE2050312A DE2050312A1 DE 2050312 A1 DE2050312 A1 DE 2050312A1 DE 19702050312 DE19702050312 DE 19702050312 DE 2050312 A DE2050312 A DE 2050312A DE 2050312 A1 DE2050312 A1 DE 2050312A1
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Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT München 2, 13.OKT. 1970 Berlin und München Witteisbacherplatz 2
VPA 70/1187
Mehrfachdrossel mit Dämpfung von symmetrischen Störströmen
Die Erfindung betrifft eine Funkentstöranordnung mit einer stromkompensierten Ringkerndrossel, deren Streuinduktivität durch konstruktive Maßnahmen auf einen gewünschten Wert gebracht ist.
Bekannt sind Stabkerndrosseln, die wegen der großen Scherung * ihres Kernes Wicklungen mit vielen Windungen enthalten müssen, die zu großen Abmessungen und zu hohen ohmschen Widerständen führen.
Weiterhin ist bekannt, Drosseln bzw. einzelne elektrische Leiter durch geschlossene magnetische Kreise zu führen, wodurch hohe Induktivitätswerte und sehr geringe Streufelder erreicht werden. Teilweise werden Hin- und Rückleitungen durch Wicklungen um ein- und denselben magnetisierbaren Kern geführt, wodurch eine gegenseitige Kompensation der Magnetfelder de3 hin- und des rückleitenden Stromes und damit eine sehr geringe Abschwächung der Nutzströme und der symmetrischen, d.h. in Hin- und Rückleitung mit diesen parallellau- i fenden, Störströme eintritt, während die unsymmetrischen Störströme durch die Induktivitäten der Hin- bzw. Rückleitungen gedämpft werden. Die symmetrischen Störströme müssen bei der Verwendung derartiger Drosseln durch einen zusätzlichen Aufwand in Form von Kondensatoren und nicht kompensierten zusätzlichen Drosseln unterdrückt werden, wodurch die Vorteile der stromkompensierten Drosseln erheblich geschmälert werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die symmetrische VPA 9/HO/OO77 Mhs/Rl - 2 -
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. Entstörwirkung von stromkompensierten Drosseln zu erhöhen und den Aufwand der Schaltung und ihren Platzbedarf zu vermindern.
Durch umfangreiche Untersuchungen wurde erkannt, daß sich die Streuinduktivität einer Drossel mit mindestens zwei in entgegengesetzten Richtungen von Nutzströmen durehflossenen Wicklungen auf einem ferromagnetischen Ringkern zur Punkentstörung ausnutzen und daß sich eine Streuinduktivität in der erforderlichen Höhe mit einfachen Mitteln realisieren läßt.
Die Erfindung besteht darin, daß entsprechend der gewünschten Streuinduktivität die Drossel in einen Becher aus elektrisch und/oder magnetisch leitendem Material eingebaut ist und daß dieser Becher so gestaltet ist, daß er ihre elektrischen Eigenschaften beeinflußt, insbesondere eine Verminderung bzw. Erhöhung ihrer Streuinduktivität bewirkt.
Ein derartiger Becher ermöglicht die Herstellung einer bestimmten Streuinduktivität, indem er neben der direkten Beeinflussung der elektrischen Daten der Drossel von außen kommende Felder abschirmt, aber auch Wechselwirkungen der ätreuinduktivität mit elektrisch und/oder magnetisch leitfähigen Gegenständen in der Umgebung der Drossel unterbindet. Der Aufwand an Bauelementen und damit der Platzbedarf kann durch eine derartige Punkentstöranordnung verkleinert weraen.
In weitei'er Ausbildung der Erfindung wird der Becher in zwei übereinanderliegende Kammern durch eine, insbesondere teilweise durchbrochene, vorzugsweise elektrisch isolierende Trennwand unterteilt, die aus dem Bechermaterial und gegebenenfalls mindestens einer Isolierschicht <■. der aus anderen Werkstoffen besteht, wodurch die Wirkung des Bechers verstärkt oder auch abgeschwächt werden kann. Eine größere Streu-
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induktivität wird erreicht, wenn vorzugsweise in der oberen Kammer die Drossel und in der unteren Kammer zur Erhöhung der Streuinduktivität ferromagnetisches Material untergebracht ist. Ein einfacher Aufbau ergibt sich, wenn in der unteren Kammer zur Erhöhung der Streuinduktivität ein oder mehrere ferromagnetische Körper einer der des Drosselkernes ähnlichen Form aus demselben oder aus einem anderen Material untergebracht sind. Eine Feineinstellung der Streuinduktivität ist dadurch ermöglicht, daß sich der Becher konisch oder stufig nach einer Seite hin verjüngt und die Lage der Drossel im Becher z. B. durch Einlagen auf seinem Boden wählbar ist.
Die erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht eine grobe Wahl der gewünschten Streuinduktivität, indem auf den Drosselkern zur Erhöhung der Streuinduktivität relativ schmale Wicklungen in relativ großen Abständen aufgebracht sind. Dies wird noch verstärkt, indem die Drossel zur Erhöhung der Streuinduktivität einen relativ großen Abstand zwischen dem ferromagnetischen Kern und den Wicklungen aufweist. Ein Induktivitätsabgleich ist dadurch ermöglicht, daß zur Erhöhung der Streuinduktivität das Restloch des bewickelten Drosselkernes mit magnetischem Material ausgefüllt und dadurch, daß zur Erhöhung der Streuinduktivität die Drossel mit magnetischem Material umhüllt ist.
Erfindungsgemäß wird vorzugsweise eine Kombination aus Merkmalen, die zu einer Streuinduktivitätsverminderung, aber auch ^u besonders gleichmäßigen Verhältnissen bei der Entstörung von mehr als zwei Wicklungen führen, und aus einem oder mehreren der genannten streuinduktivitätserhöhenden Merkmale angewendet. Das kann dadurch erreicht werden, daß die Wicklungen der Drosseln zur Verminderung der Streuinduktivität ineinander verschachtelt sind. Eine noch stärkere Wirkung wird erzielt, indem die Wicklungen der Drossel zur Verminderung
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der Streuinduktivität als parallele Wicklungen ausgebildet sind.
Gemäß der Erfindung ist eine Erhöhung der Streuinduktivität im oberen Frequenzbereich dadurch gegeben, daß der Drosselkern aus Ferrit hoher Permeabilität besteht, die bei höheren Frequenzen abnimmt.
Ein gewünschter Abstand zwischen Wicklung und Drosselkern ist dadurch vorteilhaft herzustellen, daß der Abstand der Wicklungen vom Drosselkern durch auf den Drosselkern, insbesondere durch Wirbelsintern, aufgebrachte isolierende Schichten bestimmt ist.
Eine gute Wärmeableitung, eine Dämpfung mechanischer Schwingungen und die Fixierung der Bauteile im Becher wird zweckmäßigerweise dadurch erreicht, daß beide Kammern des Bechers mit einer nach dem Aushärten elastisch bleibenden Vergußmasse, der bis etwa 40 $ Quarzmehl beigemischt sind, vergossen sind. Besonders geeignet sind flexible, aliphatische Epoxydharze.
Der maximale Abstand zwischen Drosselkern und Gehäuse, in dem eine Beeinflussung der Streuinduktivität durch den Becher eintritt, hängt von den Abmessungen der Drossel ab. Der Einfluß ist beispielsweise gegeben, wenn der Außendurchmesser des Bechers ca. 60 mm, seine Höhe ca. 40 mm und der Abstand zwischen dem Drosselkern mit einem Außendurchmesser von ca. 40 mm und der Becherwandung wenigstens teilweise weniger als 10 mm beträgt.
Die Erfindung soll nun anhand von Beispielen veranschaulicht werden.
Figur 1 zeigt eine Anordnung nach der Erfindung in geschnittener Darstellung, wobei im Mittelteil die Vergußmasse wegge-
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lassen wurde.
Figur 2 zeigt vier ineinander verschachtelte Wicklungen auf einem Hingkern.
Ein zylinderförmiger Becher 1 ist in zwei Kammern 2 und unterteilt, die Trennwand 4 aus elektrisch isolierendem Material weist einen kreisförmigen Durchbruch mit einem nach unten gezogenen Rand 5 und Aussparungen 6 an ihrem Außenrand auf, durch die die Vergußmasse 7 in die untere Kammer 3 geflossen ist. Die Trennwand 4 liegt auf einem Ringkern 8 aus ferromagnetischem Material auf, für den der nach unten gezogene Rand 5 des Durchbruchs als Zentrierung ( dient. Die Drossel 1J5, die zwei schmale Wicklungen 9 und in großem Abstand voneinander und einen ferromagnetisehen Ringkern 11 aufweist, der mit einer elektrisch isolierenden Schicht 14 umhüllt ist, liegt auf der Trennwand 4 auf. Ihr ferromagnetischer Ringkern 11 hat weniger als 10 mm Abstand
(a) von der zylindrischen Seitenwand des Bechers 1.
Auf Kern 12 in Figur 2 sind vier ineinander verschachtelte Wicklungen R,S,T und M in stromkompensaa-ter Schaltung aufgebracht.
15 Patentansprüche
2 Figuren I
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Claims (15)

Patentansprüche
1. /unkentstüranordnung, die eine Drossel mit mindestens zwei in entgegengesetzten Richtungen von Nutzströmen iurchflossene Wicklungen auf einem ferromagnetischen Drosselkern enthält, der einen in sich geschlossenen, vorzugsweise luftspaltloaen magnetischen Kreis darstellt, dadurch gekennzeichnet , daß die Drossel (JjJ) in einen Becher (1) aus elektrisch und/oder magnetisch leitfähigem Material eingebaut ist und daß dieser Becher (1) so gestaltet ist, daß er ihre elektrischen Eigenschaften beeinflußt, insbesondere eine Erhöhung bzw. Verminderung ihrer Streuinduktivität bewirkt.
2. Funkentstöranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Becher (1) in zwei übereinanderliegende Kammern (2,3) durch eine, insbesondere teilweise durchbrochene, vorzugsweise elektrisch isolierende Trennwand (4) unterteilt ist, die aus dem Bechermaterial und gegebenenfalls mindestens einer Isolierschicht oder aus anderen Werkstoffen besteht.
3. Punkentstöranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß vorzugsweise in der oberen Kammer (2) die Drossel (Jj5) und in der unteren Kammer (3) zur Erhöhung der StreuinduJctivität ferromagnetisches Material untergebracht ist.
4. Punkentstöranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß in der unteren Kammer (3) zur Erhöhung der Streuinduktivität ein oder mehrere ferromagnetische Körper (8) einer der des Drosselkernes (11) ähnlichen Form aus demselben oder aus einem anderen magnetischen Material untergebracht sind.
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5. Punkentstöranordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4» dadurch gekennzeichne t , daß sich der Becher (1) konisch oder stufig nach einer Seite hin verjüngt und die Lage der Drossel Qj5) im Becher (1) z. B. durch Einlagen auf seinem Boden wählbar ist.
6. Funkentstüranordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Drosselkern (11) zur Erhöhung der Streuinduktivität schmale Wicklungen (9» 10) in relativ
großen Abständen voneinander aufgebracht sind. f
7. Funkentstöranordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (V£) zur Erhöhung der Streuinduktivität einen relativ großen Abstand zwischen dem ferromagnetisehen Kern (11) und den Wicklungen (9,10) aufweist-
8. Funkentstöranordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der Streuinduktivität das Restloch des bewickelten Drosselkernes (11) mit magneti- * schem Material ausgefüllt ist.
9. Funkentstöranordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der Streuinduktivität die Drossel (J_3) mindestens teilweise mit magnetischem Material umhüllt ist.
10. Funkentstöranordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9i dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungen der Drossel (_1_3) zur Vermin-
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derung der Streuinduktivität ineinander verschachtelt sind.
11. Funkentstöranordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeich-" net, daß die Wicklungen der Drossel (J^) zur Verminderung der Streuinduktivität als parallele Wicklungen ausgebildet sind.
12. Funkentetüranordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselkern (11) aus Ferrit hoher Permeabilität besteht, die bei hohen Frequenzen abnimmt.
13. Funkentstöranordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Wicklungen (9,10) vom Drosselkern (11) durch auf den Drosselkern, insbesondere durch Wirbelsintern, aufgebrachte isolierende Schichten bestimmt ist.
14. Funkentstöranordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß beide Kammern (2,3) des Bechers (1) mit einer nach dem Aushärten elastisch bleibenden Vergußmasse (7), insbesondere mit einem flexiblen, aliphatischen Epoxydharz, dem bis etwa 4-0 Gew% Quarzmehl oder Quarzsand beigemischt sind, vergossen sind.
15. Funkentstöranordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des Bechers (1) ca. 60 mm, seine Höhe ca. 40 mm und der Abstand zwischen dem Drosselkern (11) mit einem Außendurchmesser von ca. 40 mm und der Becherwandung wenigstens teilweise weniger als 10 mm beträgt.
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