DE2245208C3 - Funk-Entstördrossel - Google Patents
Funk-EntstördrosselInfo
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- H04B1/06—Receivers
- H04B1/10—Means associated with receiver for limiting or suppressing noise or interference
- H04B1/12—Neutralising, balancing, or compensation arrangements
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
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Description
Die Erfindung betrifft eine elektrische Funk-Entstördrossel zur Dämpfung erdunsymmetrischer und
erdsymmetrischer Störströme auf Wechselstromnetzen, bei der wenigstens zwei Wicklungen auf verschiedenen
Abschnitten eines luftspaltfreien Kerns so aufgebracht sind, daß sich die vom Betriebsstrom in den Wicklungen
erzeugten Magnetflüsse im Kern gegenseitig kompensieren, und die zur Erhöhung der Streuung zwischen den
Wicklungen wenigstens einen unbewickelten Mittelschenkel besitzt, dessen Querschnitt der gewünschten
Dämpfung dimensioniert ist.
Funk-Entstördrosseln werden als Längsglieder in Entstörschaltungen eingesetzt und sollen dem sie
durchfließenden Betriebsstrom keinen großen Widerstand entgegensetzen. Neben dem ohmschen Widerstand
soll auch der induktive Widerstand bei der Frequenz des Nutzstromes möglichst gering sein.
Verwendet werden daher bevorzugt Kernformen mit •großer Scherung, z. B. Stabkerne. Die erreichbare
Induktivität ist hier gering, da nicht viele Windungen aufgebracht werden können, die zu großen Abmessungen
und zu hohen ohmschen Verlusten führen wurden.
Die Verwendung geschlossener Kernformen in der Form der sogenannten stromkompensierten Drosseln
ist ebenfalls bekannt Diese stromkompensierten Drosselfi
bedampfen jedoch hauptsächlich die efdUfisymme'
Irischen Störströme, d< h. die Störströme, die zwischen den stromführenden Leitungen und der Erde fließen,
Die für die Bedämpfung der erdsymmetrischen Stör-
»trömc notwendige Streuinduktivität ist bei diesen
Drosseln gering.
Im DE-GM 70 37 848 ist eine Maßnahme zur Erhöhung der Streuinduktivität von derartigen stromkompensierten
Drosseln beschrieben. Hierbei werden die bewickelten Ringkerne in einen Becher aus
elektrisch und/oder magnetisch leitfähigem Materiai eingebaut, wobei zwischen Becher und Drossel ein
definierter enger Abstand bleibt
Aus der DE-PS 7 06 800 ist eine Doppeldrossei für
Schwachstrom-, insbesondere Fernmeldeanlagen mit einem dreischenkeligen Kern bekannt Auf den beiden
äußeren Kernschenkeln ist je eine Wicklung so aufgebracht, daß sich die im Kern hervorgerufenen
Magnetflüsse der erdsymmi;trischen Ströme gegenseitig
kompensieren. Der Mittelschenkel ist unbewickelt; er erhöht die Streuung zwischen den Wicklungen, so
daß die Drossel eine Entstörwirkung auch für erdunsymmetrische Störströme entfaltet. Der Mittelschenkel
ist so bemessen, daß die symmetrische und die unsymmetrische Hochfrequenzdämpfung angenähert
einander gleich sind.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Funk-Entstördrossel der eingangs
genannten Art anzugeben, die aus einfachen, möglichst handelsüblichen Teilen aufgebaut ist, bei der das
Aufbringen der Wicklungen vereinfacht ist und die für den Einsatz in Stromnet-en mit hohen Betriebsströmen
geeignet ist.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Wicklungen auf einen luftspaltfreien Ringkern aufgebracht
sind, daß ein unbewickelter Mittelsteg mit einer der Zahl der Wicklungen entsprechenden Anzahl von
radialen Armen in den Ringkern so eingesetzt ist, daß zwischen den Enden der Arme und dem Ringkern
Luftspalte verbleiben, und daß der Mittelsteg und die Luftspalte für die vom Betriebsstrom hervorgerufene
magnetische Durchflutung dimensioniert sind.
Für die erdunsymmetrischen Störströme wirkt eine derartige Drossel wie eine sogenannte stromkompensierte
Drossel, da der Ringkern keinen Luftspalt besitzt und die Drossel daher eine große Induktivität aufweist.
Für die erdsymmetrischen Störströme wirkt die erfindungsgemäße Drossel dagegen wie eine Stabkerndrossel,
jedoch mit wesentlich höheren Induktivitätswerten als diese, da die Scherung der magnetischen
Kennlinie wegen des wesentlich kleineren Luftspaltes geringer ist. Die Größe des Luftspaltes richtet sich nach
den magnetischen Eigenschaften des Kernmaterials, nach der Windungszahl! und nach der Größe des
Betriebsstromes. Er muß so groß sein, daß eine Sättigung des magnetischen Materials im Mittelschenkel
vermieden wird. Besonders geeignet ist die erfindungsgemäße Drossel zur Entstörung von elektrischen
Störern, deren hochfrequenter, symmetrischer Innenwiderstand klein ist, z. B. Schaltkontakte von
Relais. Aufgrund der Tatsache, daß der Mittelsteg nachträglich in den Ringkern eingesetzt wird, ist das
Aufbringen der Wicklungen erheblich vereinfacht, da der der Wickelmaschine zur Verfügung stehende freie
Raum nicht durch den Mittelsteg verringert ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung ist der Mittelsteg eingeklebt und jeder Luftspalt durch
eine Isolierstoffbeilage fixiert.
Als Kernmaterial findet vorzugsweise Ferrit Verwendung. Dieses Material besitzt bekanntlich gute Hochfre*
quenzeigenschaften; die an sich geringe Sättigungsmagnetisierung, wird durch die konstruktiven Maßnahmen
kompensiert.
Vorzugsweise sind die radialen Arme des Mittelstegs um den Mittelpunkt des Ringkerns gleichmäßig verteilt.
Auf diese Weise ergeben sich für alle Wicklungen gleiche Induktivitäten und damit Entstörwirkungen.
Durch eine ungleichmäßige Verteilung der Arme können für die Wicklungen unterschiedliche Verhältnisse
eingestellt werden.
Ausführungsbeispiele und Meßergebnisse der Funk-Entstördrossel nach der Erfindung werden nachstehend
anhand der Zeichnung erläutert. '°
Es zeigt
F i g. 1 eine Ausführungsform für die Entstörung eines Zwei-Leitersystems,
F i g. 2 eine Ausführungsform für die Entstörung eines
Vier-Leitersystems, '5
F i g. 3 ein Diagramm mit Meßergebnissen.
Die in Fi g. 1 dargestellte Kernanordnung ist für eine
Zweifachdrossel vorgesehen und weist einen Ringkern 1 mit einem eingesetzten stabförmigen Mittelsteg 5 auf.
Der Mittelsteg 5 ist unter Zwischenlage von Isoliermaterial 6 so in den Ringkern eingeklebt, daß sich die
Luftspalte 2 an der Verbindungsstelle zvischeii Mittelsteg 5 und Ringkern 1 bildet.
Die der Übersichtlichkeit wegen nicht eingezeichneten Drosselwicklungen werden auf jeder Seite des
Ringkerns 1 aufgebracht. Die von den erdunsymmetrischen Störströmen in den Wicklungen erzeugte
magnetische Durchflutung 3 verläuft im völlig luftspaltfreien Ringkern, wodurch sich eine hohe induktivität
und daraus resultierend eine hohe unsymmetrische Entstörwirkung ergibt. Die in den beiden Wicklungen
von den erdsymmetrischen Strömen — das sind die Netzströme und die erdsymmetrischen Störströme —
erzeugte Durchflutung 4 verläuft durch den Mittelsteg 5 und die beiden Luftspalte 2. Durch das Einfügen der
Luftspalte 2 wird einer Sättigung des Mittelschenkels vorgebeugt. Die Größe der Luftspalte richtet sich nach
den magnetischen Eigenschaften des Kernmaterials, nach der Windungszahl und nach der Höhe des
BetriebsstroiTies.
Fig.2 zeigt einen Kern mit einem vierarmigen Mittelsteg 5 für eine Drosselspule, die für den Einsatz in
Vier-Leiter-Drehstromnetzen geeignet ist Wie im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 wird der Mittelsteg 5
mit seinen vier Armen erst in den Ringkern 1 eingeklebt, nachdem die vier (nicht dargestellten) Wicklungen
aufgebracht sind.
Messungen an erfindungsgemäßen Drosseln haben ergeben, daß die für die Entstörung der symmetrischen
Störströme wirksame Induktivität mit zunehmendem Betriebsstrom leicht abnimmt.
Fig.3 zeigt die Meßergebnisse bei der Entstörung
eines"Schaltkontakts. Aufgetragen ist der Funk-Störspannungsverlauf,
gemessen in dB, in Abhängigkeit von der Frequenz im Bereich von 0,15 bis 30MHz. Die
Kurve a zeigt das Störspektrum des unentstörten Kontakts. Die Kurve b zeigt das ^'erhalten einer
Entstörschaltung, wobei der Schaltkoncakt durch eine der bekannten stromkompensierten Zweifachdrosseln
und einen XY-Kondensator entstört war. Man sieht, daß insbesondere bei niedrigen Frequenzen die Störungen
noch höher sind als der ebenfalls eingezeichnete, gesetzlich vorgeschriebene Funk-Entstörgrad N. Die
Kurve c zeigt das Verhalten einer Entstörschaltung unter Verwendung der erfindungsgemäßen Zweifachdrossel.
Die für die Entstörung der unsymmetrischen Ströme wirksame Induktivität hatte denselben Wert wie
bei der in der Kurve bcharakterisierten Schaltung. Man
sieht sofort, daß die Kurve ein allen Meßpunkten unter
dem gesetzlichen Funk-Entstörgrad N bleibt. Der Vergleich der drei Kurven a, b, c verdeutlicht die
wesentlich bessere Entstörwirkung der erfindungsgemäßen Drossel gegenüber einer stromkompensierten
Zweifachdrossel gleicher Nenn-Induktivität.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Elektrische Funk-Entstördrossel zur Dämpfung erdunsymmetrischer und erdsymmetrischer Störströme
auf Wechselstromnetzen, bei der wenigstens zwei Wicklungen auf verschiedenen Abschnitten
eines luftspaltfreien Kerns so aufgebracht sind, daß sich die vom Betriebsstrom in den Wicklungen
erzeugten Magnetflüsse im Kern gegenseitig kornpensieren, und die zur Erhöhung der Streuung
zwischen den Wicklungen wenigstens einen unbewickelten Mittelschenkel besitzt, dessen Querschnitt
entsprechend der gewünschten Dämpfung dimensioniert ist, dadurch gekennzeichnet, daß
die Wicklungen auf einen luftspaltfreien Ringkern (1) aufgebracht sind, daß ein unbewickelter Mittelsteg
(5) mit einer der Zahl der Wicklungen entsprechenden Anzahl von radialen Armen in der.
Ringkern (1) se eingesetzt ist, daß zwischen den Enden der Armt and dem Ringkern (1) Luftspalte (2)
verbleiben, und daß der Mittelsteg (5) und die Luftspalte (2) für die vom Betriebsstrom hervorgerufene
magnetische Durchflutung dimensioniert sind.
2. Funk-Entstördrossel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelsteg (5) eingeklebt
und jeder Luftspalt (2) durch eine Isolierstoffbeilage (6) fixiert ist.
3. Funk-Entstördrossel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kernmaterial
Ferrit ist.
4. Funk-Entstördrossel nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß fl-.ii radialen Arme
des Mittelstegs (5) um vier. Mittelpunkt des Ringkerns (1) gleichmäßig verteilt sir. i.
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