DE2256322C3

DE2256322C3 - Rod core choke for interference suppression of phase control circuits

Info

Publication number: DE2256322C3
Application number: DE19722256322
Authority: DE
Inventors: Josef Dipl.-Ing. 8411 Wenzenbach Wimmer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Filing date: 1972-11-16
Publication date: 1977-03-24

Description

Die Erfindung betrifft eine Stabkerndrossel zur Entitörung von Phasenanschnittschaltungen mit gesteuerten Halbleiterbauelementen, die auj einem Stabkern ■us Elektroblechmaterial, einer Spulenwicklung und tinem magnetischen Rückschluß besteht.The invention relates to a rod core choke for elimination of phase-gating circuits with controlled semiconductor components, which auj a rod core ■ consists of electrical sheet material, a coil winding and a magnetic yoke.

Aus den deutschen Gebrauchsmustern 70 43 934 und fi 15 756 sind Funk-Entstördrosseln zur Bedämpfung der impulsartigen Störspannungen von Phasenan- «chnittschaltungen bekannt, deren Kern aus mindestens iwei ringförmigen, axial übereinder gestapelten Teilkernen besteht, wobei der eine Teilkern aus magnetitierbaren Eisenblechen und der andere Teilkern aus tinem Ferritkern besteht und der Ferritring einen Lufttpalt aufweisen kann. Dabei kann der Blechanteil des Kerns auch aus Tiefziehblechmaterial bestehen.The German utility models 70 43 934 and fi 15 756 are radio interference suppression chokes for attenuation the pulse-like interference voltages of phase «Cut circuits are known, the core of which consists of at least two ring-shaped, axially stacked partial cores consists, one part core of magnetizable iron sheets and the other part core from tinem ferrite core and the ferrite ring an air gap may have. The sheet metal part of the core can also consist of deep-drawn sheet material.

Aus dem DT-Gbm 68 04 181 ist eine Funk-Entstördrossel bekannt, deren Kern als Ringkern ausgebildet fet und aus zwei aufeinandergewickelten, durch einen Isolierstreifen voneinander getrennten Spiralbändern aus unterschiedlichen Werkstoffen — Eisen-Silizium bzw. Eisen-Nickel-Silizium — besteht.A radio interference suppression choke is from the DT-Gbm 68 04 181 known, the core of which is designed as a toroidal core and fet of two wound one on top of the other, by one Insulating strips of separate spiral strips made of different materials - iron-silicon or iron-nickel-silicon - consists.

Das DT-Gbm 18 15 955 zeigt Möglichkeiten zur Herstellung von Transformatoren und Entstördrosseln mit möglichst geringer Wicklungskapazität und hoher Induktivität durch Verwendung speziell geformter, möglichst luftspaltfreier Ferritkerne. ⁶SThe DT-Gbm 18 15 955 shows possibilities for the production of transformers and interference suppression chokes with the lowest possible winding capacitance and high inductance by using specially shaped ferrite cores that are as free from air gaps as possible. ⁶ p

Untersuchungen haben gezeigt, daß die bekannten Stabkerndrosseln bei bestimmten zu regelnden Leistungen als Entstörbauelemente geeignet sind. Bei kleinen Leistungen bewähren sie sich jedoch nicht. Diese Probleme sind unter anderem in der Zeitschrift »Siemens—Bauteile—informationen«, 8. Jahrgang (1970), Sonderheft Funk-Entstörung, S. 12 bis 15 beschrieben.Investigations have shown that the known rod core chokes at certain outputs to be regulated are suitable as interference suppression components. However, they do not prove themselves with small services. This Problems are, among other things, in the magazine "Siemens — Components — information", 8th year (1970), special issue radio interference, p. 12 to 15 described.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Stabkerndrosseln in der Weise zu.modifizieren, daß die kostengünstige Herstellung zwar erhalten bleibt, jedoch die Spuleneigenschaften durch geschickte Modifikation so angepaßt werden, daß der Arbeitsbereich der entstörten Phasenanschnittschaltung in Richtung auf kleine, störungsfrei regelbare Leistungen erweitert werden kann.The invention is based on the object of modifying the known rod core chokes in such a way that that the inexpensive production is retained, but the coil properties by clever Modification can be adapted so that the working range of the interference-suppressed phase-angle circuit in the direction of can be expanded to small, interference-free controllable services.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zusätzliche Bleche aus Tiefziehblechmaterial vorgesehen sind, daß diese Bleche als U mit langen Schenkeln und kurzer Basis ausgebildet sind, daß diese Bleche beim Einschieben in die Spule eine entsprechende Anzahl der Elektrobleche ersetzen und daß durch diese Bleche ein Teil des magnetischen Flusses in einen nahezu luftspaltfreien magnetischen Kreis gezwungen wird.This object is achieved in that additional sheets of deep-drawn sheet material are provided, that these sheets are designed as a U with long legs and a short base, that these sheets replace a corresponding number of electrical sheets when inserted into the coil and that through these sheets a part of the magnetic flux is forced into an almost air gap-free magnetic circuit.

Tiefziehblech hat die Vorteile, daß es höhere magnetische Verluste besitzt als Elektroblech, daß es eine geringere Magnetostriktion aufweist, womit das Eigengeräusch der Drossel verringert wird, und daß es sich leicht bearbeiten, insbesondere auch biegen läßt. Im übrigen sind Stabkerndrosseln wesentlich leichter herzustellen als Ringkerndrosseln.Deep-drawn sheet has the advantage that it has higher magnetic losses than electrical sheet and that it is lower Has magnetostriction, so that the inherent noise of the throttle is reduced, and that it is easy to edit, especially bend. In addition, rod core chokes are much easier to manufacture as toroidal chokes.

Die U-förmigen Tiefziehbleche können nur von einer Seite oder auch von beiden Seiten abwechselnd in die Spule geschoben werden. Bei der Ausführungsform, bei der sie von beiden Seiten eingeschoben werden, können sie auch gegenseitig verschweißt, z.B. punktverschweißt werden, wodurch die mechanische Festigkeit der Drossel erhöht wird.The U-shaped deep-drawn sheets can only be inserted from one side or alternately from both sides Coil to be pushed. In the embodiment in which they can be inserted from both sides they are also welded to one another, e.g. spot welded thereby increasing the mechanical strength of the throttle.

Es ist auch möglich, die zusätzlichen Tiefziehbleche als U mit langen Schenkeln und kurzer Basis auszustanzen und hochkant in die Spule einzuschieben, wobei eine entsprechende Anzahl der Elektrobleche ersetzt wird.It is also possible to punch out the additional deep-drawn sheets as U with long legs and a short base and slide it upright into the coil, replacing a corresponding number of the electrical steel sheets will.

An Hand der Zeichnung sollen die Verwendung und zwei Ausführungsformen einer Stabkerndrossel nach der Erfindung näher erläutert werden.Based on the drawing, the use and two embodiments of a rod core choke should be the invention will be explained in more detail.

F i g. 1 zeigt eine typische Phasenanschnittschaltung mit gesteuertem Halbleiterbauelement und Entstörung. Der Strom, der aus der Wechselspannungsquelle V stammt, fließt über den gesteuerten Halbleiter H und über die Entstörspule L in den Verbraucher R und von dort zurück zur Spannungsquelle. Eine zusätzliche Entstörwirkung wird mit Hilfe des Kondensators C erreicht. Solange das Halbleiterbauelement Wim hochohmigen Zustand ist. lädt sich der Kondensator C auf. Schaltet dann das Halbleiterbauelement H in den niederohmigen Zustand, so entlädt sich der Kondensator C über die Spule L wodurch ein Schwingkreis entsteht, dessen Strom zusätzlich zum Netzstrom über das Halbleiterbauelement H fließt und dort die bekannten Störungen verursachen kann. Diese Störung ist umso wahrscheinlicher, je geringer der durch den Verbraucher fließende Netzstrom ist im Verhältnis zu dem durch die Größe der Bauelemente L und Cbeslimmten, immer gleich großen Ausgleichsstrom.F i g. 1 shows a typical phase control circuit with a controlled semiconductor component and interference suppression. The current that comes from the AC voltage source V flows through the controlled semiconductor H and the interference suppression coil L into the consumer R and from there back to the voltage source. An additional interference suppression effect is achieved with the aid of the capacitor C. As long as the semiconductor component Wim is in a high-resistance state. the capacitor C charges up. If the semiconductor component H then switches to the low-resistance state, the capacitor C discharges via the coil L, creating an oscillating circuit whose current flows through the semiconductor component H in addition to the mains current and can cause the known disturbances there. This disturbance is all the more likely, the lower the line current flowing through the consumer is in relation to the equalizing current, which is always the same, which is limited by the size of the components L and C.

Durch Einsatz der erfindungsgemäßen Drossel gelingt es nun, diesen Ausgleichsstrom stark zu verringern, so daß auch bei kleinen Netzströmen, d. h. bei kleiner Verbraucherleistung noch eine störungsfreie Funktion der ganzen Schaltung gewährleistet bleibt.By using the throttle according to the invention, it is now possible to greatly reduce this compensating current, so that even with small network currents, i. H. with low consumer power still a trouble-free Function of the whole circuit is guaranteed.

F i g. 2 zeigt einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Entstördrossel. Man erkennt eine Spulenwick-F i g. 2 shows a section through an interference suppression choke according to the invention. You can see a coil winding

lung 1 mit äußeren Anschlüssen 4. Das Kernloch der Spule 1 ist teilweise mit F.tektroblechen 2 gestopft. Zusätzlich ist ein U-förmig gebogenes Tiefziehblech 3 vorgesehen, durch das der magnetische Fluß 5, der sich sonst durch die Luft schließen würde, in einen magnetisehen Kreis mit einem nur kleinen Luftspalt gezwungen wird. Es können auch mehrere derartige U-förmige Bleche 3 verwendet werden. Durch den Einsatz derartiger Kernbleche konnte bei einer Schaltung gemäß Fig. 1. die für eine Nennleistung von 220 W ausgelegt war, die störungsfrei steuerbare Minimalleistung von 125 W auf 100 W bei Verwendung eines Bleches und auf 60 W bei Verwendung von fünf derartigen Blechen gesenkt werden.ment 1 with external connections 4. The core hole of the coil 1 is partially stuffed with F.tektroblechen 2. Additionally a U-shaped bent deep-drawn sheet 3 is provided, through which the magnetic flux 5, which otherwise it would close through the air, forced into a magnetic circuit with only a small air gap will. A plurality of such U-shaped metal sheets 3 can also be used. By using such In a circuit according to FIG. 1, core laminations could be designed for a nominal power of 220 W. was, the interference-free controllable minimum power from 125 W to 100 W when using a sheet metal and can be reduced to 60 W when using five such sheets.

F i g. 3 zeigt eine Ausführungsform im Schnitt, bei der zwei U-förmig gebogene Bleche 3 von beiden Seiten in den Kern eingeschoben sind. Mit Hilfe eines Schweißpunktes 6 sind die Kernbleche punktverschweißt. Die steuerbare Mindestlast einer derartigen Ausführungsform mit insgesamt nur zwei Tiefziehblechen betrug 85 W.F i g. 3 shows an embodiment in section in which two U-shaped sheets 3 are bent from both sides are inserted into the core. With the help of a welding point 6, the core sheets are spot-welded. The controllable minimum load of such an embodiment with a total of only two deep-drawn sheets was 85 W.

Die vorstehenden Ergebnisse zeigen, daß es mit Hilfe der erfindungsgemäßen Maßnahmen möglich ist. den störungsfrei steuerbaren Lastbereich bei Verwendung ein und derselben Drosselgröße wesentlich zu erweitern, ohne daß dadurch die gesetzlich geforderte Entstörwirkung verschlechtert wird.The above results show that it is possible with the aid of the measures according to the invention. the to significantly expand the load range that can be controlled without interference when using one and the same throttle size, without the legally required interference suppression effect being impaired.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Rod core choke, for interference suppression of phase control circuits with controlled semiconductor components, which consist of a core made of electrical sheet material consists of a coil winding and a magnetic return path, characterized in that that additional sheets (3) made of deep-drawn sheet material are provided that these Sheets (3) are designed as U with long legs and a short base that these sheets (3) when Insert a corresponding number of electrical steel sheets (2) into the coil (1) and replace that with these sheets (3) part of the; magnetic flux (5) in an almost air gap-free magnetic Circle is forced.

2. rod core choke according to claim I, characterized in that the additional metal sheets (3) to the U-shape are bent.

3. rod core choke according to claim i, characterized in that that the additional sheets (3) punched out in the U-shape and upright in the coil (1) are inserted.

4. rod core choke according to claim 1, 2 or 3, da- * 5 characterized in that the additional metal sheets (3) are pushed into the coil (1) only from one side are.

5. rod core choke according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the additional metal sheets (3) are alternately pushed into the spool (1) from both sides.

6. rod core choke according to claim 5, characterized in that that the additional sheets (3) are welded to one another.