DE3621573C2 - Stromkompensierte Funkentstördrossel - Google Patents
Stromkompensierte FunkentstördrosselInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine stromkompensierte Funkentstör
drossel gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Eine derartige Drossel ist aus der DE 33 07 262 A1 bekannt.
Weiterhin ist in der DE-AS 20 58 509 eine Funkentstördrossel
beschrieben, die einen aus zwei ringförmigen Teilkernen
bestehenden Kern besitzt, wobei die Teilkerne aus Ferrit bzw.
Siliziumeisenblech bestehen. Die beiden Teilkerne sind konzentrisch
aufeinander gesetzt und besitzen eine einzige
Wicklung, die über den Ringumfang der beiden Teilkerne aufgebracht
ist.
Stromkompensierte Mehrleiter-Ringkerndrosseln werden zur
Funk-Entstörung betriebsstromführender Leiter eingesetzt.
Durch die stromkompensierte Betriebsweise können auch bei
Nennströmen von mehreren Ampere geschlossene hochpermeable
Ringkerne, insbesondere Ferrit-Ringkerne verwendet werden,
die sehr hohe Induktivitätswerte
ermöglichen. Die Wicklungsinduktivitäten
bedämpfen jedoch nur die unsymmetrischen
Störströme, während zur Unterdrückung der symmetrischen
Störströme eine hohe Streuinduktivität erforderlich ist.
Diese hohe Streuinduktivität wird üblicherweise dadurch
erzeugt, daß die Wicklungen auf getrennten Sektoren des
Ringkernes angeordnet werden. Diese Art der Bewicklung hat
jedoch ein starkes äußeres Magnetfeld zur Folge, das in
vielen Anwendungsfällen nicht hingenommen werden kann, beispielsweise
wenn die Drossel in der Nähe einer Bildröhre
angeordnet werden muß. Durch eine Parallelwicklung der betriebsstromführenden
Leiter läßt sich zwar das äußere magnetische
Streufeld erheblich reduzieren, gleichzeitig mit dem
Streufeld verschwindet jedoch auch die zur symmetrischen
Entstörung erforderliche Streuinduktivität.
Bislang wurden diese Schwierigkeiten durch den Einsatz von
stromkompensierten Drosseln mit E- oder RM-Ferritkernen
behoben. Bei diesen Drosseln werden zwei getrennte Wicklungen
auf einen Spulenkörper aufgebracht; anschließend werden z. B.
die beiden E-Kernhälften mit den Mittelschenkeln in den
Spulenkörper geschoben und üblicherweise zusammengeklebt. Die
Außenschenkel der E-Kerne bilden dann ein magnetisches Joch,
das auf das magnetische Streufeld abschirmend wirkt. Durch
die Trennung der Wicklungen wird gleichzeitig eine hohe
Streuinduktivität erzielt.
Bei Stromkompensierten Drosseln mit E- oder RM-Ferritkernen
ist jedoch folgendes zu berücksichtigen:
Um gleiche Nenninduktivitäten zu erreichen, benötigt der E- Kern gegenüber einem Ringkern vergleichbarer Größe eine deutlich höhere Windungszahl.
Um gleiche Nenninduktivitäten zu erreichen, benötigt der E- Kern gegenüber einem Ringkern vergleichbarer Größe eine deutlich höhere Windungszahl.
Die mehrlagige Kammerbewicklung der E- und RM-Ferritkerndrossel
hat darüberhinaus eine große Koppelkapazität der Wicklung
zur Folge, woraus eine niedrige Eigenresonanzfrequenz bzw.
der Umstand resultiert, daß bereits bei Störfrequenzen von
einigen 100 kHz keine induktive Wirkung mehr vorhanden ist.
Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine
stromkompensierte Funkentstördrossel, nämlich eine stromkompensierte
Ringkerndrossel zu schaffen, die die Vorteile der
bisher üblichen stromkompensierten Ringkerndrossel hat und
gleichzeitig ein geringes äußeres magnetisches Streufeld
aufweist.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen
Maßnahmen gelöst.
Der Ringkern hoher Sättigungsinduktion besteht vorzugsweise
aus Carbonyleisenpulver. Für kleine Betriebsströme sind
auch Ringkerne aus dünnem Dynamoblech geeignet.
Wird diese Zweileiter-Drossel mit vier Anschlüssen in gleicher
Weise wie eine bisher übliche stromkompensierte Ringkerndrossel
in ein Betriebsstrom führendes Zweilitersystem
eingesetzt, so kompensieren sich im ersten, hochpermeablen
Ringkern die von den Betriebsströmen hervorgerufenen magnetischen
Flüsse. Für unsymmetrisch fließende Störströme sind die
Wicklungs- bzw. Nenninduktivitäten somit voll wirksam. Im
zweiten, hochsättigbaren Ringkern, der nur von einer Wicklung
umfaßt wird, verbleibt dagegen ein magnetischer Fluß. Auf
diese Weise erhält man eine analog der Streuinduktivität
üblicher stromkompensierter Ringkerndrosseln symmetrisch
wirkende Induktivität. Durch die Verwendung luftspaltftreier
Ringkerne und durch die gleichmäßige Bewicklung auf dem Kernumfang
ergibt sich ein ebenso niedriges äußeres magnetisches
Streufeld wie bei einer stromkompensierten Ringkerndrossel
mit Parallelbewicklung.
Zusätzlich bietet sich die vorteilhafte Möglichkeit, durch
entsprechende Wahl der Kernquerschnitte die Nenninduktivität
und die symmetrisch wirkende Induktivität nahezu unabhängig
voneinander einzustellen.
Ein näherungsweise gleicher Drahtwiderstand für beide
Wicklungen bzw. eine gleichmäßige Stromverteilung auf beide
Wicklungen läßt sich dadurch erreichen, daß man für die
zweite "längere" Wicklung einen Draht mit entsprechend
größerem Querschnitt wählt.
Eine streufeldarme Drei- oder Mehrleiter-Ringkerndrossel
läßt sich gemäß dem Vorschlag nach der Erfindung in ähn
licher Weise durch Kombination eines hochpermeablen luft
spaltfreien Ringkerns, insbesondere Ferritringkerns, mit
einem oder mehreren weichmagnetischen Ringkernen hoher
magnetischer Sättigungsinduktion herstellen, wobei die
Ringkerne in der vorstehend bereits beschriebenen Art ver
schachtelt parallel bewickelt sind.
So sind z.B. zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen
beiden Ringkernen weitere, konzentrisch auf diese beiden
Ringkerne aufgesetzte Ringkerne hoher Sättigungsinduktion
denkbar, deren Wicklung jeweils gleichmäßig über den ge
meinsamen Ringkern-Umfang dieser und der vorhergehenden
Ringkerne verteilt ist, wobei die Windungszahlen sämtlicher
Wicklungen wiederum gleich sind.
Denkbar ist auch eine Verschachtelung mit einem luftspalt
freien Ferritringkern mit gleichmäßig über seinem Umfang
verteilter Wicklung, mit einem auf diesen Ferritringkern
aufgesetzten weiteren Ringkern hoher Sättigungsinduktion mit
einer über den gemeinsamen Ringkernumfang beider Ringkerne
gleichmäßig verteilten Wicklung, mit einem auf den weiteren
Ringkern hoher Sättigungsinduktion aufgesetzten dritten
Ringkern ebenfalls hoher Sättigungsinduktion mit gleichmäßig über seinen
Umfang verteilter Wicklung und mit einer zusätzlichen über den gesamten
Ringkernumfang sämtlicher Ringkerne gleichmäßig verteilt
aufgebrachten Wicklung.
Ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße strom
kompensierte Zweileiter-Ringkerndrossel und ein Vergleich
der Eigenschaften dieser Drossel mit üblichen Zweileiter-
Ringkerndrosseln wird nachstehend anhand der Zeichnung be
schrieben. Es zeigt:
Fig. 1 bis 3 in Drauf- bzw. Seitenansicht eine Ringkern
drossel in verschiedenen Stadien ihrer Fertigung,
Fig. 4 ein Kurvenblatt, aus dem das magnetische Streufeld
H üblicher und erfindungsgemäßer stromkompensierter
Ringkerndrosseln in Abhängigkeit von der Winkellage
(ϕ) ersichtlich ist.
Gemäß Fig. 1 ist ein Ferritringkern 1 gleichmäßig verteilt
über seinen Ringkern-Umfang mit einer ersten Wicklung 2 bewickelt.
Dieser Ferrit-Ringkern wird zunächst konzentrisch auf einen
Ringkern 3 hoher magnetischer Sättigungsinduktion, z.B. auf
einen Carbonyl-Eisenpulver-Kern aufgesetzt und schließlich wird
- siehe Fig. 3 - eine weitere Wicklung 4 aufgebracht, die gleich
mäßig über den gemeinsamen Ringkern-Umfang beider
Ringkerne 1, 3 verteilt ist.
Der Verlauf des magnetischen Streufeldes dieser stromkompen
sierten Ringkerndrossel ist in Fig. 4 - siehe Kurve a -
dargestellt.
Ein Vergleich mit Kurve c, die den genannten Verlauf für
eine übliche stromkompensierte Ringkerndrossel mit Parallel
bewicklung wiedergibt, zeigt, daß das äußere magnetische
Streufeld beider Ringkerndrosseln annähernd gleich ist,
wobei jedoch die erfindungsgemäße Ringkerndrossel sich
durch eine vielfach größere, einstellbare symmetrisch
wirkende Induktivität und eine meist höhere Eigenresonanz
frequenz auszeichnet.
Mit "b" ist schließlich die entsprechende Kurve für eine weitere
übliche stromkompensierte Ringkern
drossel mit Sektorbewicklung, d.h. mit auf verschiedenen
Abschnitten des Ringkernumfanges bewickelten Ringkernen
bezeichnet. Das magnetische Streufeld H dieser Ringkern
drossel ist gegenüber jenem nach der Erfindung bei π/₂
und π um das 10- bzw. 40-fache höher.
Claims (6)
1. Stromkompensierte Funk-Entstördrossel, insbesondere
Ringkerndrossel mit luftspaltfreiem Ringkern aus einem
weichmagnetischen Werkstoff, insbesondere Ferrit, mit einer
auf dem mit einer elektrisch isolierenden Oberfläche versehenen Ringkern
angeordneten ersten Wicklung und einer zweiten auf der ersten
aufgebrachten Wicklung, wobei die Windungszahlen der beiden
Wicklungen gleich sind,
dadurch gekennzeichnet, daß
sie einen weiteren, konzentrisch auf den bewickelten ersten
Ringkern (1) aufgesetzten Ringkern (3) elektrisch isolierter
Oberflächen und aus einem weichmagnetischen Werkstoff hoher
magnetischer Sättigungsinduktion besitzt, daß die zweite
Wicklung (4) über dem gemeinsamen Ringkernumfang beider
Ringkerne (1, 3) angeordnet ist, und daß die Wicklungen (2, 4)
gleichmäßig über den Umfang der Ringkerne (1, 3) verteilt
sind.
2. Funk-Entstördrossel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß als Ringkern (3) hoher Sättigungsinduktion
ein Carbonyleisenpulverkern vorgesehen
ist.
3. Funkentstördrossel nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Querschnitt des
Drahtes der über dem gemeinsamen Ringkernumfang beider
Ringkerne (1, 3) aufgebrachten weiteren Wicklung (4) derart gewählt
ist, daß beide Wicklungen (2, 4) zumindest angenähert
gleichen Drahtwiderstand aufweisen.
4. Funk-Entstördrossel nach
einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet
durch zusätzliche, konzentrisch auf die
Ringkerne (1, 3) aufgesetzte Ringkerne hoher
Sättigungsinduktion, wobei die Ringkerne verschachtelt
parallel bewickelt sind.
5. Funk-Entstördrossel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet
durch zusätzliche, konzentrisch
auf die Ringkerne (1, 3) aufgesetzte Ringkerne
hoher Sättigungsinduktion, deren Wicklung jeweils
gleichmäßig über den gemeinsamen Ringkernumfang dieser
und der genannten Ringkerne (1, 3) verteilt ist, wobei
die Windungszahlen der Wicklungen gleich sind.
6. Funk-Entstördrossel nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
gekennzeichnet durch
einen auf den weiteren
Ringkern hoher Sättigungsinduktion aufgesetzten dritten
Ringkern ebenfalls hoher Sättigungsinduktion mit gleichmäßig über
seinen Umfang verteilter Wicklung, und mit einer zusätzlichen, über
dem gesamten Umfang sämtlicher Ringkerne gleichmäßig verteilt
aufgebrachten Wicklung.
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