DE372465C

DE372465C - Method of matching in pairs of assembled self-induction coils

Info

Publication number: DE372465C
Application number: DEP41238D
Authority: DE
Original assignee: HENNING BERNHARD MATHIAS PLEIJ
Current assignee: HENNING BERNHARD MATHIAS PLEIJ
Priority date: 1921-01-06
Filing date: 1921-01-06
Publication date: 1923-03-28

Description

Die Erfindung betrifft elin Verfahren zur Abgteichung zu Paaren zusammengesetzter Selbstinduktionsspulen, die zur gleichzeitigen Selbstinduktionsibelastung der beiden Staminleitungen und der aus diesen gebildeten Duplexleitung von Viereradern in Fernsprechkabeln dienen. Die Anordnung dieser Spulenpaare-selbst ist durch das Patent 285143 bekannt. Um mit solchen Spulenpaaren' auch für die Duplexleitung aine genügende Selhstinduktion'sbelastung zu erreichen, müssen zur Verringerung des magnetischen Widerstandes an den Übergangsstellen dies Diuplexfeldes von der einen zur -anderen Spule des -Paares eiserne Verbindungsstege vorgesehen wenden. Auch diese Anordnung ist bekannt. Sie ist in dem Patent 288342 beschrieben. Da diese Stege in direkter Berührung mit 'den Spulenkernen stehen müssen, muß die Bewickelung detf Spulenkerne an den Stegstellen durch einen Zwischenraum gleich der Stegbreite unterbrochen sein. Es hat sich gezeigt, daß hierdurch utud durch die magnetische Verbindung der Spulenkerne mittels der Stege infolge kleiner Unsymmetnien, die sowohl zwisehen den magnetischen Pfaden als auch zwischen den Wickelungen der beiden. Spulen bestehen, gegenseitige induktoriische Beeinflussungen zwischen dien beiden Spanien entstehen, die in den genannten drei Stromkreisen Nebensprechen verursachen.The invention relates to a method for calibrating to pairs of assembled self-induction coils which are used for simultaneous self-induction loading of the two trunk lines and the duplex line formed from them by four-wire wires in telephone cables. The arrangement of these pairs of coils itself is known from patent 285143. In order to achieve sufficient self-induction load also for the duplex line with such coil pairs, iron connecting webs must be provided to reduce the magnetic resistance at the transition points from one to the other coil of the pair. This arrangement is also known. It is described in patent 288342. Since these webs must be in direct contact with the coil cores, the winding of the coil cores must be interrupted at the web locations by a gap equal to the web width. It has been found that hereby utud by the magnetic connection of the coil cores by means of the webs due to small Unsymmetnien that both zwisehen the magnetic paths and between the windings of the two. Coils exist, mutual inductive influences arise between the two Spain, which cause crosstalk in the three mentioned circuits.

Die Beseitigung, dieser Unsymmetrien durch Verändenungen der Lage der Stege und der Wicklungen hat sich als äußerst schwierig, wenn nicht unmöglich erwiesen. Nach der Erfindtung wird deshalb das Spufenpaar so, wieThe elimination of these asymmetries by changing the position of the webs and winding has proven extremely difficult, if not impossible. After the invention therefore the pair of spools becomes like

es sich bei der Zusammensetzung ergibt, hingenommen und dann durch eine entsprechende Abgleiclhung nur der Wicklungen ein Ausgleich für die vorhandenen Unsymmetrie!) geschaffen. Die Ermögliohung dieses Ausgleiches nur durch die Wicklungen beruht auf der Erkenntnis bestimmter für die verlangte Induktionsfreiheit notwendiger und hinreichender Bedingungen, denen die gegenseiti'gen Induktionskoeffizienten zwischen den Spulenwicklungen genügen müssen, und auf der zur Erfüllung dieser Bedingungen geeigneten, ernndungsgemäßen Anordnung der Abgleich windu ngen.it results in the composition, accepted and then by an appropriate one Balancing only the windings to compensate for the existing asymmetry!). Making this compensation possible only through the windings is based on the knowledge specific to the demanded Induction-free necessary and sufficient conditions to which the mutual Induction coefficients between the coil windings must be sufficient, and on the one suitable for fulfilling these conditions, Appropriate arrangement of the adjustment windings.

In Abb. ι stellen A B und A' B' die beiden auföinanderliegenden (aber untereinander gezeichneten) Spulen eines Spulenpaares dar. Die Verbindungisstege sind zwischen . ί und A' und zwischen B und B' eingefügt zu denken.In Fig. Ι AB and A 'B' represent the two superposed (but drawn one below the other) coils of a coil pair. The connecting webs are between. ί and A ' and inserted between B and B' to think.

Die vier Wicklungshälften sind mit i, 2, 3 und 4 bezeichnet: ihre Induktivitäten sind L₁, L₂, L₃ und L₄. Als positive Stromrichtung in ihnen gilt diejenige, die in der betreffenden Spulemhäilfte ein magnetisches Feld der durch die Pfeile angegebenen Richtung erzeugt. Durch einen Strom, der in einer beliebigen Wickhmgshälfte ein positiv gerichtetes Feld erzeugt, entstehen, wie die Pfeile zeigen, positiv gerichtete magnetische Felder in den beiden Hälften der anderen Spule, dagegen ein negativ gerichtetes Feld in der zweiten Hälfte der eigenen Spule. Die Koef- I fizienten der gegenseitigen Induktion zwischen den verschiedenen Wicklungshälften sind daher:The four winding halves are labeled i, 2, 3 and 4: their inductances are L ₁ , L ₂ , L ₃ and L ₄ . The positive direction of current in them is that which generates a magnetic field in the direction indicated by the arrows in the relevant coil half. As the arrows show, a current that generates a positively directed field in any one half of the winding creates positively directed magnetic fields in the two halves of the other coil, while a negatively directed field in the second half of its own coil. The coefficients of mutual induction between the different winding halves are therefore:

— Ai₁₂, AZ₁₃, M₁₄, AZ₂₃, AL₄ und — AZ₃₄.- Ai ₁₂ , AZ ₁₃ , M ₁₄ , AZ ₂₃ , AL ₄ and - AZ ₃₄ .

Von diesen gelten AZ₁₂ und M_:ii für die beiden Hälften je derselben Spule, die übrigen vier dagegen zwischen den einzelnen Hälften von Spule zu Spule.Of these, AZ ₁₂ and M _{: ii} apply to the two halves of the same coil, the other four, however, between the individual halves from coil to coil.

Ab!). 2 zeigt die zusammengehörigen Feldrichtungen für den Fall, daß in den beiden Spulen Stammleitungsströme fließen; Abb. 3 für den Fall des -Diuplexbetriebes. Es wird angenommen, daß bei Stammleitungsbetrie') die Ströme in Hin- und Rückleitung, d. h. in ι und 2 und in 3 und 4 dem Betrage nach gleich sind sowie das bei Duplexbetrieb die Ströme sich zu gleichen Teilen auf die beiden Zweige der Stammleitungen verteilen, so daß also auf die Wicklungen 1, 2, 3 und 4 gleiche Stromlbeträge entfalten.Away!). 2 shows the related field directions for the case that in the two Coils trunk line currents flow; Fig. 3 for the case of duplex operation. It will assumed that with trunk line operation ') the currents in the outgoing and return lines, i.e. H. in ι and 2 and in 3 and 4 are the same in terms of amount, as well as the duplex operation Currents are distributed equally over the two branches of the trunk lines, so that thus develop the same amount of current on windings 1, 2, 3 and 4.

Aus Symmetriegründen folgt hieraus als erste Bedingung:For reasons of symmetry, the first condition follows from this:

L₁ = L., L₃ = L₁. L ₁ = L., L ₃ = L ₁ .

Damit die beiden Spulen in den Stamm!eitungen nicht aufeinander einwirken, muß die gegenseitige Induktion aus der einen Spule in Stammleitungsschaltung auf die andere ebenso gesahaltete gleich Null sein. Durch Vergleich von Abb. 2 mit Abb. 1 ergibt sich, wenn Spule 3,4 als induzierende gedacht wird, daß dann die Induktionen in den Hälften der Spule r,2 gleich, aber entgegengesetzt sein müssen. Dies ergibt als zweite Bedingung:So that the two coils in the trunk lines do not interact, the mutual induction from the one coil in The trunk line circuit on the other similarly connected line must be equal to zero. By comparison from Fig. 2 to Fig. 1, if coil 3, 4 is thought of as inducing, that then the inductions in the halves of the coil r, 2 will be equal but opposite have to. This results in the second condition:

Dieselbe Bedingung folgt aus der Annahme, daß Spule 1, 2 die induzierende ist.The same condition follows from the assumption that coil 1, 2 is the inducing one.

Sollen die Stamm!eit.ungen nicht auf die Duplexleitung einwirken, so müssen die Induktionen jeder Spule als Stammleitungsspule auf jede der beiden Hälften der anderen Spule als Zweige der- Duplexleitung gleich Null sein. Aus Abb. 2 folgt, wenn zunächst Spule 3,4 als induzierende Stammleitungsspule gedacht wird, als Bedingung 3:Should the tribal authorities not act on the Duplex line act, the inductions of each coil must act as a trunk line coil be equal to zero on each of the two halves of the other coil as branches of the duplex line. From Fig. 2 it follows that coil 3, 4 is initially thought of as an inducing trunk line coil becomes, as condition 3:

und bei Spule 1, 2 als induzierender als Bedingung 4:and for coil 1, 2 as inducing as condition 4:

Die Bedingungen 2 und 3 ergeben zusammen:Conditions 2 and 3 together result in:

M₂₄ — M₁₄ = o. Die Bedingungen 2 und 4:M ₂₄ - M ₁₄ = o. Conditions 2 and 4:

! M₁₃-M₁₄ = O! M ₁₃ -M ₁₄ = O

M₂₄ — M₂₃ = o.M ₂₄ - M ₂₃ = o.

Hieraus folgt als Bedingung 5: M₁₃ = Ai₁₁ = M₂₃ = M₂₄.From this it follows as condition 5: M ₁₃ = Ai ₁₁ = M ₂₃ = M ₂₄ .

Dies heißt: Die von Spule zu Spule zwischen den Wicklungshälften bestehenden vier gegenseitigen Induktionskoeffizienten müssen untereinander gleich sein. Bedingung 1 und 5 stellen somit das durch die Argleichuiig zu erreichende Resultat dar. Das Verfahren der/ Abgleichung ergibt sich nun wie folgt:This means: The four existing from coil to coil between the winding halves mutual induction coefficients must be equal to one another. Condition 1 and 5 thus represent the result to be achieved by the equation. The method the / adjustment now results as follows:

Gemäß Abb. 1 sind die Gleichungen Ai_1:. ----- M₁₁ und M₂₃ = M₂₄ der Bedingung 5 erfüllt, wenn die Induktion zwischen Spule 3. 4 in Stammleitungsschaltung und jeder der beiden Wicklungshälften von Spule 1,2 gleich Ntill ist. Sendet man Wechselstrom (z. B. no von 800 Perioden pro Sekunde) durch die in Stammleitungsschaltung befindliche Spule 34, so muß ein an die abzugleichende Wicklungshälfte ι oder 2 der Spule 1, 2 angeschlossenes Telephon bei Erfüllung der Bedingung schweigen. Schweigt es nicht, was meistens der Fall ist, so muß abgeglichen werden. Xach der Erfindung geschieht dies dadurch, daß so viele Windungen der in Prüfung befindlichen Wicklungshälften oder der tinter ihr liegenden Hälfte der induzierenden Spule gemeinschaftlich um diese beiden Spufenhäilften ge-According to Fig. 1, the equations Ai _1:. ----- M ₁₁ and M ₂₃ = M ₂₄ of condition 5 fulfilled if the induction between coil 3. 4 in the master line circuit and each of the two halves of coil 1.2 is equal to Ntill. If you send alternating current (z. B. no of 800 periods per second) through the coil 34 located in the master line circuit, a telephone connected to the winding half ι or 2 of the coil 1, 2 to be matched must be silent when the condition is met. If it is not silent, which is usually the case, a comparison must be made. According to the invention, this is done in that as many turns of the winding halves under test or the half of the inducing coil lying behind it are jointly around these two halves of the winding.

wickelt werden, bis das Telephon schweigt. Ist beispielsweise Wicklungshälfte ι die in Prüfung befindliche, so kann die Abgleichung dadurch erfolgen, daß eine entsprechende Anzahl von Windungen, die vorher nur um r gewickelt waren, nun gemeinschaftlich um ι und 3 gewickelt werden. Ist dabei der Windungssinn um 3 der gleiche wie um ι, so wird M₁₃ verringert und M₁₄ vergrößert. Das Umgekehrte tritt ein, wenn der Windungssinn um 3 dem um ι entgegengesetzt ist. Auf diese Weise ward (meistens mit mir einer oder einigen Abgleichwindungen) erreicht, daßuntil the phone is silent. If, for example, winding half ι is the one under test, the adjustment can take place in that a corresponding number of turns, which were previously only wound around r, are now wound jointly around ι and 3. If the direction of winding is the same by 3 as by ι, M _{13 is} reduced and M _{14 is} increased. The opposite occurs when the direction of the winding is opposite to that of ι by 3. In this way it was achieved (mostly with me one or a few balancing turns) that

M₁₁₃ = M₁₁₄.M ₁₁₃ = M ₁₁₄ .

In gleicher Weise wird durch gemeinsames Wickeln einer entsprechenden Anzahl von Windungen der Hälfte 2 um die Hälften 2 und 4 erreicht, daß M₂₁₄ = M₂₁₃ ist. Nach letzterer Ausgleichung muß die erstere nochmals geprüft und evtl. geändert werden, damit beide zugleich den gestellten Bedingungen genügen.In the same way, by jointly winding a corresponding number of turns of half 2 around halves 2 and 4, M ₂₁₄ = M ₂₁₃ . After the latter adjustment, the former must be checked again and possibly changed so that both meet the conditions set at the same time.

Der nächste Abgleichvorgang bezweckt die Prüfung der Bedingung 1, nach der L₁ = L., und L₃ = L₄ sein muß. Hierzu wird jede, der beiden ^Spulen, wie in Abb. 4 für Spule 12 dargestellt, in eine Brücke geschaltet. Von der Hälfte mit größerer Selbstinduktivität werd'en soviel Windungen weggenommen und dafür auf der Hälfte mit kleinerer Selbstinduktivität Windungen hinzugewickelt, bis Kontakt C in der Mitte des Brückendrahtes steht. Durch diese Abgleichung wird die zuerst /beschriebene nicht mehr beeinflußt.The purpose of the next adjustment process is to check condition 1, according to which L ₁ = L., and L ₃ = L ₄ . For this purpose, each of the two coils, as shown in Fig. 4 for coil 12, is connected in a bridge. As many turns are removed from the half with greater self-inductance and turns are added to the half with lower self-inductance until contact C is in the middle of the bridge wire. This comparison does not affect the first / described one.

Nunmehr ist noch die dritte Abgleichung vorzunehmen, durch welche die noch übrige Forderung M_ls = M_2i der Bedingung 5 ei- i füllt wird. Werden aus den wer Wicklungs- :The third adjustment is now to be carried out, by means of which the remaining requirement M _ls = M _2i of condition 5 is fulfilled. Are the who winding:

hälften zwei Kreise gebildet, von denen der j eine durch Reihenschaltung der Hälften 1 j und 3, der -andere durch eine solche der Half- j ten 2 und 4 gebildet ist, so sind die Gesamt- : Induktivitäten dieser beiden Kreise jhalves two circles formed, of which the j one by series connection of the halves 1 j and 3, the other is formed by one of the halves 2 and 4, then the total are: Inductances of these two circles j

L₁ + L₃ + 2 M₁₃ und :L ₁ + L ₃ + 2 M ₁₃ and:

L₂+ L₄+ 2 M₂₄.L ₂ + L ₄ + 2 M ₂₄ .

Auf Grund der vorausgegangenen Abgleichung sind diese beiden Induktivitäten einander gleich, wenn M₁₃ = M₂₄ ist.Due to the previous adjustment, these two inductances are equal to each other when M ₁₃ = M ₂₄ .

Wird daher das Spülenpaar in Brücke geschaltet, wie in AbIx 5 angegeben, und steht C nicht auf dem Mittelpunkt des Brückendrahtes, sondern beispielsweise links davon, so istIf, therefore, the pair of sinks is connected in a bridge, as indicated in AbIx 5, and if C is not on the center point of the bridge wire, but, for example, to the left of it, then it is

Μ_Μ>Μ_1Ά.Μ _Μ > Μ _1Ά .

Gemäß der Erfindung werden, um Gleich- ; heit zu erzielen, gleichzeitig und gleichviel Windungen der Hälften 3 und 4, beispielsweise um die Hälfte 1, gewickelt. Hierdurch weiden M₁₃ und M₁₄ um den gleichen Betrag vergrößert, um den Ii₂₈ und M₂₄ verkleinert werd'en; die erste Albgleichung wird hierdurch also nicht geändert, wohl aber gelingt es auf diese Weise, C auf den Mittelpunkt des Brückendrahtes zu bringen, um dadurch, wie verlangt, M₁₃ = M₁₄, zu machen.According to the invention, to be equal; unit to achieve simultaneously and the same number of turns of halves 3 and 4, for example around half 1, wound. As a result, M ₁₃ and M ₁₄ are enlarged by the same amount by which Ii ₂₈ and M _{24 are} reduced; This does not change the first Alb equation, but it does succeed in bringing C to the midpoint of the bridge wire in order to make M ₁₃ = M ₁₄ , as required.

Die Abgleichung des Spulenpaares ist damit beendet. Zur Vereinfachung der Abgleichung ist es zweckmäßig, nur solche Spulen zum Paar zusammenzusetzen, bei denen die beiden Hälften in sbezug auf Induktivität, Widerstand und Wicklungsausmaß schon gleichgemacht sind. Der zweitgenannte Abgleichungsvorgang ist dann nur noch Kontrolle und evtl. Korrektur. Mit ihm kann dann die Abgleichung begonnen werden. Welche der beiden Spulen bei der Abgleichung als erste und zweite behandelt wind, ist natürlich gleichgültig. The alignment of the coil pair is now complete. To simplify matching it is advisable to pair only those coils in which the two Halves already equalized in terms of inductance, resistance and winding size are. The second-mentioned adjustment process is then only a control and possibly a Correction. The comparison can then be started with it. Which of the two Coils treated as first and second when matching are of course irrelevant.

Claims

Patent claims:

i. Method for matching to pairs of assembled self-induction coils, for the simultaneous self-induction loading of the two trunk lines and of the duplex lines formed from these from four cores in telephony lines serve for the purpose of keeping the two coils of the pair free of crosstalk for the to make three circuits, characterized in that the inductances of the winding halves of each coil and the four mutual existing from coil to coil between the winding halves Induction coefficients are compensated for by special windings that are attached in such a way that, starting from one spool half, they wrap around another are.

2. The method according to claim 1, characterized in that for the derivation of the four mutual induction coefficients the required number of turns of each half of the first coil at the same time aim its own and - in suitable Winding sense - around the coiled winding half of the second Coil of the pair! Are wound, and that the required number is the same Turns of each half of the winding of the second coil with one another and in a suitable manner Winding senses placed around one of the winding halves of the first coil will.

1 sheet of drawings.