DE479507C - Kombinationsspule zur Belastung von Fernmeldeleitungen mit Phantombetrieb - Google Patents

Description

• Kombinationsspule zur Belastung von Fernmeldeleitungen mit Phantombetrieb Zur Belastung von Fernsprechleitungen mit Phantombetrieb hat man bereits Kombinationsspulen vorgeschlagen, bei denen die zur Belastung der Phantomkreise erforderliche Induktivität durch die Streuflüsse der Stammspulen erhalten wird. Bekanntlich werden z. B. die zwei Stammspulen einer Viererleitung so ausgebildet, daß die beiden Wicklungshälften jeder Spule geometrisch getrennt auf je einer Hälfte des ringförmigen Magnetkerns sitzen und so geschaltet sind, daß der Kern in Stammschaltung pollos magnetisiert wird. In Phantomschaltung entstehen dann an den Stellen, wo die beiden Wicklungen zusammenstoßen, Pole; die beiden Stammspulen der Viererleitung werden nun so angeordnet, daß-entgegengesetzte Pole Übereinanderliegen. Zur Verbesserung der Wirkung werden die betreffenden Polstellen durch Stege aus magnetischem Material verbunden.
• Für die Störungsfreiheit aller Sprechkreise untereinander werden sehr hohe Anforderungen an die Symmetrie der Wicklungen innerhalb der Kombinationsspule gestellt, die einen außerordentlich genauen Abgleich notwendig machen. Damit jedoch ein dauernd störungsfreier Betrieb sichergestellt ist, ist es weiterhin erforderlich, daß bei Belastung nur einer Ader einer Stammleitung mit Gleichstrom der Abgleich dadurch nicht beeinträchtigt wird. Diese Forderung wird von keiner der bekannten Kombinationsspulen erfüllt. Um diese Bedingung zu erfüllen, werden erfindungsgemäß die zu jeder Ader gehörigen Wicklungen so über den Kern verteilt, daß der Streufluß dieser Einzeladerwindungen verringert wird. Die Verringerung wird so weit getrieben, daß bei Belastung einer Einzelader alle Kernteile von nahezu dem gleichen magnetischen Fluß durchsetzt werden und die entstehende Unsymmetrie unterhalb der jeweils zulässigen Grenze bleibt.
• Abb. Z zeigt eine beispielsweise Ausführungsform. Die Wicklungen jeder Stammspule sitzen auf einem ringförmigen Magnetkern a, und zwar sind-sie auf die vier Sektoren des Kernes b, c, d, e verteilt. Diese Sektorwicklungen sind so geschaltet, daß je zwei gegenüberliegende die Wicklungen einer Halbseite bilden und der Kern selbst in Stammschaltung pollos magnetisiert wird. In Abb. z ist der Strom- und Kraftlinienverlauf in Stammschaltung durch ausgezogene Pfeile angedeutet. In Phantomschal tung, d. h. wenn der Strom in beiden Drähten in einer Richtung fließt, wird in einer Halbseite die Feldrichtung umgekehrt. In der Abb. z ist dieser Fall durch gestrichelte Pfeile angegeben. Es ist ersichtlich, daß an den Stellen, wo die Wicklungen zusammenstoßen, Pole entstehen. Zwei solcher Spulen werden z. B. durch Stege f in der Weise vereinigt, daß die in Viererschaltung entstehenden Pole entgegengesetzten Vorzeichens übereinanderliegen (Abb. a). Durch die Unterteilung der Halbseiten wird erreicht, daß der Streufluß, der bei Halbseitenbelastung auftritt, stark verringert wird, da die Pole verhältnismäßig nahe zusammenliegen, und somit der Kraftfluß zum überwiegenden Teil auch durch den die Wicklungen der anderen zur selben Stammleitung gehörigen Ader tragenden Kernteil hindurchgeht. Damit wird eine annähernd gleichmäßige Beanspruchung des Kernmaterials an allen Stellen sichergestellt, und die durch den Gleichstrom hervorgerufene Änderung der Permeabilität kann keine schädlichen Unsymmetrien der Halbseiten mehr hervorrufen.
• Da bei einer derartigen Spule infolge der Verkettung der drei Kreise der Abgleich der restlichen Kopplungen Schwierigkeiten macht, wird es u. U. zweckmäßig sein, die beiden Stammspulen zu trennen, so daß sie den Viererfluß nicht mehr gemeinsam haben. Der Streufluß, der die Viererinduktivität hervorruft, verläuft dann im Innern jeder Einzelspule durch Stege aus magnetischem Material, die in der Weise angeordnet sind, daß sie ungleiche Pole verbinden. Abb.3 zeigt eine beispielsweise Ausführungsform mit kranzförmigem Steg; der Strom- und Kraftlinienverlauf ist wieder durch ausgezogene Pfeile für die Stammschaltung und durch gestrichelte Pfeile für die Viererschaltung erläutert.
• Durch die Unterteilung der Halbseiten wird erreicht, daß der Streufluß, der bei Halbseitenbelastung auftritt, stark verringert wird. Der magnetische Kraftfluß durchsetzt alle Kernteile in annähernd gleicher Stärke, und die Symmetrie der Halbseiten bleibt erhalten. Die Wirkung einer solchen Wicklungsunterteilung ist in den Abb. 4 und 5 näher erläutert. Bei einem ringförmig geschlossenen magnetischen Kern mit nur einer Wicklung ist der relative Streufluß (Verhältnis der sich im Kern zu den sich außerhalb schließenden Kraftlinien) nicht von der Bewicklungsart unabhängig, sondern ändert sich in hohem Maße mit der bewickelten Oberfläche. Abb.4 zeigt die experimentellen Ergebnisse. Bei 12,5 ° /o bewickelter Ringoberfläche (Bewickl4ngswinkel= 45°) ist der Streufluß gleich dem Kernfluß, bei 50 °/o bewickelter Oberfläche (18o°) beträgt er nur noch 300/0 vom Kernfluß und verschwindet praktisch vollständig bei voll bewickeltem Ring. Die Abb. 5 zeigt den Streufluß bei zwei Sektoren in Abhängigkeit von der Anordnung der Sektoren auf dem Ring. Die beiden verwendeten Sektoren sind untereinander gleich und bedecken jeder 1 /i2 des Ringumfanges. Aus der Abbildung ergibt sich, daß der Streufluß bei nebeneinanderliegenden Sektoren mehr als doppelt so groß ist wie bei diametral liegenden Sektoren, obgleich die gesamte bewickelte Oberfläche in beiden Fällen die gleiche ist. Sind nun die Wicklungen einer Einzelader wie in den angeführten Beispielen (Abb. i bis 3) diametral auf den Ringkernen angeordnet, so ergibt sich hieraus, daß bei Einzeladerbelastung alle Kernteile von nahezu dem gleichen magnetischen Fluß durchsetzt werden, d. h. nahezu gleichmäßig beansprucht werden, und daß die Spule nach der Belastung keine unzulässige Unsymmetrie der Halbseiten zeigen wird. Die auf den ringförmigen Teilen des Kerns sitzenden Wicklungsabschnitte der beiden Zweige einer Stammleitung sind also so über den Kern zu verteilen, daß bei Belastung nur eines - Zweiges auf dem Kern ungleiche Pole mit voreinander kürzeren Abständen als dem halben Umfange entstehen.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Kombinationsspule zur Belastung von Fernmeldeleitungen mit Phantombetrieb, deren Magnetkörper aus möglichst ringförmigen Teilen besteht und deren Stamminduktivitäten durch Wicklungen auf dem ringförmigen Teil, die Viererinduktivität aber durch Streuflüsse der Stammspulen, z. B. mit Hilfe von Stegen, erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Streufluß der in jedem Zweig einer- Stammleitung liegenden Wicklungen, die an sich einen bestimmten Teil des Kernumfanges bedecken, durch Unterteilung und geeignete Verteilung auf den Kernumfang so weit herabgemindert ist, daß bei Belastung einer Einzelader mit Gleichstrom der Querschnitt in allen Kernteilen von annähernd dem gleichen magnetischen Fluß durchsetzt wird.
2. 2. Kombinationsspule nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den ringförmigen Teilen des Kerns sitzenden Wicklungsabschnitte der beiden Zweige einer Stammleitung so über den Kern verteilt sind, daß bei Belastung nur eines Zweiges auf dem Kern ungleiche Pole mit voneinander kürzeren Abständen als dem halben Umfange entstehen.