DE484266C - Drosselspule mit verminderter Vorsaettigung fuer Wellenstrom, der aus einem Gleichstrom und einem Wechselstrom zusammengesetzt ist - Google Patents

Description

• Drosselspule mit verminderter Vorsättigung für Wellenstrom, der aus einem Gleichstrom und einem Wechselstrom zusammengesetzt ist Wird eine Drosselspule mit Eisenkern von einem Strom durchflossen, der sich aus einer Gleichstrom-Komponente und einer Wechselstrom-Komponente zusammensetzt, so ist es schwierig, eine große Induktivität der Spule zu erhalten, wenn der Gleichstromanteil groß ist gegenüber dem Wechselstromanteil. Durch den Gleichstromanteil wird eine starke Vorsättigung erzeugt, falls nicht die Abmessungen der Spule verhältnismäßig sehr groß gewählt werden. Dies hat zur Folge, daß die Spule auf dem oberen flach verlaufenden Teil der Magnetisierungskurve arbeitet. Einer großen Änderung des Stromes entspricht daher nur eine kleine Feldänderung, die Spule hat daher mit Bezug auf den überlagerten Wechselstrom nur einen kleinen Scheinwiderstand. Dieser Übelstand kann bekanntlich dadurch vermindert werden, daß der Eisenkern der Spule einen Luftspalt erhält. Bei gegebenem Gleichstromanteil wird dadurch die Vorsättigung herabgesetzt. Aus diesem Grunde verläuft die Magnetisierungskurve steiler, so daß einem gegebenen Wechselstromanteil eine größere Feldschwankung entspricht. Die Wirksamkeit dieses Mittels ist jedoch beschränkt; wählt man den Luftspalt zu groß, so tritt wegen seines überwiegenden magnetischen Widerstandes wieder eine Verflachung der Kurve ein.
• Die vorliegende Erfindung bezweckt, den Wechselstrom-Scheinwiderstand der Spule dadurch zu erhöhen, daß die beiden vom Gleichstrom und vom Wechselstrom herrührenden Anteile des Magnetfeldes teilweise oder nahezu vollständig räumlich getrennt werden.
• Abb. z zeigt die grundsätzliche Anordnung, der Eisenkern der Spule ist nach Art eines Manteltransformators ausgebildet. Auf dem mittleren Schenkel z sitzt die Wicklung a, die von dem aus Gleichstrom und Wechselstrom zusammengesetzten Wellenstrom durchflossen ist. Im mittleren Schenkel ist ein Luftspalt 3 angeordnet. Ein zweiter Luftspalt q. ist in dem links eingezeichneten Teil 5 des Kernes vorgesehen. Dieser Teil ist gleich dem mittleren Schenkel aus geschichteten Blechen hergestellt. Der rechts gezeichnete Teil 6 des Kernes ist dagegen massiv und kann überdies mit einer Kurzschlußwicklung 7 versehen sein. Durch den mittleren Schenkel z und den Luftspalt 3 tritt das gesamte vom Gleichstrom- und vom Wechselstromanteil herrührende Feld. Die Verteilung des Gleichstromfeldes über die beiden Joche 5 und 6 erfolgt im Verhältnis der magnetischen Widerstände. Da der Widerstand des Joches 5 wegen des Luftspaltes q. überwiegt, so geht der größte Teil des Gleichstromfeldes über das Joch 6. Das Wechselstromfeld geht dagegen zum größten Teil über das Joch 5, da es sich in dem massiven Joch wegen der Rückwirkung der Wirbelströme bzw. der in der Kurzschlußspule 7 entstehenden Ströme nicht ausbilden kann. Der größte Teil des Wechselfeldweges hat daher kleine Sättigung, auch wenn die Luftspalten verhältnismäßig klein gemacht werden. Für den Wechselstromanteil kommt daher der geradlinige Teil der Magnetisierungskurve in Betracht, der wegen der kleinen Luftspalte verhältnismäßig steil verläuft.
• Die Trennung der Felder kann auch im mittleren Schenkel durchgeführt werden; eine diesem Zweck dienende Anordnung zeigt Abb. z. Der linke Teil des Schenkels ist gleich dem Joche 5 aus geschichteten Blechen hergestellt, der rechte Teil ist gleich dem Joche 6 massiv. In dem linken Schenkelteil ist ein dritter Luftspalt 8 vorgesehen, der die Verlegung des Gleichstromfeldes in dem rechten Schenkelteil erzwingt.
• Für die Erhöhung des Wechselstrom-Scheinwiderstandes ist es nicht unbedingt erforderlich, die rechte Hälfte des Kernes in der angegebenen Weise gegen das Wechselfeld zu sperren. Wesentlich ist nur, daß das Gleichstromfeld aus der linken Kernhälfte größtenteils entfernt wird. Wenn sich das Wechselfeld auch über die rechte Kernhälfte ausbreiten kann, so wird mit Bezug auf dieses Feld "sogar eine kleine Erhöhung der resultierenden magnetischen Leitfähigkeit, d. h. eine Vergrößerung des Wechselstrom-Scheinwiderstandes bewirkt. Der Wechselfeldanteil der rechten Kernhälfte verläuft jedoch in stark gesättigtem Gebiet, daher können hier Wechselstrom und Wechselfeld nicht gleichzeitig sinusförmig verlaufen, d. h. die Spule wirkt als Oberwellenerreger, was für viele Anwendungszwecke schädlich ist.
• Die Sperrung des Joches 6 gegen das Wechselfeld ist jedoch unbedingt erforderlich, wenn in der Wicklung 2 (Abb. 3) durch eine auf dem Wechselfeldjoch 5 angeordnete Spule 9 eine Spannung induziert werden soll, und der in Wicklung 9 fließende Magnetisierungsstrom möglichst klein zu halten ist. Bei einem bestimmten Wechselstrom in Spule 9 soll das die Spule 2 durchsetzende Wechselfeld möglichst kräftig sein. Zu diesem Zweck muß verhindert werden, daß das Joch6 einen magnetischen Nebenschluß zum Schenkel i bildet.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Drosselspule mit verminderter Vorsättigung für Wellenstrom, der aus einem Gleichstrom und einem Wechselstrom zusammengesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß im wesentlichen der außerhalb der Windung verlaufende Teil des Eisenkernes in zwei parallelen Wegen verläuft, deren einer so ausgebildet ist, daß er das magnetische Wechselfeld im wesentlichen unterdrückt, während der andere das magnetische Wechselfeld durchläßt.
2. 2. Drosselspule nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß diejenigen Teile des Kernes, welche hauptsächlich das Gleichstromfeld führen sollen, gegen das Wechselfeld durch Herstellung aus massivem Eisen oder durch eine Kurzschlußwicklung oder durch Anwendung beider Mittel, und diejenigen, die hauptsächlich das Wechselfeld führen, durch die an sich bekannte Verwendung von Luftspalten für das Gleichstromfeld gesperrt werden.