DE491607C

DE491607C - Selbstinduktionsspulengruppe

Info

Publication number: DE491607C
Application number: DEW70995D
Authority: DE
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1924-11-14
Filing date: 1925-11-14
Publication date: 1930-02-17
Also published as: FR491607A

Description

Selbstinduktionsspulengruppe Die Erfindung betrifft Spulenanordnungen, besonders Spulen zur induktiven Belastung, welche mit einem Eisenmantel umhüllt sind. Sie bezweckt, eine einfache Anordnung -zum Abschirmen von Spulengruppen zu schaffen. Ein weiterer Zweck der Erfindung ist, das Nebensprechen zwischen solchen Stromkreisen, die mit eisenumhüllten Viererspulen belastet sind, herabzusetzen, indem sie einen einfachen Ausgleich zwischen den Kapazitäten der Windungen schafft.
Bei der Belastung von Viererkreisen wird gewöhnlich eine Spule benutzt, die vier Wicklungen hat, welche mit den beiden Leiterpaaren verbunden werden und die derart auf einem gemeinsamen, magnetischen Kern liegen, daß sie Induktivität in den Viererkreis einführen. Geringe Unregelmäßigkeiten bei der Herstellung der Spulen genügen oft, um solche Kapazitätsverschiedenheiten hervorzubringen, daß störendes Nebensprechen, besonders Mitsprechen, entsteht. Diese Unregelmäßigkeiten können z. B. in unsymmetrischen Kapazitäten zwischen den Spulen oder zwischen den Spulen und dem Kern oder der Erde bestehen.
Erfindungsgemäß werden alle oder nur einzelne Spulen einer aus mehreren von einem gemein-Samen Eisenmantel umschlossenen Spulen bestehenden Gruppe zum Ausgleich ihrer gegenseitigen Kapazitäten je für sich, ganz oder teilweise von metallischen Schirmen umgeben, die unmittelbar oder mittelbar über Kondensatoren verbunden sind. Diese Abschirmungsart gibt, wenn sie bei Viererbelastungsspulen in großem Umfang zur Verwendung gelangt, einen natürlichen Kapazitätsausgleich zwischen den Spulen. Das Abschirmen konzentriert aber die Kapazität derart, daß die geringsten Ungleichmäßigkeiten durch Einschalten künstlicher Kapazitäten zwischen den Schirmen ausgeglichen werden können.
Die Anordnung von metallischen Trennwänden zwischen den Spulen und von Mänteln, die sämtliche Spulen einer geschlossenen Gruppe umgeben, ist bekannt. Man kann auch Rahmen, die ein Spulenpaar außen in Richtung seiner durch die Spulenpole gelegt zu denkenden Symmetrieebene umgeben. In allen Fällen handelt es sich aber lediglich um die Beseitigung des Übersprechens, welches durch das Übergreifen magnetischer Felder entsteht. Ferner sind auch Schirme zum elektrostatischen Schutz der Spulen bekannt geworden. Diese Schirme sind unmittelbar auf den Kernsektoren angeordnet, und da die Wicklungsteile auf sämtlichenSektoren verteilt liegen, wird keine elektrostatische Trennung jeder einzelnen Spule von der anderen erreicht. Das Übersprechen wird bei dieser Ausführung durch Verwendung von Saugtransformatoren beseitigt.
Die Zeichnung zeigt als Beispiele verschiedene Ausführungsformen der Erfindung. Es zeigen: Abb. i, teilweise im Schnitt, ein Ausführungsbeispiel einer Belastungsspule, Abb. z und 5 andere Ausführungsformen, teilweise im Schnitt, Abb. 3 und 4 das Ausgleichsschema der Kapazitäten bei den Ausführungsformen nach Abb. i bzw. Abb. 2, Abb. 6 schematisch dieVerbindungen zwischen den Spulen und den Schirmen, wenn die Anordnung als Übertrager benutzt wird, und Abb. 7 das Ersatzschema für Abb. 6.
Die in Abb. i gezeigte Belastungsspule besteht aus zwei Blöcken oder Ringen 8, g, die aus magnetischem Material, z. B. Eisenstaub, geformt sind. Jeder Ring hat eine Nut, in welcher die Wicklungen =i, i2, 13 und 14 liegen. Erfindungsgemäß wird jede einzelne Wicklung durch je einen Metallschirm 15 bzw. 16, 17, 18 abgeschirmt. Diese Schirme bestehen aus Kupferband oder Stanniol und werden um die Wicklungen gelegt, bevor diese in den Kern eingebettet werden., Um zu verhindern, daß die Schirme als kurzgeschlossene Windungen wirken, muß das Band Unterbrechungen haben. Beispielsweise können die Schirme aus unterbrochenem Band oder aus spiralisoliertem Band bestehen, das sowohl leitende als isolierende Teile enthält. Die abgeschirmten Spulen werden voneinander isoliert, indem sie in Isolationsmaterial, wie Papier oder dünnen Stoff, eingewickelt werden. In der Zeichnung wird die Isolation durch die Zwischenräume zwischen !, den Schirmen angedeutet.
Nachdem die Spulen einzeln abgeschirmt und isoliert sind, wird um sie ein Schirm =g isoliert gewickelt. Nach der in Abb. 2 gezeigten Ausführungsform sind die abgeschirmten und isolierten Spulen unmittelbar in. den Kernaussparungen angebracht; der äußere Schirm =g ist weggelassen.
Abb. 3 zeigt schematisch die Kapazitäten zwischen den Wicklungen, wenn die Vorrichtung nach Abb. i als Belastungsspule für Viererleitungen verwendet wird. Dadurch, daß man jeden Schirre mit einem Punkt seiner Wicklung verbindet, ist es möglich, die Kapazitäten mehr zwischen den Schirmen als zwischen den Teilen der Spulen zu konzentrieren, so daß die Kapazitäten zwischen den Spulen und einem gemeinschaftlichen Punkt derart eingestellt werden können, daß man einen Kapazitätsausgleich erhält und kein Nebensprechen -auftritt. Zu diesem Zwecke werden Verbindungen der Wicklungen mit den Schirmen hergestellt. Diese Verbindungen sind in Abb. = mit 25, 26, 27, 28 und 29 bezeichnet. Es ist aber oft nicht notwendig, die Schirme unmittelbar mit den Spulen zu verbinden. Da die Kapazität zwischen jeder Spule und dem zugehörigen Schirm zum größten Teil zwischen dem Schirm und der äußersten Schicht der Spule wirksam ist und die äußerste Spulenschicht meistens nur einen kleinenTeil der ganzen Spule bildet, hat man praktisch dieselbe Wirkung, als ob der Schirm an einem Punkt mit der Spule verbunden wäre.
Nach Abb. 3 ist der äußerste Schirm xg durch die Leitung 24 geerdet. Die Kapazität zwischen den anderen Schirmen 15, 16, 17 und 18 und dem äußeren Schirm kann leicht gemessen werden, und durch kleine Zusatzkondensatoren 29, 30, 31 und 32 zu den natürlichen Kapazitäten zwischen den Schirmen lassen sich diese so einstellen, daß kein Nebensprechen entsteht.
Abb. 4 zeigt schematisch die Einstellung der Kapazitäten für die Anordnung nach Abb. 2. Die Linie 2o deutet den Eisenmantel an. In diesem Fall wird ein Kapazitätsausgleich mehr zwischen den Wicklungen und dem Kern als zwischen den Wicklungen und Erde erzielt. Dies ist die günstigste Ausführungsform, da der äußere Schirm weggelassenwerden und man eine bessere Isolation zwischen den Wicklungen und Erde dadurch sichern kann, daß man den Kern von der Erde isoliert. Die Ausgleichskapazitäten können aus kleinen Streifen Metallband, wie ! Kupfer oder Stanniol, bestehen, die gegen den Kern isoliert sind.
Gemäß Abb. 5 sind die Spulen nicht vollständig abgeschirmt, sondern nur durch Metallstreifen 21, 22, 23 getrennt, die zwischen den Spulen liegen und am Kern befestigt sind. Dadurch, daß man die Spulen 12 und 14 mit einem Leiterpaar und die Spulen 13 und i= mit einem anderen Leiterpaar verbindet, kann man einen genauen Kapazitätsausgleich ohne Anwendung des teueren, vollständigen Schirmes erhalten.
Die Erfindung kann außer bei Belastungsspulen auch für viele andere Zwecke benutzt werden. So zeigt z.B. Abb.6 schematisch, wie die Wicklungen und Schirme verbunden werden können, um einen Übertrager abzuschirmen. In diesem Fall sind die Wicklungen 1i und 14 so miteinander verbunden, daß sie die eine Wicklung des Transformators bilden, und die zugehörigen Schirme 15 und 18 sind mit dem Hauptschirm =g und mit Erde verbunden. Die anderen Wicklungen 12 und 13 sind derart miteinander verbunden, daß sie die andere Transformatorwicklung bilden, und die zugehörigen Schirme sind miteinander und mit einer ihrer Klemmen verbunden. Der so entstandene Transformator ist gleichwertig mit dem gewöhnlichen abgeschirmten Übertrager, so wie er in Abb. 7 gezeigt ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Selbstinduktionsspulengruppe, bestehend aus mehreren von einem gemeinsamen Eisenmantel umhüllten Spulen zur induktiven Belastung der verschiedenen Adern zusammengehöriger Adergruppen von Fernmeldestromkreisen, dadurch gekennzeichnet, daß alle oder nur einzelne Spulen zum Ausgleich ihrer gegenseitigen Kapazitäten, d. h. zur Aufhebung des Nebensprechens, je für sich, ganz oder teilweise von metallischen Schirmen umgeben sind, die unmittelbar oder mittelbar über Kondensatoren verbunden sind.
2. Spulengruppe nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die untereinander verbundenen Schirme mit einem sämtliche Wicklungen umgebenden, metallischen Mantel leitend verbunden sind, der von dem ihn umhüllenden Eisenmantel isoliert und gegebenenfalls geerdet ist.
3. Spulengruppe nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß die Schirme mit dem umhüllenden Eisenmantel verbunden sind. q.. Spulengruppe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatoren, z. B. durch Zuschaltung von Zusatzkondensatoren, regelbar sind.