DE549660C

DE549660C - Aus zwei oder mehreren in der Achsrichtung aufeinandergelegten Einzelkernen zusammengesetzter ringfoermiger Magnetkern

Info

Publication number: DE549660C
Application number: DEA59587D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Robert Goldschmidt
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1929-11-09
Filing date: 1929-11-09
Publication date: 1932-04-29

Description

Aus zwei oder mehreren in der Achsrichtung aufeinandergelegten Einzelkernen zusammengesetzter ringförmiger Magnetkern Das Patent 450 56o betrifft einen aus zwei oder mehreren in der Achsrichtung aufeinandergelegten Einzelkernen zusammengesetzten Magnetkern, bei welchem mindestens zwei der Einzelmagnetkerne unter sich verschiedene magnetische und elektrische Eigenschaften aufweisen. Durch geeignete Wahl und Dimensionierung der einzelnen Teile eines solchen Magnetkernes kann dessen Permeabilität gegenüber einem normalen Massekern erheblich vergrößert und ebenso seine Stabilität wesentlich verbessert werden, ohne daß seine Verluste eine unzulässige Größe annehmen. An die in der Fernmeldetechnik verwendeten Induktionsspulen, insbesondere an die in Fernmeldeleitungen eingebauten Belastungsspulen, werden nun außer bezüglich Permeabilität und Stabilität auch hinsichtlich einer möglichst geringen Abhängigkeit der magnetischen Größen von den auftretenden Feldamplituden große Anforderungen gestellt, denn die Amplitudenabhängigkeit der Spulenwerte bildet die Ursache verschiedener Störungen, insbesondere in langen Leitungen, wie Amplitudenverzerrung (Klirrfaktor) und Flattereffekt.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nun ein solcher Magnetkern, welcher die Amplitudenahhängigkeit der Spulenwerte in einem gewünschten Amplitudenintervall erheblich vermindert, gegebenenfalls auch zu Null macht. Dies wird dadurch erreicht, daß erfindungsgemäß mindestens einer der Einzelkerne aus Material besteht, für das in dem in Frage kommenden Feldstärkenbereich die Maximalpermeabilität überschritten ist.
Es ist bekannt, daß in Abhängigkeit von der Feldstärke Permeabilität,u und Verlustwinkel s magnetischer Materialien einen im wesentlichen der Abb. 3 entsprechenden typischen Verlauf zeigen. Wesentliches Kennzeichen dieser Kurven ist das auftretende Maximum. Dabei ist Lage und Größe des Maximums für jedes Material verschieden. Im allgemeinen gilt, daß das Maximum um so größer ist und bei um so kleineren Feldstärken liegt, je größer die Anfangspermeabilität des Materials ist. Bekanntlich steigen bei einem Massehern in einem weiten Bereich Permeabilität und Verlustwinkel linear mit der Amplitude. Kombiniert man nun mit diesem Massekern einen Kern aus einem zweiten magnetischen Material, dessen Permeabilität in dem 'verlangten Amplitudenbereich bereits abfällt, dessen Permeabilitätsmaximum also unterhalb der unteren Grenzen dieses Bereiches liegt, so kann man die Amplitudenabhängigkeit teilweise oder ganz köinpens-ieren: Dabei wird z. B. bei Verwendung hochpermeablen Kompensationsmaterials dessen Gewicht- nur wenige Prozent des Gewichts des Massekerns ausmachen.
Das nachfolgende Beispiel soll an Hand der Zeichnung die Verhältnisse näher erläutern. Abb. i zeigt einen aus zwei Hälften bestehenden Massekern in mit einer dazwischengelegten Scheibe h aus dem Kompensationsmaterial. Die Wirkung eines solchen Kernes ist geWaü die gleiche wie 'hei einem Massekern mit einem entsprechenden darumgelegten Band aus dem Kompensationsinaterial (vgl. Abb. d.). In Abb. -2 sind die entsprechend ihren Querschnitten reduzierten Permeabilitätswerte in Abhängigkeit v an der Feldstärke aufgetragen. Dabei gilt Kurve a für das Kompensationsmaterial, Kurve b für den Massekern, während Kurve c die Summationskurve beider Materialien darstellt und zeigt, daß im Bereich zwischen den Feldstärken Hl und TI, die Permeabilität im wesentlichen konstant ist.
Zahlenmäßig gestaltet sich beispielsweise die Ausführung wie folgt: Ein Massekern habe die Anfangspermeabilität,uo - 50 und eine Feldstärkenabhängigkeit der Permeabilität von ,cc = 2 °/ö für i Gauß. Die Konstanz der Permeabilität soll für einen Bereich von o,25. bis 0,5o Gauß erreicht werden. Nun zeigt Abb.3 eine an einer permallovähnlichen Legierung gemessene Permeabilitätskurve, deren Maximum bei etwa 0,07 Gauß liegt; im Bereich-von o,25 bis o,5o Gauß ändert sich die Permeabilität von etwa 25 000 auf i2 5oo, also um 5 °j, entsprechend 200'1, für i Gauß. Die Permeabilität ist also das 5oofache, die Permeabilitätsänderung das ioofache der des Massekerns. Es werden nun vorteilhaft die Querschnitte f der beiden Materialien so gewählt, daß die durch sie bedingten Induktivitätsänderungen sich gerade kompensieren. Auf Grund- der Beziehungen für die Induktivität gilt allgemein die Bedingung bei Vorhandensein von ii-Materialien '@,n @@<n ,u" f" - O , wo ,u" die Permeabilität, p"" die Permeabilitätsänderung pro Gauß, f" den Querschnitt des n-ten Materials bedeutet. Für den vorliegenden Fall muß demnach sein: pl'Uifr+A.@#U2f2=0# woraus sich ergibt: Ist z. B. f 1- i cm=, so muß f ;z - o,o i inm= gewählt werden, was einem Draht von o, i i mm Durchmesser entspricht.
Durch den Aufbau des Magnetkerns gemäß der Erfindung ist es auch möglich, eine Kompensation des Verlustwinkels herbeizuführen. Dabei werden sich im allgemeinen andere Querschnitte für das Kompensationsmaterial ergeben. Will man sowohl die Permeabilitätsals auch die Verlustivinkeländerüng gleichzeitig kompensieren, so wählt man einen Mittelwert der für die Permeabilitäts- und Ver lustwinkelkompensation gefundenen Werte. Durch die Verweridüng, von zwei oder mehreren verschiedenen Kompensationsmaterialien kann eine noch weitergehende Anpassung der Kompensation an gewünschte Werte erreicht werden.
Das vorher beschriebene Beispiel stellt nur einen speziellen Fall der Anwendung des der Erfindung zugrunde liegenden Gedankens dar. Die Ausführung kann natürlich durch Wahl geeigneter .Materialien an weitestgehende Bedingungen bezüglich des auszugleichenden Feldstärkenbereichs usw. angepaßt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Aus zwei .oder mehreren in der Achsrichtung aufeinandergelegten Einzelkernen zusammengesetzter ringförmiger Magnetkern nach. Pateilf 450 56o, insbesondere für Induktionsspulen für Fernmeldezwecke, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Einzelkerne aus Material besteht, für das in dem in Frage kommenden Feldstärkenbereich die Maximalpermeabilität überschritten ist.
2. Magnetkern nach' Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des einen Einzelkerns-eine steigende, das des anderen eine fallende Charakteristik der Permeabilität in einem bestimmten Feldstärkenbereich aufweist.
3. Magnetkern nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß. ein Massekern mit einem dünnen Draht oder Blech aus einer hochpermeablen Legierung als Kern derart kombiniert ist, daß die Amplitudenabhängigkeit der Permeabilität angenähert Null ist. q..
Magnetkern nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das hochpermeable Kombinationsmaterial einen nuerschnitt aufweist, der gleich dem Mittel der für die Nullkompensation von Permeabilität und Verlustwinkel bestimmten Ouerschnitte ist.
5. Magnetkern nach Anspruch z bis .4, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Kernmaterial eine Nickel-Eisen-Legierung ist.
6. Magnetkern nach Anspruch r bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kompensation eine geeignete Kombination verschiedener hochpermeabler Legierungen dient.