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Drosselspule mit abschaltbaren und nichtabschaltbaren Wicklungsteilen
In Drosselspulen, die einen Eisenkern mit Luftspalten besitzen, sind im wesentlichen
zwei magnetische Flüsse vorhanden, und zwar erstens (ein Hauptflug, der im Eisenkern
verläuft und hauptsächlich den magnetischen Widerstand der Luftspalte im Eisenkern
zu überwinden hat, und zweitens ein Streuflug, der größtenteils im Luftraum zwischen
-dem Eisenkern und -der Wicklung, zum Teil auch innerhalb der letzteren verläuft.
Dias Größenverhältnis zwischen diesen beiden Flüssen wird durch die magnetischen
Widerstände ihrer Wege bestimmt.
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Stehen diese magnetischen Widerstände, bezogen auf die Längeneinheit,
nicht längs der ganzen Bahn im gleichen Verhältnis zu-.einander, so schwankt auch
das Verhältnis der beiden Flüsse, so daß Teilflüsse von der einen Bahn in die andere
übertreten müssen. Diese Teilflüsse schneiden die Bleche des Kerns sowie benachbarte
Bauteile, erzeugen in ihnen Wirbelströme und verursachen dadurch örtliche Erwärmungen
und .eine Verminderung der Drosselwirkung.
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Diese störenden Einflüsse sind schwer zu berechnen und besonders groß,
wenn durch das Abschalten von Wicklungsmeilen der magnetische Widerstand der Stneuflußbahn
verändert wird.
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Um diese Nachteile zu vermeiden, sitzt bei einer bekannten derartigen
Drosselspule auf dem Eisenkern :eine zusätzliche Wicklung,. die in parallel geschaltete
Wicklungsteile unterteilt ist und die dazu dient, die Wirkung der Amperewimdungen
der . Drosselwicklung auf die ganze Schenkellänge auszubreiten. Die Zusatzwicklung
verteuert jedoch die Drosselspule, was durchaus unerwünscht ist.
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Bei einer anderen bekannten Drosselspule mit einem Eisenkern und mit
zum Einstellen einer bestimmten Induktivität dienenden Luftspalten sowie mit einer
angezapften Wicklung sind die Luftspalte nur über dien Abschnitt des bewickelten
Eisenkerns verteilt, der den nichtabschaltbaren Teil der Wicklung trägt. Längs dem
.abschaltbaren Wicklungsteil liegen nur verhältnismäßig sehr kleine Luftspalte.
Eine solche Drosselspule weist jedoch beim Betrieb mit voll @eingeschalteten Windungen
annähernd die gleichen Nachteile auf wie eine Drosselspule mit über die ganze Wicklungslänge
gleichmäßig verteilten Luftspalten, wenn diese ohne die Anzapfwicklung arbeitet.
Diese Nachteile bestehen. in :einer unerwünscht starken Abweichung zwischen der
Verteilung der Amperewindungen und der Verteilung des magnetischen Widerstandes,
ferner in ,einer wechselnden Aufteilung des Gesamtflusses in Hauptflug und Streuflug,
wodurch die Wirbelströme vermehrt werden und die Vorausberechnung der Spule schwierig
und unsicher wird.
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Diese Nachteile werden bedeutend vermindert, wenn nach der Erfindung
die Luftspalte
im Eisenkern der Drosselspule derart ungleichmäßig
über den ganzen Wicklungsbereich verteilt sind, daß die den abschalt-. bauen Wicklungsteilen
zugeordnetenLuftsp.g#3i9`. ,einen geringeren, am besten .etwa halb.:'sö@; großen
magnetischen Widerstand besitzen @?Wä: die den nichtabschaltbaren Wicklungsteile'ii',
zugeordnetenLuftspalte,hezogen,auf die gleiche Amperewindungsdichte, wobei unter
Amperewindungsdichte die Zahl der Amperewindungen pro Zentimeter des magnetischen
Pfades zu verstehen ist. Durch diese Anordnung wird erreicht, daß die Verteilung
der Amperewindungen über die Kernlänge :etwa proportional ist der Verteilung des
magnetischen Widerstandes über die Kernlänge bei Anschluß einer mittleren Anzapfung
der Drosselspule. Schaltet man sämtliche Windungen der Drosselspule ein, so weicht
die Verteilung der Amperewindungen von derjenigen des magnetischen Widerstandes
etwa gerade so viel nach oben ab, wie sie von derjenigen des magnetischen Widerstandes
nach unten abweicht, wenn lediglich die letzte Anzapfung der Drosselspule angeschlossen
ist. Nach der Erfindung wird daher die größte Abweichung von der Proportionalität
zwischen der Amp.erewindungsverteilung und der Verteilung des magnetischen Widerstandes
auf ungefähr die. Hälfte des Wertes gesenkt, der entsteht, wenn die Luftschlitze
längs des Anzapfb.ereiches der Wicklung entsprechend der voll eingeschalteten Windungszahl
bemessen oder ganz weggelassen werden.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
dargestellt. Der aus zwei Schenkeln , und zwei Jochen bestehende Eisenkern a trägt
auf jedem Schenkel eine angezapfte Wicklung b. Die angezapften Wicklungsbeile c
liegen in der Mitte der Wicklungen b und können ganz oder teilweise abgeschaltet
werden, so daß mindestens die Wicklungsbeile d-cl und c5-2 eingeschaltet bleiben.
Die Schenkel _ des Eisenkerns a sind durch unter sich gleich starke Luftspalte oder
nicht magnetisierbare Platten f unterteilt. Dabei sind die den abschaltbaren Wicklungsteilen
cl bis c5 zugeordneten Schenkelteile g doppelt so stark als die den nichtangezapften
Wicklungsteilen d-cl und c5-,e entsprechenden Schenkelteile h. Die Schenkelbeile
g und lt können aber auch auf der ganzen Schenkellänge gleich stark sein.
In diesem Falle müssen aber die Luft-»alte bzw. die nicht magnetisierbaren Platen
f verschieden dick sein, und zwar im Be-:r@ich der abschaltbaren Wicklungsteile
cl "bis e5 dünner als im übrigen Wicklungsbereich. Sind außerdem die Amp°rewindungen
der abschaltbaren Wicklungsteile cl bis c;, unter sich verschieden groß, so läßt
sich das angegebene Prinzip noch weiterhin anwenden, indem man die Luftspalte/ um
so senger oder ihre Anzahl pro Längeneinheit des Schenkels um so kleiner macht,
je kleiner die Amperewindungszahl des den betreffenden Schenkelabschnitt umgebenden
abzuschaltenden Wicklungsteiles ist.
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In allen diesen Fällen wird erreicht, daß zusätzliche Verluste, verursacht
durch Wirbelströme, wesentlich vermindert werden.