-
Ausgleichselement zur Kompensierung von magnetischen Kopplungen in
unbelasteten Fernsprechkabeln Die Erfindung beschäftigt sich mit dem Ausgleich von
vor allen Dingen bei höheren Frequenzen auftretenden magnetischen Kopplungen in
unbelasteten Fernsprechkabeln.
-
Elemente für einen solchen Ausgleich sind bereits in der Form bekannt,
daß zwei Übertrager benutzt werden, die je einen Massekern enthalten. Die Primärspulen
der Übertrager sind hierbei gegensinnig gewickelt, während die Sekundärspulen im
gleichen Sinne aufgetragen sind. Die in den Übertragern angeordneten Massekerne
sind miteinander fest gekuppelt und derart angeordnet, daß sich bei einer gewissen
Mittelstellung der Kerne die in den Sekundärwicklungen induzierten Spannungen aufheben.
Werden nun die Kerne nach der einen oder der anderen Seite hin bewegt, dann überwiegt
die eine oder die andere induzierte Spannung, und es verbleibt eine Restspannung
bestimmter Größe und Richtung, durch die einer magnetischen Kopplung im Kabel entgegengewirkt
werden kann.
-
Es hat sich nun gezeigt, daß ein solches Ausgleichselement den Nachteil
besitzt, daß nur der Realteil der erzeugten Gegeninduktivität geregelt werden kann,
daß aber eine besondere, hiervon unabhängige Regelung des Imaginärteiles der Gegeninduktivität
nicht möglich ist. Hieraus ergibt sich, daß die gewünschte Kompensierung von magnetischen
Kopplungen mit dem bekannten Ausgleichselement nur unvollständig durchgeführt werden
kann.
Hier greift nun die Erfindung ein, bei der für das Ausgleichselement
ebenfalls zwei Übertrager benutzt werden, von denen jedoch jeder als Differentialübertrager
aufgebaut ist.,-' In bekannter Weise sind auch hier bei jedem Übertrager zwei Priniärwicklungsteile
gegensinnig und zwei Sekundärwicklungsteile gleichsinnig oder umgekehrt geschaltet,
und es werden zwei zur Einstellung des Kopplungsgrades verstellbare Kernteile benutzt.
Die Erfindung besteht hierbei darin, daß in dein einen Übertrager zur Einstellung
des Realbetrages der Gegeninduktivität ein lIassekern für sieh verstellbar und in
dein anderen Übertrager zur Einstellung des Iinaginärteiles der Gegeninduktivität
ein Metallkern oder eine Kurzschlußwicklung für sich verstellbar angebracht sind.
Gemäß der weiteren Erfindung sind Maßnahmen getroffen, um die bei der- Einstellung
des Ima-närteiles zusätzlich auftretende Veränderung des Realteiles zu kompensieren.
-
Bei einer solchen Anordnung kann der absolute Betrag der Gegeninduktivität
ohne besondere Hilfsmittel durch Verschieben des Massekerns in dein einen Übertragersystern
derart ohne Schwierigkeiten geregelt werden, daß die Gegeninduktivität z.B. von
minus zu plus -roo nH stetig einstellbar ist, wobei aber auch höhere Werte erreichbar
sind.
-
Bei Verwendung eines lletallkeriis aus nichtferroinagnetische.rn Material
für di, Einstellung des Iinaginärteiles der Gegeninduktivität wird der sich ergebende
unerwünschte Realbetrag durch eine Hilfsübertragerwicklung mit Massekern, der mit
dem lletallker-n fest gekuppelt ist, ausgeglichen oder aber dadurch, daß der Metallkern
an der einen Seite abgeflacht und an der hierdurch frei werdenden Stelle ein hochpermeabler
Massekern angebracht wird.
-
Bei Verwendung eines Metallkerns aus ferromagnetischein Material wird
die Kompensation entweder wieder durch einen Hilfsübertrager oder aber dadurch erreicht.
daß die Zusammensetzung des Kerns so gewählt wird, daß der Realbetrag gerade ausgeglichen
wird.
-
In allen angeführten Fällen kann zwar der Mittelwert des unerwünschten
Realteils der Gegenindulctivit ät auf Null gebracht werden, dieser selbst ist aber
noch stark frequenzalahängig.
-
Durch die Verwendung einer Kurzschlußwicklung an Stelle eines Metallkerns
für die Einstellung des Iniaginärteiles der Gegeninduktivität wird gegenüber der
angeführten Anordnung eine erheblich geringere Frequenzabhängigkeit erhalten. Für
diese Kurzschlußwicklung können ebenfalls entweder nichtmagnetische oder auch ferromagnetische
Werkstoffe verwendet werden. Wurde z. B. die Kurzschlußwicklung aus Kupferdraht
hergestellt, so ergab sich, daß bei ihrer Verschiebung im Innern des zweiten 'Übertragers
eine Realkomponente auftrat, die sich genau wie bei der Anordnung mit einem Metallkern
der im ersten Übertrager eingestellten Realkomponente überlagerte und diese somit
veränderte. Dieser Nachteil kann durch Anwendung der gleichen Mittel vermieden werden,
wie sie bereits bei der Benutzung eines Metallkernes beschrieben sind. Durch die
Verwendung einer Kurzschlußwicklung aus Kupfer in Verbindung z. B. mit einem zusätzlichen
Massekern kann die Frequenzabhängigkeit des Realteiles stark herabgedrückt werden
und beträgt maximal -% 15 bis 2001" des jeweils eingestellten Imaginärwertes.
-
Gemäß der weiteren Erfindung wurde die Kurzschlußwicklung aus Kupfer
durch eine solche aus Eisen ersetzt. Hierdurch konnte bei geeigneter Windungszahl
und Drahtstärke der Mittelwert der zusätzlich auftretenden Realkomponente auf Null
abgeglichen werden, so daß also eine Verfälschung des Realbetrages, der am ersten
Übertrager eingestellt war, nicht auftreten konnte. Somit erübrigt sich auch die
Anordnung einer besonderen Einrichtung zur Kompensation der zusätzlichen Realkomponente,
so daß die Anordnung infolge der Verwendung von Eisendraht wesentlich vereinfacht
werden konnte. Der Iinaginärteil der Gegeninduktivität ist hierbei vollständig frequenzunabhängig.
-
Im folgenden soll nun an Hand der Figur ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung beschrieben werden, wie es mit Vorteil verwendet werden kann.
-
Die Fig. i zeigt in dem Schaltprinzip die Differentialübertrager i
und 2, deren Primärspulen 3 und 4 bzw. 5 und 6, vom Spulenstrom aus betrachtet,
einander gegensinnig gewickelt sind. Die Sekundärspulen 7 und 8 bzw. 9 und io sind
demgegenüber im gleichen Sinne gewickelt. Inn Innern des Übertragers i ist ein 1lassekern
i i angebracht, der in Richtung der eingezeichneten Pfeile verstellt werden kann.
Im Übertrager 2 ist eine Kurzschlußwicklung 12 vorgesehen, die ebenfalls in Richtung
der eingezeichneten Pfeile, und zwar unabhängig vom Massekern i i verstellt werden
kann.
-
Die Fig.2 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Ausgleichselementes gemäß
der Erfindung. In dein Gehäuse 13 sitzen die Übertrager i und 2, die hintereinander
auf einem gemeinsamen Spulenkörper 14 aus Isolierpreß- oder -spritznasse angeordnet
sind. Im Innern der Übertrager befinden sich wieder der Massekern i i und die Kurzschlußwicklüng
12. Beide können unabhängig voneinander durch
Drehen von Gewindestiften
15 und 16 von der Seite des zylindrischen Gehäuses her in der Längsrichtung des
Zylinders verschoben werden. Eine solche Anordnung ergibt eine sehr genaue Einstellmöglichkeit,
und der eingestellte Kopplungsbetrag kann nach Real-und Imaginär-teil, d. h. nach
Größe und Phasenlage, in einfacher Weise aus den Spindellängen abgelesen werden.
-
In Fig. 3 schließlich ist eine Kurzschlußwicklung im einzelnen gezeichnet,
die gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung aus Kupferdraht besteht.
Die Kupferwicklung 1z' ist auf einen Träger 17 aufgebracht, der an seiner
einen Seite 18 abgeflacht ist. In den hierdurch frei werdenden Raum ist der zusätzliche
Massekern i9 eingebaut, der der Kompensation der zusätzlich auftretenden Realkomponente
dient.
-
Die beschriebene Anordnung stellt selbstverständlich nur ein Ausführungsbeispiel
dar und kann auch beliebig anders getroffen werden, wenn nur von dem Grundgedanken
der Erfindung Gebrauch gemacht wird.