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Zugmagnetspule, insbesondere für Spannungsregler für Betrieb bei großen
Temperaturunterschieden Die Erfindung bezieht sich auf elektromagnetische Apparate,
z. B. Spannungsregler, die bei Lufttemperaturen arbeiten müssen, die zwischen außerordentlich
weit auseinanderliegenden Grenzen schwanken können. Die Aufgabe der Erfindung -ist
es, im Gegensatz zu bekanntgewordenen Anordnungen, nicht eine Änderung .der Amperewindungszahl
herbeizuführen, sondern die Amperewindungszahl auch bei ganz außerordentlich sich
ändernden. Außentemperaturen gleichzuhalten. Beispielsweise sind Regler, die in
Flugzeuge eingebaut sind, am Boden deiner Temperaturvon+3o° C und vielleicht 15
Minuten später einer solchen von - 3o' C und darunter ausgesetzt. Diese Unterschiede
sind selbstverständlich auf die Widerstände der Spannungsspule von erheblichem Einfluß.
Jede Änderung des Widerstandes iergibteine Änderung des durch--fließenden Stromes,
somit der Amperewindungszahl und der magnetischen Zugkraft.
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Damit der Regler in allen seinen Teilen richtig arbeitet, ist aber,die
Aufrechterhaltung der stets. gleichen Arnperewindungszahl und damit der gleichen
magnetischen Zugkraft bei gleicher angelegter Spannung unbedingt notwendig. -Es
ist auch vorgeschlagen wurden, die thermopositive Eigenschaft der Magnetspuledurch
einen thermonegativen Widerstand auszugleichen und damitdie Zugkraft der Magnetspule
temperaturunabhängig zumachen. Dieser Vorschlag ist aber in der Praxis nicht -durchführbar,
da der Technik ein Widerstands; werkstoff mit negativem Temperaturkoeffizienten
und mit der .erforderlichen Widerstandskonstanz nicht zur Verfügung steht.
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Gegenüber den bekannten Ausführungen wirkt gemäß der Erfindung der
im Hubsinne wirkenden Zugspule- des Reglermagneten eine bedeutend kleinere Spule
entgegen, und zwar so; daß- :die Differenz der Amperewindungen beider Spulen die
Arbeitsamperewindungszahl ergibt. Beide Spulen werden aus einem Werkstvff gleicher
Leitfähigkeit und Temperaturabhängigkeit hergestellt. Weiterhin wird die Anordnung
erfindungsgemäß so getroffen, daß der Außentemperatur ein kleiner Einfluß auf die
Änderung der Amperewindungszahl der positiven Zugspule, aber ein großer Einfluß
auf die Änderung der Amperewindungszahl der kleinen entgegenwirkenden Spule eingeräumt
wird.
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Auf :diese Weise ist die Änderung der Amperewindungszahl. an beiden
Spulen trotz ihrer :versebiedenen- Größe wegen ihrer im entgegengesetzten. Sinne
wirkenden beschriebenen Ähderungsfähigkeit gleich, so daß - stets die gleiche .Amperewindürigszahl
für die Erzeugung der gleichen Zugleistungen zur Verfügung ,steht,-. --
An
sich ist es bekannt, Magnetspulen mit mehrereneinander entgegenwirkenden Spulenteilen
zu versehen. Bei diesen bekannten An-
-ordnungen ist aber der Zweck
ein ganz anderer, nämlich die Verwirklichung gebrochener Windungszahlen bei hohen
Stromstärken. Aus diesem Grunde haben .die einander entgegengesetzt gewickelten
Drähte verschiedenen Drahtquerschnitt. Hierbei hat man auch bereits Drähte verschiedener
elektrischer Leitfähigkeit benutzt. Will man Temperaturunterschiede ausgleichen,
so kommt es aber auf die verschiedene Leitfähigkeit der einzelnen Teile gar nicht
an, sondern nur auf ihre Temperaturabhängigkeit.
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Erfindungsgemäß wird daher, ungeachtet irgendwelcher Leitfähigkeitsunterschiede,
der Temperatuneinfluß auf den negativ wirkenden Spulenteil möglichst groß und auf
den positiv wirkenden Spulenteil möglichst klein. gemacht. Letzteres kann z. B.
dadurch geschehen, daß man den seinen Teil unmittelbar an die erregende Spannung
anschließt, während der andere Teil über einen Vorschaltwiderstand angeschlossen
ist.
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Die gegenseitigen Windungszahlen;der beiden Spulenteile sowie das
Verhältnis zwischen dem Kupferwiderstand und. dem Vorschaltwiderstand beim größeren
Teil werden nur, so gewählt, daß die Verminderung des Amperewindungszahlbetrages,
die durch eine Temperatursteigerung bewirkt wird, bei; der negativ wirkenden Spüle
ohne Vorschaltwiderstand absolut genommen gleich groß wird wie bei der positiv wirkenden
Spule mit Vorschaltwiderstand. Infolgedessen bleibt auch. bei einer Veränderung
der Temperatur die Gesamtamperewindungszahl praktisch dieselbe.
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Eine genaue BerechnungderAmpenewindumgen, die bei den verschiedenen:
Temperaturen des gesamten Temperaturschwankungsbereiches wirklich entstehen, ergibt
zwar nicht eine absolute Unveränderlichkeit der Gesamterregung, doch sind die Abweichungen
praktisch sehr gering. Schon mit einem verhältnismäßig kleinen Opfer an Wicklungsraum
für die negativ wirkende Spule und an Energieaufwand irn Vorschaltwiderstand des
positiven Spulenteils erreicht man einen Grad der Temperaturunempfindlichkeit, der
sonst nur mit einer sehr hohen Energievernichtung hätte erkauft werden können.
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Da auf die beschriebene Weise der Einfluß der Temperatur auf die Höhe
der entstehenden Ampenewindungszahl zum großen: Teil aufgehoben wird, so darf man
nun bei der Spule eine höhere Stromdichte und Erwärmung zulassen, als es sonst mit
Rücksicht auf den, störenden Einfluß der Temperatur zulässig war. Infolgedessen
wird durch Verkleinerung der Abmessungen der positiven Spule ein Teil des Raumes
gewonnen, der für die negativ wirkende Spule benötigt wird.
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Es ist wesentlich, daß die Temperatur des einen Wicklungsteils mit
derjenigen des anderen Teils immer genau übereinstimmt. Aus diesem Grunde werden
die beiden Teile gemäß der Erfndung untermischt gewickelt, was so zu verstehen;
ist, daß auf eine oder mehrere Lagen der positiven Wicklung stets wieder eine oder
mehrere Lagen des negativen Wicklungsteils. folgen.
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Die Erfindung kann mit besonderem Vorteil bei elektrischen Spannungsreglern,
z. B. solchen für Flugzeuge, angewendet werden, bei denen einer bestimmten erregenden
Spannung des Magnetsystems, unabhängig von der Temperatur, eindeutig eine ganz bestimmte
Amperewindungszahl irn Reglermagnet entsprechen soll.