DE754464C - UEbertragungsmagnet fuer Wechselstromzugbeeinflussung - Google Patents

Description

• Übertragungsmagnet für Wechselstromzugbeeinflussung Anlagen zur Übertragung von Signalen zwischen Zug und Strecke werden häufig mit Wechselstrom betrieben. Hierbei ordnet man an den Fahrzeugen und Gleisen sog. Übertragungsmagnete an, die einen: oder mehrere Eisenkerne mit einer oder mehreren Wicklungen enthalten. Diese Wicklungen sind in Stromkreise geschaltet, die seich am Gleis oder auf dem Fahrzeug befinden. Die Wirkung der Übertragungsmagnete beruht auf der induktiven Kopplung des Gleisstromkreises mit dem Fahrzeugstromkreis, wenn bei der Vorüberfahrt des Zuges die Magnete einander genähert werden. Um die Kopplung möglichst groß zu machen:, hat man den Eisenkern mit einem Gehäuse aus nichtmagnetischem, elektrisch leitendem Werkstoff umgeben. Das Gehäuse läßt den magnetischen Wechselkraftfluß nur nach einer bestimmten, gewünschten Richtung austreten und unterdrückt durch Bildung von Kurzschlußkreisen den Austritt von Kraftlinien nach anderen nicht erwünschten Richtungen. Die Rückwirkung des Gehäuses auf die Wicklung des Eisenkernes kann man annäherungsweise durch die induktive Ankopplung eines Sekundärkreises mit dem Wirkwiderstand R2 und der Induktivität L2 darstellen. Ist K der Kapplungsfaktor dieses Kreises. mit der Wicklung, so wird in diese durch das. Gehäuse der Widerstand werden, wenn für das Gehäuse ein Werkstoff von größerer elektrischer Leitfähigkeit gewählt wird, wobei die Gehäusewandungen näher als bisher üblich am Eisenkern angeordnet werden. Dies bedeutet im Ausdruck für den übertragenen Widerstand übertragen, wenn L1 die Eigeninduktivität der Wicklung und co die Kreisfrequenz ist. Man erkennt, daß durch das erste Glied in der Klammer des Zählers der Wirkwiderstand der Wicklung vergrößert, durch das zweite Glied der Blindwiderstand vermindert wird. Nun darf aber in der Regel das Verhältnis von Blind- zu Wirkwiderstand der Wicklung bestimmte Werte nicht unterschreiten, da sonst der zugehörige Stromkreis, z. B. ein Resonanzkreis zu stark gedämpft wird. Hieraus folgt, daß man den Wert von K nicht zu groß werden lassen darf, mithin also das Gehäuse dem Eisenkern nicht zu sehr nähern darf. Dieser Umstand bedingt gewisse räumliche Abmessungen des Gehäuses, die an einem Beispiel in der Zeichnung erläutert sind.
• 1 ist das Gehäuse, das den aus Blech aufgebauten Eisenkern 2 enthält. Der Eisenkern trägt an beiden Enden die Polschuhe 3, die ebenfalls aus Blech bestehen. Auf dem Kern befinden sich z.B. drei Spulen., von denen jede die Länge L hat. Jede Spule besteht aus mehreren übereinanderliegenden Wicklungen. Die Wicklungen sind in bekannter Weise zu Wicklungssystemen zusammengeschaltet, die miteinander entkoppelt sind.- Bei den bisher gebräuchlichen Gehäusen, die meist aus Siluminguß bestehen, ist es üblich, bei Verwendung mehrerer Spulen auf dem Eisenkern etwa a> 0,38 Z, b > 0,25 1, bei Verwendung nur einer Spule etwa a-> 0,271, b >o,17 1 zu wählen, wobei 1 die @pulenlänge, a den Abstand einer Breitseite des Kernes, b den Abstand einer Schmalseite des Kernes von der Gehäuseinnenwand bedeutet.
• In manchen Fällen wird nun gefordert, die Abmessungen und das Gewicht des Magnets besonders gering zu halten. Wollte man dieses Ziel durch Verkleinerung des Eisenkernes erreichen, so würde damit die Kopplung zwischen Fahrzeug und Gleismagnet und auch die Impulszeit beim Vorbeibewegen des Fahrzeugmagneten: geringer werden, da bestimmte Mindestabstände zwischen den Magneten, unabhängig von ihrer Größe, aus betriebstechnischen Gründen nicht unterschritten werden dürfen. Eine Verringerung der Kopplung zwischen Fahrzeug- und Gleismagnet oder der Impulszeit würde aber in der Regel die Wirksamkeit der Einrichtungen in unzulässiger Weise herabsetzen.
• Erfindungsgemäß können die Abmessungen und das Gewicht des Magnets verkleinert eine Vergrößerung von K und eine Verkleinerung von 1Z2 und damit zunächst eine weitere Verminderung des Blindwiderstandes der Magnetwicklung. Ob auch eine ausreichende Verminderung des Wirkwiderstandes eintritt, hängt davon ab, in welchem Verhältnis c")L, und R2 zueinander stehen. Die Verminderung ist zu erwarten, wenn co L2 groß gegen R2 ist, und sie wird nicht eintreten, wenn R2 groß gegen (,)L2 ist. Die Erfindung beruht nun auf der durch Versuche gewonnenen Erkenntnis, daß bei den bekannten Ausführungsformen der Übertragungsmagnete der zuerst genannte Fall, o-) L2 groß gegen R2, vorliegt. Es tritt durch Verbesserung der Gehäuseleitfähigkeit über das bei Siluminguß übliche Maß hinaus eine derartige Verminderung des vom Gehäuse in die Magnetwicklung übertragenen Wirkwiderstandes ein, daß bei einer Annäherung der Gehäusewandungen an den Magnetkern, deren Maß der I-eitfähigkeitsverbesserung entspricht, das Verhältnis von Blind- zu Wirkwiderstand der Magnetwicklung konstant gehalten werden kann. Mit der Annäherung des Gehäuses an den Kern verbindet sich noch der Vorteil einer stärkeren Abschirmwirkung, die bei konstanten Kernabmessungen eine Vergrößerung des Kopplungsfaktors zwischen Gleis- und Fahrzeugmagnet bewirkt und * daher bei konstantem Kopplungsfaktor eine Verkleinerung der Abmessungen des Eisenkernes ermöglicht. Für die Gewichtsersparnis ist der Umstand wesentlich, daß der Hohlraum zwischen Gehäuse und Spulenkern mit Vergußmasse angefüllt wird, die mithin bei Verkleinerung dieses Hohlraumes viel weniger zum Gewicht des Magneten beiträgt.
• Da der magnetische Wechselkraftfluß in einen Stoff höherer Leitfähigkeit weniger tief eindringt, ergibt sich auch die Möglichkeit, die Wandstärken des Gehäuses zu verringern. Auch hierdurch lassen sich unter Umständen Raum- und Gewichtsersparnisse erzielen. Ferner können die Gehäuse, die bisher gegossen wurden, leicht aus gewalztem Werkstoff, z. B. aus Kupferblech hergestellt werden, was unter Umständen eine Vereinfachung der Fertigung und eine Verbesserung ihrer Festigkeitseigenschaften bedeutet. Als Werkstoff für die Kerwe und Polschuhe der Übertragungsmagnete verwendet man bisherhochlegiertes,Dynamobdech.Eineweitere Verringerung der Magnetabmessungen und Gewichte, die zwar bei den bisher bekannten Magneten geringfügig, bei solchen gemäß der Erfindung aber nicht unbeträchtlich ist, läßt sich erzielen, wenn man statt dessen einen Werkstoff mitgeringerenUmmagnetisierungsverlus.ten und größerer Anfangspermeabdlität verwendet, wie sie z. B. gewisse Eisen-Nickel-Legierungen, wie Mu-Metall, Hyperm 766 und andere haben. Während Länge und Breite des Kernes. im wesentlichen durch den zwischen Fahrzeug und Gleismagnet geforderten Kopplungsfaktor bedingt sind, muß die Höhe des Kernes so gewählt werden, daß die Eisenverluste ein bes.timmtes@ Maß nicht überschreiten, da sonst der Wirkwiderstand der Magnetwicklung im Vergleich zum Blindwiderstand unzulässig groß wird. Ein Werkstoff mit geringeren, Verlusten ermöglicht somit eine Verkleinerung der Kernhöhe und damit auch geringeren Raumbedarf und geringeres Gewicht des Übertragungsmagneten. Die höhere Anfangs,permeabdlität der oben vorgeschlagenen, Werkstoffe bewirkt, daß die magnetischen Kraftlinien im Eisen sich weiter zu den Stellen; gerin..gerInduktiön, den Enden 'der Polschuhe; hin erstrecken. Dadurch wird bei sonst gleichen Verhältnissen die Streuung verringert und die Köpplung zwischen Fahrzeug- und Gleismagnet vergrößert. Hierin liegt wiederum die Möglichkeit einer weiteren Verringerung der Kernabmessungen bei konstanter Kopplung zwischen Fahrzeug- und Gleismagnet.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Übertragungsmagnet für Wechselstromzugbeeinflus.sung, bei welchem ein Eisenkern mit einer oder mehreren Wicklungen in einem Gehäuse aus elektrisch, leitendem, unmagnetischem Werkstoff untergebracht ist, wobei das Gehäuse den magnetischen Wechselkraftfluß im wesentlichen nur nach einer bestimmten gewünschten Richtung austreten läßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusewandungen nahe am Eisenkern angeordnet werden und eine Verschlechterung des Verhältnisses von Blind- zu Wirkwiderstand der Wicklungen durch Wahl eines Gehäusewerkstoffes von größerer elektrischer Leitfähigkeit vermieden wird. a. Übertragun:gsmagnetnach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß für das Gehäuse gewalzte Werkstoffe, z. B. Kupferblech, verwendet wird. 3. Übertragungsmagnet, insbesondere nach den Ansprüchen i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Eisenkern aus einem Werkstoff mit sehr geringe Ummagnetisierungsverlusten und großer Anfangspermeabilität, z. B. einer der bekannten; Eisen-Nickel-Legierungen, hergestellt wird.