DE833365C

DE833365C - Anordnung zur Vermeidung des Klirrens von Spulen und UEbertragern mit Eisenkern

Info

Publication number: DE833365C
Application number: DEM1538A
Authority: DE
Inventors: Dr Karl Steinbuch
Original assignee: Mix und Genest AG
Current assignee: Mix und Genest AG
Priority date: 1950-01-21
Filing date: 1950-01-21
Publication date: 1952-04-07

Description

Wird eine Spule oder ein Übertrager mit Eisenkern an eine Wechselstromquelle mit endlichem Innenwiderstand angeschlossen, so treten bekanntlich an ihren Klemmen außer der Grundfrequenz des Wechselstroms noch Oberwellen auf, die zu den verschiedensten Störungen führen können. Diese Oberwellenspannungen bezeichnet man als Klirrspannungen. Sie haben ihre Ursache in den nicht linearen Verzerrungen im Eisen und treten besonders in Gestalt der dritten Oberwelle in Erscheinung. Diese nach außen wirksame Klirrspannung U3 ergibt sich nun als die Differenz einer Klirrurspannung U3o, die bei einem Quellwiderstand R; = oo vorhanden ist und deren Größe sich aus der magnetischen Feldstärke und den Materialeigenschaften des Kernmaterials berechnen läßt, und dem inneren Spannungsabfall der Spule bzw. des Übertragers, der gleich dem Produkt aus dem induktiven Widerstand und dem Klirrstrom ist (s. Fig. i): U3 - U:i0 J30) - 7 3a) M.
Die nach außen wirksame Klirrspannung U3 wird zu Null, wenn der Quellwiderstand R -- o ist, weil dann die gesamte Klirrspannung in der Spule M abfällt. .Es ist daher bekannt, das Klirren von Spulen und Übertragern dadurch zu vermindern, daß man den Innenwiderstand der Stromquelle so niedrig wie möglich macht. Diese Forderung läßt sich jedoch in der Praxis häufig nicht realisieren, so daß andere Wege gesucht werden müssen, um den Klirrfaktor zu vermindern.
Durch die Erfindung wird eine einfache Lösung dieses Problems angegeben, die den Vorteil aufweist, daß sie auch bei großen Werten des Quellwiderstandes R zu kleinen Klirrspannungen führt.
Erfindungsgemäß wird die Verminderung des Klirrens von Spulen und Übertragern mit Eisenkern durch eine Reihenschaltung der Spule oder des Übertragers mit einer derart bemessenen Hilfsinduktivität erzielt, daß deren Klirrstrom nach Betrag und Phase die wirksame Spulenklirrspannung verkleinert. Durch diese bewußte Erhöhung des die Spule bzw. den Übertrager durchfließenden Klirrstroms wird der innere Spannungsabfall, der durch den oben angegeben,en Ausdruck J3 c) - j 3 co M gegeben ist, größer, so daß der Betrag der nach außen wirksamen Klirrspannung L"3 verkleinert wird. Ist der durch die Hilfsinduktivität verursachte zusätzliche Klirrstrorn gleich d J3a-), so ist die nach außen wirkende Klirrspannung U 3 = U30 - 1 3 a) L J3 c) + 4 J3 o)1 % o.
Die Anordnung gemäß der Erfindung ist in Fig. 2 schematisch wiedergegeben. In Reihe mit der Spannungsquelle E, welche den Innenwiderstand R besitzt, wird eine zweite, vorzugsweise sehr kleine Induktivität L vor die Hauptinduktivität M geschaltet. Diese kleine Induktivität L soll einen solchen Klirrstrom erzeugen, daß der von beidenInduktivitätenzusammen durch die Spule M getriebene Klirrstrom, multipliziert mit dem induktiven Widerstand der Spule :II, möglichst gleich der Klirrtirspannung L-3o in der Spule M wird. Hierzu wird der Hilfsinduktivität L zweckmäßig eine Impedanz oder ein Ohmscher Widerstand V parallel gelegt, der die Phase des Klirrstroms in der erforderlichen Weise verändert. Versuche haben gezeigt, daß bei Anwendung der Anordnung gemäß der Erfindung der Klirrfaktor merklich verkleinert werden konnte, wobei die Kompensation von der Aussteuerung praktisch unabhängig ist. Die Hilfsinduktivität weist dabei, um die rechnerisch abgeleiteten Kompensationsbedingungen einhalten zu können, ein sehr kleines Eisenvolumen auf.
Das Grundprinzip der Verminderung des Klirrens durch künstliche Vergrößerung des Klirrstroms kann in den verschiedenartigsten Schaltungen angewendet werden. Ist z. B. der Generator hochohmig, der Verbraucher dagegen niederohmig, so wird die Hilfsinduktivität, wie Fig. 3 zeigt, zweckmäßig zwischen den Übertrager und den Verbraucher eingeschaltet.
Zwei in Kettenschaltung angeordnete Übertrager, wie z. B. die Fernleitungsübertrager und Vorübertrager in Fernsprechschaltungen, können gemäß Fig.4 gemeinsam mit Hilfe einer einzigen Hilfsinduktivität L entklirrt werden. Schließlich kann bei der Schaltung gemäß Fig. 2 die Anordnung der Hilfsinduktivität L mit parallel geschalteter Impedanz V als ein Bestandteil der Spannungsquelle betrachtet werden und z. B. in gegengekoppelten Verstärkern als Teil des Widerstandes im Gegenkopplungsweg benutzt werden.

Claims

PATENTANSPRI,(,IIE: i. Anordnung zur Verminderung des Klirrfaktors von Spulen und 1``bertragern mit Eisenkern, gekennzeichnet durch die Reihenschaltung der Spule oder des t`bertragers, mit einer derart bemessenen Hilfsinduktivität, daß deren Klirrstrom nach Betrag und Phase die wirksame Spulenklirrspannung verkleinert.
2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung der erforderlichen Phase des Klirrstroms der Hilfsinduktivität (L) eine entsprechend bemessene Impedanz (1') parallel geschaltet ist.
3. Anordnung nach Anspruch i und 2 für Schaltungen mit hohem Innenwiderstand der Stromquelle und niedrigem Belastungswiderstand, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsinduktivität auf der Verbraucherseite in Reihe zur Spule bzw. zum Übertrager geschaltet ist.
4. Anordnung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Kettenschaltung mehrerer Übertrager die Verminderung des Klirrens durch eine einzige, gemeinsame Hilfsinduktivität bewirkt wird.
5. Anordnung nach Anspruch i und 2, gekennzeichnet durch ihre Anwendung als Teil des Widerstandes im Gegenkopplungsweg von gegengekoppelten Verstärkern.