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Blechkerndrossel mit zusätzlicher Kurzschlußwicklung In der Übertragungstechnik
werden häufig hohe Anforderungen an die Symmetrie zweiadriger Verbindungsleitungen
gestellt. Die Bedingung der Symmetrie fordert, daß in beiden Adern der gleiche Scheinwiderstand,
also gleich nach Betrag und Phase, eingeschaltet ist.
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Bei bekannten Anordnungen in Fernsprechanlagen wird einseitige Belastung
dadurch verhindert, daß ein Ä-Relais an der einen Ader durch ein B-Relais an der
anderen Ader symmetriert wird. In manchen Fällen wird zum selben Zweck nur ein Relais
verwendet, dessen Wicklung dann entsprechend unterteilt ist.
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Es gibt jedoch auch Fälle; bei denen sich eine Symmetrierung nicht
auf diese Weise erreichen läßt, z. B. wenn an der einen Sprechader ein Relais und
an der anderen Sprechader eine Drossel mit Blechkern liegen soll. Während bei der
Drossel in dem für die Sprechübertragung interessierenden Frequenzbereich die Induktivität
und der Eisenverlustwiderstand praktisch konstant sind, verändern sich beim Relais
diese Größen sehr stark mit der Frequenz. Der Eisenverlustwiderstand des Relais
nimmt mit der Frequenz sehr rasch zu, wogegen die Induktivität abnimmt. Von einer
Gleichheit der Scheinwiderstände kann also nicht mehr gesprochen werden.
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Der Grund für dieses ungleiche Verhalten ist darin zu suchen, daß
die Eisengrenzfrequenz für das Relais mit massivem Kern unterhalb der Betriebsfrequenzen
liegt.
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Gleichheit der Scheinwiderstände läßt sich für eine Frequenz durch
Parallelschatten eines ohmschen Widerstandes zur Drosselwicklung ermöglichen, doch
wären
die beiden Scheinwiderstände dann nur in einem relativ schmalen Frequenzband einander
annähernd angeglichen. Um eine Verbindungsleitung zu symmetrieren, würde diese Maßnahme
nicht ausreichen.
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Die Erfindung befaßt sich mit dem Problem, in Fernmeldeanlagen mit
zweidrähtigen Verbindungsleitungen, bei denen an der einen Ader ein Relais und an
der anderen Ader eine Drossel angeschaltet ist, auf einfache Weise eine Symmetrierung
der Verbindungsleitung zu erreichen. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht,
daß auf die Drossel eine kurzgeschlossene Wicklung aufgebracht ist, deren Lage und
damit auch die dabei auftretende Streuung derart gewählt ist, daß durch die Streuung
im Zusammenwirken mit dem geeignet gewählten Widerstand der Wicklung der frequenzabhängige
Verlauf des Scheinwiderstandes der Drossel an den des Relais angeglichen und eine
Symmetrierung der Verbindungsleitung erreicht wird. Durch diese Anordnung sind die
Scheinwiderstände von Drossel und Relais nicht nur in einem schmalen Frequenzband,
sondern in dem gesamten z. B. für die Sprechübertragung interessierenden Frequenzbereich
einander angeglichen.
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Die Wirkungsweise der Erfindung sei im folgenden an Hand der Zeichnungen
kurz erläutert.
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Fig. i zeigt das Ersatzschaltbild einer verlustbehafteten Drossel;
Fig. 2 stellt eine Drossel mit Kurzschlußwicklung dar; Fig. 3 ist das Ersatzschaltbild
zur in Fig. 2 dargestellten Drossel;
Hierin ist
ein frequenzabhängiger ohmscher Zusatzleitwert, der mit der Frequenz kleiner wird.
Der ohmsche Gesamtwiderstand aus Rp und Rpz verhält sich dann ähnlich wie der ohmsche
Widerstand eines Relais, wie er in Fig. 5 dargestellt ist.
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Wenn RRZ > co LRz gemacht wird;. so bedingt der induktive Zusatzleitwert
eine Änderung der Gesamtinduktivität. Dadurch wird diese mit steigender Frequenz
geringer und verläuft ähnlich wie die Induktivität des Relais nach Fig. 5.
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Die zusätzlichen Größen- sind vom Übersetzungsverhältnis
, 'dem Streugrad a und dem ohmschen Widerstand-RK der Kurzschlußwicklungabhängig.
Fig. q. entspricht wieder Fig. 3, wobei hier die Zusatzwiderstände als Parallelwiderstände
angenommen sind; Fig.5 zeigt den Verlauf von Induktivität und Eisenverlustwiderstand
einer Drossel und eines Relais; Fig.6 stellt den Verlauf des Scheinwiderstandes
eines Relais und einer mit Kurzschlußwicklung versehenen Drossel dar.
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Das in Fig. i dargestellte Ersatzschaltbild der verlustbehafteten
Drossel enthält die Größen R,,. = Kupferwiderstand der Drosselwicklung, Rp = Eisenverlustwiderstand
(Wirbelstrom-, Hysteresis- und Nachwirkungswiderstand), LP = Querinduktivität.
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Wird jetzt die Drossel mit einer Kurzschlußwicklung, von einigen Windungen
versehen, so erhält man einen Übertrager nach Fig.2, wobei ü das Übersetzungsverhältnis
und Ra den ohmschen Widerstand der Kurzschlußwicklung bedeutet. Für diesen Übertrager
gilt- nun das in Fig. 3 dargestellte Ersatzschaltbild. Durch die Kurzschlußwicklung
entsteht ein komplexer Zusatzwiderstand = R Rz -E- ja) LRz. Die als
zusätzliche Reihenwiderstände angegebenen Größen sind: RRZ = ü2 - Ra und
LRZ = ü2 # ß - LP. Durch Umrechnung des. komplexen Reihenwiderstandes
in eine Parallelschaltung ergibt sich der komplexe Zusatzleitwert nach Fig. q. Es
läßt sich also -durch zweckmäßige Wahl von Windungszahl und Drahtstärke bzw. durch
Einfügen eines veränderlichen Widerstandes in die Kurzschlußwicklung sowie durch
die Streuung, d. h. die Lage der Kurzschlußwicklung_ auf dem Wickelkörper, der Scheinwiderstandsverlauf
der Drossel derart ändern, daß er in weiten Grenzen dem Scheinwiderstand eines gewöhnlichen
Relais angeglichen ist. Dieser Verlauf ist für ein Beispiel in Fig.6 dargestellt.
Die ausgezogene Kurve stellt den Scheinwiderstand RR eines Relais und die gestrichelte
Kurve stellt den Scheinwiderstand -2D,, einer mit Kurzschlußwicklung versehenen
Drossel dar.