DE949892C

DE949892C - Anordnung zur AEnderung der Induktivitaet einer mit einem ferromagnetischen Kern versehenen Spule

Info

Publication number: DE949892C
Application number: DES10504D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dr Martin Kersten; Dipl-Ing Dr Adolf Weis
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1942-10-27
Filing date: 1942-10-27
Publication date: 1956-09-27

Description

Anordnung zur Änderung der Induktivität einer mit einem ferromagnetischen Kern versehenen Spule Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Änderung der Induktivität einer mit einem ferromagnetischen Kern versehenem Spule durch Überlagerung eines veränderbaren Magnetfeldes und eines magnetischen Gleichfeldes über das Spulenfeld, insbesondere für die Frequenzmod.ulation von Sendern.
Verwendet man beispielsweise zur Frequernzmodulation von: Sendern eine Anordnung, bei der die In.duktivi.tät einer mit einem ferromagnetischen Kern versehenen. Spule durch ein dem Spulenfeld überlagertes veränderbares Magnetfeld. in vorgegebenen Grenzen. geregelt werden kaum, so ist neben dem Magnetfeld, das die Modulation, bewirkt, ein zweites, und zwar ein magnetisches Gleichfeld notwendig, mit dem der Arbeitspunkt auf der Kennlinie L = 9p festgelegt ist.
Hierzu ist folgender Vorschlag bekanntgeworden. Der Kern der Spule mit der Induktivität L wird in einem Luftspalt eines besonderen Erregerkernes eingefügt. Dieser Erregerkern trägt die beiden Wicklungen, nämlich die Mod:uflationswicklung und die Gleichfeldwicklun:g. Die Leistung zur Erzeugung eines Gleichfeldes spielt aber nur dann eine untergeordnete Rolle, wenn man den: Erregerkern aIs massiven Eisenkern oder gegebenenfalls auch noch als Blechkern ausbilden kann. Handelt es sich jedoch um sehr hohe Frequenzen, z. B. um Modulationsfrequenzen in der Größenordnung bis i MHz, so muß man auch für den Erregerkern den sogenannten Massekernstoff vorsehen, um die Modulationsleistung genügend klein zu halten. Bei Verwendung eines. Massekernes für das Erregersystem steigt jedoch die notwendige Erregerleistung für das Gleichfeld erheblich an. So wurde bei Verwendung eines sehr hochpermeablen Massekernstoffes ein Anstieg auf das Zehnfache der Erregerleistung ermittelt.
Ferner ist ein magnetischer Modulator bekanntgeworden, bei dem ein dreischenkliger Kern im Luftspalt eines so- angeordnet ist, daß sich der Hauptfluß dieses Dauermagneten über den die Modulationswicklung tragenden Schenkel schließt, während. die in. der Induktivität zu verändernde Spule auf den beiden Seitenschenkeln angebracht ist. Bei diesem magnetischen Modu-1'ator ;sind also die M.odulationswicklun:g und die in der Induktivität zu verändernde Spulenwicklung auf dem gleichen, aus einheitlichem Kernmaterial bestehenden, dreischenkligen Kern angeordnet. Diese bekannte Anordnung arbeitet als magnetischer Verstärker. Die auf dem mittleren Schenkel angebrachte Modulationswicklung hat die Aufgabe, das magnetische Gleichfeld in starkem Maße zu verändern und ist deshalb mit diesem magnetischen Gleichfeld durch Anordnung im Hauptfluß des Lauermagneten unmittelbar gekoppelt. Ein Magnetvariometer, wie es beispielsweise für die Frequenzmodul.ation von Sendern benötigt wird, läßt sich aber nach diesem Vorbild nicht erstellen., denn bei der Verwendung hochpermeabler Kernwerkstoffe würde sich durch den starken magnetischen Gleichfluß über die Modulationswicklung nur ein sehr geringer Wirkungsgrad ergeben.
Es wird daher eine Anordnung zur Änderung -der Induktivität einer mit einem ferromagnetischen Kern versehenen Spule durch Überlagerung eines nicht mit Hilfe dieser Spule erzeugten veränderbaren Magnetfeldes und eines magnetischen Gleichfeldes über das Spulenfeld vorgeschlagen, wobei für die beiden überlagerten Felder :getrennte Erregersysteme mit getrennten Erregerkernen vorgesehen sind und bei der gemäß der Erfindung die Erregersysteme so angeordnet sind, daß für den. Gleichfluß der magnetische Widerstand über den in seiner Permeabilität zu steuernden HF-Spu.lenkern wesentlich geringer ist als der magnetische Widerstand über das Wechselfeldsystem. Für den Erregerkern. des Wechselfeldes kann ein Massekern verwendet werden, während der Erregerkern des Gleichfeldes ein massiver Kern ist. Zur Gleichfelderregung kann dabei vorzugsweise ein Dauermagnet benutzt werden, um von Ko-nstanthalteeinrichtungen freizukommen, die andernfalls erforderlich sind:, um den Magnetisierungsstrom konstant zu halten, da es ja auf große Konstanz des Gleichfeldes ankommt.
Die Anordnung gemäß der Erfindung ist von Wichtigkeit, insbesondere zur Frequenzmodulation von Sendern, zur selbsttätigen Scharfeinstellung von Empfängern, zur selbsttätigen Bandbreitenregelung von: Bandfiltern usw., aliso bei allen Ein, richturigen, bei denen die Induktivität einer mit einem ferromagnetischen Kern versehenen Spule durch ein dem Spulenfeld überlagertes Magnetfeld in vorhandenen Grenzen geregelt wird:.
Gleichfelderre.gersys.teme und Wechselfelderregersysteme können nebeneinander, also in Parallelschaltung, angeordnet werden. Ein Ausführungsbeispiel hierfür ist in der Figur dargestellt. Bei dieser Anordnung ist die Modulationswicklung auf einem Erregerkern EK aus Massekerns.toff aufgebracht und für das, Gleichfeld ein Dauermagnet DM vorgesehen. Die Regelspannung bzw. die Modulationsspannung wird an die Magnetisierungswicklung MW mit hoher Windungszahl angelegt. Um mit .der geringsten Regelleistung auszukommen, kann man den Arbeitspunkt dabei in den steilsten Teil der Kurve regem. Der Arbeitspunkt ist insbesondere auch so zu wählen, d@aß für gleiches Regelfeld in beiden M-agnetisierungsrichtungen gleiche Induktivitätsänderungen auftreten. Bei der Anwendung der Anordnung für Regelzwecke, z. B. zur selbsttätigen Scharfeinstellung von Rundfunkempfängern, kann d.ie gesamte Induktivität der Schwingkreise odier auch nur eine Teilinduktivität durch das Regelfeld beeinflußt werden. Bei Verwendung nur eines Teiles der Induktivität zur Regelung ergeben sich günstigere Verhältnisse, da die Güte der gesamten Ind'uktivität im Kreis etwas besser ausfällt als bei Anordnungen, welche die gesamte Schwingkreisinduktivität steuern. Für kleine Steuerleistung würde sich nämlich andernfalls ein enger Spulenaufbau im System ergeben, der die Güte herabsetzen kann.
Es ist darauf zu achten, daß sich das Gleichfeld nicht über das Wechselfel:dsystem schließt. Der massive Erregerkern. des Gleichfeld ies verhindert von sich aus bereits das Eindringen des Wechselfeldes infolge Feldverdrängung. Es kann jedoch vorteilhaft sein, noch einen besonderen elektromagnetischen Schirm zwischen den beiden: Magnetsystemen anzubringen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zur Änderung der Induktivität einer mit einem ferromagnetischen Kern versehenen Spule durch Überlagerung eines nicht mit Hilfe dieser Spule erzeugten. veränderbaren Magnetfeldes und eines magnetischen Gleichfeldes über das Spulenfeld, wobei für die beiden überlagerten Felder getrennte Erregungssysteme mit getrennten Erregerkernen vorgesehen sind, insbesondere für die Frequenzmodulation von Sendern, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregersysteme so angeordnet sind, daß für den Gleichfluß der magnetische Widerstand über den in; seiner Permeabilität zu steuernden HF-Spulenkern wesentlich. geringer ist als der magnetische Widerstand über das Wechselfeldsystem.
2. Anordnung nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß für den Erregerkern des Wechselfeldes ein Massekern und. für dem Erregerkern des Gleichfeldes ein massiver Kern verwendet ist.
3. Abänderung der Anordnung nach Anspruch, 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Gleichfelderregung ein Dauermagnet benutzt ist. q..
Anordnung nach. einem der vorhergehen-,den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Erregersystemen ein elektromagnetischer Schirm angeordnet ist.
5. Anordnung nach einem der vorhergehen den Ansprüche, gekennzeichnet durch eine solche Dimensionierung, d'aß für gleiches Regelfeld in beiden; Magnetisierungsrichtungen ,gleiche Induktivitätsänderungen -auftreten.' In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 37$ 793, 659 I3&; schweizerische Patentschrift Nr. 203 786; USA.-Patentschriften Nr. 1739 579, I 78'8 152, 2 218 711; »Funk«, 193,6, Heft 8, S. 226; 1936, Heft 1q., S.430.