DE952726C

DE952726C - Magnetisch gekoppelte Spulen kleiner Streuinduktivitaet

Info

Publication number: DE952726C
Application number: DES28019A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Gebler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1952-04-08
Filing date: 1952-04-08
Publication date: 1956-11-22

Description

Magnetisch. gekoppelte Spulen kleiner Streuinduktivität Die Brauchbarkeit eines Übertragers hängt häufig von der Größe seiner Streuung ab; so strebt man beispielsweise bei Breitbandübertragungen möglichst kleine Streuung, d. h. möglichst feste Kopplung zwischen Primär- und Sekundärwicklung an. Die beiden Anteile, aus denen sich die Streuung zusammensetzt, sind die sogenannte »magnetische« und »induktive« Streuung. Unter der ersten Art, auf die die Erfindung keinen Einfluß hat, ist die »Streuung der magnetischen Feldlinien«, d. h. die Abweichung eines Teiles der Feldlinien, des sogenannten Streuflusses, von dem durch Einbau von Stoffen hoher Permeabilität in gewisse Bahnen gelenkten Hauptanteil der Feldlinien, dem sogenannten Nutzfluß, und unter der zweiten Art die Streuung der »induktiven Verkettung« bei magnetischer Kopplung zwischen zwei Spulen verstanden. Die induktive Streuung rührt daher, daß magnetische Feldlinien existieren, die entweder nur mit den Windungen der ersten oder nur mit den Windungen der zweiten Spule verkettet sind, also an dem den beiden Spulen gemeinsamen magnetischen Fluß keinen Anteil haben.
Die Erfindung befaßt sich mit der Herstellung magnetisch gekoppelter Spulen kleiner Streuinduktivität. Hierbei ist es bereits bekannt, bei Spulen, die ein Windungsverhältnis von i : i besitzen, den Leiterquerschnitt einer Spule als Hohlleiter auszubilden, der den Windungsdraht einer anderen Spule koaxial umschließt. Es ist außerdem bekannt, bei einer Spule, die mehr als. eine Wicklung und ein Übersetzungsverhältnis von i : i besitzt, z. B. bei einer Spule mit drei Wicklungen, die eine Wicklung als Hohlleiter auszubilden, die den Wicklungsdraht der beiden anderen Wicklungen zylindrisch umschließt. Bei Übertragern mit einem von i : i abweichenden, den Wert i4 aufweisenden Übersetzungsverhältnis ist es fernerhin bekannt, die Wicklung mit der höheren Windungszahl aus ungefähr ü Einzelleitern herzustellen, die in möglichst enger Kopplung mit dem oder den Einzelleitern der anderen Wicklung, d. h. mit diesen verseilt oder diese konzentrisch umgehend, gemeinsam aufgewickelt und danach in solcher Anzahl durch feste Verbindungen in Reihe geschaltet sind, daß sich die gewünschte Gesamtwindungszahl ergibt.
Die Erfindung sieht nun gegenüber dem Bekannten vor, magnetisch gekoppelte Spulen kleiner Streuinduktivität dadurch zu erzielen, daß bei einem von i : i abweichenden Spulenverhältnis die die geringere Windungszahl besitzende Spule und ein definierter Anteil von Windungen wenigstens einer anderen Spule als Hohlleiter ausgebildet sind, wobei sich die Hohlleiter und diese wiederum den Rest der Windungen wenigstens einer anderen Spule koaxial oder zylindrisch umschließen.
Bei Vorhandensein von mehr als zwei Spulen ist vorzugsweise vorgesehen, jede weitere Spule als Hohlleiter auszubilden, wobei sich die Hohlleiter und diese wiederum den Wicklungsdraht koaxial oder zylindrisch umschließen. Ebenso ist es möglich, bei Vorhandensein von mehr als zwei Spulen jede weitere Spule aus einfachem Wicklungsdraht herzustellen, wobei die Hohlleiter die Wicklungsdrähte zylindrisch umschließen.
Durch die magnetisch gekoppelten Spulen gemäß der Erfindung wird gegenüber dem Bekannten eine weitere Verringerung der Streuinduktivität oder bei gleichbleibender Streuinduktivität eine Vergrößerung des möglichen Übersetzungsverhältnisses erreicht. Bei einem Spulenwindungsverhältnis, bei dem die Windungen der einen Spule ein ganzzahliges Vielfaches der Windungen einer anderen Spule sind, besteht bei der Ausführung gemäß der Erfindung auch noch die Möglichkeit einer symmetrischen Erdung des einen Leiters oder allgemeiner die Möglichkeit eines Überganges zu symmetrischen Verhältnissen. Durch die gemäß der Erfindung vorgenommene Ausbildung der Wicklungen, die bei einem von i : i abweichenden Windungsverhältnis in entsprechender Form hintereinandergeschaltet werden, wird eine stärkere Verkettung des magnetischen Kraftflusses erzielt als wenn, wie in .den bekannten. Anordnungen, mehrere Windungen der die höhere Windungszahl besitzenden Wicklung gleichzeitig mit einer oder mehreren Windungen der anderen Wicklung gewickelt werden. Durch die stärkere Verkettung des magnetischen Kraftflusses wird gleichzeitig die Streuinduktivität herabgesetzt.
Weiterhin ergeben sich durch die Ausbildung gemäß der Erfindung genau definierte Teilverhältnisse, eine Eigenschaft, die beispielsweise bei Symmetrierungsaufgaben von Vorteil sein kann. Durch entsprechende Ausbildung der Wicklungen und geeignete Zusammenschaltung der Windungen lassen sich hiermit Übergänge von unsymmetrischen auf symmetrische Leitungsführungen ermöglichen und umgekehrt.
Wie sich durch einen Rechnungsgang beweisen läßt, entstehen durch die Ausbildung der magnetisch gekoppelten Spulen gemäß der Erfindung keine durch die gegenseitige Umhüllung der Leiter verschiedener Wicklungen hervorgerufene, störend große Wicklungskapazitäten; die Wicklungskapazitäten sind relativ klein. Somit weist die Erfindung auch bezüglich der Wicklungskapazitäten einen Vorteil gegenüber den bekannten Anordnungen auf.
Die Erfindung wird an Hand eines in den Fig. i und 2 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Die Anordnung nach Fig. i zeigt den Spulenkern K mit nur einer symbolisch angedeuteten Windung W zweier magnetisch gekoppelter Spulen, die ein Spulenwindungsverhältnis von 1::2 besitzen. Hierbei sind der Leiterquerschnitt der ersten und die Hälfte der Windungen der zweiten Spule als Hohlleiter ausgebildet, derart, daß sich die Hohlleiter und diese wiederum die Hälfte der Windungen der zweiten Spule koaxial umschließen. c, d sind Anschlußklemmen der ersten Spule und a, b diejenigen der zweiten. Die andere Windungshälfte der zweiten Spule ist als Draht ausgebildet.
Fig. 2 stellt den Querschnitt einer Windung der in Fig. i dargestellten Anordnung dar, wobei I die Isolation, H1 und H2 die Hohlleiter und D der Wicklungsdraht der zweiten Spule bedeuten.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Magnetisch gekoppelte Spulen kleiner Streuinduktivität, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem von i : i abweichenden Spulenverhältnis die die geringere Windungszahl besitzende Spule und ein definierter Anteil von Windungen wenigstens einer anderen Spule als Hohlleiter ausgebildet sind, wobei sich die Hohlleiter und diese wiederum den Rest der Windungen wenigstens einer anderen Spule koaxial oder zylindrisch umschließen.
2. Magnetisch gekoppelte Spulen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorhandensein von mehr als zwei Spulen jede weitere Spule als Hohlleiter ausgebildet ist, wobei sich die Hohlleiter und diese wiederum den Wicklungsdraht koaxial oder zylindrisch umschließen.
3. Magnetisch gekoppelte Spulen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorhandensein von mehr als zwei Spulen jede weitere Spule aus einfachem Wicklungsdraht besteht, wobei die Hohlleiter die Wicklungsdrähte zylindrisch umschließen. In.Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 724 131; französische Patentschriften Nr. 61g gii, 847899-