DE975431C

DE975431C - Magnetvariometer, insbesondere fuer Hochfrequenzzwecke

Info

Publication number: DE975431C
Application number: DES16239D
Authority: DE
Inventors: Josef Brackmann; Adolf Dr Weis
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1939-08-02
Filing date: 1939-08-02
Publication date: 1961-11-23

Description

Magnetvariometer, insbesondere für Hochfrequenzzwecke Die Erfindung bezieht sich auf ein Magnetvariometer, insbesondere für Hochfrequenzzwecke, dessen Induktivitätswert mittels einer regelbaren Gleichstromvormagnetisierung geändert wird. Eine solche Anordnung wird ihren grundsätzlichen Aufbau nach, wie er an sich bekannt ist, durch die Fig. i der Zeichnung veranschaulicht. i bezeichnet den Erregersystemkern. a ist die auf ihm angeordnete Wicklung, welche mit regelbarem Gleichstrom gespeist wird. 3 bezeichnet den zwischen den Polen des Erregerkernes angeordneten Eisenkern, vorzugsweise aus Massekernwerkstoff, mit der in ihrer Induktivität zu regelnden Wicklung q.. Es sind Magnetvariometer bekannt, bei denen der geschlossene Kern der Wechselstromspule mit seinen nicht bewickelten Stirnseiten an den Polschuhen eines von einem regelbaren Gleichstrom erregten Magnetsystems mit hochpermeablem Kern anliegt und der Kern der Wechselstromspule ein von dem Kern des Magnetsystems abweichendes ferromagnetisches Verhalten aufweist und das Material des Erregerkerns eine höhere Sättigungsinduktion besitzt als das Material des Kernes der Wechselstromwicklung. Bei diesen bekannten Ausführungen ging das Streben dahin, den Kern, der die Wechselstromwicklung trägt, aus einem ferromagnetischen Werkstoff herzustellen, von dem eine geringe Permeabilität gefordert wurde. Wenn zwar mit solchen Ausführungen eine Verminderung der aufgewendeten Erregerleistung erzielt wird, so erforderten diese Systeme einen relativgroßen Raumbedarf.
Dem Erfindungsgegenstand liegt die Erkenntnis zugrunde, daß bei Magnetvariometern der vorher angegebenen Art neben einer weiteren Verringerung der Erregerleistung auch eine des Raumbedarfs dadurch erreicht wird, daß das Kernmaterial der Wechselstromwicklung eine Sättigungsinduktion von weniger als 16 ooo Gauß hat.
Die Erfindung geht hierbei von folgenden Überlegungen aus. Es mögen bezeichnen ß" die Anfangspermeabilität des Werkstoffes des magnetisierbaren Kernes der Wechselstromwicklung, y, die reversible Permeabilität des Werkstoffes bei der jeweiligen Induktion B, welche das den Spulenkern beeinflussende magnetische Gleichfeld in ihm erzeugt, und B" die Sättigungsinduktion des Kernes. Das VerhältnisH,:,ua läßt sich dann als Funktion von B : B" darstellen. Dem Wert B : B" = o entspricht an der Kurve der graphisch dargestellten Funktion gemäß Fig. 2 der Wert ßr:ßa = i, dem Wert B: B, = i der Wert,ur:ßa = 1:ßa. Pr:,ua = i bestimmt den erreichbaren höchsten Induktivitätswert der Wechselstromwicklung, i: ß" den geringsten Induktivitätswert.
Wird gemäß der Erfindung für den magnetisierbaren Kern der Wechselstromwicklung ein Werkstoff geringer Sättigungsinduktion gewählt, so gelingt es, den Induktivitätsregelbereich bereits durch eine verhältnismäßig geringe magnetische Gleichfeldinduktion voll auszusteuern. Das bedeutet aber den Aufwand einer nur geringen Magnetisierungsleistung am Erregersystem, also eine kleinere elektrische -Gleichstromquelle oder geringeren Magnetisierungsstrom oder eine einfache Erregerwicklung oder schließlich eine geringere Erwärmung des Erregersystems.
Als Werkstoff geringen Sättigungswertes für den Kern der Wechselstromwicklung kommt z. B. ein solcher aus einer Eisen-Nickel-Legierung in Betracht. Vorteilhaft kann diese Legierung noch. einen Zusatz von Kupfer enthalten. Solche ferromagnetischenWerkstoffe sind an sich bekannt.
So ist es auch z. B. bekannt, als Werkstoff für den Eisenbandkern einer durch Gleichstromvormagnetisierung veränderlichen Hochfrequenzspule, auf dem sowohl die Hochfrequenzwicklung als auch die Magnetfeldwicklung - und zwar übereinander - aufgebracht sind, also einer von der Erfindung sich grundsätzlich unterscheidenden Art eines Magnetvariometers, eine Nickel-Eisen-Legierung zu verwenden, die bekanntermaßen eine Sättigungsinduktion unter 16 ooo Gauß haben kann.
Als Werkstoffe für den Erregerkern werden solche mit einer Sättigungsinduktion von 2o ooo Gauß oder mehr und möglichst hoher Permeabilität verwendet, z. B. aus Carbonyleisen gewonnenes reines Eisen oder ein Werkstoff mit Eisen und Nickel im anteiligen Legierungsverhältnis von 50:5o und einer besonderen Walztextur.
So gelang es gemäß der Erfindung, die erforderliche Magnetisierungsleistung einer Wicklungsanordnung der bezeichneten Art für eine Änderung der Induktivität zwischen L,nax = 0,997 mH und Lmin = o,igg mH, also im Verhältnis 5:1, auf 1,2 Watt herabzusetzen gegenüber einer vorher an dem System erforderlichen Magnetisierungsleistung von g Watt für eine Änderung der Induktivität zwischen Lm", = i,og mH und Lmin, = 0,33 mH bzw. im Verhältnis von rund 3 : i.
Durch die Anwendung der Erfindung wird also ein großer Aussteuerbereich der in ihrer Induktivität zu verändernden Wicklung bei geringer aufzuwendender Magnetisierungsleistung am Erregersystem erreicht.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Magnetvariometer mit einem mit der Wechselstromwicklung versehenen magnetisierbaren Kern, der mit seinen nicht bewickelten Stirnseiten an den Polschuhen eines von einem regelbaren Gleichstrom erregten magnetisierbaren Kernes, des Erregerkernes, anliegt, wobei der Kern der Wechselstromwicklung ein vom Erregerkern abweichendes ferromagnetisches Verhalten aufweist und das Material des Erregerkernes eine höhere Sättigungsinduktion besitzt als das Material des Kernes der Wechselstromwicklung, insbesondere für Hochfrequenz zwecke, dadurch gekennzeichnet, daß das Kernmaterial der Wechselstromwicklung eine Sättigungsinduktion von weniger als 16 ooo Gauß hat.
2. Magnetvariometer. nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet; daß - der Kern, auf welchem die Wechselstromwicklung aufgebracht ist, aus einer Eisen-Nickel-Legierung besteht.
3. Magnetvariometer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eisen-Nickel-Legierung einen Zusatz von Kupfer enthält. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 370 960, 438 735. 577 357, 587 72o, 60i 83i, 6i6 6ig, 6ig 749, 624 291, 659 138; schweizerische Patentschrift Nr. 188 554; britische Patentschrift Nr. 442 673; Zeitschrift »Funk«, 7/i935 S.193, 198; 8/i936 S. 225 bis 230; 14/i936, S. 429 bis 432; Zeitschrift »ENT«, 12/1938, S. 369 bis 378; Zeitschrift »TFT«, 7/1g39, S. 267 bis 271; »Elektrotechnische Zeitschrift«, 34/1937 S. 937; Messkin-Kussmann, »Die ferromagnetischen Legierungemc, 1932, S. 126; Zeitschrift »Wireless World« vom 24. 2. 1938, S. 16o bis 162; Zeitschrift »Proceedings of the Institute of Radio Engineers«, 4/1g38, S. 433 bis 441; Zeitschrift »Physica«, 1936, S. 482.