Regelbare Induktivität. Als eine in vielen Stufen regelbare In duktivität hat man bisher meist eine mit einer hohen Windungszahl und entsprechend vielen Anzapfungen versehene Drosselspule verwendet. Je nach Wahl der Anzapfungen erhielt man so verschiedene Werte der Induk- tivität. Nun kommt aber oft der Fall vor, dass die Spannung, an welche die Induktivi- tät angeschlossen werden soll, festliegt, so dass sich bei kleinem Wert der Induktivität ein sehr starkes, bei hohem Wert ein sehr schwaches Feld im Eisenkern der Drossel spule ergeben würde.
Liegt die gegebene Spannung an wenig Windungen einer solchen Drosselspule, dann ist die Spannung zwischen den Aussenklemmen um so viel grösser als die gegebene Spannung, als das Verhältnis der Gesamtwindungszahl zur jeweils ange schlossenen Windungszahl beträgt. Da dieses Verhältnis im allgemeinen aber viel grösser als 1 ist, tritt an den Klemmen derartiger Drosselspulen unter Umständen eine ausser- ordentlich hohe Spannung auf, für welche Wicklung und Schalter zu isolieren wären. Ein weiterer Nachteil der vielfach angezapf ten Drosselspule sind die vielen Anzapfungen selbst, die die Drosselspule und die zugehörige Schalteinrichtung sehr verteuern.
Diese Nachteile lassen sich vermeiden, wenn man die Induktivität aus zwei in eigen artiger Weise angezapften Drosselspulen zu sammensetzt, und es ist Gegenstand der Erfindung eine regelbare Induktivität, welche aus zwei Drosselspulen besteht, deren Wick lungen durch je eine Anzapfung in zwei un gleiche Teile zerlegt sind, wobei die Wick lungen und die Wicklungsteile sowohl einzeln als auch in Reihen- oder Parallelschaltung zur Einstellung der Gesamtinduktivität ver wendet werden können. Obwohl die beiden Drosselspulen je nur eine einzige Anzapfung erhalten, ist doch eine grosse Zahl von Kom binationen, also von Regelstufen möglich.
Bezeichnet man zum Beispiel die Windungs- zahl der ungleichen Teile der einen Drossel spule mit a und<I>b,</I> die der andern mit c und<I>d,</I> dann ergeben sich unter andern folgende Möglichkeiten
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1. <SEP> a <SEP> allein
<tb> 2. <SEP> b <SEP> ,.
<tb> 3. <SEP> c
<tb> <I>4. <SEP> d <SEP> "</I>
<tb> <I>5. <SEP> rr <SEP> -+- <SEP> b</I> <SEP> in <SEP> Serie
<tb> <I>V <SEP> . <SEP> CL <SEP> 4 <SEP> G <SEP> ,, <SEP> "</I>
<tb> <I>7. <SEP> a <SEP> -+- <SEP> d <SEP> " <SEP> ,,</I>
<tb> B. <SEP> b <SEP> -f- <SEP> c <SEP> ., <SEP> ,.,
<tb> 9. <SEP> b <SEP> -@ <SEP> d <SEP> " <SEP> "
<tb> 10. <SEP> <I>c <SEP> -+- <SEP> d <SEP> " <SEP> ,</I>
<tb> 11. <SEP> a <SEP> -f <SEP> - <SEP> b <SEP> - <SEP> @-- <SEP> c <SEP> in <SEP> Serie
<tb> <B><I>12. <SEP> a</I></B><I> <SEP> --+- <SEP> <B>b <SEP> +d <SEP> , ,</B></I>
<tb> 13.
<SEP> <I>b <SEP> -i-- <SEP> c <SEP> -r <SEP> d <SEP> "</I>
<tb> 14. <SEP> <I>a <SEP> -+- <SEP> b <SEP> -+- <SEP> c <SEP> -+-- <SEP> cl <SEP> " <SEP> "</I>
<tb> 15. <SEP> u <SEP> und <SEP> c <SEP> in <SEP> Parallelschaltung
<tb> 16. <SEP> <I>a</I> <SEP> und <SEP> <I>d <SEP> "</I>
<tb> 17.b <SEP> und <SEP> c <SEP> "
<tb> 18. <SEP> b <SEP> und <SEP> d <SEP> "
<tb> 19. <SEP> a <SEP> und <SEP> <I>(c+d)</I>
<tb> 20. <SEP> <I>(a-+- <SEP> b)</I> <SEP> und <SEP> (c+d) <SEP> " <SEP> " Durch geeignete Wahl der Werte von a, <I>b, c</I> und<I>d</I> lässt sich also eine ausserordent lich hohe Zahl von Regelstufen der Induk- tivität erreichen. In vielen Fällen kommt man aber mit weniger Stufen aus, und dabei lässt sich ein weiterer Vorteil erreichen.
Man kann in diesem Falle nämlich die beiden Drosselspulen gleich bauen, so _dass sowohl die Gesamtwindungszahl als auch das Windungsverhältnis der durch die Anzapfun- gen geschaffenen ungleichen Teile bei beiden Drosselspulen gleich gross ist.
Bezeichnet man nunmehr die Windungs- zahl der ungleichen Teile mit ai und bi beziehungsweise a2 und b2 (wobei ai = a2, bi = b2 ist), dann ergeben sich vor allem folgende 12 Kombinationsmöglichkeiten:
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1. <SEP> ai <SEP> . <SEP> allein
<tb> <I>2. <SEP> bi <SEP> "</I>
<tb> <I>3. <SEP> ai <SEP> -+- <SEP> a2</I> <SEP> in <SEP> Serie
<tb> 4. <SEP> ai <SEP> + <SEP> bi <SEP> "
<tb> <I>5. <SEP> bi <SEP> -+- <SEP> b2 <SEP> " <SEP> "</I>
<tb> <I>6. <SEP> ai <SEP> -+- <SEP> bi <SEP> -+- <SEP> a2</I>
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<I>7. <SEP> ai <SEP> + <SEP> bi <SEP> + <SEP> b2</I> <SEP> in <SEP> Serie
<tb> <I>8. <SEP> ai <SEP> + <SEP> a2 <SEP> -}-- <SEP> bi <SEP> -r <SEP> b2 <SEP> " <SEP> "</I>
<tb> 9. <SEP> ai <SEP> und <SEP> aa <SEP> parallel
<tb> 10. <SEP> bi <SEP> und <SEP> b2
<tb> 11. <SEP> ai <SEP> und <SEP> b2
<tb> 12. <SEP> <I>(ai+bi <SEP> )</I> <SEP> und <SEP> <I>(a2 <SEP> + <SEP> b2)</I> Eine sehr gute Abstufung erhält man, wenn man das Windungsverhältnis von <I>a : b =</I> 0,75 :
1 macht, so dass die Summe von a + <I>b</I> dem Wert 1,75 entsprechen würde (für b = 1).
Trotz dieser vielen Einstellungsmöglich keiten besitzt jede der zwei Drosselspulen nur 3 Klemmen. Diese Klemmen wird man vorteilhaft mit einer solchen Zahl von Schalt einrichtungen (Schaltern, Umschaltern, Trenn messern, Kontrollern oder dergleichen) ver binden, dass der Übergang von einer Kom bination auf die andere durch Betätigung der Schalteinrichtung ohne jeglichen Kurz schluss einer Spule oder eines Spulenteils erfolgen kann. Um bei der erwähnten gleichen Ausführung der beiden Drosselspulen die ge nannten 12 Kombinationen zu erhalten, sind zum Beispiel sechs einpolige Trennschalter erforderlich, wie es aus der Figur, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt, ersichtlich ist.
In dieser Figur ist mit E die Spannung bezeichnet, an welche die regelbare Induktivität angeschlossen sein soll. P, Q und <B>B</B> sind Sammelschienen. Die Spannung E liegt zwischen P und Q. Die Spulenteile der Drosselspule<B>A</B> sind mit ai und bi, die der Drosselspule<I>B</I> mit a2 und b2 bezeichnet.
Ferner bedeutet ri, <I>12; 111,</I> 1I2, <I>IM,</I> 11121 IV" <I>IV ,</I> Vi, V2, V11, VI2 sechs einpolige Trennumschalter.
Mit dieser Einrichtung lassen sich nun ohne weiteres die 12 Kom binationen durch entsprechende Betätigung der Trennmesser beziehungsweise Trennum schalter herbeiführen, Es wäre natürlich möglich, die einzelnen Schalter in Abhängig keit voneinander zu bringen, so dass sie sich gegenseitig derart arretieren, dass nur dann ein Schalter eingelegt werden kann, wenn ein anderer geöffnet ist, damit Kurzschluss der Spulen beziehungsweise Spulenteile ver mieden wird. Im Bedarfsfalle kann dann aber auch die Betätigung der Schalterselbst tätig in Abhängigkeit von den elektrischen Grössen der Anlage, also z. B. von Strom, Spannung, Kapazität, ohmscher oder induk tiver Widerstand und so fort, erfolgen.
Wird die regelbare Induktivität mit einer verän derbaren Kapazität kombiniert, zum Beispiel um bezüglich einer bestimmten Frequenz ein irgendwie gewünschtes Verhältnis zwischen Induktanz und gapazitanz zu schaffen, dann lässt sich die Induktivität derart einstellen, beziehungsweise regeln, dass jedem neuen Kapazitätswert ein entsprechender Induktivi- tätswert zugeordnet wird, derart, dass das gewünschte Verhältnis gewahrt bleibt.
Der Vorteil der beschriebenen Einrichtung gegenüber der bisherigen Bauart erhellt auch ausfolgender Überlegung: Die kleinste Induk- tivität bei der durch die Figur erläuterten Ausführung ergibt sich bei der Parallel schaltung von a1 und a2.
Da die Induktivi- tät dem Quadrat der Windungszahl propor tional ist, kann man, wenn m L1 die Induktivität der Wicklung a1 cu L: <I>"</I><B>l</B> l# a:.> und a1 == a@ == a i.st, schreiben cu L1 <I>=</I><B>4</B><I>:
</I> # rr1- <I>-</I> 7e # a2 co L2 <I>= k</I> # (1z2 <I>-</I> l@ <I>.</I> a2 Resultierend
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Die grösste Induktivität ergibt sich dagegen aus der Reihenschaltung von a1 + <B><I>bi</I></B> -f- a2 -E- b2,
und da a1 -r- b1 <I>=</I> a2 + bs <I>=</I> a+ b und co <I>L</I> die Induktivität von a+b ist, so ist m Lmax. = 2 m <I>L = k 2</I> (a -1---b)2, demnach unter Berücksichtigung der ange nommenen Zahlenwerte a =<B>0,75</B> b = 1 a+b = 1,
75
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Um also die Induktivität im Verhältnis 1 : 21,7 in etwa 12 Stufen zu regeln, erhält jede der beiden gleich ausgeführten Drosselsplulen nur eine Anzapfung und gegenüber der kleinsten verwendeten Windungszahl (0,75) eine Ge- samtwindungazahl (1,75), die dem 2,34fachen der kleinsten Windungszahl entspricht.
Bei der bisherigen Ausführung würde die Drossel spule 12 Anzapfungen erhalten, und das Verhältnis der Gesamtwindungszahl zur klein sten verwendeten, wäre gleich
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Das Verhältnis der maximal auftretenden Spannung gegen Erde, unter Voraussetzung, dass bei Einstellung auf kleinste Induktivität der erste Anzapfpunkt geerdet ist, ist dem gemäss bei der bisherigen Ausführung mit nur 1 Spule = (4,65-1) E = 3,65 E, bei der beschriebenen neuen Ausführung mit 2 Spulen = (2,34-1) E = 1,34 E. Nur für diese Spannung ist somit die Isolation der Wick lung, der Schalter usw. zu bemessen.
Also sowohl die einfachere Ausführung der Drossel spulen, als auch die geringere Beanspruchung der Isolation stellen grosse Vorteile des Er findungsgegenstandes dar.