In einer Schaltung vorgesehenes, induktives Schaltelement mit siliziumhaltigem Eisenkern. Für die Nachrichtentechnik sowohl wie für die Messtechnik haben Übertrager und Selbstinduktionsspulen mit Eisenkern, die von kleinsten bis zu .den in Betracht kom menden grössten Strombelastungen gleiche Permeabilitätswerte besitzen, grosse Bedeu tung.
Es ist bekannt, dass Spulen- und Über tragerkerne aus niedrig remanenten Nickel- Eisenlegierungen diese Eigenschaften in weitgehendem Masse aufweisen. Sie er lauben den Aufbau von Drosselspulen, die einen stromamplitudenunabhängigen kon stanten Selbstinduktionswert innerhalb eines grossen Belastungsbereiches besitzen, und den Zusammenbau von Übertragern, die eine un- verzerrte Wandlung von beliebig frequenten Wechselströmen innerhalb eines entsprechen den Leistungsbereiches ermöglichen.
Die Fig. 1 zeigt die magnetische Eigen schaft einer Nickel-Eisenlegierung, darge- stellt durch den Verlauf der Permeabilität ic in Abhängigkeit von der Feldstärke H.
Nickelfreie Eisenlegierungen, insbeson dere Silizium-Eisenlegierungen, aus denen im allgemeinen Dynamobleche bestehen, be sitzen wohl eine niedrige Remanenz und einen günstigen elektrischen Leitwiderstand, je doch fehlt ihnen die gleichbleibende Permea- bilität von kleinsten Feldstärken bis zu einem obern in Betracht kommenden Grenz wert. Im Bereich kleiner Feldstärken näm lich wächst die Permeabilität mit der zu nehmenden Feldstärke, um dann erst von einem bestimmten untern Grenzwert bis zu einem obern Grenzwert der Feldstärke kon stant zu bleiben.
Der Sachverhalt geht aus Fig. 2 hervor, in der eine Silizium-Eisen- legierung in ihrer magnetischen. Eigenschaft durch den Verlauf ,der Permeabilität ,u in Abhängigkeit von der Feldstärke H darge stellt ist.
Erfindungsgemäss wird vorgeschlagen, den geradlinigen, belastungsunabhängigen Permeabilitätsverlauf dadurch für ein in einer Schaltung vorgesehenes, belastungs unabhängiges induktives Schaltelement, z. B. Drosselspule oder Übertrager, auszunutzen, dass der siliziumhaltige Eisenkern eine Vor magnetisierung erhält, die -den magnetischen Arbeitspunkt in den Feldstärkebereich ver legt, indem der Kern gleichbleibende arbeits- belastungsunabhä.ngige Permeabilitätswerte besitzt.
Wird die Vormagnetisierung so ge wählt, dass der magnetische Arbeitspunkt in die arithmetische Mitte M zwischen, dem un tern und obern Feldstärkengrenzwert des geradlinigen Verlaufes der Perme4bilität fällt, so ist,der grösste belastungsunabhängige Arbeitsbereich des Kernes erzielt. In Fig. \? ist dieser Bereich durch Schraffur gekenn zeichnet.
Ein mit dieser Vormagnetisierung versehener Kern hat für elektromagnetische Arbeitsbelastungen die gleichen elektrischen Eigenschaften wie ein entsprechender Nickel- Eisenkern.
Die Vormagnetisierung kann durch eine elektromagnetische oder permanentmagne tische Verspannung oder beide zusammen er folgen. Im ersten Fall kann eine Sonder wicklung, durch die über eine Drossel oder einen Widerstand ein Gleichstrom geleitet wird, auf dem Kern angebracht sein, oder dem Arbeitsstrom, der durch die Selbst induktionsspule bezw. durch die Primär- oder Sekundärwicklung eines Ühertragers fliesst, kann ein entsprechender, die Vor- ma.gnetisierung bewirkender Gleichstrom überlagert werden.
Es liegt nahe, in Ver- stärkerschaltungen z. B. .den Anodendurch- schnittstrom sinngemäss als Vormagnetisie- rungsstrom zu verwerten. Der Vormagneti- sierungsstrom kann konstant sein:, beispiels- weise um den magnetischen Arbeitspunkt in die arithmetische Mitte des Feldstärken bereiches mit konstanter Permeabilität zu verlegen.
Die elektrische Vormagnetisierung kann aber auch regelbar oder automatisch gesteuert angeordnet werden, beispielsweise um die Verlegung des magnetischen Arbeits punktes nur so -weit in den belastungsunab- hängigen Feldstärkenbereich hineinzuverle- gen, wie es die Grösse der Arbeitsstrom- amplituden jeweils erfordert, sinngemäss vergleichbar etwa mit dem Stromsparprinzip der sogenannten B-Schaltung bei Verstärker endstufen.
Die permanentmagnetische Verspannung wird durch eine sinngemässe Einwirkung des Feldes eines Dauermagneten auf den Kern herbeigeführt. Bei geschlossenen Eisenkernen können die niedrig remanenten Kernbestand teile mit permanentmagnetischen Bestand teilen, etwa Lamellen, durchsetzt sein, so dass die gewünschte Vormagnetisierung des Kernes gegeben ist.
In gewissen Fällen ist es vorteilhaft. .die notwendige Verspannung des Kernes teils durch permanentmagnetische, teils durch elektromagnetische Verspannung zu erzielen; so z. B. dann, wenn das Schaltelement für die Einschaltung in den Anodenkreis einer Röhre bestimmt ist, und dabei die durch ,den Anodenstrom allein erfolgte elektromagne tische Verspannung zu gering ist.
Inductive switching element with a silicon-containing iron core provided in a circuit. For communications engineering as well as for measurement technology, transformers and self-induction coils with iron cores, which have the same permeability values from the smallest to the largest current loads in question, are of great importance.
It is known that coil and transfer cores made of low-remanent nickel-iron alloys have these properties to a large extent. They allow the construction of inductors which have a constant self-induction value independent of the current amplitude within a large load range, and the assembly of transformers which enable undistorted conversion of any frequency alternating currents within a corresponding power range.
1 shows the magnetic property of a nickel-iron alloy, represented by the course of the permeability ic as a function of the field strength H.
Nickel-free iron alloys, in particular silicon-iron alloys, of which dynamo sheets generally consist, have a low remanence and a favorable electrical conductivity, but they lack the constant permeability from the smallest field strengths up to an upper limit value. In the range of small field strengths namely, the permeability increases with the field strength to be increased, only to then remain constant from a certain lower limit value to an upper limit value of the field strength.
The facts emerge from FIG. 2, in which a silicon-iron alloy in its magnetic. Property by the course, the permeability, u as a function of the field strength H is Darge.
According to the invention it is proposed that the straight, load-independent permeability curve for a provided in a circuit, load-independent inductive switching element, z. B. choke coil or transformer, to take advantage of the fact that the silicon-containing iron core receives a pre-magnetization, which-shifts the magnetic operating point in the field strength range, in that the core has constant workload-independent permeability values.
If the pre-magnetization is chosen so that the magnetic working point falls in the arithmetic center M between the lower and upper field strength limit value of the straight-line course of the permeability, then the largest load-independent working range of the core is achieved. In Fig. \? this area is marked by hatching.
A core provided with this premagnetization has the same electrical properties for electromagnetic workloads as a corresponding nickel-iron core.
The premagnetization can be followed by an electromagnetic or permanent magnetic bracing or both together. In the first case, a special winding through which a direct current is passed through a choke or a resistor can be attached to the core, or the working current that BEZW through the self induction coil. flows through the primary or secondary winding of a transformer, a corresponding direct current causing the pre-magnetization can be superimposed.
It is obvious, in amplifier circuits z. B. to utilize the anode average current as a pre-magnetization current. The premagnetization current can be constant: for example, to move the magnetic operating point to the arithmetic center of the field strength range with constant permeability.
The electrical premagnetization can, however, also be arranged in an adjustable or automatically controlled manner, for example in order to move the magnetic working point only as far into the load-independent field strength range as the size of the working current amplitudes requires, analogously comparable to the power saving principle of the so-called B-circuit in amplifier output stages
The permanent magnetic tension is brought about by an analogous action of the field of a permanent magnet on the core. In the case of closed iron cores, the low remanent core constituents can share parts with permanent magnetic constituents, such as lamellas, so that the desired premagnetization of the core is given.
In certain cases it is beneficial. .to achieve the necessary tensioning of the core partly through permanent magnetic, partly through electromagnetic tension; so z. B. when the switching element is intended to be switched into the anode circuit of a tube, while the electromagnetic tension made by the anode current alone is too low.