Anordnung zur Abführung unerwünschter Hochfrequenzströme von einem elektrischen Leiter, insbesondere für Entstörungszwecke. Die vorliegende Erfindung bezieht, sich auf eine Anordnung zur Abführung uner wünschter Hochfrequenzströme von einem elektrischen Leiter, insbesondere für Ent- störungszwecke, und bezweckt,
dass die uner- wünschten Hochfrequenzströme möglichst vollständig von einem elektrischen Leiter ab geführt werden.
Gemäss der Erfindung wird dies dadurch erreicht, @dass in Richtuugg des elektrischen Leiters mindestens zwei, vorzugsweise gleich grosse, wickelförmige elektrische Kondensa toren im Abstand voneinander konzentrisch um den Leiter angeordnet sind,
wobei das zwischen. den Kondensatoren liegende Leiter stück induktiv ausgebildet ist und jeder Wickelkondensator über seinen Stirnseiten hervorstehende, für jede Polarität unterein ander kurzgeschlossene Belegungen besitzt,
wobei von jedem Wickelkondensator die einen untereinander kurzgeschlossenen Belegungen mit dem elektrischen Leiter und die andern mit dem die Anordnung umgebenden Gehäuse unmittelbar elektrisch leitend verbunden sind.
Es ist besonders vorteilhaft, die beson dere induktive Ausbildung,des zwischen den Wickelkondensatoren befindlichen Leiter- stückes dadurch zu erreichen, dass dieses Lei- terstück von Masseeisen oder aufeinander ge schichteten Blechen etwa in Form eines Rin ges umgeben wird,
wobei dieser Ring eine möglichst grosse Permeabilität bei Hochfre quenz besitzt. Zur Herabsetzung der durch den stromdurchflossenen Leiter hervorgeru fenen Vormagnetisierung ist es zweckmässig, den Ring mit einem radial verlaufenden Luft spalt zu versehen, der zum Beispiel so be messen ist, dass,
die von dem Feld des Netz- stromes - im Ring hervorgerufene Induktion über den gesamten Querschnitt praktisch kon- staut ist.
Die Anordnung kann einen Flansch aufweisen, mittels welchem sie an einer ent sprechenden Unterlage, zum Beispiel einem den Störer umgebenden Gehäuse befestigt werden kann, wobei der Flansch so ausgebil det sein kann, dass er mindestens zwei kon- zentris,ch liegende kreisförmige Stege hat,
über die er mit .der Befestigungsunterlage elektrisch leitend in Verbindung steht. Der das zwischen den Wickelkondensatoren be- findlilehe Leiterstück umgebende Ring aus Eisen wird zweckmässig ebenso breit gehal ten wie jeder der beiden Kondensatoren.
Um zu vermeiden, dass die abzuleitenden Hoeh- f requenzströme durch diesen Ring von dem einen Kondensator zum andern Kondensator fliessen, ist es empfehlenswert, zwischen dem elektrischen Leiter und dem Ring aus Eisen Isoliermaterial in Form einer Isolierstoff röhre vorzusehen.
Statt des Ringes aus Eisen kann -die mag netische Belastung auch dadurch erfolgen, dass der elektrische Leiter über seiner .gan zen Länge innerhalb der Anordnung mit einem Mantel aus ferromagnetischem Material umgeben ist. Die magnetisch wirksamen Mas sen sind hierbei möglichst dicht an
den elek- trischen Leiter herangebracht, wodurch eine besondere ,günstige Wirkung hinsichtlich Raumbedarf und Werkstoffersparung erzielt wird.
Inder Zeichnung sind zwei Ausführungs- beispiele des darge stellt.
Die Fig.1 zeigt eine übliche bekannte Art eines Entstörungskondensators.
Die Fig. 2 zeigt das elektrische Bildeiner Anordnung ;gemäss -der vorliegenden Erfin dung.
Die Fig. 3 zeigt den Querschnitt einer konstruktiven Ausbildung der Anordnung nach dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Die Fig. 4 zeigt eine Einzelheit -der Fig. 3. Die Fig: 5 zeigt eine weitere konstruktive Ausbildung einer Anordnung nach dem zwei ten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Die Fig. 6 zeigt ein. Schambild. In der Fig. 1 ist die übliche bekannte Art eines Entstörungskondensators 1 in ,seiner Anseha.ltung an zwei Störfrequenzen füh rende Leitungen 2 und 3 gezeigt.
Der Kon densator 1 führt Störspannungen ab, insbe sondere soweit diese eine Frequenz unterhalb der Resonanzfrequenz des Kondensators 1 besitzen. Oberhalb der Eigenresonanz steigt nämlich der Scheinwiderstand wieder an. Die Resonanzfrequenz des Kondensators 1 wird durch seine Kapazität und seine Eigeninduk- tivität bestimmt, wobei letztere sich aus der eigentlichen Wickelinduktivität und der In duktivität der Zuleitungen 4 und 5 zusam mensetzt.
Man verfuhr bisher so, dass man die Induktivität der Zuführungsleitungen 4 und 5 möglichst klein hielt, jedoch lässt ,sich die, Kondensatorinduktivität nicht beliebig klein halten. Gemäss der Fig. 2 ist nunmehr bei der Anordnung nach der Erfindung die Entstö rungskapazität in zwei Wickelkondensatoren 6 und 7 aufgeteilt.
Die zu entstörende Lei- tung 8, welche zum Beispiel von einem Pol 9 des Netzes zu einem Pol 10 des Störschwin- gungen erzeugenden Apparates führt, ent hält nun innerhalb der Entstörungsanordnung neben den beiden in. Abstand voneinander konzentrisch angeordneten Wickelkondensa toren 6 und 7 eine Induktivität 11, deren Grösse vorteilhaft so bemessen wird,
dass sie eine oder wenige Grössenordnungen grösser ist als die Eigeninduktivität der Wickelkonden satoren 6 und 7, welche mit ihrer einen Be legung an das die Anordnung umgebende Gehäuse sind.
Der Kernwiderstand der Entstörungs,an- ordnung ist gegeben durch das Verhältnis: der am Ende der Anordnung zwischen dem Durchführungsleiter und dem Gehäuse auf tretenden Störspannung zu dem in die An ordnung am Anfang einfliessenden Störstrom.
Es ist ein leichtes, bei einer Anordnung gemäss,der vorliegenden Erfindung einen be sonders kleinen Kernwiderstand bei hohen Frequenzen erhalten zu können, woraus zu ersehen ist, dass die Entstörungswirkung der , Anordnung bei hohen Frequenzen 'besonders gut ist.
In der in Fig. 3 gezeigtem. Ausf ühTungs- form der Anordnung gemäss der Erfindung ist mit 12 der zum Beispiel vom Netz zum Störer führende elektrische Leiter bezeichnet. In Richtung des Leiters 12 sind zwei,
vor- zugsweise gleich gross, wickelförmige elek trische Kondensatoren 13 und 14 vorgesehen, welche im Abstand voneinander konzentrisch um den Leiter 12 angeordnet sind.
Das zwi schen den: Kondensatoren liegende Leiter stück 15 ist besonders induktiv ausgebildet. Diese besondere induktive Ausbildung des zwischen den Wickelkondensatoren 13 und 14 befindlichen Leiterstückesi 15 wird :da- dadurch erreicht, -dass :
dieses Leiterstück von einem Ring 16 aus Masseeisen oder aus auf einander bsichichteten Blechen umgeben wird, wobei dieser Ringeine möglichst ,grosse Permeabilität bei Hochfrequenz besitzt.
Jeder Wickelko:ndens,ator 13, 14 ist so aufgebaut, dass sich an seinen Stirnseiten her vorstehende Belegungen ergeben, wie es. sche matisch in der Fig. ss dargestellt ist.
Die Stirnseiten jeder Polarität sind unterein- ander kurzgeschlossen. Die links aus dem Wickelkondensator 13 hervorstehenden, un tereinander kurzgeschlassemen Belegungen: 17 sind mit :denn elektrischen Leiter 12 verbun den, desgleichen die rechts aus dem Wickel kondensator 14 hervorstehenden, untereinan der kurzgeschlassemen Belegungen 18.
Die rechts aus dem Wickelkondensator 13 hervor stehenden, untereinander kurzgeschlossenen Belegungen 19 sind mit dem -die Anordnung umgebenden Gehäuse 20 und die links aus dem Wickelkondensator 14 hervorstehenden, untereinander kurzgeschlossenen Belegungen 21 ebenfalls mit dem Gehäuse 20 unmittel- bar elektrisch leitend verbunden.
Die Anordnung wird zweckmässig mittels eines Flansches 22 an einer Unterhage, zum Beispiel an einem den Störer umgebenden Gehäuse 23 bde:atigt. Der Flansch ist hierbei so ausgebildet, dass er mindestens zwei kon zentrisch liegende, kreisförmige Stege, 24 und 25 aufweist, über welche er mit der Befesti- gungsunterlage 2,3 :
elektrisch leitend inVerbin- dung ,steht. Ergibt es sich: :nämlich, d:ass zwi schen :dem elektrischen Leiter 12 und -dem Gehäuse 20 eine Störspannung auftritt, :so wird diese auf ihrem Wege zur Befestigungs- unterlage 23 entsprechend der Anzahl der Stege unterteilt, wodurch eine weitere Ver besserung :
der Entstörungseigenschaftder An- oDdnung hervorgerufen wird.
Um zu vermeiden, dass die abzuleitenden Hochfrequenzströ:me durch :den Ring 16 aus Massekern oder aufeinande:
rgeschichteten Blechen von dem Wickelkondensator 13 zu .denn Wickelkondensator 14 fliessen können, ist es empfehlenswert, zwischen dem elektrischen Leiter 12 und dem Ring 16 aus- Eisen Isolier material, vorzugsweise in Form einer Isolier- stoffröhTe 26 vorzusehen.
Eine besonders günstige Wirkung der Anordnung hat sich ergeben, wenn :der dass zwisühen den Wickelkondensatoren 13 und 14 befindliche Leiterstück 15 umgebende Ring 16 aus Eisen ebenso breit gehalten wird, wie jeder :der beiden etwa gleich grossen Konden satoren.
In der Fig. 4 ist eine Teilansicht der Aus- führungs#form :der Fig. 3 p@erspaktivisüh dar gestellt.
Es ist,das zwischen den Wickelko:n- Jensatoren 13 und 14 befindliche, besonders induktiv ausgebildete Leiterstück 13 @darge- stellt, welches von, einem aus zusammenge- sehichteten Blechen bestehenden Ring 16 um geben wird.
Zur Herabsetzung der :durch :den stromdurchflossenen Leiter hervorgerufenen Vormagnetisierung ist der Blechkern 16 mit einem radial verlaufenden Luftspalt 27 ver sehen.
Dieser Luftspalt 27 kann so bemessen sein, :dass die von dem Feld des Netzstro:meis im Bleehkern 16 hevorgerufene Induktion über :den gesamten Querschnitt praktisch kon stant ist. Zu diesem Zweck isst der Luftspalt 27 am;
Rande des BlechkeQUs 16 schmaler als in der Mitte des Blechkerns 16. Dieser etwas konische Verlauf des Luftspaltes 27 isst aus der Fig. 4 zu erkennen.
Die Fg. 5 zeigt das zweite Ausführungsh beispiel der Anordnung gemäss :der Erfin dung, bei welcher mit 28 und 29 die beiden Wickelkondensatoren bezeichnet sind, die den elektrischen Leiter 30 konzentrisch umgeben. Das zwischen den Wickelkondensatoren 28 und, 29 befindliche Leiterstück 31 ist beson ders induktiv dadurch ausgebildet,
dass der elektrische Leiter über seiner ganzen Länge innerhalb der Anordnung mit einem Mantel 32 aus ferromagnetischem Material umgeben ist. Das Gehäuse der Anordnung gemäss Fig. 5 ist mit 33 bezeichnet.
Mit 34 und 35 sind die elektrischen Anschlüsse zwischen den Wickelkondensatoren 28 und 29 und dem Leiter 30 bezeichnet. 36 und 37 stellen die elektrisehen Anschlüsse zwischen den Wik- kelkondenGatoren 28 und 29 und dem Ge häuse 3-3 dar.
Fig. 6 zeigt ein Schaubild, bei welchem der Kernwiderstand eines Ausführungsbei- spiels der Anordnung gemäss der vorliegenden Erfindung und der Kernwiderstand eines normalen Durchführungskondensators darge- stellt ist. Auf -der Ordinate ist im logarith- mischem Massstab der Kernwiderstand Rk ge messen in Ohm dargestellt.
Auf der Abszisse ist die Frequenz f gemessen in 3Zegahe@rtz aufgetragen. Die gestrichelt gezeichnete Kurve stellt,den Kernwiderstand in Abhän gigkeit -der Frequenz für einen normalen Durchführungskondensator von einem Mikro farad dar.
Die ausgezeichnete Kurve stellt den Verlauf ,des Kernwiderstandes des Aus- führungsbeispiels der Anordnung .gemäss der Erfindung ar, wobei zwei Wickelkondensa- toren von. je 0,36 Mikrofarad verwendet wur den und sich. zwischen den Kondensatoren, ein Leiterstück befand, welches mit einem Ring aus Mas Seeisen umgeben war.
Wie ohne wei teres zu erkennen isst, wird der Kernwider stand beim Ausführungsbeispiel der Anord nung gemäss, der Erfindung mit steigender Frequenz immer kleiner nud nimmt schliess lich Werte an, die praktisch als Null be zeichnet werden können.
Arrangement for discharging undesired high-frequency currents from an electrical conductor, in particular for interference suppression purposes. The present invention relates to an arrangement for discharging undesired high-frequency currents from an electrical conductor, in particular for interference suppression purposes, and
that the undesired high-frequency currents are diverted as completely as possible from an electrical conductor.
According to the invention, this is achieved in that in the direction of the electrical conductor at least two, preferably equally large, coil-shaped electrical capacitors are arranged concentrically around the conductor at a distance from one another,
where that between. The conductors lying on the capacitors are designed to be inductive and each wound capacitor has assignments that protrude beyond its end faces and are short-circuited for each polarity,
of each wound capacitor, one of the short-circuited assignments with the electrical conductor and the other with the housing surrounding the arrangement are directly connected in an electrically conductive manner.
It is particularly advantageous to achieve the special inductive design of the conductor piece located between the wound capacitors in that this conductor piece is surrounded by ground iron or laminated metal sheets, for example in the form of a ring,
this ring has the greatest possible permeability at high frequency. To reduce the premagnetization caused by the current-carrying conductor, it is advisable to provide the ring with a radially extending air gap, which is, for example, dimensioned so that:
the induction caused by the field of the mains current in the ring is practically built up over the entire cross-section.
The arrangement can have a flange, by means of which it can be attached to a corresponding base, for example a housing surrounding the interferer, wherein the flange can be designed such that it has at least two concentric, circular webs,
via which it is in an electrically conductive connection with the mounting base. The iron ring surrounding the conductor section between the wound capacitors is expediently kept as wide as each of the two capacitors.
In order to avoid the high frequency currents to be diverted from flowing through this ring from one capacitor to the other, it is advisable to provide insulating material in the form of an insulating tube between the electrical conductor and the iron ring.
Instead of the ring made of iron, the magnetic load can also take place in that the electrical conductor is surrounded over its entire length within the arrangement with a jacket made of ferromagnetic material. The magnetically effective masses are here as close as possible
the electrical conductor brought up, which has a special, favorable effect in terms of space requirements and material savings.
In the drawing, two exemplary embodiments are shown.
FIG. 1 shows a conventionally known type of interference suppression capacitor.
Fig. 2 shows the electrical picture of an arrangement according to the present invention.
Fig. 3 shows the cross section of a structural design of the arrangement according to the first embodiment of the invention.
FIG. 4 shows a detail of FIG. 3. FIG. 5 shows a further structural design of an arrangement according to the second embodiment of the invention.
Fig. 6 shows a. Pubic image. In Fig. 1, the usual known type of interference suppression capacitor 1 is shown in its Anseha.ltung lines 2 and 3 leading to two interference frequencies.
The Kon capacitor 1 discharges interference voltages, in particular special insofar as they have a frequency below the resonance frequency of the capacitor 1. The impedance increases again above the natural resonance. The resonance frequency of the capacitor 1 is determined by its capacitance and its self-inductance, the latter being composed of the actual winding inductance and the inductivity of the leads 4 and 5.
The previous approach was to keep the inductance of the supply lines 4 and 5 as small as possible, but the capacitor inductance cannot be kept as small as desired. According to FIG. 2, the interference capacitance is now divided into two wound capacitors 6 and 7 in the arrangement according to the invention.
The line 8 to be suppressed, which leads, for example, from a pole 9 of the network to a pole 10 of the apparatus generating parasitic oscillations, now contains one within the suppression arrangement in addition to the two wound capacitors 6 and 7 arranged concentrically at a distance from one another Inductance 11, the size of which is advantageously dimensioned so
that it is one or a few orders of magnitude larger than the self-inductance of the winding capacitors 6 and 7, which are with their one Be laying on the housing surrounding the arrangement.
The core resistance of the interference suppression arrangement is given by the ratio: the interference voltage occurring at the end of the arrangement between the lead-through conductor and the housing to the interference current flowing into the arrangement at the beginning.
With an arrangement according to the present invention, it is easy to be able to obtain a particularly small core resistance at high frequencies, from which it can be seen that the interference suppression effect of the "arrangement at high frequencies" is particularly good.
In the one shown in FIG. Embodiment of the arrangement according to the invention is denoted by 12, for example, the electrical conductor leading from the network to the interferer. Towards the conductor 12 are two
Preferably the same size, winding-shaped electrical capacitors 13 and 14 are provided, which are arranged concentrically around the conductor 12 at a distance from one another.
The between tween the: capacitors lying conductor piece 15 is designed to be particularly inductive. This particular inductive design of the conductor piece 15 located between the wound capacitors 13 and 14 is achieved in that:
this conductor piece is surrounded by a ring 16 made of solid iron or of sheet metal laminated on top of one another, this ring having the greatest possible permeability at high frequency.
Each winding coil: ndens, ator 13, 14 is constructed in such a way that protruding assignments arise on its end faces, like it. Schematic is shown in Fig. SS.
The end faces of each polarity are short-circuited to one another. The short-circuited assignments: 17 protruding from the winding capacitor 13 on the left are connected to: the electrical conductor 12, as are the short-circuited assignments 18 that protrude to the right from the winding capacitor 14.
The short-circuited coverings 19 protruding from the wound capacitor 13 on the right are connected to the housing 20 surrounding the arrangement and the short-circuited coverings 21 protruding from the wound capacitor 14 on the left are also directly connected to the housing 20 in an electrically conductive manner.
The arrangement is expediently connected by means of a flange 22 on an underlay, for example on a housing 23 surrounding the interferer. The flange is designed in such a way that it has at least two concentrically lying, circular webs 24 and 25, via which it is connected to the fastening base 2, 3:
electrically conductive connection. If the result is: namely, that an interference voltage occurs between the electrical conductor 12 and the housing 20, then this is subdivided on its way to the fastening base 23 according to the number of webs, thereby further improving :
the interference suppression property of the anodization is caused.
In order to avoid that the high-frequency currents to be diverted through: the ring 16 made of ground core or on top of each other:
Layered metal sheets from the wound capacitor 13 to the wound capacitor 14 can flow, it is advisable to provide insulating material, preferably in the form of an insulating tube 26, between the electrical conductor 12 and the ring 16 made of iron.
A particularly favorable effect of the arrangement has resulted when: the ring 16 made of iron surrounding the conductor piece 15 located between the wound capacitors 13 and 14 is kept as wide as each: the two capacitors of approximately the same size.
FIG. 4 shows a partial view of the embodiment: of FIG. 3 p @ erspaktivisüh.
The particularly inductive conductor section 13 @ located between the winding coils 13 and 14 is shown, which is surrounded by a ring 16 made of laminated sheets.
To reduce the: caused by: the current-carrying conductor premagnetization, the sheet metal core 16 is seen with a radially extending air gap 27 ver.
This air gap 27 can be dimensioned in such a way that: the induction called up by the field of the mains current in the bleeh core 16 is practically constant over the entire cross section. For this purpose, the air gap 27 eats on;
The edge of the sheet metal core 16 is narrower than in the middle of the sheet metal core 16. This somewhat conical shape of the air gap 27 can be seen in FIG.
FIG. 5 shows the second exemplary embodiment of the arrangement according to: the invention, in which the two wound capacitors, which surround the electrical conductor 30 concentrically, are denoted by 28 and 29. The conductor piece 31 located between the wound capacitors 28 and 29 is particularly inductive in that it
that the electrical conductor is surrounded over its entire length within the arrangement with a jacket 32 made of ferromagnetic material. The housing of the arrangement according to FIG. 5 is designated by 33.
The electrical connections between the wound capacitors 28 and 29 and the conductor 30 are designated by 34 and 35. 36 and 37 represent the electrical connections between the winding capacitors 28 and 29 and the housing 3-3.
6 shows a diagram in which the core resistance of an exemplary embodiment of the arrangement according to the present invention and the core resistance of a normal feed-through capacitor are shown. The core resistance Rk measured in ohms is shown on the ordinate on a logarithmic scale.
The frequency f measured in 3Zegahe @ rtz is plotted on the abscissa. The dashed curve shows the core resistance as a function of the frequency for a normal feed-through capacitor of one micro farad.
The marked curve represents the course of the core resistance of the embodiment of the arrangement .according to the invention ar, with two wound capacitors from. 0.36 microfarads each were used and themselves. between the capacitors, a piece of conductor was located, which was surrounded by a ring of Mas Seeisen.
As can be seen without further ado, the core resistance in the exemplary embodiment of the arrangement according to the invention becomes smaller and smaller with increasing frequency and finally assumes values which can practically be described as zero.