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Streufeldarme Drossel für hohe Stromstärken Die Erfindung betrifft Drosseln für hohe Stromstärken, insbesondere von mehr als 100 A, die sich durch eine besondere Streufeldarmut auszeichnen.
Es ist bereits bekannt, die Streufeld'armut bei Drosseln dadurch zu verbessern, dass man dieselben in Ringkernform ausbildet. Es ist auch schon vorgeschlagen worden, die magnetischen Streufelder solcher Ringkerndrossela durch einen besonders kompensierenden Aufbau, unter Umständen mit Teilabschirmungen und dergleichen, zu verkleinern.
In jedem Fall ist es jedoch bei diesen Drosseln notwendig, die Spulenwicklung und den Kern sehr gleichmässig und symmetrisch auszuführen. Für nied- rige Stromstärken lässt sich diese Forderung gut erfüllen, weil die Spulendrähte dünn sind und sich der Kernoberfläche anschmiegen. Bei dicken Wickeldrähten, wie sie für höhere Stromstärken, z. B. 100 A oder mehr, notwendig sind, ist dagegen die Formbarkeit schlecht. Die notwendige Gleichmässigkeit im Wicklungsaufbau lässt sich daher äusserst schwer erreichen.
Das Verhältnis Nutzvolumen zu totem Raum ist bei grossen streufeldarm aufgebauten Ring kerndrosseln besonders ungünstig. Die Drosseln, haben ausserdem einen beachtlich grossen Raumbedarf.
Es ist bekannt, dass sich die Induktivität von Leitungen erhöhen lässt, wenn der Leiter mit einem magnetisierbaren Material umhüllt wird. Eine solche Ausbildung besteht in der technischen Umkehr der Ringkerndrosseln und durch Ausnützung der magnetisch belasteten Leitung. Praktisch ausgenützt hat man dieses jedoch nur bei hohen Frequenzen, z. B. mehreren MHz, wenn die mit tragbaren Leiterlängen erreichbaren Induktivitäten nur niedrig sind, jedoch in dem betrachteten Frequenzbereich, z. B.
UKW, bereits ausreichend hohe Scheinwiderstände ergeben. Diese magnetisch belasteten Leitungen haben ein verhältnismässig grosses äusseres Streufeld. Aufgabe der Erfindung ist es, diesen Schwierigkeiten aus dem Wege zu gehen und durch einen einfachen Aufbau eine möglichst hohe Induktivität zu erreichen und die Streufeldstärke von Drosseln hoher Stromstärke bedeutend zu vermindern. Solche Drosseln sollen sich insbesondere gut für die Verwendung in amagnetischen Funk-Entstörgeräten eignen.
Die Erfindung bei einer streufeldarmen Drossel für hohe Stromstärken, insbesondere über 100 A, die aus mehreren mit magnetisierbarem Werkstoff um mantelten Strom'leherelementen zusammengesetzt ist, besteht darin, dass die Drossel eine gerade Anzahl von derartigen Stromleiterelementen enthält, die derart in Form eines Spaltes über- und nebeneinander angeordnet .sind, dass sich ihre magnetischen Streufelder ausserhalb der Anordnung nahezu aufheben,
wobei die Stromrichtung benachbarter Stromleiterelemente innerhalb einer aus vier Stromleiterelemen- ten zusammengesetzten Gruppe jeweils entgegengesetzt verläuft.
Die magnetischen Momente der einzelnen Elemente heben sich nach der Erfindung in ihrer Gesamtheit ausserhalb der Drossel weitgehend auf. Es ist vorteilhaft, den gegenseitigen Abstand der Strom- leiterelemente und die Eigenkapazität der Anordnung möglichst gering zu halten. Die Entstörwirkung ist dann verhältnismässig breitbandig und reicht vom Langwellen- bis zum UKW-Bereich.
Im einzelnen ist die erfindungsgemässe Drossel zweckmässig aus geometrisch gleichartigen Stromleiterelementen folgenden Prinzips aufgebaut: Auf ein stromführendes Leiterstück sind Ringkerne oder ein langer Zylinderkern aus magnetischem Werkstoff, z. B. Karbonyleisen, Ferrit oder dergleichen, geschoben. Diese Teile bilden ein Stromleiterelement.
Durch die Serienschaltung mehrerer der-
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artiger Stromleiterelemente lässt sich eine hohe konzentrische Induktivität herstellen, weil die Induktivi- tät des Leiters jeweils entsprechend der Ringkern permeabilität der magnetischen Kerne heraufgesetzt wird. Diese Drossel ist im Prinzip eine Ringkern- drossel mit nur einer Windung.
Derartige Stromleiterelemente können übereinander und nebeneinander angeordnet werden. Eine gute Streufeldarmut ausserhalb der Drosselanordnung wird dann erreicht, wenn die Drossel aus vier, acht oder einer grösseren durch vier teilbaren Anzahl von Stromleiterelementen besteht. Die elektrische Verbindung der Stromleiterbolzen bzw. -stäbe wird zweckmässig derart vorgenommen, dass die benachbarten Stromleiterelemente innerhalb einer Vierergruppe entgegengesetzte Stromrichtung haben.
Beim Aufbau der erfindungsgemässen Drosseln unterscheidet man Drosseln für eine und für mehrere zu entstörende Leitungen.
Drosseln, die als selbständige Bauelemente für die Schaltung einer Leitung verwendet werden, können nach der oben angegebenen Anordnung, also in einer durch vier teilbaren Anzahl von Stromleiterelementen stapelförmig angeordnet und mit in benachbarten Stromleiterelementen jeweils entgegengesetzt verlaufender Stromrichtung aufgebaut werden.
Bei Mehrfachdrosseln unterscheidet man zwei Ausführungen: Einmal Drosseln für zwei und mehr Leitungen, die von ungleichem Strom durchflossen werden, und zum anderen Zweifachdrosseln, die von je einem Strom gleicher Stärke durchflossen werden.
Drosseln der ersten Ausführung, also mit ungleich grossen Arbeitsströmen, werden zweckmässigerweise aus Einfachdrosseln zusammengestellt. Dieses Verfahren ist auch bei den anderen Zweifachdrosseln anwendbar. Bei der Zusammenschaltung mehrerer Einfachdrosseln zu einer Bauform für mehrere Leitungen ist es vorteilhaft, wenn die nicht zu gleichen Drosseln gehörendem, aber nebeneinanderliegenden Stromleiterelemente in gleicher Stromrichtung durchflossen werden. Es wird dadurch vermieden, dass sich die magnetischen Restmomente der Drosseln im Nahfeld verstärken.
Die gleiche vorteilhafte Anordnung lässt sich auch bei einzelnen Drosseln durchführen, die eine Mehrzahl von vier Stromleiterelementen (Vierergruppe) haben. Bei diesen werden jeweils die benachbarten, aus vier Elementen bestehenden Gruppen so in den Stromflug eingeschaltet, dass die neben dem nächsten Drosselteil (Vierergruppe) liegenden StronFleiterele- mente gleiche Stromrichtung aufweisen.
Bei Zwei- oder Mehrfachdrosseln ist auch eine Verschachtelung der Stromleiterelementenpaare zur besseren gegenseitigen magnetischen Streufeldkom- pensation zweckmässig. Hierbei ist ebenfalls zu beachten, dass die aus jeweils mindestens einer Vierergruppe bestehenden Drosselteile so neben der fremden Gruppe angeordnet sind, dass die dann nebeneinanderliegenden Stromleiterelemente in gleicher Richtung vom Strom durchflossen werden. Da geringe Ursymmetrien im mechanischen Aufbau und damit in den elektrischen Eigenschaften der erfindungsgemässen Drossel bei der Fertigung auftreten können, wird in weiterer Ausbildung der Erfindung vorgeschlagen,
Justier- und Verstelleinrich- tungen anzubringen, durch die der Abstand der einzelnen Stromleiterelemente korrigiert 'bzw. verstellt werden kann.
Eine zusätzliche Verringerung des äusseren magnetischen Streufeldes kann gegebenenfalls durch Ab- schirmbleche vorgenommen werden.
Diese durch einen derartigen Aufbau erzielten Eigenschaften müssen auch im Betrieb bei starken mechanischen Belastungen erhalten bleiben. So ist es in weiterer Ausbildung der Erfindung vorteilhaft, die Gesamtanordnung nach ihrem Zusammenbau in mechanisch stabile Massen, z. B. Kunstharz, Araldit oder auch magnetisierbare isolierende Werkstoffe, einzubetten oder mit diesen zu umgiessen.
In den Fig. 1-5 sind, Beispiele der Erfindung dargestellt.
Fig.l zeigt die Vorderansicht einer streufeld- armen Drosselanordnung. la-ld sind die stromleitenden Bolzen, wobei die Stromrichtung dieser Balzen in den Diagonalen, also z. B. la und 1c bzw. lb und 1d, gleich, aber in benachbarten Stromleiterelementen, also z. B. 1a und 1b bzw. 1a und 1d bzw. 1c und 1b bzw. 1e und 1d, entgegengesetzt gerichtet ist.
Mit 4 sind die Stromleiteranschlusselemente und mit 6 das Verbindungsstück zwischen den benach- barten Stromleiterbolzen lb und 1e bezeichnet. Die isolierende Platte 2 hält die Bolzen in gleichem Abstand.
In Fig. 2 ist im Schnitt die in Fig. 1 gezeigte streufeldarme, aus vier Stromleiterelementen bestehende Drosselanordnung dargestellt. Mit la und 1b sind stromleitende Bolzen bezeichnet. Diese Bolzen werden durch isolierende Scheiben 2 in entsprechendem Abstand gehalten. Die Bolzen sind durch ma- gnetisierbares Material 3, z. B. Karbonyleisen, umgeben.
Die Stromzuführung, zu der Drosselanord- nung geschieht durch ein winkelig gebogenes Stromanschlussstück 4, und die elektrische Kontaktgabe zwischen den dargestellten Stromleiterbolzen wird durch ein elektrisch leitendes Verbindungsblech 5 vorgenommen. Die Stromrichtung im Bolzen 1b ist entgegengesetzt der Stromrichtung des Bolzens la. Der Bolzen 1 & ist über das Verbindungsstück 6 Fait dem nicht dargestellten weiteren Stromleiterelement elektrisch kontaktiert.
In Fig. 3 ist schematisch der Stromverlauf einer Drosselanordnung angegeben, die sich aus einer aus acht Stromleiterelementen zusammengesetzten Anordnung aufbaut. Die stark angezogenen Verbindungslinien zwischen den einzelnen Stromleitern la bis Ih stellen die an der Vorderseite sichtbaren elektrisch leitenden Verbindungsstücke und die unterbrochen ausgezogenen Linien stellen die nicht sichtbaren auf der Hinterseite angebrachten Verbindungsstücke zwischen den Stromleiterbolzen dar.
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Fig. 4 zeigt eine Zweifachdrossel in gleicher schematischer Darstellung mit Vierergruppen zur Entstörung von zwei zum gleichen Stromkreis gehörenden Leitungen. Die zu der einen Drossel gehörenden Stromleiterelemente sind mit la-Ih, die zur anderen Drossel gehörenden mit 1'a-1'h bezeichnet. Die nebeneinanderliegenden Stromleiterelemente, die nicht zur gleichen Drossel gehören, haben gleiche Stromrichtung. Der Strom fliesst in ld und 1'a, in lc und 1'b, in 1d und 1'h sowie in 1 f und 1'g, jeweils auf das Paar bezogen, in gleicher Richtung.
In Fig.5 ist ein Teilschnitt einer Drosselanordnung mit einer Justiervorrichtung dargestellt. Dabei ist ein Stromleiterbolzen 1b fest in den; Bohrungen zweier isolierender Distanzstücke 2a und 2b festgelegt. Der Stromleiterbolzen la dagegen wird! in einem Verstellorgan 7 gehaltert, mit dem der Abstand A zwischen den beiden Stromleiterbolzen la und 1b variiert werden kann.