DE878538C

DE878538C - Verminderung der Impulsverformung bei Impulsuebertragern

Info

Publication number: DE878538C
Application number: DES12260D
Authority: DE
Inventors: Hellmut Dr-Ing Bumm; Carl Dr Heck; Horst-Guido Dr Mueller
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1944-08-17
Filing date: 1944-08-17
Publication date: 1953-06-05

Description

Verminderung der Impulsverformung bei Impulsübertragern Die Funkmeßtechnik verwendet Spannungsimpulse bestimmter Amplitude und Form. Die im Verstärker zwischen den einzelnen Verstärkerstufen und zwischen Verstärker und Sender übertragenen Impulse sollen hierbei in ihrer Form möglichst wenig verändert werden. Die im praktischen Betrieb auftretenden Erscheinungen werden im folgenden an Hand von Versuchen beschrieben, die an verschiedenen Übertragerwerkstoffen mit Rechteckimpulsen durchgeführt wurden. Die Dauer des Impulses betrug 2 bis 6,ccs, die Zahl der Impulse f = 5oo bis 5ooo je Sekunde. Von dem in Fig. i dargestellten Schema weicht die Praxis etwas ab; sowohl die ansteigende als auch die abfallende Flanke des Impulses ist etwas geneigt, und das Dach zeigt oft eine unerwünschte Abschrägung in der Richtung der Zeitachse. Dadurch treten aber Verzerrungen auf, die bei verschiedenen Verwendungszwecken sehr störend sind.
Erfindungsgemäß lassen sich die unerwünschten Abschrägungen des Daches dadurch vermeiden, daß als Kernwerkstoff bei Impulsübertragern Werkstoffe mit hoher Überlagerungspermeabilität verwendet werden.
Bei einem gut ausgenutzten, nicht überdimensionierten Übertragerkern mit hoher Üb.erlagerungspermeabilität, z. B. ,uü = iooo, sieht ein praktisch erreichter und brauchbarer Impuls so aus, wie ihn etwa die Fig. 2 zeigt. Im allgemeinen schwingt also, wie man sieht, die Spannung nach dem Abbrechen des Impulses etwas nach negativen Werten durch. Es sei jedoch bemerkt, daß dies nicht für die Stromstärke gilt. Der Strom fließt im Übertrager immer nur in einer Richtung, so daß also auch die Magnetisierung des Übertragerkernes immer nur in dieser Richtung stattfindet.
Wird jetzt dieser Kern unter Beibehaltung der übrigen Übertragerdaten durch einen solchen mit viel niedrigerer Permeabilität ersetzt, beispielsweise ,ujt = Zoo, so wird der Impuls merklich verformt Tig.3). Das Dach ist stark abgeschrägt, und der durchschwingende Teil ist bedeutend vergrößert.
Da der Begriff Überlagerungspermeabilität bei der Bewertung magnetischer Werkstoffe bisher kaum in Erscheinung trat, soll dieser im folgenden näher erläutert werden.
Unter Überlagerungspermeabilität ,uü wird, wie Fig. 4 zeigt, das Verhältnis von Aussteuerung d B = &-B, zur Spitzenfeldstärke H verstanden, also Hierbei ist die Aussteuerung d B in Gauß für den Übertrager gegeben durch die angelegte Spannung U: wenn t die Impulsdauer in Sekunden, q den Kernquerschnitt in Quadratzentimeter und w die Windungszahl bedeuten.
Wie man der Fig. 4 leicht entnehmen kann, muß bei einem gegebenen zur Vergrößerung von ,uü das d B möglichst groß sein. Texturwerkstoffe, bei denen die bezogene Remanenz r = BT/B8 groß ist, sind bei Magnetisierung nur in der Vorzugsrichtung, wie es z. B. beim Einsatz von Bandkernen der Fall ist, wenig geeignet. Bei der Herstellung der Werkstoffe ist dann so vorzugehen, daß eine Rekristallisationstextur vermieden wird. Aus diesem Grunde wird bei Kernwerkstoffen mit flächenzentriertem Gitter die Endverformung unter 8o °/o, bei Werkstoffen mit raumzentriertem Gitter zwischen 30 und etwa 5o °/o gehalten. Auch die Schlußglühung ist von erheblichem Einfluß. Wie die Untersuchungen ergeben haben, ist es zweckmäßig, zur Erhöhung der Überlagerungspermeabilität den Kernwerkstoff möglichst vollkommen magnetisch weich zu glühen. Kernwerkstoffe mit flächenzentriertem Gitter sollen oberhalb 65o', solche mit raumzentriertem Gitter oberhalb 850' schlußgeglüht werden. Von den Werkstoffen mit flächenzentriertem Gitter haben sich Legierungen mit 36 bis 38 °/o Nickel, Rest Eisen, mit Zusätzen von Kupfer, Chrom, Mangan, Vanadin und/oder Molybdän, von Werkstoffen 'mit raumzentriertem Gitter Legierungen des Eisens mit bis zu 5 °/o Silicium und/oder Aluminium bewährt.
Die erfindungsgemäße Verwendung der angegebenen Werkstoffe bringt den folgenden bedeutenden technischen Vorteil mit sich: Die beim Betrieb im magnetischen Kern auftretenden Verluste bestehen im wesentlichen aus Wirbelstrom- und Hystereseverlusten und machen sich als Erwärmung des Übertragers bemerkbar. Um die entstehende Übertemperatur möglichst niedrig zu halten (< 40' C), muß. das Ferromagnetikum einen hohen elektrischen Widerstand, kleine Hystereseverluste der Überlagerungsschleife und eine geringe Blechstärke aufweisen. Dynamische Messungen an Dynamoblech IV von 0,355 mm Blechdicke als Kernwerkstoff von Impulsübertragern ergaben eine unzulässig hohe Erwärmung, so daß die handelsüblichen warmgewalzten Bleche für diesen Verwendungszweck ausscheiden müssen.
Erfindungsgemäß zu verwendende Legierungen des Eisens mit 2,5 °/o Silicium haben einen Widerstand von 0,4 Ohm mm2/m und solche mit 3,5 °/o Silicium einen Widerstand von o,5 Ohm mm2/m. Die Dicke dieser soll nicht über o,2 mm betragen.
Wie die Messungen weiter gezeigt haben, sind auch die Hystereseverluste gering. Die Größe der Eisenverluste ist vor allem bei den Impulsübertragern von Wichtigkeit, bei denen hohe Arbeitsströme auftreten. Die besten Ergebnisse wurden an einer Eisen-Silicium-Legierung mit 3,5 °/o Silicium bei einer Schlußverformung von etwa 50 °/o und bei einer Schlußglühung zwischen goo und iioo', vorzugsweise bei iooo', unter Wasserstoff erreicht.
Versuche haben gezeigt, daß an Bandkernen aus Eisen-Silicium mit go °/o Endverformung, das nach der Schlußglühung oberhalb 65o° gut ausgeprägte Rekristallisationstextur in der Walzrichtung erhalten hatte, derart, daß die Walzrichtung magnetische Vorzugslage war, eine sehr niedrige Überlagerungspermeabilität erhalten wird. Die Überlagerungspermeabilität stieg auf den dreifachen Betrag an, sobald der Schlußverformungsgrad erfindungsgemäß etwa 5o % gewählt wurde.
In einem anderen Versuchsgang wurden die gleichen Legierungen mit einer Endverformung von etwa 5o °o einmal bei 65o° und das andere Mal bei iooo' schlußgeglüht. Die Überlagerungspermeabilität des bei iooo' geglühten Bandkernes übertraf die des niedriger geglühten Werkstoffes um mehr als das Doppelte.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Legierungen nach der Schlußglühung möglichst schnell abzukühlen, wobei die schnelle Abkühlung an Luft oder in der Kühlzone des Ofens unter Wasserstoff vor sich geht. Für die -Dauer der Schlußglühung der Werkstoffe wurde durch Versuche eine Zeit von etwa i Stunde als zweckmäßig gefunden.
Die Erfindung gibt die Möglichkeit, den primär gegebenen Impuls beim Durchgang durch den Übertrager formgetreu und mit geringen Verlusten weiterzugeben, so daß Verzerrungen vermieden werden. --

Claims

PATEN TANSPRLCHE: i. Verwendung von Werkstoffen mit hoher Überlagerungspermeabilität als Kernwerkstoffe bei Impulsübertragern zur Verminderung der Impulsverformung.
2. Verwendung von Werkstoffen, die keine Rekristallisationstextur aufweisen, vorzugsweise in Form von Bandkernen, für den im Anspruch i genannten Zweck.
3. Verwendung von Werkstoffen, die möglichst vollkommen magnetisch weichgeglüht sind, für den im Anspruch i genannten Zweck:
4. Verwendung von Werkstoffen nach Anspruch 2, die bei flächenzentriertem Gitteraufbau unter 8o°,/0, bei raumzentriertem Gitteraufbau zwischen 3o und 5o °ö etwa endverformt wurden, für den im Anspruch i genannten Zweck.
5. Verwendung von Werkstoffen nach Anspruch 2, die bei flächenzentriertem Gitteraufbau oberhalb 65o", bei raumzentriertem Gitteraufbau oberhalb 85o" schlußgeglüht wurden, für den im Anspruch i genannten Zweck.
6. Verwendung von Legierungen mit flächenzentriertem Gitter, die 36 bis 8o"/, Nickel, Rest Eisen und Zusätze von Kupfer, Chrom, Mangan, Vanadin und/ oder Molybdän enthalten, für den im Anspruch i genannten Zweck.
7. Verwendung von Legierungen mit raumzentriertem Gitter, die neben Eisen bis zu 5 °/o Silicium und/oder Aluminium enthalten, für den im Anspruch i genannten Zweck. B.
Verwendung von Legierungen nach den Ansprüchen 2 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß diese Werkstoffe nach einer Schlußverformung von 3o bis 5o0/0 Dickenabnahme bei goo bis iioo° schlußgeglüht werden. g.
Verwendung von Legierungen nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlußverformung etwa 5o °,i. beträgt und die Schlußglühung bei iooo° erfolgt. io.
Verwendung von Legierungen nach den Ansprüchen 7 bis g, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierungen nach der Schlußglühung schnell abgekühlt werden. ii.
Verwendung von Legierungen nach den Ansprüchen 7 bis io, dadurch gekennzeichnet, daß die schnelle Abkühlung an Luft oder in der Kühlzone des Ofens unter Wasserstoff vorgenommen wurde.
12. Verwendung von Legierungen nach den Ansprüchen i bis ii, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Bleche und Bänder o,2 mm nicht übersteigt.