DE1003267B

DE1003267B - Luftspaltloser magnetischer Kern fuer steuerbare Saettigungsdrosseln

Info

Publication number: DE1003267B
Application number: DES31276A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Wilhelm Kafka
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1953-09-05
Filing date: 1953-09-05
Publication date: 1957-02-28
Also published as: CH324868A; GB750109A; FR1092655A

Description

DEUTSCHES

Bei vielen Regelaufgaben ist es häufig notwendig, daß der im Regelkreis erforderliche Verstärker eine kleine Zeitkonstante hat. Elektronische Verstärker bereiten in dieser Hinsicht keine Schwierigkeiten; jedoch ist es manchmal aus bestimmten Gründen nicht erwünscht oder nicht möglich, derartige Verstärker zu verwenden. Schwierigkeiten ergeben sich dagegen bei Magnetverstärkern, vor allem wenn nur eine geringe Steuerleistung zur Verfügung steht, so daß ein beträchtlicher Verstärkungsfaktor erforderlich ist.

Bisher hat man sich damit beholfen, einen Magnetverstärker normaler Bemessung nur in einem sehr kleinen Bereich auszusteuern. Man mußte dabei jedoch den empfindlichen Nachteil in Kauf nehmen, daß große Ungenauigkeiten entstehen, wenn die den Lastkreis des Magnetverstärkers versorgende Wechselspannung aus irgendwelchen Gründen nicht konstant blieb. Hochgenaue Regelaufgaben, bei denen nur eine sehr geringe Steuerleistung verfügbar und gleichzeitig eine geringe Zeitkonstante gewünscht ist, waren deshalb mit Magnetverstärkern insbesondere unter den genannten Umständen bisher nicht befriedigend zu lösen. Diese Schwierigkeit zu beheben, stellt eine der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgaben dar.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß bei der Bemessung von Magnetverstärkern die Wechselspannung U des Lastkreises, die Windungszahl w_s der Steuerwicklung und die Windungszahl w^ der Lastwicklung nicht willkürlich gewählt werden können, wenn bei einer gegebenen Zeitkonstante τ und gegebener Frequenz f der Wechselspannung U eine bestimmte geringe Steuerleistung ausreichen soll. Für die Steuerleistung läßt sich die Formel aufstellen:

N = ^-L

(1. · Δ H) . U

■ 4,44 -f-x-w_L

Der Ausdruck (l_e AH) stellt dabei den Unterschied an Magnetisierungsamperewindungen für den positiven und negativen Sättigungsfluß dar, l_e ist die Eisenweglänge des Magnetverstärkerkerns und AH die Feldstärkeänderung, die erforderlich ist, um die der Wechselspannung U entsprechende Flußänderung zu erhalten. Die Wechselspannung U kann praktisch nicht kleiner gemacht werden als etwa 10 Volt, da sonst bei der nachfolgenden Gleichrichtung der Schwellwert der üblichen Gleichrichter zu sehr ins Gewicht fällt und die genaue Proportionalität zwischen Eingangs- und Ausgangswert des Magnetverstärkers zu sehr von der Temperatur der Gleichrichter verfälscht wird. Die Windungszahl w_L kann bei kleinen Magnetverstärkern höchstens etwa 10 000 betragen, da der Drahtquerschnitt nicht beliebig klein gemacht werden kann und sonst zuviel Wickelraum verbraucht wird und da außerdem die Wicklung Luftspaltloser magnetischer Kern
für steuerbare Sättigungsdrosseln

Anmelder:

Siemens-Schuckertwerke

Aktiengesellschaft,

Berlin und Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Dipl.-Ing. Wilhelm Kafka,

Tennenlohe-Turmberg bei Erlangen,

ist als Erfinder genannt worden

zu teuer wird. Da die Frequenz f festliegt und auch eine bestimmte, geringe Zeitkonstante gefordert wird, läßt sich nach der obigen Formel nur noch durch Verkleinern des magnetischen Kernwiderstandes, also durch Verbessern der Eisenqualität oder eine Verkleinerung der Eisenweglänge 1 „ eine Herabsetzung der Steuerleistung N_s erzielen. Die sich hieraus in der Praxis ergebenden Grenzen seien an Hand eines Beispiels ermittelt.

Berechnet man nach der obigen Formel für die Steuerleistung einen normalen Bandringkern für einen Magnetverstärker, so erreicht man etwa bei 10 cm Eisenweglänge ein technisch wirtschaftliches Minimum, da noch kleinere Kerne mit Maschinen kaum mehr gewickelt werden können. Für beispielsweise U = 10 Volt, f = 50 Hz, τ = 0,02 Sekunden, 1,= 10 cm und w_L= 10 000 erhält man bei einem relativ hochwertigen Kernwerkstoff, wie beispielsweise dem unter der Handelsbezeichnung »Permenorm 5000 Z « bekannten Werkstoff, einen bisher praktisch erreichten geringsten Wert der Steuerleistung N_a = 0,32 mW.

Der Magnetisierungsstrom beträgt dabei 0,2 mA und der Eisenquerschnitt bei einer Sättigungsinduktion von 15 000 Gauß 0,06 cm². Ein Bandringkern mit einem solchen kleinen Eisenquerschnitt ist kaum herstellbar, da er keine Festigkeit hat.

Durch die Erfindung wird es ermöglicht, die aufgezeigte Grenze bedeutend zu unterschreiten, obwohl das

nach den obigen Überlegungen an Hand der Formel für die Steuerleistung nicht mehr möglich erscheint und ohne daß dabei Nachteile hinsichtlich der Empfindlichkeit gegen Netzspannungs- oder Temperaturschwankungen in Kauf genommen werden müssen.

509· 837/307

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Gemäß der Erfindung wird bei einem magnetischen Vorteile durch Verwendung verschiedener Werkstoffe Kern für Steuerdrosseln, vor allem für Magnetverstärker, für Engpaßteil und übrigen Kernteil erzielt werden, besonders geringer Steuerleistung bei gleichzeitig kleiner Hierzu wird im besonderen vorgeschlagen, für den Zeitkonstante, unter Anwendung eines für Last- und Engpaßteil einen Werkstoff mit zumindest annähernd Steuerwicklungen gemeinsamen magnetischen Systems, 5 rechtwinklig geknickter Magnetisierungskennlinie zu ein bei Vollaussteuerung gesättigter Engpaßteil und ein wählen, z. B. den unter der Handelsbezeichnung bedabei noch ungesättigter, vorzugsweise weit unterhalb kannten Werkstoff »Permenorm 5000 Z«, und für den der Sättigung betriebener übriger Kernteil vorgesehen im übrigen Kernteil einen Werkstoff, der sich durch eine Sinne der Erzielung eines großen gemeinsamen Wicklungs- steile und engschleifige Magnetisierungskennlinie bei fensters bei gleichzeitig kleiner magnetischer Gesamt- io geringer Induktion auszeichnet. Derartige Stoffe sind spannung. Durch den Engpaß wird erreicht, daß zur z. B. unter den Handelsbezeichnungen Mumetall, M1040 vollen Aus- bzw. Umsteuerung nunmehr nur noch eine und vor allem Superrnalloy bekannt. Ein weiterer vor-Amperewindungszahl erforderlich ist, die zur Sättigung teilhafter Bemessungsvorschlag besagt, daß der Engpaßbzw, zur Umsättigung des Engpaßteils ausreicht. Für teil aus dünnen Blechen besteht, die eine Dicke von die Sättigung des Engpasses wird eine wesentlich kleinere 15 0,1 mm oder weniger haben, während die Bleche der Steuerleistung benötigt als bisher für einen gesamten anderen Lage mindestens die doppelte Dicke aufweisen. Kern. Der übrige Teil des magnetischen Kerns braucht Die Fig. 1 und 2 in der Zeichnung zeigen die für die dann nur zwischen verhältnismäßig niedrigen Induktions- genannten Werkstoffe charakteristischen Magnetisierungswerten ummagnetisiert zu werden. Das bedeutet ferner, kurven. Fig. 1 gilt für einen Werkstoff, der für den daß der Kern baulich im Verhältnis zu magnetischen 20 Sättigungsengpaß vorteilhaft ist. Bei einer Maximai-Kernen ohne Sättigungsengpaß größer ausgeführt werden induktion B₁ von etwa 14 000 Gauß wird zum Umkann, so daß auch ein größerer Wickelraum als bisher zur magnetisieren eine Feldstärke AH₁ von etwa 0,4 A/cm Verfügung steht. benötigt. Fig. 2 gilt für einen Werkstoff, wie er für den

Ein Magnetverstärkerkern mit einer Querschnitts- übrigen Kernteil vorteilhaft ist. Beispielsweise ist hier Verjüngung ist an sich bereits bekanntgeworden. Der 25 zum Umsättigen zwischen ± 1000 Gauß eine Feldstärke-Kern, der äußerlich einem Mantelkern ähnelt, weist änderung AH₂ von 0,015 A/cm erforderlich. (Die gejedoch zwei verschiedene miteinander verkettete Magnet- nannten Werte, die einem bekannten Normblatt entsysteme auf, von denen eines nur wechselnden Kraftfluß stammen, sind als Richtwerte aufzufassen; sie gelten nur und das andere nur gleichbleibenden Kraftfluß führt. beispielsweise und unter bestimmten, in dem Normblatt Der mittlere Schenkel des bekannten Kerns weist in der 30 erwähnten Bedingungen.)

Mitte zwei die Querschnittsverjüngung bildenden Stege Zur weiteren Erläuterung der Erfindung sind in der auf, von denen jeder einen Zweig der in zwei parallele Zeichnung einige Ausführungsbeispiele für die neuen Hälften mit verschiedenem Wicklungssinn aufgeteilten magnetischen Kerne dargestellt. In den Fig. 3 und 4 ist Lastwicklung trägt. Die Steuerwicklungen umfassen eine Steuerdrossel mit einem Einwegkern nach der dagegen den gesamten Mittelschenkel. Es sind demnach ₃g Erfindung in zwei verschiedenen Ansichten dargestellt, verschiedene Kernwege für die verschiedenen Flüsse Die Schenkel des Kerns, auf denen, wie in Fig. 3 angevorhanden. Die Querschnittsverjüngung des bekannten deutet ist, Last- und Steuerwicklungen 1 untergebracht Kerns ist außerdem im Gegensatz zur Erfindung nur für sind, haben in der Mitte je einen Engpaß 2. Der Kern ist das eine von gleichbleibendem Fluß erregte Magnetsystem aus verschieden dicken, mit I und II bezeichneten Lagen wirksam. Der bekannte Kern hat ferner für die Last- und ₄₀ von Kernblechen aufgebaut, die außerdem beispielsweise Steuerwicklungen verschiedene Kernfenster. Der ma- aus verschiedenen magnetischen Werkstoffen bestehen, gnetische Kern nach der Erfindung ist demgegenüber Für die dickeren Lagen I, die hier beispielsweise jeweils dadurch gekennzeichnet, daß Last- und Steuerwick- aus zwei Einzellagen bestehen, wird vorteilhaft ein Werklungen in einem gemeinsamen Kernfenster untergebracht stoff gewählt, der sich (vgl. Fig. 2) durch eine steile und sind. Der bekannte Magnetverstärkerkern betrifft zudem 45 engschleifige Magnetisierungskennlinie auszeichnet, z. B. nicht die der Erfindung der zugrunde liegende Haupt- Mumetall oder M1040. Für die dünneren Lagen II ist aufgäbe der Erzielung einer kleinen Steuerleistung bei ein Werkstoff gewählt, der (vgl. Fig. 1) eine zumindest gegebener geringer Zeitkonstante. annähernd rechtwinklige geknickte Magnetisierungs-Eine weitere der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kennlinie aufweist, z. B. Permenorm 5000Z, vor allem betrifft eine vorteilhafte Bemessung des neuen Kerns 50 Supermalloy. Die dickeren Blechlagen I bestehen jeweils mit Sättigungsengpaß. Die Abmessungen sowie die aus zwei vorzugsweise kongruenten, U-förmigen Teilen 3; Werkstoffe von Engpaß und übrigem Kernteil werden die dünneren Blechlagen II bilden dagegen in sich gevorteilhaft so gewählt, daß der bei einer Umsättigung des schlossene ringförmige Lagen 4, die aus einzelnen, z. B. Engpaßteils im übrigen Kernteil erforderliche Ampere- rechtwinkligen Stücken zusammengesetzt sein können, windungszahlunterschied den zum Umsättigen des Eng- 55 Die dabei vorliegenden Stoß- oder Schnittstellen in den paßteils erforderlichen Amperewindungszahlunterschied Lagen 4 werden, wie Fig. 4 erkennen läßt, bei den nicht wesentlich überschreitet. In anderen Fällen kann es einzelnen Blechlagen vorteilhaft gegeneinander versetzt vorteilhaft sein, Abmessungen und Werkstoffe von Eng- angeordnet. Für die den Engpaßteil bildenden Blechpaßteil und übrigem Kernteil derart zu wählen, daß lagen II können jedoch auch in sich geschlossene Blechdie für den Engpaßteil und die für den übrigen Kernteil 60 ringe verwendet werden; allerdings ist das Aufbringen zum Umsättigen erforderlichen magnetischen Spannungen der Wicldungen hierbei schwieriger als bei geteilten zumindest annähernd gleich groß sind. Es ist außerdem Blechlagen. Die den Engpaß bildenden Blechlagen II vorteilhaft, wenn Querschnitt und Länge des Engpaßteils können ferner auch als geradlinige Stücke ausgebildet weniger als ein Drittel der entsprechenden Maße des sein, die etwa der Größe der Schenkelkerne entsprechen, übrigen Kernteils betragen. Die zumindest annähernde 65 Der magnetische Fluß darf auch bei verhältnismäßig Gleichheit der magnetischen Spannungen kann dadurch kurzem Übergangsweg von einer Blechlage in die andere erreicht werden, daß — unter der Voraussetzung gleicher jedoch keinen merklichen Widerstand finden. Der Kern Werkstoffe für die Kernteile — deren Querschnitte sich wird daher senkrecht zur Fläche der Blechlagen zusammenzumindest annähernd so zueinander verhalten sollen gepreßt, beispielsweise durch Hohlniete, für die die wie die Weglängen der Kernteile. Zudem können weitere 70 Bohrungen 5 vorgesehen sind. Da die U-förmigen Kern-

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teile 3 im Engpaß nur durch einige dünne Blechlagen bildende Mittelschenkel etwa quadratischen Querschnitt

miteinander verbunden sind, ist es vorteilhaft, besondere hat. Die Wirkungsweise des Mittelschenkels 10 als Eng-

Bandagemittel zum Erhöhen der Steifigkeit des Kerns paß im Sinne der Erfindung erklärt sich durch den im

vorzusehen. Als Bandagemittel können beispielsweise Verhältnis zum übrigen Kernteil geringeren Querschnitt

Ringe verwendet werden, die aus nichtmagnetischem 5 und die geringere Länge. Der mittlere Schenkel sättigt

Werkstoff, wie Messing, Kunststoff od. dgl., bestehen. sich bereits, während die übrigen Teile des Kerns nur

Sie können auf den äußeren Kernblechen angebracht eine ganz geringe Induktion aufweisen; infolgedessen

und mit dem Blechpaket zusammengehalten werden. wird nur eine geringe Steuerleistung benötigt.

Fig. 3a zeigt, wie die U-förmigen Kernteile nach Fig. 3 Bei einem Kern nach Fig. 10 mit aus einem Stück und vorteilhaft aus einem Blechstreifen ohne Abfall ausge- io ohne Schnittstellen gefertigten Blechen bereitet das Aufstanzt werden können. Die Schenkelbreite der U-Stücke bringen der Wicklungen besondere Schwierigkeiten. Um ist halb so groß gewählt wie die Breite der Kernfenster. ein Durchfädeln der Wicklungen durch die Kernfenster Die Bleche 4 (Fig. 4) für die dünneren Blechlagen II zu vermeiden, kann ein geteilter Spulenkasten auf dem können eine Form gemäß Fig. 3 b haben. Mittelschenkel angebracht werden. Die Kernteile werden,

Die magnetischen Kerne nach der Erfindung können 15 nachdem sie miteinander befestigt sind, von außen her, außer als Einwegkerne auch als Mehrwegkerne, d. h. als beispielsweise durch ein antreibendes Reibrad, in Dre-Mantelkerne ausgebildet sein. Die Fig. 5 bis 7 zeigen hung um den Mittelschenkel 10 versetzt. Auf diese hierfür ein Beispiel. Ähnlich wie im Ausführungsbeispiel Weise lassen sich die Wicklungen bequem aufbringen, nach Fig. 3 und 4 ist auch dieser Kern, wie Fig. 6 er- Die Fig. 11 und 12 sowie 13 und 14 zeigen jeweils in kennen läßt, aus verschiedenen Blechlagen I und II 20 verschiedenen Ansichten ebenfalls Mantelkerne nach der gebildet. Während die dünneren Blechlagen II sämtlich Erfindung. Die Kerne bestehen vorzugsweise ganz aus aus gleichen E-förmigen Blechschnitten gemäß Fig. 5 Ferrit und sind insbesondere zur Verwendung bei höheren bestehen, die etwa die gesamte Fläche des Kerns be- Frequenzen bestimmt. Als Engpaßstelle 2 dient in decken, sind für die dickeren Blechlagen I Bleche ver- Fig. 11 und 12 ähnlich wie in Fig. 8 der mittlere Kernschiedenen Schnitts gewählt. Diese bestehen jeweils 25 schenkel, der hier jedoch aus einem einsetzbaren Schenkelaus zwei mit den äußeren Schenkeln aneinanderstoßenden stift 11 aus Ferrit besteht. Er ist zwecks lückenloser Blechteilen 6 bzw. 7. Während Joch- und Mittelschenkel und festsitzender Einpassung in den übrigen Kernteil an dieser Teile kongruent sind, sind die äußeren Schenkel den Enden schwach konisch ausgebildet. Die fertigjeweils in den einzelnen Blechlagen verschieden lang, gewickelten Spulen mit den Wicklungen 12 und 13 wodurch eine gegenseitige Versetzung der Stoßstellen a, 30 werden bei herausgenommenem Schenkelstift 11 in das a', b, b' usw. der verschiedenen Blechlagen erzielt ist. Kernfenster eingesetzt; alsdann wird der Schenkelstift 11 Der Kern nach Fig. 5 bis 7 hat im Gegensatz zu dem wieder eingeführt, der dabei durch eine, öffnung in der nach Fig. 3 und 4 nur einen Engpaß 2 im Mittelschenkel. Spule hindurchgreift. Die Engpaßwirkung des Mittel-Die vorliegende Kernform ist außerdem in sich stabil, so schenkeis erklärt sich hier ähnlich wie im Ausführungsdaß keine besonderen Bandagemittel benötigt werden. 35 beispiel nach Fig. 10.

Die einzelnen Kernbleche sind so ausgebildet, daß sie in Die Fig. 13 und 14 zeigen ein zweiphasiges Ausfertiggewickelte Spulen ohne Verbiegen eingesteckt führungsbeispiel des Kerns nach Fig. 11 und 12. Der werden können. Kern hat zwei Engpässe 2, die durch die Schenkelstifte 11

An Stelle der beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 gebildet werden. Jeder von ihnen ist von einer Arbeitsbis 7 vorgeschlagenen Blechschnitte können gemäß Fig. 6 40 wicklung 14 bzw. 15 für die verschiedenen Phasen um- und 7 für einen Mantelkern nach der Erfindung auch schlossen. Die für bei Phasen gemeinsame Steuer-Blechschnitte üblichen Schnitts verwendet werden, bei wicklung 16 sowie gegebenenfalls weitere, nicht dargedenen der Mittelschenkel 8 an einem Ende vom an- stellte Hilfswicklung sind dagegen auf dem mittleren, schließenden Jochteil 9 abgetrennt ist und der Engpaß 2 dickeren Schenkel 17 untergebracht, der mit dem Kerndurch Vergrößern des Luftspaltes an der Schnittstelle 45 joch beispielsweise aus einem Stück hergestellt ist.
erzielt ist. Wie Fig. 9 im Schnitt zeigt, trifft letzteres Der Gegenstand der Erfindung erschöpft sich nicht in nur für die dickeren Blechlagen I zu, während die den an Hand der Zeichnung beschriebenen Ausführungsdünneren Blechlagen II ohne vergrößerte Luftspalte an beispielen. Die neuen Kerne mit Sättigungsengpaß den Schnittstellen ausgeführt sind. Auch diese Aus- lassen sich ferner mit denselben Vorteilen außer bei führungsform benötigt keine besonderen Bandagemittel; 50 Magnetverstärkern auch bei anderen Arten von Sättiein Einschachteln der Bleche in fertiggewickelte Spulen gungsdrosseln verwenden, vor allem bei Gleichstrom oder ist ebenfalls möglich. Gleichspannungswandlern, ferner bei magnetischen Mo-

Fig. 10 zeigt in Aufsicht einen aus geschichteten dulatoren, Impulserzeugern und Phasendrehern.
Blechen bestehenden Mantelkern. Diese Ausführungs- Vorteilhafte Anwendungsgebiete für die Erfindung form weicht von denen nach den bisherigen Figuren 55 liegen überall dort vor, wo eine kleine Steuerleistung erheblich ab. Es sind keine verschiedenen Blechlagen besonders wichtig ist. Zum Beispiel werden bei Regelverwendet. Außerdem haben die einzelnen Blechlagen einrichtungen mit Rückführungen zur Bildung der keine Schnitt- oder Stoßstelle, sondern sind aus einem Rückführungsgröße Kondensatoren, Drosselspulen od. dgl. Stück ausgestanzt. Der Mantelkern nach Fig. 10 unter- verwendet. Durch die magnetischen Kerne nach der scheidet sich von einem üblichen Mantelkern äußerlich 60 Erfindung wird es ermöglicht, mit verhältnismäßig schon allein dadurch, daß der Mittelschenkel im Ver- kleinen Kondensatoren oder Drosselspulen auszukommen, hältnis zu den Außenschenkeln bedeutend schmaler ist. Ferner wird bei der Stromregelung von elektrischen Das Besondere dieser Kernform besteht darin, daß der Maschinen die regelnde Größe vielfach von einem in dem Engpaß durch den mittleren Schenkel gebildet wird und Stromkreis eingeschalteten Widerstand abgeleitet. Durch daß für den Kern ein an sich bekannter Werkstoff mit 65 die Anwendung der Erfindung bei einer derartigen zwei magnetischen Vorzugsrichtungen verwendet ist. Regelung kann der Widerstand verhältnismäßig klein Die Wicklungen werden wie bei den üblichen Mantel- gehalten werden, so daß nur noch unwesentliche Verluste kernen auf dem mittleren Schenkel untergebracht. Die an dem Widerstand auftreten. Bei der Stromregelung Schichthöhe des Kerns wird vorteilhaft gleich der Breite von elektrischen Maschinen, die eine Wendepolwicklung des Mittelschenkels 10 gewählt, so daß der den Engpaß 70 haben, kann die regelnde Größe auch von den Wendepol-

wicklungen abgenommen werden; durch die Kerne nach der Erfindung wird eine derartige Regelung auch dann ermöglicht, wenn die Wendepolwicklung relativ niederohmig ist. Besondere Verstärkungsmittel anderer Art für die regelnden, rückführenden od. dgl. Größen können somit fortbleiben. Mit einem nach der Erfindung aufgebauten Magnetverstärker kann infolge der verhältnismäßig kleinen Steuerleistung ohne weiteres ein Amperewindungszahlregelvergleich hoher Genauigkeit durchgeführt werden. Ein Magnetverstärker mit einem Kern nach der Erfindung ist außerdem bei Magnetverstärkern kleiner Ausgangsleistung besonders angebracht, da der erforderliche geringe Eisenquerschnitt gemäß der Erfindung konstruktiv leichter in Form eines normalen Kerns verwirklicht werden kann, vor allem im Gegensatz zu Wickelkernen. Hinsichtlich des konstruktiven Aufbaues der neuen Kerne ist noch wichtig, daß das Schachteln der Kerne und das Wickeln der Spulen ebenso einfach wie bei normalen Transformatoren ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Luftspaltloser magnetischer Kern für steuerbare Sättigungsdrosseln besonders geringer Steuerleistung bei gleichzeitig kleiner Zeitkonstante, vor allem für Magnetverstärker, unter Anwendung eines für Last- und Steuerwicklungen gemeinsamen magnetischen Systems, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern einen bei Vollaussteuerung gesättigten Engpaßteil und einen dabei noch ungesättigten, vorzugsweise weit unterhalb der Sättigung betriebenen übrigen Kernteil besitzt im Sinne der Erzielung eines großen gemeinsamen Wicklungsfensters bei gleichzeitig kleiner magnetischer Gesamtspannung.

2. Magnetischer Kern nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine derartige Wahl der Abmessungen sowie der Werkstoffe von Engpaßteil und übrigem Kernteil, daß die magnetischen Spannungen bei einer Ummagnetisierung des Engpaßteiles von positiver zu negativer Sättigung im Engpaßteil und übrigen Kernteil annähernd gleich groß sind.

3. Magnetischer Kern nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Querschnitt und Länge des Engpaßteils weniger als ein Drittel der entsprechenden Maße des übrigen Kernteils betragen.

4. Magnetischer Kern nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest annähernde Gleichheit der magnetischen Spannungen dadurch erreicht ist, daß — unter Voraussetzung gleicher Werkstoffe für die Kernteile — deren Querschnitte sich zumindest annähernd so zueinander verhalten wie ihre Weglängen.

5. Magnetischer Kern nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Engpaßteil aus einem anderen magnetischen Werkstoff besteht als der übrige Kernteil.

6. Magnetischer Kern nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Engpaßteil aus einem Werkstoff mit zumindest annähernd rechtwinklig geknickter Magnetisierungskennlinie, z. B. aus Permenorm 5000Z, besteht, während der übrige Kernteil aus einem Werkstoff besteht, der sich durch eine steile und engschleifige Magnetisierungskennlinie bei geringer Induktion auszeichnet, z. B. aus Mumetall oder M1040, vor allem Supermalloy.

7. Magnetischer Kern nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß er aus verschiedenen sich abwechselnden, insbesondere verschiedenen dicken Kernblechlagen besteht und daß der Engpaß durch Weglassen einzelner Lagenteile in der einen, vorzugsweise der dickeren der beiden Lagen gebildet ist.

8. Magnetischer Kern nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß für die verschiedenen Kernblechlagen magnetische Werkstoffe gemäß Anspruch 7 verwendet sind.

9. Magnetischer Kern nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die den Engpaß bildenden Bleche je eine Dicke von 0,1 mm oder weniger und die Kernbleche der anderen Lagen Bleche von mindestens der doppelten Dicke aufweisen.

10. Magnetischer Kern nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß er mehrere Engpässe hat.

11. Magnetischer Ein wegkern nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die einen, insbesondere die dickeren der beiden Blechlagen aus zwei vorzugsweise kongruenten U-Stücken bestehen, die durch Befestigung mit den anderen, den Engpaßteil bildenden Blechen in gewünschtem Abstand voneinander gehalten werden, vorzugsweise in Verbindung mit Bandagemitteln zum Erhöhen der Steifigkeit des Kerns.

12. Magnetischer Kern nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkelbreite der U-Stücke halb so groß ist wie die Breite der Kernfenster.

13. Magnetischer Mantelkern nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Kernbleche üblichen Blechschnitts verwendet sind, bei denen der Mittelschenkel an einem Ende vom anschließenden Jochteil abgeschnitten ist, und daß die Engpaßstelle durch Vergrößern des Luftspaltes an der Schnittstelle der einen Blechlage, vorzugsweise der mit dem größeren Querschnitt, erzielt ist.

14. Magnetischer Mantelkern nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die eine, insbesondere die dickere der beiden Blechlagen aus zwei im zusammengesetzten Zustand nur an den Außenschenkeln aneinanderstoßenden Teilen besteht, von denen jeder einen Teil des Mittelschenkels aufweist, und daß die andere Blechlage eine etwa die gesamte Fläche des Kerns, zumindest des Mittelschenkels, bedeckende Form hat, vorzugsweise E-förmig ist.

15. Magnetischer Kern nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßstellen der aneinanderstoßenden Außenschenkel in den verschiedenen Blechlagen zumindest teilweise gegeneinander versetzt sind.

16. Magnetischer Kern nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß er ein geschichteter Mantelkern aus Spezialeisen mit zwei senkrecht aufeinanderstellenden magnetischen Vorzugsrichtungen ist, und daß der Engpaßteil auf dem mittleren Schenkel liegt.

17. Magnetischer Kern nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß seine Schichthöhe etwa gleich der Breite des Mittelschenkels ist, so daß der Mittelschenkel etwa quadratischen Querschnitt hat.

18. Magnetischer Kern nach einem der Ansprüche 1 bis 15 insbesondere für hohe Frequenzen, dadurch gekennzeichnet, daß er zumindest teilweise aus Ferrit besteht.

19. Magnetischer Kern nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Engpaßteil aus Ferrit besteht.

20. Magnetischer Kern nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Engpaßteil durch einen in einer Aussparung des übrigen Kernteils eingepaßten Stift gebildet wird, der vorzugsweise an den Einpaßstellen schwach konisch ist.

21. Magnetischer Kern nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß er als Doppelkern für zweiphasigen Betrieb ausgebildet ist mit zwei als Außenschenkel dienenden Stiften zur Aufnahme der phasenverschiedenen Lastwicklungen und einem mit dem übrigen Kernteil aus einem Stück bestehenden Mittelschenkel für die gemeinsame Steuerwicklung sowie gegebenenfalls weitere Hilfswicklungen.

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22. Verwendung des Kerns nach einem der Ansprüche 1 bis 21 für Gleichspannungs- oder Gleichstromwandler.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 733 783; ETZ-A, l.Juli 1952, S. 438/439.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen