DE354792C

DE354792C - Elektrische Spulenleitung

Info

Publication number: DE354792C
Application number: DEW55543D
Authority: DE
Original assignee: KARL WILLY WAGNER DR
Current assignee: KARL WILLY WAGNER DR
Publication date: 1922-06-15

Description

Elektrische Leitungen werden bekanntlich zur Verminderung der Dämpfung¹, z. B. nach Patent 151972, mit Induktionsspulen ausigerüstet. Damit der erstrebte Zweck erreicht werde, müssen die Spulen eine gewisse Größe haben und in bestimmten Abständen angeordnet werden, wofür in der genannten Patentschrift und an anderen Literaturstellen Regeln angegeben worden sind. Bei der bisherigen Bauweise der Spulenleitungen kommen hinsichtlich der Spuleninduktivität und der Spulenalbstände Abweichungen der einzelnen Werte von 'dem errechneten Sollwert in Höhe von ±_ 5 Prozent und mehr vor. Diese Abweichungen können unibedenklich zugelassen werden, solange man Schaltungen und Betriebsweisen verwendet, bei denen es auf die genaue Einhaltung des Wellenwiderstandes nicht ankommt, da die Gesamtdämpfung der Spulenleitung durch die erwähnten bald positiven, bald negativen Abweichungen nicht merklich beeinflußt wird. Dagegen entstehen Schwierigkeiten, wenn man derartig gebaute Spulenleitungen in Schaltungen verwendet, bei denen es auf die Größe des Scheinwiderstandes der Leitung ankommt, z. B. in Ausgleichs- und Brückenschaltungen. Besonders störend haben sich diese Schwierigkeiten neuerdings geltend gemacht, als man dazu überging, Spu'enleitungen über Verstärker miteinander oder mit anderen Leitungen zu verbinden. Um die Rückkopplung zwischen dem Verstärker für die eine Richtung' und dem für die andere Richtung und ein dadurch hervorgerufenes Selbsttönen zu vermeiden, müssen die Scheinwiderstände der miteinander zu verbindenden Leitungen entweder gleich sein, oder man muß jede Leitung durch eine Kunstleitung nachbilden, wobei insbesondere der Scheinwiderstand der Kunstleitung und derjenige ihrer Nachbildung gleich sein müssen. Wege zur Erreichung dieses Zieles sind von R. S. H ο y t in dem amerikanischen Patent 1167693 und von K. K ü ρ f m ü 11 e r in dem deutschen Patent 330964 angegeben, worden. Voraussetzung für die Wirksamkeit dieser Anordnungen ist, daß der Wellenwiderstand der nachzubildenden Spulenleitung auch tatsächlich den aus 'den Leitungskonstanten errech- 5«? neten theoretischen, Verlauf habe. Die praktische Erfahrung hat jedoch gezeigt, daß dies keineswegs der Fall ist. Der Wellenwiderstand Z weicht, wie die Werte in der Kurve in Abb. 1 zeigen, die an einer im Betriebe befindlichen Spulenleitung gemessen sind, in unregelmäßiger Weise von seinem Sollwert ab, der in Abb. 1 gestrichelt eingezeichnet ist. Diese, bei manchen Frequenzwerten ω sehr beträchtlichen und ganz unregelmäßigen Abweichungen lassen sich in der Kunstleitung nicht nachbilden. Die dadurch bedingten Widerstandsunterschiede verursachen, daß die Verstärker pfeifen und infolgedessen nicht ausgenutzt werden können.

Gegenstand der Erfindung ist nun die Herstellung einer elektrischen Spulenleitung, bei der die Unregelmäßigkeiten im Wellenwiderstand bis auf ein praktisch unschädliches Maß ausgeglichen sind. Berechnungen, auf die hier nicht weiter eingegangen werden soll, haben erwiesen, daß die Schwankungen des Wellenwiderstandes von gewissen Unregelmäßigkeiten in den Spulenabständen, in der Spu'lenind'uktivität und bei Kabeln auch in der Kapazität der einzelnen. Teillängen herrühren.

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Diese unbeabsichtigten Ungleichheiten, die [ gewöhnlich in der Größenordnung von wenigen Prozenten liegen, haben im allgemeinen , auf die Eigenschaften der Leitung wenig ;

Einfluß; bei den Frequenzen />= f„sm---^-, \ kz=i, 2 ... bis 2 N (J₀ = Eigenfrequenz eines Leitungsgliedes, N = Zahl der Spulen) tritt jedoch nach der Theorie durch eine Art

ίο Resonanzwirkung der Einfluß 'der Ungleichheiten auf den Wellenwiderstand stark hervor. Es entstehen alsdann die in Abb. ι dargestellten Schwankungen. Aus dieser Erkenntnis ergibt sich als Mittel zur Abhilfe eine Abgleichung der elektrischen Konstanten der Leitung. Da indessen die störenden Ungleichheiten an sich verhältnismäßig klein sind und anderseits die Abgleichung niemals vollständig, sondern immer nur bis zu einer gewissen Grenze durchgeführt werden kann, liegt die praktische Schwierigkeit der zu lösenden Aufgabe darin, wie weit man mit der Abgleichung· gehen muß, um die Schwankungen im Wellenwiderstand auf ein für den Betrieb, für den die Leitung dient, unschädliches Maß herabzusetzen. Eine noch genauere Abgleichung würde unwirtschaftlich sein, da die für die Abgleichung aufzuwendenden Mittel mit der verlangten Genauigkeit unverhältnismäßig schnell anwachsen. Theoretische Betrachtungen, Berechnungen und Versuche haben ergeben, daß man das gesteckte Ziel in folgender Weise erreichen kann.

Zunächst müssen die Spuleninduktivitäten bis- auf _+ 2 Prozent abgeglichen werden. Außerdem ist es notwendig, Spulen zu verwenden, deren Induktivität in dem Bereich der Betriebsstromstärken, und zwar bei Stromänderungen im Verhältnis 1 : 10 sich um nicht mehr als 1,5 Prozent ändert.

Sodann ' ist es erforderlich, die Spulenabstände, oder was auf dasselbe hinauskommt, die Kapazitäten der Leitungsstücke zwischen je zwei Spulen bis auf .+. 1,5 Prozent albzugleichen. Soweit der Ausgleich nicht durch Berichtigung der Spulenabstände ausgeführt wird, kann er durch Zusatzkapazitäten erfolgen, die zweckmäßig an den Spulenpunkten eingeschaltet werden, ähnlich wie es bereits zum Ausgleich der gegenseitigen Kapazitäten verschiedener Doppelleitungen zur Begrenzung des Mit- und Übersprechens geschieht.

Da der Wellenwiderstand vorzugsweise von den ersten Leitungsgliedern abhängt, brauchen die vorstehenden Bedingungen nur am Anfang der Leitung erfüllt zu werden, und zwar auf einer Strecke, deren Gesamtdämpfung/i¹ etwa 0,3 beträgt. Jenseits dieser Anfangsstrecke sind etwa doppelt so große Abweichungen zulässig.

Eine weitere Verbesserung· erhält man dadurch, daß man den Anfangsgliedern eine erhöhte Dämpfung gibt, indem man z. B. den Spulenwiderstand dieser Glieder erhöht. Dabei ist es zweckmäßig, daß der Übergang von den Gliedern mit höherem Spulenwiderstand zu den. normalen Gliedern nicht plötzlich geschieht, sondern auf eine Anzahl Glieder verteilt wird.

In Abb. 2 ist der Wellenwiderstand einer nach dem beschriebenen Verfahren erbauten Spulenleitung dargestellt. Der Vergleich der Kurven in Abb. 1 und 2 beweist die Wirksamkeit der angegebenen Mittel.

Claims

75 Patent-Ansprüche:

1. Elektrische Spulenleitung, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulenabstände oder die Kapazitäten der zwischen, den Spulen liegenden Leitungsstücke (Hin- und Rückleitung) und die Spuleninduktivitäten untereinander abgeglichen sind, zum Zweck, die Schwankungen des Wellenwiderstandes auf ein den Betrieb nicht störendes Maß herabzusetzen, wobei die Abgleichung der Kapazitäten durch besondere Kondensatoren erfolgen kann.

2. Elektrische Spulenleitung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Abweichungen der Spuleninduktivitäten vom Mittelwert höchstens A-- 2 Prozent betragen.

3. Elektrische Spulenleitung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktivität der Spulen bei Stromänderungen im Verhältnis 1 : 10 sich um nicht mehr als 1,5 Prozent ändert.

4. Elektrische Spulenleitung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Abweichungen der Kapazitäten der Leitungsstücke zwischen den Spulen vom Mittelwert höchstens +_ 1,5 Prozent betragen.

5. Elektrische Spulenleitung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgleichung nach den Ansprüchen 2, 3 und 4 nur für eine Reihe von Gliedern am Anfang der Leitung durchgeführt ist, während für den übrigen Teil der Leitung etwa doppelt so .große Abweichungen zugelassen sind.

6. Elektrische Spulenleitung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reihe von Gliedern am Anfang der Leitung erhöhte Dämpfung erhält.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.