DE965725C

DE965725C - Veraenderbare Induktivitaet mit grosser Variation des Induktivitaetswertes

Info

Publication number: DE965725C
Application number: DES35807A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Eugen Traenkle
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1953-10-10
Filing date: 1953-10-10
Publication date: 1957-06-19

Description

Veränderbare Induktivität mit großer Variation des Induktivitätswertes Die Erfindung bezieht sich auf ein Variometer mit sehr großer Variation des Induktivitätswertes, beispielsweise einer Variation, die noch größer als i : ioo ist. Es ist bekannt, bei Variometern mit Ferritkernen die Induktivität durch Änderung einer Vormagnetisierung zu variieren. Dabei kann durch stetige Veränderung des Luftspaltes eines Permanentmagneten, z. B. durch Verdrehung eines permanenten Körpers, die Vormagnetisierung geändert werden. Eine andere Möglichkeit besteht in der Verwendung eines veränderbaren magnetischen Nebenschlusses. Es ist auch an anderer Stelle vorgeschlagen worden,. die beiden Regelmöglichkeiten in einer Varioineteranordnung zu verwenden; jedoch'sind hierbei die beiden Regelvorgänge völlig unabhängig voneinander. Bei den bekannten Variometern liegen die Induktivitätsänderungen weit unter i : ioo. Für viele Zwecke reicht eine derartige Variationsmöglichkeit nicht aus. Es liegt daher im Bestreben, Variometer zu schaffen, deren Variationsbereich wesentlich größer, beispielsweise größer als i : ioo ist.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, eine große Induktivitätsänderung dadurch zu erreichen, daß in einem einzigen Regelvorgang gleichzeitig der magnetische Nebenschluß und der Luftspalt verändert wird. Man kann das z. B. durch folgenden Aufbau erreichen. Ein .die Wicklung tragender geschlossener Kern wird zwischen zwei Weicheisenpolschuhen angebracht, die mit ihm in gutem magnetischem Kontakt stehen. Die Weicheisenpolschuhe ihrerseits werden durch einen Dauermagneten geschlossen. Wenigstens einer der Weicheisenpolschuhe weist einen Luftspalt auf, und schließlich ist ein verstellbarer Weicheisenkrirper vorgesehen, der so ausgestaltet ist, daß er in seinen verschiedenen Stellungen entweder den oder die Luftspalte in den Weicheisenpolschuhen überbrückt oder daß er gleichzeitig die an der Spule anliegenden Teile der Polschuhe überbrückt oder bei offenen Luftspalten nur diese Teile überbrückt, oder überhaupt keine Teile miteinander verbindet, oder bei offenen Luftspalten den Dauermagneten kurzschließt.
Hierdurch wird eine sehr starke Beeinflussung der Induktivität hervorgerufen, so daß die eingangs geforderten Variationsmöglichkeiten mühelos erreicht werden.
Es ist naturgemäß sinnvoll, die Konstruktion so zu treffen, daß die einzelnen Stellungen des verstellbaren Weicheisenkörpers stetig nacheinander durchlaufen werden, um eine stetige Veränderbarkeit des Variometers, die bei anderen Anordnungen an sich bekannt ist, zu gestatten. Es ist im Sinne dieser Maßnahme zweckmäßig, den verstellbaren Weicheisenkörper als ein drehbares Teil, wie es von anderen Anordnungen her an sich bekannt ist, auszugestalten, und zwar zweckmäßigerweise als einen Zylinder mit kreissektorenförmigem Querschnitt, der zwischen den mit entsprechenden Anlageflächen versehenen Polschuhteilen verdrehbar ist.
In der Zeichnung ist schematisch ein erfindungsgemäßes Variometer dargestellt, wobei die verschiedenen Fig.i bis 5 verschiedene Stellungen des verstellbaren Weicheisenkörpers wiedergeben. In sämtlichen Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. a ist der geschlossene Kern, der die Wicklung b trägt und die in ihrem Induktivitätswert geändert werden soll. c und d sind zwei Weicheisenpolschuhe, die in gutem magnetischem Kontakt mit dem Kernkörper a stehen. Der in der Zeichnung rechts dargestellte Weicheisenpolschuh besteht dabei aus zwei Teilen, nämlich d und e, die durch den Luftspalt f unterbrochen sind. Die Polschuhe c und d + e werden ihrerseits durch den Dauermagneten g verbunden Außerdem ist ein verstellbarer Weicheisenkörper h -vorhanden, der nun in seinen verschiedenen Stellungen einen verschieden starken magnetischen Fluß durch den Kernkörper a passieren läßt.
In der Fig.i überbrückt der Körper h den Luftspalt f, so daß der volle Fluß vom Dauermagneten g über die Polschuhe c, d und e über den Kernkörper a fließt. In einer weiteren Stellung, wie in der Fig. z. überbrückt der verstellbare Weicheisenkörper h nicht nur den Luftspalt f, sondern gleichzeitig auch die Polschuhteile c und d, d. h., es wird zu dem Kernkörper a ein magnetischer Nebenschluß geschaffen, so daß die Flußdichte über den Kernkörper a verringert wird.
In Fig. 3 besteht nurmehr ein Nebenschluß zum Kernkörper a, während der Luftspalt f geöffnet wird. Der Fluß über den Kernkörper a nimmt noch weiter ab. -In der Fig. q. wird zwar auch die Überbrückung zwischen c und d aufgehoben, jedoch gleichzeitig bereits ein Kurzschlußfeld zwischen c und e über 11 als Nebenschluß zu dem Weg d-a-c hervorgerufen, so daß selbst das den Luftspalt f noch überbrückende Streufeld wesentlich verkleinert wird, wodurch der Fluß über a noch geringer wird.
In der Fig.5 schließlich schließt der Weicheisenkörper h den Dauermagneten über c und e vollkommen kurz, so daß ein Streufeld über f praktisch nicht mehr entstehen kann, d. h.; der Kernkörper a wird überhaupt nicht mehr vormagnetisiert.
Durch Verstellung des Weicheisenkörpers 1a von der Stellung der Fig. i bis zur- Fig. 5 wird daher die Induktivität der Wicklung b von einem Minimum bis zu einem Maximum geändert, d. h. die erwünschte Variation des Induktivitätswertes erzielt, die bei der dargestellten Ausführungsform rund i : 300 betrug.
Es ist zunächst an sich gleichgültig, aus welchem Kernwerkstoff der Körper a besteht. Da sich jedoch Ferrite besonders gut für Variometer eignen, ist es zweckmäßig, bei dem vorgeschlagenen Variometer zur Erzielung besonders hoher Variationsmöglichkeiten und auch zur Verbesserung der Frequenzabhängigkeit einen Ferritkern zu verwenden, beispielsweise ein Nickel-Zink-Ferrit mit einer hohen Permeabilität.
Durch geeignete Formgebung der zusammenarbeitenden Teile im dargestellten Beispiel, besonders des verstellbaren Weicheisenteiles h, ist es ohne weiteres zu erreichen, daß die Induktivitätsänderung pro Einheit des Drehwinkels ganz gleichmäßig ist oder sogar einer vorgegebenen Abhängigkeit folgt. Ein erfindungsgemäßes Variometer kann beispielsweise mit einer Festinduktivität in Serie geschaltet als induktiver Spannungsteiler Verwendung finden. Damit ist jedoch die Anwendung des erfindungsgemäßen Variometers nicht erschöpft, es kann überall dort benutzt werden, wo es auf eine sehr große Variation eines Induktivitätswertes ankommt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Veränderbare Induktivität mit großer Variation des Induktivitätswertes, beispiels weise i : ioo, dadurch gekennzeichnet, daß ein dieWicklung(b)bragendergeschlossenerKern(al zwischen zwei Weicheisenpolschuhen (c und d-e) angebracht ist, die ihrerseits durch einen Dauermagneten (g) geschlossen sind, und daß wenigstens der eine Weicheisenpolschuh einen Luftspalt (f) aufweist und daß weiterhin ein verstellbarer Weicheisenkörper (h) vorgesehen ist, der so ausgestaltet ist, daß er in seinen verschiedenen Stellungen entweder den Luftspalt im Polschuh überbrückt oder gleichzeitig die an der Spule anliegenden Teile der Polschuhe überbrückt, oder bei offenem Luftspalt nur diese überbrückt, oder keine Teile miteinander verbindet, oder bei offenem Luftspalt derb Dauermagneten kurzschließt.
2. Veränderbare Induktivität nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Stellungen des verstellbaren Weicheisenkörpers stetig nacheinander durchlaufen werden.
3. Veränderbare Induktivität nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der verstellbare Weicheisenkörper ein verdrehbares Teil ist.
4. Veränderbare Induktivität nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der verstellbare Weicheisenkörper ein Zylinder mit kreissektorenförmigem Querschnitt ist, der zwischen den mit entsprechenden Anlageflächen versehenen Polschuhteilen verdrehbar ist.
5. Veränderbare Induktivität nach Anspruch i oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der für die Induktivität vorgesehene Kern ein Ferritkern, vorzugsweise hoher Permeabilität, ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 897 858; französische Patentschrift Nr. 786 o23; Elektrotechnische Zeitschrift, H. 21, 1951, S. 643; deutsche Auslegeschrift 469 VIIIa/21 a,4; britische Patenbschiriften Nr. 412 642, 616 932; deutsche Patentarnn-le,ldungenA 10226 VIII c/ 2 i g, Sch i 196 V I I I c./ 21 g, G 5454 `TI I I c / 21 g.