[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Entstördrosselanordnung gemäß dem einleitenden
Teil des Patentanspruchs 1.
[0002] Elektrische Störspannungsquellen erzeugen in den meisten Fällen sowohl (netz)-symmetrische
als auch (netz)-asymmetrische Störungen. Um diese zu beseitigen, hat man bisher Entstördrosselanordnungen
aus zwei gesonderten verschiedenen Drosselarten mit je einem eigenen Kern eingesetzt,
und zwar eine stromkompensierte, vorzugsweise mit einem Ferrit-Ringkern aufgebaute
Drossel zur Bedämpfung der asymmetrischen Störungen und eine zweite Drossel zur Bedämpfung
der symetrischen Störungen, die, nicht stromkompensiert, mit einem zweiten (Ring-)Kern
aus Metallpulver aufgebaut ist; Metallpulverkern deshalb, um die Sättigung zu vermeiden.
[0003] Diese bisher übliche Entstörmethode ist aufwendig. Sie benötigt nicht nur viel Raum
sondern sie ist auch teuer.
[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Entstördrosselanordnung gemäß dem
einleitenden Teil des Patentanspruchs 1 zu schaffen, die sich durch einen weitaus
geringeren Raumbedarf und einen weitaus geringeren Aufwand gegenüber den bekannten
Entstördrosselanordnungen auszeichnet und überdies auch leichter montierbar ist als
diese, so daß sie auch in dieser Hinsicht weniger Kosten verursacht.
[0005] Die vorgenannte Aufgabe wird durch die im speziellen Teil des Patentanspruchs 1 genannten
Merkmale gelöst.
[0006] Die Erfindung ergibt eine kombinierte Entstördrossel als einheitliches Bauteil, wobei
der Luftspalt bewirkt, daß der Versorgungsstrom keine Sättigung im magnetischen Kreis
der nicht stromkompensierten Wicklung herbeiführt. Dieser Luftspalt ist nur im magnetischen
Kreis der nicht kompensierten Wicklung vorgesehen, da die Sättigung im magnetischen
Kreis der stromkompensierten Wicklung in bekannter Weise durch die Stromkompensation
des Versorgungsstromes vermieden wird.
[0007] Die Wicklungen können in bekannter Weise über eine gedruckte Schaltungsplatine entsprechend
verbunden werden.
[0008] Die abhängigen Patentansprüche betreffen bevorzugte Ausführungsformen der Entstördrosselanordnung
gemäß Patentanspruch 1.
[0009] Die Patentansprüche 2 bis 8 haben besonders günstige bauliche Gestaltungen zum Gegenstand.
[0010] Die Patentansprüche 9 und 10 betreffen bevorzugte Maßnahmen zur Optimierung der Dämpfungswirkung.
[0011] Der Patentanspruch 11 bezieht sich auf eine bevorzugte Materialauswahl für den Kern
der erfindungsgemäßen Entstördrosselanordnung.
[0012] Die Zeichnung zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen kombinierten
Entstördrossel. Die Fig. 1a und 1b zeigen die Entstördrossel in Ansicht von der Seite
(Fig.1a) und in Ansicht von oben (Fig.1b), die
[0013] Fig. 2 zeigt das Schaltschema für die Wicklungen der Drossel, und die Fig .3 zeigt
schematisch in Ansicht von der Seite den Aufbau des Kerns und die Zuordnung der Wicklungen
zu diesem mit den Stromflußrichtungen und den zugehörigen Magnetflußrichtungen. In
Fig. 3 sind die Stromflußrichtungen für den Versorgungsstrom und die diesem zugehörigen
Magnetflußrichtungen für eine Halbwelle angegeben.
[0014] Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Kern 1 ein E-Kern mit zwei Außenschenkeln
1a und 1c und einem Mittelschenkel 1b, der an dem einem Außenschenkel 1c einen Luftspalt
7 aufweist. Der andere Außenschenkel 1a und der Mittelschenkel 1b sind ohne Luftspalt
ausgeführt. Auf dem Außenschenkel 1a ohne Luftspalt ist eine stromkompensierte Wikklung
mit ihren gegensinnig gewickelten oder geschalteten Wicklungshälften W1 und W2 angeordnet.
Auf dem Außenschenkel 1c mit dem Luftspalt 7 befinden sich zwei gleichsinnig gewikkelte
oder geschaltete Teilwicklungen W3 und W4, die zusammen die nicht stromkompensierte
Wicklung bilden und hier jeweils in den einen bzw. anderen Strompfad der Stromversorgung
für die Last geschaltet sind.
[0015] Gemäß Fig.3 fließt der Versorgungsstrom von der Stromquelle zunächst durch die eine
Wicklungshälfte W1 der stromkompensierten Wicklung, dann weiter durch die Teilwicklung
W3 der nicht stromkompensierten Wicklung zur Last und von der Last zurück durch die
Teilwicklung W4 der nicht stromkompensierten Wicklung und schließlich über die zweite
Hälfte W2 der stromkompensierten Wicklung zurück zur Stromquelle.
[0016] Es ist ersichtlich, daß der Versorgungsstrom in dem sich über den Mittelschenkel
schließenden magnetischen Kreis der stromkompensierten Wicklung sich kompensierende
Magnetflüsse hervorzurufen trachtet, wobei allerdings (netz-)asymmetrische Störströme
durch die Wicklungshälften W1 und W2 in diesem magnetischen Kreis nicht kompensierte
Störflüsse bewirken, so daß dort solche Störströme stark gedämpft bzw. eliminiert
werden. Die (netz-)symmetrischen Störströme erzeugen über die Teilwicklungen W3 und
W4 der nicht stromkompensierten Wicklung in deren sich ebenfalls über den Mittelschenkel
1b schließenden Magnetkreis gleichgerichtete Magnetflüsse, so daß auch sie stark
bedämpft bzw. eliminiert werden. Allerdings bewirkt auch der Versorgungsstrom mittels
der Teilwicklungen W3 und W4 der nicht stromkompensierten Wicklung gleichgerichtete
Magnetflüsse in deren magnetischem Kreis, doch sorgt der Luftspalt 7 dafür, daß das
Kernmaterial in diesem Kreis durch den Versorgungsstrom nicht in die Sättigung getrieben
werden kann.
[0017] Die Fig.3 läßt erkennen, daß die magnetischen Kreise für die stromkompensierte Wicklung
W1, W2 einerseits und für die nicht stromkompensierte Wicklung W3, W4 andererseits
weitestgehend entkoppelt sind.
[0018] Im Prinzip würde für die nicht stromkompensierte Wicklung auch nur eine der beiden
Teilwicklungen W3 oder W4 gemäß Fig.3 genügen. Der symmetrische Aufbau beim Außenschenkel
1c empfiehlt sich jedoch aus anderen Gründen, z.B. wenn mit symmetrischen Störströmen
in beiden Strompfaden der Stromversorgung zu rechnen ist.
[0019] In Fig.3 sind die Wicklungen W1-W4 und die Wicklungsanschlüsse 1′-8′ in der gleichen
Weise bezeichnet wie in Fig.2, die das Schaltschema für die stromkompensierte Wicklung
und die nicht stromkompensierte Wicklung wiedergibt.
[0020] Gemäß Fig. 1a und Fig.1b befinden sich die Wicklungen bzw. Teilwicklungen und Wicklungshälften
jeweils auf einem gesonderten Spulenkörper 2 für die stromkompensierte Wicklung W1,
W2 einerseits und für die nicht stromkompensierte Wikklung W3, W4 andererseits. Diese
Spulenkörper umgeben jeweils den betreffenden Außenschenkel 1a bzw. 1c des Kerns 1.
Auf den Spulenkörpern 3 sind die Wicklungshälften bzw. Teilwikklungen in je zwei
oder vier Wickelkammern 3 nebeneinander angeordnet. Die Spulenkörper 2 sind mit Anschlußstiften
4 versehen, die dem Anschluß der Wicklungshälften bzw. Teilwicklungen und der äußeren
Beschaltung der erfindungsgemäßen kombinierten Entstördrossel dienen.
[0021] Ein besonders günstiges Material für den Kern 1 ist hochpermeabler Ferrit.
[0022] Prinzipiell könnten die Wicklungshälften der stromkompensierten Wicklung bzw. die
Teilwicklungen der nicht stromkompensierten Wicklung auch übereinander angeordnet
werden, und der Luftspalt 7 könnte im magnetischen Kreis der nicht stromkompensierten
Wicklung W3, W4 auch an einer anderen Stelle als im Außenschenkel 1c, z.B. im Joch,
realisiert werden.
[0023] In jedem Falle ist mit der erfindungsgemäßen kombinierten Entstördrossel eine ausreichende
Bedämpfung der beiden Störkomponenten, nämlich des symmetrischen Störstromes und
des asymmetrischen Störstromes erzielbar.
1. Entstördrosselanordnung mit magnetisch leitendem Kern (1) zur Bedämpfung von symmetrischen
und von asymmetrischen Störströmen in Stromversorgungen von elektrischen und elektronischen
Geräten, wobei der Versorgungsstrom zur Bedämpfung der asymmetrischen Störströme durch
eine stromkompensierte Wicklung (W1,W2) und zur Bedämpfung der symmetrischen Störströme
durch eine nicht stromkompensierte Wicklung (W3,W4) fließt, dadurch gekennzeichnet, daß ein einziger Kern (1) mit mindestens drei Schenkeln (1a,1b,1c) vorgesehen ist,
die Wicklungen (W1,W2 und W3,W4) so auf dem Kern (1) angeordnet sind, daß der magnetische
Kreis der stromkompensierten Wikklung (W1,W2) und der magnetische Kreis der nicht
stromkompensierten Wicklung (W3,W4) zumindest weitgehend entkoppelt sind, und daß
der magnetische Kreis der nicht stromkompensierten Wicklung (W3,W4) einen Luftspalt
(7) aufweist.
2. Entstördrosselanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (1) ein E-Kern ist, auf dessen einem Außenschenkel (1a) die stromkompensierte
Wicklung (W1,W2) und auf dessen anderem Außenschenkel (1c) die nicht stromkompensierte
Wicklung (W3,W4) angeordnet ist.
3. Entstördrosselanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftspalt (7) im Außenschenkel (1c) für die nicht stromkompensierte Wicklung
(W₃,W₄) angeordnet ist.
4. Entstördrosselanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die stromkompensierte Wicklung (W1,W2) und/oder die nicht stromkompensierte Wicklung
(W3,W4) jeweils auf einem den betreffenden Schenkel (1a bzw. 1c) des Kerns (1) umgebenden
Spulenkörper (2) mit Kontaktstiften (4) angeordnet ist/sind.
5. Entstördrosselanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die nicht stromkompensierte Wicklung (W3,W4) aus je einer Teilwicklung (W3 bzw.
W4) für jeden Strompfad der Stromversorgung besteht.
6. Entstördrosselanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungshälften (W1 bzw. W2) der stromkompensierten Wicklung (W1,W2) und/oder
die Teilwicklungen (W3 bzw. W4) der nicht stromkompensierten Wicklung (W3,W4) übereinander
angeordnet sind.
7. Entstördrosselanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungshälften (W1 bzw. W2) der stromkompensierten Wicklung (W1,W2) und/oder
die Teilwicklungen (W3 bzw. W4) der nicht stromkompensierten Wicklung (W3,W4) nebeneinander
angeordnet sind.
8. Entstördrosselanordnung nach Anspruch 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulenkörper (2) Wickelkammern (3) aufweisen.
9. Entstördrosselanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die stromkompensierte Wicklung (W1,W2) und die nicht stromkompensierte Wicklung
(W3,W4) unteschiedliche Windungszahlen aufweisen.
10. Entstördrosselanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche
und Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Wicklungshälften (W1 bzw. W2) der stromkompensierten Wicklung (W1,W2)
und die Teilwicklungen (W3 bzw. W4) der nicht stromkompensierten Wicklung (W3,W4)
ein X- oder Y-Kondensator geschaltet ist.
11. Entstördrosselanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (1) aus hochpermeablem Ferrit besteht.