DE19936859C1 - Noise signal suppression coil for supply network filter has signal winding coupled to optical signal device for indicating saturation of magnetic core resulting from asymmetrical noise - Google Patents

Abstract

The noise signal suppression coil (7) has a magnetic core (8) and associated choke coil windings (9) for compensating the magnetic flux in the magnetic core, with an auxiliary signal winding (10) coupled to an optical signal device (12), e.g. a LED, for indicating asymmetrical noise signals.

Description

Die Erfindung betrifft eine Funkentstördrossel mit einem Ma­ gnetkern und mit auf dem Magnetkern aufgebrachten, den magne­ tischen Fluß im Magnetkern kompensierenden Drosselwicklungen.The invention relates to a radio interference suppression choke with a Ma gnet core and with the magnet on the magnetic core table flux in the magnetic core compensating choke windings.

Derartige Funkentstördrosseln sind allgemein bekannt (z. B. DE 31 12 296 A1). Die stromkompensierten Funkentstördrosseln sollen die Ausbreitung asymmetrischer Störspannungen auf den Netzleitungen verhin­ dern. Zu diesem Zweck werden Kondensatoren und stromkompen­ sierte Funkentstördrosseln auf geeignete Weise zu Netzfiltern zusammengeschaltet. Diese Netzfilter sind meist zwischen Netzanschluß und dem Erzeuger von Störspannungen geschaltet und sollen die Emission von Störspannungen in das Stromver­ sorgungsnetz begrenzen, so daß die Normen für die elektroma­ gnetische Verträglichkeit eingehalten werden.Such interference suppression chokes are generally known (for example DE 31 12 296 A1). The current-compensated radio interference suppression chokes are intended to spread prevent asymmetrical interference voltages on the power lines other. For this purpose, capacitors and current compen radio interference suppression chokes in a suitable way to line filters interconnected. These line filters are mostly between Mains connection and the generator of interference voltages switched and are intended to emit interference voltages in the power supply limit the supply network so that the standards for the electroma gnetic tolerance are observed.

Bei manchen Anwendungen, wie beispielsweise Motorsteuerungen, kann es vorkommen, daß die Anwender die vorgeschriebenen ma­ ximale Motorkabellänge überschreiten, ohne daß ihnen die Aus­ wirkungen bewußt sind. Denn durch die Verlängerung von Motor­ kabeln steigen die asymmetrischen Störspannungsanteile. Dies kann soweit führen, daß der Magnetkern einer verwendeten Fun­ kentstördrossel in die Sättigung getrieben wird, so daß nahezu die gesamte Filterwirkung des Netzfilters verloren geht. Ge­ räte, die in der Nähe angeordnet sind, können dann gestört werden.In some applications, such as motor controls, it can happen that the user complies with the prescribed ma Exceed the maximum motor cable length without effects are conscious. Because by extending the engine cables increase the asymmetrical interference voltage components. This can lead so far that the magnetic core of a fun Kent throttle is driven into saturation, so that almost the entire filter effect of the line filter is lost. Ge councils located nearby can then be disturbed become.

Um feststellen zu können, ob das Netzfilter grundsätzlich funktioniert, benötigt man sehr teuere und komplexe Störspan­ nungsmeßgeräte. Diese messen netzseitig die Störspannungsan­ teile. In der Praxis sind diese Störspannungsmeßgeräte meist nicht anwendbar, da Störspannungsmeßgeräte im allgemeinen nur von ausgebildeten Spezialisten bedienbar sind.To be able to determine whether the line filter is fundamentally works, you need very expensive and complex interference chips voltage measuring devices. These measure the interference voltage on the network side parts. In practice, these interference voltage measuring devices are mostly not applicable, because interference voltage measuring devices in general only can be operated by trained specialists.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Funkentstördrossel zu schaffen, de­ ren Funktionsfähigkeit in einem Netzfilter auf einfache Art und Weise feststellbar ist.The invention is based on this prior art the task of creating a radio interference suppression choke, de functionality in a line filter in a simple way and way is ascertainable.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an ei­ ne zusätzliche Signalwicklung ein optisches Signalmittel an­ geschlossen ist.This object is achieved in that egg ne additional signal winding an optical signal means closed is.

Wenn asymmetrische Störspannungen auftreten, werden in der zusätzlichen Signalwicklung entsprechende Spannungen indu­ ziert, die an das optische Signalmittel weitergegeben werden. Falls nun der Magnetkern durch die asymmetrischen Störungen in die Sättigung getrieben wird, steigen die induzierten Spannungen in der Signalwicklung stark an. Das optische Si­ gnalmittel kann nun so konstruiert werden, daß es ab einer bestimmten Schwellenspannung ein optisches Signal abgibt. Zweckmäßigerweise wird die Schwellenspannung dann überschrit­ ten, wenn der Magnetkern kurz vor der Sättigung ist. Anhand des optischen Signals kann dann der Anwender auf einfache Art und Weise feststellen, ob die Funktionsfähigkeit des Netzfil­ ters gegeben ist.If asymmetrical interference voltages occur, the additional signal winding corresponding voltages indu adorned, which are passed on to the optical signaling means. If now the magnetic core due to the asymmetrical interference is driven to saturation, the induced increase Voltages in the signal winding strongly. The optical Si gnalmittel can now be constructed so that it from one emits an optical signal at certain threshold voltage. The threshold voltage is then expediently exceeded when the magnetic core is close to saturation. Based of the optical signal, the user can then easily and determine whether the Netzfil ters is given.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der ab­ hängigen Ansprüche.Further embodiments of the invention are the subject of pending claims.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:An exemplary embodiment of the invention is described below the drawing explained in more detail. Show it:

Fig. 1 eine Ausführungform eines zwischen Störer und Netz geschalteten Netzfilters; FIG. 1 shows an embodiment of a switched between interferer and power line filter;

Fig. 2 eine stromkompensierte Funkentstördrossel mit einem an eine Signalwicklung angeschlossenen Signalmittel; und Figure 2 is a current-compensated radio interference suppression inductor having an input connected to a signal winding signal means. and

Fig. 3 ein Diagramm mit dem zeitlichen Verlauf einer in der Signalwicklung induzierten Signalspannung. Fig. 3 shows a diagram with the temporal course of the signal induced in coil voltage signal.

In Fig. 1 ist ein Störer 1 über Leitungen 2 an ein Netz 3 angeschlossen. In den Leitungen 2 befindet sich ein Netzfil­ ter 4, der von in Sternschaltung geschalteten C_X-Konden­ satoren 5, einem C_Y-Kondensator 6 und von einer stromkompen­ sierten Drossel 7 gebildet ist. Die C_X-Kondensatoren 5 sind in zwei Gruppen, jeweils vor und nach der stromkompensierten Drossel 7, geschaltet. Sie dienen dazu, symmetrische Stör­ spannungen zu unterdrücken. Zur Dämpfung asymmetrischer Stör­ spannungen ist zwischen einem der Sternpunkte und Masse der C_Y-Kondersator 6 geschaltet.In Fig. 1, a jammer 1 is connected to a network 3 via lines 2 . In the lines 2 there is a Netzfil ter 4 , which is formed by star-connected C _X capacitors 5 , a C _Y capacitor 6 and a current-compensated choke 7 . The C _X capacitors 5 are connected in two groups, each before and after the current-compensated choke 7 . They serve to suppress symmetrical interference voltages. To dampen asymmetrical interference voltages, the C _Y capacitor 6 is connected between one of the star points and ground.

Unter symmetrischen Störspannungen werden dabei Potential­ schwankungen zwischen den Leitungen 2 verstanden. Asymmetri­ sche Störungen sind dagegen Potentialschwankungen zwischen den Leitungen 2 und Masse.Symmetrical interference voltages are understood to mean potential fluctuations between the lines 2 . In contrast, asymmetrical disturbances are potential fluctuations between lines 2 and ground.

Die stromkompensierte Drossel 7 weist einen Magnetkern 8 auf, auf den Drosselwicklungen 9 aufgebracht sind. Die von den Drosselwicklungen 9 im Magnetkern 8 erzeugten Magnetflüsse kompensieren sich im Normalbetriebszustand ohne asymmetrische Störungen zu Null. Asymmetrische Störungen auf den Leitungen 2 erzeugen jedoch in der Summe einen magnetischen Fluß im Ma­ gnetkern 8 und werden deshalb durch die stromkompensierte Drossel 7 gedämpft.The current-compensated choke 7 has a magnetic core 8 on which choke windings 9 are applied. The magnetic fluxes generated by the choke windings 9 in the magnetic core 8 compensate to zero in the normal operating state without asymmetrical disturbances. Asymmetric disturbances on the lines 2 , however, generate a total magnetic flux in the magnetic core 8 and are therefore damped by the current-compensated choke 7 .

Auf den Magnetkern 8 der stromkompensierten Drossel 7 ist ferner eine Signalwicklung 10 aufgebracht, an die über einen Vorwiderstand 11 eine Leuchtdiode 12 angeschlossen ist.A signal winding 10 is also applied to the magnetic core 8 of the current-compensated choke 7 , to which a light-emitting diode 12 is connected via a series resistor 11 .

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Signalwicklung 10 aus einer einzelnen Windung, an die die Leuchtdiode 12 angeschlossen ist.In the embodiment shown in Fig. 2, the signal winding 10 consists of a single turn to which the light emitting diode 12 is connected.

Fig. 3 stellt in einem Diagramm den zeitlichen Verlauf der in der Signalwicklung 10 induzierten Spannung dar. In diesem Fall ist der Störer ein Frequenzumformer, der einen Elektro­ motor mit einer Drehfrequenz von 10 Hz drehen läßt. Der Fre­ quenzumformer arbeitet dabei mit einer interner Taktfrequenz von 1 kHz. Die induzierte Spannung ist immer dann besonders groß, wenn der Magnetkern 8 durch die asymmetrischen Stör­ spannungen in die Sättigung getrieben wird. Dies ist bei­ spielsweise in Fig. 3 während der ersten 20 msec und der letzten 10 msec der Fall. In diesen Zeitabschnitten wird die Schwellenspannung der Leuchtdiode 12 überschritten, so daß die Leuchtdiode 12 gepulst zu leuchten beginnt. Dies wird vom menschlichen Auge als kontinuierliches Leuchten wahrgenommen. Hervorzuheben ist, daß die Helligkeit der Leuchtdiode 12 ein ungefähres Maß für den Grad der Sättigung des Magnetkerns 8 ist. Fig. 3 shows a diagram of the time course of the voltage induced in the signal winding 10. In this case, the interferer is a frequency converter that can rotate an electric motor with a frequency of 10 Hz. The frequency converter works with an internal clock frequency of 1 kHz. The induced voltage is always particularly large when the magnetic core 8 is driven into saturation by the asymmetrical interference voltages. This is the case for example in FIG. 3 during the first 20 msec and the last 10 msec. The threshold voltage of the light-emitting diode 12 is exceeded in these time periods, so that the light-emitting diode 12 begins to light in a pulsed manner. This is perceived by the human eye as a continuous glow. It should be emphasized that the brightness of the light emitting diode 12 is an approximate measure of the degree of saturation of the magnetic core 8 .

Das Leuchten der Leuchtdiode 12 zeigt somit die Sättigung des Magnetkerns 8 an und weist den Anwender des Netzfilters 4 darauf hin, daß das Netzfilter 4 nicht funktionsfähig ist. Deshalb kann in der Praxis auf die komplexen Störspannungs­ meßgeräte, die im allgemeinen nur von Fachleute gehandhabt werden können, verzichtet werden.The lighting of the light emitting diode 12 thus indicates the saturation of the magnetic core 8 and advises the user of the line filter 4 that the line filter 4 is not functional. Therefore, the complex interference voltage measuring devices, which can generally only be handled by experts, can be dispensed with in practice.

Es sei angemerkt, daß für den Magentkern 8 zweckmäßigerweise eine Legierung mit einer hohen Sättigunginduktion oberhalb von 1 T verwendet wird. Derartige Legierungen sind beispiels­ weise nanokristalline Legierungen auf Eisenbasis oder amorphe Legierungen auf Kobaltbasis.It should be noted that an alloy with a high saturation induction above 1 T is expediently used for the magnet core 8 . Such alloys are, for example, nanocrystalline iron-based alloys or amorphous cobalt-based alloys.

Demgemäß ergibt sich für die Windungszahl N bei einer über der Leuchtdiode 12 zu erzielenden Spannung U = 3 V, einer Taktfrequenz f = 10 kHz, einer Querschnittsfläche des Magnet­ kerns 8 von A_Fe = 0,5 qmm und einer Induktion im Magnetkern von 1,2 T der Wert:
Accordingly, for the number of turns N, with a voltage U = 3 V to be achieved via the light-emitting diode 12 , a clock frequency f = 10 kHz, a cross-sectional area of the magnetic core 8 of A _Fe = 0.5 qmm and an induction in the magnetic core of 1, 2 T the value:

Im allgemeinen wird daher bei Verwendungen einer derartigen Legierung für den Magnetkern 8 eine einzelne Windung um den Magnetkern 8 ausreichen, um mit Hilfe einer Leuchtdiode 12 die Sättigung des Magentkerns 8 anzuzeigen.Generally, therefore, such an alloy for the magnetic core 8, a single turn around the magnetic core 8 is sufficient for uses to indicate by means of a light-emitting diode 12, the saturation of the Magentkerns. 8

Claims (4)

1. Funkentstördrossel mit einem Magnetkern (8) und mit auf dem Magnetkern (8) aufgebrachten, den magnetischen Fluß im Magnetkern (8) untereinander kompensierenden Drosselwick­ lungen (9), dadurch gekennzeichnet, daß an eine zusätzliche Signalwicklung (10) ein optisches Signalmittel (12) angeschlossen ist.1. interference suppression choke with a magnetic core ( 8 ) and with on the magnetic core ( 8 ), the magnetic flux in the magnetic core ( 8 ) mutually compensating Drosselwick lungs ( 9 ), characterized in that an additional signal winding ( 10 ), an optical signal means ( 12 ) is connected. 2. Funkentstördrossel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Signalmittel eine Leuchtdiode (12) ist.2. radio interference suppression choke according to claim 1, characterized in that the optical signal means is a light emitting diode ( 12 ). 3. Funkentstördrossel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Signalmittel eine Glühlampe ist.3. radio interference suppression choke according to claim 1, characterized, that the optical signal means is an incandescent lamp. 4. Funkentstördrossel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Signalmittel eine Glimmlampe ist.4. radio interference suppression choke according to claim 1, characterized, that the optical signal means is a glow lamp.