DE609183C - Anordnung zur Erzielung einer bestimmten Streuung bei Transformatoren - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AI
9. FEBRUAR 1935

REICtfSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21a² GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 5. Februar 1932 ab

An Transformatoren in Verstärkerschaltungen wird vielfach, die Forderung gestellt, daß der Transformator bei 'einem bestimmten Übersetzungsverhältnis einer gegebenen Primärinduktivität eine bestimmte Streuinduktivität hat.

Kleine Streuinduktivitäten werden in bekannter Weise durch Unterteilen der primären und sekundären Wicklung erzielt. In gewissen Fällen, z. B. für die Übertragung schmaler Frequenzbänder und relativ großer Verstärkung im oberen Teil des Übertragungsbereiches (Streuspitze), wird jedoch mitunter eine Stneuinduktivität gefordert, die verhältnismäßig' groß ist gegenüber der Induktivität des Übertragers, z. B. das 5- bis 10- bis 15-fache der normalen Streuung beträgt.

Der naheliegende Weg, diese große Streuinduktivität durch eine Seriendrossel L_s (Abb. 1) herzustellen, hat den Nachteil größeren Aufwandes, größerer Kosten und größeren Raumbedarfs. Ferner wird die Schaltungskapazität und die Möglichkeit neuer Störspannungen vergrößert. Es ist zwar zur Vermeidung derartiger Störungen möglich, die zusätzliche Drosselspule an den Transformator anzubauen in der Weise, daß die magnetischen Flüsse der beiden Apparate teilweise durch gemeinschaftliche Eisenwege verlaufen.

Das bedingt aber einen anormalen Aufbau des Eisenkörpers und eine entsprechende Verteuerung. Eine andere bekannte Maßnahme besteht darin, die beiden Wicklungen, zwischen denen 'eine gesteigerte Streuung vorhanden sein soll, voneinander mehr oder weniger entfernt auf dem Eisenkörper anzubringen und entweder die Querschnitte dieses letzteren etwa treppenartig abzustufen oder seinen Eisenweg zwischen den beiden Wicklungen durch einen Luftspalt zu unterbrechen. Diese Maßnahmen bedingen aber 'eine sehr schlechte Ausnutzung des Materials; sie vermindern gleichzeitig auch den Hauptfluß, d. h, sowohl die primäre und sekundäre Induktanz wie auch die gegenseitige Induktion der Wicklungen, 'und erfordern zur Aufhebung dieser Verringerung einen gesteigerten Materialaufwand. Es ist daher außerordentlich wichtig, die Streuung des Transformators Ü (Abb. 1) zu vergrößern, ohne die Induktivitäten L₁, L₂ zu verändern. Bis zu einem gewissen Grade (rund bis eine 5fache Streuinduktivitätsvergrößerung) erreicht man dies bekanntlich dadurch, daß man zwischen die Primär- und Sekundärwicklung einen Streifen ferromagnetischen Bleches legt.

Nach der Erfindung ermöglicht es die im folgenden beschriebene Wicklungsanordnung, auch noch wesentlich größere Streuungen zu erzielen. *>o

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden-:

Dr. Rudolf Gürtler in Berlin.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß primär- oder (und) sekundärseitig zwei zusätzliche, vom Strom der Hauptwicklung durchflossene Wicklungen angebracht sind, vion denen die erste gleichsinnig wie die Hauptwicklung und zusätzlich zu dieser wirkt und die zweite, räumlich nicht zwischen den Teilen der zugehörigen Hauptwicklung angeordnete zusätzliche Wicklung durch entgegengesetzten Windungs- oder Schaltungssinn die Wirkung der ersteren in bezug auf den Hauptfluß angenähert aufhebt.

Bei Ausführung der Wicklungen aus koaxial übereinander angeordneten zylindrischen Abteilungen kann man z. B. die einzelnen Teile so anordnen, daß am nächsten zum Kern die Hauptwicklung des einen Stromkreises angebracht ist, darüber die erste zugehörige zusätzliche Wicklung desselben Stromkreises, dann die zweite zusätzliche Wicklung und dann die Wicklung des anderen Stromkreises. Man kann aber auch eine umgekehrte Reihenfolge treffen. Ferner kann man auch die zweite zusätzliche, der zugehörigen Hauptwicklung in bezug auf Amperewindungen entgegenwirkende Wicklung eines (z. B. des primären) Stromkreises räumlich zwischen den Wicklungsteilen des anderen (z. B. des sekundären) Stromkreises anordnen.

In Abb. 2 ist schematisch der Schnitt durch Kern K. und Wicklung W- eines Transformators dargestellt. Wicklung· α mit der Windungszahl /Z₁ genügt der Selbstinduktivität L₁.

In Reihe hiermit liegt Wicklung b mit ti Windungen und schließlich c mit ti gegensinnig gewickelten Windungen. Die Sekundärwicklung d mit /Z₂ Windungen hat die geforderte Induktivität L₂. Das Schaltbild dieses Übertragers ist in Abb. 4 dargestellt.

Das Übersetzungsverhältnis ist also rund [/Z₁ -j- ti -j- (— ti)]: /Z₂ = /Z₁: n₂. Die primäre Induktivität ist im großen und ganzen pro-

.. portional n—, die sekundäre n—, , 45 ^r 1 2

Für die Streuung maßgebend ist die magnetische Feldverteilung innerhalb der Wicklung und die von den Streulinien umschlossenen Windungszahlen. Abb. 3 zeigt die zur Wicklung nach Abb. 2 zugehörige Wechsel-AW-Verteilung. Während man ohne Zusatz- und Gegenwicklung (b, c in Abb. 2) nur bis zu einem höchsten AW-Wert von /Z₁ J₁ = /Z₂ Z₂ kommt, erreicht man beim Transformator nach Abb. 2 als höchsten AW-Wert (/Z₁ -j- Ii)J₁ = ti Z₁-J-Zz₂Z₂. Die Streuflußdichte erreicht also höhere Werte, und außerdem umschließen die Streulinien größere Windungszahlen. Für die Streuinduktivität maßgebend sind auf der Primärseite die Windungszahlen/z₁-)-2«', auf der Sekundärseite /Z₂; dabei liegen 2/z' Windungen auf der Primärseite in einem über die normale Feldstärke /Z₁Z₁ (= It₂ Z₂) hinausgehenden Feld.

Man kann die vergrößerte Streuinduktivitat auch bei einem Transformator in gewöhnlicher Schaltung nach Abb. 5 erzielen, wenn man die primäre Windungszahl /Z₁ um 'einen gewissen Betragn_z auf η_χ-\-η_Ζ) die sekundäre

von W₂ auf n₂ -+- — W₂ erhöht. Man muß dann

H₁

den Kern mit einem Luftspalt versehen bzw. einen vorhandenen vergrößern, damit L₁ und L_s

die ursprünglichen Werte L₁=An—,L₂ = A η—

beibehalten. Bei Transformatoren mit großem Übersetzungsverhältnis kommt man, da man im Gegensatz zu der Anordnung nach Abb. 2 und 4 auch auf der Sekundärseite Windungen zugeben muß, auf unerwünscht hohe Windungszahlen. Besonders bei Transformatoren mit sehr geringen sekundären Stromstärken, bei denen oft die Drahtstärken aus mechanischen Gründen primär und sekundär gleich oder nur wenig verschieden bemessen sind, würde man bei der Anordnung nach Abb. 5 wesentlich mehr Wickelraum brauchen als nach Abb. 2 und 4.

Selbstverständlich kann man die erfindungsgemäß zu verwendende Maßnahme mit der obenerwähnten des Zwischenlegens eines Eisenbleches zwischen die Wicklungen kombinieren, um so leine weitere Streuungsvergrößerung zu erzielen. Nur muß man, damit das Einlegen der Eisenfolie am wirksamsten ist, diese an die Stelle des stärksten Streufeldes, also zwischen die Wicklungen δ und c in Abb. 2, legen.

Die Anordnung nach Abb. 2 und 4 wird in Abb. 6 zweckmäßiger so dargestellt, daß man nicht nur den Windungssinn, sondern auch die gegenseitige Lage der Teilwicklungen sieht. Mit Benutzung dieser schematischen Darstellungsart werden im folgenden weitere Anwendungsbeispiele des Erfindungsgedankens beschrieben.

Bei der Anordnung nach der Abb. 7 enthält der Teil α der Primärwicklung sowohl /Z₁ Hauptwindungen wie ti zusätzliche gleichsinnige Windungen, während die primäre, ti Windungen enthaltende zusätzliche Gegenwicklung c zwischen zwei in bezug aufeinander gleichsinnig geschalteten Teilen δ und d der Sekundärwicklung, die zusammen n₂ Windungen haben, liegt. Die Anordnung nach der Abb. 8 unterscheidet sich von der vorigen nur dadurch, daß hier die ganze aus /z₂ Windungen bestehende Sekundärwicklung δ zwischen den primären Teilwicklungen α und c liegt, welche den gleichbezeichneten primären Teilwicklungen der Abb. 7 !entsprechen.

Wenn Gründe vorliegen, können beide Wicklungen mit Gegenwindungen ausgerüstet wer-

den, wie die Abb. 9 als Beispiel zeigt. Hier entsprechen die primäre Teilwicklung & bzw. primäre Gegenwicklung d dem Teil a bzw. c der beiden vorigen Abbildungen. Die sekundäre Wicklung ist aber in ähnlicher "Weise so angeordnet, daß der Teil c eine aus n₂ Windungen bestehende Hauptwicklung und eine mit ihr gleichsinnige zusätzliche Wicklung enthält, während der Teil α die zusätzliche Gegenwicklung bildet.

Am wirksamsten vergrößern alle diese Anordnungen die Streuung dann, wenn der Feldverlauf analog Abb. 3 erfolgt, d. h. wenn er einfach dreieckförmig ist, und das ist bei den angeführten Beispielen Abb. 6 bis 9 der Fall.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Anordnung zur Erzielung einer bestimmten Streuung bei Transformatoren, insbesondere bei Verstärkertransformatoren für Sprachfrequenzengebiet, dadurch gekennzeichnet, daß primär- oder (und) sekundärseitig zwei zusätzliche, vom Strom der Hauptwicklung durchfLossene Wicklungen angebracht sind, von denen die erste gleichsinnig wie die Hauptwicklung und zusätzlich zu dieser wirkt und die zweite, räumlich nicht zwischen den Teilen der zugehörigen Hauptwicklung angeordnete Wicklung durch !entgegengesetzten WLndungs- oder Schaltungssinn die Wirkung der erstehen in bezug auf den Hauptfluß angenähert aufhebt.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite zusätzliche, der zugehörigen Hauptwicklung in bezug auf Amperewindungen entgegenwirkende Wicklung eines (z. B. des primären) Stromkreises räumlich zwischen den Wicklungsteilen des anderen (z. B. des sekundären) Stromkreises angeordnet ist.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen