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Transformator zur Lieferung des Heizstroms oder des Heiz-und Anodenstromes für
Elektronenröhren.
Bei Transformatoren, welche zur Lieferung von Heizstrom für weehselstrombeheizte Röhren von Radioapparaten und andern ähnlichen Apparaten verwendet werden, erfolgt in den meisten Fällen der Anschluss der Kathoden bzw. des negativen Pols der Anodenstromquelle an einer in der Mitte der
Heizwicklung am Transformator vorgesehenen Anzapfung. Diese Mittelanzapfung kann ihren Zweck nur dann vollkommen erfüllen, wenn die in den beiden Hälften der Heizwicklung induzierten Wechsel- spannungen nicht nur in ihren Effektivwerten genau gleich sind, sondern auch gleiche Kurvenform besitzen und in ihrer Phase nicht merklich gegeneinander verschoben sind.
Schon bei reinen Heiztrans- formatoren (die ausser der Primär-und der Heizwicklung keine weiteren Wicklungen besitzen) ist diese
Bedingung nicht leicht zu erfüllen, denn bei den gebräuchlichen Wicklungsarten ist die Streuung zwischen der Primärwicklung und den beiden Hälften der Heizwicklung immer für beide Wieklungshälften erheblich verschieden, was bei Belastung des Transformators ungleiche Spannungen in den beiden Wicklungteilen und eine Phasenverschiebung zwischen den beiden Teilspannungen hervorrufen muss. Verstärkt wird dieser Effekt in vielen Fällen noch durch den ungleichen Ohmschen Widerstand der beiden Wicklunghälften, besonders wenn beide übereinanderliegen, so dass die äussere eine grössere mittlere Windungs- länge aufweist.
Durch die Ungleichheit der Teilspannungen und ihre Phasenverschiebung entstehen in den angeschlossenen Radioapparaten oder Verstärkern Netzgeräusehe, die sich oft sehr störend bemerkbar machen.
Noch grössere Störungen entstehen dann, wenn ausser der Primär-und der Heizwicklung noch weitere Wicklungen auf demselben Kern vorhanden sind, besonders wenn eine von ihnen als Anoden- spannungswicklung zum Betriebe eines Gleichrichters verwendet wird, wie es bei vielen Netzanschlussgeräten und Netzanschlussempfängern der Fall ist. Der durch den Gleichrichter zeitweilig unterbrochene
Strom in der Anodenwicklung wirkt durch Vermittlung des Eisenkerns sowie durch direkte gegenseitige
Induktion auf die Heizwicklung zurück und erzeugt eine Verzerrung der Kurvenform der induzierten Heizspannung.
Da diese Verzerrung im allgemeinen infolge der verschiedenen räumlichen Lage in beiden
Hälften der Heizwicklung nicht gleich ausfällt, ergibt sich zwischen den beiden Teilspannungen ausser der Verschiedenheit der Amplituden und der Phase noch eine oft recht erheblich verschiedene Kurvenform. Dadurch gelangen höhere Harmonische der Grundschwingung des Wechselstrom in die Mittelanzapfung, und die so entstehenden Obertöne verstärken das Netzgeräusch in besonders störender Weise.
Die Erfindung vermeidet diese Übelstände dadurch, dass die beiden Teile der Heizwicklung in genau gleicher geometrischer Lage zur Primärwicklung, den andern Wicklungen und zum Eisenkern angeordnet werden und dass sie auch genau gleiche Länge, somit gleichen Ohmsehen Widerstand besitzen.
Infolge der gleichen geometrischen Lage sind die in beiden Wieklungsteilen induzierten Spannungen auch bei belastetem Transformator immer gleich gross, von gleicher Phase und gleicher Kurvenform. Die Gleichheit der Ohmschen Widerstände verhindert jede Störung dieser Gleichheit, die durch den inneren Spannungsabfall entstehen könnte.
Die gleiche geometrische Lage und gleiche Länge der beiden Wieklungshälften wird erfindungsgemäss durch die in Fig. 1 dargestellte, bei Transformatoren an sich bekannte besondere Doppelsehrauben- wicklungsart erzielt. Darin bedeutet 1 den Eisenkern des Transformators, 2 den Spulenkörper, 3 die Primärwicklung, 4 die Anodenwicklung, 5 die Heizwicklung, 6 und 7 die beiden Endausführungen derselben und 8 die Mittelanzapfung. Die Wicklungen 3,- und eventuelle andere Wieklungen können ganz beliebig
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gestellt, dass zwei Drähte zugleich aufgewickelt werden, so dass sie unmittelbar nebeneinanderliegen und sich wie die beiden Gänge einer zweigängigen Schraube ineinanderfügen.
In Fig. 1 sind die beiden
Drähte durch schwarze bzw. weisse Kreise bezeichnet. Der Anfang der schwarzen und das Ende der 5 weissen Wicklung bilden die Ausführungen 6 und 7, an denen die Heizspannung abgenommen wird, die beiden verbleibenden Enden (Ende der schwarzen und Anfang der weissen Wicklung) sind miteinander verbunden und führen zu der Mittelanzapfung 8, die mit dem negativen Pol der Anodenstromquelle verbunden wird.
Durch die geometriseh gleiche Lage der beiden Wicklungshälften werden in ihnen unter allen Umständen gleiche und gleichphasige Weehselspannungen induziert, und da beide Wicklungsteile auch gleiche Länge und somit gleichen Ohmschen Widerstand besitzen, bewirkt die Anzapfung 8 tat- sächlich eine genaue Halbierung der Spannung zwischen den Ausführungen 6 und 7. Selbstverständlich kann die Heizwicklung 5 auch mehrlagig ausgefÜhrt werden, wenn nur das Prinzip des Nebeneinander- legens je eines Drahtes der einen und der andern Wieklungshälfte beibehalten wird.
Die beiden Fig. 2 und 3 zeigen beispielsweise die Verbindung eines nach der Erfindung hergestellten Transformators mit einer Verstärkerröhre. Es bedeuten in beiden Fig. 1 die Primärwicklung, 2 den
Eisenkern, 3 die Heiz- und 4 die (nur in Fig. 3 vorhandene) Anodenspannungswieklung, 5 den Heiz- faden, 6 das Gitter und 7 die Anode der Röhre, 8 den Eingangstransformator, 9 die Gitterbatterie, 10 den
Lautsprecher (Kopfhörer), 11 die (nur in Fig. 2 vorhandene) Anodenbatterie, 12 die Gleichrichterröhre und li die Siebkette zur Gleichrichtung und Glättung des Anodenstromes (beide nur in Fig. 3 vorhanden).
Die Fig. 2 stellt einen Fall dar, wo der Transformator nur die Heizspannung liefert, während er in Fig. 3 durch Vermittlung der Gleichriehterröhre und der Siebkette auch den Anodenstrom abgibt. Selbst- verständlich sind zahlreiche Modifikationen dieser Prinzipsehaltungen möglich.
Die Wirksamkeit dieser Erfindung hat sich dadurch erwiesen, dass es mit so gewickelten Trans- formatoren, die ausser dem Heizstrom auch den Anodenstrom lieferten, leicht möglich war, zwei Nieder- frequenzverstärkerstufen mit gewöhnlichen für Batteriebetrieb bestimmten Röhren vollkommen ge- räuschfrei zu betreiben, während das bei gewöhnliehen Transformatoren nur bei einstufiger Verstärkung in zufriedenstellender Weise gelingt.