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Ringübertrager mit einstellbarem Anpassungsverhältnis und vorge&ebenem
Betriebsdämpfungsverlauf Die Erfindung betrifft einen Ringübertrager mit einstellbarem
Anpassungsverhältnis und vorgegebenem Betriebsdämpfungsverlauf, der mehrere sekundäre
Wicklungsabschnitte aufweist, von denen einzelne zur Veränderung des Anpassungsverhältnisses
wahlweise abschaltbar sind. Die Betriebsdämpfung ist dabei in Abhängigkeit von der
Frequenz beispielsweise so vorgegeben, daß im Niederfrequenzbereich ein horizontaler
und möglichst geradliniger Verlauf der Dämpfungskurve besteht, während oberhalb
einer bestimmten Grenzfrequenz ein relativ steiler Anstieg erfolgt. Die sich hierdurch
ergebende Tiefpaßwirkung des Ringübertragers wird beispielsweise bei einer Anwendung
als Niederfrequenzübertrager in Übertragungsleitungen mit Vorteil dazu ausgenutzt,
um unter anderem trägerfrequente Störeinflüsse durch den Übertrager selbst weitgehend
auszufiltern.
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Es ist bekannt, bestimmte Betriebsdämpfungskurven von Ringübertragern
durch Parallelschaltung abgestimmter Serienresonanzkreise zu den Primär- oder Sekundärwicklungen
zu erreichen. Neben dieser den Raumbedarf des Übertragers stark vergrößernden Maßnahme
ist es weiterhin bekannt, eine Tiefpaßwirkung in der Weise zu erzielen, daß zwischen
die Primär- und Sekundärwicklungen des Ringübertragers ein Zylindermantel aus einem
Material geringer Permeabilität und hohen spezifischen Widerstandes symmetrisch
zur übertragerachse eingefügt wird. Durch genaue Dimensionierung des Zylindermantels,
insbesondere in Achsrichtung, wobei im allgemeinen die Zylinderhöhe etwa der Höhe
des Übertragerkerns entspricht oder diese geringfügig übersteigt, kann dabei ein
Abgleich auf vorgegebene Betriebsdämpfungswerte innerhalb des Sperrbereichs erfolgen.
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Ferner ist es bekannt, bei einem Ringübertrager für breite Frequenzbänder
sowohl zwischen dem Eisenkern und der inneren Wicklung als auch zwischen der inneren
Wicklung und der äußeren Wicklung je eine dünnwandige, den Kern bzw. die innere
Wicklung allseitig umschließende Ringschale aus keramischem Werkstoff anzuordnen,
die gleichzeitig auch als Träger für die jeweils außenliegende Wicklung dient. Hierdurch
wird eine Isolierzwischenlage geschaffen, die insbesondere zwischen den Wicklungen
einen freien Raum zum Durchstreifen von Kühlluft oder von Öl vorsieht.
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Eine Änderung des Anpassungsverhältnisses erfolgt bei einem anderen
bekannten Ringübertrager in der Weise, daß die Wicklungsinduktivität durch Gegeneinanderschaltung
symmetrisch gelegener Wicklungsabschnitte auf der einen Übertragerseite entsprechend
verringert wird. Im übrigen sind auch verschiedene Maßnahmen bekannt, die bei Zweischicht-
oder Dreischicht-Übertragern getroffen werden müssen, um die Streuung bei Umschaltung
auf verschiedene Anpassungsverhältnisse möglichstkonstant zu halten. Diese bestehen
bei einem Zweischicht-Übertrager (mit einer Trennfläche zwischen Primär- und Sekundärwicklung)
darin, daß der kleinste, wahlweise einschaltbare, sekundäre Wicklungsabschnitt unmittelbar
neben die Trennfläche gelegt wird. Bei einem streuarmen Dreischicht-Übertrager mit
zwei Trennflächen zwischen Primär und Sekundärwicklung wird dementsprechend der
kleinste, wahlweise einschaltbare, sekundäre Wicklungsabschnitt ebenso wie die Primärwicklung
halbiert und beide Hälften jeweils unmittelbar neben die beiden Trennflächen gelegt.
Weitere wahlweise einschaltbare, sekundäre Wicklungsabschnitte werden hierbei in
gleicher Weise aufgeteilt.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, einen Ringübertrager
vom Zweischicht-Typ mit einstellbarem Anpassungsverhältnis einerseits derart auszubilden,
daß eine vorgegebene, durch Anwendung an sich bekannter Maßnahmen realisierte Betriebsdämpfungskurve
erzielt wird, wobei die Übertragerstreuung wesentlich erhöht und eine Tiefpaßcharakteristik
erreicht wird, deren obere Grenzfrequenz dicht oberhalb des Sprachfrequenzbandes
liegt, und andererseits die Betriebsdämpfungskurve bei einer Veränderung des Anpassungsverhältnisses
in ihrem Verlauf praktisch nicht zu beeinflussen. Dies wird bei einem Ringübertrager
der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß bei einer Ausbildung
als Zweischicht-Übertrager
in die einzige Trennfläche zwischen Primär-
und Sekundärwicklung ein aus einem Material geringer Permeabilität und hohen spezifischen
Widerstandes bestehender, zur Übertragerlängsachse achsparalleler Zylindermantel
eingefügt ist, daß die ständig eingeschalteten, sekundären Wicklungsabschnitte in
eine gerade Anzahl von paarweise wirkungsgleichen, geschlossenen, d. h. gleichmäßig
um den ganzen Ringkern gewickelten Lagewicklungen aufgeteilt sind, die symmetrisch
zu dem mittleren Wicklungsquerschnitt der Sekundärwicklung liegen, und daß die abschaltbaren
Teilwicklungen unter gleichartiger Ausbildung, Aufteilung und Symmetrierung mit
den ständig eingeschalteten verschachtelt angeordnet sind.
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Bei einem Ringübertrager nach der Erfindung ergibt sich der Vorteil,
daß die Baugröße durch die Anzahl der verschiedenen Teilwicklungen mit ihren Anfangs-
und Endklemmen in erster Linie bestimmt wird, während die Einfügung des Zylindermantels
diese nur unwesentlich vergrößert. Hierdurch kann der Gesamtraumbedarf optimal klein
gehalten werden.
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Die Erfindung sei nachfolgend an Hand der in der Zeichnung dargestellten
bevorzugten Ausführungsbeispiele näher beschrieben.
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F i g. 1 zeigt dabei einen Ringkern 1 im Achsschritt, wobei die einzelnen
primären und sekundären Wicklungsabschnitte bzw. Teilwicklungen durch die rechtsseitigen,
schraffierten Rechtecke schematisch angedeutet sind. Jedes dieser Rechtecke stellt
dabei eine eigene Lagewicklung dar, welche geschlossen, d. h. gleichmäßig um den
ganzen Ringkern 1 gewickelt ist. Die einzelnen Lagewicklungen sind in der dargestellten
Reihenfolge der Rechtecke von links beginnend nacheinander auf den Ringkern 1-gewickelt,
so daß das direkt neben dem Ringkern- 1 liegende Rechteck gleichzeitig die innerste
Wicklung darstellt, das am weitesten rechts liegende die äußerste Wicklung. Bezeichnet
man mit P die primären,. Wicklungsabschnitte, die beispielsweise zwischen sich einen
Mttelabgriff einschließen, und S die Gesamtheit der sekundären Wicklungsabschnitte
des Ringübertragers, so kann weiterhin mit T die Trennfläche zwischen- -i-Primär-
und Sekundärwicklungen angedeutet werden, und mit M weiterhin jene Fläche; welche
die mittleren Wicklungsquerschnitte der'- gesamten Sekundärwicklung S enthält. Sowohl
T als auch M stellen hierbei Flächen dar, welche z. B. durch Verlängerung der dargestellten
Linien zu angenäfiert konzentrischen, geschlossenen Kurven um die rechte Schnittfläche
des Ringkerns 1 und durch vollständige Drehung dieser Kurven um die Längsachse 2
des Kerns gebildet werden.
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Wie aus F i g. 1 ersichtlich ist, besteht die Sekundärwicklung S nach
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel. der Erfindung aus zwei ständig eingeschalteten,
getrennten Wicklungsabschnitten 3 und 3', welche gleiche Amperewindungszahlen aufweisen
und innerhalb des Wicklungsverbandes symmetrisch zu M angeordnet sind. Die zum Zweck
einer Veränderung des Widerstands-Anpassungsverhältnisses wahlweise abschaltbaren
sekundären Wicklungsabschnitte 4 und 4' sind ebenfalls symmetrisch zu M vorgesehen
und gemeinsam ein- bzw. abschaltbar. Hierzu sei noch bemerkt, daß die Wicklungsgruppen
P und S bezüglich T auch miteinander vertauscht werden können, so daß die Primärwicklungen
dem Ringkern 1 unmittelbar anliegen.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform liegen die ständig
eingeschalteten, sekundären Teilwicklungen 5 und 5' näher an M, während die wahlweise
abschaltbaren Teilwicklungen 6 und 6' hiervon weiter entfernt sind. Auch in diesem
Fall sind die Teilwicklungen 5 und 5' sowie 6 und 6' jeweils wirkungsgleich und
die letzteren zusätzlich gemeinsam abschaltbar.
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Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel sind vier ständig eingeschaltete
Sekundärwicklungsabschnitte 7, 7', 8, 8' vorgesehen, von denen die jeweils wirkungsgleichen
Abschnitte 7, 7' bzw. 8, 8' symmetrisch zu M angeordnet sind. Die wahlweise abschaltbaren
Abschnitte 9, 9' liegen jeweils zwischen 7 und 8 bzw. zwischen 7' und 8'.
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F i g. 2 zeigt schematisch ein Schaltbild eines Ringübertragers mit
zwei verschieden großen einstellbaren Anpassungsverhältnissen. Hierbei sind die
symmetrisch zu einem Mittelabgriff m liegenden Primärwicklungen P mit einem Wicklungsanfang
a und einem -ende b herausgeführt, während die sekundären Wicklungsabschnitte 3,
3', 4, 4' einerseits mit den Abgriffen as, bs sowie mit den wahlweise verwendbaren
Abgriffen a,', b. versehen sind. An den Klemmen as und b, wird z. B. ein
Anpassungsverhältnis von 1 :1 eingestellt, an den Klemmen a,, bs ein Verhältnis
von 1: 2. Der zur Bildung eines vorgegebenen Betriebsdämpfungsverlaufes zwischen
die Primär-und Sekundärwicklungen eingefügte Zylindermantel ist dabei in die Trennfläche
T verlegt.