DE2247348A1

DE2247348A1 - TRANSFORMER WITH PARTICULARLY LOW-SPREADING WRAPPING

Info

Publication number: DE2247348A1
Application number: DE19722247348
Authority: DE
Inventors: Peter Osswald
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-09-27
Filing date: 1972-09-27
Publication date: 1974-03-28
Also published as: DE2247348C3; DE2247348B2

Description

Transformator mit besonders streuarmer Bewicklung Die Erfindung bezieht sich auf einen Transformator mit besonders streuarmer Bewicklung, bei dem die Sekzndärwicklung infolge des tbersetzungsverhältnisses nur einige wenige Windungen umfaßt.Transformer with particularly low-leakage winding The invention relates on a transformer with particularly low-scatter winding, in which the secondary winding includes only a few turns due to the transmission ratio.

Bei Transformatoren mit großem Übersetzungsverhältnis, wie sie z.B. in Verbindung mit Transistor- und Thyristorschaltungen vorkommen, ergeben sich manchmal hohe Streuinduktivitäten, die das zulässige Maß überschreiten. Ein typischer Fall eines solchen Transformators ist ein sogenannter Rückspeisetransformator für Thyristor-Wechselrichter. Bei Transformatoren, bei denen die Sekundärwicklung infolge des großen Übersetzungsverhältnisses nur einige wenige Windungen umfaßt und für große Betriebsströme bemessen ist, führt das bekannte Ineinanderschachteln von- Primär- und Sekundärwicklung des Transformators nicht zum Erfolg, da die Sekundärwicklung die Primärwicklung nicht eng genug umschließen und voll überdecken kann.In the case of transformers with a large transformation ratio, as e.g. Occur in connection with transistor and thyristor circuits sometimes arise high leakage inductances that exceed the permissible level. Case in point Such a transformer is a so-called regenerative transformer for thyristor inverters. In transformers where the secondary winding is due to the large transformation ratio includes only a few turns and is dimensioned for large operating currents, leads the well-known nesting of the primary and secondary winding of the transformer not to success because the secondary winding does not enclose the primary winding tightly enough and can cover it completely.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Transirmator zu schaffen, der trotz ungünstiger Voraussetzungen, wie z.B. nur einige wenige Sekundärwindungen und dazu eventuell auch noch für große Betriebsströmeeine besonders streuarme Bewicklung besitzt. Erfindungsgemäß wird dies durch eine flächenhafte Sekundärwicklung aus Kupfergewebeband oder Kupferfolie erreicht. Besonders günstige Ergebnisse erzielt man, wenn für den Transformator ein Ringbandkern verwendet und die Breite der flächenhaften Sekundärwicklung so bemessen wird, daß am äußeren Rand des Ringbandkernes die einzelnen Windungen aneinandergrenzen, während sie sich im Inneren .fächerartig überlappen.The present invention is therefore based on the object To create a Transirmator that despite unfavorable conditions, such as only some a few secondary turns and possibly also one for large operating currents has particularly low-scatter wrapping. According to the invention, this is achieved by a two-dimensional Secondary winding made of woven copper tape or copper foil is achieved. Particularly cheap Results are achieved when a toroidal tape core is used for the transformer and the width of the planar secondary winding is dimensioned so that at the outer edge of the toroidal core the individual Adjacent turns while they overlap in a fan-like manner.

Zweckmäßig ist es, wenn man zusätzlich die an sich bekannte Ineinanderschachtelung von Primär- und Sekundär-Wicklung anwendet.It is useful if you also use the well-known nesting of primary and secondary winding.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand eines AusPührungs- und eines Anwendungsbeispiels in den Piguren 1 und 2 näher erläutert.Further details of the invention are based on an embodiment and an application example in Piguren 1 and 2 explained in more detail.

Fig.1 zeigt zunächst einen erfindungsgemäßen Transformator unter Verwendung eines Ringbandkernes 1, auf dem sich die flächenhafte Sekundärwicklung 2 befindet, die ihrerseits z.B. aus Kupfergewebeband 3 mit einer Isolationsschicht 4 besteht. Bei der Darstellung in Fig.1 wurde die Primärwicklung der Ubersicht halber weggelassen. Wie aus Fig.1 weiterhin zu ersehen ist, wird die Breite des Kupfergewebebandes 3 vorteilhafterweise so bemessen, daß am äußeren Rande des Ringbandkernes 1 die einzelnen Windungeeaneinander angrenzen, während sie sich im Inneren des Ringbandkernes 1 fächerartig überlappen. Dadurch wird erreicht, daß die Sekundärwicklung die Primärwicklung eng umschließt und praktisch völlig überdeckt. Das Ergebnis einer derart ausgebildeten Sekundärwicklung ist ein Transformator, der trotz zunächst ungünstiger Voraussetzungen eine besonders streuarme Bewicklung besitzt. Die Primärwicklung könnte in an sich bekannter Weise so ausgebildet sein, daß sie in zwei Teile unterteilt ist, von denen sich der eine Teil unter der Sekundärwicklung 2 und der andere Teil über der Sekundärwicklung 2 befindet. Obgleich Ringbandkerne besonders günstige Voraussetzungen für Transfcrmatoren mit streuarmer Bewicklung ergeben, kann die Erfindung selbstverständlich auch bei Trantformatoren anderer Bauform, wie z.B. der bekannten Bauform "M" angewendet werden, wobei jedoch bei sonst gleichen Voraussetzungen mit einem wesentlich größeren Grundstreufaktor gerechnet werden muß.1 shows first a transformer according to the invention in use a toroidal core 1 on which the planar secondary winding 2 is located, which in turn consists e.g. of woven copper tape 3 with an insulation layer 4. In the illustration in FIG. 1, the primary winding has been omitted for the sake of clarity. As can also be seen from FIG. 1, the width of the copper mesh tape 3 advantageously dimensioned so that on the outer edge of the toroidal tape core 1 the individual Adjacent turns while they are inside the toroidal tape core 1 Overlap like a fan. This ensures that the secondary winding is the primary winding tightly encloses and practically completely covered. The result of such a trained Secondary winding is a transformer, which despite initially unfavorable conditions has a particularly low-scatter wrapping. The primary winding could be in itself known to be designed so that it is divided into two parts, of which one part is below the secondary winding 2 and the other part above the secondary winding 2 is located. Although toroidal cores are particularly favorable conditions for transformers with result in less scattering wrapping, the invention can of course also with Trantformators other design, such as the known design "M" can be used, however all other things being equal, with a much larger basic spreading factor must be expected.

Fig.2 zeigt eine Schaltungsanordnung, bei der ein Transformator gemäß der vorliegenden Erfindung mit besonderem Vorteil angewendet werden kann. Bei Thyristor-Wechselrichtern in Brückenschaltung, von denen Fig.2 eine Prinzipschaltung zeigt, sind Kommutierungsdrosseln Dr1, Dr2 notwendig, die den Kurzschlußstrom begrenzen, der während -des Kommutierungsvorganges infolge der gleichzeitig leitend gesteuerten Thyristoren zwangsläufig auftritt. Hierdurch erleiden die Drosseln eine Aufmagnetisierung, welche während der folgenden Durchschaltphase des We.chselrichters, bei einer Arbeitsfrequenz von 1 kRz innerhalb von 500 /u s wieder abgebaut werden muß Dies kann nun dadurch erreicht erden, daß den Kommutierungsdrosseln zur Abmagnelisierung eine Gegenspannung angeboten wird, welche die Sekundärwicklungen II und III eines Rücksneisetransformators Tr liefern. Der Rückspeisetransformator Tr ist dem Ausgang des Wechselrichters parallel geschaltet. die Selbstinduktivitäten & L1, & L2 dieses Transformators bilden zusammen mit dem Kommutierungskondensator CK jedoch einen Schwingkreis (gestrichelte Linie in Fig.2), dessen Eigenfrequenz sich der eigentlichen Arbeitsfrequenz des Wechselrichters überlagert und die Ausgangsspannung in unzulässiger Weise verzerrt. Durch Verwendung eines Transformators gemäß der vorliegenden Erfindung, d.h. durch eine Verringerung der Streuinduktivität des Rückspeisetransformators erhöht sich die frequenz dieser überlagerten Schwingung. Mit steigender Frequenz nehmen aber die Verluste im Schwingkreis zu wodurch die Amplitude des Schwingvorganges genügend stark gedämpft werden kann.2 shows a circuit arrangement in which a transformer according to of the present invention can be used with particular advantage. With thyristor inverters In the bridge circuit, of which FIG. 2 shows a basic circuit, are commutating reactors Dr1, Dr2 necessary to limit the short-circuit current that occurs during the commutation process inevitably occurs due to the thyristors that are simultaneously conducting. This causes the chokes to become magnetized, which occurs during the following Switching phase of the converter, at an operating frequency of 1 kRz within of 500 / u s must be reduced again. This can now be achieved in that a counter voltage is offered to the commutation reactors for the purpose of dismantling, which supply the secondary windings II and III of a back-rail transformer Tr. The regenerative transformer Tr is connected in parallel to the output of the inverter. the self-inductances & L1, & L2 of this transformer together form with the commutation capacitor CK, however, a resonant circuit (dashed line in Fig. 2), whose natural frequency is the actual working frequency of the inverter superimposed and the output voltage is distorted in an impermissible manner. By using of a transformer according to the present invention, i.e. by a reduction in the leakage inductance of the regenerative transformer increases the frequency of this superimposed oscillation. But with increasing frequency the losses in the resonant circuit, whereby the amplitude of the oscillation process is sufficient can be strongly attenuated.

3 Patentansprüche 2 Figuren3 claims 2 figures

Claims

Patent claims 1. transformers with particularly low-scatter wrapping, in which the secondary winding only a few due to the transformation ratio Windings encompassed, not shown by a two-dimensional secondary winding (2) made of braided copper tape (3, 4) or copper foil.

2. Transformer according to claim 1 using a toroidal tape core, d a d u r c h e k e n n n z e i c n e t that the width of the extensive secondary winding (3, 4) is dimensioned so that the individual Coils adjoin each other while they fan-like inside the toroidal core overlap.

3. Transformer according to claim 1 or 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the primary and secondary windings in a manner known per se are nested.

L e r s e i t e