DE2247348B2

DE2247348B2 - Transformer with particularly low-scatter wrapping

Info

Publication number: DE2247348B2
Application number: DE19722247348
Authority: DE
Inventors: Peter 8130 Starnberg Osswald
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-09-27
Filing date: 1972-09-27
Publication date: 1978-09-14
Also published as: DE2247348C3; DE2247348A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Transformator mit besonders streuarmer Bewicklung, bei dem die Sekundärwicklung infolge des Übersetzungsverhältnisses nur einige wenige Windungen umfaßt.The invention relates to a transformer with particularly low-scatter winding, in which the Secondary winding includes only a few turns due to the transformation 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 Rückspeisetransistor für Thyristor-Wechselrichter. Bei Transformatoren, bei denen die Sekundärwicklung infolge des großen Übersetztungsverhältnisses 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 transformers with a large transformation ratio, as they are, for. B. in conjunction with transistor and Thyristor circuits occur, there are sometimes high leakage inductances, which are the permissible level exceed. A typical case of such a transformer is a so-called feedback transistor for Thyristor inverter. In transformers in which the secondary winding as a result of the large Transmission ratio comprises only a few turns and is dimensioned for large operating currents, does not lead to the well-known nesting of the primary and secondary winding of the transformer Success because the secondary winding cannot enclose the primary winding closely enough and completely cover it.

Bei Transformatoren mit großen Übersetzungsverhältnis ist es bekanntgeworden (US-PS 31 23 787), zur Erzielung einer streuarmen Bewicklung die Sekundärwicklung in Form einer Schicht unmittelbar auf den Kern aufzutragen und diese Schicht nach der Herstellung mit Trennfugen zu versehen. Diese bekannte Art eines Transformators mit großem Übersetzungsverhältnis läßt sich aber nicht übertragen auf Ringkerntransformatoren, die sekundärseitig für sehr hohe Betriebsströme vorgesehen sind, wie sie sich z. B. in Transformatoren für Netzteile ergeben. Außerdem läßt sich mit dieser Art von Bewicklung auch nicht das vorteilhafte Prinzip der ineinandergeschachtelten Pirmär- und Sekundärwicklung verwirklichen, wenn der Transformator für hohe Betriebsströme vorgesehen ist.In transformers with a large gear ratio, it has become known (US-PS 31 23 787) to Achieving a low-scatter winding, the secondary winding in the form of a layer directly on the To apply the core and to provide this layer with parting lines after production. This well-known species a transformer with a high gear ratio cannot be transferred to toroidal transformers, which are provided on the secondary side for very high operating currents, as z. B. in transformers for power supplies. In addition, the advantageous principle cannot be achieved with this type of winding of the nested primary and secondary windings when the transformer is used for high operating currents are provided.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Transformator zu schaffen, der trotz ungünstiger Voraussetzungen, wie nur einige wenige Sekundärwicklungen und dazu auch noch für große Betriebsströme, eine besonders streuarme Bewicklung besitzt. Erfindungsgemäß wird dies unter Verwendung eines Ringkerns durch eine Sekundärwicklung aus Kupfergewebeband erreicht, dessen Breite so bemessen ist, daß am äußeren Rand des Ringkerns die einzelnen Windungen aneinandergrenzen, während sie sich im Inneren fächerartig überlappen.The present invention is therefore based on the object of creating a transformer that despite unfavorable conditions, such as only a few secondary windings and also for large ones Operating currents, has a particularly low-scatter winding. According to the invention, this is done using of a toroidal core achieved by a secondary winding made of copper fabric tape, the width of which is so dimensioned is that on the outer edge of the toroidal core, the individual turns adjoin each other while they are in the Overlap the inside like a fan.

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

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand eines Ausführungs- und eines Anwendungsbeispiels in den F i g. 1 und 2 näher erläutert.Further details of the invention are illustrated in FIGS the F i g. 1 and 2 explained in more detail.

F i g. 1 zeigt zunächst einen erfindungsgemäßen ίο Transformator unter Verwendung eines Ringkerns 1, auf dem sich die flächenhafte Sekundärwicklung 2 befindet, die aus Kupfergewebeband 3 mit einer Isolationsschicht 4 besteht. Bei der Darstellung in F i g. 1 wurde die Primärwicklung der Übersicht halber weggelassen. Wie aus Fig. 1 weiterhin zu ersehen ist, wird die Breite des Kupfergewebebandes 3 so bemessen, daß am äußeren Rande des Ringkernes 1 die einzelnen Windungen aneinander angrenzen, während sie sich im Inneren des Ringkerns 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.F i g. 1 initially shows a transformer according to the invention using a toroidal core 1, on which the planar secondary winding 2 is located, made of copper fabric tape 3 with a Insulation layer 4 is made. In the illustration in FIG. 1, the primary winding has been made for the sake of clarity omitted. As can also be seen from Fig. 1, the width of the copper cloth tape 3 becomes so dimensioned that on the outer edge of the toroidal core 1, the individual turns adjoin each other while they overlap in the interior of the toroidal core 1 like a fan. This ensures that the secondary winding the primary winding tightly encloses and practically completely covered. The result of such a formed secondary winding is a transformer, which despite initially unfavorable conditions a has particularly low-scatter wrapping. The primary winding could be in a manner known per se be designed so that it is divided into two parts, one part of which extends under the secondary winding 2 and the other part is located above the secondary winding 2.

F i g. 2 zeigt eine Schaltunganordnung, 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 DrI, Dr 2 notwendig, die den Kurzschlußstrom begrenzen, der während des Kommutierungsvorgangs infolge der gleichzeitig leitend gesteuerten Thyristoren zwangsläufig auftritt. Hierdurch erleiden die Drosseln eine Aufmagnetisierung, welche während der folgenden Durchschaltphase des Wechselrichters, bei einer Arbeitsfrequenz von 1 kHz innerhalb von 500 μβ wieder abgebaut werden muß. Dies kann nun dadurch erreicht werden, daß den Kommutierungsdros-F i g. 2 shows a circuit arrangement in which a transformer according to the present invention can be used with particular advantage. In thyristor inverters in a bridge circuit, of which Fig. 2 shows a basic circuit, commutation chokes DrI, Dr 2 are necessary, which limit the short-circuit current that inevitably occurs during the commutation process as a result of the thyristors that are simultaneously conducting. This causes the chokes to become magnetized, which must be reduced again within 500 μβ during the subsequent switching-through phase of the inverter at an operating frequency of 1 kHz. This can now be achieved in that the commutation throttle

4Ί sein zur Abmagnetisierung eine Gegenspannung angeboten wird, welche die Sekundärwicklungen II und III eines Rückspeisetransformators Tr liefern. Der Rückspeisetransformator Tr ist dem Ausgang des Wechselrichters parallel geschaltet. Die Selbstinduktivitäten oL 1, oL2 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 steigen-4Ί a counter voltage is offered for demagnetization, which the secondary windings II and III of a regenerative transformer Tr supply. The regenerative transformer Tr is connected in parallel to the output of the inverter. The self-inductances oL 1, oL2 of this transformer together with the commutation capacitor Ck, however, form an oscillating circuit (dashed line in FIG. 2), the natural frequency of which is superimposed on the actual working frequency of the inverter and distorts the output voltage in an impermissible manner. By using a transformer according to the present invention, ie by reducing the leakage inductance of the regenerative transformer, the frequency of this superimposed oscillation increases. With rising

bü der Frequenz nehmen aber die Verluste im Schwingkreis zu, wodurch die Amplitude des Schwingvorganges genügend stark gedämpft werden kann.However, the frequency is reduced by the losses in the resonant circuit to, whereby the amplitude of the oscillation process can be damped sufficiently.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Toroidal transformer with particularly low-leakage winding, in which the secondary winding is only comprises a few turns and is intended for high operating currents, characterized in that that the secondary winding consists of copper fabric tape (3, 4), the width of which is such that on the outer edge of the toroidal core (1) the individual turns adjoin one another while they are inside the toroidal core Overlap like a fan.

2. Transformer according to claim 1, characterized in that the primary and secondary windings are nested.