DE2303763B2 - LagenmeBtransformator - Google Patents

Description

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- des Meßzyklus = 360

Orad

zueinander phasenverschoben sind.

5. Lagetransformator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein dreiphasiges System mit N = 3 vorgesehen ist.

6. Lagetransformator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungsabschnitte eine linear gestreckte Mäanderform aufweisen.

7. Lagetransformator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungsabschnitte kreisbogenförmige Mäanderformen aufweisen.

8. Lagetransformator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungsabschnitte die Form einer Spirale aufweisen.

9. Verfahren zur Herstellung eines Lagenmeßtransformators, der eine in vier Schichten angeordnete, mäanderförmige Zweiphasenwicklung (Sinus- und Kosinuswicklung) an einem der zwei relativ zueinander beweglichen Teilen besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden Schritte umfaßt:

a) Herstellung der Leiteranordnung für einen ersten Wicklungsabschnitt A der Kosinus-Wicklung und für einen ersten, möglichst genau um 90° phasenverschobenen Wicklungsabschnitt B der Sinuswicklung in einer Ebene auf einer ersten isolierenden Unterlage:

b) Herstellung einer zu a) bis auf Kontakte und Verbindungsanschlüsse möglichst identischen Leiteranordnung für einen zweiten Wicklungsabschnitt C der Sinuswicklung und einen zweiten Wicklungsabschnitt D der Kosinus

wicklung in einer Ebene auf einer zweiten isolierenden Unterlage;

c) Übereinanderlegen der nach a) und b) hergestellten Leiteranordnungen, wobei der Sinus-Wicklungsabschniu C über den Kosinus-Wick

lungsabschnitt A und der Kosinus-Wicklungsabschnitt D über den Sirius-Wicklungsabschnitt flzu liegen kommt;

d) Umfalten der erzeugten zweischichtigen Struktür entlang einer Symmetrielinie zwischen den jeweiL in einer Ebene liegenden Wicklungsabschnitten A, B bzw. C, D, wodurch eine Vierschicht-Struktur entsteht, in der die Endleiter der nun übereinanderliegenden Sinus-Wicklungsabschnitte B, C bzw. die Endleiter der nun

übereinanderliegenden Kosinus-Wicklungsabschnitte A, D überall an gegenüberliegenden Randlinien verlaufen;

e) Verbinden der zu einer Wicklung gehörenden Wicklungsabschnitte A, D bzw. B, C in einer Weise, daß die in verschiedenen Schichten liegenden Endleiter gegensinnig vom Strom durchflossen werden.

10. Verfahren zur Herstellung eines Lagenmeßtransformators, der eine in vier Schichten angeordnete Zweiphasenwicklung mit spiralförmigen Wicklungsabschnitten an einem der zwei relativ zueinander beweglichen Teile besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden Schritte enthält:
}5 a) Hersteilen von jeweils zweiseitigen Schichtungen Li und Li, die auf gegenüberliegenden Seiten eines lichtundurciilässigen Isolators je eine Kupferschicht tragen, die mit einer lichtempfindlichen Abdeckung (Fotolack) überzogen sind;

b) Übereinanderlegen der Schichtungen Li und Li (Li über Li);

c) Einbringen der übereinanderliegenden Schichtungen Li und Li zwischen eine obere Negativplatte 183 und eine untere Negativplat

te 184, die beide ein identisches Spiralmuster tragen;

d) Belichtung der oberen Fläche 186 der Schichtung Li durch die Negativplatte 183 und der unteren Fläche 190 der Schichtung Li durch die

Negativplatte 184;

e) Vertauschen der Schichtungen Li und Li, wodurch Li über Li zu liegen kommt;

f) Verdrehen der übereinanderliegenden Schichtungen Li und Li gegenüber den Negativplatten

183 und 184 um 90 Grad;

g) Belichtung der oberen Fläche 189 der Schichtung Li durch die Negativplatte 183 und der unteren Fläche 187 der Schichtung Li durch die '■0 Negativplatte 184;

h) Fertigstellung des Lagenmeßtransformators durch Entwickeln, Ätzen, Herstellen der Verbindungen in an sich bekannter Weise.

Die Erfindung betrifft einen Lagenmeßtransformator mit zwei gegeneinander beweglichen Teilen, die jeweils

Tiindestens eine planare Wicklung tragen, welche aus in Serie geschalteten aktiven, quer zur Bewegungsrichtung angeordneten Leitern und abwechselnd an gegenüberliegenden, parallel zur Bewegungsrichtung verlaufenden Randlinien angeordneten Endleitern besteht. s

In der Praxis tragen Lagenmeßtransformatoren auf dem Einphasenteil eine einzelne Wicklung, die aus in Serie geschalteten aktiven Leitern in gleichförmigem Abstand besteht, wobei nebeneinanderliegende Leiter den Strom in entgegengesetzter Richtung führen. In der Praxis nennt man bei linearen Anordnungen das Einphasenteil die Skala und bei drehbaren Anordnungen den Rotor.

Das andere, relativ zum ersten bewegliche zweite Teil, genannt das Mehrphasenteil des Lagenmeßtransformators, enthält im allgemeinen zwei mehrphasige Wicklungen. Jede ist dabei in ihrer Lage bezüglich der anderen phasenverschoben und weist so zwei verschiedene räumliche Phasen gegenüber dem anderen Teil auf. Üblicherweise nennt man bei linearen Anordnungen das Mehrphasenteil den Schieber und im Falle von drehbaren Anordnungen den Stator.

Die Phasenverschiebung zwischen den mehrphasigen Wicklungen kann ein Viertel des Meßzyklus der Einphasenwicklung betragen. Wenn die mehrphasigen Wicklungen zueinander um einen Viertelzyklus verschoben sind, bezeichnet man sie üblicherweise als die Sinus- und die Kosinus-Wicklungen. Zwar sind Sinus- und Kosinus-Wicklungen üblich, aber es können auch andere Phasenverschiebungen beispielsweise von 120° verwirklicht werden.

Wenn die Wicklung auf dem ersten Teil eines Lagenmeßtransformators mit einem primären Wechselsignal unter Strom gesetzt wird, wird ein Koppelsignal, manchmal auch Koppelwelle genannt, in jeder Wicklung des anderen Teils des Lagenmeßtransformators induziert, mit der sie in enger Nachbarschaft ist. Für genaue Messungen ist es wünschenswert, daß die Kopplung zwischen den Windungen als Funktion der relativen räumlichen Lage über jeden Meßzyklus genau nach einer Sinusfunktion symmetrisch zu einer Nullinie verläuft. Der Meßzyklus ist doppelt so groß wie der Abstand P zwischen benachbarten Leitern, d. h., der Meßzyklus ist gleich 2 P. Die Meßfrequenz, oder genauer die Grundfrequenz, ist der Reziprokwert i/2 P des Meßryklus. Bei einem idealen System ist die Kopplung zwischen den Wicklungen eine perfekte Sinusfunktion, welche die Grundfrequenz 1/2 Phat.

Man weiß, daß Lagenmeßtransformatoren zu einer Kopplung neigen, die nicht genau sinusförmig ist oder nicht symmetrisch zu einer Nullinie verläuft. Normalerweise enthält die Kopplung Koppelkomponenten, die von höheren Harmonischen der Grundfrequenz, insbesondere von höheren ungeraden Harmonischen herrühren. Unerwünschte Koppelkomponenten resultieren auch aus niedereren Frequenzen als der Grundfrequenz, insbesondere aus einer konstanten Kopplung (Null-Frequenz-Kopplung). Konstante Kopplung ist die Kopplung, die von einem konstanten Feld, welches sich nicht als Funktion der relativen räumlichen Lage verändert (Null-Frequenz) oder von einem variablen Feld mii einer konstanten induktiven Vorspannung (Null-Frequenz-Term) herrührt. Bei konstanter Kopplung spricht man manchmal von der Regelkreiskopplung. Andere Kopplungen zwischen den Wicklungen eines Lagenmeßtransformators als die bei der Grundfrequenz führen zu unerwünschten Fehlern bei der Lagemessung und müssen deshalb vermieden werden.

Das US-Patent 26 50 352 beschreibt einen Transformator mit einer kontinuierlichen Wicklung auf einem Teil, die induktiv an eine kontinuierliche Wicklung <>uf dem anderen Teil gekoppelt ist. Bei Transformatoren dieses Typs ist die Meßgenauigkeit beschränkt, weil die Kopplung zwischen den zwei Wicklungen als Funktion ihrer relativen räumlichen Lage nicht genau sinusförmig ist. Die mangelnde sinusförmige Kopplung beruht zum Teil auf der induktiven konstanten Koppelkomponente (Null-Frequenz-Komponente), die zwischen den Wicklungen auftritt. Eine solche konstante induktive Kopplung führt zu einer Fehlergröße, welche einmal pro Zyklus, d. h. mit der Grundfrequenz, auftritt und daher als Grundfrequenzfehler bezeichnet wird.

Im US-Patent 27 99 835 wird eine Anzahl von Methoden beschrieben, um eine genaue sinusförmige Kopplung zwischen den Teilen eines Lagenmeßtransformators zu erhalten. Um die konstante Kopplung zu vermeiden, werden eine oder mehrere Wicklungen in eine Vielzahl von Wicklungsabschnitten unterteilt. Die Hälfte der Abschnitte jeder Wicklung ist in einer positiven Weise bezüglich der konstanten Kopplung angeschlossen, und die andere Hälfte ist in einer negativen Weise bezüglich der konstanten Kopplung angeschlossen. Wenn die positiven und negativen Abschnitte elektrisch miteinander verbunden sind, heben sich die konstanten Koppelkomponenten gegenseitig annähernd auf.

Das US-Patent 27 99 835 beschreibt auch zusätzliche Methoden, um die Wicklungen eines Lagenmeßtransformators besser sinusförmig zu bekommen, besonders im Hinblick auf die unerwünschte Kopplung bei höheren Harmonischen der Grundfrequenz. Bestimmte Breitenverhältnisse von Leiter zu Zwischenraum, die Neigung der aktiven Leiter und die räumliche Anordnung elektrisch miteinander verbundener Gruppen von Wicklungsabschnitten sind Beispiele der benutzten Methoden.

Das US-Patent 29 15 721 beschreibt einen Transformator, bei dem Halbstromrückleiter benutzt werden, um Feldmuster aufzubauen, die dazu beitragen, die konstante Kopplung zwischen den Teilen eines Lagenmeßtransformators zu minimalisieren. Die Halbstromrückleiter sind parallel zu den Endleitern an der Einphasenwicklung eines Lagenmeßtransformators angeordnet.

Beim US-Patent 29 15 722 wird die Neutralisation der konstanten Kopplung so erreicht, daß die Hälfte der Wicklungsabschnitte jeder mehrphasigen Wicklung (Sinus- und Kosinus-) bezüglich der konstanten Kopplung entgegengesetzt zur anderen Hälfte angeschlossen wird.

Außer dem Ziel, daß die Kopplung zwischen den Wicklungen genau sinusförmig sein soll, sollten Zweiphasensysteme möglichst zwei Wicklungen haben, die genau um 90° phasenversetzt zueinander sind, d. h., die genau ein Viertel des Meßzyklus voneinander entfernt sind. Eine fehlerhafte Phasenversetzung zwischen den Mehrphasenwicklungen führt zu Meßfehlern, welche als außerphasige Fehler der zweiten Harmonischen bezeichnet werden können.

Um eine genauere 90°-PhasenVersetzung zwischen den Wicklungen sicherzustellen, verwendet das oben angeführte US-Patent 29 15 722 eine Quadratur-Kompensation. Eine nicht ganz exakte 90°-Phasenversetzung resultiert aus Längenschwankungen, die beispielsweise durch Temperaturveränderungen hervorgerufen werden. Das US-Patent 34 41888 verwendet eine ähnliche Quadratur-Kompensation in einem Transfor-

mator, der eine große Vielzahl von Sinus- und Kosinus-Wicklungsabschnitten hat, die einander gegenüber angeordnet sind.

Obwohl die oben beschriebenen Anordnungen zu Lagenmeßtransformatoren führen, die zu genauen s Messungen fähig sind, sind noch weitere Verbesserungen der Genauigkeit und der Herstellungsmethoden wünschenswert.

Ein Problem bei Transformatoren der bekannten Art ist ihre Empfindlichkeit gegenüber fehlerverursachen- ι ο den Anomalien, die eine mangelnde Glätte der Meßkurven nach sich ziehen und zu Meßungenauigkeiten bei der Messung von einer räumlichen Lage oder Stellung zur anderen führen. Anomalien entstehen zum Beispiel durch die Verbindungen zwischen den Enden benachbarter gerader Skalenteile, welche die kontinuierliche Referenzwicklung eines Transformators bilden. Die Verbindungen zwischen den Enden benachbarter gerader Skalenteile neigen dazu, Anomalien im Kopplungsfeld hervorzurufen. Andere Typen von Anomalien resultieren beispielsweise aus Fehlern oder Unregelmäßigkeiten in den Materialien, aus der Verformung der Leitungsmuster, aus der N ichtgleichförmigkeit des Luftspalts, wie sie beispielswpise bei einer Unebenheit einer bandförmigen Skala vorkommt, und aus den Endanschlüssen und Zuleitungen.

Um Meßfehler zu vermeiden, wurde nach dem Stand der Technik die unerwünschte Kopplung eines Wicklungsabschnitts in einer räumlichen Zone durch die unerwünschte Kopplung eines anderen Wicklungsab-Schnitts in einer anderen räumlichen Zone kompensiert. Der Grad der Kompensation und daher der Grad der Fehlerunterdrückung hängt davon ab, daß eine nicht variierende Kopplungsbeziehung für die zwei verschiedenen Zonen besteht. Es gibt jedoch eine Reihe von Faktoren, die Verschiedenheiten in der Kopplung von verschiedenen Zonen hervorrufen und daher nachteilige Effekte bei Transformatoren, die auf die Kompensation verschiedener Zonen beruhen, zur Folge haben. Wenn zum Beispiel eine Anomalie zu einer bestimmten Zeit nur an eine der zwei räumlich getrennten Zonen von Wicklungen ankoppelt, wird die Kompensationswirkung gestört.

Die bekannten Transformatoren, die genaue Messungen ermöglichen sollen, haben allgemein einen nicht kontinuierlichen Aufbau, d. h., sie haben Wicklungen, die aus einer großen Zahl von Wicklungsabschnitten gebildet werden. Nicht kontinuierliche Wicklungen sind jedoch problematisch, weil die Feldmuster für die ersten und letzten aktiven Leiter für jeden Wicklungsabschnitt so kein Gegenstück haben und daher irregulär sind, verglichen mit den genau alternierenden Mustern der inneren aktiven Leiter. Diese Unregelmäßigkeiten, die den ersten und letzten Leitern jedes Wicklungsabschnitts anhaften, führen insbesondere dann zu Meßfeh-. lern, wenn sie an andere Anomalien ankoppeln, wie die Verbindung zwischen zwei Skalen einer Referenzwicklung. Daher ist die Zahl der Fehler, die auf der unregelmäßigen Anordnung der ersten und der letzten Leiter beruhen, um so größer, je größer die Zahl von Wicklungsabschnitten ist.

Zusätzlich zu dem Problem der Effekte der Endleiterabschnitte werden bei den bekannten Transformatoren Sinus- und Kosinus-Wicklungsabschnitte verwendet, die um größere Abstände als das erwünschte Minimum von einem Viertel des Meßzyklus getrennt sind. Wenn sich solche Sinus- und Kosinus-Wicklungsabschnitte über eine Anomalie bewegen, wird der Sinus-Wicklungsabschnitt zu einer anderen Zeit gestört als der Kosinus-Wicklungsabschnitt, wodurch durch die unerwünschte Veränderung im Verhältnis der Sinus- und der Kosinus-Aakopplung ein Fehler entsteht.

Dies ist der Hintergrund der vorliegenden Erfindung. Daraus ergibt sich die Aufgabe, Transformatoren herzustellen, welche in verschiedenen Kombinationen die folgenden Eigenschaften besitzen: reduzierte Empfindlichkeit gegenüber Anomalien, gleichförmigere Meßgenauigkeit, bei gleichzeitiger Quadratur- (oder anderer Phasen-1 Kompensation (Kompensation von Phasenfehlern), Unterdrückung der konstanten Kopplung und Unterdrückung unerwünschter Harmonischer. Diese Aufgabe wird bei einem Lagenmeßtransformator der eingangs !genannten Art erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.

Zweckmäßige Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Lagenmeßtrnnsformators können den Unteransprüchen 2 bis ii entnommen werden. Die Erfindung beinhaltet weiterhin zwei Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßi:n Lagenmeßtransformators gemäß den Ansprüchen 9 und 10.

Bei einer weiteren Ausführung der Erfindung werden die mehrphasigen Wicklungen gegenüber solchen Anomalien, wie sie auf Grund der Verbindungen zwischen den Enden der geraden Skalaleiter auftauchen, relativ unempfindlich gemacht. Die Unempfindlichkeit dieser Anomalien wird bei einer um 90° verschobenen mehrphasigen Ausführung dadurch erreicht, daß kontinuierliche, übercinanderliegende Sinus- und Kosinus-Wicklungen verwendet werden, so daß sowohl die Sinus- als auch die Kosinus-Wicklungen an die Anomalien möglichst in der gleichen Weise ankoppeln, wodurch das Verhältnis der Sinus- und der Kosinus-Kopplung im wesentlichen durch die Anomalie unverändert bleibt.

Bei einer Ausführung sind die Sinus- und Kosinuswicklungen mit Wicklungsabschnitten auf vier übereinanderliegenden Schichten angeordnet, wobei der räumliche Abstand der aktiven Leiter der Wicklungsabschnitte nicht wesentlich von 90° abweicht

Die Zeichnungen zeigen Ausführungsbeispieie der Erfindung. Es stellt dar

F i g. 1 die scliematische Darstellung einer einzelnen Wicklung (durchgezogen gezeichnet), die auf einem Teil angeordnet ist; sie steht in induktiver Kopplung mit einer zweiten Wicklung, die auf einem zweiten Teil angeordnet ist, wobei diese zweite Wicklung aus einem ersten Wicklungsabschnitt (gepünktelt gezeichnet) aul einer Schicht und einem zweiten Wicklungsabschnitt (gestrichelt gezeichnet) auf einer zweiten Schichi besteht,

F i g. 2 ein Wechselfeldmuster, das von dem Transfor mator nach F i g. 1 erzeugt wird,

F i g. 3 Welleriformen, die für die Kopplungssignalf der Anordnung nach F i g. 1 repräsentativ sind,

Fig.4 schematisch zwei Anordnungen von un ungefähr 90° verschobenen aktiven Leitern, die au einer Ebene so zueinander angeordnet sind, daß sie nacl weiteren Schritten zwei Leiterschichten für ein mehr schichtiges Transformatorteil gemäß der vorliegende! Erfindung bilden,

F i g. 5 schematise?! ein zweites Muster, das mit der Muster der F i g. 4 identisch ist, aber auf der Ebene vo links nach rechts verschoben ist; dies ist beir Venständnis der F i g. 6 hilfreich,

F i g. 6 schematisch eine Kombination der übereinan

(ο

dergelegten Muster von F i g. 4 und 5 einschließlich der jetzt hinzugefügten Endleiter, so daß vier getrennte Wicklungsabschnitte auf zwei Schichten entstehen,

F i g. 7 schematisch die Wicklungen für ein Transformatorteil, bei dem die Wicklungen in einem Vierschichtenaufbau angeordnet sind und aus den Mustern der F i g. 4,5 und 6 gebildet sind,

Fig. 8 ein Vektordiagramm, welches das Merkmal der Quadratur-Kompensation erläutert, wie sie in den Wicklungen der F i g. 7 existiert,

Fig.9 ein weiteres Vektordiagramm zur Erklärung des Merkmals der Quadratur-Kompensation der Wicklungen von F i g. 7,

Fig. 10 eine Aufsicht auf die vier Schichten, die übereinanderliegend so kombiniert werden, daß sie den Aufbau bilden, der schematisch in F i g. 7 dargestellt ist,

F i g. 11 eine Aufsicht auf die übereinandergelegten Endanschlüsse, die zur Verwendung bei den Wicklungsabschnitten der F i g. 10 geeignet sind,

Fig. 12 die schematische Darstellung eines Musters von zwei Anordnungen radialer, aktiver Leiter auf einer Schicht, welches zur Konstruktion eines mehrpoligen drehbaren Transformators geeignet ist,

Fig. 13 ein zweites schematisches Muster für drehbare Transformatoren, das im wesentlichen mit dem Muster aus Fig. 12 identisch ist,

Fig. 14 eine schematische Darstellung der übereinandergelegten Muster aus F i g. 12 und 13,

F i g. 15 eine vereinfachte Darstellung der übereinandergelegten Muster, die man erhält, wenn man die zwei radialen Anordnungen der Muster nach F i g. 14 entlang der Linie 41 aufeinanderfaltet, wie es in F i g. 17 gezeigt ist,

Fig. 16 schematisch vier Schichten von Wicklungsabschnitten, die dadurch gebildet werden, daß Endleiter- teile zu den Anordnungen der Fig. 14 hinzugefügt werden; diese Anordnungen sind zur leichteren Überschaubarkeit in derselben Weise wie in Fig. 10 unterschieden,

Fig. 17 die schematische Darstellung der vier Wicklungsabschnitte von Fig. 16, die einander gegenüber um ein gemeinsames Zentrum angeordnet sind und so eine Transformatorstruktur in vierschichtiger drehbarer Anordnung bilden,

Fig. 18 die Vektordarstellung der Quadratur-Kompensation, wie sie in der Anordnung von Fig. 17 existiert,

Fig. 19 die schematische Darstellung einer Referenzwicklung unter einem Teil mit zweischichtiger Wicklung, in weicher zwei Muster wie die von F i g. 6 nebeneinander angeordnet sind,

F i g. 20 die Fehlerkurve für einen Transformator gemäß der vorliegenden Erfindung vom in F i g. 5 dargestellten Typ und eine Fehlerkurve für einen typischen bekannten Wandler; darunter ist die Meßan-Ordnung des Transformators dargestellt,

Fig.21 die schematische Darstellung eines Wicklungsmusters, wie es als eine Schicht in einem mehrschichtigen drehbaren Trafo in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung benutzt wird; es hat einen Zyklus pro Umdrehung,

F i g. 22 schematisch ein Muster nach Art der F i g. 21, jedoch um 90° gedreht,

F i g. 23 schematisch den Aufbau beim Herstellen eines Vierschichtaufbaus mittels zweier Doppelschichten unter Verwendung der Wicklungen nach Fig. 21 und 22,

F i g. 24 einen Aufbau nach F i g. 23 zur Verdeutlichung eines Verfahrensschrtttes zur Erzeugung eines eine Quadratur-Kompensation ermöglichenden Aufbaus,

F i g. 25 einen Vierschichtaufbau nach einer Herstellweise nach F i g. 23 und 24,

F i g. 26 eine Schemadarstellung, der zu entnehmen ist, wie der Mehrschichtenaufbau nach F i g. 25 zu kombinieren ist, um einen Vierschichtaufbau zu erhalten.

F i g. 1 zeigt einen Lagenmeßtransformator gemäß der vorliegenden Erfindung, bei dem eine erste Wicklung 2 (Primärwicklung) so angeordnet ist, daß sie induktiv an eine zweite Wicklung 6 ankoppelt. Die Wicklungen 2 und 6 befinden sich jeweils auf relativ zueinander beweglichen Teilen (nicht gezeigt). Die zweite Wicklung 6 besteht aus einem ersten Wicklungsabschnitt 8 (gestrichelt gezeichnet) und einem zweiten Wicklungsabschnitt 9 (gepünktelt gezeichnet). Der erste und der zweite Wicklungsabschnitt 8 und 9 sind üblicherweise jeweils gedruckte Kupferleiter in verschiedenen Schichten, wobei die Schichten auf verschiedenen Seiten einer Isolationsschicht angeordnet sind. Die Details der wirklichen typischen Schichtdicken und Materialien werden später in Verbindung mit den Fig. 13 und 14 beschrieben. Die erste Wicklung 2 besteht aus aktiven Leiterstücken, die die Vorziffer 3-haben und als 3-1, 3-2,...,3-8 bezeichnet werden. Die aktiven Leiterteile 3- sind in Serie geschaltet durch Endleiterstücke, die die Vorziffer 4- haben und in F i g. 1 als 4-1,4-2,..., 4-7 bezeichnet sind. Die Endleiter 4- sind abwechselnd entlang gegenüberliegender Randlinien angeordnet und verbinden die Enden der aktiver Leiterstücke 3-, so, daß nebeneinanderliegende aktive Leiterstücke 3- den Strom in entgegengesetzter Richtung führen. Nebeneinanderliegende aktive Leiterstücke definieren daher entgegengesetzte Pole, und der Abstand zwischen zwei Leiterstücken gleicher Stromrichtung ist gleich einem vollen Meßzyklus.

Ähnlich wie die erste Wicklung 2 sind auch die Wicklungsabschnitte 8 und 9 der zweiten Wicklung ί aus aktiven Leiterstücken gebildet, die durch Endleiter· stücke entlang abwechselnder Randlinien verbunder sind.

Der Wicklungsabschnitt 8 hat die aktiven Leiterstük-

ke mit den Vorziffern 18-. Sie sind mit 18-1, 18-2

18-6 bezeichnet. Der Wicklungsabschnitt 9 hat dii aktiven Leiterstücke mit der Vorziffer 19-. Sie sind ir der F i g. 1 mit 19-1,19-2 19-6 bezeichnet.

Die aktiven Leiterstücke 18- auf Wicklung 8 sind ir Serie geschaltet durch die Endleiterstücke mit der Vorziffern 16-; die aktiven Leiterstücke 19- au Wicklungsabschnitt 9 sind durch die Endleiterstücke mi der Vorziffer 17- in Serie geschaltet

In der praktischen Ausführung ist eine der Wicklun »£.ςη 6 oder 2 länger als die andere, und zwar um ein< Länge, die der Strecke entspricht, über welche mai messen oder fahren will.

Gemäß der vorliegenden Erfindung sind der erste um der zweite Wicklungsabschnitt der Sekundärwicklunj z. B. so übereinander angeordnet, daß beispielsweise dii aktiven Leiterstücke 18-2 und 19-1 im wesentlichen dei gleichen Relativabstand zu den aktiven Leiterstücken 3 der ersten Wicklung 2 haben. Die Wicklungsabschnitte) und 9 sind über den Anschluß 11 in Serie geschaltet, se daß beispielsweise die aktiven Leiter 18-2 und 19-1 dei Strom beide in derselben Richtung führen. Entspre chend führen in jedem anderen Paar aktiver Leiterstük ke (18-3 und 19-2,18-4 und 19-3,18-5 und 19-4,18-6 um

509 58Vt

19-5) beide Leiter den Strom in derselben Richtung. Auf iiese Weise hat jeder Leiter im Paar im wesentlichen dieselbe Koppelbeziehung zu den aktiven Leiterteilen der ersten Wicklung 2. Die Genauigkeit, mit der die Leiter 19-1 und 19-2 am selben Ort übereinandergelegt sind, ist nicht kritisch. Aber je weiter sie voneinander entfernt sind, desto geringer ist die vereinigte Kopplung, die aus dem Paar folgt.

Während die aktiven Leiterstücke der Wicklungsabschnitte 8 und 9 in F i g. 1 allgemein so verbunder, und räumlich angeordnet sind, daß sie zueinander bezüglich der induzierten Spannung additiv sind, sind die Endleiterstücke 16- und 17- so angeordnet, daß sie in entgegengesetzter Richtung Strom führen. So ist die Stromrichtung des Endleiterstücks 16-1 entgegengesetzt zu der des Endleiterstücks 17-2. Entsprechend sind die Leitungsrichtungen für die Paare 17-1 und 16-2,16-3 und 17-4 usw. alle einander entgegengesetzt. Der Effekt, der sich einstellt, wenn man die aktiven Leiterstücke so anordnet, daß sie additiv sind, während die Endleiterstücke abwechselnd in entgegengesetzte Richtung leiten, kann an Hand der F i g. 2 erkannt werden.

Wenn ein Wechselstromsignal zwischen die Anschlüsse 21 und 22 der Primärwicklung in F i g. 1 gelegt wird, führen die aktiven Leiterstücke 18- und 19, wie in Fig.2 angedeutet, zu den Feldvektoren 18' und 19', welche jeden halben Zyklus ihre Richtung wechseln und an den Anschlüssen 23 und 24 der F i g. 1 eine Spannung verursachen. Die Felder, die von den Endleiterteilen herrühren, ändern ebenfalls in jedem halben Zyklus ihre Richtung, so daß netto die Summe der von den Endleiterteilen erzeugten Felder 16' und 17' in Fig. 2 im Uhrzeigersinn oder ge£..:i den Uhrzeigersinn gerechnet ungefähr Null ergibt.

Das Feldmuster von F i g. 2 wird von den zwei übereinanderliegenden Wicklungsabschnitten 8 und 9, welche die zweite Wicklung von F i g. 1 bilden, hervorgerufen.

Das Feldmuster nach Fig.2 hilft, die Effekte konstanter Kopplung zwischen den Wicklungen eines Lagenmeßtransformators zu reduzieren oder zu neutralisieren. Die Reduktion der unerwünschten konstanten Kopplung kann beispielsweise im Zusammenhang mit F i g. 3 erklärt werden.

In F i g. 3 stellt die Wellenform 25 die Amplitude der Koppelwelle dar, die zwischen den aktiven Leiterteilen 3 der ersten Wicklung 2 und den aktiven Leiterteilen 18- und 19- der zweiten Wicklung 6 hervorgerufen wird. Wenn die zweite Wicklung 6 und die erste Wicklung 2 relativ zueinander so verschoben werden, daß der aktive Leitertei! 3-2 genau über dem aktiven Leiterteil 18-1 liegt, definiert diese Stellung den Nullpunkt des Meßzyklus, wo die Kopplung maximal ist. Die maximale Kopplung zwischen den Wicklungen 2 und 6 entspricht dem positiven Spitzenwert der Kurve 25 in F i g. 3 am Nullpunkt. Wenn die Wicklungen der F i g. 1 relativ zueinander so bewegt werden, daß der aktive Leiterteil 3-2 in der Mitte zwischen den aktiven Leitern 18-1 und 18-2 ist, sind die Wicklungen definitionsgemäß am 90°-Punkt und haben, wie in Fig.3 angedeutet, keine Kopplung. Wenn das aktive Leiterstück 3-2 zur 180°-Stellung über den aktiven Leitern 18-2 und 19-1 bewegt wird, ergibt sich, wie in F i g. 3 angedeutet, ein negatives Maximum. Keine Kopplung existiert wieder am 270°-Punkt, wenn der aktive Leiter 3-2 in der Mitte zwischen den aktiven Leitern 18-2 und 18-3 steht. Schließlich erreicht die Koppelwelle 25 wieder ein positives Maximum am 360°-Punkt, wenn das aktive Leiteistück 3-2 auf gleicher Höhe mit den aktiven Leiterstücken 18-3 und 19-2 ist.

Der Trafo von F i g. 1 ist beispielsweise nützlich bei der Definition von Null-Lagen gleichen Abstands. Die Definition der Null-Lagen mit gleichem Abstand ist beispielsweise erforderlich, um den Abstand der Magnetspuren bei Steuersystemen in mit Platten arbeitenden Magnetaufzeichnungsgeräten zu definieren.

ίο Die Koppelwelle 25 in Fig.3 ist für die Grundkoppelwcllc repräsentativ, die aus der Kopplung zwischen den aktiven Leiterteilen auf der ersten Wicklung 2 und der zweiten Wicklung 6 resultiert. Zusätzlich zur Koppelwelle der Grundfrequenz neigen die Endleiter-

is teile !6- und 17- der zweiten Wicklung 6 jedoch dazu, mit den Endleiterteilen 4- der ersten Wicklung 2 zu koppeln. In Fig. 3 ist die Koppelwelle 26 (gepünktelt gezeichnet) dargestellt. Entsprechend ist die Koppelwelle für die Endleiter 17- durch die Koppelwelle 27 (gestrichelt gezeichnet) dargestellt. Aus Fig.3 folgt, daß die Koppelwelle 26 den durch Linie 52 dargestellten mittleren Wert hat, welcher gegenüber dem Mittelwert der Grund-Koppelwelle 25, dargestellt durch Linie 54, verschoben oder vorgespannt ist. In entsprechender

as Weise ist auch der Mittelwert der Koppelwelle 27, durch Linie 53 dargestellt, bezüglich des Mittelwerts der Grundkoppelwelle 25 verschoben.

Die Wellenform 26 beinhaltet eine unerwünschte Koppelkomponente, nämlich die konstante Kopplung,

ίο die durch den Abstand zwischen den Linien 52 und 54 dargestellt ist. Entsprechend stellt der Abs^fand zwischen den Linien 53 und 54 eine konstante Kopplung dar, nämlich die unerwünschte Koppelkomponente der Wellenform 27.

is Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die unerwünschte Koppelkomponente der Koppelwelle 26 der unerwünschten Koppelkomporiente der Koppelwelle 27 entgegengesetzt gleich, so daß, algebraisch addiert, diese unerwünschten Koppelkomponenten sich einander neutralisieren. Im einzelnen ist die Summe der Koppelwellen 26 und 27 mit der Grundkoppelwelle 25 in Phase und hat resultierend keine Vorspannung gegenüber dieser.

Immer wenn eine nicht neutralisierte, unerwünschte Koppelkomponente existiert, führt diese konstante Koppelkomponente zu einem Grundfrequenzfehler. Die in F i g. 1 gezeigte Ausführung der vorliegenden Erfindung neutralisiert diese unerwünschten Koppelkomponenten dadurch, daß zwei Wicklungsabschnitte

so einander gegenüber in einer Vielschichtkonfiguration angeordnet sind. Die konstante Koppelkomponente des einen Wicklungsabschnitts neutralisiert die konstante Koppelkomponente des anderen Wicklungsabschnitts, ohne die Grundkopplung der aktiven Leiterstücke zu

ss stören.

In F i g. 1 bedecken jeweils zwei aktive Leiterstücke dasselbe räumliche Gebiet; beispielsweise die aktiven Leiterstücke 18-2 und 19-1. Wenn sich zwei aktive Leiter an derselben Stelle befinden, erhält man eine Doppelwirkung. Die Endleiterwicklungen entsprecher jedoch einer einfachen Wicklung, da die Endleiter ir F i g. 1 nicht dieselbe räumliche Stelle einnehmen.

Die Fig.4 und 7 zeigen schematisch Muster vor Anordnungen von aktiven Leitern, wie sie sich in der

6s verschiedenen Herstellungsschritten eines zweiphasi gen, vierschichtigen Transformatorteiles ergeben. Diei ist schematisch in F i g. 7 gezeichnet. Das Transforma torteil nach F i g. 7 neutralisiert die konstante Kopplurij

<r

(oder Vorspannung), wie oben bei der Behandlung von F i g. I beschrieben wurde. Das Teil nach F i g. 7 ergibt auch innerhalb von jedem Zyklus eine Quadratur-Kompensation, um sicherzustellen, daß in den mehrphasigen Sinus- (BC) und Kosinus- (AD) Wicklungen Felder s hervorgerufen werden, die möglichst genau um ein Viertel des Meßzyklus verschoben sind, auch wenn die entsprechenden Wicklungsabschnitte, welche die Sinus- und Kosinus-Wicklungen bilden, nicht genau räumlich um 90° versetzt sind. ι ο

In Fig.4 ist schematisch eine Anordnung A von aktiven Leitern, im einzelnen A 1 bis A 5, gezeigt. Die Leiter A\ bis A 5 sollen in gleichem Abstand angeordnet sein, wobei die Entfernung zwischen zwei nebeneinanderliegenden aktiven Leiterstücken einen halben Meßzyklus definiert.

F i g. 4 zeigt weiter eine Anordnung B von aktiven Leitern, im einzelnen ßl bis ß5. Der Abstand der aktiven Leiter ßl bis B5 ist im wesentlichen identisch mit dem der aktiven Leiter Al bis Λ5. Sie werden _zo vorzugsweise vom selben fotografischen Negativ hergestellt. Die Leiteranordnungen A und ß in F i g. 4 stellen entweder ein fotografisches Negativ oder isolierte metallische Leiter auf einer gemeinsamen Unterlage aus Metall, Glas oder Plastik dar, so daß die relative Lage der aktiven Leiter A bezüglich der relativen Lage der aktiven Leiter B fixiert ist. Im einzelnen sind die aktiven Leiter B gegenüber den aktiven Leitern A um »al« verschoben, wobei »al« ungefähr 90° des Meßzyklus beträgt. _}0

Auch Fig.5 stellt ein fotografisches Negativ oder eine Anordnung von Leitern dar, die im wesentlichen mit dem fotografischen Negativ und der Leiteranordnung nach Fig.4 identisch ist. Dementsprechend sind die aktiven Leiter C, irn einzelnen Cl bis C5, und die aktiven Leiter D, im einzelnen Dl bis D 5, jeweils entsprechend den aktiven Leitern Λ 1 bis Λ 5 und B 1 bis ß5 hergestellt. Dementsprechend ist die Verschiebung »a 2« der aktiven Leiter D gegenüber den aktiven Leitern C in F i g. 5 im wesentlichen mit der Verschiebung »a 1« in F i g. 4 identisch.

In F i g. 6 wird eine vielschichtige Struktur gezeigt, bei der die aktiven Leiter, die in der F i g. 5 dargestellt oder aus dieser fotografisch entwickelt sind, über die aktiven Leiter, die auf ähnliche Weise von der F i g. 4 abgeleitet wurden, gelegt werden. In der Fig.6 sind einige der aktiven Leiter von den F i g. 4 und 5 entfernt und Endleiterstücke hinzugefügt, um die aktiven Leiterstücke miteinander zu verbinden. Diese Hinzufügungen und Wegnahmen sind bei gedruckter Schaltungstechnik bekannt.

In F i g. 6 sind vier getrennte Wicklungsabschnitte A. B, C und D abgebildet. Sie leiten ihre Bezeichnungen von den Bezeichnungen der aktiven Leiter von F i g. 4 und 5, aus denen sie bestehen, her. Die Versetzung «i in F i g. 6 zwischen dem Wicklungsabschnitt A und Wicklungsabschnitt C ist im wesentlichen identisch mit der Versetzung «2 zwischen den Wicklungsabschnitten ß und D. Die Identität der Verschiebungen αϊ und <X2 stammt von der Identität der Versetzungen »a 1« und »a2« in den Fig.4 und 5. Wenn die Schichten der F i g. 4 und 5 übereinandergelegt werden, sind die aktiven Leiterteile von B und C ungefähr deckungsgleich. Wenn, wie in Fig.6 gezeigt, zwischen den Windungsabschnitten B und C eine Versetzung »b« existiert, dann ist

<xi = 1X2,
da

λι = »a 1« + »Zx<

«2 = »a2« + »£k<

und
und

Den Transformator nach F i g. 7 erhält man durch Umdrehen der WiLklungsabschnitte B und D unterhalb die Wicklungsabschnitte Cund A von F i g. 6, so daß aus den zweischichtigen Wicklungsabschnitten der Fig.6 vierschichtige Wicklungsabschnitte in F i g. 7 werden. Während des Zusammenbaus können die Wicklungsabschnitte B und D relativ zu den Wicklungsabschnitten C und A verschoben werden. Die Wicklungsabschnitte C und A bzw. ß und D bewegen sich jedoch nicht relativ zueinander. Der Winkelabstand β zwischen den Wicklungsabschnitten B und C in F i g. 7 kann deshalb vom Winkel »b« in F i g. 6 zwischen denselben Abschnitten abweichen. Die Winktl αι und «2 variieren jedoch nicht und sind dieselben wie in Fig. 6.

Die Anschlüsse 32 und 36 der Wicklungsabschnitte A bzw. D sind elektrisch miteinander verbunden, so daß der Wicklungsabschnitt A und der Wicklungsabschnitt D die vollständige Kosinus-Wicklung bilden, zu der die Eingangsanschlüsse 33 und 37 gehören. Auf entsprechende Weise werden die Anschlüsse 35 und 31 der Wicklungsabschnitte ß und C elektrisch miteinander verbunden, wodurch eine vollständige Sinus-Wicklung gebildet wird, die die Eingangsanschlüsse 30 und 34 hat. Sowohl die Sinus-Wicklung, die aus den Wicklungsabschnitten C und B besteht, als auch die Kosinus-Wicklung, die aus den Wicklungsabschnitten A und D besteht, haben jede für sich das Merkmal der Neutralisation der konstanten Kopplung, das oben im Zusammenhang mit der Wicklung 6 nach F i g. 1 beschrieben wurde, und zwar aus denselben Gründen, aus denen die Wicklung 6 dieses Merkmal hat. Die Sinus- und Kosinus-Wicklungen der F i g. 7 haben auch das Merkmal der Quadratur-Kompensation, welches nun im Zusammenhang mit F i g. 8 näher beschrieben wird.

Die Vektoren A(i), B(i), C(i), D(i) in F i g. 8 stellen jeweils die räumliche Anordnung der aktiven Leiter in F i g. 7 dar, die mit demselben Großbuchstaben bezeichnet sind. Das in Klammern gesetzte »i« stellt einen der Indizes 1 bis 5 für die aktiven Leiter der F i g. 7 dar. Für »i« — 2 stellt das Vektordiagramm der F i g. 8 beispielsweise die räumliche Stellung der aktiven Leiter A 2, ß2, C 2, D 2 der F i g. 7 dar. Entsprechend stellt für »i« = 3 das Vektordiagramm der F i g. 8 die räumliche Stellung der aktiven Leiter Λ 3, ß3, C 3 und D 3 dar. Wie vorher schon im Zusammenhang mit F i g. 7 angedeutet wurde, ist der Vektor A 2 gegenüber dem Vektor C 2 um den Winkel «1 versetzt. Auf entsprechende Weise ist der Vektor S 2 gegenüber dem Vektor D 2 um den Winkel Λ2 versetzt. Weiter ist auf Grund der Herstellungsschritte, die im Zusammenhang mit den F i g. 4, 5, 6 und 7 diskutiert wurden, der Winkel λι gleich dem Winkel «2 Wenn diese Gleichheit eingehalten ist, produziert die elektrische Verbindung der B- und C-Vektoren, ζ. Β. Β ί und C 2, einen resultierenden Vektor ßC2, welcher ir der Fig.8 allgemein als BC(i) angedeutet ist Entsprechend ergibt der Zusammenschluß der Vekto ren A 2 und - D 2 (- D 2 ist die elektrische Umkehnmj von D 2), die in F i g. 8 allgemein als A (i) und — D (1 bezeichnet werden, einen resultierenden Vektor AD(2 der in F i g. 8 allgemein mit AD (^bezeichnet wird.

Wenn der Winkel zwischen den Vektoren B und ( gleich β ist, schließt der resultierende Vektor ßCmit de:

beiden Vektoren Bund Cjeweils den Winkel ß/2 ein.

Die Vektoren A und — D sind getrennt durch einen Winkel

Φ = αϊ - [(180 - α2) + β],

Da αϊ gleich α2 oder allgemein gleich <x ist, ist der Winkel Φ wie folgt gegeben:

Φ =■■ 2α - β - 180.

Der Vektor AD ist deshalb gegenüber den beiden Vektoren Λ und — D um Φ/2 versetzt.
Dabei gilt

Φ/2 = α - ß/2 - 90.

Wie man leicht sehen kann, ist der Winkel zwischen den resultierenden Vektoren .ADund ßCgleich

öl - Φ/2 - ß/2.

Setzt man den Wert von Φ/2, wie er oben angegeben ist, in diese letzte Gleichung ein, zeigt sich, daß der Winkel zwischen den resultierenden Vektoren AD una SCgenau 90° beträgt.

Natürlich trifft das Vektordiagramm der F i g. 8 für alle Indizes 2 bis 4 zu, obwohl die F i g. 8 an Hand eines Beispiels mit dem Index »i« = 2 beschrieben wurde. Da aligemein der Bereich, über welchen die aktiven Leiter an die Referenzwicklung für jeden Wert von »i« ankoppeln, kleiner als ein Meßzyklus ist, ist innerhalb jedem einzelnen Zyklus für Quadratur-Kompensation gesorgt. Diese Quadratur-Kompensation innerhalb von jedem Zyklus ist wichtig, wenn man die Empfindlichkeit der Quadratur-Kompensation gegenüber Anomalien reduzieren will. Da die aktiven Leiter, die zur Kompensation beitragen, an denselben räumlichen Bereich ankoppeln, also nicht an verschiedene, weit voneinander getrennte räumliche Bereiche, ist die Quadratur-Kompensation der Anordnung nach Fig. 7 gegenüber Anomalieeffekten relativ immun.

Der resultierende Vektor AD(2) in Fig.9 ist gegenüber dem resultierenden Vektor BC(2) aus den in F i g. 8 erklärten Gründen um genau 90° verschoben. In entsprechender Weise bilden die Vektoren A 3, S3, C3 und D3die resultierenden Vektoren AD3 und ßC3, die entsprechend den in Fig.8 diskutierten Prinzipien um genau 90° auseinanderliegen. Obwohl die resultierenden Vektoren AD2 und AD3 und die resultierenden Vektoren BC2 und BC3 nicht genau gegeneinander ausgerichtet sind, sind offensichtlich die resultierenden Vektoren AD{2, 3) und SC(2, 3), die man aus ihnen ableiten kann, um genau 90° zueinander versetzt.

Die vier Wicklungsabschnitte A, B, C und D in Fig. 10 entsprechen denen, die in Fig. 7 gezeigt wurden. Die vier Wicklungsabschnitte in Fig. 10 sind getrennt und nicht übereinandergepackt gezeigt, um ihre Details deutlicher zeigen zu können. In F i g. 10 sind die Schichten auf der Seite von oben nach unten in der Reihenfolge C, A, B und D angeordnet, was ihren wachsenden Abstand von Skalenwicklungsteil des Lagenmeßtransformators( Fig. 14)darstellen soll.

Die Wicklungsabschnitte A bis D in Fig. 10 sind so gebaut, wie es bei der Behandlung der Fig. 4 bis 7 skizziert wurde. Wenn daher die Wicklungsabschnitte B und C miteinander verbunden werden und so die Sinus-Wicklung bilden und wenn die Wicklungsabschnitte A und D miteinander verbunden werden und so die Kosinus-Wicklung bilden, zeigen diese Sinus- und Kosinus-Wicklungen Quadratur-Kompensation. Die Wicklungsabschnitte B und C und die Wicklumjsab-

sch-iitte A und D neutralisieren jeweils auch die konstante Kopplung, wie bei der Behandlung dei F i g. 1,2 und 3 oben beschrieben wurde.

Der Wicklungsabschnitt C in Fig. 10 hat ein« Vielzahl von aktiven Leiterteilen, für die beispielsweise der aktive Leiter 118 typisch ist. Die aktiven Leiterteilt sind miteinander durch Endleiterteile verbunden, unc zwar entlang von Randlinien, die durch gegenüberlie gende Enden der aktiven Leiterstücke gebildet sind. Die Endleiterstücke 116 und 117 sind dafür typisch. Dei Mitte-zu-Mitte-Abstand der aktiven Leiterstücke, beispielsweise zwischen dem aktiven Leiterstück 118 und dem aktiven Leiterstück 119, ist gleich der Teilung Pund ist für alle Wicklungsabschnitte A bis D in Fig. IC derselbe. Die Wicklungen haben alle dieselbe Teilung und koppeln daher mit derselben Grundfrequenz an die Referenzwicklung des Lagenmeßtransformators. Die Breite W der aktiven Leiterstücke und die Breite S der Zwischenräume zwischen den aktiven Leiterstöcken variiert von Wicklungsabschnitt zu Wicklungsabschnitt.

Die horizontalen Zuführungsleitungen 91, 92, 93 und 94 in Fig. 11 entsprechen den horizontalen, entsprechend bezifferten Zuführungsleitungen in F i g. 10. Es ist erwähnenswert, daß die Sinus-Wicklungszuführungen 91 und 92 übereinanderliegen und elektrisch so verbunden sind, daß sie den Strom in verschiedener Richtung führen und so jede ungewollte Kopplung dieser Zuführungsleitungen neutralisieren. Wie in F i g. 11 gezeigt, sind die Anschlüsse 32' und 36' zusainmengeschaltet, und verbinden so die zwei Kosinus-Wicklungsabschnitte, die in Fig. 10 mit A und D bezeichnet sind. In entsprechender Weise sind die Anschlüsse 3Γ und 35' zusammengeschaltet und verbinden so die zwei Sinus-Wicklungsabschnitte, die in Fig. 10 mit Sund Cbezeichnet sind. Die Anschlüsse in F i g. 11 sind, abgesehen von den Strichen, gleich beziffert wie die entsprechenden Anschlüsse in Fig. 7.

In F i g. 11 sind auch Anpassungswiderstände % und 97 angedeutet. Der zwischen den Kosinus-Anschlüssen 32' und 33' geschaltete Widerstand % hat den Effekt, daß er den Winkel zwischen der Sinus- und der Kosinus-Wicklung anpaßt, d. h., daß er die 90°-Phasenverschiebung einstellt. Der zwischen den Kosinus-Anschlüssen 33' und 37' geschaltete Widerstand 97 bewirkt die Stromanpassung in der Kosinus-Wicklung bezüglich der Sinus-Wicklung und ist dementsprechend der Widerstand für die »Linien-Balance«. Die Widerstände 96 und 97 wurden zwischen die Kosinus-Anschlüsse geschaltet gezeigt. Widerstände können jedoch zwisehen alle Anschlüsse in F i g. 11 geschaltet werden, um die relative Kopplung irgendeines Wicklungsabschnitts oder irgendeiner Kombination von Wicklungsabschnitten einzustellen, wie gerade gewünscht wird.

In den Fig. 12 bis 18 wird ein mehrzyklischer Drehtransformator gezeigt. Dieser Transformator weist auch das Merkmal der Neutralisation der konstanten Kopplung, das im Zusammenhang mit den F i g. 1 und 7 oben beschrieben wurde, und das Merkmal der Quadratur-Kompensation, das oben im Zusammenhang mit den F i g. 4 bis 9 beschrieben wurde, auf.

Das Muster von Fig. 12 zeigt schematisch eine Anordnung von Leitern oder alternativ dazu, ein fotografisches Negativ, um eine Anordnung von Leitern herzustellen. Das Muster von Fig. 12, speziell, enthält eine Anordnung A' von radialen Leitern A 10 bis A 80. Diese Anordnung ist räumlich gegenüber einer zweiten Anordnung ß'von radialen Leitern B 10 bis S80 fixiert. Das Muster von Fig. 12 für drehbare Anordnungen

/υ

entspricht dem oben beschriebenen Muster von F i g. 4 für lineare Anordnungen. Der radiale Abstand der Leiter in der Anordnung .A'ist im wesentlichen identisch mit dem radialen Abstand der Leiter in der Anordnung B'. Die Anordnungen Λ'und B' werden vorzugsweise vom selben fotografischen Negativ gemacht, damit sie identisch sind. Die Anordnung B' wird jedoch um 180° plus einem Viertel des Meßzyklus der Anordnung A' mechanisch gedreht Der Meßzyklus ist gleich zweimal dem Winkel zwischen zwei nebeneinanderliegenden Leitern. Die Drehung der Anordnung B' bezüglich der Anordnung A' läßt sich erkennen, wenn man die Stellung der Leiter A 10 und B10 betrachtet

Ln F i g. 13 ist ein zweites Muster, das mit dem Muster von Fig. 15 identisch ist dargestellt Es besteht aus einer Anordnung C von radialen Leitern ClO und C80 und aus einer Anordnung D' von radialen Leitern DlO bis D80. Das Muster von Fig. 13 sollte möglichst eine genaue Kopie des Musters von Fig. 12 sein, beispielsweise unter Verwendung gleicher fotografischer Methoden und Hilfsmittel hergestellt Es ist zu beachten, daß das Muster von F i g. 13 gegenüber dem Muster von F i g. 12 um eine Achse senkrecht zur Zeichenebene um 180° im Raum gedreht ist Die Anordnung D' sollte möglichst eine fotografische Wiedergabe der Anordnung A' sein, und ähnlich sollte die Anordnung C möglichst eine fotografische Wiedergabe aer Anordnung B' sein, so daß der Leiter D10 dem Leiter A 10 entspricht und daß der Leiter ClO dem Leiter BIO entspricht.

In Fig. 14 wird dadurch eine zweischichtige Anordnung gebildet, daß das Muster der Fig. 13 über das Muster der F i g. 12 gelegt wird, so daß die Anordnung C konzentrisch über der Anordnung Λ'ist und daß die Anordnung D' konzentrisch über der Anordnung ß'ist. Die F i g. 14 für drehbare Anordnungen entspricht der oben beschriebenen F i g. 6 für lineare Anordnungen. In den Mustern der F i g. 14 ist der Winkel zwischen den Leitern B' und D' mit dem Winkel zwischen den Leitern A'und Cidentisch. Diese Identität entsteht, wenn die Schritte beim Zusammenbau so ausgeführt werden, wie sie im Zusammenhang mit den Fig. 12, 13 und 14 beschrieben wurden.

In der F i g. 15 sind nur die Leiter mit den Indizes 10 aus Fig. 14 schema tisch gezeigt Der Winkel »a« zwischen den Leitern SlO und DlO ist gleich dem Winkel »a« zwischen den Leitern A 10 und C10. Wenn die Anordnungen D' und B' umgefaltet werden und konzentrisch mit den Mustern der Anordnungen C und Λ'gepackt werden, wie es weiter unten im Zusammenhang mit Fig. 17 beschrieben wird, dann taucht eine etwaige Fehlanordnung der Leiter Λ'und D'in F i g. 15 als Winkel »b« auf.

In den Fig. 15, 17 und 18 sind weitere Details des mehrzyklischen, drehbaren Wandlerteils gezeigt. Wie angedeutet, wird das vierschichtige Muster nach Fig. 17 folgendermaßen gebildet: Es werden die Leiter vom Muster der F i g. 14 benutzt, wobei die Anordnungen D' und B' entlang der Linie 41 unter die Anordnungen C und A' gefaltet werden. Außerdem besitzt das Muster von F i g. ι / Didleiterstücke, für die die Endlei ι ».rstücke 62, 63, 64 und 65 typisch sind, die nebeneinanikrliegende radiale Leitermuster miteinander verbinden, und zwar auf eine Weise, die der bei den in F i g. 6 hinzugefügten Endleitern entspricht. Um die vier getrennten Schichten der Wicklungsabschnitte leichter sehen zu können, zeigt die Fig. 16 jeden Wicklungsabüchnitt getrennt, und zwar in der Anord

nung C, A', B' und D', in der die Wicklungsabschnitte von oben nach unten auf einandergestapelt sind. Es ist zu beachten, daß die Reihenfolge C, A', ß'und D'bei der drehbaren Anordnung die gleiche ist wie bei der linearen Anordnung, wie es oben im Zusammenhang mit der F i g. 10 gezeigt und beschrieben wurde. Da die F i g. 16 und 17 schematisch sind, sind die verschiedenen isolierenden und haftenden Schichten, welche die Wicklungsabschnitte voneinander trennen, nicht gezeigt

In Fig. 18 wird ein Vektordiagramm gezeigt, welches das Merkmal der Quadratur-Kompensation bei der drehbaren Anordnung von Fig. 17 zeigt Dies geschieht analog zur Darstellung in Fig.8, wo das Merkmal der Quadratur-Kompensation für die lineare Anordnung nach Fig. 7 dargestellt ist Wie in Fig. 18 erläutert wird, stellt der Vektor A 'D' die resultierende räumliche Lage der Kosinus-Wicklung dar, die von den Kosinus-Wicklungsabschnitten A'und D'gebildet wird. Dieser resultierende Vektor A 'D' ist nahezu genau 90° gegenüber dem resultierenden Vektor CB' verschoben, der die räumliche Lage der Sinus-Wicklung darstellt, die von den Sinus-Wicklungsabschnitten C und B' gebildet wird. Kurz, der Winkel Φ zwischen den Vektoren C'und - B'ist gleich (180 - on + ß) - on. Da «i = «2 = α ist ist Φ = - 2« + β + 180 und Φ/2 = - λ + β/2 + 90. Wie aus der Fig.21 entnommen werden kann, ist der Winkel zwischen den resultierenden Vektoren A 'D' und CB'χ - ß/2 + Φ/2, was sich als genau 90° herausstellt, wenn man den Wert für Φ/2 aus dem vorhergehenden Satz einsetzt

Die Ausführung nach Fig. 17 besitzt auch das Merkmal, die konstante Kopplung zu neutralisieren. Die Sinus-Wicklungsabschnitte C und B' sind nämlich mit dem Verbindungsdraht 47 zusammengeschaltet, so daß ihre Endleiterstücke den Strom in entgegengesetzter Richtung führen. Entsprechend sind die Kosinus-Wicklungsabschnitte A' und D' durch einen Verbindungsdraht 46 so zusammengeschaltet, daß ihre Endleiterstükke den Strom in entgegengesetzter Richtung führen.

Der Wandler nach Fig. 17 enthält nur vier Meßzyklen pro Umdrehung. In Wirklichkeit werden jedoch Wandler mit viel mehr aktiven Leitern verwendet, die eine größere Zahl von Zyklen pro Umdrehung, beispielsweise 360 Meßzyklen oder mehr pro Umdrehung, ergeben.

In Fig. 19 wird die Kopplungsbeziehung einer zweischichtigen Mehrphasenwicklung 154 mit einei Referenzwicklung 155 schematisch gezeigt. Die wirklichen Abmessungen sind im typischen Falle ähnlich wie die in Fig. 10. Die Mehrphasenwicklung 154 enthäli eine Sinus-Wicklung und eine Kosinus-Wicklung, die aus den Wicklungsabschnitten B und C bzw. aus der Wicklungsabschnitten A und D gebildet werden. Die Wicklungsabschnitte Bund Csind auf derselben oberer Schicht, und die Wicklungsabschnitte D und A sind au! derselben unteren Schicht. Dabei sind diese beider Schichten beispielsweise auf gegenüberliegenden Seiter eines Isolators (nicht gezeigt).

Die Mehrphasenwicklung 154 wird möglichst ebensc hergestellt, wie es im Zusammenhang mit den F i g. 4.; und 6 skizziert wurde. Genauer: Rechts in Fig. 22 wire ein Muster hergestellt, das aus der Anordnung C übei der Anordnung A besteht, wie jenes in Fig. 6. Dageger wird das Muster, das aus der Anordnung D über dei Anordnung B besteht, vvie jenes in Fig.6, zunächs umgedreht, so daß B über D liegt, und so links in Fig. 1! hergestellt. Beispielsweise kann die Anordnung voi

Yl

Fig. 19 dadurch hergestellt werden, daß das Muster nach F i g. 6 entlang einer imaginären linie zwischen den Mustern mit C und A und mit D über B durchgeschnitten wird und daß danach die beiden letzten umgedreht werden und so das Muster B über D s bilden. Danach werden die Muster Cüber A und B über D an eine gemeinsame Grundplatte angeklebt (nicht gezeigt) und bilden so eine Schichtung, in der B und C eine Schicht über D und A bilden, wie es von der Legende in Fig. 19 angedeutet ist Eine falsche ι ο Ausrichtung des Musters BD auf das Muster CA des Wicklungsabschnitts in Fig. 19 bezüglich der Referenzwicklung 155 erscheint als Winkel (360-0). Dies ist beispielsweise zwischen den Leiterstücken B 5 und Cl gezeigt In Fig. 18 ist die Verschiebung «ι zwischen den Wicklungsabschnitten A und C identisch mit der Verschiebung on zwischen den Wicklungsabschnitten B und D, und zwar aus den Gründen, die im 2'usammenhang mit Fig.6 diskutiert wurden. Daher ist die Ausführung der Erfindung nach Fig.6 auch durch Quadratur-Kompensation ausgezeichnet die oben im Zusammenhang mit F i g. 7 diskutiert wurde.

Zusätzlich zur Quadratur-Kompensation sind die Sinus- und Kosinus-Wicklungen in der Fig. 19 jede getrennt aus zwei kontinuierlichen Wicklungsabschnitten aufgebaut, die so angeordnet sind, daß sie die konstante Kopplung neutralisieren. Die Sinus-Wicklung besteht beispielsweise aus den Wicklungsabsichnitten B und C. Dabei sind die Endleiterteile des Sinus-Abschnitts B, für welche die Endleiterstücke 56 und 57 typisch sind, entlang gegenüberliegender Randlinien so angeordnet, daß sie den Strom in der anderen Richtung führen als die Endleiterstücke des Sinus-Abschnitts C. Für diese sind die Endleiterstücke 58 und 59 — auch auf gegenüberliegenden Randlinien — typisch. Wie man aus der Fig. 19 sieht, ist die Kopplung der Referenzwicklung 155 an die Endleiterstücke 56 und 57, beispielsweise, wie diejenige, welche von der Kurve 26 in F i g. 3 dargestellt wird. Entsprechend ist die Kopplung der Referenzwicklung 155 an die Endleiterstiicke 51} und 59, beispielsweise, in Fig.22 wie diejenige, welche von Kurve 27 in Fig.3 dargestellt wird. Wie bei der Behandlung von F i g. 3 beschrieben wurde, ist die konstante Kopplung von einem Satz von Endleitern (56 und 57) der konstanten Kopplung des anderen Satzes (58 und 59) entgegengesetzt gleich. Die Kosinus-Wicklung in Fig. 19 ist in ähnlicher Weise durch die Neutralisation der konstanten Kopplung gekennzeichnet.

Die Wicklungsabschnitte A, B, C und D in Fig. 19 haben Anschlüsse, deren Bezifferung mit einem hinzugefügten Strich mit der Bezifferung der Anschlüsse in F i g. 7 übereinstimmt. Die Verbindungen über den Anschlüssen in Fig. 19 sind so angeordnet, daß sie alle unerwünschten Felder, die sonst entstehen könnten, _5S neutralisieren. Betrachtet man speziell den Wicklungsabschnitt A, so ist dort die vertikale Zuführungsleitung 172 oberhalb des Anschlusses 32' genau ein ganzzahliges Vielfaches des Meßzyklus 2Pvom vertikalen Leiter 175 oberhalb des Anschlusses 33' entfernt. Eine etwaige Kopplung, die vom Leiter 172 herrührt, wird durch eine entsprechende Kopplung des Leiters 175 in etwa neutralisiert, da sie den Strom jeweils in entgegengesetzter Richtung führen.

Wenn man den Abstand zwischen den vertikalen Stücken 172 und 175 nicht gleich einem ganzzahligen Vielfachen von 2P machen will, kann die Neutralisation der Ankopplung von Leiter 172 und 175 durch die Kopplung der Leiter 173 und 174 im Wicklungsabschnit D erreicht werden.

Außer den vertikalen Leitern 172 bis 175 sind auch di« horizontalen Anschlußzuleitungen auf ähnliche Weis« angeordnet, um die Neutralisation unerwünschte! Kopplung zu bewirken. Beispielsweise ist der Leiter 167 der die vertikale Anschlußzuleitung 173 mit den Anschluß 165 verbindet symmetrisch um eine imaginäre Mittellinie gelegt, welche zwischen den Abschnitten BL und AC relativ zur horizontalen Leitung 168 verläuft Diese verbindet den vertikalen Leiter 175 mit derr Anschluß 164 der Kosinus-Wicklung. In ähnlicher Weise sind auch die horizontalen Leitungen 169 und 170, die zi den verbundenen Anschlüssen 166 und zu der Sinus-Anschlüssen 163 führen, symmetrisch auf beider Seiten dieser Zentrallinie angeordnet.

In Fig.20 stellt die Kurve 162 den Lagefehler PL eines Lagenineßtransformators dar, der entsprechenc der Ausführung nach Fig.7 angefertigt ist Zurr Vergleich dazu ist die Kurve 161 repräsentativ für der Lagefehler PE eines typischen bekannten Trafos. Die Kurven 162 und 161 wurden dadurch erhalten, daß Lagemessungen mit einem Schieber (durch Schieber 72 dargestellt) über dieselbe Anomalie hinweg vorgenommen wurden. Diese wird von der Verbindung 74 zwischen den zwei Referenzwicklungsteilen 76 und 77 gebildet, wenn der Schieber 72 sich von links nach rechts fiber die Verbindung 74 entlang der Achse P bewegt. Zu Testzwecken hat eines der Teile 76 und 77 einen größeren Luftspalt zum Schieber 72. Dadurch wurde die Anomalie an der Verbindung 74 betont. Die Anwesenheit der Anomalie bei dem bekannten Trafo spiegelt sich in zwei Spitzen der Kurve 161. Die Fehlerkurve 162 für die vorliegende Erfindung ist über alle Gebiete hinweg vergleichsweise glatt.

Die Fig. 21 bis 26 zeigen die schematische Darstellung der Herstellungsschritte, die bei der Herstellung eines Drehtrafos mit einem einzigen Zyklus Anwendung finden. Auch dieser zeigt alle Merkmale der vorliegenden Erfindung.

In Fig.21 wird schematisch ein doppeltes Spira'.mustei-176 gezeigt. Das Muster in Fig. 21 zeigt einen von vier Wicklungsabschnitten. Diese vier Wicklungsabschnitte entsprechen den vier mit den Buchstaben A, B, C und D bezeichneten Wicklungsabschnitten in den Beschreibungen der vorhergehenden Ausführungen, von denen aber nicht bei allen die zweipolige, drehbare Ausführung mit einem Zyklus explizit gezeigt wurde. Das Muster in Fig.21 ist in einer Drehstellung angeordnet, die willkürlich als die Null-Grad-Stellung definiert wird und die durch die Richtung des Pfeils 179 verkörpert wird.

In Fig. 22 ist ein Muster 180 dargestellt, das identisch mit dem der F i g. 21 ist, dagegen aber im Uhrzeigersinn um 90° verdreht wurde. Dies wird durch den Pfeil 181 angedeutet. Die Muster nach den Fig. 21 und 22 sind repräsentativ für das Muster auf dem Einphasenteil. Das Zweiphasenteil enthält vier solche Muster, die übereinandergelegt und miteinander verbunden die Sinus- und Kosinus-Wicklungen auf dieselbe Weise bilden, wie es bei der Behandlung der F i g. 23 bis 26 skizziert wurde.

In Fig. 23 wird eine Belichtungsvorrichtung zur fotografischen Herstellung gezeigt. Die Belichtungsvorrichtung besteht aus einer Negativplatte 183 oberhalb und einer Negativplatte 184 unterhalb der beiden zweiseitigen Schichtungen L 1 und L 2. Jede Schichtung enthält beispielsweise eine erste und eine zweite Kupferschicht, jeweils auf verschiedenen Seiten einer

Isolationsschicht (nicht gezeigt). Jede Kupferschicht ist mit einer fotografischen Abdeckung überzogen, die zur Belichtung mit den Negativen auf den Platten 183 und 184 geeignet ist Die Platten 183 und 184 tragen jeweils ein Spiralmuster wie das in Fig.21 dargestellte, zur Belichtung jeweils in derselben Richtung ausgerichtet, wie durch den Pfeil 192 angedeutet wird. Im einzelnen wirft die Platte 183, wenn sie geeignet belichtet wird, ein Spiralmuster auf die obere Oberfläche 186 der Schichtung L1. Die Platte 184 wirft ein Spiralmuster auf ι ο die untere Oberfläche 190 der Schichtung L 2. Während des in Fig.26 dargestellten Belichtungsprozesses stehen sich die obere Oberfläche 189 der Schichtung L 2 und die untere Oberfläche 187 der Schichtung L1 einander gegenüber und werden nicht belichtet Danach werden die Schichtungen Ll und L 2 miteinander vertauscht so daß die Schichtung L 2 oben und die Schichtung Ll unten angebracht wird. Gleichzeitig werden beide Schichtungen um 90° bezüglich der fotografischen Platten 183 und 184 gedreht Außerdem werden Vorrichtungen (nicht gezeigt) verwendet, die sicherstellen, daß die Schichtungen L 1 und L 2 dieselbe Ausrichtung haben, wie in Fig.23 gezeigt Beispielsweise lassen sich zwei oder mehr zurückziehbare Stifte (nicht gezeigt) durch die Schichtungen und die Negativplatten verwenden.

In Fig.24 sind die Spiralmuster nach Fig.21 auf beiden Platten 183 und 184 in derselben Richtung ausgerichtet, wie durch den Pfeil 193 angedeutet wird. Bei der Belichtung wird ein Spiralmuster auf die obere Oberfläche 189 der Schichtung L 2 von der Platte 183 übertragen. Ebenso wird auf die untere Oberfläche 187 der Schichtung L 1 von der Platte 184 ein Spira'.muster übertragen. Während der in Fig.24 dargestellten Belichtung werden die zuvor belichteten Spiralen auf den inneren Oberflächen 186 und 190 nicht gestört.

In F i g. 25 sind die Schichtungen L 1 und L 2 mit den Bildern gezeigt wie sie sich nach den Herstellungsschritten, die in Fig. 24 beschrieben wurden, ergeben. Die Schichtung L 2 enthält auf ihrer oberen Oberfläche 189 ein Spiralmuster in der Richtung, die durch den Pfeil 194 angedeutet ist und eine Spirale auf ihrer unteren Oberfläche 190, die durch die Richtung des Pfeils 195 angedeutet ist, 90° gegenüber Pfeil 194 verdreht. In ähnlicher Weise enthält die Schichtung L 1 auf ihrer oberen Oberfläche 186 ein Muster, das die vom Pfeil 197 angedeutete Richtung hat, und auf ihrer unteren Oberfläche ein Muster, das die vom Pfeil 196 angedeutete Richtung hat.

In Fig. 26 sind die Schichtungen L2 und L 1 der F i g. 25 um weitere 90° verdreht, wie durch die Drehung der Schichtung Ll in F i g. 26 im Uhrzeigersinn vor Zusammenbau der Schichtungen gezeigt ist. In Fig. 26 wird gezeigt, daß die Spirale, die durch den Pfeil 194 repräsentiert wird, um 180° außer Phase mit der Spirale ist, die durch den Pfeil 197 dargestellt wird. Dagegen sind die Spiralen, die durch die Pfeile 195 und 196 angedeutet sind, in Phase. Die Pfeile 194, 195, 196 und 197 repräsentieren die Wicklungsabschnitte, die oben bei den früheren Beschreibungen mit den Buchstaben C, A, D, B bezeichnet wurden. Die elektrische Umkehr des Wicklungsabschnitts 197 und die Verbindung mit dem Wicklungsabschnitt 194 ergibt eine Sinus-Wicklung wie die, welche bei der Behandlung des Vektordiagramms in Fig. 18 beschrieben wurde. Auf ähnliche Weise ergibt <,<; die Verbindung der Wicklungsabschnitte, die von den Pfeilen 185 und 186 repräsentiert werden, eine Kosinus-Wicklung, wobei diese Sinus- und Kosinus Wicklungsabschnitie nahezu 90° phasenverschoben sind.

Der Trafo nach den F i g. 21 bis 26 ist nicht nur durch Quadratur-Kompensation gekennzeichnet sondern auch dadurch, daß die konstante Kopplung neutralisiert wird, und zwar auf ähnliche Weise, wie oben in Verbindung mit den anderen Ausführungen der vorliegenden Erfindung erklärt wurde. Im einzelnen besteht die Wicklung 180 in Fig.22 aus einem ersten Wicklungsabschnitt in Form einer Spirale von Anschluß 145 zum Verbindungspunkt 146. Der zweite Wicklungsabschnitt läuft vom Anschluß 147 zum Verbindungspunkt 148. Der Strom in der Spirale 145-146 fließt im allgemeinen im Uhrzeigersinn, während der Strom in der Spirale 147-148 gegen den Uhrzeigersinn fließt. Wenn das Referenzmuster des Wandlers mit dein der F i g. 22 identisch ist, erzeugt das Muster nach F i g. 22 für jeden Wicklungsabschnitt eine konstante Vorspannung, die einander entgegengesetzt gleich sind. Aus denselben Gründen, die bei der Behandlung von F i g. 3 diskutiert wurden, repräsentieren die Kurven konstanter Kopplung 23 und 24 in F i g. 3 die Ankopplung der Wicklungsabschnitte in Fig. 22.

Der Trafo nach Fig. 21 trägt nicht nur die Kennzeichen, die konstante Kopplung zu neutralisieren und die Quadratur zu kompensieren, sondern kann auch die Harmonischen neutralisieren und die Transformationsverhältnisse anpassen, wie es bei den anderen Ausführungen der vorliegenden Erfindung beschrieben wurde. Im einzelnen wird das Breitenverhältnis von Leiter zu Zwischenraum 2 :1 gemacht, um so die Aufhebung der dritten Harmonischen zu bewerkstelligen. Weil die Spiralen, wie diejenigen der Fig.22, in vier verschiedenen Schichten angeordnet sind (s. F i g. 26), läßt man das Breitenverhältnis von Leiter zu Zwischenraum vom nominellen Wert 2 :1 abweichen, um die Kopplung gleichzumachen.

Die vorliegende Erfindung wurde bisher im Hinblick auf die räumliche Phasenkompensation (Quadratur) in einem zweiphasigen System beschrieben. Die Erfindung läßt sich jedoch gleichermaßen auf Dreiphasensysteme oder Systeme höherer Ordnung anwenden. Beispielsweise enthält ein Dreiphasensystem drei Wicklungen, die um das elektrische Äquivalent von 120° räumlich gegeneinander versetzt sind. Bei einem /V-phasigen System besteht der Wandler aus N Wicklungen, von denen jede eine räumliche Phase hat. Diese Phase isi jeweils gleich einem anderen ganzzahligen Vielfacher von 360/N Grad. Jede der N Wicklungen wird aus A Wicklungsabschnitten gebildet, also aus einer Gesamt zahl von N² Wicklungsabschnitten gewählt. Jede: Wicklungsabschnitt WS(i,j) wird dabei durch verschie dene Werte von »i« und »j« gekennzeichnet, wobei »i< und »j« von 1 bis N laufen. Die Wicklungsabschnitti WS(L j) sind in N Mustern angeordnet, die relatn zueinander ungefähr um 360/N Grad verschoben sind Dabei ist jedes Muster durch einen anderen Wert voi «/«zwischen 1 und Ngekennzeichnet, und jedes Muste enthält N im wesentlichen identisch angeordnet! Wicklungsabschnitte, die jeweils mit einem anderei Wert von »/«zwischen I und Nbezeichnet werden. Dii Wicklungsabschnitte WS(i. j) sind in der folgende! Weise verbunden, so daß sie die N Wicklungei

IV(I) W(N) bilden, wobei die räumlichen Phasei

nahezu exakt um 360//VGrad auseinander liegen:

U(I) ----- ir.SMU). H .S (2.2) H S(N.N)

Y H) = M⁷S (1,2), WS(2.3). WSOA) WS[N - I./V).

Y(N) = WS (1,N)₁WS (2,1 (.HS (3,2) ItS [N.N - I).

Bei einem Dreiphasen-System ist der Wert von N gleich 3, und die Wicklungen, die gebildet werden, sind W(I), W(2) und W(3). Diese Wicklungen sind nahezu genau 120° auseinander. ι ο

Die Neutralisation der Harmonischen wurde so erklärt, daß das Breitenverhältnis von Leiter zu Zwischenraum verändert wurde. Alle Ausführungen der vorliegenden Erfindung können jedoch auch andere Methoden zur Aufhebung der Harmonischen verwenden. Insbesondere die Methode, daß die aktiven Leiterstücke bezüglich der Bewegungsrichtung nicht im Winkel von 90° geneigt sind, kann angewandt werden.

Auber den im Zusammenhang mit Fi g. 19 beschriebenen Methoden, die unerwünschte Kopplung der vertikalen Anschlußleitungen aufzuheben, gibt es auch die Technik, die Zuleitungen ungefähr einen Zyklus breit zu machen. Wenn ein Leiter ein Zyklus breit ist, führt das dazu, daß die Kopplung der Hälfte von diesem Leiter die Kopplung deir anderen Hälfte dieses Leiters neutralisiert und so die unerwünschte Kopplung vermeidet

Bei allen Ausführungen der Erfindung sind die Unterlagen, auf welche die Wicklungsabschnitte isoliert montiert sind, typischerweise aus Kunststoff, Glas oder Metall.

Bei den Ausführungen der vorliegenden Erfindung kann die Kopplung zwischen einem der Wicklungsabschnitte und jeder anderen Wicklung dadurch verändert werden, daß sein Breitenverhältnis von Leiter zu Zwischenraum verändert wird. Die Kopplungsveränderung durch Serien- oder Parallelwiderstände oder durch die Breitenverhältnisse von Leiter zu Zwischenraum kann bei der vorliegenden Erfindung erstens dazu verwendet werden, die erwünschte 90° -Phasenverschiebung oder eine andere Phasenbeziehung zwischen den Wicklungen einzustellen, und/oder zweitens dazu, die Ankopplung einer Wicklung relativ zur anderen Wicklung gleichzumachen oder sonst anzupassen. Die Breiten der aktiven Leiterstücke wurden allgemein diskutiert. Es können aber auch die Breiten der Zuleitungen, beispielsweise die senkrecht zur Richtung der relativen Bewegung, so gewählt werden, daß die Kopplung einer Leitung an die einer anderen Leitung angepaßt wird. Beispielsweise werden solche übereinanderliegenden Endleitungen, wie die Leiter 81 und 82 oder 83 oder 84 in Fig. 10, so verbunden, daß sie in einer Mehrschichtstruktur den Strom in entgegengesetzter Richtung führen, und sie werden verschieden breit gemacht, um ihre Kopplung gleichzumachen und dabei die Effekte ihrer Kopplung zu neutralisieren.

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Lagenmeßtransformator mit zwei gegeneinander beweglichen Teilen, die jeweils mindestens eine planare Wicklung tragen, welche aus in Serie geschalteten aktiven, quer zur Bewegungsrichtung angeordneten Leitern und abwechselnd an gegenüberliegenden, parallel zur Bewegungsrichtung verlaufenden Randlinien angeordneten Endleitern besteht, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Wicklung (6) aus mehreren Wickiungsabschnitten (8,9) besteht, wobei zu jedem Endleiter (16-) in einer bestimmten Phasenlage an einer Randlinie an einem Wicklungsabschnkt (8), der den Strom in einer bestimmten Richtung führt, in einem anderen Wicklungsabschnitt (9) ein zweiter Endleiter (17-) mit derselben Phasenlage, aber an der gegenüberliegenden Randlinie zugeordnet ist, welcher den Strom in entgegengesetzter Richtung führt, während alle aktiven Leiter (18-, 19-) in derselben Phasenlage den Strom in derselben Richtung führen.

2. Lagetransformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung (6) zwe: Wicklungsabschnitte (8, 9) umfaßt, die auf gegenüberliegenden Seiten einer Isolierschicht übereinander angeordnet sind, wobei die Endleiter (16-) des einen Wicklungsabschnitts (8) um einen halben Meßzyklus gegenüber den Endleitern (17-) des anderen Wicklungsabschnitts (9) versetzt sind.

3. Lagetransformator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit der Wicklung (6) identische, gegenüber dieser um ein Viertel des Meßzyklus gleich 90° versetzte zweite Wicklung auf demselben Teil vorgesehen ist.

4. Lagetransformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß N-Wicklungen auf demselben Teil vorgesehen sind, die jeweils um