DE2303763C3 - LagenmeBtransformator - Google Patents

Description

- des Meß/yklus = 360

40

zueinander phasenverschoben sind.

5. Lagetransformaior 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 WickJungsabschnitt C der Sinuswicklung und einen zweiten Wicklungsabschnitt D der Kosinus-Wicklung in einer Ebene auf einer zweiten isolierenden Unterlage;

c) Obereinanderlegen der nach a) und b) hergestellten Leiteranordnungen, wobei der Sinus-Wicklungsabschnitt C über den Kosinus-Wicklungsabschnitt A und der Kosinus-Wicklungsabschnitt D über den Sinus- Wicklungsabschnitt S zu liegen kommt;

d) Umfalten der erzeugten zweischichtigen Struktur entlang einer Symmetrielinie zwischen den jeweils 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:

a) Herstellen von jeweils zweiseitigen Schichtungen L\ und Li, die auf gegenüberliegenden Seiten eines lichtundurchlässigen Isolators je eine Kupferschicht tragen, die mit einer lichtempfindlichen Abdeckung (Fotolack) überzogen sind:

b) Übereinanderlegen der Schichtungen Li und Li (Z-I über Li);

c) Einbringen der übereinanderliegenden Schichtungen L\ und Li zwischen eine obere Negativplatte 183 und eine untere Negativplatte 184, die beide ein identisches Spiralmuster tragen;

d) Belichtung der oberen Fläche 186 der Schichtung L\ durch die Negativplatte 183 und der unteren Fläche 190 der Schichtung L· 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 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

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

In der Praxis tragen Lagenmeßtranrformatoren 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 Einphasepteil die Skala und bei drehbaren Anordnungen den Rotor.

Das andere, relativ zum ersten bewegliche zweite Teil genannt das Mehrphasenteil des Lagenmeßtrarisformators, 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 zw^;schen 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 1/2 P des Meßzyklus. Bei einem idealen System ist die Kopplung zwischen den Wicklungen eine perfekte Sinusfunktion, weiche die Grundfrequenz V2 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 mit 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 auf 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 s.ein 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 Phasen zersetzung 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 rngeführte 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 Messungen fähig sind, sind noch weitere Verbesserungen der Genauigkeit und der Herstellungsmethoden wünschenswert

Ein Problem bei Transformatoren der bekannten Art ist ihre Empfindlichkeit gegenüber fehlerverursachenden 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 Nichtgleichförmigkeit des Luftspalts, wie sie beispielsweise 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. L·, 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 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 tun größere Abstände als dlas 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-Ankopplung 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-) 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 Lagenmeßtransformators können den Unteransprüchen 2 bis 8 entnommen werden. Die Erfindung beinhaltet weiterhin zwei Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen 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, übereinanderliegende 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 vor. 90° abweicht.

Die Zeichnungen zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Es stellt dar

F i g. 1 die schematische 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) auf einer Schicht und einem zweiten Wicklungsabschnitt (gestrichelt gezeichnet) auf einer zweiten Schicht besteht

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

F i g. 3 Wellenformen, die für die Kopplungssignale der Anordnung nach Fig. 1 repräsentativ sind,

Fig.4 schematisch zwei Anordnungen von um ungefähr 90° verschobenen aktiven Leitern, die auf einer Ebene so zueinander angeordnet sind, daß sie nach weiteren Schritten zwei Leiterschichten für ein mehrschichtiges Transformatorteil gemäß der vorliegenden Erfindung bilden,

F i g. 5 schematisch ein zweites Muster, das mit dem Muster der F i g. 4 identisch ist, aber auf der Ebene von links nach rechts verschoben ist; dies ist beim Verständnis der Fig.6hflfreich,

F i g. 6 schematisch eine Kombination der übereinän-

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 Fig. 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 Fig. 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 Fig. 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 deii 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-Kornpensation, wie sie in der Anordnung von Fig. 17 existiert,

Fig. 19 die schematische Darstellung einer Referenzwicklung unter einem Teil mit zweischichtiger Wicklung, in welcher 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 Fig.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 Obereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung benutzt wird; es hat einen Zyklus pro Umdrehung,

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

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

Fig.24 einen Aufbau nach Fig.23 zur Verdeutli-

chung eines Verfahrensschrittes zur Erzeugung eine eine Quadratur-Kompensation ermöglichenden Auf baus,

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

Fig.26 eine Schemadarstellung, der zu entnehmei ist, wie der Mehrschichtenaufbau nach Fig.25 zi kombinieren ist, um einen Vierschichtaufbau zi erhalten.

F i g. 1 zeigt einen Lagenmeßtransformator gemäl der vorliegenden Erfindung, bei dem eine erst< Wicklung 2 (Primärwicklung) so angeordnet ist, daß si« induktiv an eine zweite Wicklung 6 ankoppelt. Di< Wicklungen 2 und 6 befinden sich jeweils auf relati\ zueinander beweglichen Teilen (nicht gezeigt). Di« zweite Wicklung 6 besteht aus einem ersten Wicklungs abschnitt 8 (gestrichelt gezeichnet) und einem zweiter Wicklungsabschnitt 9 (gepünktelt gezeichnet). Der erste und der zweite Wicklungsabschnitt 8 und 9 sine 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 aktiven 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 6 aus aktiven Leiterstücken gebildet, die durch Endleiterstücke entlang abwechselnder Randlinien verbunden sind.

Der Wicklungsabschnitt 8 hat die aktiven Leiterstükke mit den Vorziffern 18-. Sie sind mit 18-1, 18-2, 18-6 bezeichnet. Der Wicklungsabschnitt 9 hat die aktiven Leiterstücke mit der Vorziffer 19-. Sie sind in der F i g. 1 mit 19-1,19-2,.... 19-6 bezeichnet

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

In der praktischen Ausführung ist eine der Wicklungen 6 oder 2 länger als die andere, und zwar um eine Länge, die der Strecke entspricht, über welche man messen oder fahren wilL

Gemäß der vorliegenden Erfindung sind der erste und der zweite Wicklungsabschnitt der Sekundärwicklung z. B. so übereinander angeordnet, daß beispielsweise die aktiven Leiterstücke 18-2 und 19-1 im wesentlichen den gleichen Relativabstand zu den aktiven Leiterstücken 3-der ersten Wicklung 2 haben. Die Wicklungsabschnitte S und 9 sind über den Anschluß 11 in Serie geschaltet, so daß beispielsweise die aktiven Leiter 18-2 und 19-1 den Strom beide in derselben Richtung rühren. Entsprechend 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 und

6G96ä2/180

■*■ -·· ί

3

19-5) beide Leiter den Strom in derselben Richtung. Auf diese 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 Fig. 1 allgemein so verbunden 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 gegen 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 Fig. 1 bilden, hervorgerufen.

Das Feldmuster nach F i g. 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 Leiterteüen 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 Leiterteil 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 Fi g. 3 am Nullpunkt Wenn die Wicklungen der Fig. 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 F i g. 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 Fi g. 3 angedeutet, ein negatives Maximum. Kerne 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 erreiciit die Koppelwelle 25 wieder ein pösitiVes Maximum am 360°-Punkt, wenn das aktive Leiterstück 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 F i g. 3 ist für die Grundkoppelwelle 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 Endleiterteile 16- 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 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, die durch den Abstand zwischen den Linien 52 und 54 dargestellt ist. Entsprechend stellt der Abstand zwischen den Linien 53 und 54 eine konstante Kopplung dar, nämlich die unerwünschte Koppelkomponente der Wellenform 27.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die unerwünschte Koppelkomponente der Koppelwelle 26 der unerwünschten Koppelkomponente 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 Fig. 1 gezeigte Ausführung der vorliegenden Erfindung neutralisiert diese unerwünschten Koppelkomponenten dadurch, daß zwei Wicklungsabschnitte

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 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 entsprechen jedoch einer einfachen Wicklung, da die Endleiter in F i g. I nicht dieselbe räumliche Stelle einnehmen.

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

6j verschiedenen Herstellungsschritten eines zweiphäsigen, vierschichtigen Transformatorteiles ergeben. Dies ist schematisch in Fig. 7 gezeichnet Das Transformatorteil nach F i g. 7 neutralisiert die konstante Kopplung

(oder Vorspannung), wie oben bei der Behandlung von F i g. 1 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 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.

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

Fig.4 zeigt weiter eine Anordnung B von aktiven Leitern, im einzelnen Bi bis ß5. Der Abstand der aktiven Leiter Bi bis B 5 ist im wesentlichen identisch mit dem der aktiven Leiter Λ 1 bis Λ 5. Sie werden vorzugsweise vom selben fotografischen Negativ hergestellt. Die Leiteranordnungen A und B 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.

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, im einzelnen Cl bis C5, und die aktiven Leiter D, im einzelnen Di bis D 5, jeweils entsprechend den aktiven Leitern Λ 1 bis Λ 5 und B i bis B 5 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 Fig. 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 «1 in Fig.6 zwischen dem Wicklungsabschnitt A und Wicklungsabschnitt C ist im wesentlichen identisch mit der Versetzung «2 zwischen den Wicklungsabschnitten B und D. Die Identität der Verschiebungen *t und &i stammt von der Identität der Versetzungen »a 1« und »a2« in den Fig.4 und 5. Wenn die Schichten der Fig.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

et\=oo, da

λι = »a 1« + »Zx< und

Λ2 = »a 2« + »ix< und

»a 1« + >>6« = »a 2« + »£x< ist.

Den Transformator nach F i g. 7 erhält man durch Umdrehen der Wicklungsabschnitte ßund 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 Sund Drelativ zu den Wicklungsabschnitten C und A verschoben werden. Die Wicklungsabschnitte C und A bzw. B und D bewegen sich jedoch nicht relativ zueinander. Der Winkelabstand β zwischen den Wicklungsabschnitten Bund Cin Fig.7 kann deshalb vom Winkel »b« in F i g. 6 zwischen denselben Abschnitten abweichen. Die Winkel λι und ä2 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 B 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 Dbesteht, 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), Qi), 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 Al, Bl, Cl, Dl der Fig. 7 dar. Entsprechend stellt für »i« — 3 das Vektordiagramm der F i g. 8 die räumliche Stellung der aktiven Leiter A 3, B3, C3 und D3 dar. Wie vorher schon im Zusammenhang mit F i g. 7 angedeutet wurde, ist der Vektor A 2 gegenüber dem Vektor C2 um den Winkel «i versetzt. Auf entsprechende Weise ist der Vektor Bl gegenüber dem Vektor D 2 um den Winkel Λ2 versetzt Weiter ist auf Grund der Herstellungsschritte, die im Zusammenhang mit den Fig.4, 5, 6 und 7 diskutiert wurden, der Winkel on gleich dem Winkel oa Wenn diese Gleichheit eingehalten ist, produziert die elektrische Verbindung der B- und C-Vektoren, z.B. B 2 und C2, einen resultierenden Vektor BC2, welcher in der Fig.8 allgemein als BC(I) angedeutet ist Entsprechend ergibt der Zusammenschluß der Vektoren A 2 und -D2( — D 2 ist die elektrische Umkehrung von D2), die in Fig.8 allgemein als A ft)und -Dft 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 C gleich β ist, schließt der resultierende Vektor BCwit der

14 ^S

beiden Vektoren ßund Cjeweils den Winkel ß/2 ein.

Die Vektoren .4 und - D sind getrennt durch einen Winkel

Φ => λι - [(180 - ,χι) + β].

Da αϊ gleich oci oder allgemein gleich « ist, ist der Winkel Φ wie folgt gegeben:

Φ = 2* - β - 180.

Der Vektor AD ist deshalb gegenüber den beiden ι ο Vektoren A und — D um Φ/2 versetzt
Dabei gilt

- 90.

Wie man leicht sehen kann, ist der Winkel zwischen den resultierenden Vektoren A D und ßCgleich

λ-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 und ßCgenau 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 allgemein 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 3s voneinander getrennte räumlich«: Bereiche, ist die Quadratur-Kompensation der Anordnung nach F i g. 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 A3, B 3, C 3 und D 3 die resultierenden Vektoren AD 3 und BC3, die entsprechend den in F i g. 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 BC(2, 3), die man aus ihnep 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 unien in der Reihenfolge QAB und D angeordnet was ihren wachsenden Abstand von Skalenwicklungsteil des Lagenmeßtransformators (F i g. 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 Dmiteinander verbunden werden und so die Kosinus-Wicklung bilden, zeigen diese Sinus- und Kosinus-Wicklungen Quadratur-Kompensation. Die SVicklungsabschnitte B und C und die Wicklungsabschnitte A und D neutralisieren jeweils auch die konstante Kopplung, wie bei der Behandlung der F i g. 1.2 und 3 oben beschrieben wurde.

Der Wicklungsabschniti C in Fig. 10 hat eine Vielzahl von aktiven Leiterteilen, für die beispielsweise der aktive Leiter 118 typisch ist Die aktiven Leiterteile sind miteinander durch Endleiterteile verbunden, und zwar entlang von Randlinien, die durch gegenüberliegende Enden der aktiven Leiterstücke gebildet sind. Die Endleiterstücke 116 und 117 sind dafür typisch. Der 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 IO 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 5 der Zwischenräume zwischen den aktiven Leiterstücken variiert von Wicklungsabschnitt zu Wicklungsabschnitt.

Die horizontalen Zuföhrungsleitungen 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 9t und 92 übereinanderliegen und elektrisch so verbunden s'nd, 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' zusammengeschaltet, und verbinden so die zwei Kosinus-Wicklungsabschnitte, die in F i g. 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 i?und 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 Atipassungswiderstände 96 und 97 angedeutet. Der zwischen den Kosinus-Anschlüssen 32' und 33' geschaltete Widerstand 96 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 zwischen 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 ö'von radialen Leitern B10 bis 580 fixiert. Das Muster von Fig. 12 für drehbare Anordnungen

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 A' 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 nian die Stellung der Leiter A 10 und B10 betrachtet

In F i g. 13 ist ein zweites Muster, das mit dem Muster von Fig. 15 identisch ist dargestellt. Es besteht aus ₎₅ einer Anordnung C'von radialen Leitern ClO und CSO und aus einer Anordnung D' von radialen Leitern D10 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 I80^J 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 der Anordnung ß'sein, so daß der Leiter DlO dem Leiter A 10 entspricht und daß der Leiter ClO dem Leiter ßlO entspricht _}0

In Fig. 14 wird dadurch eine zweischichtige Anordnung gebildet, daß das Muster der Fig. 13 über das Muster der Fi g. 12 gelegt wird, so daß die Anordnung C konzentrisch über der Anordnung >4'ist und daß die Anordnung D konzentrisch über der Anordnung ß'ist ^ Die Fig. K für drehbare Anordnungen entspricht der oben beschriebenen F i g. 6 für lineare Anordnungen. In den Mustern der Fig. 14 ist der Winkel zwischen den Leitern ß'und D'mit dem Winkel zwischen den Leitern A' und C identisch. Diese Identität entsteht, wenn die Schritte beim Zusammenbau so ausgeführt werden, wie sie im Zusammenhang mit den Fig. 12, Ϊ3 und 14 beschrieben wurden.

In der Fig. 15 sind nur die Leiter mit den Indizes 10 aus Fig. 14 schematisch gezeigt. Der Winkel »a« zwischen den Leitern SlO und DlO ist gleich dem Winkel »a« zwischen den Leitern A 10 und ClO. Wenn die Anordnungen D' und B' umgefaltet werden und konzentrisch mit den Mustern der Anordnungen C und A 'gepackt werden, wie es weiter unten im Zusammen- _so hang mit Fig. 17 beschrieben wird, dann taucht eine etwaige Fehlanordnung der Leiter Λ'und D'in Fig. 15 als Winkel »öorauf.

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 Fig. 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 Fig. 17 Endleiterstücke, für die die Endleiterstücke 62, 63, 64 und 65 typisch sind, die nebeneinanderliegende radiale Leitermuster miteinander verbinden, und zwar auf eine Weise, die der bei den in Fig. 6 hinzugefügten Endleitern entspricht. Um die vier getrennten Schichten der Wicklungsabschnitte leichter sehen zu können, zeigt die Fig. 16 jeden Wicklungsabschnitt getrennt, und zwar in der Anord-

nung C, A', B' und D', in der die Wioklungsabschnittc von oben nach unten aufeinandergestapelt sind. Es ist zu beachten, daß die Reihenfolge C, A', B'und D'bei der drehbaren Anordnung die gleiche ist wie bei der linea'en Anordnung, wie es oben im Zusammenhang mit der Fig. 10 gezeigt und beschrieben wurde. Da die Fig-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- Wickfungsabschnitten C'und ^'gebildet wird. Kurz, der Winkel Φ zwischen den Vektoren C'und - S'ist gleich (180 - 1x2 + ß) - αι. Da «ι = ä2 = α ist. ist Φ = - 2α + β + 180 und Φ/2 = - α + β/2 + 90. Wie aus der Fig.21 entnommen werden kann, ist der Winkel zwischen den resultierenden Vektoren A'D'und CB'λ - ßll + 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 da;; 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 Λ'und D'durch einen Verbindungsdraht 46 so zusammengeschaltet, daß ihre Endleiterstük· ke 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 einer Referenzwicklung 155 schematisch gezeigt Die wirklichen Abmessungen sind im typischen Falle ähnlich wie die in Fig. 10. Die Mehrphasenwicklung 154 enthält eine Sinus-Wicklung und eine Kosinus-Wicklung, die aus den Wicklungsabschnitten B und C bzw. aus den Wicklungsabschnitten A und D gebildet werden. Die Wicklungsabschnitte Sund Csind auf derselben oberen Schicht, und die Wicklungsabschnitte D und A sind auf derselben unteren Schicht. Dabei sind diese beiden Schichten beispielsweise auf gegenüberliegenden Seiten eines Isolators (nicht gezeigt).

Die Mehrphasenwicklung 154 wird möglichst ebenso hergestellt, wie es im Zusammenhang mit den F i g. 4, 5 und 6 skizziert wurde. Genauer: Rechts in Fig.22 wird ein Muster hergestellt, das aus der Anordnung C über der Anordnung A besteht, wie jenes in F · g. 6. Dagegen wird das Muster, das aus der Anordnung D über der Anordnung B besteht, wie jenes in Fig.6, zunächst umgedreht, so daß B über D liegt, und so links in Fig. 19 hergestellt. Beispielsweise kann die Anordnuni? vnn

Fig. 19 dadurch hergestellt werden, daß das Muster nach Fig.6 entlang tuner 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 bilden. Danach werden die Muster C über 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 Ausrichtung des Musters BD auf das Muster CA des Wicklungsabschnitts in F i g. 19 bezüglich der Referenzwicklung 155 erscheint als Winkel (360 ■ ß). Dies ist beispielsweise zwischen den Leiterstücken B 5 und Cl gezeigt In Fig. 18 ist die Verschiebung at zwischen den Wicklungsabschnitten A und C identisch mit der Verschiebung «2 zwischen den Wicklungsabschnitten B und D, und zwar aus den Gründen, die im Zusammenhang mit Fig.6 diskutiert wurden. Daher ist die Ausführung der Erfindung nach Fig.6 auch durch Quadratur-Kompensation ausgezeichnet, die oben im Zusammenhang mit Fig. 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 Wicklungsabschnitten 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, weiche von der Kurve 26 in F i g. 3 dargestellt wird. Entsprechend ist die Kopplung der Referenzwicklung 155 an die Endleiterstücke 58 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. Cund 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 Fi g. 19 sind so angeordnet, daß sie alle unerwünschten Felder, die sonst entstehen könnten, neutralisieren. Betrachtet man speziell den Wicklungsabschnitt A, so ist dort die vertikale Zuführungsleitung 172 oberhalb des Anschlusses 32' genau ein ganzzahliges Vielfaches des Meßzykhs 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 2Pmachen will, kann die Neutralisation der Ankopplung von Leiter 172 und 175 durch die

Kopplung der Leiter 173 und 174 im Wicklungsabschni Perreicht werden.

Außer den vertikalen Leitern 172 bis 175 sind auch di horizontaJen Anschlußzuleitungen auf ähnliche Weii angeordnet, um die Neutralisation unerwünschte Kopplung zu bewirken. Beispielsweise ist der Leiter 16; der die vertikale Anschlußzuleitung 173 mit den Anschluß 165 verbindet, symmetrisch um eine imaginär Mittellinie gelegt welche zwischen den Abschnitten BL und AC relativ zur horizontalen Leitung 168 verläufi Diese verbindet den vertikalen Leiter 175 mit den Anschluß 164 der Kosinus-Wicklung. In ähnlicher Weis« 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 Lagenmeßtransformators dar, der entsprechend der Ausführung nach Fig. 7 angefertigt ist. Zum Vergleich dazu ist die Kurve 161 repräsentativ für den 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 über die Verbindung 74 entlang der Achse Pbewegt. 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 Flg. 21 wird schematisch ein doppeltes Spiralmuster 176 gezeigt. Das Muster in F i g. 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 Schichiung enthält beispielsweise eine erste und eine zweite Kupferschicht, jeweils auf verschiedenen Seiten einer

lsolationsschicht (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 L 1. Die Platte 184 wirf; ein Spiralmuster auf 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 L 1 einander gegenüber und werden nicht belichtet Danach werden die Schichtungen L1 und L 2 miteinander vertauscht, so daß die Schichtung L 2 oben und die Schichtung L1 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 Li ind 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 Spiral muster übertragen. Während der in Fig. 24 dargestellten Belichtung werden die zuvor belichteten Spiralen auf den inneren Oberflächen 186 und 190 nicht gestört.

In Fig. 25 sind die Schichtungen L 1 und L2 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 Spirahnuster 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 1% angedeutete Richtung hat.

In Fig. 26 sind die Schichtungen L2 und LX der F i g. 25 um weitere 90° verdreht, wie durch die Drehung der Schichtung Ll in Fig. 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 1% 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- (C

Wicklungsabschnitte 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 de. voriiegenden 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 dem 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 ι 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 Transformationsveihältnisse anpassen, wie es bei den anderen Ausführungen der voriiegenden Erfindung beschrieben wurde. Im einzelnen wird das Breitenverhähnis 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 N-phasigen System besteht der Wandler aus Λ^Γ Wicklungen, von denen jede eine räumliche Phase hat. Diese Phase ist jeweils gleich einem anderen ganzzahligen Vielfachen von 360/N Grad. Jede der N Wicklungen wird aus N Wicklungsabschnitten gebildet, also aus einer Gesamtzahl von N² Wicklungsabschnitten gewählt. Jeder Wicklungsabschnitt WS ft/) wird dabei durch verschiedene Werte von »i« und »j« gekennzeichnet, wobei »i« und »j« von 1 bis N laufen. Die Wicklungsabschnitte WS(i, j) sind in N Mustern angeordnet, die relativ zueinander ungefähr um 360/N Grad verschoben sind. Dabei ist jedes Muster durch einen anderen Wert von »i« zwischen 1 und Ngekennzeichnet, und jedes Muster enthält N im wesentlichen identisch angeordnete Wicklungsabschnitte, die jeweils mit einem anderen Wert von »j« zwischen 1 und N bezeichnet werden. Die Wicklungsabschnitte WS (i, j) sind in der folgenden Weise verbunden, so daß sie die N Wicklungen

W{\) W(N) bilden, wobei die räumlichen Phasen

nahezu exakt um 360/NGrad auseinander liegen:

H(Ii = H¹MLIl. H'.S (2.2) HM Υ.ΛΊ

VV(I) = US (i.2). 115(2.3). WS[T₁A) ICS(V - I..V).

WS(NA)

W(N) = WS [\.N).WS (2.\).WS 0.2) Ii S I.V. V - 1).

Bei einem Dreiphasen-System ist der Wert von N gleich 3, und die Wicklungen, die gebildet werden, sind H^l), W(2) und H^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.

Außer den im Zusammenhang mit Fig. 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 der anderen Hälfte dieses Leiters neutralisiert und so die unerwünschte Kopplung vermeidet.

Bei allen Ausführungen der Erfindung sind die Unterlagen, auf welche die Wicklungsabschnitte isolierl 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 pianare Wicklung üagen, welche aus in Serie geschalteten aktiven, qusr 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 Wicklungsabschnitten (8,9) besteht, wobei zu jedem Endleiter (16-) in einer bestimmten Phasenlage an einer Randlinie an einem Wicklungsabschnitt (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 führea

2. Lagetransformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung (6) zwei 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