DE580154C

DE580154C - Transformer winding with alternating primary and secondary winding groups

Info

Publication number: DE580154C
Application number: DET38270D
Authority: DE
Inventors: Rudolf Guertler
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1931-01-31
Filing date: 1931-01-31
Publication date: 1933-07-06

Description

Transformatorwicklung mit abwechselnd aufeinanderfolgenden primären und sekundären Wicklungsgruppen ' Es ist bekannt, zur wirksamen Verminderung der Streuung die Primär- und Sekundärwicklung eines Transformators so zu unterteilen, daß immer ein primärer Wicklungsteil mit einem sekundären abwechselt. Ordnet man die Teilspulen auf dem Kern nebeneinander an, so nennt man die Anordnung Scheibenwicklung. Als Röhrenwicklung bezeichnet man die aus koaxialen ineinanderliegenden Teilspulen bestehende Wicklung. Die Aufteilung erfolgt bei beiden Arten so, daß jede innere primäre bzw. sekundäre Teilspule Windungen hat, Randspulen aber nur Windungen. Unter s wird hier die Anzahl der Teilspulen jedes Kreises verstanden, wenn eineRandteilspuleals eine halbe Spule gezählt wird. Die Teilspulen innerhalb eines Kreises werden hierbei in Reihe geschaltet. Ein Beispiel dieser bekannten Anordnung ist schematisch in Abb. z dargestellt. AA bedeutet hier und in den folgenden Abbildungen die Kernachse. Die einzelnen Teilwicklungen können natürlich bei kleinen Typen in denselben Spulenkasten gewickelt werden mit Zwischenlagen von Preßspan, Exzelsiorseide o. dgl. zwischen den einzelnen Wicklungen. Man kann in vielen Fällen die Wirkungsweise der beschriebenen Wicklungsverteilung (z. B. hinsichtlich der genaueren Abgleichung der verteilten Amperewindungen) verbessern, wenn man bei einer verteilten Wicklung, worin die primären und die sekundären Wicklungsgruppen abwechselnd aufeinanderfolgen und die Amperewindungszahl jeder inneren Wicklungsgruppe doppelt so groß ist wie die Amperewindungszahl einer Randwicklungsgruppe, die Anordnung so trifft, daß bei dem einen (primären oder sekundären) oder bei den beiden Kreisen ihre Wicklungsabteilungen, die mit den erwähnten Wicklungsgruppen identisch sein oder diese enthalten oder weitere Unterteilungen derselben bilden können, parallel oder gruppenweise reihenparallel geschaltet sind. Es sei hier bemerkt, daß in dieser Formulierung wie auch weiter in der Beschreibung jeder aus einer oder mehreren Spulen bestehende Teil der primären bzw. sekundären Wicklung, der am Rande.liegend, an einer Seite oder im anderen Falle an beiden Seiten an die nicht gleichnamige (also die sekundäre bzw. primäre) Wicklung angrenzt, durchweg als eine Wicklungsgruppe bezeichnet wird, zum Unterschied von nach irgendeinem anderen Prinzip erhaltenen Wicklungsabteilungen, die man zweckmäßigerweise als Teilwicklungen oder Teilspulen bezeichnen kann.Transformer winding with alternating primary and secondary winding groups It is known, in order to effectively reduce the spread, to subdivide the primary and secondary windings of a transformer in such a way that a primary winding part always alternates with a secondary one. If the partial coils are arranged next to one another on the core, the arrangement is called disc winding. The winding consisting of coaxial sub-coils one inside the other is called a tube winding. Both types are divided in such a way that each inner primary or secondary sub-coil Has turns, but only edge coils Turns. Here, s is understood to mean the number of sub-coils of each circuit if one edge sub-coil is counted as half a coil. The partial coils within a circle are connected in series. An example of this known arrangement is shown schematically in Fig. Z. AA means the core axis here and in the following figures. The individual partial windings can of course be wound in the same bobbin case with small types with intermediate layers of pressboard, excelsior silk or the like between the individual windings. In many cases, the effectiveness of the winding distribution described can be improved (e.g. with regard to the more precise balancing of the distributed ampere-turns) if, in the case of a distributed winding, in which the primary and secondary winding groups alternate and the number of ampere-turns of each inner winding group is twice as large is like the number of ampere-turns of an edge winding group, the arrangement is such that in one (primary or secondary) or in both circles their winding sections, which are identical to the winding groups mentioned or contain them or can form further subdivisions thereof, parallel or in groups in parallel rows are switched. It should be noted here that in this formulation as well as in the description, each part of the primary or secondary winding consisting of one or more coils, the one on the edge, on one side or in the other case on both sides to the non-identically named (i.e. the secondary or primary) winding is adjacent, is consistently referred to as a winding group, in contrast to winding compartments obtained according to any other principle, which can conveniently be referred to as partial windings or partial coils.

Liegt z. B. die Aufgabe vor, einen Transformator, dessen eine Wicklung eine sehr kleine Windungszahl hat, mit gewünschter kleiner Streuung zu konstruieren, so kann es vorkommen, daß wegen der kleinen Windungszahl der einen Wicklung eine genügende Unterteilung unter Beibehaltung der Reihenschaltung der Wicklungsteile nicht möglich wäre. In diesem Fall kann man die Wicklung mit der kleinen Windungszahl, z. B. zu" aus einer Anzahl parallel geschalteter Spulen ausführen, deren jede zu, Windungen hat und jede an der Stelle .einer Teilwicklung (mit Windungen) der Anordnung nach Alb. i sich befindet, wie dies in der Abb. 2 schematisch dargestellt ist. Hier besteht der eine (im gegebenen Fall primäre) Kreis aus s parallel geschalteten Spulen je von zu, Windungen; beim anderen Kreis sind seine Teilspulen je von bzw. (am Rand) von Windungen in bekannter Weise in Reihe geschaltet. Aus der Lage der Kernachse ist ersichtlich, daß im gezeichneten Beispiel an eine Scheibenwicklung gedacht ist.Is z. If, for example, the task is to construct a transformer, one winding of which has a very small number of turns, with the desired small scatter, it may happen that, due to the small number of turns of one winding, a sufficient subdivision while maintaining the series connection of the winding parts would not be possible . In this case, the winding with the small number of turns, e.g. B. to "run from a number of parallel-connected coils, each of which has to, turns and each at the point .einer part winding (with Turns) according to the Alb. i is located, as shown schematically in Fig. 2. Here the one (in the given case primary) circle consists of s coils connected in parallel, each of about, turns; in the other circle, its sub-coils are each of or (at the edge) of turns connected in series in a known manner. From the position of the core axis it can be seen that a disc winding is intended in the example shown.

Dieser Maßnahme liegt die Überlegung zugrunde, daß nicht die Unterteilung der Windungszahlen für die Streuung maßgebend ist, sondern die Unterteilung der Amperewindungen. In Abb. 3 ist die zu Abb. i gehörige AW-Verteilung dargestellt, wobei mit X1 - -zu, 1, bzw. X= - w2 1, die gesamten Amperewindungen bezeichnet werden.This measure is based on the consideration that it is not the subdivision of the number of turns that is decisive for the scatter, but the subdivision of the ampere turns. Fig. 3 shows the AW distribution associated with Fig. I, with X1 - -zu, 1, or X = - w2 1, denoting the total ampere-turns.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich nun auf eine weitere Verbesserung der oben beschriebenen bekannten Transformatorwicklung, die es ermöglicht, beim Transformator nicht nur eine möglichst kleine Streuung, sondern auch eine möglichst kleine gegenseitige Wicklungskapazität (Kapazität der Primär- gegen die Sekundärwicklung) zu er-, halten. Nach der Erfindung wird eine Transformatorwicklung mit abwechselnd aufeinanderfolgenden primären und sekundären Wicklungsgruppen, von denen jede innere Wicklungsgruppe doppelt soviel Amperewindungen enthält als jede äußere, in der Weise ausgeführt, daß im primären Kreise jede Randwicklungsgruppe (falls solche vorhanden sind) 7u1 Windungen hat, jede innere Wicklungsgruppe aber aus zwei benachbarten, im entgegengesetzten Sinne in bezug aufeinander gewickelten parallel geschalteten Teilspulen von je zu, Windungen besteht, alle Wicklungsgruppen gleichfalls parallel zusammengeschaltet sind und der sekundäre Kreis in ähnlicher Weise aus Teilspulen von je w., Windungen zusammengeschaltet ist. Die Abb.4 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Wicklungsanordnung nach der Erfindung: Teilwicklung z des einen Kreises, z. B. des Sekundärkreises, ist mit w2 Windungen lagenweise gewickelt. Die darauffolgende primäre Wicklungsgruppe besteht aus zwei parallel geschalteten Teilspulen 2 und 3; die Spule 2 hat w1 Windungen, die Spule 3 hat ebenfalls w1 Windungen, jedoch den umgekehrten Wil:-keldrehsinn.The present invention now relates to a further improvement the known transformer winding described above, which makes it possible at Transformer not only the smallest possible dispersion, but also as little as possible small mutual winding capacitance (capacitance of the primary against the secondary winding) to obtain. According to the invention, a transformer winding is alternated with successive primary and secondary winding groups, each of which is internal Winding group contains twice as many ampere-turns as each outer, in such a way executed that in the primary circle every edge winding group (if any are) has 7u1 turns, but each inner winding group consists of two adjacent, in the opposite sense with respect to one another wound in parallel Partial coils of each to, turns consists, all winding groups also parallel are connected together and the secondary circuit is made up of sub-coils in a similar manner of each w., turns is interconnected. The Fig.4 shows an embodiment the winding arrangement according to the invention: partial winding z of a circle, z. B. the secondary circuit is wound in layers with w2 turns. The following primary winding group consists of two sub-coils 2 and 2 connected in parallel 3; coil 2 has w1 turns, coil 3 also has w1 turns, however the opposite Wil: -keldrehsinn.

Abb. 5 zeigt zur Veranschaulichung des Wickeldrehsinnes eine schematische Draufsicht der beiden Wicklungen 2 und 3, wobei je eine Windung einer Spirale je eine Windungslage (d. h. die ganze in derselben Zylinderfläche liegende Schicht) darstellt. Der Anfang A2 der Wicklung a liegt in der innersten (dem Kern näherliegenden), das Ende E2 in der äußersten Lage. Die Wicklung 3 ist mit entgegengesetztem Wickeldrehsinn gewickelt, d. h. bei E3 wird mit dem Wickeln begonnen und bis As gewickelt. Sollen beide Wicklungen parallel geschaltet werden, so muß E2 mit E3 und A2 mit A3 verbunden werden. Bei der Wicklung 3 liegt also der elektrische Anfang A3 in der Außenlage, (las Ende E3 in der innersten Lage. In ähnlicher Weise wie diese primäre Wicklungsgruppe2, 3 ist auch die sekundäre Gruppe 4, 5 und die primäre Gruppe 6, 7 gewickelt und geschaltet. Teilwicklung 8 hat wiederum den entgegengesetzten Wickeldrehsinn wie i. Die Teilwicklungen 2, 3, 6 und 7 werden parallel zusammengeschaltet und bilden die Primärwicklun ;; in gleicher Weise wird die Sekundärwicklung aus parallel geschalteten Spulen i, 4, 5 und 8 gebildet. In Abb.4 ist der Wickeldrehsinn der einzelnen Teilwicklungen und somit das Fortschreiten des Potentials von Lage zu Lage durch Pfeile angedeutet. Verbindet man die Anfänge und Enden in der gezeichneten und beschriebenen Weise und führt sie zu den Klemmen P1, P2, S1, S2, bringt man ferner, z. B. durch direktes Zusammenschalten, P1 und S1 auf das gleiche Potential, so erhält man einen Transformator nicht nur mit entsprechend kleiner Streuung, sondern auch mit kleiner gegenseitiger Wicklungskapazität, im Gegensatz zur gewöhnlichen Scheiben- oder Röhrenwicklung. Denn es haben bei der beschriebenen Anordnung die einander benachbarten Schichten der primären und sekundären Wicklungsgruppen nur einen kleinen oder auch keinen Potentialunterschied, diejenigen Schichten aber der primären und sekundären Wicklungsgruppen, zwischen denen der größte Potentialunterschied herrscht, sind voneinander möglichst weit abgekehrt.Fig. 5 shows a schematic to illustrate the direction of winding rotation Top view of the two windings 2 and 3, one turn of a spiral each a winding layer (i.e. the entire layer lying in the same cylinder surface) represents. The beginning A2 of winding a is in the innermost one (closer to the core), the end E2 in the outermost layer. The winding 3 is winding in the opposite direction wrapped, d. H. at E3 the winding is started and wound up to As. Should If both windings are connected in parallel, E2 must be connected to E3 and A2 to A3 will. In the case of winding 3, the electrical start A3 is in the outer layer, (read end E3 in the innermost layer. In a similar way to this primary winding group2, 3 is also the secondary group 4, 5 and the primary group 6, 7 wound and switched. Partial winding 8 in turn has the opposite direction of winding rotation as i. The partial windings 2, 3, 6 and 7 are connected together in parallel and form the primary winding; in the same way, the secondary winding is made up of coils i connected in parallel, 4, 5 and 8 formed. In Fig.4 the direction of winding of the individual partial windings is shown and thus the progression of the potential from layer to layer is indicated by arrows. Connect the beginnings and ends in the way shown and described and leads them to the terminals P1, P2, S1, S2. B. by direct If you connect P1 and S1 to the same potential, you get a transformer not only with a correspondingly small spread, but also with a small mutual spread Winding capacity, as opposed to ordinary disc or tube winding. Because in the arrangement described, the layers adjacent to one another have of the primary and secondary winding groups only a small one or none at all Potential difference, but those layers of the primary and secondary winding groups, between which there is the greatest potential difference are as close as possible to each other far away.

Eine andere der eben beschriebenen ähnliche Wicklungsanordnung für Transformatoren mit kleiner gegenseitiger Kapazität der beiden Kreise ist in Abb. 6 dargestellt. Diese unterscheidet sich von der Ausführung nach Abb. 4 im wesentlichen nur dadurch, daß hier die Randwicklungen i und 6 zwei verschiedenen Kreisen angehören (nämlich r, mit w. Windungen, dem Sekundärkreis und 6, mit w1 Windungen, dem Primärkreis), während in Abb. 4 beide Randwicklungen i und 8 mit je w. Windungen demselben Kreis (Sekundärkreis) angehören: Die Anordnung nach Abb.4 entspricht dem allgemeinen Amperewindungsverteilungsschema der Abb. 3, die Ausführung nach Abb.6 fällt unter das Schema der Abb.7.Another winding arrangement similar to that just described for Transformers with small mutual capacitance of the two Circles is shown in Fig. 6. This differs from the version according to Fig. 4 essentially only in that here the edge windings i and 6 are two different Belong to circles (namely r, with w. Turns, the secondary circuit and 6, with w1 Turns, the primary circuit), while in Fig. 4 both edge windings i and 8 with each of the windings belong to the same circle (secondary circuit): The arrangement according to Fig.4 corresponds to the general ampere turn distribution scheme of Fig. 3, the execution according to Fig.6 falls under the scheme of Fig.7.

Beim Parallelschalten koaxialer Spulen wird allerdings eine kleine Unsymmetrie auftreten, da die Ohmschen Widerstände der Wicklungen und auch die magnetischen Leitwerte der zu den einzelnen Wicklungen zugehörigen Streuflüsse verschieden sein werden. Falls notwendig, kann man beide Größen durch verschiedene Mittel ausgleichen, den Ohmschen Widerstand z. B. durch Wahl größeren Drahtquerschnittes für dieTeilwicklungen mit größerem Windungsdurchinesser, den magnetischen Leitwert des Streuflusses durch Vergrößern des Lagenabstandes bei den dem Kern näherliegenden Teilwicklungen.When connecting coaxial coils in parallel, however, a small Asymmetry occur because of the ohmic resistances of the windings and also the magnetic ones The conductance values of the leakage fluxes associated with the individual windings may be different will. If necessary, both sizes can be balanced by various means, the ohmic resistance z. B. by choosing a larger wire cross-section for the partial windings with a larger winding diameter, the magnetic conductance of the leakage flux through Increase the distance between the layers for the partial windings closer to the core.

Für Transformatoren; bei denen mehrere Schenkel bewickelt sind, kann die beschriebene Wicklungsart sinngemäß ebenso angewendet werden.For transformers; in which several legs are wrapped, can the described type of winding can also be used accordingly.

Claims

PATGNTANSPRUCI3: transformer winding with alternating successive primary and secondary winding groups, each of which is inner winding group contains twice as many ampere-turns as each outer one, characterized by that each inner primary and secondary winding group consists of two adjacent, consists of parallel-connected partial coils wound in the opposite sense and all winding groups of each circuit are connected in parallel.