-
Spartransformatorwicklung Spartransformatoren, die gewöhnlich nur
ein kleines Übersetzungsverhältnis haben, sind bisher so gewickelt worden, .daß
die Primärwicklung P1 P2 mit w, -Windungen (Abb. r und 2) als Ganzes gewickelt wurde.
Daran schloß sich eine Wicklung mit w'-Windungen, die mit der zweiten Sekundärklemme
S2 endete. Beide Wicklungen zvl + zu" - w2 bildeten die gesamte Sekundärwicklung.
In Abb. z ist der Querschnitt durch .die Wicklungen und den Kern schematisch dargestellt;
A A ist die Kernachse.
-
. Für besondere Zwecke, z. B. für die Anodenspannungsmodulation (Heising-Modulation)
von Radiosender-Kathodenröhren, muß jedoch der hierfür in Verwendung kommende Autotransformator
eine außerordentlich kleine Streuung haben.
-
Bei Transformatoren mit getrennter Priinär- und Sekundärwicklung mit
w1- bzw. %V2-Windungen ist es bekannt, zur Verminderung der Streuung die beiden
Wicklungen so durcheinander zu verteilen, daß die Abschnitte der primären und sekundären
Wicklungen abwechselnd aufeinanderfolgen. Dabei erhalten die inneren Abschnitte
der primären bzw. sekundären Wicklung je
bzw. j e
und die Randabschnitte, falls solche bei der primären oder sekundären Wicklung vorhanden
sind, je
bzw.
Hier bedeutet s die Anzahl der Abschnitte jedes Kreises, wobei jeder Randabschnitt
als 1/2 Abschnitt gezählt wird, so daß s die Werte i, r1/2, 2, 21j2, 3
....
oder 2 s die Werte 2, 3, 4; 5 .... erhalten kann.
-
Bei Spartransformatoren war eine analoge Wicklungsverteilung, wie
bereits eingangs erwähnt ist, nicht bekannt.
-
Ferner ist es oft wichtig, daß die Wicklungskapazität möglichst klein
gehalten wird. Die Erfindung bezieht sich auf eine Wicklungsweise von Spartransformatoren,
wobei sowohl eine außerordentlich kleine Streuung wie auch ein geringe Wicklungskapazität
erzielt wird.
-
Erfindungsgemäß wird eine Spartransformatorwicklung, welche aus Abschnitten,
besteht, von denen die in. Reihe geschalteten Abschnitte der Unterspannungswicklung
zusammen mit den in Reihe geschalteten Abschnitten der Zusatzwicklung die Oberspannungswicklung
bilden, derart angebracht, daß die Abschnitte der aus w,-Windungen bestehenden Unterspannungswicklung
und die Abschnitte der aus w"-Windungen bestehenden Zusatzwicklung derart abwechselnd
aufeinanderfolgen,
daß die Randabschnitte der einen bzw. der anderen
Wicklung (falls vorhanden) je
und die inneren Abschnitte je
haben (2 s ist eine beliebige ganze Zahl größer als i), und daß einzelne Abschnitte
der Wicklungen zwecks Verminderung der Potentialdifferenzen an den Stoßstellen mit
entgegengesetztem Drehsinn gewickelt sind.
-
Somit wird eine Verkleinerung der Streuung beim Autotransformator
dadurch erzielt, daß man die Niederspannungswicklung zvl und die Zusatz-vicklung
w" so unterteilt, -wie man dies tun würde, -wenn w1 und w" die beiden voneinander
getrennten Wicklungen eines Zwei--w icklungstransformators -wären. Daß diese Unterteilungsart
für den Spartransformator zweckmäßig ist, obwohl seine Oberspannungswicklung nicht
w", sondern w. - w l -E- w" ist, läßt sich theoretisch nachweisen und durch Messungen
bestätigen. Das Anbringen verschiedener Wicklungsteile in verschiedenem Wicklungssinn
wurde bereits für andere Ausführungsformen von Transformatoren beschrieben, nämlich
für die Ringübertrager für Mehrfachfernsprechverkehr. Die Wicklung ist dort so angeordnet,
claß eine völlige Symmetrie der vier Zweige gegenüber der' Erde erreicht wird. Eine
Verminderung der Potentialdifferenz gegenüber den benachbarten Schichten verschiedener
Abteilungen wird dort nicht angestrebt und nicht erzielt.
-
Abb. 3 zeigt eine günstige Verteilung einzelner Wicklungsteile des
Spartransformators zur Erreichung einer kleinen Streuung, aber noch ohne Rücksichtnahme
auf die günstigste Verteilung des Wicklungssinnes der einzelnen Spulen für möglichst
kleine Potentialdifferenz an den Stoßstellen der benachbarten Wicklungsabschnitte.
Die Primärw icklung w1 ist in die Teilwicklungen i, 3, 5, 7 eingeteilt, und zwar
z und 7 mit je
und die Teilwicklungen 3 und 5 mit je
Die Zusatzwicklung w" zerfällt in die Teile ?, 4, 6 mit je
Hier ist s - 3 gewählt -worden.
-
Bei der oben. beschriebenen Ausführung könnte es nun leicht geschehen,
daß die Potentialdifferenzen an den Stoßstellen zwischen zwei benachbarten Wicklungsteilen
unerwünscht groß sind.
-
Um dies zu vermeiden, wird erfindungsgemäß die an Hand der Abb.3 erläuterte
Maßnahme der Verteilung der einzelnen Wicklungssektionen mit der -weiteren Maßnahme
kombiniert, daß einzelne Abschnitte der Wicklungen zwecks Verminderung der Potentialdifferenzen
an den Stoßstellen mit entgegengesetztem Drehsinn gewickelt sind.
-
Abb. 5 und 5a zeigen ein Ausführungsbeispiel dieses Erfindungsgedankens.
Zum Vergleich ist in Abb. 4. und 4a derselbe Spartransformator mit durchweg gleichsinnig
gewickelten Teilwicklungen dargestellt. Abb. 4a zeigt schematisch eine Draufsicht
in der Rich: tung der Wicklungsachse auf die Wicklung des Transformators nach Abb..4,
wobei je eine Spiralwindung je eine Windungslage (die ganze in derselben Zylinderfläche
liegende Schicht) repräsentiert. In jeder Teilwicklung wird bei A mit dem Wickeln
begonnen und bei E geendet. Der Draht wird immer in demselben Umdrehungssinn geführt.
Die drei Teilwicklungen sind gleichsinnig gewickelt, die Wickelanfänge sind gleichzeitig
die elektrischen Anfänge. Anders in Abb.5 und 5a. Hier wird bei der dritten (äußeren)
Teilwicklung die Drahtführung bzw. der Drehsinn geändert. Das äußere Wickelende
muß elektrisch als Anfang As der dritten Teilwicklung bezeichnet und dementsprechend
geschaltet werden. Denkt man sich in Al, also an der Klemme P,-Sl, das Potential
o, so schreitet es durch die Teilwicklungen in der .in Abb. 4. und 5 durch Pfeile
angedeuteten Richtung fort. Die zu den Anfangs- und Endlagen gehörenden ungefähren
Potentialwerte o,
e1: e= sind in Klammern hinzugeschrieben. Die beim Transformator nach Abb. 4 auftretenden
Potentialunterschiede sind
zwischen Wicklung z und 2 und
zwischen 2 und 3, in Abb. 5 jedoch
bzw. e'2 - e, Da in der Schaltung Abb. 5 kleinere Potentialunterschiede auftreten
als in der Schaltung Abb.4, wird die Eigenkapazität im ersteren Fall kleiner sein.
-
Von zwei ausgeführten Spartransformatoren, die vollkommen gleich gebaut
-waren und bei denen sich lediglich die dritte Teilwicklung 3 durch den Umlaufsinn
der Wicklungen gemäß Abb.4 und 5 unterschied, hatte der nach Abb.4 gewickelte eine
rund 2,5mal so große Eigenkapazität -wie der nach Abb. 5.
-
Es ist grundsätzlich gleichgültig, ob die Primärwicklung Fell oder
die Zusatzwicklung w" geteilt wird. Wenn w1 größer als w"
ist, wird
man zweckmäßig w1 teilen wie in Abb.4 und 5, -wenn aber w" größer als w1 ist, wird
man umgekehrt w" teilen. Die Wicklung eines solchen Spartransformators ist schematisch
in Abb. 6 dargestellt.
-
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der
Abb. 5 war die
Zahl s - i gewählt. Wird vom Spartransformator eine noch kleinere Streuung gefordert,
so muß s größer gewählt, also die Wicklung noch weiter unterteilt werden, und zwar
in der Art, .als ob die Zusatzwicklung w" (Ergänzungswicklung, die mit der primären
zusammen die gesamte Sekundärwicklung ergibt) eine selbständige Sekundärwicklung
wäre, d. h. die Transformatorwicklung wird (entweder als Röhrenwicklung oder Scheibenwicklung)
so ausgeführt, daß von' den Wicklungsabschnitten abwechselnd einer der primären
(gemeinsamen) Wicklung zu, und einer der Zusatzwicklung W' angehört. Jeder innere
Wicklungsabschnitt hat
die am Rande des Wicklungsquerschnittes liegenden Abschnitte haben aber nur
Die Teilungszahl s kann beliebig, jedoch so gewählt werden, daß 2 s eine ganze (positive)
Zahl größer als i ist.
-
Zwei weitere Ausführungsbeispiele sind in Abb.7 und 8 dargestellt.
In Abb.7 ist schematisch der Querschnitt durch die Wicklung eines Spartransformators
für s- i,5 (also 2s==3), in Abb. 8 fürs=2 (2s=4) dargestellt. Zur Verringerung der
Wicklungskapazität können auch hier erfindungsgemäß ähnlich wie bei der Wicklung
nach Abb. 5 und 5a gewisse Teilabschnitte mit entgegengesetztem Drehsinn der Wicklung
ausgeführt werden, wie dies hier durch Pfeile angedeutet ist. In Abb.7 haben die
Abschnitte 2 und 3 gegenüber i und q., in Abb. 8 haben die Abschnitte 4 und 5 gegenüber
i, 2, 3 den umgekehrten Drehsinn der Wicklung. Dadurch kommt man auf die durchschnittlich
kleinsten Potentialunterschiede zwischen benachbarten Lagen verschiedener Teilwicklungen
und somit auf die verhältnismäßig kleinste Eigenkapazität der Wicklung.
-
Für Transformatoren, bei denen mehrere Schenkel' bewickelt sind, können
die beschriebenen Wicklungsarten sinngemäß ebenso. angewendet werden.