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Hochspannungstransformator mit Lagenwicklung und zu einer Kontaktbahn
geführten Anzapfungen der Oberspannungswicklung, insbesondere für Röntgenanlagen
Es ist bereits ein Hochspannungstransformator, insbesondere MeBwandler, mit lagenweiser
Wicklung zur Verwendung als Anzapftransformator oder Drosselspule mit veränderlicher
Induktivität vorgeschlagen worden, bei dem die Wicklungslagen in einem Spulenkasten
angeordnet sind. Die Wicklungslagen werden gegenüber dem Spulenkastenflansch angezapft
und die Anzapfungen durch Durchstiche des Flansches zu auf diesem angeordneten Kontakten
geführt. Die Stirnseiten der Lagenwicklung werden dabei von den Spulenkastenflanschen
umgeben.
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Hochspannungstransformator mit
Lagenwicklung und zu einer Kontaktbahn geführten Anzapfungen der Oberspannungswicklung,
insbesondere für Röntgenanlagen, und besteht darin, daß die Lagenenden als Anzapfungen
auf der freien Stirnseite der lagenweise gewickelten Oberspannungswicklung derart
unmittelbar zur Kontaktbahn geführt und auf .der Stirnseite verteilt gegeneinander
so versetzt angeordnet sind, daß die Spannungsdifferenz zwischen zwei benachbart
liegenden Anzapfungen einer Schaltstufe entspricht. Wenn auch durch die Lagenwicklung
als solche die Lagenenden potentialgesteuert sind, so ist doch das Herausführen
der Lagenenden auf ein und demselben Radius zur Kontaktbahn insofern von Nachteil,
als die Verbindungsdrähte hier abgekröpft werden müssen, um sie an eine normale
Kontaktbahn für den Anzapftransformator führen zu können. Bei Anordnung der Anzapfstellen
gemäß der Erfindung wird demgegenüber der Vorteil erzielt, daß die Anzapfungen auseinandergezogen
etwa Spiralform ergeben und so weit auseinanderliegen, daß die einzelnen Drähte
unmittelbar an die entsprechenden Kontaktstücke der Schaltbahn angeschlossen werden
können. Es ergeben sich auch bei Anwendung der Erfindung weitere an Hand der Abbildungen
zu erläuternde Vorteile.
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In den Abbildungen sind Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung dargestellt.
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Abb. i zeigt den Eisenkern i i, um den sich die Unterspannungswicklung
12 herumlegt. Diese wird von einem (etwa am Eisenkern befestigten Isolierzylinder
13 umgeben, auf den die lagenweise gewickelte Oberspannungswicklung 14 aufgebracht
ist. Der Anfang der Oberspannungswicklung ist mit 15 und das Ende mit 16
bezeichnet, wobei der Anfang 15
gegebenenfalls an Erde gelegt werden kann.
Die an der Stirnseite 17 vorhandenen Lagenenden werden jeweils miteinander verbunden
und der Verbindungspunkt als Anzapfung i8 herausgeführt. Diese Anzapfpunkte 18 sind
gemäß der Erfindung, wie dies Abb. - zeigt,
auf der Stirnseite 17
der Spule verteilt und gegeneinander so versetzt angeordnet, daß sie eine aus der
Abb. 2 ohne weiteres zu entnehmende Spirale bilden. Naturgemäß können auch die Verbindungspunkte
der einzelnen Lagenenden auf der anderen Stirnseite i9 der Oberspannungswicklung
14 , in dieser Weise zugänglich gemacht werden. Diese Spirale legt sich teilkreis-
bzw. sichelförmig um den die Oberspannungswicklung 14 durchsetzenden Eisenkern i
i herum, da j a ein Spannungabstand von dem größtenteils geerdeten Eisenkern i i
gewahrt bleiben muß. Wird die die niedrigste Spannungdifferenz gegen den Eisenkern
aufweisende Anzapfung 181 auf den kleinsten Umfang der Oberspannungsspule gelegt,
wie dies Abb. a zeigt, so erzielt man bei Anwendung der Erfindung vollständig selbsttätig,
daß die die höchste Spannungsdifferenz gegen den Eisenkern führende Anzapfung iS,
auf dem größten Umfang der Oberspannungswicklung liegt und damit auch den relativ
größten Abstand vom Eisenkern besitzt. Dabei bleibt auch noch die der Lagenwicklung
charakteristische Potentialsteuerung der einzelnen Anzapfungen iS gewahrt. Die Form
der Kontaktbahn, zu der die einzelnen Anzapfungen iS geführt werden müssen, kann
der durch die Anzapfungen festgelegten Linie entsprechen, aber auch dem Umfang der
Spule als Kreisbahn angepaßt sein.
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Die zuletzt beschriebene Ausführung ist in Abb. 3 dargestellt. Danach
ist die als Teilkreis mit versteifenden Armen 2o ausgebildete Kontaktbahn 21 an
dem Träger 13 der Oberspannungsspule 14 mit Hilfe einer Schraube 22 befestigt. In
der Kontaktbahn 21 werden die Kontaktstücke 23 befestigt; hier im dargestellten
Fall gleich in den aus einem bildsamen Werkstoff hergestellten Träger eingepreßt.
Dabei ist es vorteilhaft, die Kontaktstifte aus einem Stück mit einem unterhalb
der Kontaktbahn 21 geführten Metallrohr 2.4 herzustellen, das bis ungefähr an die
Stirnseite 17 der Oberspannungswicklung 14 herunterreicht. In dieses Rohr werden
die von den Anzapfungen 18 herkommenden Drähte 25 eingezogen, gegebenenfalls in
Schraubenform, und mit :dem Metallrohr 2q. an der Stelle 26 elektrisch leitend
verbunden. Anstatt den Kontaktträger 2i an dem Isolierrohr 13 zu befestigen, kann
auch der Kontaktträger mit Hilfe von Armen und einem Ring auf dem Umfang der Oberspannungswicklung
14 befestigt werden. Durch diese Ausbildung jedes einzelnen Kontaktstückes 23 in
Verbindung mit den Anzapfstellen wird der Vorteil erzielt, daß die Verbindungsdrähte
25 äußeren mechanischen Einflüssen, etwa mechanischem Stoß, oder bei Einsetzen des
Transformators in ein Ölgefäß dem Ölstrom entzogen sind. Etwa vorhandene Verwindungen
der Anzapfstellen gegenüber der Kontaktbahn 21 werden durch den gemeinsamen Träger
13 sowohl für die Oberspannungswicklung als auch die Kontaktbahn sowie durch die
elastische Ausbildung der Verbindungsdrähte 25 in vorteilhaftester Weise ausgeglichen.
Der Kontaktträger -gi kann auch gleichzeitig zum Halten der Oberspannungswicklung
14 auf dem Isolierzylinder 13 dienen, indem in die Lagenwicklung mit eingewickelte
Tragbänder um den Träger 2i der Kontaktbahn herumgeschlungen werden. Die einzelnen
Kontaktstifte sind nunmehr auf ihrer Bahn genau so wie die Anzapfungen potentialgesteuert,
wobei die Spannungsdifferenz zwischen zwei Kontaktstiften 23 einer Schaltstufenspannung
entspricht. Zwecks Vergrößerung des sog. Spannungskriechweges werden die Kontaktstifte
von dem Werkstoff der Kontaktbahn z 1, außerdem, -wie dies in Abb. q. dargestellt
ist, von einem Kegelstumpf 27 umgeben. Von besonderer Bedeutung ist hierbei der
Werkstoff, aus dem die Kontaktbahn 21 hergestellt wird. Normalerweise wird der Stoff
aus einem Isoliermittel, etwa Porzellan oder backfähigem Papier oder Faserstoff,
bestehen. Ein besonderer Vorteil wird aber dann noch erreicht, wenn man' den Träger
2i der Isontaktbahn als Halbleiter benutzt, etwa dadurch, daß man den Isolierwerkstoff
mit einer Kohle oder einem anderen Stoff versetzt, -öder wenn man überhaupt den
Träger 21 aus einem Widerstandswerkstoff, :etwa Kohle, Silit o. dgl., anfertigt.
Dann nämlich wird zwischen die einzelnen Kontaktstifte 23 noch ein Widerstand geschaltet,
der bei Einschalten nur eines Teiles der Oberspannungswicklung eine ungünstige Spannungserhöhung
des nicht eingeschalteten Teiles der Oberspannungswicklung vermeidet. Die als Widerstände
ausgebildeten Kontaktträger 21 können noch mit Kühlrippen versehen werden, um 'die
in ihnen entstehende Wärme besser abführen zu können.
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Der hier beschriebene Hochspannungstransformator eignet sich insbesondere
für Röntgenanlagen, bei denen die Oberspannungswicklung als Lagenwicklung ausgebildet
werden kann, weil bei Aufnahmebetrieb die benötigten hohen Stromstärken dem Transformator
kurzzeitig entnommen werden und bei Durchleuchtungsbetrieb die Stromstärken so gering
sind, daß eine thermische Beeinträchtigung der Lagenwicklung nicht eintritt.