DE609183C

DE609183C - Arrangement to achieve a certain spread in transformers

Info

Publication number: DE609183C
Application number: DET40172D
Authority: DE
Inventors: Dr Rudolf Guertler
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1932-02-05
Filing date: 1932-02-05
Publication date: 1935-02-09

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AI
9. FEBRUAR 1935ISSUE AI
FEBRUARY 9, 1935

REICtfSPATENTAMTREICTF PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 21a² GRUPPECLASS 21a ² GROUP

Patentiert im Deutschen Reiche vom 5. Februar 1932 abPatented in the German Empire on February 5, 1932

An Transformatoren in Verstärkerschaltungen wird vielfach, die Forderung gestellt, daß der Transformator bei 'einem bestimmten Übersetzungsverhältnis einer gegebenen Primärinduktivität eine bestimmte Streuinduktivität hat.In transformers in amplifier circuits, the requirement is often that the transformer at 'a certain Transformation ratio of a given primary inductance a certain leakage inductance Has.

Kleine Streuinduktivitäten werden in bekannter Weise durch Unterteilen der primären und sekundären Wicklung erzielt. In gewissen Fällen, z. B. für die Übertragung schmaler Frequenzbänder und relativ großer Verstärkung im oberen Teil des Übertragungsbereiches (Streuspitze), wird jedoch mitunter eine Stneuinduktivität gefordert, die verhältnismäßig' groß ist gegenüber der Induktivität des Übertragers, z. B. das 5- bis 10- bis 15-fache der normalen Streuung beträgt.Small leakage inductances are known in a known manner by dividing the primary and secondary winding achieved. In certain cases, e.g. B. for the transmission of narrow frequency bands and relatively large ones Gain in the upper part of the transmission range (scatter tip), however, is sometimes a new inductance required, which is relatively 'large compared to the inductance of the transformer, e.g. B. 5 to 10 to 15 times normal spread.

Der naheliegende Weg, diese große Streuinduktivität durch eine Seriendrossel L_s (Abb. 1) herzustellen, hat den Nachteil größeren Aufwandes, größerer Kosten und größeren Raumbedarfs. Ferner wird die Schaltungskapazität und die Möglichkeit neuer Störspannungen vergrößert. Es ist zwar zur Vermeidung derartiger Störungen möglich, die zusätzliche Drosselspule an den Transformator anzubauen in der Weise, daß die magnetischen Flüsse der beiden Apparate teilweise durch gemeinschaftliche Eisenwege verlaufen.The obvious way of producing this large leakage inductance by means of a series choke L _s (Fig. 1) has the disadvantage of greater effort, greater costs and greater space requirements. Furthermore, the circuit capacity and the possibility of new interference voltages are increased. To avoid such disturbances, it is possible to mount the additional choke coil on the transformer in such a way that the magnetic fluxes of the two apparatuses partly run through common iron paths.

Das bedingt aber einen anormalen Aufbau des Eisenkörpers und eine entsprechende Verteuerung. Eine andere bekannte Maßnahme besteht darin, die beiden Wicklungen, zwischen denen 'eine gesteigerte Streuung vorhanden sein soll, voneinander mehr oder weniger entfernt auf dem Eisenkörper anzubringen und entweder die Querschnitte dieses letzteren etwa treppenartig abzustufen oder seinen Eisenweg zwischen den beiden Wicklungen durch einen Luftspalt zu unterbrechen. Diese Maßnahmen bedingen aber 'eine sehr schlechte Ausnutzung des Materials; sie vermindern gleichzeitig auch den Hauptfluß, d. h, sowohl die primäre und sekundäre Induktanz wie auch die gegenseitige Induktion der Wicklungen, 'und erfordern zur Aufhebung dieser Verringerung einen gesteigerten Materialaufwand. Es ist daher außerordentlich wichtig, die Streuung des Transformators Ü (Abb. 1) zu vergrößern, ohne die Induktivitäten L₁, L₂ zu verändern. Bis zu einem gewissen Grade (rund bis eine 5fache Streuinduktivitätsvergrößerung) erreicht man dies bekanntlich dadurch, daß man zwischen die Primär- und Sekundärwicklung einen Streifen ferromagnetischen Bleches legt.However, this causes an abnormal structure of the iron body and a corresponding increase in price. Another known measure consists in attaching the two windings, between which there should be an increased scatter, more or less distant from one another on the iron body and either stepping the cross-sections of the latter in a step-like manner or closing its iron path between the two windings through an air gap interrupt. However, these measures cause 'a very poor utilization of the material; they also reduce the main flow at the same time, d. That is, both the primary and secondary inductance as well as the mutual induction of the windings, and require an increased amount of material to offset this reduction. It is therefore extremely important to increase the spread of the transformer U (Fig. 1) without changing the inductances L ₁ , L ₂ . To a certain extent (around a 5-fold increase in leakage inductance), this is known to be achieved by placing a strip of ferromagnetic sheet metal between the primary and secondary windings.

Nach der Erfindung ermöglicht es die im folgenden beschriebene Wicklungsanordnung, auch noch wesentlich größere Streuungen zu erzielen. *>oAccording to the invention, the winding arrangement described below enables also to achieve significantly larger spreads. *> o

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden-:*) The patent seeker stated that the inventor was:

Dr. Rudolf Gürtler in Berlin.Dr. Rudolf Gürtler in Berlin.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß primär- oder (und) sekundärseitig zwei zusätzliche, vom Strom der Hauptwicklung durchflossene Wicklungen angebracht sind, vion denen die erste gleichsinnig wie die Hauptwicklung und zusätzlich zu dieser wirkt und die zweite, räumlich nicht zwischen den Teilen der zugehörigen Hauptwicklung angeordnete zusätzliche Wicklung durch entgegengesetzten Windungs- oder Schaltungssinn die Wirkung der ersteren in bezug auf den Hauptfluß angenähert aufhebt.The essence of the invention is that primary or (and) secondary side two additional windings through which the current of the main winding flows, vion which the first acts in the same direction as the main winding and in addition to this and the second, spatially not arranged between the parts of the associated main winding additional winding through opposite winding or switching sense the The effect of the former in relation to the main river approximately cancels out.

Bei Ausführung der Wicklungen aus koaxial übereinander angeordneten zylindrischen Abteilungen kann man z. B. die einzelnen Teile so anordnen, daß am nächsten zum Kern die Hauptwicklung des einen Stromkreises angebracht ist, darüber die erste zugehörige zusätzliche Wicklung desselben Stromkreises, dann die zweite zusätzliche Wicklung und dann die Wicklung des anderen Stromkreises. Man kann aber auch eine umgekehrte Reihenfolge treffen. Ferner kann man auch die zweite zusätzliche, der zugehörigen Hauptwicklung in bezug auf Amperewindungen entgegenwirkende Wicklung eines (z. B. des primären) Stromkreises räumlich zwischen den Wicklungsteilen des anderen (z. B. des sekundären) Stromkreises anordnen. When executing the windings from coaxially arranged one above the other cylindrical Departments can be z. B. arrange the individual parts so that the main winding of one circuit is closest to the core is attached, the first associated additional winding of the same circuit, then the second additional winding Winding and then the winding of the other circuit. But you can also do one meet in reverse order. You can also use the second additional one, the associated one Main winding with respect to ampere turns counteracting winding of a (z. B. the primary) circuit spatially between the winding parts of the other (e.g. secondary) circuit.

In Abb. 2 ist schematisch der Schnitt durch Kern K. und Wicklung W- eines Transformators dargestellt. Wicklung· α mit der Windungszahl /Z₁ genügt der Selbstinduktivität L₁. In Fig. 2 the section through core K. and winding W- of a transformer is shown schematically. Winding · α with the number of turns / Z ₁ is sufficient for self-inductance L ₁ .

In Reihe hiermit liegt Wicklung b mit ti Windungen und schließlich c mit ti gegensinnig gewickelten Windungen. Die Sekundärwicklung d mit /Z₂ Windungen hat die geforderte Induktivität L₂. Das Schaltbild dieses Übertragers ist in Abb. 4 dargestellt.In series with this is winding b with ti turns and finally c with ti turns wound in opposite directions. The secondary winding d with / Z ₂ turns has the required inductance L ₂ . The circuit diagram of this transformer is shown in Fig. 4.

Das Übersetzungsverhältnis ist also rund [/Z₁ -j- ti -j- (— ti)]: /Z₂ = /Z₁: n₂. Die primäre Induktivität ist im großen und ganzen pro-The transmission ratio is around [/ Z ₁ -j- ti -j- (- ti)]: / Z ₂ = / Z ₁ : n ₂ . The primary inductance is by and large pro-

.. portional n—, die sekundäre n—, , 45 ^r 1 2 .. Portional n—, the secondary n— ,, 45 ^r 1 2

Für die Streuung maßgebend ist die magnetische Feldverteilung innerhalb der Wicklung und die von den Streulinien umschlossenen Windungszahlen. Abb. 3 zeigt die zur Wicklung nach Abb. 2 zugehörige Wechsel-AW-Verteilung. Während man ohne Zusatz- und Gegenwicklung (b, c in Abb. 2) nur bis zu einem höchsten AW-Wert von /Z₁ J₁ = /Z₂ Z₂ kommt, erreicht man beim Transformator nach Abb. 2 als höchsten AW-Wert (/Z₁ -j- Ii)J₁ = ti Z₁-J-Zz₂Z₂. Die Streuflußdichte erreicht also höhere Werte, und außerdem umschließen die Streulinien größere Windungszahlen. Für die Streuinduktivität maßgebend sind auf der Primärseite die Windungszahlen/z₁-)-2«', auf der Sekundärseite /Z₂; dabei liegen 2/z' Windungen auf der Primärseite in einem über die normale Feldstärke /Z₁Z₁ (= It₂ Z₂) hinausgehenden Feld.The magnetic field distribution within the winding and the number of turns enclosed by the scatter lines are decisive for the scattering. Fig. 3 shows the alternating AW distribution associated with the winding according to Fig. 2. While without additional and counter-winding (b, c in Fig. 2) you can only _{achieve a maximum AW value of / Z 1} J ₁ = / Z ₂ Z ₂ , with the transformer according to Fig. 2 the highest AW value is achieved Value (/ Z ₁ -j- Ii) J ₁ = ti Z ₁ -J-Zz ₂ Z ₂ . The leakage flux density thus reaches higher values, and the lines of leakage also enclose a larger number of turns. The number of turns / z ₁ -) - 2 «' _{on the primary side and / Z 2} on the secondary side are decisive for the leakage inductance; there are 2 / z 'turns on the primary side in a field that goes beyond _{the normal field strength / Z 1} Z ₁ (= It ₂ Z _2).

Man kann die vergrößerte Streuinduktivitat auch bei einem Transformator in gewöhnlicher Schaltung nach Abb. 5 erzielen, wenn man die primäre Windungszahl /Z₁ um 'einen gewissen Betragn_z auf η_χ-\-η_Ζ) die sekundäreThe increased leakage inductance can also be achieved with a transformer in the usual circuit according to Fig. 5, if the primary number of turns / Z _{1 is} increased by a certain amount n _z to η _χ - \ - η _Ζ) the secondary

von W₂ auf n₂ -+- — W₂ erhöht. Man muß dannincreased from W ₂ to n ₂ - + - - W ₂ . Then you have to

H₁ H ₁

den Kern mit einem Luftspalt versehen bzw. einen vorhandenen vergrößern, damit L₁ und L_s provide the core with an air gap or enlarge an existing one so that L ₁ and L _s

die ursprünglichen Werte L₁=An—,L₂ = A η—the original values L ₁ = An - , L ₂ = A η -

beibehalten. Bei Transformatoren mit großem Übersetzungsverhältnis kommt man, da man im Gegensatz zu der Anordnung nach Abb. 2 und 4 auch auf der Sekundärseite Windungen zugeben muß, auf unerwünscht hohe Windungszahlen. Besonders bei Transformatoren mit sehr geringen sekundären Stromstärken, bei denen oft die Drahtstärken aus mechanischen Gründen primär und sekundär gleich oder nur wenig verschieden bemessen sind, würde man bei der Anordnung nach Abb. 5 wesentlich mehr Wickelraum brauchen als nach Abb. 2 und 4.maintained. In the case of transformers with a large transformation ratio, because one in the In contrast to the arrangement according to Fig. 2 and 4, also add turns on the secondary side must, on undesirably high numbers of turns. Especially with transformers with very low secondary currents, where the wire sizes are often primary for mechanical reasons and secondary are the same or only slightly different, one would use the Arrangement according to Fig. 5 require significantly more changing space than according to Figs. 2 and 4.

Selbstverständlich kann man die erfindungsgemäß zu verwendende Maßnahme mit der obenerwähnten des Zwischenlegens eines Eisenbleches zwischen die Wicklungen kombinieren, um so leine weitere Streuungsvergrößerung zu erzielen. Nur muß man, damit das Einlegen der Eisenfolie am wirksamsten ist, diese an die Stelle des stärksten Streufeldes, also zwischen die Wicklungen δ und c in Abb. 2, legen.Of course, the measure to be used according to the invention can be combined with the above-mentioned interposition of a sheet of iron between the windings in order to achieve a further increase in the spread. However, in order for the iron foil to be most effective, it must be placed at the point of the strongest stray field, i.e. between the windings δ and c in Fig. 2.

Die Anordnung nach Abb. 2 und 4 wird in Abb. 6 zweckmäßiger so dargestellt, daß man nicht nur den Windungssinn, sondern auch die gegenseitige Lage der Teilwicklungen sieht. Mit Benutzung dieser schematischen Darstellungsart werden im folgenden weitere Anwendungsbeispiele des Erfindungsgedankens beschrieben.The arrangement according to Fig. 2 and 4 is shown in Fig. 6 more expediently so that one not only the sense of winding, but also the mutual position of the partial windings sees. Using this type of schematic representation, further Application examples of the inventive concept described.

Bei der Anordnung nach der Abb. 7 enthält der Teil α der Primärwicklung sowohl /Z₁ Hauptwindungen wie ti zusätzliche gleichsinnige Windungen, während die primäre, ti Windungen enthaltende zusätzliche Gegenwicklung c zwischen zwei in bezug aufeinander gleichsinnig geschalteten Teilen δ und d der Sekundärwicklung, die zusammen n₂ Windungen haben, liegt. Die Anordnung nach der Abb. 8 unterscheidet sich von der vorigen nur dadurch, daß hier die ganze aus /z₂ Windungen bestehende Sekundärwicklung δ zwischen den primären Teilwicklungen α und c liegt, welche den gleichbezeichneten primären Teilwicklungen der Abb. 7 !entsprechen.In the arrangement according to Fig. 7, the part α of the primary winding contains both / Z ₁ main turns and ti additional turns in the same direction, while the primary, ti turns containing additional counter-winding c between two parts δ and d of the secondary winding which are connected in the same direction with respect to one another together have n ₂ turns. The arrangement according to Fig. 8 differs from the previous one only in that the entire _{secondary winding δ consisting of / z 2} turns lies between the primary partial windings α and c , which correspond to the primary partial windings of Fig. 7!

Wenn Gründe vorliegen, können beide Wicklungen mit Gegenwindungen ausgerüstet wer-If there are reasons, both windings can be equipped with counter windings

den, wie die Abb. 9 als Beispiel zeigt. Hier entsprechen die primäre Teilwicklung & bzw. primäre Gegenwicklung d dem Teil a bzw. c der beiden vorigen Abbildungen. Die sekundäre Wicklung ist aber in ähnlicher "Weise so angeordnet, daß der Teil c eine aus n₂ Windungen bestehende Hauptwicklung und eine mit ihr gleichsinnige zusätzliche Wicklung enthält, während der Teil α die zusätzliche Gegenwicklung bildet.as shown in Fig. 9 as an example. Here the primary partial winding & or the primary counter-winding d correspond to the part a and c of the two previous figures. The secondary winding is, however, arranged in a similar way so that part c contains a main winding consisting of n ₂ turns and an additional winding in the same direction, while part α forms the additional counter-winding.

Am wirksamsten vergrößern alle diese Anordnungen die Streuung dann, wenn der Feldverlauf analog Abb. 3 erfolgt, d. h. wenn er einfach dreieckförmig ist, und das ist bei den angeführten Beispielen Abb. 6 bis 9 der Fall.Most effectively, all of these arrangements increase the scatter when the field course takes place analogously to Fig. 3, d. H. if it is simply triangular, and that is with the cited examples Fig. 6 to 9 is the case.

Claims

Patent claims:

i. Arrangement to achieve a certain spread in transformers, especially in the case of amplifier transformers for speech frequency ranges, characterized in that primary or (and) On the secondary side, two additional windings through which the main winding current flows are attached, of which the first acts in the same direction as the main winding and in addition to this and the second, winding not spatially arranged between the parts of the associated main winding due to! opposite winding or circuit sense, the effect of arising in relation to the main flow approximately cancels.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the second additional, the associated main winding with respect to ampere turns counteracting winding of a (e.g. the primary) Circuit is spatially arranged between the winding parts of the other (z. B. the secondary) circuit.

For this purpose ι sheet of drawings