DE756504C - Schaltungsanordnung zur Beseitigung der magnetischen Streuung von Netzanschlusstransformatoren - Google Patents

Description

• Schaltungsanordnung zur Beseitigung der magnetischen Streuung von Netzanschlußtransformatoren Eine sehr ernstzunehmende Störungsquelle stellt das Streuen der Netzanschlußtransformatoren in Geräten mit Kathodenstrahlröhren dar, also z. B. in Fernsehempfängern und Oszillographen. Es hat sich herausgestellt, daß bei Verwendung normaler Transformatortypen selbst bei reichlicher Bemessung des Eisenquerschnitts und Vermeidung aller magnetischen Widerstände, Luftspalte u. dgl. die Streuung .doch immer noch so stark ist, daß ein gedrängter Zusammenbau des Transformators mit der Röhre im allgemeinen nicht ohne Störablenkung des Kathodenstrahls möglich ist. Eine solche Störablenkung durch .die Netzfrequenz muß aber bei der hohen Präzision moderner Fernsehempfänger und Oszillographen sehr weitgehend unterdrückt werden. Man half sich bisher durch Umkleidung der Röhre bzw. des Transformators mit Eisenschutzblech möglichst guter Permeabilität, wobei diese Bleche nicht in magnetisch leitender Verbindung mit dem Kern des Streutransformators stehen dürfen. Ferner hat man schon sehr früh erkannt, daß es bestimmte relative Aufstellungen zwischen Transformator und Kathodenstrahlröhre gibt, bei denen der Streueinfluß besonders klein ist bzw. die Wirkung sich gerade kompensiert. Eine solche Lage ist z. B. bei Parallelität zwischen Spulenachse und Röhrenachse in der Mittelebene durch die Röhrenbaulänge auffindbar. Diese bekannten Maßnahmen reichen jedoch für den allgemeinen Fall einer Gerätekonstruktion nicht aus. Man kann nicht immer die neutrale Zone als Aufstellungsort des Transformators wählen, und eine wirksame Absorption der Streu-Iinien läßt sich mit Eisenblech nur bei Anwendung von sehr unhandlichen Gewichten und Blechdicken praktisch durchführen (s. Panzergalvanometer u. dgl.).
• Ferner ist es bekanntgeworden, bei Leistungstransformatoren zurBeseitigungdes störenden Einflusses der magnetischen Streuung eine zusätzliche Wicklung zu verwenden und diese gegenüber dem gesamten Transformator derart anzuordnen, daß das Streufeld des Transformators durch das von der Zusatzwicklung erzeugte Feld abgedämpft wird.
• Die Erfindung betrifft nun eine Schaltungsanardnung zur Beseitigung der magnetischen Streuung von 1\Tetzanschl.ußtransfo@rrnatoren mittels zusätzlicher Wicklung (bzw. Wicklungen) in Geräten mitKathodenstrahlröhren, bei denen die Betriebsweise der Röhre durch Transformatorstreuung gestört wird. Erfindungsgemäß ist bzw. sind hierbei die Zusatzwicklung bzw. -wicklungen außerhalb des Transformatorkerns und koaxial mit der Primärspule des Transformators angeordnet und mittels eines Potentiometers in einstellbarer Weise mit der Primärspule des Transformators verbunden.
• Die vorliegende Erfindung löst also das Problem mit Hilfe einer kompensierenden Zusatzspule, welche mit dem Primärstrom des Transformators in Reihe geschaltet ist. Die Zusatzspule ist in besonderer Weise auf den fertigen Transformator aufgewickelt und bewirkt den Aufbau eines magnetischen Feldes, welches das Streufeld des Transformators gerade aufhebt.
• In den Abbildungen sind beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung dargestellt. Eine für die Erfindung typische Ausführungsform für den Fall eines Manteltransfoirmators isst in Fig. i dargestellt. Der Transformator besteht aus einer bzw. mehreren Wicklungen, von denen jedoch nur die Primärwicklung i gezeichnet ist. Die Wicklung befindet sich auf einem Kern 2, der im vorliegenden Fall in einer Ausführung als Manteltype wegen der hierbei vergleichsweise sehr geringen natürlichen Streuung bei Kathodenstrahlgeräten gern angewendetwird. Selbst bei bestem Eisenaufbau sendet ein solcher Transformator im Betrieb Stirnkopfstreuung, die durch die Kraftlinien 3 dargestellt ist, in den Raum hinaus. Die Zusatzspule d. ist derartig angeordnet und mit einem Strom von solcher Phase und Stärke erregt, daß das von ihr in den Raum geschickte magnetische Wechselfeld im wesentlichen gleich groß, aber entgegengesetzt ist wie das störende Streufeld 3. Dann muß Aufhebung der Streustörung eintreten, und zwar für alle räumlichen Lagen des Transformators relativ zur gestörten Kathodenstrahlröhre.
• Die richtige Einstellung des Kompensationsstroms nach Größe und Phase hängt im allgemeinen vom Belastungszustand des Transformators ab. In den meisten praktischen Fällen sind jedoch die kleinen Transformatoren derartiger Meß- und Empfangsgeräte dem Leerlaufzustand so nahe, daß der Streufluß in Phase mit dem Primärstrom ist. In diesem Falle erhält man gute Resultate bereits mit der Schaltung nach Fig. i, bei der vom Netz 5 aus der Primärstrom in Reihenschaltung durch die Transformatorwicklung i und durch ein Potentiometer fließt. Je nach der Einstellung dieses Potentiometers, welches parallel zur Zusatzspule d. liegt und dessen Gesamtwiderstand klein gegen den Eingangswiderstand des Transformators sein muß - d. h. einen derart geringen Widerstand haben muß, daß möglichst die volleKlemmenspannung an dein Transformator liegt -, wird die Zusatzspule .I entweder sehr stark oder gar nicht erregt. Man wählt die Windungszahl von 4 so groß, daß bei reiner Serienschaltung von .4 und i eine Überkompensation der Streuung eintritt. Dann findet man beim Drehen des Potentiometers leicht einen Punkt, bei dem die Streuung verschwindet.
• Bei stärker belasteten Transformatoren, bei denen die Flugphase und die Primärstromphase nicht übereinstimmen, können Phasenschieber den Strom in der Zusatzspule wieder in Gegenphase mit dem Fluß bringen.
• In Fig. 2 ist z. B. die erfindungsgemäße Anordnung für einen Kerntransformator gezeichnet. Die Primärspule dieses Transformators liegt bei i; die Sekundärspule bei 2. Der Streufluß verläßt das Eisen an den Stirnköpfen der primären Wicklung. Man erhält dann günstige Resultate z. B. bei der Anordnung der Zusatzspule d. in zwei Teilwicklungen d.aund4b, welche direkt vor den Stirnköpfen 3a und' 3b liegen. Die beiden Kompensationswicklungen werden magnetisch in Serie geschaltet und ihr Feld der Streuung entgegen geschaltet. Die Einstellung der richtigen Stärke kann für den Leerlaufsfall wiederum durch ein Parallelpotentiometer 6 erfolgen. Wesentlich ist, daß die magnetischen Felder, nämlich das der Zusatzspule und das Streufeld des Transformators, miteinander gegensinnig übereinstimmen müssen. In diesen Fällen ist der Transformator für den vorliegenden Zweck als streufrei anzusehen.
• Bei einem Manteltransformator nach Fig. i ist die genaueste Nachbildung des Streufeldgenerators z. B. dann erreicht, wenn die Länge der Feldspule mit der Länge der Transformatorspulen übereinstimmt und die Spulen genau übereinandersitzen.
• Zur näheren Erklärung der erfindungsgemäßen Anordnung ist untenstehend eine Formel angegeben zur Erleichterung der Dimensionierung des Einstellwiderstandes 6 und der Kompensationswicklung 4.
• Wenn p der Spannungsabfall an der Kombination Wi@derstandrs-Kompensationswieklung 4 in Prozent ist - zur Vorbeugung einer zu starken Herabsetzung der Spannung darf p nicht größer als io°/o werden - und ferner en die Netzspannung in Volt und die Leistungsaufnahme des Transformators w beträgt, so ist Es kann mit Hilfe dieser Formel somit r6, die Größe des Widerstandes 6, bestimmt werden. Der Scheinwiderstand der Spule 4 soll vorzugsweise mindestens gleich oder größer sein als der Widerstand r6. Die Windungszahl wird durch die Widerstandsbedingung festgelegt und beträgt für stark streuende Transformatoren etwa 2ooo, für schwach streuende etwa die Hälfte. Vergrößerungen dieser Windungszahl sind zwecklos. Das Regelpotentiometer 6 kann, wie in Fig. i gezeichnet, als Widerstand geschaltet werden.
• Eine theoretisch interessante, praktisch nur bei großem Phasenschlupf zwischen Feld-und Primärstrom notwendige Schaltung ist in Fig. 3 dargestellt. Eine besondere Erregerspule 7 wird auf den Kern des Transformators gewickelt. In dieser Spule wird eine Spannung induziert, die um 9o° phasenverschoben gegen den Fluß ist. Im übrigen ist aber der Strom ein genaues Abbild des Flusses, also auch des Streuflusses mit allen Oberwellen. Es wird dieser Strom nun durch einen Phasenschieber 8 geleitet, der die Stromphase um 9o° zurückdreht. Man hat dann am Ausgang von 8 einen Strom, der mit dem Streufeld in Phase ist. Diesen Strom kann man prinzipiell durch die Leitungen g zur Erregung der Feldspule 4 verwenden.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Schaltungsanordnung zur Beseitigung der magnetischen Streuung von Netzanschlußtransformatoren mittels zusätzlicher Wicklung (bzw. Wicklungen) in Geräten mit Kathodenstrahlröhren, bei denen die Betriebsweise der Röhre durch Transformatorstreuung gestört wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzwicklung (bzw. -wicklungen 4) außerhalb des Transformatorkerns und koaxial mit der Primärspule (i) des Transformators angeordnet und mittels eines Potentiometers (6) in einstellbarer Weise mit der Primärspule des Transformators verbunden ist (sind).
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß mittels des Potentiometers (6) der Erregerstrom für die Zusatzwicklung (bzw. -wicklungen) auf einen Bruchteil des Primärstroms einstellbar ist und daß dieser Erregerstrom in gleicher Phase liegt wie der Primärstrom.
3. 3. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Zusatzwicklung parallel liegende Potentiometer einen derart geringen Widerstand hat, daß nahezu die volle Klemmenspannung an dem Transformator liegt.
4. 4. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen i, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Manteltransformatoren die Zusatzwicklung um die Peripherie des eisernen Mantels gewickelt ist, und zwar zweckmäßig in der ganzen Länge der Primärspule des Transformators (Fig. i).
5. 5. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Kerntransformatoren je ein Paar Zusatzwicklungen vor den Stirnköpfen der streuenden Wicklungskörper außen angeordnet sind (Fig.2).
6. 6. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Erregerstrom für die Zusatzwicklung.(4) hergeleitet wird aus einer besonderen Erregerspule-(7), welche mit dem Hauptfluß des Transformators fest gekoppelt ist, und daß durch einen besonderen Phasenschieber (8) Gleichphasigkeit zwischen Erregerstrom und Streufeld eingestellt wird (Fig. 3).
7. 7. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand r der Zusatzwicklung zusammen mit dem Potentiometerwiderstand bestimmt ist durch die Beziehung wobei p der zulässige Prozentsatz der Herabsetzung der Netzspannung e,t und w die Leistungsaufnahme des Transformators in Watt ist. ZurAbgrenzung desAnmeldungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungserfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschrift 1T r. 382 058; schweizerische Patentschrift N r. 69 232: französische Patentschrift Nr. 682 9.49: Zeitschrift »Elektrotechnik und llac@inenbau«, 1923, S. 353 und S. 59a.