DE7813143U1 - Transformator - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

DIETRICH LEWINSKY

HEiNZ-JOACHlM HU3ER

REINER PRIETSCH 28.Spril 1978

MÖNCHEN 2 1 10.268-v/Ni

GOTTHARDSTR.81

Orega Electronique et Mecanique, Rue du Surmelin 7^, P - 75020 Paris (Frankreich)

" Transformator "

Priorität: 29. April 1977, No 77 12955, Frankreich

Die Neuerung betrifft einen Transformator mit einer elektrostatischen zwischen den Primärwicklungen und den Sekundärwicklungen angeordneten Abschirmung, durch die die übertragung durch kapazitive Kopplung von Störsignalen vermieden wird, deren Frequenz größer als die Frequenz der Stromversorgung ist.

Ein Transformator zur Speisung eines elektrischen oder elektronischen Gerätes besitzt einen im allgemeinen aus geschichteten Blechen bestehender Eisenkern und verschiedene gegenseitig isclierte Wicklungen, von denen diejenigen, die mit dem Stromnetz oder anderen die Energie liefernden Wechsenspannungsquellen verbunden sind, "Primärwicklungen" und diejenigen, die an Lasten angeschlossen sind (Motore, Relais, Heizdrähte, Widerstände, Lampen etc.) "Sekundärwicklungen" genannt werden.

Bei verschiedenen Anwendungsfällen, beispielsweise, wenn die elektrische Schaltung (Motor) oder die elektronische Schaltung große Ströme oder Spannungen mit hoher Frequenz erzeugt (Autogenschweißgeräte, Zeilenablenkgeneratoren, Geräte mit Induktionsheizung) können an das Stromnetz Störsignale übertragen werden. Dort wo Verstärker mit großem Verstärkungsfaktor verwendet werden, die sehr empfindlich gegenüber aus dem Stromnetz kommenden Störsignalen reagieren (High Fidelity-Tonverstärker, Verstärker für biologische

-2-

7813143 28.09,78

Meßgeräte wie beispielsweise Elektrokardiographen oder Elektroenzephalographen), ist es notwendig, zwischen die Primärwicklungen und die Sekundärwicklungen oder manchmal sogar zwischen einige der Sekundärwindungen elektrostatische Abschirmungen, die im allgemeinen mit einem Referenzpotential verbunden sind, zu setzen. Das Referenzpotential wird im allgemeinen durch die Masse des Eisenkerns des Transformators geliefert, der meistens mit der Masse des Chassis oder des Trägergehäuses verbunden ist.

Für den Fall eines Transformators mit übereinanderliegenden Wicklungen, die konzentrisch (koaxial) um einen Eisenkern liegen, kann eine solche Abschirmung beispielsweise aus einem dünnen Metallblech oder leitendem Metallband bestehen (Kupfer, Aluminium, Silber), dessen Enden nicht miteinander verbunden sind. Dieses Metallband ist zwischen die Primär- und Sekundärwicklungen gelegt. Die Abschirmung kann auch aus einer Draht schicht bestehen, deren eines Ende elektrisch mit der Masse (Eisenkern) verbunden ist und deren anderes Ende frei bleibt.

Aus der französischen Patentschrift 2 2^5 061 ist ein Transformator mit Primärwicklungen mit sehr vielen Windungen und mit Sekundärwicklungen, die nur aus einer einzigen Windung bestehen, bekannt, wobei diese alternierend auf einem Schenkel des Eisenkerns angeordnet sind und zwischen den Primärwicklungen und den benachbarten Sekundärwicklungen eine Abschirmung in Form eines ringförmigen Rahmens vorgesehen ist, der aus leitendem, nicht magnetisierbarem Material besteht. Dieser wird Masseverbindungsrahmen genannt. Er besitzt einen Querschnitt, der die Induktion eines Stromes durch das magnetische Wechselfeld in dem Kern verhindert.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neuartige elektrostatische Abschirmung für einen Transformator zu schaffen, der nebeneinander auf einem Schenkel eines magnetischen, stromleitenden Eisenkernes angeordnete Primär- und Sekundärwicklungen besitzt.

7813143 2aoa78

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Schutzanspruch 1 beschrieben.

Die Neuerung wird im folgenden anhand des in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt:

Figur 1 einen Querschnitt eines Transformators mit einer elektrostatischen Abschirmung gemäß der Neuerung

Figur 2 einen Längsschnitt (längs der Linie AA der Figur 1) des Transformators der Figur 1

Figur 3 eine teilweise aufgebrochene perspektivische Ansicht der Einheit, die sich aus dem Magneteisenkern und einer Gehäusefassung zusammensetzt, die mit einer Abschirmung gemäß der Neuerung ausgerüstet ist.

In dem Querschnitt der Figur 1 ist ein Transformator 1 gemäß der Neuerung zu erkennen. Mit dem Bezugszeichen 2 ist der Eisenkern mit drei Zweigen zu erkennen, der sich aus aufeinandergelegten Blechen 20 aus ferromagnetic hem Material zusammensetzt. Der zentrale Zweig 23 wird von dem rohrförmigen Teil 30 einer Gehäusefassung 3 umgeben, die aus Isoliermaterial besteht und die die Primärwicklung 4 und die Sekundärwicklung 5 aufnimmt.

Der Transformator 1 gehört zu der Sorte von Transformatoren, bei denen die verschiedenen Wicklungen 4 und 5 seitlich nebeneinander auf einem Schenkel (Mi.ttel.§cbenkel23) des Eisenkerns 2 angeordnet sind.

Die isolierende Gehäusefassung 3 enthält zu diesem Zweck zwei flanschförmige Trennwände, die zwischen den sich gegenüberliegenden Enden der Wicklungen, die sie begrenzen, liegen. Die Trennwände bestehen aus dünnen Isolierwänden, die senkrecht zur geometrischen Achse der Gehäusefassung 3 angeordnet sind. Sie sind mit der Ge-?

häusefassung kraft schlüssig verbunden. Die Außenenden der Spulen 4 und 5 können ebenfalls durch ähnliche Ringflansche 34 und 35 begrenzt werden, die nach Belieben mit der Gehäusefassung 3 verbunden sind oder nicht. Diese sind dazu bestimmt, die Wicklungen 4 und 5 zusammenzuhalten und sie gegen den .. Eisenkern 2 zu isolieren, der elektrisch leitend und mit dem Masseanschluß des Gehäuses, in dem er angeordnet ist, verbunden ist. Dieser äußere Abschluß der Enden kann jedoch auch durch andere bekannte Mittel erzielt werden.

Bei dem Transformator 1 gemäß der Neuerung, bei dem zwischen die sich gegenüberliegenden Enden der Spulenwicklungen 4 und 5 eine aus einem Leiter bestehende elektrostatische Abschirmung gesetzt ist, um die kapazitive Kopplung zwischen den beiden Spulen zu vermindern oder zu beseitigen, enthält die isolierende Gehäusefassung 3 zwei parallele Trennwände 31 und 32, die sich in gegenseitigem Abstand befinden und die fest mit der Gehäueefassung verbunden sind, so daß zwischen ihnen eine neuartige elektrostatische Abschirmung 6 angebracht werden kann.

Gemäß der Neuerung besteht diese elektrostatische Abschirmung aus einer spiralförmigen flachen Wicklung 6 eines isolierten, beispielsweise lackierten Leiters, dessen aufeinanderfolgende Windungslagen die vorausgegangenen Windungslagen überdecken und so lediglich eine einzige Spiralenschicht aus dicht aneinanderliegenden, im wesentlichen konzentrischen Spiralen bildet, die senkrecht zur geometrischen Achse des rohrförmigen Teiles 30 der Gehäusefassung 3 1st. Die flache Spirale ist folglich parallel zu den Trennwänden 31 und 32, durch die die Spirale 6 nach oben und unten begrenzt wird.

Das innere Ende der Flachspirale 6, die die Abschirmung darstellt, ist bei 60 abisoliert und durch eine Öffnung 33 in das Innere des hohlen Rohrteils 30 des Gehäuses 3 eingeführt. Es tritt in innigen elektrischen Kontakt mit dem teittelschenkelc eines der Bleche des ~. .—■.-"- Eisenkerns 2, der nach Anbringen der Wicklungen 4, 5 und 6 auf der Gehäusefassung die Erdverbindung für die Abschirmung sicherstellt.

7813143 28.oa78

Das äußere Ende 6l der Flachspirale 6, das elektrisch frei (nicht verbunden) sein muß, damit dort kein Induktionsstrom entsteht, muß an der Gehäusefassung beispielsweise mit Hilfe eines schnell trocknenden Klebstoffes befestigt werden, damit die Spirale 6 p-ich nicht abwickeln kann. Zur Befestigung des äußeren Endes 6l kann gleichermaßen ein Winkelkeil aus Isoliermaterial verwendet werden, um dieses festzuklemmen. Wenn die äußere Windung der Spirale 6 über den Rand der Trennwände 31 und 32 hinausragt, kann ein Isolierbügel (U-förmig) verwendet werden, der die Trennwände umklammert und das Ende 61 an seinem Platz hält.

Der für die Flachspirale verwendete Draht ist vorzugsweise ein lackierter Kupferdraht, dessen Außendurchmesser in der Größenordnung von einigen Zehntel Millimetern bis zu einigen Millimetern liegt. Der Abstand zwischen den beiden parallelen Trennwänden muß mindestens gleich diesem Drahtdurchmesser sein, wenn die Gehäusefassung 3 und die Trennwände 31 und 32 aus festem Material bestehen, wie dies zumeist der Fall ist.

Die Außenabmessung des durch die Flachspirale 6 gebildeten Schirmes ist vorzugsweise mindestens gleich dem größten Durchmesser der Wicklungen M oder 5, damit das elektrische Feld (Kraftlinien) nur im wesentlichen zwischen der Wicklung 4 oder der Wicklung 5 und dem Schirm 6 entsteht.

In Figur 3 ist eine perspektivische, teilweise aufgebrochene Ansicht eines Transformators 1 zu erkennen, bei dem die Wicklungen (4 und 5 der Figur 1) weggelassen sind. Der Eisenkern besteht au' mehreren Lagen von E-förmigen Blechen 21, die durch I-förmige Bleche 22 abgeschlossen sind. Die zentralen Zweige der E-förmigen Bleche 21 sind alternierend in den rohrförmigen Teil 30 der Gehäusefassung 3 eingeführt, d.h. daß die benachbarten E-förmigen Bleche 21 dort durch gegenüberliegende Seiten dieses Teils 30 eingeführt" sind. Die Bleche 21 und 22 sind mit Löchern 24 versehen, durch die der Eisenkern mit Hilfe von Schrauben (nicht dargestellt) befestigt werden kann, um Vibrationen zu vermeiden und Befestigungsfüße anzubringen, die die mechanische und elektrische Verbindung mit dem Trägerrahmen (nicht dargestellt) herstellen. Andere Blechformen _₆_

6
können gleichermaßen verwendet werden (F, U, E-E).

Eine elektrostatische Abschirmung dieser Art 1st vor allem bei Speisetransformatoren anwendbar, deren Primärwicklungen durch das Netz mit 50 oder 60 Hz oder durch eine Wechselstromquelle von niedriger Frequenz, etwa von 50 bis 1000 Hz, gespeist werden, wie beispielsweise durch Gleichstromumwandler von der Art von statischen Zerhackern oder motorgetriebene Stromwender. Speisetransformatoren von dieser Art, die sehr billig sind, können vorzugsweise in großen Serien hergestellt werden wie diejenigen, die zur Ausrüstung von Fernsehempfängern bestimmt sind. Speisetransformatoren 1, die elektrostatische Abschirmungen 6 in Form von Flachspulen verwenden, können einphasig, wie vorstehend beschrieben, oder dreiphasig sein, wobei die drei Zweige des Eisenkerns 2 mit einer Gehäusefassung 3,Wicklungen 4, 5 und identischen Abschirmungen 6 versehen sind. Der Eisenkern 2 kann gleichermaßen für einen einphasigen Transformator zwei Scfia^äL aufweisen, wobei ü-förmige Bleche und I-förmige Bleche verwendet werden.

Es ist zu bemerken, daß es auch möglich ist, daß statt dem inneren Ende 60 der spiralförmigen magnetischen Abschirmung 6 auch das äußere Ende zur Verbindung mit 3er Masse verwendet werden kann.

7813143 28.09.78

Claims (1)

1. PATENTANWÄLTE

   DIETRICH LEWINSKY
   HSiNZ-JOACHIM HUBER
   REINER PRIETSCH
   MÖNCHEN 21
   GOTTHARDSTR. 81

   28.April 1978 Orega Electronlque et Mecanlque 10.268-V/Ni

   Schut zansprtlc h^:

   Jt. Transformator, Insbesondere für die Speisung von elektrischen : und/oder elektronischen Schaltungen mit Wechselstrom und ι Wechselspannung, mit einem '. .::. ...;- . · Eisenkern, der aus mehreren aufeinanderliegenden ferromagnetischen leitenden Blechen besteht, mit mindestens einer Isolierenden Gehäusefassung, die einen rohrförmigen Teil zur Aufnahme der Zweige des Eisenkerns aufweist und die außenumfänglich mindestens zwei nebeneinander auf dem Zweig angeordnete Wicklungen aufweist, mit Mitteln zur Isolierung und elektrischen gegenseitigen Trennung der beiden Wicklungen, welche Mittel mit dem Gehäuse verbunden sind und aus zwei dünnen flanschförmlgen Wänden bestehen, die senkrecht zur geometrischen Achse des rohrförmigen Teils zwischen den sich gegenüberliegenden Enden der Spulenwicklungen liegen und mit einem elektrostatischen Schirm von der Form einer offenen flachen Leiterdrahtspirale, die um die Gehäusefassung zwischen die Planschen gewickelt ist, wobei ein Ende des Leiterdrahtes mit der Masse verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Teil der Gehäusefassung (3) eine zwischen den beiden Flanschen (31> 32) gelegene öffnung (33) aufweist und daß die innerste Windung der flachen Spirale (6) ein abisoliertes Stück aufweist, da· durch die öffnung (33) in das Innere des rohrförmigen Teils ragt, um mit einem der Bleche (2) des Eisenkerns (20) in Kontakt zu treten, das mit der Masse verbunden ist.

   7813143 2aO9.78