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Unsymmetrischer Uhertrager, bei dem mindestens eine der vorzugsweise
statisch geschirmten Wicklungen unterteilt ist Die Erfindung betrifft einen unsymmetrischen
Übertrager, bei dem mindestens eine der vorzugsweise statisch geschirmten Wicklungen
unterteilt ist und die Wicklungsteile gegenüber der anderen Wicklung oder gegenüber
dem Schirm bzw. der Erde so angeordnet sind, daß von-der einen Teilwicklung der
Wicklungsanfang und von der anderen Teilwicklung das Wicklungsende die größte Kapazität
gegenüber der anderen Wicklung oder gegenüber dem Schirm bzw. der Erde aufweist.
Bei solchen Übertragern liegen, um die Streuung klein zu halten, normalerweise die
Wicklungen nahe aufeinander bzw. übereinander, so daß sich bei Abschirmung hohe
Kapazitätswerte der Wicklungen ergeben. Das nicht geerdete oder nicht auf Schirmpotential
gebrachte Ende einer Wicklung weist über den Schirm mit dem anderen Ende, das auf
Erd- bzw. Schirmpotential liegt, eine unter Umständen nicht unbeträchtliche Kapazität
auf. Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, diese unerwünschten Kapazitäten
weitgehend herabzusetzen.
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An Hand der Zeichnungen soll die Erfindung näher erläutert werden.
In Fig. Z ist ein Wicklungsschema bei streuungsarm gewickelten, gegeneinander abgeschirmten
Übertragern üblicher Bauart veranschaulicht, von der Fig. 2 schematisch ein vereinfachtes
Ersatzschaltbild
darstellt. _Fig. 3 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, dessen
vereinfachtes Ersatzschaltbild Fig. q. zeigt. Es handelt sich hierbei um drei Wicklungen
I, II und III. Die Anfänge der Wicklungen sind mit A, die Enden mit E bezeichnet.
Bei der bekannten Anordnung ergibt sich von dem Ende der Wicklung I sowie dem Anfang
der Wicklung III eine Kapazität Cl zum Ende der Wicklung III hin, sofern dieses
Ende mit einem Schirm verbunden ist. Weiterhin besitzt Anfang und Ende der Wicklung
II gegen das Ende der Wicklung III hin je eine Kapazität C2. Die Kapazität zwischen
Wicklungen und Schirm, dargestellt als Kapazität parallel zur Wicklung II, beträgt
bei der bekannten Anordnung
Das Übersetzungsverhältnis ü ist dabei 2#L, wobei n1 die niederohmige Windungszahl
und % die hochohmige Windungszahl bedeutet. Gemäß der Erfindung. wird diese Käpazität
dadurch wesentlich vermindert, daß mindestens ein Teil (III in Fig. q.) der unterteilten
Wicklung (I -f- III) mit zu dem anderen Teil (I) entgegengesetztem Wicklungssinn
gewickelt und so mit dem anderen Teil der Wicklung verbunden ist, daß die größte
der Kapazitäten, die zwischen dem Ende dieses Wicklungsteiles (III) und Erde bzw.
Schirm oder der anderen Wicklung (II) vorhanden ist, durch die Erd- bzw. Schirmverbindung
der Wicklung (I + III) praktisch kurzgeschlossen ist. Wie sich aus dem Ersatzschaltbild
nach Fig. q. ergibt, ist bei der Anordnung nach der Erfindung die Kapazität
Für Übersetzungsverhältnisse größer als 3 beträgt die Kapazitätsverminderung bei
etwa gleichem Cl und C2 ungefähr 50 °/o.
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Es ist zur Kapazitätsverminderung bei Übertragern bekannt, an den
Stellen größter Kapazität die Potentialdifferenzen möglichst klein zu halten: Die
Potentialdifferenzen werden beim Erfindungsgegenstand in bekannter Weise dadurch
klein gehalten, daß die betreffenden Wicklungsenden, d. h. diejenigen mit größter
Kapazität gegen Erde oder gegen Schirm, mit Erde oder Schirm verbunden werden. Bei
unsymmetrischen Übertragern mit mindestens einer aus Gründen der Kapazitäts- oder
Streuungsverminderung unterteilten Wicklung kann bei der Aufteilung der einen Wicklung
in zwei Wicklungsteile der Verbindungspunkt dieser Teile nicht geerdet werden.
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Betrachtet man nun die Kapazitätsverhältnisse in einem unsymmetrischen
Übertrager, dessen eine Wicklung in' zwei Teile aufgeteilt ist, so ergibt sich ein
Schema, wie es in Fig.2 dargestellt ist. Die größte Kapazität ist zweifellos an
der Verbindungsstelle der beiden Wicklungsteile I und III vorhanden. Hier beträgt
die Kapazität gegenüber dem geerdeten Schirm 2 Cl. Diese Kapazitätsverteilung ist
darauf zurückzuführen, daß die größte Kapazität der Wicklung I, die, wie aus Fig.
i zu ersehen ist, innen liegt, am Ende dieser Wicklung vorhanden ist, während die
außenliegende Wicklung III ihre größte Kapazität gegen Schirm am Anfang der Wicklung
aufweist. Bei einem derartigen Übertrager kann die als bekannt nachgewiesene Lehre,
die Potentialdifferenzen an den Stellen größter Kapazität möglichst klein zu halten,
nicht angewendet werden; denn die Anwendung würde bedeuten, daß der Verbindungspunkt
der beiden Wicklungsteile I und III geerdet bzw. mit dem Schirm verbunden werden
müßte. Dies ist aber bei einem unsymmetrischen Übertrager nicht möglich, da bei
einem solchen normalerweise ein Ende der unterteilten Wicklung geerdet oder mit
dem Schirm verbunden ist. In dem dargestellten Fall der Fig. a ist das Ende E der
Wicklung III mit dem Schirm verbunden. Wollte man den gemeinsamen Punkt der beiden
Wicklungen I und III ebenfalls mit dem Schirm verbinden, so würde der Wicklungsteil
III kurzgeschlossen werden. Es zeigt sich also, daß mit der bekannten Lehre eine
Kapazitätsverminderung nicht möglich ist. .
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Die Erfindung gibt demgegenüber eine neue, aus dem bisherigen Stande
der Technik nicht ableitbare Lehre. Um die Streuinduktivität eines Übertragers möglichst
gering zu halten, wird oft eine mehrfache Unterteilung der Eingangs- und Ausgangswicklungen
notwendig. Dies führt zu zusammengesetzten Zylinderwicklungen, Scheibenwicklungen
u. dgl. Hierbei ist die Kapazität des Übertragers bei großem Übersetzungsverhältnis
im wesentlichen durch die Kapazität der hochohmigen Wicklung und durch die Kapazität,
welche zwischen den Schirmfolien und der hochohmigen Wicklung liegt, gegeben. Liefert
die letztgenannte Kapazität den größten Anteil, was in vielen Fällen vorkommt, so
kann in der vorstehend beschriebenen Weise gegenüber der üblichen Schaltung durch
Anwendung einer Rechts-Links-Wicklung eine Verringerung der Kapazität ermöglicht
werden.
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Eine weitere Herabsetzung der Übertragerkapazität wird nun gemäß weiterer
Erfindung dadurch erreicht, daß der in der Mitte liegende Wicklungsteil III einer
hochohmigen Wicklung, wie in den Fig. 5 bis 8 dargestellt ist, und nicht wie üblich
der innere oder äußere Wicklungsteil I oder V mit dem geerdeten Schirm verbunden
wird. Es handelt sich hierbei um fünf Teilwicklungen I bis V, zwischen denen auf
Schirmpotential liegende Teile S angeordnet sind. Fig. 6 zeigt ein vereinfachtes
Ersatzschaltbild, wobei die hochohmige Seite oben dargestellt ist, die durch die
Spulenteile I, III und V gebildet wird. Die aus den Spulenteilen II und IV gebildete
niederohmige Seite ist unten dargestellt. Die Spulenteile I, III und V besitzen
Rechtswicklung, was in dem Ersatzschaltbild durch y veranschaulicht ist. Es ergibt
sich hierbei folgende Beziehung:
(Cl = resultierende, auf die andere Seite bezogene Kapazität vom
I, III, V gegen Schirm).
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In Fig. 7 ist die hochohmige Seite in ähnlicher Anordnung, wie in
Fig. 6 dargestellt. Hierbei ist jedoch die Teilwicklung V gegenüber den mit Rechtswicklung
gewickelten Spulenteilen I und III mit Linkswicklung ausgeführt, was in der Figur
mit 1 bezeichnet ist. Es ergibt sich hierbei folgende Beziehung:
In Fig. 8 sind die Teilspulen III und V gegenüber Fig. 6 u. Fig. 7 gegeneinander
vertauscht. Die Teilspule I ist in Rechts- und die Teilspulen V und III sind in
Linkswicklung ausgeführt. Es ergibt sich hier folgende Beziehung:
Die Kapazitäten C,s der Schaltungen nach Fig. 6, 7 und 8 verhalten sich wie 1,22:
1,08: 0,74. Vorteile bringt ferner eine Vergrößerung der kurzgeschlossenen Kapazität
C, beispielsweise durch Verwendung einer möglichst dünnen Schirmisolation. Dann
ist eine entsprechende Verringerung der Kapazität Cl ohne Vergrößerung der Streuung
möglich.