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Impulstransformator D,ie Erfindung bat einen Transformator zur Übertragung
von Impulsen in Kippgeräten, Radargeräten od. dgl. zum Gegenstand, bei dem die auftretenden
Spannungsgradienten und elektrostatischen Effekte klein sind und gleichzeitig die
Streuinduktivität niedrig gehalten wird.
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Zur Herabsetzung der Streuinduktivität eines Transformators ist es
bekannt, eine oder beide Wicklungen in einzelne Abschnitte aufzuteilen und ,die
Abschnitte der Primär- und Sekundärwicklung in abwedhseln@der Reihenfolge anzuordnen.
Bei dieser Ausführung ist e@s aber nicht zu vermeiden, daß Teile der Primär- und
Sekundärwicklung, die gegeneinander eine hohe Spannungsdifferenz aufweisen, eng
benachbart zu liegen kommen. Dies bringt außer @d@er Gefahr eines Überschlages den
Nachteil ,mit sich, daß infolge des hohen Spannungsgradienten elektrostatische Energie
gespeichert wird, die sich als scheinbare Vergrößerung der Eigenkapazität der Wicklungen
bemerkbar macht. Werden zur Vermeidung dieser Nachteiile die Isolationsschichten
zwischen den Wicklungsteilen verstärkt, so erhöht sich wieder die S treuinduktivität.
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Es ist auch bereits bekannt, die Kapazität der Wicklungen gegenüber
dem Eisenkern dadurch ,herabzusetzen, daß bei Transformatoren für NetzwechseIstrom
mit zwei Schenkeln @dIe Wicklung jedes Schenkels aus zwei entgegengesetzt gewickelten,
in Längsrichtung übereinander angeordneten
Hälften besteht, wobei
die andenoberen und unteren Schenkelenden liegenden Wicklungserden jeweils miteinander
verbunden sind und der Anschluß der Herausführungsleit@ng j oder Schenkelwicklung
an ,den in der Mitte des Schienkels liegenden Verbindungspunkten jeder der beiden
Wseklungshälften erfolgt. Bei @dieser Bauweise liegen jedoch .ebenfalls Wicklungsteile
mit hoher Spannung gegen Erde und gegeneinander eng henachbart, was eine hohe scheinbare
Kapazität derWicklung;en zur Folge hat. Dies ,ist jedoch bei Transformatoren für
Netzfrequenz von untergeordneter Bedeutung.
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Die Erfindung betrifft Transformatoren, bei denen sowohl die Streuinduktivität
als auch die scheinbare Kapazität der Wicklungen :gering ist und die !besonders
für die Übertragung von Impulsen geeignet sind.
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Gemäß der Erfindung sind bei einem Transformator zur Übertragung von
Impulsen in Kippgeräten, Radargeräten od. dgl. die Wicklungen in je zwei parallel
geschaltete Teile aufgeteilt, die beiden Teile ider Hochspannungswicklung räumlich
zwischen den beiden Teilen der Niederspannungswicklung angeordnet und die entfernten
Enden und diie benachbarten Enden !der- Hochspannungswi;cklumg miteinander verbunden.
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Die Erfindung soll nachstehend an Hand der Figuren erklärt werden.
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Fig. i und 2 zeigen Transformatoren bekannter Bauart, Zn-Fig. 3 ist
ein Transformator mit der erfindungsgemäßen Anordnung der Wicklungen dargestellt.
In Fig. i ist links, eine Seitenansicht mit teilweisem Querschnitt und rechts die
Frontansicht im OOuerschni.tt eines Transformators bekannter Bauart gezeichnet.
Der Mantelkern i ist aus miteinander abwechselnden Blechen von T-un@d-U-Form aufgebaut
und umschlIeßt die Transformato;rwicklungen. Diese .sind auf einem zylindrischen
Spulenkörper 2 aus Isoliermaterial laufgebracht. Die Sekundärwicklung 3 liegt innen,
dann folgt eine Schicht 4 aus Isoliermaterial; auf- dieser ist die Primärwicklung
5 aufgebracht, die von einer Isolierschicht 6 umgeben ist. Die Primärwicklung wird
in der Regel derart angeschlossen, daß das innere Ende .B der Wicklung ein kleines
und das äußre Ende A ein hohes Wechselpotential gegen Erde aufweist. Die Primärwicklung
benötigt, wie gezeichnet, einen größeren Wickelraum als die -Sekundänvickl.ung,
weil der Füllfaktor der Hochspannungswicldung geringer ist und die Isolation ein
größeres Volumen einnimmt. Zur Herabsetzung der Eigenkapazität der Primärwicklung
isst es bekannt, die Isolation stärker zu bemessen als es aus elektrischen oder
mechanischen Gründen erforderlich wäre. Dies hat ;den Nachteil, daß sich infolge
der Vergrößerung (des Abstandes. zwischen der Stkundärwicklung und den äußeren Windungen
der Primärwicklung idie Streuinduktivität- erhöht.
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Fi;g. 2 zeigt ,den. Wicklungsaufbau eines anderen Transformators bekannter
Bauart, bei, dem die Streuind`u'kti.vität im Vergleich zur Anordnung der Fig. i
starke herabgesetzt ist. Auf das Mitteljoch des die Wicklungen umschließenden Eisenkernes
i ist der Spulenkörper2 aufgeschoben. DieSekun.därwicklung besteht aus zwei Hälften
3A und 3B, zwischen denen die Primärwicklung 5 liegt. Die Wicklungen sind wieder
durch Isoli@erzwisehenlagen 4,4 und4B getrennt und durch eire isolierende eSchicht
6 abgeschlossen. Das innere Erde B der Primärwicklung hat riiede-res und ,das äußere
Ende A hohes Potential gegen Erde. Durch diese Anordnung gelingt es, die Streuinduktivität
auf nahezu ,den vierten Teil gegenüber der Wicklungsanordnung gemäß Fi:g. i herabzusetzen.
Nachteilig .ist, daß ,der auf 'hohem Potential liegende äußere Wicklungsteil der
Primärspule in unmittelbarer Nähe eines Teils der Sekundärwicklung zu liegen kommt,
so daß auch bei dieser Bauweise der Wicklungen erhebliche kapazitive Effekte auftreten.
Wegen der erforderlichen Isolation 4B zwischen den Teilen der Primär- und; Sekundärwicklung,
die eine hoheSpannung gegeneinander führen, läßt sich auch die Streuinduktivität
nicht unter einen gewissen Wert herab.setzen.-Bei dem in Fi:g. 3 dargestellten Wicklungaufbau
eines Transformators gemäß der Erfindung treten diese Nachteile rieht auf. Sowohl
die Primär- als auch die Sekundärwicklung ist .in zwei Hälften, 5A und 5B bzw. 3A
Und 3B unterteilt. Bei :dtr Herstellung der Transformatorspule wird auf dem Spulen?körper
2 als erstes die eine Hälfte 3A der S,elmndärwicklun;g .aufgebracht. Dann folgt
eine Isolierschicht 4A und dann wird darauf eine Hälfte .der Primärwic'lelung 5A
gewicleelt. Es folgt .mit entgegengesetzbem Win dungssinn die zweite Hälfte der
-Primärwicklung 5B und nach Zwischenlage einerIsolierschicht4B die zweiteHälfte
derPrimä.rwicklung 3B. Die Herstellung einer derartigen Wicklung erfolgt in einfacher
Weise dadurch, daß nach dem Aufbringen der Wicklungsteile 3A und 5A ,der Spulenkörper
auf der Wicklungsmaschine herumgedreht wird und sodann die Wicklungsteile 5B und
3B mit entgegengesetztem Wirdungssinn aufgebracht werden.
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Gemäß der Erfindung werden beide Wicklungsteile 5A und 5B parallel
ges-ohaltet, ,indem die beiden entfernten .Endender 5A und 5B und die beiden benachbarten
Enden miteinander verbunden werden. Die Wickelung verhält sich dadurch ebenso, als
ob sie aus einer Wicklung mit der Summe der Querschnitte der Leiter der Wicklungs,tei.le
5A und; 5B und ;dergleichen Windungszahl wie jeder Wicklungsteil bestehen würde.
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Wird das innere Ende A als Hodhspannungsende geschaltet, so ergibt
sich :der weitere Vorteil, daß zwischen keinem Wicklungsteil der S,elcundärspulen
und Aden Primärspulen eine hohe Potentialdifferenz herrscht. Die Isolation zwischen
den Wicklungen 4A, 4B braucht daher nur so stark gewählt zu werden, d'aß sie für
die Gleichspannung genügt, die zwischen dien Wicklungen herrscht. Diese ist üblicherweise
bedeutend kleiner als die Wechsel- oder Impul.stspannung in den Transformato:rwicklungen.
Es
ist nicht unbedingt erforderlich, daß die Enden der beiden parallel geschalteten
Teile 5A und 5B der Primärwicklung galvanisch miteinander verbunden werden. Die
Zuführung der Wechselströme zu dien Anschlüssen der beiden Wicklungshälften kann
auch über Kondensatoren erfolgen, die bei der Betriebsfrequenz des Transformators
eine niedrige Reaktanz besitzen.
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EinTransformator gemäß der Erfindung braucht nicht mit Spulenkörper
und Spulen mit kreisförmigem Querschnitt, wie in Fig.3 dargestellt, aufgebaut sein,
sondern -der Spu.lenkörper kann auch rechteckigen oder quadratischen Querschnitt
'haben.
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Besonders vorteilhaft ist ein Transformator gemäß der Erfindung in
Kippgeräten zur Erzeugung der Abl@enks.tröme für Kathodenstrahlröhren. In derartigen
Transformatoren treten sehr hohe Impuls-spannungen von io kV und ,mehr auf. Bei
der erfindungsgemäßen Anordnung der Wicklungen ist es nicht notwendig, die Isolierschichten
zwischen den Wicklungen für diese hohen Spannungen zu bemessen. Es ist auch von
besonderer Bedeutung, daß bei .einem Transformator gemäß der Erfindung der Teil
der Primärwicklung, der auf hohem Potential liegt, von denbenachbarten, üblicherweise
geerdeten Teilen der Sekundärwicklung weit entfernt ist, so d@aß @die kapazitiven
Effekte auf ein Minimum verringert werden.
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Die Erfindung ist nicht auf .das gezeichnete Ausführungsbeispiel beschränkt,
sondern kann Abänderungen erfahren, die im Rahmen des fachmännischen Könnens liegen.
Sie ist auch für andere Anwendungsgebiete vorteilhaft, z. B. für Radargeräte u.
dgl., bei denen an den Transformatorwicklungen hohe Spannungen auftreten und sowohl
eine kleine Kapazität -der Wicklungen selbst und zwischen den Wicklungen als auch
eine kleine Streuinduktivität von Wichtigkeit ist.