NL8702133A

NL8702133A - Transformator.

Info

Publication number: NL8702133A
Application number: NL8702133A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1987-09-09
Filing date: 1987-09-09
Publication date: 1989-04-03
Also published as: DE3882626D1; EP0307036A1; KR890005777A; JPS6472514A; US5093613A; EP0307036B1; DE3882626T2

Description

'~"V

PHN 12.250 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

Transformator.

De uitvinding heeft betrekking op een transformator bevattende een primaire wikkeling en een secundaire wikkeling, waarbij de primaire wikkeling ten minste één in de vorm van een solenolde gewikkelde eerste primaire spoel bevat, waarvan een 5 uiteinde galvanisch met een primair referentiepunt verbonden is, en waarbij de secundaire wikkeling ten minste één in de'vorm van een solenolde gewikkelde secundaire spoel bevat, waarvan een uiteinde galvanisch met een secundair referentiepunt verbonden is, welke spoelen concentrisch op een spoelkoker zijn aangebracht met 10 tussenvoeging van elektrische isolatiemiddelen.

Een dergelijke transformator is bekend uit bij voorbeeld DE-B-2 626 285. Daarin is beschreven, dat tussen het primaire en het secundaire referentiepunt van een dergelijke transformator een storende spanning optreedt. Deze storende spanning is het gevolg van de spanning 15 over de wikkelingen en de parasitaire capaciteit tussen de wikkelingen.

Bij de bekende transformator is de storende spanning onderdrukt door het aanbrengen van elektrostatische afschermingen tussen de primaire en secundaire wikkelingen. Deze methode leidt weliswaar tot het gewenste resultaat, maar brengt ook een aantal nadelen met zich mee. Door het 20 aanbrengen van de afschermingen worden de afmetingen en het gewicht van de transformator groter en wordt de koppelfaktor tussen de wikkelingen kleiner. In de schermen kunnen wervelstromen ontstaan, waardoor de verliezen van de transformator toenemen. De aanwezigheid van de schermen maakt het moeilijk te voldoen aan sommige strenge eisen betreffende de 25 elektrische isolatie tussen de primaire en secundaire zijden van de transformator.

De uitvinding heeft tot doel, een transformator van de in de aanhef genoemde soort te verschaffen, waarbij de onderdrukking van de storende spanning tussen het primaire en secundaire referentiepunt tot 30 stand komt zonder dat daarvoor elektrostatische afschermingen tussen de primaire en secundaire wikkelingen nodig zijn.

♦

De transformator volgens de uitvinding heeft daartoe het 8702 133.’

V

* PHN 12.250 2 kenmerk, dat de primaire wikkeling voorts een tweede primaire spoel, bevat die eveneens in de vorm van een solenolde gewikkeld is en concentrisch met de overige spoelen met tussenvoeging van elektrische isolatiemiddelen op de spoelkoker is aangebracht, en dat: 5 a) de eerste primaire spoel, waarover de spanningsval in de bedrijfstoestand ü^p bedraagt, via een van de elektrische isolatiemiddelen capacitief gekoppeld is met een secundaire spoel, waarover de spanningsval in de bedrijfstoestand ü^s bedraagt, waarbij de capaciteit tussen deze beide spoelen de waarde 10 heeft; b) de tweede primaire spoel, waarover de spanningsval in de bedrijfstoestand U2p bedraagt, via een van de elektrische isolatiemiddelen capacitief gekoppeld is met een secundaire spoel, waarover de .spanningsval in de bedrijfstoestand 15 U2g bedraagt, waarbij de capaciteit tussen deze beide spoelen de waarde C2 heeft; c) voldaan is aan de voorwaarde C1<D15 - D1p> c2<D2p - u2s>· 20

Bij de transformator volgens de uitvinding wordt de onderdrukking van de storende spanning tussen het primaire en het secundaire referentiepunt bereikt door een geschikte keuze van de aantallen wikkelingen van de spoelen en de zin, waarin deze spoelen 25 gewikkeld zijn, alsmede van de eigenschappen van de isolatiemiddlen, die de capaciteit tussen aangrenzende primaire en secundaire spoelen bepalen. De afmetingen en het gewicht van de transformator kunnen daardoor klein gehouden worden en er zijn geen elektrostatische schermen nodig, waarin wervelstromen kunnen optreden en die de isolatie tussen de 30 primaire en de secundaire zijde nadelig zouden kunnen beïnvloeden.

Voor het bepalen van het teken van de spanningen is het van belang, dat alle primaire spanningen geacht worden te zijn gemeten ten opzichte van het primaire referentiepunt en alle secundaire spanningen ten opzichte van het secundaire referentiepunt. In het 35 vervolg zullen windingsgetallen (dit zijn de getallen die het aantal windingen van een spoel aangeven) van tegengestelde tekens voorzien worden, wanneer de van het referentiepunt afgekeerde uiteinden van de 87 02133 v PHN 12.250 3 desbetreffende spoelen in de bedrijfstoestand tegengestelde spanningen voeren ten opzichte van de met het referentiepunt verbonden uiteinden van die spoelen.

Behalve de reeds genoemde, via de tussenliggende 5 isolatiemiddelen capacitief met elkaar gekoppelde spoelen, die tot het onderdrukken van de storende spanning bijdragen, kunnen zowel de primaire als de secundaire wikkeling uiteraard nog verdere spoelen bevatten, waarbij de isolatiemiddelen tussen elk van deze verdere spoelen en de overige spoelen zodanige eigenschappen hebben, dat de 10 verdere spoelen niet of nagenoeg niet capacitief gekoppeld zijn met de overige spoelen.

Een bijzonder eenvoudig te wikkelen uitvoeringsvorm van de transformator volgens de uitvinding heeft het kenmerk, dat dat de secundaire wikkeling een enkele secundaire spoel bevat met W 15 windingen, de eerste primaire spoel nw windingen en de tweede primaire spoel -pw windingen bevat, waarbij aan de voorwaarde is voldaan doordat C^n - 1) = c2 (p + 1).

20

Bij deze uitvoeringsvorm zijn voor het onderdrukken van de storende spanning slechts twee primaire en een secundaire spoel nodig.

Een verdere uitvoeringsvorm van de transformator volgens de uitvinding heeft het kenmerk, dat 25 a) de secundaire wikkeling twee spoelen bevat, elk bestaande uit een bifilair, in de vorm van een solenolde gewikkeld paar deelspoelen, waarbij één uiteinde van de eerste deelspoel galvanisch met het tegengestelde uiteinde van de tweede deelspoel verbonden is, zodat de niet met elkaar verbonden uiteinden van de beide 30 deelspoelen in de bedrijfstoestand gelijke en tegengestelde spanningen voeren ten opzichte van de met elkaar verbonden uiteinden; b) de eerste primaire spoel, capacitief gekoppeld is met de eerste secundaire spoel en de tweede primaire spoel capacitief gekoppeld is met de tweede secundaire spoel; 35 c) de windingsgetallen van de eerste en de tweede primaire spoel zich verhouden als 5 , waarbij aan de voorwaarde r 8702133, * . - PHN 12.250 4 is voldaan doordat Cir = C2q.

Onder "bifilair gewikkelde spoelen" worden, zoals 5 gebruikelijk spoelen verstaan die gevormd zijn door twee draden gezamenlijk te wikkelen, zodat twee spoelen met gelijke aantallen, in dezelfde richting gewikkelde windingen ontstaan die gelijkmatig over dezelfde wikkelruimte verdeeld zijn.

De uitvinding zal nu nader worden toegelicht aan de hand 10 van de tekening. Hierin is

Fig. 1a een schema van een transformator met een parasitaire capaciteit tussen de primaire en secundaire wikkelingen, die een storende spanning veroorzaakt,

Fig. 1b een schematische weergave van een deel van een 15 spoelkoker van de in fig. 1a getoonde transformator met de primaire en secundaire wikkelingen,

Fig. 2a en 2b vervangingsschema's behorende bij de in fig. 1a en 1b weergegeven transformator,

Fig. 3 een schema van een eerste uitvoeringsvoorbeeld van 20 een transformator volgens de uitvinding,

Fig. 4a en 4b schematische weergaven van de opbouw van de in fig. 3 getoonde transformator,

Fig. 5a en 5b vervangingsschema's behorende bij de in fig. 3 getoonde transformator, 25 Fig. 6 een algemeen vervangingsschema behorende bij een transformator volgens de uitvinding,

Fig. 7 een schema van een tweede uitvoeringsvoorbeeld van een transformator volgens de uitvinding,

Fig. 8 een schematische weergave van de opbouw van de in 30 fig. 7 getoonde transformator, en

Fig. 9a en 9b vervangingsschema's behorende bij de in fig. 7 getoonde transformator.

Fig. 1a toont een transformator met een primaire wikkeling 1 en een secundaire wikkeling 3. De primaire wikkeling 1 is 35 verbonden met klemmen A en B en de secundaire wikkeling 3 met klemmen C en D. Zoals in fig. 1b schematisch is aangegeven, bevatten de wikkelingen 1, 3 spoelen die in de vorm van solenoiden gewikkeld 87 02 133 : PHN 12.250 5 zijn en concentrisch op een spoelkoker 5 van elektrisch isolerend materiaal zijn aangebracht. Tussen de elkaar concentrisch omgèvende spoelen zijn elektrische isolatiemiddelen aangebracht (in de figuur niet getekend). De primaire wikkeling 1 en de secundaire wikkeling 3 zijn 5 capacitief met elkaar gekoppeld door een tussen de concentrische spoelen bestaande parasitaire capaciteit die in fig. 1a als een condensator 7 is weergegeven. De waarde Cp van deze parasitaire capaciteit hangt af van de eigenschappen van de tussen de primaire en secundaire spoelen aanwezige isolatiemiddelen, zoals de dikte en de diêlektrische 10 constante van het isolatiemateriaal en van de lengte van de onmiddellijk op elkaar volgende primaire en secundaire spoelen. In het getoonde voorbeeld bestaat elke wikkeling 1, 3 uit één enkele, als een solenoide gewikkelde spoel, waarbij de primaire spoel langer is dan de secundaire spoel. Daardoor is de parasitaire capaciteit Cp in 15 hoofdzaak aanwezig in een beperkt gebied, waarvan de grenzen in fig. 1b met X en Y zijn aangegeven.

Wanneer de primaire wikkeling 1 via de klemmen A en B met een externe spanningsbron 9 ter grootte 0^ wordt verbonden, ontstaat over de secundaire wikkeling een spanning U2. De polariteit van U2 20 ten opzichte van U.| hangt af van de wikkelzin van de primaire en secundaire wikkelingen. In het getoonde voorbeeld is deze wikkelzin gelijk zoals op conventionele wijze met een stip bij de wikkelingen is aangegeven. De polariteit van en U2 is dan ook gelijk zoals met de pijlen bij deze spanningen is aangegeven.

25 Tussen X en Y bevinden zich twee spanningsbronnen gevormd door het aantal tussen X en Y liggende windingen vermenigvuldigd met de spanning per winding. De grootte van deze spanningsbronnen, die in het vervangingsschema van fig. 2a met 11 en 13 zijn aangegeven, is respectievelijk U1xy en U2xy. Omdat de parasitaire capaciteit Cp 30 in het gebied X-Y homogeen verdeeld is, kan deze worden weergegeven door twee condensatoren 15 die elk de waarde 1/2 Cp hebben en respectievelijk de punten X en C en de punten Y en D met elkaar verbinden. Tussen Y en B bevindt zich een in fig. 2a met 17 aangegeven derde spanningsbron ter grootte U-jyg.

35 Wanneer een uiteinde van de primaire wikkeling 1 met een primair referentiepunt 19 verbonden is en een uiteinde van de secundaire wikkeling 3 met een secundair referentiepunt 21 ontstaat als gevolg van 87 02 133 Λ * PHN 12.250 6 de spanningsbronnen 13, 15, 17 en de parasitaire capaciteit Cp een storende spanning tussen het primaire referentiepunt en het secundaire referentiepunt, zoals in fig. 2a is aangegeven. Met behulp van het theorema van Thévenin kan het in fig. 2a getoonde 5 stoorvervangingsschema vereenvoudigd worden tot het in fig. 2b weergegeven schema met een enkele stoorspanningsbron 23 ter grootte Üq = U^yB + 1/2 (Y-jjjy - U2XY^ ·*·η ser^e met een condensator 7 ter grootte Cp. Fig. 2b komt overeen met Fig. 2b van DE-B-2 626 285.

Het blijkt nu mogelijk, aan te tonen, dat het optreden 10 van de storende spanning Ugt voorkomen kan worden door de transformator zo te wikkelen, dat Üq = 0. Fig. 3 toont een schema van een eerste uitvoeringsvoorbeeld van een transformator die deze eigenschap heeft. In fig. 3 en de volgende figuren zijn voor overeenkomstige elementen dezelfde verwijzingscijfers gebruikt als in 15 fig. 1a, b en fig. 2a, b. In het in fig. 3 getoonde uitvoeringsvoorbeeld is de primaire wikkeling 1 opgesplitst in twee deelwikkelingen, waarbij de uiteinden van de eerste deelwikkeling verbonden zijn met klemmen A en E en die van de tweede met klemmen F en B. De klemmen E en F zijn verder verbonden met de externe spanningsbron 9 ter grootte ü^ en de klemmen 20 A en B zijn verbonden met elkaar en met het primaire referentiepunt 19. De kern 25 van de transformator is eveneens met het primaire referentiepunt 19 verbonden. De uiteinden van de secundaire wikkeling 3 zijn weer verbonden met de klemmen C en D, waarbij de klem D verbonden is met het secundaire referentiepunt 21.

25 Zoals in fig. 4a en fig. 4b te zien is, bestaat het tussen de klemmen A en E gelegen gedeelte van de primaire wikkeling 1 uit een eerste, als een solenoide gewikkelde primaire spoel 27 die is aangebracht op de spoelkoker 5. Op de spoel 27 is in de vorm van een solenoide een secundaire spoel 33 gewikkeld die de secundaire 30 wikkeling 3 vormt en waarvan de uiteinden verbonden zijn met de klemmen C en D. De spoel 33 is elektrisch van de spoel 27 geïsoleerd door eerste elektrische isolatiemiddelen 29, 31. Daartoe kan de spoel 33 bij voorbeeld gewikkeld zijn van een elektrisch geleidende draad die geïsoleerd is met een relatief dikte laag PTFE 29 (dikte bij voorbeeld 35 0,4 mm, diëlektrische constante 2). Tussen de spoelen 27 en 33 kan een relatief dunne laag polycarbonaat folie 31 zijn aangebracht die dient om het uit naast elkaar liggende windingen bestaande, geribbelde 87 02 133 Γ k' PHN 12.250 7 É oppervlak van de spoel 27 glad te maken, en die op de diêlektrische eigenschappen van de laag geen invloed van betekenis heeft.

De spoel 33 wordt omgeven door het tussen de klemmen B en F gelegen gedeelte van de primaire wikkeling 1, dat is opgebouwd uit een 5 tweede primaire spoel 39 tussen de klem B en een punt P en een daarmee in serie geschakelde derde primaire spoel 41 tussén het punt P en de klem F. Ook deze spoelen zijn in de vorm van een solenoide gewikkeld en concentrisch met de spoelen 27 en 33. Tussen de spoelen 33 en 39 bevinden zich tweede elektrische isolatiemiddelen 29, 37 bestaande uit 10 de combinatie van de genoemde PTFE-isolatiemantel 29 en een tweede laag polycarbonaat folie 37 voor het verschaffen van een glad oppervlak, waarop de spoel 39 gewikkeld kan worden. Uiteraard is het ook mogelijk, de eerste en tweede isolatiemiddelen op te bouwen uit een of meer lagen tussen de spoelen 27 en 39, respectievelijk 33 en 39 aan te brengen 15 lagen folie die de gewenste diktes en die electrische eigenschappen hebben.

Tussen de spoelen 39 en 41 kan desgewenst eveneens een elektrisch isolerende laag zijn aangebracht (in fig. 4b niet getekend) waarvan de eigenschappen dan zo gekozen moeten zijn, dat de derde 20 primaire spoel 41 niet capacitief gekoppeld is met de secundaire spoel 33. De wikkelzin van de spoelen is in fig. 4a op conventionele wijze met stippen aangegeven. Het aantal windingen van de secundaire spoel 33 is gelijk aan W, dat van de eerste primaire spoel 27 is nw, dat van de tweede primaire spoel 39 is -pw en dat van de derde primaire spoel 41 is 25 (n-p) w. Het minteken voor het aantal windingen van de tweede primaire spoel 39 geeft aan, dat de wikkelzin van deze spoel zodanig is, dat de polariteit van de spanning aan zijn niet met het referentiepunt verbonden uiteinde tegengesteld is aan de polariteit van de spanning aan het overeenkomstige uiteinde van de secundaire spoel 33. De 30 eigenschappen van de isolerende lagen 29, 31 ,37 zijn zo gekozen, dat de capaciteit tussen de eerste primaire spoel 27 en de secundaire spoel 33 de waarde heeft en die tussen de secundaire spoel en de tweede primaire spoel 39 de waarde C2. Op dezelfde wijze als in figuur 1b kunnen deze capaciteiten weergegeven worden als telkens twee 35 condensatoren met de halve capaciteit. In fig. 4a zijn daartoe tussen de spoelen 27 en 33 twee condensatoren 43 met een capaciteit 1/2 aangegeven en tussen de spoelen 33 en 39 twee condensatoren 45 met een 87 02133: PHN 12.250 8 capaciteit 1/2 C2.

Wanneer men aanneemt, dat de tussen de klemmen E en F aanwezige spanningsbron 9 ter grootte over de secundaire spoel 33 met w windingen een spanningsval Us veroorzaakt, is de spanningsval 5 over de spoel 27 nüs en die over de spoel 39 püg. De spoelen 27, 33, 39 kunnen weer als spanningsbronnen beschouwd worden, die samen met de condensatoren 43, 45 een storende spanning Ugt tussen het primaire referentiepunt 19 en het secundaire referentiepunt 21 veroorzaken. Het bijbehorende vervangingsschema is in fig. 5a weergegeven. Hierin zijn de 10 spanningsbronnen aangeduid met dezelfde verwijzingscijfers als de spoelen die zij representeren, echter voorzien van een accent. De polariteit van de spanningen is weer door middel van pijlen aangeduid.

Het is duidelijk, dat de spanningsbron 33' gescheiden mag worden in twee afzonderlijke,;parallel geschakelde bronnen 33" en 15 33"' elk ter grootte Ug. Daardoor ontstaat het in fig. 5b weergegeven vervangingsschema. Dit vervangingsschema komt overeen met het in fig. 6 aangegeven algemene vervangingsschema, waarbij twee primaire spanningsbronnen 47 en 49 aanwezig zijn, waarvan de spanningen respectievelijk U.jp en U2p zijn, alsmede twee secundaire 20 spanningsbronnen 51 en 53 waarvan de waarden respectievelijk U^g en υ23 zijn. Het vervangingsschema van fig. 6 is gelijk aan dat van fig.

5b wanneer bij de daarin voorkomende spanningsbronnen 47, 49, 51, 53 de volgende waarden gekozen worden: 25 °1s = -"si u1p = ‘“V »2p ' °2s * -°s <1>·

Het is gemakkelijk in te zien, dat de spanning Ugt tussen de primaire en secundaire referentiepunten 19 en 21 gelijk is aan nul, wanneer voldaan is aan de voorwaarde 30 Z2 <D1S - %> = h <°2p - D2s» <2>

Hierin zijn en Z2 de impedanties van de condensatoren en C2, dus 35 1 1 Z1 = j»C, en z2 = jwC2 87 02 133 .

PHN 12.250 9

De relatie (2) is dus ook te schrijven als: C1 <U1s - V = C2 (U2p - U2s> 'O) 5

Elke transformator, waarvoor een met fig. 6 overeenkomend stoorvervangingsschema geldt, heeft dus tussen de primaire en secundaire referentiepunen een stoorspanning ust die gelijk is aan nul, wanneer aan de voorwaarde (3) is voldaan. Wanneer deze voorwaarde met behulp van 10 (1) toegepast wordt op de in fig. 3 getoonde transformator met het in fig. 5b getoonde stoorvervangingsschema, vindt men:

Ci (nüs - üs) = c2 (PUS + üs) (4) 15 of: e1 (n - 1) = C2 (p + 1) (5)

Wanneer in een transformator volgens de figuren 3, 4a en 4b de eigenschappen van de isolatielagen 29, 31 en, 37 zo gekozen worden, dat C-j = C2, moeten de windingsgetallen van de spoelen dus zo 20 gekozen worden, dat n - p = 2. In een praktijkvoorbeeld hadden de spoelen 27, 33, 39 en 31 respectievelijk 40, 10, 20 en 20 windingen, zodat n = 4 en p = 2. De isolatielagen, 31 en 37, 35 bestonden in dit geval beide uit een dunne laag polycarbonaat en de isolatiemiddelen 29 uit een 0,4 mm dikke isolatiemantel om de wikkeldraad van de spoel 33.

25 De figuren 7 en 8 tonen een uitvoeringsvoorbeeld waarin de primaire wikkeling 1 bestaat uit een met de klemmen A en B verbonden eerste gedeelte dat vier concentrische, in de vorm van een solenoide gewikkelde primaire spoelen bevat en een met de klemmen B en G verbonden tweede gedeelte dat een in de vorm van een solenoide gewikkelde 30 primaire spoel bevat. De externe spanningsbron 9 wordt tussen de klemmen A en B aangesloten. De secundaire wikkeling 3 bestaat uit een met de klemmen C, en H verbonden eerste gedeelte en een met de klemmen j, D2 en K verbonden tweede gedeelte. Elk van de beide gedeelten van de secundaire wikkeling 3 bestaat uit een secundaire spoel die is opgebouwd 35 uit een bifilair, in de vorm van een solenoide gewikkeld paar deelspoelen. Bij het bifilair wikkelen worden twee geïsoleerde draden naast elkaar gelijktijdig opgewikkeld waardoor in een en dezelfde 87 01133,

PHN 12.250 TO

wikkelruimte twee spoelen met gelijke aantallen, in dezelfde richting gewikkelde windingen ontstaan. De deelspoelen van de eerste secundaire spoel zijn in fig. 8 met 55 en 57 aangeduid en die van de tweede secundaire spoel met 59 en 61. Een eerste, met een stip aangegeven 5 uiteinde van de eerste deelspoel 55 van de eerste secundaire spoel is galvanisch verbonden met de klem D-| en met het tegengestelde, niet van een stip voorziene uiteinde van de tweede deelspoel 57. De niet met elkaar verbonden uiteinden van deze beide deelspoelen, die respectievelijk met de klemmen H en C verbonden zijn, voeren dus in de 10 bedrijfstoestand gelijke en tegengestelde spanningen ten opzichte van de met elkaar en met de klem D^ verbonden uiteinden. Op analoge wijze is een eerste uiteinde van de eerste deelspoel 59 van de tweede secundaire spoel galvanisch verbonden met de klem D2 en met het tegengestelde uiteinde van de tweede deelspoel 61. De niet met elkaar verbonden 15 uiteinden van deze beide deelspoelen, die respectievelijk met de klemmen K en J verbonden zijn, voeren dus in de bedrijfstoestand eveneens gelijke en tegengestelde spanningen ten opzichte van de met elkaar en met de klem D2 verbonden uiteinden. De klemmen D^ en D2 zijn voorts verbonden met het secundaire referentiepunt 21 en de klem B met 20 het primaire referentiepunt 19.

De eerste secundaire spoel 55, 57 is aangebracht op de spoelkoker 5. Deze spoel is omgeven door (niet getekende) eerste elektrische isolatiemiddelen die bij voorbeeld op dezelfde wijze opgebouwd kunnen zijn als de aan de hand van fig. 4b beschreven 25 lagen 29, 31 en 37. Over deze isolatiemiddelen is de eerste primaire spoel 63 gewikkeld die concentrisch omgeven wordt door achtereenvolgens drie verdere primaire spoelen 65, 67 en 69. Hierna volgen weer tweede (niet getekende) elektrische isolatiemiddelen, waarop concentrisch met de voorgaande spoelen de tweede primaire spoel 71 is 30 gewikkeld, die omgeven is door niet getekende, met de lagen 29, 31, 37 vergelijkbare, elektrische isolatiemiddelen, waarop de tweede secundaire spoel 59, 61 is gewikkeld. De wikkelzin van de spoelen is in fig. 8 weer op conventionele wijze met stippen aangegeven. De eigenschappen van de isolatiemiddelen zijn zo gekozen, dat de capaciteit 35 tussen de eerste primaire spoel 63 en elk van de beide deelspoelen van de eerste secundaire spoel 55, 57 de waarde 1/2 heeft en die tussen de tweede primaire spoel 71 en elk van de beide deelspoelen van de 87 02133 c

JS

PHN 12.250 11 tweede secundaire spoel 59, 61 de waarde 1/2 €2· Deze capaciteiten zijn in fig. 8 weer weergegeven als telkens twee condensatoren met de halve capaciteit. Zo bevinden zich tussen de eerste primaire spoel 63 en de eerste secundaire spoel 55, 57 vier condensatoren 73 met een 5 capaciteit 1/4 en tussen de tweede primaire spoel 71 en de tweede secundaire spoel 59, 61 vier condensatoren 75 met een capaciteit 1/4 C2. Tussen de overige spoelenparen is geen capaciteit van aanwezig, die voor het ontstaan van storende spanningen van betekenis zou kunnen zijn.

10 Voor het bepalen van de storende spanning Ust tussen de primaire en secundaire referentiepunten 19 en 21 zijn weer alleen de capacitief met elkaar gekoppelde primaire en secundaire spoelen van belang. Aangezien de eerste secundaire spoel 55, 57 is opgebouwd uit twee in serie geschakelde, tegengestelde spanningen voerende deelspoelen 15 55 en 57, werkt deze spoel als een spanningsbron met een spanning van 0 V. Hetzelfde geldt voor de tweede secundaire spoel 59, 61. Wanneer de spanning per winding gelijk gesteld wordt aan Uw en wanneer het aantal windingen van de eerste primaire spoel 63 gelijk is aan q en dat van de tweede primaire spoel 71 aan -r, kunnen de eerste en tweede primaire 20 spoel beschouwd worden als spanningsbronnen ter grootte van g Uw, respectievelijk -rüw. Het minteken voor r geeft aan, dat de tweede primaire spoel 71 zodanig gewikkeld is, dat de polariteit van de spanning aan zijn niet met het primaire referentiepunt 19 verbonden uiteinde tegengesteld is aan de polariteit van de spanning aan het 25 overeenkomstige uiteinde van de eerste primaire spoel 63.

Op grond van het bovenstaande geldt voor de in fig. 7 en 8 weergegeven transformator het in fig. 9a getoonde stoorvervangingsschema. De spanningsbronnen zijn in dit stoorvervangingsschema weer aangegeven met de van een accent voorziene 30 verwijzingscijfers van de spoelen die zij representeren. De vier condensatoren 73 zijn twee aan twee parallel geschakeld zodat zij in fig. 9a vervangen zijn door twee condensatoren 77, elk met een capaciteit 1/2 C-j. Op analoge wijze zijn de vier condensatoren 75 in fig. 9a vervangen door twee condensatoren 79, elk met een capaciteit 1/2 35 C2.

Wanneer men het in fig. 9a getoonde stoorvervangingsschema iets anders tekent, ontstaat het in fig. 9b 8702133, * PHN 12.250 12 getoonde schema. Een vergelijking met fig. 6 laat zien, dat beide schema's gelijk zijn, wanneer voor de in fig. 6 voorkomende spanningsbronnen de volgende waarden gekozen worden: 5 U1s - 0; D,p = ru„; 02p == V °2s " 0 «>

Door toepassing van (3) vindt men als voorwaarde voor üst = 0: 10 C.,r = C2q (7)

Wanneer de eigenschappen van de isolatiemiddelen zo gekozen worden, dat = C2, moeten de windingsgetallen van de primaire spoelen dus zo gekozen worden, dat r = q. In een 15 praktijkvoorbeeld hadden de spoelen 55 en 57 elk 10 windingen, de spoelen 63, 65, 67, 69 en 71 elk 17 windingen en de spoelen 59 en 61 elk 34 windingen. De isolatiemiddelen waren gelijk aan die in het eerste uitvoeringsvoorbeeld.

Uit de beschreven uitvoeringsvoorbeelden blijkt, dat 20 slechts de capacitief met elkaar gekoppelde primaire en secundaire spoelen van belang zijn voor het ontstaan van de storende spanning Ugt tussen de primaire en secundaire referentiepunten 19 en 21. De primaire en secundaire wikkelingen 1 en 3 kunnen daarnaast nog spoelen bevatten, die niet capacitief met de andere wikkeling gekoppeld zijn en 25 uitsluitend dienen om te zorgen, dat de transformator voldoet aan de overige gestelde eisen, zoals de grootte van de te leveren spanningen en stromen. Zulke spoelen zijn bij voorbeeld de spoel 41 in het eerste uitvoeringsvoorbeeld en de spoelen 65, 67 en 69 in het tweede uitvoeringsvoorbeeld. De secundaire spoelen in het tweede 30 uitvoeringsvoorbeeld moeten voor het onderdrukken van de storende spanning wel opgebouwd zijn uit twee bifilair gewikkelde, tegengesteld geschakelde deelspoelen, maar het totale aantal windingen van elke secundaire spoel kan vrij gekozen worden om te voldoen aan andere eisen.

87 02133 .

Claims

1. Transformator bevattende een primaire wikkeling (1) en een secundaire wikkeling (3), waarbij de primaire wikkeling ten minste één in de vorm van een solenoide gewikkelde eerste primaire spoel (27) bevat, waarvan een uiteinde galvanisch met een primair 5 referentiepunt (19) verbonden is, en waarbij de secundaire wikkeling ten minste één in de vorm van een solenoide gewikkelde secundaire spoel (33) bevat, waarvan een uiteinde galvanisch met een secundair referentiepunt (21) verbonden is, welke spoelen concentrisch op een spoelkoker (5) zijn aangebracht met tussenvoeging van elektrische 10 isolatiemiddelen (29, 31), met het kenmerk, dat de primaire wikkeling (1) voorts een tweede primaire spoel (39), bevat die eveneens in de vorm van een solenoide gewikkeld is en concentrisch met de overige spoelen (27, 33) met tussenvoeging van elektrische isolatiemiddelen (29, 37) op de spoelkoker (5) is aangebracht, en dat: 15 a) de eerste primaire spoel (27), waarover de spanningsval in de bedrijfstoestand U^p bedraagt, via een van de elektrisch isolatiemiddelen (29, 31) capacitief gekoppeld is met een secundaire spoel (33), waarover de spanningsval in de bedrijfstoestand U1s bedraagt, waarbij de capaciteit tussen deze beide spoelen de 20 waarde heeft; b) de tweede primaire spoel (39), waarover de spanningsval in de bedrijfstoestand U2p bedraagt, via een van de elektrische isolatiemiddelen (29, 37) capacitief gekoppeld is met een secundaire spoel (33), waarover de spanningsval in de bedrijfstoestand 25 Ü2S bedraagt, waarbij de capaciteit tussen deze beide spoelen de waarde C2 heeft; c) voldaan is aan de voorwaarde C1<ü1s " V = C2(U2P - ü2s>* 30

2. Transformator volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de secundaire wikkeling (3) een enkele secundaire spoel (33) bevat met w windingen, de eerste primaire spoel (27) nw windingen en de tweede primaire spoel (39) -pw windingen bevat, waarbij aan de voorwaarde is 35 voldaan doordat * . C^n - 1) = C2 (p + 1). 8702 133/ PHN 12.250 14

3. Transformator volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat = C2 en n - p = 2.

4. Transformator volgens conclusie 1, met het kenmerk, 5 dat a) de secundaire wikkeling (3) twee spoelen (55, 57; 59, 61) bevat, elk bestaande uit een bifilair in de vorm van een solenoide gewikkeld paar deelspoelen, waarbij één uiteinde van de eerste deelspoel (55, 59) galvanisch met het tegengestelde uiteinde van 10 de tweede deelspoel (57, 61) verbonden is, zodat de niet met elkaar verbonden uiteinden van de beide deelspoelen in de bedrijfstoestand gelijke en tegengestelde spanningen voeren ten opzichte van de met elkaar verbonden uiteinden; b) de eerste primaire spoel, (63) capacitief gekoppeld is 15 met de eerste secundaire spoel (55, 57) en de tweede primaire spoel (71) capacitief gekoppeld is met de tweede secundaire spoel (59, 61); c) de windingsgetallen van de eerste en de tweede primaire spoel zich verhouden als f[, waarbij aan de voorwaarde r 20 is voldaan doordat C^r = C2q.

5. Transformator volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat C1 = c2 en g = r. 87 02.1 53 <