DEP0019290DA

DEP0019290DA - Low frequency transformer

Info

Publication number: DEP0019290DA
Authority: DE
Inventors: Simon Anne Dikstaal
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Publication date: 1950-09-14

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Niederfrequenztransformator mit einem Kern aus lamelliertem magnetischen Werkstoff und mit einer aus platten Scheiben aufgebauten Wicklung. An einen Transformator dieser Art wird häufig die Anforderung gestellt, dass die Kapazität zwischen den Windungen möglichst niedrig sein muss. Es wurden zu diesem Zweck bereits Spulenkörper verwendet, die aus einem den Transformatorkern umgebenden Körper bestanden, auf dem eine Anzahl Flanschen oder Stützstücke aufgereiht waren, in der Weise, dass Abteile entstanden, in denen die Wicklung angebracht wurde. Diese Bauart hat den Nachteil, dass die Flanschen so dick sein müssen, dass sie nicht ausbiegen, wenn ein Abteil vollgewickelt ist und die Wicklung einen verhältnismässig grossen seitlichen Druck ausübt. Folglich geht viel Raum verloren, auch hat die Wicklung noch eine verhältnismässig hohe Kapazität.The invention relates to a low-frequency transformer with a core made of laminated magnetic material and with a winding made of flat disks. The requirement that the capacitance between the windings must be as low as possible is often placed on a transformer of this type. For this purpose, bobbins have already been used, which consisted of a body surrounding the transformer core on which a number of flanges or support pieces were lined up in such a way that compartments were created in which the winding was attached. This type of construction has the disadvantage that the flanges must be so thick that they do not bend out when a compartment is fully wrapped and the winding exerts a relatively large lateral pressure. As a result, a lot of space is lost, and the winding still has a relatively high capacity.

Bei einer anderen bekannten Bauart werden dünne Scheibenspulen in eine Wicklungsschablone gewickelt. Es ist nicht möglich, solche Spulen ganz regelmässig zu wickeln; sie werden durch Imprägnieren fixiert und nachher mit isolierenden Zwischenscheiben zu einem Paket aufgeschichtet in dem ein Kern angebracht wird. Auch hierbei ist der Raum zwischen den Spulenscheiben gänzlich mit Isoliermaterial ausgefüllt und folglich ist die Kapazität ziemlich gross.In another known type of construction, thin disc coils are wound in a winding template. It is not possible to wind such coils very regularly; They are fixed by impregnation and then stacked with insulating washers to form a package in which a core is attached. Here, too, the space between the coil disks is completely filled with insulating material and consequently the capacity is quite large.

Bei Hochfrequenzspulen ist an sich ein Wickelverfahren bekannt geworden, nach dem sich eine Spule ohne eine seitliche Unterstützung zu einem selbsttragenden Körper bilden lässt. Spulen dieser Art sind als Spulen mit einer Mäanderwicklung bekannt. Zu diesen Spulen gehören Honigwabenspulen, deren aufeinanderfolgende Windungen in der Tangentialrichtung etwas Zwischenraum besitzen. Es wurde bereits vorgeschlagen, bei solchen Spulen einen Kern aus Hochfrequenzeisen zu verwenden, das heisst einen Kern, der aus einem Körper magnetischen Materials mit einem hohen elektrischen Widerstand besteht, der z. B. durch Pressen sehr fein verteilten Eisenpulvers mit einem Bindemittel erhalten wurde. Ein solcher Kern ist zur Anwendung bei Niederfrequenztransformatoren nicht geeignet.In the case of high-frequency coils, a winding process has become known per se, according to which a coil can be formed into a self-supporting body without lateral support. Coils of this type are called coils with a meander winding known. These coils include honeycomb coils, the successive turns of which have some space in the tangential direction. It has already been proposed to use a core made of high frequency iron in such coils, that is to say a core which consists of a body of magnetic material with a high electrical resistance, which z. B. was obtained by pressing very finely divided iron powder with a binder. Such a core is not suitable for use in low frequency transformers.

Nach der Erfindung besitzt der Niederfrequenztransformator eine Wicklung, die aus einer Anzahl auf einem Spulenkörper freistehend angebrachter Spulen mit Mäanderwicklung besteht, die sich selbst ohne die Anwendung seitlicher Stützstücke auf dem Spulenkörper in parallelem Stand aufrechterhalten, wobei der Raum zwischen den Spulen grösstenteils durch Luft eingenommen wird. Einerseits gewinnt man auf diese Weise den Raum, der sonst für die seitlichen Stützstücke nötig wäre und andererseits ergibt sich eine Wicklung mit einer niedrigen Kapazität.According to the invention, the low-frequency transformer has a winding which consists of a number of coils with meander winding mounted free-standing on a bobbin, which maintain themselves in a parallel position without the use of lateral support pieces on the bobbin, the space between the coils being largely taken up by air . On the one hand, you gain in this way the space that would otherwise be necessary for the lateral support pieces and, on the other hand, a winding with a low capacitance results.

Die Wicklung wird vorzugsweise aus einer grösseren Zahl von scheibenförmigen Spulen zusammengesetzt. Diese Bauart ist durchführbar, ohne dass Raum für Stützstücke verloren geht, während die Länge des Transformatorkerns besser ausgenutzt und der Füllfaktor verbessert wird.The winding is preferably composed of a large number of disc-shaped coils. This type of construction can be carried out without losing space for support pieces, while the length of the transformer core is better used and the fill factor is improved.

Wenn zwischen zwei Spulen hohe Spannungen auftreten können, besteht die Möglichkeit, dass die Isolierung des Drahtes sich als unzureichend erweist. In einem solchen Falle können zwischen die Spulen Isolierscheiben gelegt werden. Letztere werden mechanisch praktisch nicht belastet und brauchen daher nicht dicker zu sein, als es aus elektrischem Gesichtspunkt erforderlich ist. Hierfür lassen sich z. B. Glimmerscheiben verwenden.If high voltages can exist between two coils, then there is a possibility that the insulation of the wire will prove to be inadequate. In such a case, insulating washers can be placed between the coils. The latter are practically not subjected to mechanical stress and therefore do not need to be thicker than is necessary from an electrical point of view. For this purpose, z. B. Use mica washers.

Um die Streuung niedrig zu halten und um durch verschiedene Schaltung eine grosse Aenderung des Übersetzungsverhältnisses zu ermöglichen, wird vorzugsweise eine grosse Zahl von schmalen Spulen verwendet, sodass der Querschnitt der Wicklung, der ein Rechteck darstellt, eine Höhe hat, die wenigstens 1 Mal die Breite beträgt.In order to keep the scatter low and to allow a large change in the gear ratio by different switching, a large number of narrow coils is preferably used, so that the cross-section of the winding, which is a rectangle, has a height that is at least once the width amounts to.

Es ist üblich, die Wicklung von Transformatoren mit einem Isoliermittel zu tränken, nachdem die Transformatorwicklung auf den Kern angebracht oder wenigstens auf den Spulenkörper gelegt worden ist. Bei Anwendung einer Wicklung nach der Erfindung werden die Spulen vorzugsweise vor ihrer Anbringung auf dem Kern imprägniert. Es ist leicht möglich, solche Spulen auf Lager zu halten und nach Wunsch zu einer Transformatorwicklung zu vereinigen.It is common practice to soak the winding of transformers with an insulating agent after the transformer winding has been attached to the core or at least placed on the bobbin. When using a winding according to the invention, the coils are preferably impregnated before they are attached to the core. It is easily possible to keep such coils in stock and to combine them into a transformer winding if desired.

Die Erfindung wird an Hand eines durch zwei Figuren verdeutlichten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is explained in more detail using an exemplary embodiment illustrated by two figures.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt eines Transformators der bekannten Art, bei dem ein in Abteile unterteilter Spulenkörper angewendet ist.Fig. 1 shows a cross-section of a transformer of the known type employing a compartmentalized bobbin.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt des Transformators nach der Erfindung.Fig. 2 shows a cross section of the transformer according to the invention.

Der Transformator nach Fig. 1 besteht aus einem lamellierten Eisenkern 1 und einem Spulenkörper 2, der z. B. aus einem Presskörper aus Kunstharz besteht, aber auch durch Leimen aus Pappe oder aus Hartpapier aufgebaut sein kann. Der Spulenkörper besteht aus einem Körper 3 und einer Anzahl von Flanschen 4, die mit dem Körper ein Ganzes bilden oder auf ihm festgeleimt sind. Zwischen den Flanschen werden Abteile gebildet, in denen die Wicklung 5 des Transformators liegt.The transformer of Fig. 1 consists of a laminated iron core 1 and a bobbin 2, the z. B. consists of a pressed body made of synthetic resin, but can also be constructed from cardboard or hard paper by gluing. The bobbin consists of a body 3 and a number of flanges 4 which form a whole with the body or are glued to it. Compartments in which the winding 5 of the transformer is located are formed between the flanges.

Der Transformator nach der Erfindung (siehe Fig. 2) besteht auch aus einem lamellierten Eisenkern 1. Auf den mittleren Teil des Kerns ist ein dünner Körper 6 geschoben, auf welchen abwechselnd Spulenkörper 8 mit einer Mäanderwicklung und Isolierscheiben 7 geschoben sind. Sowohl der Körper 6 als auch die Scheiben 7 können sehr dünn sein, da sie mechanisch praktisch nicht belastet werden. Wenn zwischen den verschiedenen Spulen 8 keine Spannungen auftreten, können die Scheiben 7 zwischen diesen Spulen weggelassen werden. Der Querschnitt der Spulenwicklung stellt ein Rechteck dar, dessen Höhe h wenigstens 1 Mal die Breite b beträgt.The transformer according to the invention (see FIG. 2) also consists of a laminated iron core 1. A thin body 6 is pushed onto the central part of the core, onto which bobbins 8 with a meander winding and insulating washers 7 are pushed alternately. Both the body 6 and the disks 7 can be very thin, since they are practically not subjected to mechanical stress. If no voltages occur between the various coils 8, the disks 7 between these coils can be omitted. The cross section of the coil winding represents a rectangle, the height h of which is at least 1 times the width b.

Die Spulen 8 werden in an sich bekannter Weise gewickelt. Sie werden vorzugsweise nach dem Wickeln imprägniert, sodass sie leicht auf Lager gehalten werden könne, ohne dass ihre elektrischen Eigenschaften nachlassen.The coils 8 are wound in a manner known per se. They are preferably used after swaddling impregnated so that it can be easily kept in stock without losing its electrical properties.

Zum Zusammensetzen eines Transformators brauchen dann nur die verschiedenen Spulen um einen Körper herum aufeinander gestapelt und durch diesen Körper der Kern 1 geflochten zu werden.To assemble a transformer, the various coils then only need to be stacked on top of one another around a body and the core 1 braided through this body.

Obzwar bei diesem Transformator infolge der kreisförmigen Gestalt des Körpers, um den Kern herum mehr Raum verloren geht als bei der obenbeschriebenen bekannten Ausführung, bei der in der Regel ein Körper rechteckigen Querschnitts den Kern umgibt, ist dennoch der Füllfaktor höher.Although in this transformer, due to the circular shape of the body, more space is lost around the core than in the known embodiment described above, in which a body of rectangular cross section usually surrounds the core, the fill factor is nevertheless higher.

Es ist natürlich möglich, einen Spulenstapel mit einem zweiten Stapel zu umgeben, der gegebenenfalls auf einem zweiten Spulenkörper angebracht sein kann.It is of course possible to surround a coil stack with a second stack, which can optionally be attached to a second coil former.

Zwischen die Spulen können in an sich bekannter Weise Metallschirme gestellt werden, um kapazitive Kopplungen zu vermeiden. Da die Spulen lose aufeinander gestapelt werden, ist das Anbringen solcher Schirme besonders einfach.Metal screens can be placed between the coils in a manner known per se in order to avoid capacitive coupling. Since the coils are stacked loosely on top of one another, attaching such screens is particularly easy.

Claims

1. Low-frequency transformer with a core made of a laminated magnetic material and with a winding made up of flat disks, characterized in that the winding consists of a number of coils with meander winding mounted free-standing on a bobbin, which self-align without the use of lateral support pieces Maintained a parallel position on the bobbin, the space between the bobbins being largely taken up by air.

2. Transformer according to claim 1, characterized in that loose insulating washers are placed between the coils.

3. Transformer according to one of the preceding claims, characterized in that the cross section through the winding of a coil is a rectangle whose height is at least 11/2 times the width.

4. The method for manufacturing a transformer according to one of the preceding claims, characterized in that the coils are impregnated with an insulating agent before they are attached in the transformer.