Симметричный трансформатор Советский патент 1978 года по МПК H01F27/28 

(54) СИММЕТРИЧНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР

Изобретение относнтся к электротехник , а более конкретно, к высокочастотным трансформаторам с симметричной многослойной обмоткой, предназначенным для согласования входного сопротивления высокочастотной аппаратуры связи и измерительной аппаратуры с волновым сопротивлением линии и для защиты аппаратуры от продольных мешающих напряжений, поступающих с линии. Известны симметричные трансформаторы с многослойной обмоткой, служащне для согласования входного сопротивления аппаратуры с волновым сопротивлением линии, и специальные измерительные симметрирующие трансформаторы. Такие трансформаторы имеют экраны и симметричные обмотки выподненные с расчетом на достижение максимально возможной симметрии и особенно высокого переходного ajaтухания продольных мешающих напряжений, возникающих в линии, при переходе их во вторичную цепь. В известных трансформаторах затухание продольных напряжений при переходе во вторичную цепь составляет 45-60 дБ (5-7 Нп), что является совершенно недостаточным для зашиты каналов ВЧ -систем передачи от мешающего влияния радиостанций и обеспечения высокой чувствительностн линейной измерительной аппаратуры. Чувствительность или нижний предел измерения аппаратуры при применении таких трансформаторовограничнваются из-за высокого уровня фона мешающих напряжений. Причиной низкого затухания продольных напряжений в известных трансформаторах является большая систематическая составляющая продольной межобмоточной связи ввиду неравенства ампервитков, создаваемых емкостными токами при равных пoтe: циaлax приложенных к началу и концу обмотки, хотя равенство емкостей половин обмотки в целом, выполняемое различными способами в известных трансформаторах, не приводит к устранению указанной продольной межобмоточной связи, в чем не трудно убедиться, суммируя ампервитки, создаваемые емкостными токами от начала и от конца обмотки. Известный трансформатор для связи с высокнм затуханием в несимметричной цепи с землей 1 имеет две половины обмотки, намотанные двумя одинаковыми катушками и соединенные последовательно. При согласном их соединении один конец обмотки оказывается в нижнем слое первой половины обмоткн, а другой конец - в верхнем слое второй половины. При равном числе витков каждойполовины обмотки все же не достигается симметричное расположение витков равного диаметра относительно середины обмотки, что обуславливает большую систематическую продольную связь между линейной и вторичной обмотками и низкое затухание продольных напряжений 45 д6 (5 Но). Трансформатор должен иметь слишком большие случайные продольные связи ввиду неодновременной намотки половины обмотки и неизбежного при этом различия размеров.

Известный симметричный широкополосный трансформатор 2 имеет обмотку, каждый слой которой содержит число витков, зависящее от номера слоя. Количество витков каждого слоя определяют по приведенной формуле, а слои соединяют параллельно. Недостатком трансформатора является то, что при получении по формуле не целых чисел витков их необходимо округлять до целого, Б результате чего в трансформаторе возникают дополнительные продольные межобмоточные связи. Кроме того, . выравнивание емкостей слоев за счет различия числа витков приводит к возникновению связей ввиду неодинаковой индуктивности. Невозможно учесть в расчете конструктивные неоднородности экранов и изоляции их в трансформаторах этого типа, вследствие чего могут возникать весьма большие случайные связи.

Наиболее близким к изобретению по технической сушности является трансформатор с обмоткой, выполненной двойным проводником виток, к витку 3. Недостатком таких трансформаторов являются большие систематические межобмоточные связи при многослойной обмотке. Обмотки этих трансформаторов выполнены путем безразрывной.намотки двух проводников при переходе от одного слоя к следующему. В результате такой намотки начало обмотки находится в нервом, а конец - в последнем слое и обмотка оказывается несимметричной по отнои1ению к ее середине, так как от начала обмотки к середине диаметр витков возрастает, а от конца к середине - убывает. Нетрудно подсчитать, что ампервитки емкостных токов, текущих от начала к концу обмотки, отличаются от ампервитков токов, текущих от конца к началу, что является причиной перехода продольных напряжений из первичной во вторичную цень.

Целью изобретения является повышение помехозашишенности вторичной цепи трансформатора без применения дополнительных экранов или других мероприятий, увеличивающих стоимость изделия.

Указанная цель достигается тем, что в известном трансформаторе с обмоткой, выполненной двойным проводником, слои ОбМОТК

соединены так, что витки равных диа.метров расположены симметрично относительно середины, обмотки. Например, если витки первого слоя расположены в начале обмотки, то витки того же слоя, образуемые вторым проводником, рас.положены и в конце обмотки. Витки любого другого слоя, расположенные после витков первого слоя, в начале обмотки расположены также перед витками первого слоя в конце обмотки. В том же порядке подключены витки остальных слоев обмоток трансформатора. Нетрудно видеть, что емкостный ток от начала обмотки такого трансформатора создает ампервитки точно такие же, как встречный ток от конца обмотки. При этом полностью устраняется влияние продольных, напряжений, возникающих в линии на вторичную цепь трансформатора, т. е. устраняется мешаюшее влияние с линии.

На чертеже показана одна из возможных схем выполнения обмотки описываемого симметричного трансформатора.

Нечетные слои 1, 2 обмотки намотаны двумя проводниками айв виток к витку слева направо, а четные слои 3, 4 справа налево в обоих случаях, например, против часовой стрелки. Началом обмотки 5 является начало

проводника а нечетного, например, первого слоя 1, а концом обмотки б - конец проводника б того же слоя I.

Оставшиеся свободными концы проводников этого слоя присоединены согласно к соответствующим концам проводников а и в четного, например, второго слоя. Свободные концы второго слоя 2 присоединены согласно к соответствующим концам а и 8 следующего нечетного, например третьего, слоя 3. Аналогичное соединение проводников выполнено до последнего слоя 4 трансформатора, оставшиеся концы соединены между собой и образуют среднюю точку обмотки 7.

Изготовленные в лабораторных условиях образцы трансформаторов имели затухание продольных напряжений при переходе во вторичную цепь не менее 78 дБ (9 Нп).

При серийном выпуске симметричных трансформаторов на заводе получено 60% с затуханием продольных напряжений не ниже 78 дБ (9 Нп) и 40% не ниже 70 дБ (8 Нп) при

частоте 250 кГц.

Применение симметричных трансформаторов в аппаратуре передачи по кабельным линиям позволит снизить радиопомехи в 10-20 раз в сравнении с трансформаторами, имеющими затухание 45-60дБ (5-7 Нп). Во столько

же раз снижается уровень фона измерительной аппаратуры и соответственно повышается ее чувствительность. Опыт применения симметричных трансформаторов на кабельных линиях показал, что при их включении значительно

уменьщаются взаимные влияния между цепями а это сильно облегчает симметрирование.

Формула изобретения

Симметричный трансформатор для согласования волнового сопротивления симметричной линии с входным сопротивлением аппаратуры, состоящий из Магнитопровода с намотанным в два проводника виток к витку многослойными обмотками, отдельные слои которых соединены согласно, отличающийся тем, что, с целью повышения симметрии, половины каждого слоя обмотки соединены так, что начало первого и конец второго проводника одного из слоев образуют начало и конец всей обмотки, а к

другим концам этого слоя обмотки последоаательно поочередно присоединены начала и концы разных проводов всех последующих слоев обмотки, причем оставшиеся концы последнего присоединенного слоя соединены между собой и образуют среднюю точку обмотки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

WMrJ