Симметричный трансформатор

Своз Советских Соцмавстмцвсаа РеспубпняОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 2 З,ОЗ,72 (21) 1762264/2с присоединением заявкиГесударсткекне Ф кемктет Вюеста Мкккетрюв С в делам каебретекк я еткрыткй(43) Опубликовано 15,05.78, Бюллетень М (45) Дата опубликования описания 24.04. 53) УДК 621,314,2(72) Автор изобретен Кпнмо М аявитель(54 СИММЕТРИЧНЫЙ ТР РМАТОР Изобретение относится к электротехник, аболее 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, служащие для согда- ф сования входного сопротивления аппаратуры с волновым сопротивлением линии, и специальные измерительные симметрирующие трансформаторы. Такие трансформаторы имеют экраны и симметричные обмотки; выполйенные с расче. том на достижение максимально возможной симметрии и особенно высокого перехсдного за. тухания продольных мешающих напряжений, возникающих в линии, при переходе их во вторичную цеп . В известных трансформаторах затухание продольных напряжений при пере-. о ходе во вторичную цепь составляет 45 - 60 дб (5 - 7 Нп), что является совершенно недостаточным,чля зашиты каналов ВЧсистем передачи от мешающего влияния радиостанций и обеспечения высокой чувствительности линейной измерительнои аппаратуры. Чувствительность или нижний предел измерения аппаратуры при применении таких трансформаторовограничиваются иэ-эа 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 потенциалах, 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 меж. обмоточной связи, в чем не трудно убедиться, суммируя ампервитки, создаваемые емкостными токами от начала и от конца обмотки.Известный трансформатор для связи с высоким затуханием в несимметричной цепи с землей Ц имеет две половины обмотки, намотанные двумя одинаковыми катушками и соединенные последовательно. При согласном их соединении один конец обмотки оказывается в нижнем слое первой половины обмотки, а другой конец - в верхнем слое второй половины. При равном числе витков каждой полоФормула изобретения 50 55 оо вины 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 д (5 Нп). Трансформатор должен иметь слишком большие случайные продольные связи ввиду неодновременной намотки половины обмотки и неизбежного при этом различия размеров.Известный симметричный широкополосный трансформатор 12) имеет обмотку, каждый слой которой содержит число витков, зависящее от номера слоя. Количество витков каждого слоя определяют ло приведенной формуле, а слои соединяют параллельно. Недостатком трансформатора является то, что при получении ло формуле не целых чисел витков их необходимо округлять до целого, в результате чего в трансформаторе возникают дополнительные продольные межобмоточныс 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 сущности является трансформатор с обмоткой, выполненной двойным проводником виток к витку 13. Недостатком таких трансформаторов являются большие систематические межобмоточные связи при многослойной обмотке. Обмотки этих трансформаторов выполнены путем безразрывной намотки двух проводников лри переходе от одного слоя к следующему. В результате такой намотки начало обмотки находится в первом, а конец - в последнем слое и обмотка оказывается несимметричной по отношению 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 цепь.Целью изобретения является повышение помехозащищенности вторичной цепи трансформатора без применения дополнительных экранов или других мероприятий, увеличивающихстоимость изделия. Указанная цель достигается тем, что в известном трансформаторе с обмоткой, выполненной двойным проводником, слои обмотки соединены так, что витки равных диаметров расположень 1 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 жс порядке подключены витки осталь 5 1 О 15 2 25 30 Э 5 40 43 ных слоев обмоток трансформатора. Нетрудновидеть, что емкостный ток от начала обмоткитакого трансформатора создает ампервитки точно такие же, как встречный ток от конца обмотки. При этом полностью устраняется влияние продольных. напряжений, возникающих влинии на вторичную цепь трансформатора, т. е.устраняется мешающее влияние с линии.На чертеже показана одна из возможныхсхем выполнения обмотки описываемого симметричного трансформатора.Нечетные слои 1, 2 обмотки намотаны двумя проводниками а и в виток к витку слеванаправо, а четные слои 3, 4 справа налевов обоих случаях, например, против часовойстрелки, Началом обмотки 5 является началопроводника а нечетного, например, первогослоя 1, а концом обмотки 6 - конец проводника в того же слоя 1.Оставшиеся свободными концы проводников этого слоя присоединены согласно к соответствующим концам проводников а и в четного, например, второго слоя, Свободные концывторого слоя 2 присоединены согласно к соответствующим концам а и в следующего нечетного, например третьего, слоя 3. Аналогичное соединение проводников выполнено до последнего слоя 4 трансформатора, оставшиесяконцы соединены между собой и образуют среднюю точку обмотки 7.Изготовленные в лабораторных условияхобразцы 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) причастоте 250 кГц,Применение симметричных трансформаторов в аппаратуре передачи по кабельным линиям позволит снизить радиопомехи в 10 - 20раз в сравнении с трансформаторами, имеющими затухание 45 - 60 дБ (5 - 7 Нп), Во столькоже раз снижается уровень фона измерительной аппаратуры и соответственно повышаетсяее чувствительность. Опыт применения симметричных трансформаторов на кабельных линиях показал, что при их включении значительноуменьшаются взаимные влияния между цепями,а это сильно облегчает симметрирование,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 одйого из слоев образуют начало и конец всей обмотки, а к другим концам этого слоя обмотки последовета Министров СССоткрытийая наб., д. 4/5ул. Проектная, 4 енного комитета Сом изобретений ива, Ж, Раушск атент, г. Ужгород ЦН И И П Р 1 Государствпо дел113035, МосФилиал ПППвательно 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: 1. Патент ФРГ108333, .кл. 21 а 230, 1950.2. Патент ФРГ . 1791231, кл, 21 а 474, 1971.3. Кузнецов В. Н. Трансформаторы усилительной и измерительной аппаратуры. М., с; 69- 70, рис. 29 - 31.