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CH257843A - Elektrischer Apparat mit einem Magnetkern. - Google Patents

Elektrischer Apparat mit einem Magnetkern.

Info

Publication number
CH257843A
CH257843A CH257843DA CH257843A CH 257843 A CH257843 A CH 257843A CH 257843D A CH257843D A CH 257843DA CH 257843 A CH257843 A CH 257843A
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
sheet metal
window
core
cuts
metal layer
Prior art date
Application number
Other languages
English (en)
Inventor
Corporation Westingho Electric
Original Assignee
Westinghouse Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Westinghouse Electric Corp filed Critical Westinghouse Electric Corp
Publication of CH257843A publication Critical patent/CH257843A/de

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24Magnetic cores
    • H01F27/245Magnetic cores made from sheets, e.g. grain-oriented

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)

Description


  Elektrischer Apparat mit     einem    Magnetkern.         hie    vorliegende Erfindung     bezieht    sich  auf einen     elektrischen    Apparat, wie zum Bei  spiel einen Transformator, welcher Apparat  einen Magnetkern mit     wenigstens    ein recht  eckiges Fenster     bildenden    Schenkeln und  Jochen     aufweist,        welche    aus     magnetischen     Blechpaketen     gebildet    sind,     idie    aus     Stahl-          blechen    bestehen,

   die in     edier        Walzrichtung     eine grössere     Permeabilität    und     geringere     Wattverluste als in andern     Richtungen:    haben.  



  Bei     elektrischen        Induktionsapparaten,        wie     zum Beispiel Transformatoren,     wird    in der  Praxis, gewöhnlich ein Kerngebilde aus     ma-          gnetischem    Material verwendet,     welches    aus  einem Paket von dünnen     Blechlagen        alxs          magnetischem        Material,    wie zum Beispiel  warmgewalztem     Siliziumstahl,    besteht.

   Ein  Teil des Magnetkernes     dient    als Wicklungs  schenkel, um     welchen    die     stromleitenden     Kupferwicklungen des     Transformators    ge  wunden werden. Um nun die     Kosten.        @d-es          Transformators    möglichst niedrig zu halten,  ist es     erwünscht,    dass     dhe    Länge     zder    mittleren  Windungen des um den     Windungsschenkel          gewickelten,        Stromleiters    so klein ist,

   als dies  praktisch mit den zulässigen Verlusten und  -der     Leistung    des Transformators vereinbar  ist.  



  Je kleiner der     Querschnitt    des Magnet  materials ist, desto     :grösser        werden    die zur  Erzeugung einer gegebenen elektromotori  schen Kraft     erforderliche        Kraftliniendichte     und der in der     Primärwicklung    fliessende    Erregerstrom sein. Bei der     Begrenzung    der  zulässigen Verringerung des     Querschnittes     dies     Magnetmaterials    bildet der     höchstens    zu  lässige     Erregerstrom.    für eine gegebene Trans  formatorgrösse einen     ausschlaggebenden    Fak  tor.  



  Der     Erregerstrom    setzt.     sich    aus zwei Teil  komponenten zusammen, nämlich     ,demMagne-          tisierungsstrom,    welcher     erforderlich    ist, um  die     magnetischen    Kraftlinien durch     den     Eisenkreis des Kernes hindurchzudrücken.

    und der     Eisenverluststrom,        welcher    erforder  lich ist, um die     Energieverluste    im Eisenkern,  nämlich die     Hystereseverluste    und die Wir  belstromverluste aufzubringen. hie Kompo  nente des     Magnetisierungsstromes:    hängt i     m     weiten Masse von der     Perme:abilität        des    im  Kern verwenden Materials ab, während für  die     Wattverlustkomponente    die     Eisenverlust-          eharakteristik    -des Materials massgebend ist.  



  Für     Transformatarenkerne    verwendet man  im allgemeinen einen hochwertigen, warm  gewalzten     Siliziumstahl    mit     praktisch    kon  stanter     Perme.abilität    und     gleichem    Wattver  lust pro Einheit     des        Volumens    ohne Rück  sieht auf     die        Achse    des Bleches,

   längs wel  cher     die        Magnetisierungskraftlinien    unter     be-          trächtdicher    Abweichung von der     Walzriclt-          tung    hindurchfliessen.

   Man hat auch teurere  Stähle wie zum Beispiel     Hipersil    mit     einer     bedeutend höheren     Permeabilität    und bedeu  tend geringeren     Verlusten    in der     Walzrich-        i          tung        entwickelt.    In     solchen    Stählen verändert      sich die     Permeabilität    beträchtlich     'bei    Ände  rung der     Kraftlinienrichtung    gegenüber der       Walzrichtung    des     Materials        und    ist in der    <RTI  

   ID="0002.0007">   Walzriehtung        am    grössten. Der Wattverlust  pro Einheit     des    Volumens oder Gewichtes  des     Materials    zeigt gleicherweise merkbare       Änderungen    mit der     Abweichung    der Rich  tung des     magnetischen        Kraftflusses    von der       Walzrichtung    des Materials und ist in der       Walzrichtung    am     niedrigsten.     



  Der     Permeaibbilität    des neuen     Stahles    ist  in der     Walzrichtung        bei    betriebsmässigen  Dichten (also     1'3--15        Kilogauss;    pro     Quadrat-          zentimeter)    beträchtlich höher als     @clie    Per  meabilität des     handelsüblichen    warmgewalz  ten     Siliziumstahles        !bei    den     gleichen    Dichten.

    In     gleicher        Weise    ist der     Wattverlust    pro  Volumen- oder     Gewichtseinheit    für betriebs  mässige-     Dichten    bei     Magnetisäerung    in der       Walzrichtung    geringer als für handels  üblichen warmgewalzten     Sikziumstahl    bei  der gleichen     Diehte.     



  Bei einem     Transrformatorenkern,    welcher  aus     Etahlblechen        :mnt    einer     bevorzugten    oder  grösseren     Permeabilität    und. einem bevorzug  ten oder geringeren     Wattverlnast    pro Volu  meneinheit in der     Walzrichtung    zusammen  gesetzt ist, ergeben     sichdeshalb    eine höhere       Permeabilität    und ein     geringererWattverlust,     wenn der     Kraftlinienfluss        iduroh        ,leni    Stahl in  .der     Walzrichtung    erfolgt,

   als wenn derselbe  in anderer     Richtung    durch     das.        Material    geht,  was eine     Verringerung    der sonst erforder  lichen     Querschnittes    des     Magnetmaterials    er  laubt.  



  Der      & n        Erfindungsgegenstand    bildende       elektrische    Apparat 'zeichnet sieh deshalb da  .durch     aus,        @dass    die     aneinanderstoss.enden     Endender     Blechschnitte        unter        einem    spitzen  Winkel zur     Längsrichtung    der     Sdhnitte    und  damit der     Walzrichtung        Adler    Bleche liegen  und in     einer        Bd-echlage    gegenüber den an  einanderstossenden Enden der     

  Blechschnitte     in einer     benachbarten,        Blechlage        versetzt    sind,  so dass     Überlappungen    entstehen.  



  In den     Fig.    3-1!2 der     beiliegenden    Zeich  nung sind Ausführungsbeispiele des Erfin  dungsgegenstandes dargestellt;     @es        zeigen:            Fig.    1     und    2 zwei     Arten    von bekannten       Magmeteisenkörpern    für     elektrische    Apparate,       Fig.    3 bis 7 zwei Beispiele von Ein  phasentransformatorkörpern,       Fig.    8 bis 112 :

  einen     Dreiphasenkörper    und       Fig.        1.3,        und    14     Vergleichsdiagramme,di:r          Verluste    in den zwei     Eisenkörpern    n_ ach       Fig.    1;     und    2'.  



       F'ig.    1 zeigt die übliche     Anordnung    der  aus     hochwertigem,    warmgewalztem 'Silizium  stahl     ausgestanzten,    gewöhnlich bei Kernen,  das 'heisst     Eisenkörpern,        verwendeten    Stahl  bleche, wobei in jeder Lage des     Kernes.    vier  in der     bleichen    Ebene angeordnete Blech  schnitte 1,<B>2</B>, 3, und 4     vorgesehen    sind,

   von  welchen die     Blechschnitte    1 und     33    unter sich       und    die     Blechschnitte    2 und 4 unter sich       gleieh    sind. Die     verschiedenen        Blechschnitte     haben     rechteckige    Form,     und    zwar     reicht    der       Blechschnitt    1 von la bis la', der Blech  schnitt 2 von 2a bis     121d,    der     Blechschnitt    3  von 3a bis 3a' und     der        Blechs-chnitt    4 von 4a  bis     4a',

      so     dass    das eine     Ende    eines jeden der.  vier     Blechschnitte    an     ,der    einen 'Seite des an  stossenden     Blechschnittes        anliegt.    Bei dieser  Konstruktionsart geht jeder der     vier        Blech-          ausschnitte    in die angrenzende Lage über und  bildet so eine     Überlappung        zwischen    den       Blechsehnitten    aneinander angrenzender La  gen, wobei in einer     solchen    -der     Blechschnitt    1  von 1 b bis<B>l b',

  </B> der     Blechs,Anitt    2, von 2 b bis       2,b',    der     Blechschnitt    3 von 3b     bis        3b',    und  der Blechschnitt 4 von 4b bis 4b', reicht, wo  bei die     Blechschnitte    in der zweiterwähnten  Lage die gleiche Fläche bedecken wie in  der     erstbeschriebenen    Lage, die.     Blechstösse     aber statt wie voll ausgezogen     dargestellt    bei  <I>la, 2a,</I> 3a und 4a in den     gestrichelt    angedeu  teten Stellen<B>l b', 2b',</B> 3b' und 4b' zu finden  sind.  



  Beider in     Fig.    1     dargestellten    Konstruk  tion sind die aus den Blechen 2, und 4 auf  gebauten     Magnetkörperteile    -die die Wicklung  des     Transformators    tragenden 'Schenkel, die  aus den     Bledhen    1 und 3     gebildeten.    Teile die       Joche,    welche zur Herstellung des geschlos  senen magnetischen Kreises:

   des Kernes     die          Wicklungsschenkel    miteinander     verbinden,         Bei dieser Konstruktion gehen die     magneti-          sehen        Kraftlinien    in Längsrichtung durch die  Bleche 1-4 der Sehenkel und     Joche    und ver  laufen     ungefähr    gemäss den mit     Pfeilen        ver-          sehenen    Linien 6, wobei in der Nähe der  Enden der     Blechs-ehnitte,der        Kraftlinienfluss     seitlich     querdurch    die Bleche geht.

   Diese  Konstruktion ist völlig befriedigend für  Kerne aus dem üblichen     warmgewalzten     Stahl, wo die     Permealbilität    rechtwinklig zur       Walzrichtung    nicht stark     verschieden    ist von  jener in der     Walzrichtung;

      aber die     Erfab-          rung    hat     gezeigt"dass,dieser        Aufbau    sich für  ,die Verwendung neuer Stahlarten mit einer  weit grösseren     Permeabilität    und geringeren  Wattverlusten bei Durchgang -der magneti  schen Kraftlinien durch das     Material    in der  Walzrichtung im Vergleich zu     andern    Rich  tungen     nicht    eignet.

   Zur wirksamen -Aus  nützung der Eigenschaften des Materials ist  es bei     solchen    neuen 'Stahlsorten erforderlich,  eine Konstruktion zu verwenden, in welchen  die Kraftlinien der Walzrichtung, das heisst  der Richtung leichtester     Magnetisierung    an  allen Stellen folgen.     Aus        Fig.    2 der Zeich  nung ist     ersichtlich,    dass die aneinander  stossenden Kanten der verschiedenen Bleche  7, 8, 9 und 10 einer     Kernmateriallage    diago  nal oder unter     45,     zur Längsrichtung der  Bleche .geschnitten sind.

   In einem solchen  Kern hat der     Kraftflusss    die Neigung, den  Linien     leichtester        Magnetisierung    zu folgen,  wie durch die mit Pfeilen versehenen Linien  1'1     verans,ähaulicht,obwohl    in den Ecken .die  ser Weg nicht der kürzeste ist. Bei diesem       Aufbau    verlaufen die     Kraftlinnen    an den       Enden    der Bleche     praktisch    nicht quer zur       Walzrichtung.     



  Der     Vorteil,der        Konstruktion,    bei welcher  die     aneinanderstossenden    Kanten der     Bleche     schräg zur Richtung .derselben, wie in     Fig.   <B>29</B>  dargestellt,     geschnitten    sind, im Vergleich  zur     üblichen    Ausbildung miteinander über  lappend-en     Eckverbindn        ragen    nach     Fig.    1, ist  aus den Diagrammen     1'3    und 14     leicht        :

  er-          sichtlissh.    In     Fig.    13 sind die     Werte    der wirk  lichen     Wattverluste   <I>WW</I> als. Abszissen für  verschiedene     Kraftliniendichten    B und die    letzteren als Ordinaten in Gauss pro     Quadrat-          zentimeter    eingetragen.

   Die Kurve I zeigt  ,diese Werte     als    Resultat von Versuchen mit  einem Kern mit     schräg        abgeschnittenen    Stoss  stellen nach dem in     Fig.    5     dargestellten    Prin  zip, und die Kurve     II    z     :

  eigt    die Werte, welche  sich     aus        Versuchen    mit einem Kern mit     Über-          lappungsverbindungen    gemäss     F'ig.    1 ergeben  halben, wobei beide Kerne mit Ausnahme der       verschiedenartigen        Eckverbindungen    genau  gleich     konstruiert    waren.

   Die     beiden,    Kerne  bestanden auch aus dem gleichen Material,  nämlich dem     oben;        erwähnten    neuen Stahl mit  der leichtesten     Magnetisierung        in:    der     Walz-          richtung,    welche mit der     Richtung    -der An  ordnung der Bleche im Kern     zusammenfällt.     Es ergibt sich zum Beispiel hieraus;

       dass    bei  einer     Karftliniendichte    von 15     Kilogauss    pro       Quadratzentimeter    der Verlust im Kern mit       schräggeschnittenen    Stossstellen     nach        Fig.    2  156 Watt und für die     Konstruktion    nach       Fig    '1 212 Watt     \beträgt,    so     -dass-    -die     Watt-          verluste,des    Kernes nach     Fig.    '21 nur<B>731/2%</B>  jener des Kernes     nach,        Fig.    1 betragen.

       -          Fig.    14 zeigt zwei Kurven     III-    und IV  ähnlich     Fig.    13; jedoch mit dem Unterschied,       .dass:    als     Abszissen,    die scheinbaren Wattver  luste     SW,    welche sowohl die Wirk--als auch  die Blindverluste im Kern einschliessen, das  heisst die     Volt-Amp@re-E        Erregercharakteristik     des Stahles.

   Die Scheinwatt sind     beträchtlich     grösser als die wirklichen Watt, weil die     watt-          lose    Komponente des     Magnetisierungsstromes     verhältnismässig gross ist.

   Die     wattlose    Kom  ponente ist -also     empfindlicher    gegen Unter  schiede in der     Kraftliniendichte.        In,        Fig,    14       stellt    die Kurve     III    die     Volt-Ampere-Oharak-          teristik    des Kernes mit schräggeschnittenen       E,ckgtöss,en    nach     Fig.    21     und,die    Kurve     IV    die       Volt-Ampere-Gharal,-teristik    eines gleichen  Kernes,

   jedoch mit der     Überlappungsverbin-          dung    nach     Fig.    1 dar, und zwar beziehen sich  die beiden Kurven auf die beiden gleichen  Kerne wie die in     Fig.    13     dargestellten    Kur  ven.

   Es ergibt sich aus     Fig.    14, dass bei einer       Kraftliniendichte    von 115     Kilogaüss        aderschein-          bare        Wattverlust    für die     Konstruktion    nach       Fig.    1 2120 Watt und     deir    scheinbare uTatt-      Verlust für die     Konstruktion    nach     Fig.    2     mit          schrägen        Vexbindungsstösstn        6,

  60    Watt oder  31 % des     Wertes    für     Fig.    1 beträgt. Die be  züglich     Fig.    2     beschriebene        Konstruktion    ist  in den     Kernkonstruktionen    nach den nachfol  genden     Figuren    angewandt;

   die     Blechschnibte     sind in diesem     zudem    so angeordnet, dass die  zusammenstossenden Ränder in verschiedenen  Lagen so     gegeneinander        vesetzt    sind,     dass    sie       abwechselnde        Überlappungs@verbindungen,        bil-          ,den    mit     einem.    geringeren magnetischen Wi  derstand, als wenn alle Lagen wie in     Fig.    2  ausgebildet wären, in welcher     alle'Stösse    einer  Ecke übereinander liegen.  



  Beider     Kernkonstruktion        nach        Fig.    3 mit  vier Blechschnitten 14, 15, 116 und     1'7    in jeder  Lage des     Kernes    sind die     Blechschnitte        1.4          und    1,6     einander    :gleich und die     Blechschnitte     15 und 17 einander gleich, und zwar     sind    .die       ersteren,    einzeln in     Fig.    5 und die letzteren  in     Fig.    4 dargestellt.

   Die     Anordnung    der vier  Teile des,     Kernes,    das. heisst     der        beiden        aus          Paketen,    -der     Blechschnitte    15 und 1.7 be  stehenden     Wicklungsschenkel        und,

  der    beiden  aus     Paketen    der     Blechschnitte    14 und 1-6       bestehenden        Joche        bildet    ein Fenster mit der  Breite     W    und     der    Höhe<I>L.</I> Die Breite der       Blechschnitte    14 und 16 ist um ein geringes  grösser als jene der Blechschnitte     1G    und 17,  und<I>zwar</I> beträgt die Breite der ersteren       1V        +m        unci        jene,

  der        letzteren   <I>N.</I> Die innere  Längskante der     Blechschnitte    14 und 16,  welche in     Fig.    5 mit     W   <I>- m</I> angegeben  ist, ist kürzer als die Breite des     rechteckigen     Fensters, und zwar entspricht     die    Dimension  m dem     Betrag,    um welchen die,

   Diagonal  kante des in     Fig.    5     dargestellten    Blech  schnittes gegenüber der in     Fig.    5     angegebenen     linken     untern        Ecke    in     BreitenriehsEung    des       Bleches    versetzt ist.

       Ebenso    ist     auch    .die       innere        Länge    kante der     Blechschnitte    1-5 und  17 etwas     ilänger    als .die Länge des Fensters  und in     Fig.    4 mit<I>L</I>     +   <I>m</I>     angege        Eben.    Bei der  in     Fi   <B>.

   3</B> voll ausgezogenen Lage der Blech  <B>9</B>     CI        zn          s        ü.        Initte        14,        15,        110        und        17        gehen        die        anein-          ander    stossenden Kanten der Blechschnitte 16  und 17 von einem Punkt aus, welcher von der  äussern Ecke     des        Kernteils    um die Strecke    m nach oben verschoben ist zum Punkt 19,

    welcher der     Ecke    des     Fensters        entspricht;     am gegenüberliegenden     Ende,des    'Schnittes 16  gehen die     aneinanderstossendten        Kanten    .der  Blechschnitte 1'5 und 16 vom     Pnukte        21    an  der äussern Ecke     dee        Kernes    aus zum     Punkt     22,     welcher    gegenüber der     innern    Ecke des  Fensters und die     @Strecke    m versetzt ist.

   Ausser  .dem     kn(    die einander diagonal gegenüber  liegenden Ecken einander gleich, das heisst  bei der in     Fig.    3     dargestellten        obern    rechten  und untern linken Ecke des Kernes geht ,die  Verbindung     zwischen    den     aneinanderstossen-          den    Kanten     ider        Blechschnitte    wie mit voll  ausgezogenen     Linien        angegebenen    von der  Ecke des Fensters aus nach,     auswärts    zu  einem Punkt,

   welcher     gegenüber    der äussern       Ecke    des     Kernes    versetzt ist, während in der  untern rechten und der obern linken Ecke des  Kernes die     aneinanderstossenden    Kanten :der       Blechschnitte    von der äussern Ecke     des        Kernes     zu einem Punkt gehen, welcher     gegenüber     der     innern    Ecke des     Fensters    versetzt ist.

    Die     Zeichnung    zeigt ferner, dass in .der     an-          grenzenden    Lage, deren     aneinanderstossende     Kanten zwischen den Blechschnitten     ge-          strichelt    gezeichnet sind, die Anordnung der       aneinanderstossenden    Kanten,     umgekehrt        isst,     so dass.

   an jeder Ecke, wo, die Schnittkanten  der einen Lage von -der Ecke     -des    Fensters  aus nach     auswärts    gehen, die     Schnittkanten     der nächsten Lage von     der    Ecke des Kernes  aus nach     einwärts    gehen. Zur Erzielung die  ser     umgekehrten    Anordnung der aneinander  stossenden Kanten der     Blechschnitte    einer       Lage        werden        die     114 und 16.

    wie aus     Fig.    5 ersichtlich,     umgekehrt    und  zwar     so,,dass    der     um,die        Dimensionen        7n        ver-          schdbene    Teil unten     links,    in     Fig.    5 in der an  grenzenden Blechlage gemäss     Fig.    3 unten  rechts liegt, und     die    gleiche wechselweise  Lage von der     obern    rechten Seite nach     der          obern    linken Seite     ergibt    sich für den Blech  schnitt 14.

   Die Blechschnitte 115 und 17 sind  an     beiden        Enden    gleich und     sind    in angren  zenden Lagen um die Strecke m gegeneinan  der verschoben, so dass sich zum Beispiel der       Blechsühnitt    1'5, welcher in der erstbeschrie-           benen    Lage in     F'ig.    3 voll ausgezogen ist;

    von den Punkten 18 und 19     am,    obern Ende  zu den Punkten     211.und        2,3'    am     untern    Ende  erstreckt, während in der zweiten     beschriebe-          neu    Lage mit gestrichelt angegebenen Blech  schnitten der mit 15 bezeichnete sich von den       Punkten    21 und     2'3    am     obern    Ende bis zu       den:        Punkten        l:8    und 19, am untern Ende er  streckt;

   :die     aufeinanderfd'Igenden    Lagen der  Blechschnitte 17 wechseln in der gleiche  Weise     miteinander    ab wie die     Blechschnitte     15, und     zwar    ist der     Blechschnitt    17 in seiner  untern Stellung in jener Lage, in welcher  sich der     Blechschnitt    15 in     seiner    höheren  Stellung befindet und     umgekehrt.     



  Die in     Fig.    6     .dargestellte    Anordnung von  Blechschnitten 24, 25, 26 und 27 ist im all  gemeinen gleich ,der in     Fig.    3 dargestellten,  wobei die     Blechschnitte    215. und     2'7    :den in       Fig.    4 gezeichneten und :die     Blechsdhnitte    24  und     2!G    :den in     Fig.    7 gezeichneten ent  sprechen;

   jedoch unterscheidet :sich der Blech  schnitt nach     Fig.    7 von dem in     Fig.    5 dar  gestellten dadurch,     dass    die Länge der     innern     Kante des Blechschnittes der vollen Breite       W    des Fensters entspricht und :

  die Stosskante  rechts über die Strecke m rechtwinklig zur  Blechlängsrichtung verläuft, so dass der ge  neigte Teil P an     beiden    Enden des.     B@lech-          schnittes    der     gleiche    ist und ferner gleich ist  der     Dimension    der     Dia@gonalkante    P des -in       Fig.    4     dargestellten        Blechschnittes.    Dank  .dieser Ausbildung der     obern    und untern       Blechschnitte,    welche die     Jodhe    des Kernes  bilden, wird die durch die :

  drei Ecken 19,  2'2 und. 23 in     Fig.    3     gebildete    kleine Lücke  beseitigt, und der Kern     besitzt    an :den Ecken  des     Fnsters    eine glatte     innere    Oberfläche.  



  Es ist zu bemerken,     :dass,    :die in     Fig.    3  und 6     därgestellten        Konstruktionen    so aus  gebildet sind,     dass,    obgleich die     aneinander-          t'        Kanten    der     B,le@che        ('Stossstellen)    in  den     verschiedenen    Blechlagen des     Kernes:

      zur  Erzielung der     Überlappungsverbindungen        au     den Ecken des Kernes gegeneinander versetzt  sind, die innern und äussern Kanten -der       Bledhschnittlagen    .miteinander ausgerichtet  sind, d. h.

       ,dass    die     innern    das     Fenster    bilden-    den Kanten der     Blechechnitten        bündig    lie  gen mit den     entsprechenden    Kanten der an  grenzenden Lagen .des     Magnetmaterials,    und  ferner .die äussern Kanten der     verschiedenen          Blechschnitte    !bündig miteinander liegen, so  ,da sich eine kompakte Konstruktion mit  minimalen     Abmessungen    für eine gegebene  Materialmenge ergibt.

   Diese Konstruktion  ermöglicht das Pressen des Kernes,<B>d.</B> h. bei  der Montage eine Pressung auf die     Kanten     der Bleche in den     Paketen        auszuüben,    .damit  :diese Kanten -der Bleche alle genau bündig       miteinander    zu liegen     Ikommen.       Da nun     Joche    über und unter dem       Fens:

  tier,    wie in     Fig.    6 dargestellt, eine Breite  von<I>N</I>     -f-   <I>m</I>     -ha'ben,    während die vertikalen       Kernteile    oder Wicklungsschenkel .des Kernes  eine Breite N haben,     so,dass    die     Joclhe    breiter  sind als die     Wicklungssehen'kel,    d. h. eine  grössere     Querschnittsfläche    haben     als,    .die       Wicklungsschenkel,        ist    die     Kraftliniendichte     in     :denselben    geringer.

   Diesen     Unterschied    in  der Breite -der     Bleche    kann .man     ,gewünsch-          tenfalls        verändern,    indem man anstatt des       dargestellten    Schnittwinkels von 45      zwi-          sch    :en     den        aneinä.nderstassenden    Enden der       Blechschnitte    und der     Längsrichtung    der       B.lechsohnitte,    d. h. also der Walzrichtung  der Bleche einen andern spitzen Winkel  wählt, und zwar :derart, dass praktisch kein       Querfluss,    eintritt.

   Der     Kraftfluss    wird dann  genau gleich, wie durch     ,die    Pfeillinien 11 in       Fig.    2     dargestellt,    den Linien     leichtester        Ma-          gnetisierung        folgen.     



  Auch wird durch, :das Abschneiden der an  einanderstossenden Kanten .der     Magnetbleche     zur Erzielung der in     Fig.    2, 3     und:    6 .darge  stellten     Winkelstösse    der     magnetische    Wider  stand     der        :Stösse    zwischen .einander angren  zenden Blechen     verringert,,da    die Länge der       aneinanderstossenden    Kanten im:     Verhältnis     von     @/2    zu 1 gegenüber den in     Fig.    1 dar  gestellten rechtwinklig geschnittenen Blechen  vergrössert wird.

   Diese Vergrösserung der  Länge der     aneinanderstossenden    Kanten zwi  schen     aneinandergrenzenden        Teilen    bewirkt  eine entsprechende Verringerung der Kraft-           liniendichte    an der     :

  Stossstelle.    Durch diese  Verringerung     Üesmagnetischen    Widerstan  des im     Luftspalt    de diagonalen     Überlap-          pungsstosses    nach     Fig.    3 und 6 wird eine     be-          träehtliche        Erhöhung    der Wirksamkeit     des          Kernes    am Luftspalt im     Vergleich    zu einem  Kern mit dem     üblichen        Überlappungsstössen          bewirkt.     



  In     Fig.    8 ist eine Anordnung von Blech  schnitten für die     Herstellung        eines        Kerncis     mit .drei     Schenkelur        dargestellt,        wie    sie     ge-          wöhaliGh!    bei     Drekstromtransformatoren    be  nützt wird.

   Der mittlere     Schenkel        32i    ist aus       Blechschnitten    32' mit :dem in     Fig.    9 Darge  stellten     Umriss    und die     äussern        ,Schenkel    33  und 34 sind aus Blechschnitten 313' mit dem  in     Fig.        1ss        dargestellten    Umriss zusammen  gesetzt, während die Jochteile 35, 36, 3'7 und       38:

      aus     Blechschnitten        M',    36' ,der in     Fig.    11  und     12!        ,dargestellten    Form     zusammengesetzt     sind.

   Die Blechschnitte der äussern     Schenkel-          teile        3'3    und 34     ändern    ihre Stellung in     vpr-          schiede:nen    Lagen     des    Kernes     abwechselnd     in der gleichen     Weise    wie die     Blechschnitte     15 und 17 der beiden äussern     :

  Schenkel    nach       Fig.    3, indem sie     sich    von den Punkten 2-1  und 23 oben zu den Punkten<B>A</B> und 19 unten  in einer Lage     erstrecken,    wie für den Schen  kel 34 voll ausgezogen     :

  dargestellt,    und in       -der        benachbarten    Lage von den Punkten 18  und     119,        ofben    zu den Punkten 21 und 23  unten, wie für den     'Schenkel    34 in     Fig.    8       gestrichelt        dargestellt.    Die äussern Kanten des       Schenkels   <B>312</B> sowie die innere     Kante    der  Schenkel 313 und 34 sind um m länger als  die rechteckigen Fenster     des        Kernes,    und  zwar sind bei     :

  den        Schnitten    3,2' die Ecken 42  an jeder Kante um     die    Dimension m in       Länbm#-chtung    über die Ecke 41 an der gegen  überliegenden Seite     !hin    vorgeschoben. Die  Neigung der Kanten von den. Ecken 41 und  42 an den Stellen     43    an den Enden des       Schenkels    32 beträgt     45     zur     Längsrichtung     des     Schenkels    3:2'.

   Dadurch,     .dass,    der     Scheu-          kel        3@2    im Kern so eingebaut     ist,,da3    immer       abwechselnd    eine andere Seite oben liegt;

    wechselt der Endpunkt 43 seine Stellung zwi  schen 43 und     44,    wie in     Fig.    8     dargestellt,       und die Punkte 41     und    42     versehie'ben        sich,          seitlich.    Der     Pukt    41 fällt mit der Ecke des       Fensters;    zusammen und der Punkt 42 liegt  im Abstand von m über     bzw.    unter demsel  ben.

   Wie aus     Fig.   <B>11</B> und     1'2    ersichtlich, wer  den,     für,die        Joche    zwei     verschieden    geformte       Blechschnitte    3,5', 36'     erforderlich,    welche ab  wechselnd auf beiden     'Seiten.    verlegt sind.

    Zum     Beispiel    ist der in,     Fig.    11 :dargestellte  Blechschnitt     3:5!    bei 37     und:    36 in     Fig.    8  voll ausgezogen, und der in     Fig.    1:2     Uarge-          stellte        Blechschnitt    36' ist bei<B>36</B> und 38 in       Fig.    8 voll ausgezogen..

   In :den Stellungen der  angrenzenden Lage sind die Relativstellungen  der     Blechschnitte        umgekehrt,    so dass .der       Blechsdhnitt    nach:     Fig.    11 wie gestrichelt an  gedeutet bei 35 und 38 und der     Blechschnitt     in     Fig.    12. wie     gestrichelt    angedeutet bei 37  und 36 liegt.

   Gemäss     Fig.    12     hat,der    Blech  schnitt an     seiner    Innenseite :die     gleiche     Länge W wie die Breite des     Fensters,    und  ,die an die angrenzenden     Blechschnitte    in der  gleichen Lage anstossenden Kanten gehen  aussen am Kern von der     innern    Ecke des       Fensters    nach auswärts nach einem um die  Strecke m gegen :die Ecke des     Blechschnittes          oder    des Kernes     verschobenen    Punkt.

   Die  innere Kante des in     Fig.    11     dargestellten          Bleche,chnittes    hat eine Länge von     W-2m,     so     dass    im der in     F'ig.    8 voll     ausgezogenen          Stellung    als Jochteil 37 und 36 :die beiden  innern Ecken um .die     Strecke    m gegenüber  den Ecken des Fensters .gegeneinander     ver-          echobensind,    und :

  die an den     Blechschnitt    des  angrenzenden äussern     Schenkels        3ss,    34 an  stossende Kante in der     gleichen    Lage von  ihrem     verschaben.en    Punkt zur äussern     Eoke     211 des     Kernes    geht.  



  In voll ausgezogenen Linien in     Fig.    8  ist der     Blechschnitt    des äussern Schenkelteils  <B>3</B>3 in seiner untern Stellung     .dargestellt,    in  welcher er     von    den Punkten 18 und 19, oben  zu den     Punkten    21 und 23     unten    reicht, wäh  rend der     Blechschnitt        :des    Schenkels     34    in  seiner     obern    Stellung von den     Punkten    21  und     2,3,    oben zu den     Punkten    19     und        1'8:

      unten  reicht, und     .der    Schnitt des     mittleren    Schen  kels 32' sich in einer Stellung befindet, in           welcher    .die     Ecken        42,    oben rechts und unten  links von     ,demselben    und .die Ecken     441    oben  links und unten     rechts    von     demselben    lie  gen, wie aus     Fig,

       &  und 9     ersichtlich.    Auch  ist der in     Fig.    11     dargestellte        Blechschnitt     in der voll ausgezogenen Stellung in     F'ig.    8  als unten links vom Fenster und. oben rechts  vom Fensterdargestellt, während der in       Fig.    12 .dargestellte Blechschnitt als oben  links vom Fenster und unten rechts vom  Fensterdargestellt ist.

   In der Lage der       Blechschnitte,        deren,        anstossende    Kanten     ge-          striehelt    dargestellt sind, sind die     Stellungen     der     verschiedenen        Blechschnitte    gegenüber  den voll ausgezogenen Stellungen verschoben,  und zwar ist der     Bilechsehnitt    im Schenkel       33    in der obern Stellung und der     Blechschnitt     im     Schenkel        34    in seiner untern Stellung     ge-          zeiehnet,

      während im mittleren     Schenkel    32  die Stellung des     Blechschnittes        umgekehrt     ist, so     dass    die in     Fig.    9,     dargestellten    End  punkte 43 in     Fig.    8 die Stellungen 44 ein  nehmen und die Ecken 42 sich im     Fig.    8 ge  sehen in der     -obern    linken und der untern       rechten,    Ecke des     Blechsehmittes    befinden.

    In gleicher Weise sind die Stellungen der  in     F'ig.    11 und 12 dargestellten Blechschnitte  umgekehrt, und zwar ist der Blechschnitt  nach     F'ig.    11     gestrichelt    unter .dem rechten  Fenster und über dem linken Fenster und der  Blechschnitt nach     Fig.    12 gestrichelt unter  dem linken Fenster und über dem rechten  Fenster dargestellt.

   Dank dieser Ausbildung  der den Kern     bildenden    wechselnden Lagen  von     Blec\hs!chnitten    ergibt sich eine Anord  nung, in welcher die verschiedenen verwen  deten Bleche so im Kerngebilde angeordnet  sind, dass der     Kraftlinienfluss    in     Längsrie-h-          tung    der Teile 'bis zur     anstossenden.    Kante  des nächsten     benaehbarten    Teils in der glei  chen Lage von     Blechschnitten    des Kernes  verläuft, und die     aneinanderstossenden    Kan  ten der Blechschnitte in     aneinandergrenzen-          den:

      Lagen gegeneinander versetzt sind, um  bei .den Ecken der Fenster eine diagonale       Überlappung    in ähnlicher Weise wie bei     den     Anordnungen     nach        Fig.        3,    und 4 zu bilden.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Elektrischer Apparat mit einem Magnet kern zeit wenigstens ein rechteckiges Fen ster bildenden Schenkeln und Jochen, welche aus magnetischen Blechpaketen gebildet sind, die aus, .Stahlble-chen bestehen, die in. der Walzrichtung eine grössere Permeabilität und geringere Wattverluste als in andern Rich tungen haben, dadurch gekennzeichnet,
    .dass die aneinanderstossenden Enden der Blech schnitte unter .einem spitzen Winkel zur Längsrichtung der Schnitte und damit der Walzrichtung ,der Bleche liegen und in einer Blechlage ;gegenüber den aneinanderstossen- den Enden der Blechschnitte in einer benach barten Blechlage versetzt sind, so,dass Ü'ber- lappungen entstehen.
    UNTERANSPRüCHE: 1. Elektrischer Apparat nach Patentan- spruch,dadurc11 gekennzeichnet, dass- der ge- nannte spitze Winkel 44Y beträgt.
    2. Elektrischer Apparat nach Patentan- s.pruch und Unteranspruch<B>1,</B> dadurch ge- kennzeichnet, dass das eine Ende einer Blech lage in einem Joch sich von einem ;
    gegenüber der äussern Ecke des Kernes versetzten Punkt nach der innern Ecke des, Fensters und das andere Ende dieser Blechlage von der äussern Ecke des. Kernes nach einem gegenüber der innern Ecke ,des Fensters versetzten Punkt erstreckt, und diese Anordnung in der be- nmh\barten Blechlage zur Erzielung der Überdappung ;gleich ist, aber die Enden der Blechlage vertauscht sind.
    31. Elektrischer Apparat nach Patentan spruch und Unteransprüchen 1 und 2, da durch gekennzeichnet, dass; die innern Kanten der die Längsseite des Fensters bildenden Bleche von grösserer Länge sind als .die Länge des, Fensters und dass:
    zwei aufeinanderlie- gende solche Bleche so angeordnet sind, dass die innere Kante des Bleches der einen Blech lage an der einen innern Ecke des Fensters beginnt, während diese Kante des Bleehes in ,der benachbarten Blechlage in der andern innern Fensterecke beginnt. 1. Elektrischer Apparat nach. Patentan spruch und Unteransprüchen 1, 2 und:
    3, bei welchem der Magnetkern drei Wicklungs schenkel und die Enden. derselben verbin- dende Jochteile zur Bildung zweier reeht- ecki:
    ger Fenster aufweist, dadurch b kenu- zeichnet, dass die Länge der innern ganten einiger die Joche bildender Blechschnitte gleich .der Breite der Fenster und die Länge -der innern ganten anderer die Joche bilden der Bleehsehnitte <RTI
    ID="0008.0033"> (3i5') kürzer als die Breite (W),der Fenster ist, und dassdiese verschie- .denen Bdechs.chuitte in benachbarten Blech lagen bezüglich Anordnung gegenseitig ver tauscht sind, um einte Überlappung der Blechschnitte in -benachbarten Lagen zu er zielen.
CH257843D 1941-01-29 1946-01-26 Elektrischer Apparat mit einem Magnetkern. CH257843A (de)

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