DE1042743B - Schichtkern mit schraeg gestossenen Aussenschenkeln fuer Drei- und Mehrschenkel-transformatoren, Drosselspulen u. dgl. - Google Patents

Description

• Schichtkern mit schräg gestoßenen Außenschenkeln für Drei- und Mehrschenkeltransformatoren, Drosselspulen u. dgl. Es ist heute üblich, für geschichtete Eisenkerne von Transformatoren, Drosselspulen u. dgl. Werkstoffe mit magnetischer Vorzugsrichtung, insbesondere kaltgewalzte Siliziumbleche zu verwenden. Solche Schichtkerne ermöglichen für einen bestimmten Magnetisierungsstrom, d. h. für eine gegebene Feldstärke die Anwendung höherer magnetischer Induktionen, so daß auf diese Weise eine Gewichtsverminderung zu erzielen ist. Die Verwendung solcher hochwertigen Bleche ist jedoch an bestimmte Voraussetzungen gebunden, da die hochgezüchteten magnetischen Eigenschaften natürlich nur bei Verwendung der Bleche in Walzrichtung gelten, während quer zur Walzrichtung nur mittlere Werte vorliegen. Die ideale Kernform für Bleche mit magnetischer Vorzugsrichtung stellt der Bandringkern dar, dessen Anwendung jedoch auf kleinere Einheiten beschränkt ist, weil einmal der Aufbau der Wicklung Schwierigkeiten macht und andererseits der Füllfaktor kleiner ist als bei den üblichen Kernen in Rechteckform.
• Es ist bekannt, daß bei den bisher verwendeten Kernen mit stumpf gestoßenen Lamellen aus gestanztem oder geschnittenem Blech der Einfluß der Stoßfugen eine Verschlechterung der Magnetisierungskurve zur Folge hat, was auch durch wechselseitige Überlappung der Bleche nicht grundsätzlich vermeidbar ist. Man ist daher bestrebt, bei Kernen aus kornorientiertem Blech die einzelnen Lamellen mit einer schräg verlaufenden 45° Stoßfuge so zu schichten, daß die Walzrichtung mit der Richtung des magnetischen Kraftflusses zusammenfällt. Diese Ausführung hat jedoch den Nachteil, daß eine Überlappung der Stoßstellen durch spiegelbildliche Schichtung nicht möglich ist und daher der Kern selbst keinen mechanischen Zusammenhalt hat. Zur Vermeidung dieses Nachteiles erfolgt daher der Kernaufbau in der Weise, daß durch Verschiebung oder Umwendung einzelner Lamellen jeder Schichtlage an den Kernecken eine Überlappung der 45°-Stoßfuge erfolgt. Die Verschiebung bedingt jedoch eine Verlängerung des aktiven Querschnittes und eine Jocherhöhung. Andere Vorschläge gehen dahin, an den Kernecken zwei oder mehr voneinander verschiedene Richtungen des Verlaufes der Übertrittskanten für die magnetischen Kraftlinien zu schaffen. Diese Übertrittskanten können dabei geradlinig sein oder von einer Geraden abweichen und beispielsweise in Zickzackform oder wellenlinienförmig verlaufen. Um die senkrecht zur Flußrichtung liegende Stoßfuge zu vermeiden, ist es ferner bekannt, die Schenkellamellen unter einem Winkel von 90° oder trapezförmig anzuspitzen und an die Jochbleche anzuschließen.
• Alle diese Vorgänge verringern zwar mehr oder weniger den Einfluß der Stoßfugen auf die Magnetisierungskurve. Die mögliche Verbesserung wird jedoch immer erkauft mit erheblichem Blechverschnitt und unter Anwendung komplizierter Schnittwerkzeuge.
• Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, einen Blechschnitt zu wählen, der es gestattet, die für einen Drei- oder Mehrschenkelkern benötigten Bleche aus Tafeln oder auch aus einem fortlaufenden Streifen, in welcher Form das kornorientierte Blech meistens geliefert wird, ohne Abfall zu stanzen und gleichzeitig besonders gute Eigenschaften für den geschichteten Kern zu erreichen. Es kommt bei der Schichtung eines Drei- oder Mehrschenkelkernes nicht nur darauf an, die Innenschenkel in magnetischer Hinsicht befriedigend anzuschließen, sondern auch ebenso eine magnetisch einwandfreie Verbindung zwischen den Außenschenkeln zu erreichen. Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Innenschenkel mit der einen Schmalseite stumpf an das Joch anstoßen, mit der anderen schräg geschnittenen Schmalseite in das Joch hineinragen, wobei die Schichtung so erfolgt, daß nur in jeder vierten Lage die Innenschenkel deckungsgleich liegen und in jeder zweiten Lage über mindestens drei Schenkel durchgehende Jochbleche vorhanden sind.
• Nach den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen zeigt Fig. 1 den Schnittplan und die Fig. 2a bis 2d den Schichtplan für einen dreischenkligen Transformator. In Fig.3 ist eine Schichtlage eines Vierschenkelkernes dargestellt. Wie an sich bekannt, ist für die Außenschenkel A ein Blechschnitt mit schrägen Stoßfugen vorgesehen. Wie bei den bekannten Schnitten sind die Stoßfugen B als Winkelschnitt gegen die Diagonale C parallel verschoben und in die Verlängerung D einer Fensterseite abgewinkelt. Diese Parallelverschiebung der Stoßfugen erfolgt in jeder Schichtlage stets in nur einer Richtung, und man erhält durch diese Maßnahme ohne Jocherhöhung und Vergrößerung der aktiven Länge bei einer zyklischen Umwendung jeweils aufeinanderfolgender Schichten um ihre Hauptachsen x-x und y-y eine einwandfreie Überlappung an den Kernecken. Auf die gleichgerichtete Parallelverschiebung kann man natürlich auch verzichten, wenn man die zyklische Umwendung der Blechschichten so vornimmt, daß auch in diesem Fall eine Überlappung an den Stoßfugen erfolgt. Man kann dann von Schicht zu Schicht fortlaufend, z. B. zunächst um zwei, anschließend um eine Achse usf., oder aber in umgekehrter Reihenfolge die Umwendung vornehmen. Bei dem in Fig.2 dargestellten Schichtplan erhält man - von Fig. 2a ausgehend - die folgende Lage 2b durch Umwendung der Blechschicht um die x-x-Achse. Aus Lage Fig.2b erhält man die Lage Fig. 2c durch Umwendung um zwei Achsen, nämlich um die -,r-x-Achse und _1,-y-Achse. Die Lage 2d erhält man wiederum aus 2c durch Umklappung um die x-x-Achse. Darüber hinaus läßt der Schnittplan nach Fig. 1 erkennen, daß die einzelnen Lamellen ohne jeden Stanzabfall aus einem fortlaufenden Streifen zu schneiden sind. Der Schnitt für den Innenschenkel ist innerhalb des gesamten Schnittplanes so gewählt, daß für den Übergang der Kraftlinien nur zwei Stoßfugen E mit senkrecht zum Fluß verlaufender Richtung erforderlich sind. Um innerhalb jeder Schichtlage jeweils zwei Schenkel magnetisch zu bevorzugen, ist ein Jochblech F vorgesehen, welches mindestens drei Schenkel überdeckt.
• Wie ein Vergleich der vier aufeinanderfolgenden Blechschichten gemäß Fig.2a bis 2d erkennen läßt, wird an jeder Stoßstelle eine einwandfreie Überlappung erreicht, bei jeweils gleichzeitiger magnetischer Bevorzugung von zwei Schenkeln. Man erhält damit eine optimale Ausnutzung der guten Eigenschaften kaltgewalzter Siliziumbleche, -wie sie mit üblichen Schnitten nicht zu erreichen ist. Bei Vier- und 'Iehrschenkelkernen wird man die Anordnung so treffen, daß man entweder in jeder Schichtlage ein Jochblech alle vier oder mehr Schenkel überdecken läßt oder daß im einen Joch drei und im anderen Joch ebenfalls mindestens drei Schenkel überdeckt werden. Dieser Kernaufbau ist in Fig. 3 und 4 dargestellt.

Claims (3)

1. PATENTANSPROCHE: 1. Schichtkern mit schräg gestoßenen Außenschenkeln für Drei- und Mehrschenkeltransformatoren, Drosselspulen u. dgl. aus Blechen mit magnetischer Vorzugsrichtung in zyklischer Schichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenschenkel mit der einen Schmalseite stumpf an das Joch anstoßen, mit der anderen, schräg geschnittenen Schmalseite in das Joch hineinragen, wobei die Schichtung so erfolgt, d-aß nur in jeder vierten Lage die Innenschenkel deckungsgleich liegen und in jeder zweiten Lage über mindestens drei Schenkel durchgehende Jochbleche vorhanden sind.
2. 2. Schichtkern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßfugen jeder Kernecke gegen, deren Diagonale in an sich bekannter Weise parallel verschoben, und, in die Verlängerung einer Fensterseite abgewinkelt sind.
3. 3. Schichtkern nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die Parallelverschiebung der Stoßfugen in jeder Schichtlage in nur einer Richtung erfolgt. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrirften Nr. 2579578, 2300964, 2 407 625, 2 407 626, 2 467 823, 2 407 688.