Eisenkern für Transformatoren u. dgl. Gegenstand der Erfindung ist
ein aus verschiedenen geteilten magnetischen Kreisen bestehender Eisenkern für ein-
oder mehrphasige Transformatoren, Drosseln u. dgl., insbesondere für Großtransformatoren,
die im betriebsfertigen Zustand auf der Eisenbahn verfahrbar sind. Bekannt sind
Eisenkerne, bei denen mehrere Kernrahmen vorgesehen sind, wobei der oder die inneren
Kernrahmen von einem oder mehreren äußeren Rahmen umschlossen werden. Bei diesen
Kernen, die in der Praxis als Rahmenkerne bezeichnet werden, tritt eine ungleichmäßige
Feldverteilung auf, weil die Länge des magnetischen Pfades in den einzelnen magnetischen
Kreisen verschieden groß ist. Außerdem setzt sich das wirksame Feld für eine jede
Phase aus verschiedenen phasenverschobenen Feldkomponenten zusammen. Dies hat zur
Folge, daß der aktive Kernquerschnitt nicht voll ausgenutzt werden kann. Wegen der
Ungleichmäßigkeit des Feldes ergeben sich ferner auch höhere Verluste als bei einem
Vollkern und wegen der teilweise vom Feld durchsetzten Luftstrecken zwischen den
einzelnen magnetischen Kreisen auch ein höherer Magnetisierungsbedarf.Iron core for transformers and the like is the subject of the invention
an iron core consisting of different divided magnetic circles for one
or multi-phase transformers, chokes and the like, especially for large transformers,
which can be moved on the railroad when ready for operation. Are known
Iron cores, in which several core frames are provided, with the one or more inner
Core frames are enclosed by one or more outer frames. With these
Cores, which in practice are referred to as frame cores, occurs unevenly
Field distribution due to the length of the magnetic path in each magnetic
Circles is of different sizes. In addition, the effective field is set for each one
Phase composed of different phase-shifted field components. This has to
The result is that the active core cross-section cannot be fully utilized. Because of the
Irregularity of the field also results in higher losses than with one
Solid core and because of the air gaps between the
individual magnetic circuits also have a higher magnetization requirement.
Die gleichen Nachteile treten bei den für Großtransformatoren bekannten
Rahmenkernen aus Teilrahmen verschiedener Form mit j e hälftig um 90° nach der Außenseite
umgebogenen Jochblechen auf.The same disadvantages occur with those known for large transformers
Frame cores made of partial frames of different shapes, each half at 90 ° to the outside
bent yoke plates on.
Vermieden sind diese Verluste bei einer bekannten Kernbauart mit mehreren
gleichartigen hintereinandergesetzten Teilkernen, die durch parallel zur Fensterebene
verlaufende Luftschlitze voneinander getrennt sind. Durch die hierbei erzielte gleichmäßige
Flußverteilung können erhöhte Eisenverluste nicht auftreten. Da die für ein leichtes
Einbringen der Jochbleche noch als geeignet anzusehende maximale Jochblechbreite
zugleich die maximale Breite der Bleche im Kernschenkel bestimmt, ergeben sich bei
größeren Schenkelquerschnitten von der anzustrebenden Kreisform der Spule stark
abweichende ungünstige Wicklungskörper, die die Beherrschung der Kurzschlußkräfte
erschweren.These losses are avoided in a known core design with several
similar partial cores placed one behind the other, which are parallel to the window plane
running louvers are separated from each other. Due to the uniformity achieved in this way
Flux distribution, increased iron losses cannot occur. Because it's easy
Bringing in the yoke plates can still be regarded as suitable maximum yoke plate width
at the same time determines the maximum width of the metal sheets in the core leg, result from
larger leg cross-sections of the desired circular shape of the coil
deviating unfavorable winding body, which the control of the short-circuit forces
make more difficult.
Aufgabe der Erfindung ist es, vorgenannte Mängel zu beseitigen, ohne
dabei auf die Vorteile der Aufteilung des gesamten Kernquerschnitts auf verschiedene
magnetische Kreise verzichten zu müssen.The object of the invention is to eliminate the aforementioned deficiencies without
in doing so, the advantages of dividing the entire core cross-section into different ones
To have to do without magnetic circles.
Bei einem Eisenkern, der aus mehreren durch je eine Bolzenreihe verspannten
Teilrahmen aufgebaut ist, deren Schenkel wie bei den Rahmenkernen in Fensterebene
nebeneinanderliegen, wird gemäß der Erfindung dies dadurch erreicht, daß mehrere
gleichartige Kernrahmen, deren Joche in für sich bekannter Weise je hälftig um 90°
nach der Seite ausgebogen sind, so ineinandergesetzt sind, daß die einzelnen zusammengehörigen
Schenkel der Teilrahmen in Richtung der Fensterebene nebeneinander, jedoch in der
Schenkelaehsrichtung gegeneinander verschoben angebracht sind, so da.ß die Joche
der Teilrahmen untereinander zu liegen kommen. Da die einzelnen zum Kernaufbau verwendeten
Teilrahmen einander völlig gleich sind,- herrschen in ihnen auch die gleichen magnetischen
Verhältnisse, und zwar wie in einem Vollkern, der bekanntlich den bisherigen Rahmenkernen
hinsichtlich der Verluste überlegen ist. Infolge der Verwendung von lauter gleichartigen
Kernrahmen wird der Blechzuschnitt einfach und die dafür sowie für die Kernschichtung
erforderliche Zeit derart verkürzt, daß das an sich etwas teuere Ausbiegen der Jochbleche
sich nicht nachteilig auf die Gesamtkernkosten auswirkt.In the case of an iron core, which is braced from several by one row of bolts each
Part of the frame is built up, the legs of which are in the window plane as in the case of the frame cores
are side by side, this is achieved according to the invention in that several
similar core frames, the yokes of which in a manner known per se, each half by 90 °
are bent to the side, are nested so that the individual belong together
Legs of the subframes in the direction of the window plane side by side, but in the
Schenkelaehsrichtung are attached shifted against each other, so that the yokes
the subframes come to lie one below the other. As the individual used to build the core
Subframes are completely identical to each other - the same magnetic rules also prevail in them
Relationships, as in a full core, which is known to the previous frame cores
is superior in terms of losses. As a result of the use of nothing but similar
In the core frame, sheet metal cutting becomes easy, as is the core frame and core layering
required time shortened so that the bending of the yoke plates, which is somewhat expensive in itself
does not adversely affect the overall core cost.
An Hand der Zeichnung, die in Fig. 1 den beispielsweisen Aufbau eines
aus drei Rahmen bestehenden Dreischenkelkerns gemäß der Erfindung schematisch in
Seitenansicht in, aus Gründen der Übersichtlichkeit etwas auseinandergezogener Darstellung
und in Fig. 2 in Stirnansicht zeigt, soll die Erfindung näher erläutert werden:
Mit 1, 2, 3 sind die je dreischenkligen Kernrahmen bezeichnet, die zum Aufbau des
Dreischenkelkerns benötigt werden. Diese sind in ihren Längsabmessungen gleichartig
ausgeführt und unterscheiden sich eventuell nur in der Blechschichtungshöhe, wenn
man, wie im gezeichneten Ausführungsbeispiel, den Schenkelquerschnitt dem Kreisquerschnitt
nähert.With reference to the drawing, which in Fig. 1 shows the exemplary structure of a
Three-leg core consisting of three frames according to the invention is shown schematically in FIG
Side view in a somewhat exploded view for the sake of clarity
and in Fig. 2 in an end view, the invention is to be explained in more detail:
With 1, 2, 3, the three-legged core frame are referred to, which are used to build the
Three-leg core are required. These are similar in their longitudinal dimensions
executed and may only differ in the sheet metal layer height, if
one, as in the illustrated embodiment, the leg cross-section the circular cross-section
approaching.
Die Joche 10, 20, 30 der einzelnen Kernrahmen sind, wie dies
für die Kernbauhöhenerniedrigung bereits vorgeschlagen wurde, hälftig um 90° nach
außen abgebogen. Dadurch kommen die äußeren Jochbleche horizontal zu liegen. Die
zusammengehörigen Schenkel, z. B. 11, 12, 13, der drei Kernrahmen 1, 2, 3
sind
aneinandergefügt und liegen längsseitig gegebenenfalls unter Einhaltung von Luft-
oder Kühlkanälen aneinander an. Damit sich die Joche der drei Rahmen nicht stören,
sind die drei Rahmen in der Höhe je um die Jochhöhe gegeneinander verschoben, wodurch
die Joche 20 des Rahmens 2 unter die Joche 10 des Rahmens ?. zu liegen kommen und
weiter die Jochteile 30 des Rahmens 3 unter die Jochteile des Rahmens 2. Da die
Joche der einzelnen Rahmen nach außen umgebogen sind und somit an den Kernschenkeln
vorbeilaufen, stören sie sich gegenseitig nicht. Beim Kernaufbau wird man vorteilhaft
so vorgehen, daß man zuerst die einzelnen zusammengehörigen Schenkelteile der drei
Rahmen aneinanderfügt und sie gegeneinander um die jeweilige Jochhöhe verschiebt.
Sodann werden die äußeren horizontal liegenden Jochbleche in bekannter Weise in
die umgebogenen Jochteile 100, 200, 300 eingeschachtelt bzw. sonstwie magnetisch
mit diesen herausgebogenen Jochstücken gekuppelt. Selbstverständlich läßt sich der
für einen dreischenkligen Kern beschriebene Aufbau genauso einfach bei Zwei- und
Mehrschenkelkernen sowie bei mehr oder weniger als drei Rahmen in gleicher Weise
durchführen. Ebenso ist es möglich, an Stelle der gewöhnlichen siliciumlegierten
Eisenbleche zum Kern-Aufbau sogenannte kaltgewalzte Bleche mit bevorzugter Walzrichtung
allein oder in bereits vorgeschlagener Mischung und Anordnung mit gewöhnlichen siliciumlegierten
Eisenblechen verwenden.The yokes 10, 20, 30 of the individual core frames are, as has already been proposed for lowering the core height, half bent outwards by 90 °. As a result, the outer yoke plates come to lie horizontally. The related legs, z. B. 11, 12, 13, of the three core frames 1, 2, 3 are joined together and, if necessary, rest against one another along the longitudinal side, while maintaining air or cooling channels. So that the yokes of the three frames do not interfere with each other, the height of the three frames are shifted relative to one another by the yoke height, whereby the yokes 20 of the frame 2 are below the yokes 10 of the frame? come to rest and further the yoke parts 30 of the frame 3 under the yoke parts of the frame 2. Since the yokes of the individual frames are bent outwards and thus run past the core legs, they do not interfere with one another. When building up the core, it will be advantageous to proceed in such a way that the individual leg parts of the three frames that belong together are first joined together and they are shifted against one another by the respective yoke height. Then the outer horizontally lying yoke plates are nested in the bent yoke parts 100, 200, 300 in a known manner or otherwise magnetically coupled to these bent out yoke pieces. Of course, the structure described for a three-legged core can be carried out just as easily with two-legged and multi-legged cores and with more or less than three frames in the same way. It is also possible, instead of the usual silicon-alloyed iron sheets, to use so-called cold-rolled sheets with a preferred rolling direction alone or in the previously proposed mixture and arrangement with conventional silicon-alloyed iron sheets for the core structure.