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Spaltkern für Transformatoren
Spaltkerne oder auch Rahmenkerne für Transformatoren, Drosselspulen od. dgl. sind bekanntlich Kerne, die einen Spalt in der Längsrichtung der einzelnen Kernteile senkrecht zur Blechebene aufweisen. Diese Kerne finden insbesondere im Grosstransformatorenbau aus herstellungstechnischen, mechanischen, magnetischen und kühlungstechnischen Gründen Anwendung. In magnetischer Beziehung ergeben sich hiebei insbesondere Schwierigkeiten bei dem Anschluss der Mittelschenkel an das gespaltene Joch.
Der magnetische Fluss aus den1fittelschenkelnmuss dabei über den Jochspalt geführt werden. Aus diesem Grunde sind schon verschiedentlich Lösungen bekanntgeworden, um dies möglichst günstig zu erreichen.
Deshalb wurden an den Enden der Mittelschenkel Einlagen in Gestalt von Vielecken, beispielsweise Vierecke oder Sechsecke verwendet, die den Jochspalt überbrücken. Dies ergibt aber an den Einlagestücken selbst stumpfe Stossfugen, die den ganzen Kern durchsetzen und so einen Luftspalteinfluss im Kern ergeben. Ausserdem bereitet der mechanische Zusammenhalt eines solchen Kernes beträchtliche Schwierigkeiten. Abgesehen davon müssen auch noch die besonderen Verhältnisse bei der Verwendung des im Transformatorenbau heutzutage üblichen vorzugsgerichteten Kernmaterials besondere Beachtung finden.
Auch hier ist die Lösung mit Einlegestücken nicht immer günstig, da häufig Querflüsse in bezug auf die Vorzugsrichtung nicht zu vermeiden sind und so erhöhte Verluste auftreten.
Ferner sind bereits Rahmenkerne bekannt, bei denen das eine der beiden die Fenster begrenzenden Bleche des Mittelschenkels sich bis zum Aussenrand des äusseren Jochrahmens erstreckt. Dadurch wird aber sowohl der Aussenjochrahmen als auch der Innenjochrahmen durchbrochen und jedes Jochblech des Aussenjochrahmens besitzt zwei Stossfugen. Ragen beide Bleche des Mittelschenkels bis zum Kühlschlitz in das Joch hinein, so besitzt der Innenjochrahmen in jeder Lage pro Joch drei Stossstellen. Ausserdem muss der mit den beiden Aussenschenkeln verkettete Fuss nicht nur diese Stossfugen überwinden, sondern auch bei der Verwendung von kaltgewalztem Blech mit magnetischer Vorzugsrichtung quer zu dieser Vorzugsrichtung über die in das Joch hineinragenden Teile des Mittelschenkels fliessen.
Insgesamt gesehen bieten sich also dem über die Aussenschenkel gehenden Fluss erhebliche magnetische Widerstände, die letzten Endes die elektrischen Eigenschaften eines solchen Transformators ungünstig beeinflussen. Herstellungstechnisch erfordert ein solcher Schnitt eine Vielzahl von verschiedenartigen Blechstücken. wodurchsowohl die Herstellung der Blechstücke selbst, als auch das Zusammenlegen des Kernes sehr unwirtschaftlich wird.
Alle diese Nachteile werden bei einem Spaltkern für Transformatoren, Drosselspulen od. dgl. unter Verwendung eines Kernmaterials mit einer magnetischen Vorzugsrichtung in der Längsrichtung der einzelnen Kernteile erfindungsgemäss dadurch vermieden, dass durch wechselseitiges Schichten in bezug auf die Mittelschenkel vier nicht deckungsgleiche Blechlagen entstehen, wobei im äusseren Jochrahmen bei vier aufeinander folgenden Lagen sechs durchgehende Jochbleche, im inneren Jochrahmen vier durchgehende jochbleche vorhanuen sind, und dass dieser Kernaufbau durch folgende in beliebiger Reihenfolge anwendbare Blechlagen für den Mittelschenkel entsteht :
1.
Der Mittelschenkel wird stumpf an die Jochinnenseite des oberen Joches angestossen und ragt spitz unter einem Winkel von etwa 45 Grad zur Jochlängsachse in den äusseren Jochrahmen bis zur Jochaussenseite hinein (Fig. 1),
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2. derselbe Blechschnitt wie unter 1. wird spiegelbildlich zur Querachse des Kernes gelegt (Fig. 2),
3. der Mittelschenkel wird stumpf an die untere Jochinnenseite und an die obere Innenseite und an die obere Innenseite des äusseren Jochrahmens angestossen (Fig. 3),
4. derselbe Blechschnitt wie unter 3., jedoch spiegelbildlich zur Kernquerachse (Fig. 4).
Mit Hilfe der erfindungsgemässen Ausführung eines Kernes, bei dem die Überdeckung des Jochspal- tes durch die Ausbildung vier verschiedener, nicht deckungsgleicher Blechlagen erfolgt, werden die magnetischen Verhältnisse gegenüber den bekannten Ausführungen mit Einlagen od. dgl. wesentlich verbessert, insbesondere im Hinblick auf die Verwendung von vorzugsgerichtetem Blech. Die Verluste eines solchen Kernes gehen ebenfalls erheblich zurück. Ausserdem ist der mechanische Zusammenhalt wesentlich besser, wodurch letzten Endes auch eine Verminderung der Geräuschbildung möglich ist. Schliesslich wird noch eine wesentliche Vereinfachung der Herstellung erzielt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt. Dort ist der Schichtplan eines Dreischenkelkernes gezeichnet, der in bezug auf den Mittelschenkel aus vier verschiedenartigen Lagen besteht. Fig. 1 stellt die erste Lage dar, bei der der Mittelschenkel am oberen Joch auf der Innenseite stumpf angestossen ist, jedoch auf der unteren Jochseite in den äusseren Jochrahmen beiderseits unter etwa 45 Grad zur Jochlängsachse hineinragt. Dadurch ergeben sich für das vorzugsgerichtete Blech möglichst wenig Umlenkungsverluste, wenn die Vorzugsrichtung in der Längsrichtung der Joche und Schenkel liegt. Die umgekehrte Schichtung ist in Fig. 2 dargestellt, die als zweite Lage dienen soll.
Die in der Fig. 3 gezeichnete dritte Lage zeigt einen Mittelschenkel, der an beiden Enden gerade verläuft. Das untere Ende ist stumpf an die Jochinnenseite angestossen, während das obere Ende den Jochspalt überdeckt und stumpf an der Innenseite des äusseren Jochrahmens anliegt. Die vierte Lage gemäss Fig. 4 ist wieder umgekehrt gleich der dritten Lage. Dadurch ergibt sich nun beim Aufeinanderschichten in jeder zweiten Lage eine völlige Überdeckung des Jochspaltes, ausserdem durch die Verschiedenartigkeit der Lagen ein magnetisch günstiger Flussverlauf, da gleichgerichtete Stossfugen erst in jeder fünften Lage auftreten und dadurch weitgehend vermieden wird.