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Geschichteter Dreischenkel-Rahmenkern für Transformatoren oder Drosselspulen
Bekanntlich werden bei Transformatoren- oder Drosselspulenkernen aus kornorientierten Blechen die
Blechbreiten zur Eisenverlustverminderung unterteilt, so dass entweder Vollrahmenkerne nach Fig. 1 mit völlig aufgelösten magnetischen Verkettungspunkten M oder sogenannte Halbrahmenkeme nach Fig. 2 mit teilweise oder nicht aufgelösten magnetischen Verkettungspunkten (Kerne mit ausgestanzten Schlitzen i nach der österr. Patentschrift Nr. 228 879) entstehen.
Beim Vollrahmenkern nach Fig. l sind mithin die Eisenquerschnitte Ml=M2=M3=0, während die
Eisenquerschnitte MI=ef den unveränderten Jochquerschnitten und die Eisenquerschnitte MII=MIII=AB den unveränderten Eckquerschnitten entsprechen. Die Blechstreifenformen sind dabei zwar einfach, aber es entstehen in den Teilrahmen von Vollrahmenkernen bekanntlich phasenverschobene nichtsinusförmige magnetische Flüsse bei entsprechender Teilrahmenflussdichtenerhöhung.
Bei Halbrahmenkernen nach Fig. 2 mit teilweiser Aufhebung der magnetischen Verkettungspunkte werden bei einfachen Blechstreifenformen und 2 : 2 bzw. 1 : 1 Schichtung die Eisenquerschnitte M2=M3=1/2 ab=1/2 bc, was zwar noch keine Nachteile einbringt (österr. PatentschriftNr. 230 485 bei ungeschlitzten Mittelschenkelblechen) ; bei durchlaufend geschlitzten Mittelschenkelblechenwerden aber
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ter dem Mittelschenkel eisenverlusterhöhend wirkt. Zur Vermeidung dieser magnetischen Nachteile kann man bei Halbrahmenkernen ohne Auflösung der magnetischen Verkettungspunkte M die Kühlschlitze in den Schenkeln K bzw. Jochen J zwar ausstanzen, nimmt dafür aber eine wesentliche Verkomplizierung und Verteuerung der Herstellung in Kauf.
Der Vollständigkeit halber sei hier auch auf die franz. Patentschrift Nr. 1. 343. 293 und die österr. Patentschrift Nr. 218 613 verwiesen, von denen die erste eine Kopplung der Kernrahmen bei vollem Eisenquerschnitt und die zweite eine teilweise Kopplung der beiden Innenrahmen mit dem Aussenrahmen in vier verschiedenen Blechlagen mit Gehrungsstoss in jeder vierten Lage zwischen Mittelschenkel und Aussenrahmen vorsieht.
Gegenstand der Erfindung ist ein geschichteter Dreischenkel-Rahmenkern für Transformatoren oder Drosselspulen, dessen Teilrahmen durch Spalte in den Schenkeln und Jochen getrennt sind, wobei die Spalte an den Verkettungspunkten der Joche mit dem Mittelschenkel durch Fortsetzung der inneren Rahmenjoche bzw. der inneren Rahmenschenkel teilweise überbrückt und damit die Joche mit dem Mittelschenkel mechanisch und magnetisch gekoppelt sind, wobei in erfindungsgemässer Weise die mechanische und magnetische Kopplung der Teilrahmen an den Verkettungspunkten in drei Blechlagen erfolgt, wobei in der mittleren Lage der Jochschlitz durch die beiden Bleche des Mittelschenkels überbrückt ist und in den beiden andern Lagen abwechselnd ein Blech des Mittelschenkels den Jochschlitz bzw. ein Blech der
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M=sen.
In Fig. 3 sind die drei Blechlagen für die erfindungsgemässe Art der Rahmenkopplung im magneti- schen Verkettungspunkt dargestellt.
Die Jochquerschnitte der einzelnen Teilrahmen können dabei entweder gleich wie die zugehörigen
Schenkelquerschnitte sein, oder es kann bei den Innenrahmen und beim Aussenrahmen eine gleiche oder auch eventuell ungleiche Jochverstärkung vorgesehen. werden.
Des weiteren kann der Dreierschichtzyklus statt mit 1 : 1 : 1 Einzelblechlagen nach Fig. 3 auch
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sämtliche äussere Eckzonen der Innenrahmen Ei und des Aussenrahmens Ea oder in Anwendung der österr. Patentschrift Nr. 230 485 nur jene des letzteren mittels Schrägschnittes verzapft werden. In sinngemässer Weise können ebenfalls zur Leitwertverbesserung die Bleche des Aussenrahmens geglüht werden oder von hochwertigerer magnetischer Qualität sein als jene der Innenrahmen.
Die Vorteile eines erfindungsgemässen Rahmenkernes sind die folgenden. Gegenüber einem bekannten Rahmenkern, etwa gemäss österr. Patentschrift Nr. 228 879, zeigt der erfindungsgemässeEisenkernden Vorteil, dass für die angestrebte nur teilweise magnetische Verkettung sowohl in den Kernen K als auch in den Jochen J nur Bleche erforderlich sind, die durch einfaches Schneiden, z. B. mit einer Rollenschere, gefertigt werden können, ohne dass zusätzliche Ausstanzarbeiten erforderlich sind.
Neben diesem fabrikatorischen Vorteil wird über die erfindungsgemässe Art der Rahmenverkettung eine günstige, weil ho- mogenere Flussaufteilung zwischen den Innenrahmen und dem Aussenrahmen und durch die erfindungsgemässe Wahl der Kopplungsquerschnitte im Verkettungspunkt ein Mindestmass an Flussverzerrung und Phasenverschiebung in den Teilrahmen erreicht.
Letzteres lässt sich wie folgt erklären. Einerseits wirken die verminderten Kopplungsquerschnitte Ml verglichen mit einem vollverketteten Halbrahmenkern mit ausgestanzten Schlitzen dadurch flussvergleichmässigend über die gesamten Jochbreiten, dass von Aussenschenkel zu Aussenschenkel den durch ihre grössere magnetische Länge benachteiligten Jochen des Aussenrahmens die beiden wegkürzeren Innen- rahmenjoche über die als Isthmus wirkenden Verbindungsquerschnitte Ml parallelgeschaltet werden. Anderseits wirken die Kopplungsquerschnitte M2 und M3 verglichen mit einem Vollrahmenkern oder einem Halbrahmenkern mit geringerem Kopplungsquerschnitt magnetisch entlastend, weil dadurch ein
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stärkung angewendet wird, auf die Beziehung Ml = M2 = M3 hinausläuft.
Bei den meistens sehr mässigen Jochverstärkungen ist die Beziehung Ml = M2 = M3 auch in einem solchen Fall hinreichend genau erfüllt.
Für den Gesamtkern resultieren daraus geringere Eisenverluste und damit ein kleinerer Leerlaufstrom und zufolge der homogeneren Flussaufteilung eine gleichmässigere Kernerwärmung, ein geringerer Geräuschpegel und auch ein geringerer Oberwellenanteil im Leerlaufstrom.
Die allgemeinen Buchstaben- und Ziffernbezeichnungen der Fig. 1 und 2 können auch auf den er- findungsgemässen Eisenkern (Fig. 3) übertragen werden, wenn man sich die drei nebeneinander gezeichneten Blechlagen eines Dreierzyklusses übereinandergelegt denkt, wie dies bei der Aufschichtung des Kernes geschieht.