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Magnetischer Kreis aus ferromagnetischem Material Die Erfindung bezieht sich auf einen magnetischen Kreis aus ferromagnetischem Material, der besonders für Transformatoren oder Drosselspulen grosser Leistung geeignet und mit Schichten aus Blechen versehen ist, die mindestens ein rechteckiges Fenster begrenzende Schenkel und Joche bilden, in welchen Schichten jedes Schenkelblech mit seinem einen Ende an ein Jochblech geschweisst ist und mit seinem andern Ende frei gegen ein benachbartes Jochblech stösst.
Ein magnetischer Kreis dieser Bauart ist bereits bekannt, wobei jedesmal ein Schenkelblech an ein Jochblech geschweisst ist und beide Bleche einen Teil in der Form eines ! bilden. Während der Zusammensetzung werden die L-Bleche abwechselnd am einen Ende und am andern Ende der Transformatorwick- lung in diese geführt so dass die Kerne der Wicklung, das heisst, die Schenkel des magnetischen Kreises, innerhalb der Wicklung gestapelt werden. Diese bekannte Bauart ist nur für kleine, z. B. für die in der Nachrichtentechnik verwendeten Transformatoren geeignet.
Bei magnetischen Kreisen grossen Umfanges ist es sowohl infolge der Blechabmessungen als auch durch die Notwendigkeit, die Schenkelbleche an bestimmten Stellen durch Bolzen miteinander zu verbinden, unmöglich, die Kerne innerhalb der Wicklung zu stapeln.
Für den magnetischen Kreis eines Transformators oder einer Drosselspule grosser Leistung sind bereits viele Stapelmuster bekannt, die es möglich machen, dass der Kreis zunächst separat in einer waagrechten Lage aus Blechen zusammengesetzt und danach in die senkrechte Lage gebracht und gestützt wird, wonach das obere Joch losgemacht und entfernt, das heisst ausgeflochten wird, darauf die ebenfalls gesondert hergestellten Spulen auf die Schenkel des Kreises gesetzt werden und schliesslich das obere Joch wieder angeordnet, das heisst eingeflochten wird. Diese bekannten Stapelmuster weisen nun einige Nachteile auf, die beim Steigern der Leistung und der im Kreis zugelassenen Induktionen, welche besonders in Kreisen, versehen mit Blechen mit gerichteter. magnetischen Eigenschaften, örtlich sehr hoch sein können, stark zunehmen können.
Einer dieser Nachteile ist das Gebrumm, das heisst der Schall, den der magnetische Kreis im Betrieb erzeugt infolge der Magnetostriktion des Materials der Bleche und infolge der elastischen Defor- mierungen der Bleche, die die Stossfugen zwischen den Jochblechen und den Schenkelblechen überbrücken. Diese Deformierungen werden verursacht durch die in den Stossfugen vorhandenen freien magnetischen Kräfte. Das Gebrumm, das für die Umgebung sehr hinderlich sein kann, kann durch Herabsetzung der Induktion beschränkt werden, aber diese Lösung des Problems verstösst gegen das allgemeine Streben, die Abmessungen des magnetischen Kreises bei einer bestimmten Leistung so klein wie möglich zu machen.
Ein anderer Nachteil ist, dass man speziell bei magnetischen Kreisen sehr grosser Leistungen das obere Joch erst anordnen muss, um den kompletten Kreis aus der waagrechten Lage in die senkrechte Lage bringen zu können und darauf dieses Joch ausflechten muss, um die Spulen anordnen zu können. Ausserdem bleibt nach der Entfernung des obern Joches ein ziemlich schwacher Kreisteil übrig, der ganz gut gestützt werden muss, da er sonst während der Anordnung der Spulen aus den Fugen geht.
Die Erfindung beseitigt nun teilweise die erfahrenen Schwierigkeiten. Sie besteht darin, dass alle Schenkelbleche einer Schicht an dasselbe Jochblech geschweisst sind und alle an die Schenkelbleche geschweissten Jochbleche zum selben Joch gehören.
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Durch diese Bauart erhält man einen magnetischen Kreis, der die Hälfte der Anzahl freier Stossfugen der bisher für grössere Leistungen verwendeten Kreise besitzt, separat gestapelt werden kann und eine solche Steifheit hat, dass der Teil, bestehend aus dem untern Joch mit den daran geschweissten Schenkeln, senkrecht gestellt und gehalten werden kann, ohne dass es notwendig ist, zunächst das obere Joch anzuordnen oder eine verwickelte Stützkonstruktion zu verwenden.
Durch die geringere Anzahl der Stossfugen ist es leichter, das Gebrumm zu reduzieren, und durch die grössere Steifheit des Kreises sind die Montagearbeiten des Transformators oder der Drosselspule einfacher und billiger.
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung gehen aus der Zeichnung hervor, darin sind: Fig. 1 und 2 zwei nachfolgende Schichten eines einphasigen magnetischen Kreises aus ferromagneti- schem Material ohne gerichtete magnetische Eigenschaften, Fig. 3 und 4 zwei nachfolgende Schichten eines dreiphasigen magnetischen Kreises aus Material ohne magnetische Vorzugsrichtung, Fig. 5 und 6 zwei nachfolgende Schichten eines einphasigen magnetischen Kreises aus ferromagneti- schem Material mit gerichteten magnetischen Eigenschaften., Fig. 7 und 8 zwei nachfolgende Schichten eines dreiphasigen magnetischen Kreises aus Material mit einer Vorzugsrichtung für die magnetischen Kraftlinien,
Fig. 9 und 10 eine Variante eines einphasigen magnetischen Kreises nach Fig. 5 und 6 und Fig. 11 und 12 eine Variante eines dreiphasigen magnetischen Kreises nach Fig. 7 und B.
In Fig. 1 ist 1 eine Blech des untern Joches eines einphasigen magnetischen Kreises. An dieses Jochblech sind zwei lange Schenkelbleche 2 geschweisst. Die Schweissstellen sind durch 3 angegeben worden. Zwischen die Schenkelbleche 2 wird nachher, das heisst nachdem die Spulen der Wicklung um die Schenkel angeordnet worden sind, ein kurzes oberes Jochblech 4 angeordnet, das mit Stossfugen 5 gegen die Seitenränder der Schenkelbleche 2 stösst.
Auf die aus den Blechen 1, 2 und 4 bestehende Schicht wird eine Schicht entsprechend Fig. 2 angeordnet ist, die aus einem untern Jochblech 1, zwei kurzen Schenkelblechen 6, die bei 3 am Jochblech 1 angeschweisst sind, und einem langen obern Jochblech 7, das mit Stossfugen 8 gegen die Enden der Schenkelbleche 6 stösst, zusammengesetzt ist. In diesem magnetischen Kreis sind alle Schenkelbleche an die untern Jochbleche geschweisst, so dass die Schenkel mit dem untern Joch ein Ganzes bilden. Beim obern Joch wird nach der Anordnung der Spulen um die Schenkel ein Blech nach dem andern eingeflochten.
Der dreiphasige magnetische Kreis nach Fig. 3 und 4 ist abwechselnd aus Blechen aufgebaut, bestehend aus einer untern Jochplatte 9, darin bei 10 festgeschweissten langen Schenkelblechen 11 und bei 12 mit Stossfugen an diese Schenkelbleche grenzenden kurzen obern Jochblechen 13 (Fig. 3), und solchen, bestehend aus einem untern Jochblech 9, daran bei 10 festgeschweissten kurzen Schenkelblechen 14 und einem bei 15 mit Stossfugen an diese Schenkelbleche grenzenden langen obern Jochblech 16 (Fig. 4).
Fig. 5 und 6 zeigen zwei nachfolgende Schichten eines magnetischen Kreises aus einer Stahlsorte, die in der Walzrichtung eine grössere Permeabilität und einen kleineren Wattverlust als in andern Richtungen aufweist. Die Walzrichtung des Materials ist durch Pfeile angedeutet. In Fig. 5 sind durch Schweissung ein unteres Jochblech 17, zwei daran grenzende Eck- oder Verbindungsstücke 18, zwei Schenkelbleche 19 und zwei daran grenzende Eck- oder Verbindungsstücke 20 zu einem Ganzen vereinigt. Zwischen den Verbindungsstücken 20 ist das obere Jochblech 21 angeordnet.
Die Schweissstellen sind durch 22 und die Stossfugen, mit denen das obere Jochblech 21 an die Verbindungsstücke 20 grenzt, sind durch 23 angedeutet worden. Die Schicht nach Fig. 6 unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 5 nur darin, dass die obern Verbindungsstücke 20 nicht an den Schenkelblechen 19, sondern bei 24 am obern Joch- blech 21 angeschweisst sind und die Stossfugen 25 sich zwischen den Stücken 20 und den Schenkelblechen 19 befinden.
Der dreiphasige magnetische Kreis nach Fig. 7 und 8 ist im wesentlichen in derselben Weise wie der Kreis nach Fig. 5 und 6 ausgeführt. Darin findet man dieselben Jochbleche, Schenkelbleche und Eck- oder Verbindungsstücke.
Der einphasige magnetische Kreis nach Fig. 9 und 10 besitzt Schichten aus Material mit gerichteten magnetischen Eigenschaften. Diese Schichten bestehen aus einem untern Jochblech 26, Schenkelblechen 27, Eck- oder Verbindungsstücken 28 und einem obern Jochblech 29 (Fig. 9). Die Bleche 26 und 27 und die Verbindungsstücke 28 sind in der Diagonale 30 des Fensters aneinandergeschweisst. Das obere Jochblech 29 grenzt mit Stossfugen 31 an die Verbindungsstücke 28. Diese Schichten wechseln mit Schichten entsprechend Fig. 10 ab, die aus denselben Blechen 26 und 28, einem obern Joch- blech 32 und Schenkelblechen 33 zusammengesetzt sind.
In diesen Schichten sind die Verbindungsstücke 28 in der Diagonale 34 am obern Jochblech 32 angeschweisst und die Stossfugen 35 befinden sich zwischen den Verbindungsstücken 28 und den Schenkelblechen 33.
Der magnetische Kreis nach Fig. 11 und 12 ist die dreiphasige Variante des Kreises nach Fig. 9 und 10. Dabei findet man in der einen Schicht (Fig. 11) das untere Jochblech 36, die Aussenschen- kelbleche 27, die Verbindungsstücke 28, die obern Jochbleche 29, das Verbindungsstück 37, das Mittelschenkelblech 38, die Diagonalschweissungen 30 und 39 und die Stossfugen 31 und in der andern Schicht
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(Fig. 12) das untere Jochblech 36, die Aussenschen- kelbleche 33, die Verbindungsstücke 28, das obere Jochblech 40, das Verbindungsstück 41, das Mittelschenkelblech 42, die Diagonalschweissungen 30, 34,
39 und 43 und die Stossfugen 35.
Obwohl die magnetischen Kreise nach der Zeichnung alle rechteckige überlappungen der Joch- und Schenkelbleche in den Fensterecken aufweisen, wird es klar sein, dass auch andere Verbindungen zwischen den Jochen und den Schenkeln möglich sind, z. B. Schweissungen und oder Stossfugen, die in einigen Schichten in der Diagonale der Ecken und in andern Schichten in der Verlängerung einer Seite des Fensters liegen.