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Lamellierter magnetischer Kern Die Erfindung bezieht sich auf einen lamellierten magnetischen Kern für einen einphasigen Transformator mit rechteckige Fenster begrenzenden Schenkeln und Jochen, von welchen Schenkeln die äusseren Hilfsschenkel einen Querschnitt besitzen, dessen Fläche kleiner ist als die des abgesehen von zwei fehlenden Segmenten kreisförmigen Querschnittes der inneren Hauptschenkel, und wobei die sich zwischen den Hauptschenkeln befindenden Hauptjoche und die sich zwischen einem Hauptschenkel und einem Hilfsschenkel befindenden Hilfsjoche derart ausgeführt sind,
dass ihre Querschnitte sich voneinander unterscheiden und dass in jeder Blechschicht die Summe der Höhe eines Hauptjochbleches und der Höhe eines Hilfsjochbleches um einen praktisch konstanten Faktor grösser ist als die Blechbreite eines Hauptschenkels.
Die magnetischen Kerne mit Hilfsschenkeln und Hilfsjochen werden bereits bei grösseren Transformatoren benützt, weil dabei die maximalen Abmessungen vom Transportprofil bestimmt sind, und die Anwendung von Hilfsschenkeln und Hilfsjochen geringere Höhen der Joche gestattet, das heisst also höhere Fenster in dem Kern für das Unterbringen der Wicklungen zulässt.
Ein lamellierter magnetischer Kern dieser Art für einen Drehstromtransformator ist durch die amerikanische Patentschrift Nr. 2 779 926 bekannt. Dieser Patentschrift ist aber nicht zu entnehmen, welche Formen die Schenkel und die Joche im Querschnitt besitzen.
Die Erfindung bezweckt, einen magnetischen Kern der anfangs beschriebenen Ausführung zu schaffen für einen einphasigen Transformator, wobei die Hilfsschenkel eine zum Tragen einer Wicklung günstige Form aufweisen. Sie besteht darin, dass die Hilfsschenkel und -joche ebenfalls einen, abgesehen von zwei fehlenden Segmenten, kreisförmigen Querschnitt besitzen und dass der Querschnitt der Haupt- joche ungefähr der Form eines U oder H entspricht.
Diese Konstruktion ist von besonderer Bedeutung für magnetische Kerne regelbarer, einphasiger Transformatoren, deren Hilfsschenkel den Teil mit den Abzweigungen einer Stufenspule für die stufenweise Spannungsregelung tragen. Der Entwerfer hat nun mehr Freiheit, die Durchmesser der nahezu runden Hilfsschenkel den hinsichtlich des Regelprozentsatzes und der Stufenspannung des regelbaren Transformators gestellten Anforderungen der um die Hilfsschenkel angeordneten Hilfswicklung anzupassen.
Darüber hinaus hat die Anwendung von Hilfsschenkeln und Hilfsjochen den bekannten Vorteil, dass die Joche länger ausgeführt werden können als die Joche eines magnetischen Kernes ohne Hilfsschenkel und Hilfsjoche, so dass die Höhe der Fenster innerhalb des Transportprofils für das Unterbringen der Wicklungen grösser gewählt werden kann.
Vorteilhafterweise können die Bleche eines Hauptschenkels, der sowohl an ein Hauptjoch als auch an ein Hilfsjoch anschliesst, je aus zwei in der Querrichtung des Hauptschenkels nebeneinanderlie- genden, zusammengeschweissten Blechstreifen bestehen, von denen der eine im wesentlichen im Hauptkreis des Kernes und der andere im wesentlichen im Hilfskreis dieses Kernes liegt. Da in diesem Falle die Fuge zwischen den Blechen dem magnetischen Fluss im betreffenden Hauptschenkel parallel ist, genügt es, wenn die Bleche nur an wenigen Stellen z. B. mittels Punktschweissung miteinander verbunden sind.
Das Teilen der Schenkelbleche weist den Vorteil auf, dass sie leicht und ohne Abfälle aus grösseren Platten geschnitten werden können.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
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Fig. 1 eine Ansicht eines magnetischen Kernes für einen einphasigen Transformator, Fig. 2 in vergrössertem Massstab eine Draufsicht eines Teiles des magnetischen Kernes gemäss Fig. 1, Fig. 3 einen Querschnitt nach der Linie III-III in Fig. 2, Fig. 4 einen Querschnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 2,
Fig. 5 eine Abart des Querschnittes gemäss Fig. 4 und Fig. 6 einen Teil einer Blechschicht des magnetischen Kernes gemäss Fig. 1-5 als Variante mit geteilten Blechen in einem Hauptschenkel.
Der magnetische Kern ist für einen einphasigen Transformator gedacht, von dem sowohl die Hauptschenkel als auch die Hilfsschenkel eine Wicklung tragen. Der Kern besteht aus Hauptschenkeln 1, Hauptjochen 2, Hilfsschenkeln 3 und Hilfsjochen 4. Die Hauptschenkel 1 und die Hilfsschenkel 3 besitzen, abgesehen von zwei fehlenden Segmenten, kreisförmige Querschnitte, die naturgemäss für die um die Schenkel anzuordnenden Wicklungen den besten Füllfaktor geben (Fig. 2). Die an die Hilfsschenkel anschliessenden Hilfsjoche 4 haben ebenfalls einen, abgesehen von zwei fehlenden Segmenten, kreisförmigen Querschnitt, wie es die Fig. 3 zeigt.
Diese Joche schliessen an Teile 1" der Hauptschenkel 1 an, von welchen Teilen 1" der Querschnitt dem der Hilfsschenkel 3 entspricht. Hieraus folgt, dass der an die Hauptjoche 2 anschliessende Teil 1' jedes Hauptschenkels einen Querschnitt in der Form einer Sichel aufweist, so dass die Hauptjoche unter Berücksichtigung des Verhältnisfaktors einen der Sichelform angepassten Querschnitt haben müssen.
Ein mit Rücksicht auf das Aufschichten der Bleche günstiger Querschnitt ist in der Fig. 4 gezeigt. Dieser Querschnitt hat ungefähr die Form eines H. Auch andere der Sichelform angepasste Formen dieses Querschnittes sind möglich. Muss man z. B. dem Rechnung tragen, dass in jeder Schicht die mittlere Länge des Hauptkreises des Kernes ungefähr den gleichen Wert hat, dann erhält man einen Querschnitt der Hauptjoche, der der Form eines umgekehrten U annähernd gleich ist (Fig. 5).
Fig. 6 zeigt, wie eine Anzahl von Blechen der Hauptschenkel 1 aus zwei nebeneinanderliegenden Teilen 1' und 1" zusammengesetzt ist. Wenn die Bleche 1' sich in diesem Falle im wesentlichen im magnetischen Hauptkreis des Kernes und die Bleche 1" sich im wesentlichen im magnetischen Hilfskreis dieses Gestells befinden, wird der magnetische Fluss die Fuge 5 zwischen den Blechen 1' und 1" nicht schneiden und genügt eine Punktschweissverbindung 6 an nur einigen Stellen der Fuge. Die zwei Bleche 1' und 1" können leichter und mit weniger Abfällen geschnitten werden, als wenn sie aus einem einzigen Stück bestehen würden, das durch eine diskontinuierliche Linie begrenzt ist.
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Laminated magnetic core The invention relates to a laminated magnetic core for a single-phase transformer with legs delimiting rectangular windows and yokes, of which legs the outer auxiliary legs have a cross-section whose area is smaller than that of the circular cross-section of the inner one, apart from two missing segments Main legs, and wherein the main yokes located between the main legs and the auxiliary yokes located between a main leg and an auxiliary leg are designed such that
that their cross-sections differ from one another and that in each sheet metal layer the sum of the height of a main yoke plate and the height of an auxiliary yoke plate is greater than the sheet width of a main leg by a practically constant factor.
The magnetic cores with auxiliary legs and auxiliary yokes are already used in larger transformers, because the maximum dimensions are determined by the transport profile, and the use of auxiliary legs and auxiliary yokes allows lower heights of the yokes, i.e. higher windows in the core for accommodating the windings allows.
A laminated magnetic core of this type for a three-phase transformer is known from American patent specification No. 2,779,926. However, this patent does not reveal the shapes of the legs and the yokes in cross section.
The aim of the invention is to create a magnetic core of the type described at the outset for a single-phase transformer, the auxiliary legs having a shape that is favorable for supporting a winding. It consists in the fact that the auxiliary legs and yokes also have a circular cross-section, apart from two missing segments, and that the cross-section of the main yokes roughly corresponds to the shape of a U or H.
This construction is of particular importance for magnetic cores of controllable, single-phase transformers, the auxiliary legs of which carry the part with the branches of a step coil for step-by-step voltage regulation. The designer now has more freedom to adapt the diameter of the almost round auxiliary legs to the requirements of the auxiliary winding arranged around the auxiliary legs with regard to the regulation percentage and the step voltage of the controllable transformer.
In addition, the use of auxiliary legs and auxiliary yokes has the known advantage that the yokes can be made longer than the yokes of a magnetic core without auxiliary legs and auxiliary yokes, so that the height of the window within the transport profile for accommodating the windings can be selected to be greater.
Advantageously, the metal sheets of a main leg, which adjoins both a main yoke and an auxiliary yoke, each consist of two welded sheet metal strips lying next to one another in the transverse direction of the main leg, one of which is essentially in the main circle of the core and the other essentially lies in the auxiliary circle of this core. Since in this case the joint between the metal sheets is parallel to the magnetic flux in the relevant main leg, it is sufficient if the metal sheets are only in a few places, for. B. are connected to one another by means of spot welding.
Splitting the leg plates has the advantage that they can be easily cut from larger panels without waste.
Embodiments of the invention are explained with reference to the drawing. Show it:
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1 shows a view of a magnetic core for a single-phase transformer, FIG. 2 shows, on an enlarged scale, a plan view of part of the magnetic core according to FIG. 1, FIG. 3 shows a cross section along the line III-III in FIGS. 2, 4 a cross section along the line IV-IV in Fig. 2,
FIG. 5 shows a variant of the cross section according to FIG. 4 and FIG. 6 shows part of a sheet metal layer of the magnetic core according to FIGS. 1-5 as a variant with divided sheets in one main leg.
The magnetic core is intended for a single-phase transformer, of which both the main legs and the auxiliary legs carry a winding. The core consists of main legs 1, main yokes 2, auxiliary legs 3 and auxiliary yokes 4. The main legs 1 and the auxiliary legs 3 have, apart from two missing segments, circular cross-sections, which naturally give the best fill factor for the windings to be arranged around the legs (Fig. 2). The auxiliary yokes 4 adjoining the auxiliary legs likewise have a circular cross section, apart from two missing segments, as shown in FIG. 3.
These yokes connect to parts 1 ″ of the main legs 1, of which parts 1 ″ the cross section corresponds to that of the auxiliary legs 3. It follows from this that the part 1 ′ of each main leg adjoining the main yokes 2 has a cross section in the shape of a sickle, so that the main yokes must have a cross section adapted to the sickle shape taking into account the ratio factor.
A cross section which is favorable with regard to the stacking of the sheets is shown in FIG. This cross section has approximately the shape of an H. Other shapes of this cross section that are adapted to the sickle shape are also possible. Do you have to z. B. take into account that in each layer the mean length of the main circle of the core has approximately the same value, then one obtains a cross section of the main yokes which is approximately the same as the shape of an inverted U (Fig. 5).
Fig. 6 shows how a number of sheets of the main legs 1 are composed of two adjacent parts 1 'and 1 ". If the sheets 1' are in this case essentially in the main magnetic circuit of the core and the sheets 1" are essentially in Magnetic auxiliary circuit of this frame are located, the magnetic flux will not cut the joint 5 between the sheets 1 'and 1 "and a spot weld 6 is sufficient at only a few points of the joint. The two sheets 1' and 1" can be cut more easily and with less waste as if they consisted of a single piece bounded by a discontinuous line.