DD272731B5

DD272731B5 - Winding component for inductances

Info

Publication number: DD272731B5
Application number: DD31623388A
Authority: DD
Inventors: Olaf Dipl -Ing Laske; Joachim Dipl -Phys Kasbohm; Bernd Nierdermueller
Original assignee: Faga Fahrzeugausruestung Berli
Priority date: 1988-05-31
Filing date: 1988-05-31
Publication date: 1995-03-09
Also published as: DD272731A1

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Wickelbauelement für Induktivitäten unter Verwendung von amorphem Metallband, vorzugsweise zum Aufbau von Übertragern, Netztransformatoren und Drosseln kleiner bis mittlerer Leistung.The invention relates to a winding component for inductors using amorphous metal strip, preferably for the construction of transformers, power transformers and chokes small to medium power.

Characteristic of the known technical solutions

Es ist bereits bekannt, amorphes Metall für den Aufbau von Induktivitäten einzusetzen. So wird beispielsweise beschrieben, aus diesem unter Verwendung der Kryotechnik in einer Kugelmühle ein Mahlgut herzustellen, das die Spulenanordnung vollständig umschließt und von einer Kunststoffhülle umgeben ist.It is already known to use amorphous metal for the construction of inductors. It is described, for example, to produce from this using the cryogenics in a ball mill a ground material, which completely surrounds the coil assembly and is surrounded by a plastic sheath.

Nachteilig ist die aufwendige und zeitintensive Mahltechnologie. Bei der mechanischen Bearbeitung von amorphen Metallen besteht die Gefahr der Gefügestrukturänderung, so daß sich größere kristalline Bereiche ausbilden, die die vorteilhaften magnetischen Eigenschaften negativ beeinträchtigen. Weiterhin erweist sich die Dichteeinstellung des zusammengepreßten Pulvers und damit die Einstellung der Eigenschaften des magnetischen Kreises als problematisch.A disadvantage is the complex and time-consuming grinding technology. In the mechanical processing of amorphous metals, there is a risk of structural changes, so that form larger crystalline areas that adversely affect the beneficial magnetic properties. Furthermore, the density adjustment of the compressed powder and thus the adjustment of the properties of the magnetic circuit proves to be problematic.

Eine bereits seit langem verwendete Kernanordnung von Bandmaterial ist dertoroide Wickel, welcher auch für amorphes Bandmaterial verwendet werden kann, wenn eine Kunststoffumhüllung zur mechanischen Stabilisierung vorgesehen ist (DE-OS 3415435, DE-OS 3407852). Als besonders nachteilig erweist sich bei diesen Anordnungen das Aufbringen der Spulenwicklungen, da der geschlossene Kern eine komplizierte Wickeltechnologie erfordert.A long-used core arrangement of strip material is dertoroide winding, which can also be used for amorphous strip material, if a plastic sheath for mechanical stabilization is provided (DE-OS 3415435, DE-OS 3407852). Particularly disadvantageous in these arrangements proves the application of the coil windings, since the closed core requires a complicated winding technology.

Es wird auch ein Verfahren zur Herstellung eines lamellierten Magnetkerns beschrieben, bei dem aus sehr dünnem, amorphen Magnetmaterial ein Blechstapel aus I-förmigen Blechen gebildet wird, auf dessen verfestigtem Teil die Wicklung aufgebracht wird (WP 221301). Die Herstellung dieses Magnetkerns erfordert eine intensive mechanische Bearbeitung des Bandmaterials, was für dessen magnetische Eigenschaften nachteilig ist. Außerdem weist sie eine ungünstige Montage des Kerns an den magnetischen Kontaktstellen auf.The invention also relates to a method for producing a laminated magnetic core, in which a sheet stack of I-shaped sheets is formed from very thin, amorphous magnetic material, onto the solidified part of which the winding is applied (WP 221301). The preparation of this magnetic core requires intensive mechanical processing of the strip material, which is disadvantageous for its magnetic properties. In addition, it has an unfavorable mounting of the core at the magnetic contact points.

Es sind auch Ringbandkerne für Transformatoren bekannt, bei denen das amorphe Bandmaterial in die fertig vorbereitete Spule eingewickelt wird. Solche Ringbandkerne erfordern zu ihrer Herstellung einen komplizierten technologischen Aufwand (DE-OS 2914123).There are also ring band cores for transformers known in which the amorphous strip material is wrapped in the ready-prepared coil. Such toroidal cores require for their preparation a complicated technological effort (DE-OS 2914123).

Beschrieben werden auch gewickelte Kerne mit Luftspalt, bei denen amorphes Bandmaterial aufgewickelt wird und anschließend an dem harzimprägnierten Kern mechanisch ein Spalt angebracht wird (DE-OS 3414056). Diese amorphen gewickelten Kerne sind nur für einen speziellen Anwendungsfall vorgesehen, erfordern aber einmal eine mechanische Bearbeitung bei der Spaltherstellung, eine Harzstabilisierung und eine nachfolgende Wärmebehandlung zur Verbesserung seiner magnetischen Eigenschaften.Also described wound cores with air gap, in which amorphous strip material is wound and then mechanically attached to the resin-impregnated core a gap (DE-OS 3414056). These amorphous wound cores are intended only for a specific application, but once required a mechanical working in the gap preparation, a resin stabilization and a subsequent heat treatment to improve its magnetic properties.

Object of the invention

Es ist Ziel der Erfindung, aus handelsüblichem amorphen Bandmaterial ein Wickelbauelement für den Aufbau von Übertragern, Netztransformatoren und Drosseln kleiner bis mittlerer Leistung zu schaffen, das eine technologisch einfache, automatisierte Fertigung erlaubt, ohne daß dabei die magnetischen Eigenschaften des Bandmaterials beeinträchtigt werden.It is an object of the invention to provide a winding component for the construction of transformers, power transformers and chokes small to medium power from commercially available amorphous strip material, which allows a technologically simple, automated production, without affecting the magnetic properties of the strip material are affected.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch geeignete Form und Anordnung von amorphem Metallband zueinander eine technologisch günstige Form eines magnetisch geschlossenen Kreises zu schaffen, deren prinzipieller konstruktiver Aufbau eine Kompatibilität zu einem Teil der traditionellen Kernschritte ermöglicht.The invention has for its object to provide by suitable shape and arrangement of amorphous metal strip to each other a technologically favorable form of a magnetically closed circuit whose principle constructive structure allows compatibility with a part of the traditional core steps.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß unter Verwendung eines an sich bekannten Spulenkörpers mittels zweier Wickel aus amorphem Metallband ein geschlossener magnetischer Kreis entsteht.According to the invention the object is achieved in that using a coil body known per se by means of two coils of amorphous metal strip, a closed magnetic circuit is formed.

Der erste Wickel des amorphem Metallbandes ist durch gebräuchliche Preßbehandlung so gestaltet, daß ein rechteckiger Querschnitt entsteht, dessen Abmaße mit der Kerndurchführung des Spulenkörpers übereinstimmen, so daß dieser erste Wickel als Stabkern mit seitlichen Überständen vom Spulenkörper eingeschlossen wird. Der zweite Wickel des amorphen Metallbandes umschließt den Spulenkörper und den Stabkern so, daß durch die seitlichen Überstände des zum Stabkern geformten ersten Wickels zwei magnetische Kontaktflächen entstehen, die den magnetischen Kreis zwischen dem ersten und zweiten amorphen Bandwickel schließen.The first winding of the amorphous metal strip is designed by conventional pressing treatment so that a rectangular cross-section is formed, the dimensions of which coincide with the core passage of the bobbin, so that this first coil is included as a rod core with lateral protrusions from the bobbin. The second winding of the amorphous metal strip encloses the bobbin and the rod core so that two magnetic contact surfaces are formed by the lateral projections of the first coil formed to the rod core, which close the magnetic circuit between the first and second amorphous ribbon winding.

An den jeweiligen Kontaktflächen des Stabkernes teilt sich der magnetische Fluß φ zu »/2 auf, so daß der effektive Eisenquerschnitt des zweiten Wickels nur halb so groß ist wie der des zum Stabkern geformten ersten Wickels.At the respective contact surfaces of the rod core, the magnetic flux φ to »/ 2 divides, so that the effective iron cross section of the second coil is only half as large as that of the first coil formed to the rod core.

Zur Erhöhung der mechanischen Stabilität der Bandwickel sind zwei parallel zueinanderstehende Seitenteile mit entsprechenden Durchbrüchen für den Spulenkörper durch Abstandshalter so miteinander verbunden, daß die gesamte Anordnung in ihrer Lage fixiert ist.To increase the mechanical stability of the tape roll two parallel side parts with corresponding openings for the bobbin by spacers are connected together so that the entire assembly is fixed in position.

embodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbetspiel näher erläutert werden: In der zugehörigen Zeichnung zeigen:The invention will be explained in more detail below on a Ausführungsbetspiel: In the accompanying drawings show:

Fig. 1: die Prinzipanordnung des Wickelbauelementes mit dem Spulenkörper; Fig. 2: die Draufsicht auf das Wickelbauelement mit den stabilisierenden Seitenteilen; Fig. 3: die seitliche Schnittdarstellung von Fig. 2Fig. 1: the principle arrangement of the winding component with the bobbin; FIG. 2 shows the plan view of the winding component with the stabilizing side parts; FIG. 3: the lateral sectional view of Fig. 2nd

Die praktische Ausführung bezieht sich auf einen Übertrager für einen Kleinwechselrichter, welcher für eine Umrichterfrequenz von 50 Hz und eine Wirkleistung von 15 VA ausgelegt ist. Es wird ein amorphes Wickelband der Vorzugsreihe mit den Mischungsanteilen Eisen 79, Bor 14 und Silizium 17 und einer Breite des Wickelbandes von 20 mm eingesetzt. Als Spulenkörper wird ein für den Transformator M 55 üblicher Plastspulenkörper 1 verwendet. Der Wickel 4weistimStabkernzustanddenfürden Spulenkörper 1 erforderlichen Kernquerschnitt auf. Der seitliche Überstand 10 des Stabkernes, welcher sich aus dem Abstand vom Rand des Spulenkörpers 1 bis zur Kontaktfläche 3 ergibt, beträgt etwa 6 mm. Die Wickelhöhe des Außenwickels 2 ergibt sich bei dem notwendigen magnetischen Fluß ·Λ mit 5 mm, so daß für die quadratischen Seitenteile 6 die äußeren Kantenlängen von 60 mm und für den Spulenkörperdurchbruch 8 Kantenlängen um 40 mm entstehen. Die Abstandshalter 5 sind als Rohrniete ausgebildet, die den Abstand zwischen den Seitenteilen 6 fixieren und eine Vernietung an der Oberseite der Seitenteile 6 ermöglichen. Der Innendurchmesser der Abstandshalter 5 ist für Schraubenbolzen M 3 ausgelegt. Der Wicklungsaufbau 7 des Spulenkörpers 1 sowie die Herausführung der Spulenanschlüsse 9 sind in üblicher Weise ausgeführt.The practical version refers to a transformer for a small inverter, which is designed for a frequency converter of 50 Hz and an active power of 15 VA. An amorphous winding band of the preferred series with the mixing proportions iron 79, boron 14 and silicon 17 and a width of the winding band of 20 mm is used. As a bobbin, a usual for the transformer M 55 Plastspulenkörper 1 is used. The coil 4 has the core cross section required for the bobbin 1 in the rod core state. The lateral projection 10 of the rod core, which results from the distance from the edge of the bobbin 1 to the contact surface 3, is about 6 mm. The winding height of the outer coil 2 results in the necessary magnetic flux · Λ with 5 mm, so that for the square side panels 6, the outer edge lengths of 60 mm and for the bobbin breakthrough 8 edge lengths arise by 40 mm. The spacers 5 are designed as tubular rivets, which fix the distance between the side parts 6 and allow riveting on the upper side of the side parts 6. The inner diameter of the spacers 5 is designed for bolts M 3. The winding structure 7 of the bobbin 1 and the lead-out of the coil terminals 9 are carried out in the usual manner.

Claims

Claim:

1. Winding element for inductors using amorphous metal strip and a conventional bobbin winding body and winding, preferably for the construction of transformers, power transformers and chokes small to medium power, characterized in that a rod core winding (4) made of amorphous metal strip, a by conventional pressing treatment having rectangular cross-section whose dimensions coincide with the core passage of the bobbin (1) is surrounded by this, that the rod core winding (4) has lateral projections (10) to the bobbin (1) and that the rod core coil (4) and the bobbin ( 1) are enclosed by an outer winding (2) of amorphous metal strip, wherein the lateral projections (10) of the rod core coil (4) with the outer coil (2) form two magnetic contact surfaces (3).

2. winding component for inductors according to item 1, characterized in that it comprises two mutually parallel and with spacers (5) provided side parts (6) having openings for the bobbin (1).