DE1223452B - Aus kornorientierten Blechen geschichteter ebener Eisenkern fuer Transformatoren, Drosselspulen u. dgl. Induktionsgeraete - Google Patents

Description

• Aus kornorientierten Blechen geschichteter ebener Eisenkern für Transformatoren, Drosselspulen u. dgl. Induktionsgeräte Die im Hinblick auf die Eisenverluste zweckmäßigste Ausnutzung des heute für Transformatoreneisenkernefast ausschließlich verwendeten kornorientierten, kaltgewalzten Bleches führt zwangläufig zu schräggeschnittenen Blechen an den Verzapfungsstellen zwischen Schenkeln und Jochen, damit der Fluß sowenig wie möglich quer zur Walzrichtung der Bleche verläuft.
• Eine solche bekannte Schrägschnittausführungsform zwischen Außenschenkel und Joch ist in F i g. 1 der Zeichnung dargestellt. Die ausgezogenen Linien geben die Konturen der Lage 1 wieder; gestrichelt ist die Schnittkante an der Verzapfungsstelle für die Lage 2 eingezeichnet. Die eingetragenen Pfeile geben die Walzrichtung der Bleche und gleichzeitig schematisch die Richtung des magnetischen Flusses an. Führt man durch solch einen Blechstapel einen Schnitt II-II, so ergibt sich das in F i g. 2 vergrößert dargestellte Verzapfungsbild der einzelnen Blechlagen. In jedem Blech außerhalb der Stoßstellenbereiche sei der normalerweise dort verlaufende Fluß durch zwei Linien bezeichnet. Da der magnetische Widerstand der Stoßstellenluftspalte wesentlich größer ist als der der parallel die Luftspalte überdeckenden Bleche, weicht der Fluß zum großen Teil etwa in der skizzierten Weise den Luftspalten aus. Eine Übersättigung der Nachbarbleche ist die Folge, da dort jetzt je vier statt je zwei Linien verlaufen. Beim Übergang des Flusses von einer Lage senkrecht in die andere entstehen überdies Wirbelströme in den Blechen, deren Rotationsvektor senkrecht zur Blechebene steht. An Hand des schematischen Flußverlaufs in F i g. 2 kann festgestellt werden, daß in der Überlappungszone b die größten Wirbelströme auftreten müssen, weil in diesen Bereich je zwei Linien von oben und unten senkrecht in das Blech eintreten, während in den Zonen a und c jeweils nur die Hälfte, also je eine Linie, senkrecht von oben und unten in die Bleche eintritt. Will man diese zusätzlichen Verluste klein halten, so müssen die Überlappungszonen b ebenfalls klein bleiben.
• Von dieser Seite aus gesehen wäre ein stumpfer, schräggeschnittener Stoß mit der überlappungsfläche Null als ideal anzusehen, wenn dann nicht die Gefahr einer örtlich zu großen Flußdichte und damit eines Eisenbrandes bestünde: Außerdem sind besondere Preßkonstruktionen erforderlich, um die durch den starken Fluß ausgelösten Kräfte zu beherrschen und die erhöhten Geräusche im Kern zu mindern. Aus allen diesen Gründen stellt der verschachtelte Kern immer noch die wirtschaftlichere Lösung dar.
• Außer der in Fi g. 1 dargestellten Schrägschnittausführung sind noch andere, ähnliche Schrägschnitte bekannt, die darauf abzielen, stumpfe, schräggeschnittene Blechstöße mit der überlappungsfläche Null zu vermeiden. So sind Blechschnitte bekannt, bei denen die in den verschiedenen Lagen sich abwechselnden diagonalen Blechschnittkanten der Verzapfungsstellen mit vorzugsweise im Bereich der Blechmittellinien liegendem Schnittpunkt unter einem Winkel von 90° gekreuzt sind. Bei dieser Anordnung entstehen jedoch erhebliche Zusatzverluste, da sich in den damit entstehenden großen Überlappungsflächen Wirbelströme in vermehrtem Maße ausbilden können. Andere bekanntgewordene überlappungsmöglichkeiten mit parallel verlaufenden Stoßkanten oder in Anlehnung an die in F i g. 1 gezeigte Form besitzen den Nachteil, daß sie entweder keine so hohe mechanische Festigkeit erzielen wie diejenige gemäß der vorliegenden Erfindung oder zu komplizierten mit hohen Kosten verbundenen Blechschnitten führen.
• Die Forderung minimaler Blechüberlappung bei guter mechanischer Verzapfung, insbesondere bei bolzenlosen Kernen, und einfachster Blechschnittausführung in nur zwei verschiedenen Lagen führt zum erfindungsgemäßen Kreuzschnitt. Die Erfindung betrifft einen aus kornorientierten Blechen geschichteten ebenen Eisenkern für Transformatoren, Drosselspulen und dergleichen Induktionsgeräten mit an den Verzapfungsstellen zwischen Schenkeln und Jochen schräggeschnittenen Blechen und abwechselnd übereinanderliegenden Schnittkanten der einzelnen Blechlagen. Erfindungsgemäß bilden die Schnittkanten zu den zugehörigen Ecken der Kernfenster hin geöffnete Winkel, deren Scheitel im Bereich der Blechmittellinien liegen.
• Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Eisenkerns gegenüber den bekannten Ausführungen ist darin zu sehen, daß bei gleichem Herstellungsaufwand die sich überlappenden Zonen b klein und damit die zusätzlichen Ummagnetisierungsverluste dieser Kernpartien niedrig sind. Als weiterer Vorteil ist anzusehen, daß die an den Ecken überstehenden Spitzen der Bleche kürzer sind als bei den bekannten Schnittarten. Damit kann das Abscheiden der Spitzen beim erfindungsgemäßen Kern gegebenenfalls wegfallen, was eine Verbilligung der Herstellung infolge Arbeitszeiteinsparung bedeutet.
• Die erfindungsgemäße Schnittart läßt sich mit Vorteil auch für solche Kerne verwenden, die aus längsgeteilten Blechen aufgebaut sind, wobei dann die Scheitel der Winkel im Bereich der Trennfugen liegen. Zur Veranschaulichung dieser Variante braucht man sich in dem in der Zeichnung dargestellten Kemschichtplan lediglich in der Mitte der Joch- und Schenkelbleche jeweils eine Trennfuge vorzustellen.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Zeichnung an einem dreischenkligen Drehstromkern näher erläutert.
• F i g. 3 zeigt die erste und F i g. 4 die darauffolgende der einander abwechselnden Blechlagen. Zur Kenntlichmachung der Überlappungszonen b sind in F i g. 3 gestrichelt auch die Schnittkanten der zweiten Lage eingetragen. In der Zeichnung sind die Bleche mit abgeschnittenen Spitzen dargestellt. Es ist natürlich auch denkbar, daß die Spitzen, die beim erfindungsgemäßen Blechschnitt kürzer sind als bei den bekannten Ausführungen, stehenbleiben.
• Im Ausführungsbeispiel ist der überkreuzte Schrägschnitt sowohl an den Verzapfungsstellen zwischen Außenschenkeln und Jochen als auch zwischen Innenschenkel und Jochen angewendet. Das überkreuzen kann jedoch, sofern es erforderlich ist, ebensogut nur an den Verzapfungsstellen Außenschenkel - Joche oder Innenschenkel - Joche vorgenommen werden.
• Zwangläufig sind zur Anwendung des erfindungsgemäßen Blechschnittes zwei verschiedene Schnittwinkel, z. B. 50 und 50° C, erforderlich. Das Prinzip minimaler Überlappungsfläöhe ist an der Mittelschenkelverzapfung selbstverständlich auch dann gewahrt, wenn statt der geteilten Jochbleche durchgehende verwendet werden,: aus denen jeweils ein Dreieck ausgeschnitten ist.

Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Aus kornorientierten Blechen geschichteter ebener Eisenkern für Transformatoren, Drosselspulen und dergleichen Induktionsgeräte mit an den Verzapfungsstellen zwischen Schenkeln und Jochen schräggeschnittenen Blechen und abwechselnd übereinanderliegenden Schnittkanten der einzelnen Blechlagen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittkanten zu den zugehörigen Ecken der Kernfenster hin geöffnete Winkel bilden, deren Scheitel im Bereich der Blechmittellinien liegen.
2. 2. Eisenkern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich im Fensterbereich auch im Bereich der äußeren Kernecken die Schnittkanten nach außen geöffnete Winkel bei ebenfalls im Bereich der Blechmittellinien liegenden Scheitel bilden und dadurch auch in diesem Bereich zu überlappungen der Blechlagen führen.
3. 3. Eisenkern nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechschichtung und Überlappung auch für Kerne mit längsgeteilten Blechen, wobei die Scheitel der Winkel im Bereich der Trennfugen liegen, angewendet wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1130 090; Patentschrift Nr. 13 849 des Amtes für ErfIndungs-und Patentwesen in der sowjetischen Besatzungszone Deutschlands; schweizerische Patentschrift Nr. 349 688; französische Patentschriften Nr. 1261983, 65128/ 1076 278; britische Patentschrift Nr. 879 532; USA.-Patentschrift Nr. 2 467 823.