DE1791712U

DE1791712U - MAGNETIC CORE.

Info

Publication number: DE1791712U
Application number: DES22455U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1956-12-21
Filing date: 1956-12-21
Publication date: 1959-07-09

Description

Magnetischer Kern In letzter Zeit haben Kernwerkstoffe mit einer oder zwei magneti- sehen Vorzugsrichtungen immer größere Bedeutung gewonnen, Sie werden in Form von Ringbandkernen oder als überlappt geschichtete Rechteckkerne-aufgebaute Bei den Schichtkernen ist darauf zu achten, daß durch den Stoßfugeneffekt nicht eine Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften des Kernmaterials eintritt, Der Stoßfugeneffekt wird dadurch hervorgerufen, daß an den Stoßstellen der Induktionsfluß von den durch die Fuge unterbrochenen zum effektiven Eisenquersehnitt nichts beitragenden Blechen in die benachbarten durchlaufenden Bleche übergeht. Es tritt daher an diesen Stellen erheblich früher Sättigung auf als in den übrigen Kernteilen, wodurch sich eine Scherung der Hysteresisschleife ergibt Die Neuerung ermöglicht die Vermeidung des Stoßfugeneffektes bei einem magnetischen Kern, insbesondere Rechteckkern aus überlappt geschichteten Teilschnitten dadurch, daß er aus Lagengruppen von je mindestens drei Lagen besteht, deren Stoßflächen derart verschieden verlaufen, daß der effektive Eisenquerschnitt an den Stoßstellen nicht oder nur unbedeutend kleiner als der Eisenquerschnitt in den Schenkeln ist. Man kann nunmehr hochwertige Kerne aufbauen, deren Jochhöhe nur wenig größer als die Schenkelbreite oder dieser gleich ist. Die Joche sind hierbei voll ausgefüllt.Magnetic core Recently, core materials with one or two magnetic you see preferred directions becoming more and more important are layered in the form of toroidal cores or as overlapped Rectangular cores with the layer cores make sure that that the magnetic properties of the core material do not deteriorate due to the butt joint effect. Therefore, saturation occurs much earlier at these points than in the other core parts, which results in a shear of the hysteresis loop consists of three layers whose abutment surfaces are so different that the effective iron cross-section at the joints is not or only slightly smaller than the iron cross-section in the legs. You can now build high-quality cores whose yoke height is only slightly larger than the width of the legs or the same. The yokes are fully filled here.

Gegenüber einem Kern mit doppelter Joehhöhe und nachträglich voll ausgefülltem Joch erzielt man Ersparnisse nach Preis und Gewicht von etwa 25 % praktisch ohne Verschlechterung der Kerneigenschaften.Compared to a core with double Joehhöhe and subsequently full When the yoke is filled, savings are made in terms of price and weight from about 25% with practically no deterioration in core properties.

Die Stoßfugen können in den einzelnen Lagen, parallel gegeneinander verschoben, innerhalb einer Zone angeordnet sein, die breiter als etwa die zehnfache Blechstärke gewählt ist, Eine Ecke eines so aufgebauten fernes mit drei Lagen pro Lagengruppe ist in Fig. 1 schematisch dargestellt. Darin bedeuten b die Schenkelbreite, h die Jochhohe und a die Breite der Stoßfugenzone. Wie aus der sche- matisehen Zeichnung ersichtlich, läuft die Stoßfuge in einer Lage von der Innen-zur Außenkante, in den beiden anderen Lagen parallel hierzu um einen gewissen Abstand verschoben. Da nun an den Stellen, wo in einer Lage die Bleche aneinanderstoßen, die benachbarten vier Lagen ununterbrochen weiterlaufen und zwei Lagen voll zur Flußübernahme einer Stoßfuge zur Verfügung stehen, ergibt sich bei einer Jochhohe, die der Schenkelbreite gleich ist, an der mittleren Stoßfuge ein effektiver Eisenquerschnitt von 0,94 q. Verwendet man vier verschiedene Lagen pro Lagengruppe, so erzielt man einen effektiven Eisenquerschnitt von 1,06 q, wodurch der Stoßfugeneffekt völlig vermieden ist. Es kann jedoch auch die Schichtung mit drei Lagen, gegebenenfalls mit geringer Vergrößerung der Jochhöhe h, bereits zur Erzielung des gewünschten Ergebnisses ausreichen, und zwar insbesondere bei großen Kernen.The butt joints can be arranged in the individual layers, shifted parallel to one another, within a zone that is selected to be wider than about ten times the sheet metal thickness shown schematically. In this, b denotes the width of the legs, h the yoke height and a the width of the butt joint zone. As if from the As can be seen in the drawing, the butt joint runs in one position from the inside to the outside edge, parallel in the other two layers shifted to this by a certain distance. Since the adjacent four layers continue uninterrupted at the points where the sheets meet in one layer and two layers are fully available to take over a butt joint, a yoke height that is equal to the leg width results in a more effective joint at the middle butt joint Iron cross-section of 0.94 q. If four different layers are used per layer group, an effective iron cross-section of 1.06 q is achieved, which completely avoids the butt joint effect. However, the stratification with three layers, possibly with a slight increase in the yoke height h, can already be sufficient to achieve the desired result, in particular in the case of large cores.

Bei Kernen, deren Jochhöhe gleich der Schenkelbreite ist, wird man die Stoßfugen, wie in Fig. 1 angedeutet, vorteilhaft unter einem Winkel von 450 gegen die Schenkelachse anordnen. Wählt man die Jochhöhe größer als die Schenkelbreite so ist es zweckmäßig, die Stoßfugen parallel zur Verbindung der Innen- mit der Außenkante des Kernes laufen zu lassen. Eine andere Möglichkeit ist in Fig. 2 schematisch dargestellt. Die Stoßfugen verlaufen hierbei in den einzelnen Lagen einer Gruppe unter verschiedenen Winkeln gegen die Schenkelachse, und die Jochhohe h ist um den Faktor cos oi, 7'min größer als n-1 die Schenkelbreite bemessen. Hierin bedeuten n die Zahl der Lagen pro Gruppe (in Ausführungsbeispiel ist n = 4) und αmin den kleinsten Stoßfugenwinkel. Dieser kleinste Winkel wird vorteilhaft gleich Null gewählt, d. h. eine Stoßfüge verläuft parallel zur Schenkelachse. Die Winkel αkönnen jeweils um einen konstanten Wert steigend gewählt werden, wobei die Stoßfugen strahlenartig von den Innenkanten des Kerns ausgehen. Der größte Winkel αwird zweckmäßig gleich oder kleiner als arc sin--1 gewählt, wodurch sich an allen Stoßfugen mindestens ein effektiver Eisenquerschnitt von q, also gleich dem Schenkelquerschnitt, ergibt.In the case of cores whose yoke height is equal to the leg width, the butt joints, as indicated in FIG. 1, are advantageously arranged at an angle of 450 to the leg axis. If the yoke height is chosen to be greater than the width of the legs, it is advisable to let the butt joints run parallel to the connection between the inner and outer edges of the core. Another possibility is shown schematically in FIG. The butt joints run in the individual layers of a group at different angles against the leg axis, and the yoke height h is greater than the factor cos oi, 7'min n-1 measure the width of the legs. Here, n denotes the number of layers per group (in the exemplary embodiment n = 4) and αmin denotes the smallest butt joint angle. This smallest angle is advantageously chosen to be zero, ie a joint runs parallel to the leg axis. The angles α can each be chosen to increase by a constant value, with the butt joints radiating out from the inner edges of the core. The largest angle α is expediently chosen to be equal to or smaller than arc sin - 1, which results in at least an effective iron cross-section of q, i.e. equal to the leg cross-section, at all butt joints.

Die neuen Kerne können auch mit Bolzenlöchern zur Aufnahme von Preßbolzen versehen sein. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 wird dann zweckmäßig die Zone a nicht breiter als etwa der vierfache Lochdurchmesser gewählte Bei Kernen, die gemäß dem Muster nach Fig. 2 aufgebaut sind, kann man die Jochhöhe gegenüber dem oben berechneten Wert um den Lochdurchmesser vermindern.The new cores can also have bolt holes to accommodate press bolts be provided. In the embodiment according to FIG. 1, the zone is then expedient a not wider than about four times the hole diameter selected For cores that are constructed according to the pattern of FIG. 2, you can the yoke height compared to the Reduce the value calculated above by the hole diameter.

Die Neuerung bezieht sieh insbesondere auf Rechteckkerne, kann jedoch auch auf Mantelkerne mit Vorteil angewendet werden... Man wird dann im allgemeinen die Außenschenkelbreite halb so groß wie die Innensehenkelbreite machen und der Berechnung der Joehhohe zugrundelegen.The innovation relates in particular to rectangular cores, but can can also be used to advantage on mantle cores ... One will then generally make the outer thigh width half the size of the inner thigh width and the Based on the calculation of the Joehhehe.

Als Kernmaterial kann normales Transformatorenblech dienen, jedoch schließt die Neuerung als besonders wichtiges Anwendungsgebiet den Kernaufbau aus kaltgewalzten Texturblechen ein, Um mit einfachen Schnittwerkzeugen auszukommen, wird es im allgemeinen günstig sein, die Stoßfugen, wie in den Ausführungsbeispielen angedeutet, als ge- rade Linien auszuführen, i-t cbe Neuerung hierauf nicht be- schränkt und kann auch bei anderem Stoßfugenverlauf Anwendung finden. Besonders einfach in fertigungstechnischer Hinsicht sind Kerne gemäß Fig. 1, da die Schnittwerkzeuge nur für einen einzigen Winkel ausgeführt sein müssen..Normal transformer sheet metal can serve as the core material, but the innovation includes the core structure of cold-rolled textured sheets as a particularly important area of application. to execute straight lines, this innovation does not apply restricts and can also be used with other butt joint courses. Cores according to FIG. 1 are particularly simple in terms of production technology, since the cutting tools only have to be designed for a single angle.

Der Grundgedanke, jede Lagengruppe aus mindestens drei Lagen mit verschieden verlaufenden Stoßfugen auszubilden, ermöglicht die Herstellung eines magnetischen Kerns, der in seinen Eigenschaften dem Bandringkern praktisch nicht nachsteht und mit besonderem Vorteil für Magnetverstärker hoher und höchster Leistungen verwendbar ist. Der platzsparende und einfache Aufbau läßt jedoch auch die Verwendung bei Transformatoren, insbesondere größerer Bautypen, und anderen magnetischen Bauelementen zu. 12 Schutzansprüche 2 FigurenThe basic idea, each layer group of at least three layers with different Form running butt joints, enables the production of a magnetic Kerns, which is practically not inferior to the band ring core in its properties and Can be used with particular advantage for magnetic amplifiers of high and maximum power is. The space-saving and simple structure, however, can also be used in transformers, especially larger types, and other magnetic components. 12 claims for protection 2 figures

Claims

Protection claims 1t magnetic core, especially rectangular core overlapped layered partial cuts, characterized in that it consists of groups of layers consists of at least dei layers, the butt joints of which run so differently, that the effective iron cross-section at the joints is not or only insignificant is smaller than the iron cross-section in the thighs.

2 "Magnetic core according to claim 1, characterized in that the Butt joints, shifted parallel to each other, are arranged within a zone, which is wider than about ten times the sheet metal thickness, 3. Magnetic core according to claim 1 for sheet metal cuts with bolt holes, characterized in that the zone is not is wider than about four times the hole diameter.

4. Magnetic core according to claims 2 or 3, characterized in that that the butt joints are at an angle of 45 ° with the yoke or.

Include the leg axis and the same yoke height and leg width are large.

5. Magnetic core according to claim 1, characterized in that the butt joints are arranged at different angles (α1, α2, α3 ...) against the leg lobe and that the yoke height is approximately around the n TI 1. cosoCmin (n number of layers per group, Cmin smallest Angle <0 is larger than the width of the legs.

6. Magnetic core according to claim 5 for sheet metal cuts with bolt holes characterized in that the yoke height is determined in relation to claim 5 Value is reduced by the hole knife.

7, magnetic core according to claims 5 or 6, characterized in that the smallest Winkelet is equal to zero. 8r magnetic core according to claims 5 to 7e characterized thereby- net that the largest angle cl is equal to or less than arc sine n ñ is., 9-magnetic core according to one of claims 5 to 8, characterized indicates} that the butt joints radiate from the inner edges

run out of the core.

10, 'Magnetic core according to one of the preceding claims, characterized characterized because it is designed as a jacket core, the outer leg width is half the width of the inner thigh and is used as a basis for the calculation of the yoke height.

11. Magnetic core according to one of claims 1 to 10, characterized by the structure of core sheet with one or two preferred magnetic directions. 12. Magnetic core according to one of claims 1 to 11 by using it for high power magnetic amplifiers.