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Geblechter Magnetkern für Induktionsgeräte Für die Anmeldung wird
die Priorität vom 24.11.67 der entsprechenden Us-Anmeldurig Serial No. 685 558 in
Anspruch genommen.
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Die erfindung bezieht sich auf einen geblecnten magnetkern fUr Induktionsgeräte,
insbesondere für Leistungs-Transformatoren, bei dem Joch und Schenkel schräg aneinander
stoßen und die einzelnen Magnetblechlagen von Schenkeln und Jochen an gen StoßStellen
treppenförmig Uberlappt ineinandergreifen, wobei an den den Magnetfenstern zugewandten
Ecken der Stoßstellen Lücken vorhanden sind.
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Durch die US-Patentschrift 3 153 215 ist ein hochbeanspruchbarer und
mit verhältnismäßig geringerem Magnetisierungsstrom auskommender, verminderte Eisenverluste
und Geräuschentwicklung aufweisender Magnetkern bekannt geworden. Durch die treppenförmige
Uberlappung der Joch- und Schenkelbleche entsteht an jeder dem Magnetfenster zugevandten
Ecke eine Lücke im Schenkel oder Joch, die wegen der unterschiedlichen Permeabilität
von Luft undMagnetblech eine Verzerrung des magnetischen Flusses an der betreffenden
Ecke bewirkt. Dadurch wird die ohnehin schon an dieser Stelle auftretende höhere
Flußdichte noch mehr erhöht, so daß sich wegen der Flußverzerrung eine Erhöhung
der Verluste ergibt.
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Die Flußverzerrung ist von der Lückengröße und die Lückengröße ihrerseits
von der Größe der Überlappung der einzelnen Magnetbleche abhängig. Möglichet kleine
Verluste bedingen daher möglichat kleine Uberlappungen, die bei Magnetkernen für
kleinere bis mittlere Leiatungatraneformatoren leioht erreichbar sind, da die für
solche Transformatoren erforderlichen,
relativ kurzen Magnetbleche
mit der für eine kleine Uberlappung notwendigen geringen Toleranz gefertigt werden
können und die Festigkeit an den Stoßstellen trotz der geringen Überlappung ausreichend
ist, um den bei solchen Transformatoren im Kurzschluß auftretenden Kräften tandzuhalten.
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Bei größeren Transformatoren bedarf es hingegen zur Erzielung einer
für die höheren Kurzschlußbeanspruchungen ausreichenden mechanischen Festigkeit
einer größeren Überlappung, die die obengenannten Nachteile hat.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen agnetkern zu schaffen, bei dem
die Überlappung der einzelnen Magnetbleche im Hin blick auf die entstehenden Lücken
im erforderlichen Maß ohne Erhöhung der Verluste vergrößert werden kann. Nach der
Erfindung gelingt die Lösung der aufgabe dadurch, daß bei unveränderten Gesamtabmessungen
des Magnetkernes ie Lücken auf die Joche und Schenkel aufgeteilt sind, wozu die
Länge der Jochbleche in den einzelnen Lagen um den gleichen Betrag verkleinert bzw.
vergrdßert ist, um den die Länge der Schenkelbleche in den entsprechenden Lagen
vergrößert bzw.
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verkleinert ist.
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Durch das Aufteilen der Lücken auf Joch und Schenkel wird die Gesamtgröße
der zusammengehörigen Teillücken kleiner als die Größe der einzelnen Lücke am Joch
oder Schenkel bei dem bekannten Magnetkern Die kleinstmögliche Lücke wird nach einer
besonderen Ausgestaltung der Erfindung dadurch erreicht, daß der Betrag der Vergrößerung
bzw. Verkleinerung der Blechlänge gleich der halben Überlappungsstrecke ist.
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Bei einem in dieser Weise ausgestalteten Magnetkern kann die Überlappung
der einzelnen Magnetbleche von Joch und Schenkel doppelt so groß gemacht werden,
wie bei dem bekannten Magnetkern, ohne daß eine Erhbhung der Verluste eintritt.
Wegen
der größeren Uberlappung ergibt sich eine höhere mechanische
Festigkeit an den Stoßstellen, so daß der Magnetkern auch für Transformatoren größerer
Leistung verwendbar ist. Wird der Magnetkern nach der Erfindung unter Beibehaltung
der herkömmlichen Uberlappungsgröße für kleinere und mittlere Leistungstransformatoren
verwendet, so ergeben sich bei solchen Transfotmatoren geringere Verluste.
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Ferner wird durch die Aufteilung der Lücken auf Joch und Schenkel
der wirksame Querschnitt des Schenkels oder Joches gegenüber dem bekannten Magnetkern
vergrößert und die Flußdichte und damit die Verluste verkleinert. Falls in allen
Teilen des Magnetkernes die gleiche Flußdichte angestrebt ist, kann der Joch- oder
Schenkelquerschnitt verkleinert werden. Der Magnetkern nach-der Erfindung weist
ferner.eine Verminderung bei der Geräuschentwicklung auf.
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Anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele
wird der Gegenstand der Erfindung nachfolgend erläutert. Es zeigt: Fig. 1 eine Teilansicht
eines Magnetkernes Fig. 2einen Magnetkern eines dreiphasigen Kerntransformators.
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Die Fig. 1 zeigt einen Magnetkernteil 50, der aus einem Joch 52 und
einem Schenkel 54, die die gleiche Breite W haben, besteht Die wirksame Querschnittsbreite
in der Diagonalverbindung 60 des Magnetkernteiles ist mit Y und die wirksame Querschnittsbreite
im Schenkel mit L bezeichnet.
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Das Joch und der Schenkel sind aus einer Vielzahl von geschichteten
Magnetblechen 56 bzw. 58 aufgebaut, die jeweils unter einem Gehrungewinkel von 450
zugeschnitten sind. Mit 62 und 64 sind die abgestuft abgeschnittenen Enden der eineelnen
Magnetbleche bezeichnet, die die äußere Ecke des Magnet kernteiles 50 bilden An
der dem Magnetfenster zugewandten Ecke befinden sich in jeder Magnetblechschicht
des Schenkels
und Joches Schichtlücken 66 bzw. 68. Diese Schichtlücken
ergeben zusammen die Größe der Teillücken im Schenkel und Joch. Gleiche Schichtlücken
treten bei dem dargestellten Ausführungabeisplel auch an.der äußeren Ecke des Magnetkernteiles
auf. Bs sind mit 70 die-Schichtlückenim Joch und mit 72 die Schichtlücken im Schenkel
bezeichnet.
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Durch die Vergrößerung bzw. Verkleinerung der Joch- bzw.
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Schenkelbleche liegt die Stoßstelle von Joch und Schenkel im Gegensatz
zu dem bekannten Magnetkern zu beiden Seiten der Verbindungslinie zwischen der äußeren
und inneren Ecke.
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Wenn die maximale Tiefe der größten Schichtlücke gleich b und die
maximale Höhle der größten Schichtlücke gleich h ist, dann ist die Fläche dieser
Schichtlücke gleich b . h /2.
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Die Gesamtfläche der größten Schichtlücken im Joch und Schenkel ist
dann gleich b . h, d.h. halb so groß wie die größte Schichtlücke bei dem bekannten
Magnetkern.
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Die wirksame Querschnittsbreite des Schenkels ist bei dem Magnetkern
nach der Erfindung um den Betrag b breiter als bei dem bekannten Magnetkern.
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Die Erfindung läßt sich auch auf andere Transformatoren oder dergleichen
sinngemäß anwenden.
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So ist in Fig. 2. ein dreiphasiger Magnetkern 260 gezeigt, der aus
dem oberen und unteren Joch 270 bzw0 272, , den Schenkeln 274, 276 und 278 mit den
Wicklungen 264, 266 und 268 besteht. Das obere Joch 270 ist geteilt dargestellt.
Die beiden Jochteile bestehen aus einer Vielzahl von gesehichteten Jochblechen 280
und 282. Das untere Joch ist in einer abgewandelten AusführungsSorm aus einteili
en Jochblechen 284 hergestellt. Mit 286, 288 und 290 sind die Schenkel bleche bezeichnet.
Der in Fig. 2 gezeigte Magnetkern weist zwei verschiedene Formen der äußeren Eeken
auf. Die Ecken 281 und 283 entstehen, wenn die Enden der dort zusammenstoßenden
Joch-
und Schenkelbleche abgestuft abgeschnitten sind. Die Eckformen 285 und 287 entstehen,
wenn nur das Ende eines Teiles der Schenkelbleche abgestuft abgeschnitten und kein
Ende der Jochbleche abgeschnitten ist.
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2 Patentansprüche 2 Figuren