DE2405597A1

DE2405597A1 - Tiegelofen mit spulen und vertikalen eisenkernschenkeln

Info

Publication number: DE2405597A1
Application number: DE19742405597
Authority: DE
Inventors: Conny Dipl Ing Andersson; Goesta Karlsson
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1973-02-19
Filing date: 1974-02-06
Publication date: 1974-08-29
Also published as: SE379618B; GB1451287A; JPS5565799U; JPS5612794Y2; JPS49113243A

Description

Patentanwälte

Dipl.-Ing. Helmut MissIing 63 Giessen 28.1.1974

Dipl.-Ing. Richard Schlee Bismarckstrasse 43

Dr.-Ing. Joachim Boecker ^{Telefon: C0641) 71019}

Boe/K 11.899

Allmänna Svenska Elektriska Aktiebolaget, Västeras/ Schweden

Tiegelofen mit Spulen und vertikalen Eisenkernschenkeln

Die Erfindung betrifft einen Tiegelofen mit einer oder mehreren Spulen und einer Anzahl vertikaler Eisenkernschenkel, die auf der Rückseite der Spule voneinander getrennt angeordnet sind.

Man ist bemüht, bei solchen Öfen den magnetischen Streufluß möglichst klein zu halten und den Fluß so zu führen, daß er den Weg um die Spule herum nimmt, also mit möglichst allen Windungen der Spule verkettet ist. Man will verhindern, daß der Fluß an den Enden der Spule weit in den Raum hinaustritt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Tiegelofen der eingangs genannten Art zu entwickeln, bei dem die eben genannte Forderung möglichst gut erfüllt ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Tiegelofen der eingangs genannten Art vorgeschlagen, der erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß der Eisenkern durch mindestens einen konzentrisch zur Spule angeordneten Kernring ergänzt ist.

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Eine bevorzugte Ausfuhrungsform des Tiegelofens nach der Er·*- findung ist dadurch gekennzeichnet, daß über und unter jeder Spule jeweils ein Kernring angeordnet ist, der sich an die vertikalen Kernschenkel anschließt.

Mittels des Tiegelofens nach der Erfindung erhält man die gewünschte Führung des magnetischen Flusses, wobei der Streufluß oberhalb und unterhalb der Spule erheblich kleiner ist als bei bekannten Tiegelöfen. Die QuerfeIdverluste in der Spule sind geringer als bei den bekannten Tiegelöfen, und mittels der Kernringe erhält man zugleich eine einfache und gute axiale Spuleneinspannung.

Anhand der Figuren soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine vereinfachte Darstellung einer Tiegelofenspule mit Eisenkern,

Fig. 2 einen Schnitt durch einen Teil eines Kernringes,

Fig. 3 eine Darstellung des Anschlusses der Kernringe an die vertikalen Kernschenkel,

Fig. 4 ein Segment eines Kernringes,

Fig. 5 den Verlauf des magnetischen Flusses bei einem Eisenkern gemäß der Erfindung,

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Fig. 6 den Verlauf des magnetischen Flusses "bei einem bekannten Eisenkern,

Fig. 7 die Einspannung der Spule "bei dem Tiegel gemäß der Erfindung.

Fig. 1 zeigt eine eingespannte Ofenspule 11, die aus wassergekühlten Kupferleitern besteht. Außerhalb der Spule ist in einem bestimmten Abstand von dieser in bekannter Weise eine Anzahl vertikaler Kernschenkel 12-15 aus lamelliertein Elektroblech angeordnet, und oberhalb und unterhalb der Spule sind gemäß.der Erfindung zwei flußsammelnde Kernringe 16, 17 angeordnet, zwischen denen die Spule 11 eingespannt ist. Die Kernringe bestehen in dem gezeigten Fall aus einer Anzahl aneinandergrenzender Segmente (siehe Figur 1). Die Ringe 16 und 17, die ebenfalls aus ferromagnetischem Material bestehen, haben denselben oder im wesentlichen denselben Innenradius wie die Spule 11 und werden auf und unter der Spule placiert, so daß sie sich an die vertikalen Kerne 12-15 anschließen. Der Außenradius der Ringe ist größer als der der Spule, wodurch zwischen den vertikalen Kernen und der Spule ein Raum entsteht, der auf übliche Art mit geeignetem Isolationsmaterial gefüllt wird. Die Ringe 16 und 17 sammeln in günstiger Yieise den Magnetfluß und leiten ihn in die vertikalen Kerne (siehe Figur 3).

ⁿie Anordnung mit Kernringen hat u.a. den Vorteil, daß der Streu-

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fluß■oberhalb und unterhalb der Spule sowie die Querfeldverluste in der Spule klein sind und daß die axiale Spuleneinspannung in einfacher Weise verwirklicht werden kann (siehe Figur 1).

Der magnetische Fluß folgt auf seinem Weg um die Spule herum dem Weg des geringsten magnetischen Widerstandes. Dies bedeutet, daß er vorwiegend im Eisen fließt. Figur 6 zeigt eine Spule 11 mit einem in bekannter Weise aufgebauten Eisenkern 18 ohne den Kernring nach der Erfindung. Wie man sieht, tritt der Fluß ein gutes Stück aus dem Spulenende heraus, was zu erhöhten Verlusten führt. Figur 5 zeigt das Bild des magnetischen Flusses einer Spule 11 bei Verwendung eines vertikalen Kernes 12 mit Kernringen 16 gemäß der Erfindung. Wie man erkennt, tritt in diesem Falle der magnetische Fluß nur wenig an den Enden aus der Spule 11 heraus.

Die Kernringe 16, 17 bilden im Prinzip geschlossene Windungen über und unter der Spule 11. Der Fluß, der innerhalb der Spule 11 gleichmäßig verteilt ist, wird über diese Kernringe zu den diskret angeordneten vertikalen Kernen geleitet. Die Vorteile der Erfindung kann man durch die folgenden Beispiele einer geeigneten Ausführung der Kernringe beschreiben:

Der Kernring 19 besteht aus liegenden Elektroblechen mit demselben Krümmungsradius wie die Spule. Siehe auch Figur 4, die ein Kernringsegment 20 zeigt. In Figur 2 wird gezeigt, wie der Fluß mit

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Hilfe des Kernrings 19 auf einfache Weise in die Schmelze 21 im Tiegelofen gelangt.

In Figur 4 wird gezeigt, wie die Elektroblech^ zwischen den beiden Endblechen 22 und 23, die auf der Rückseite über das Joch 24 auf an sich bekannte Art zusammengeschweißt sind, zusammengepreßt werden. Um einen Kurzschluß zu vermeiden, wird der Kernring, wie gezeigt, genau vor jedem vertikalen Kernschenkel geteilt. Hierdurch erhält man gekrümmte Kernsegmente, und die Segmente werden vom Tiegel nach außen gegen die- vertikalen Kerne gedrückt. Die Druckkraft wird über Isoliermaterial in der Stoßfuge übertragen, die einige Millimeter breit ist, so daß man auch hier keinen Kurzschlußkreis erhält.

Figur 3 zeigt ein Flußbild von den vertikalen Kernschenkeln.

Hinsichtlich der Querfeldverluste kann festgestellt werden, daß infolge der Kernringe 16, 17 der Anteil des Flusses, der mit allen Windungen der Spule 11 verkettet ist, größer ist. Es geht also ein größerer Teil des Flusses um die Spule herum, anstatt durch die Spule'nwindungen nach außen zu treten. Dieser Vorteil wird dadurch verstärkt, daß der vertikale Kernteil bei der Verwendung eines Kernringes weiter von der Spule entfernt angebracht werden kann, als bei konventionellen Tiegelöfen. Mehr Isoliermaterial kann Platz zwischen Kern und Spule finden, d.h. in dem

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Raum zwischen der Spule und den vertikalen Kernschenkeln, der aufgrund der Kernringe größer gemacht werden kann.

Die axiale Spuleneinspannung ist in Figur 7 näher gezeigt. Oberhalb des Kernringes 16 ist das Magnetfeld schwach. Dies bedeutet, daß Konstruktionsteile näher an die Spulenspitze herangeführt werden können als früher. (Vergleiche das Feld gemäß der Erfindung in Figur 5 mit dem Feld bei der konventionellen Anordnung gemäß Figur 6). Der Oberteil des Ofens kann gemäß der Erfindung direkt verwendet werden, um die Spule axial zusammenzudrücken, siehe Pfeil 27 in Figur 7. Oberhalb des Kernringes ist ein loser Oberteil 28 mit Kühlrohr 29 placiert. Die Ofenschnauze sitzt auch in diesem Oberteil (nicht gezeigt). Man erhält durch diesen Oberteil auf dem gesamten Umkreis einen gleichmäßigen und feinen Spulendruck.

Die Erfindung kann im Rahmen des offenbarten allgemeinen Erfindungsgedankens in vielfacher Weise variiert werden.

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Claims

Patentansprüche;

1./Tiegelofen mit einer oder mehreren Spulen und einer Anzahl vertikaler Eisenkernschenkel, die auf der Rückseite der Spule voneinander getrennt angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Eisenkern durch mindestens einen konzentrisch zur Spule (11) angeordneten Kernring (16, 17) ergänzt ist.

2. Tiegelofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über und unter jeder Spule jeweils ein Kernring (16, 17) angeordnet ist, der sich an die vertikalen Kernschenkel (12 - 15) anschließt.

3. Tiegelofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kernring oder die Kernringe im wesentlichen den gleichen Innenradius haben wie die Spule (11).

4. Tiegelofen nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenradien der Kernringe (16, 12) größer als die der Spule (11) sind und daß der Raum zwischen den vertikalen Kernschenkeln (12 - 15) und der Spule (11) vorzugsweise mit Isoliermaterial gefüllt ist.

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