DE2654489A1

DE2654489A1 - Einphasen-dreischenkelkern fuer kerntransformator

Info

Publication number: DE2654489A1
Application number: DE19762654489
Authority: DE
Inventors: Masaaki Maezima
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1975-12-05
Filing date: 1976-12-01
Publication date: 1977-06-23
Also published as: DE2654489C3; DE2654489B2; JPS572164B2; JPS5268922A; US4136322A; SE416596B; SE7613602L

Description

Einphasen-Dreischenkelkern für Kerntransformator

Die Erfindung bezieht sich auf einen Einphasen-Dreischenkelkern für Kerntransformatoren, insbesondere den Aufbau der Verbindungsstellen zwischen dem Hauptschenkel und den Jochen des Dreischenkelkerns.

Der Transport von Leistungstransformatoren erfolgt auf Schiene und Straße zu Elektrizitätswerken, Umspannwerken usw. Die Höhe solcher Transformatoren ist auf ein vorgegebenes Maß beschränkt, damit sie ungehindert durch Tunnels und über Brücken, die auf dem Transportweg liegen, befördert werden können. Diese höhenmäßige Einschränkung wird normalerweise als Transportbeschränkung bezeichnet.

81-(A 2027-02)-sehö

709825/0663

Es wurden bereits verschiedene Transformatorenkerne vorgeschlagen, die so aufgebaut sind, daß sie im i^!all schwerwiegender Behinderungen auf dem Transportweg leichter transportierbar sind. Dabei ergeben sich jedoch die Ivachteile zeitraubender Blechschneidvorgänge und entsprechend verringerter Produktionsleistungen, und ferner ist der Iagnetfluß an den Blechverbindungsstellen ungleichmäßig, so daß sich hohe Eisenverluste einstellen.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Einphasen-Dreischenkelkerns für einen Kerntransformator, mit einem Haupt schenkel mit im wesentlichen Iireisquerschnitt, der durch Schichten von mehreren Stahlblechen zu Blechlagen unterschiedlicher Breite gebildet ist, und mit zwei Jochen mit nichtkreisförmigem Querschnitt;, die durch Schichten mehrere! Siahrbleehe zu Blechlagen gleicher Breite gebildet sind, wobei mehrere' Hauptschenkel-Stahlbleche, die Blechlagen unterschiedlicher Breite bilden, an den diagonal beschittenen Seiten mit entsprechenden Seiten mehrerer Joch-Stahlbleche, die Blechlagen gleicher Breite bilden, unter dem gleichen Anschlußwinkel zusammengefügt sind, wodurch die Zahl der Schneidvorgänge sowie die Zahl der Schnittwinkel verminderbar ist und die Produktionsleistung gesteigert wird. Dabei sind mehrere Hauptschenkel-Stahlbleche an mehreren Verbindungsstellen mit mehreren Joch-Stahlblechen zusammengefügt, und der Scheitel jeder diagonal beschnittenen Seite jedes Hauptschenkel-Stahlblechs ist zur Bildung eines äußeren Eckpunkts an den Scheitel der diagonal beschnittenen Seite jedes Joch-Stahlblechs gefügt, wodurch der Magnetfluß gleichmäßig durch die Verbindungsstellen fließen kann und Eisenverluste kleingehalten werden.

709825/0863

Bei dem Einphasen-Dreischenkelkern nach der Erfindung sind mehrere Stahlbleche, die die Blechlagen des Hauptschenkels bilden, an ihren diagonal beschnittenen Seiten mit entsprechenden Seiten mehrerer, die Blechlagen von zwei Jochen bildender Stahlbleche zur Bildung mehrerer Verbindungsstellen verbunden, und an der inneren Ecke jeder Verbindungsstelle ist längs dem Hauptschenkel-Stahlblech oder dem Joch-Stahlblech mit jeweils größerer Breite als das andere eine Vertiefung ausgebildet, und an dem äußeren Eckpunkt einiger Verbindungsstellen ist der Scheitel der diagonal beschnittenen Seite des entsprechenden Stahlblechs zur Bildung eines äußeren Eckpunkts mit dem des zugehörigen Joch-Stahlblechs zusammengefügt, wodurch mehrere Hauptschenkel-Blechlagen mit stufenweise verschiedener Breite mit mehreren Joch-Blechlagen unter dem gleichen Anschlußwinkel im Bereich der Vertiefung zusammenfügbar sind und der Magnetfluß gleichmäßig durch die äußere Eckpunkte aufweisenden Verbindungsstellen fließt, wodurch Eisenverluste kleingehalten werden.

Durch die Erfindung wird also ein Einphasen-Dreischenkelkern für einen Kerntransformator angegeben, bei dem mehrere Stahlbleche, die jede Blechlage eines Hauptschenkels bilden, an ihren diagonal beschnittenen Seiten mit entsprechenden Seiten von mehreren Stahlblechen, die jede Blechlage von Jochen bilden, zur Bildung mehrerer Verbindungsstellen zusammengefügt sind. An dem inneren Eckbereich jeder Verbindungsstelle ist längs dem Hauptschenkel-Stahlblech oder dem Joch-Stahlblech jeweils größerer Breite als das andere eine Vertiefung ausgebildet, so daß mehrere Hauptschenkel-

70982S/0663

Blechlagen mit stufenweise verschiedener Breite an mehrere Joch-Blechlagen unter dem gleichen Anschlußwinkel im Bereich der Vertiefungen fügbar sind, wodurch die Blechschneidvorgänge vereinfacht v/erden. An den äußeren Ecken einiger Verbindungsstellen ist der Scheitel der diagonal "beschnittenen Seite eines Hauptschenkel-Stahlblechs an den Scheitel der entsprechenden Seite des zugehörigen Joch-Stahlblechs gefügt zur Bildung eines äußeren Eckpunkts, der einen gleichmäßigen Magnetfluß durch die Verbindungsstellen zum Kleinhalten der Eisenverluste erlaubt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Pig. 1A den Aufbau eines bekannten Einphasen- und 1B Dreischenkelkerns;

Pig. 2A die Form von Hauptschenkel-Stahlblechen, und 2B die das Blechpaket des Hauptschenkels nach den Fig. 1A und 1B bilden,

Pig. 3A Schnittansichten IIIA-IIIA bzw. IIIB-IIIB und 3B nach Pig. 1A;

Pig. 4-A Teilänsichten, die den Magnetfluß durch die und 4B Verbindungsstelle zwischen einem Hauptschenkel· und einem Joch-Stahlblech zeigen;

Pig. 5 den Aufbau eines bekannten Einphasen-Zweischenkelkerns j

7Ü9825/0S63

i'ig. 6 die Form von Joch-Stahlblechen, die zur
Eildung des Joch-Blechpakets beschnitten sind;

Fig. 7A den Aufbau eines Ausführungsbeispiels
und 7B des Eiiiphasen-Dreischenkelkerns nach der Erfindung ₅

Fig. 8 die Form von Hauptschenkel-Stahlblechen, die zur Bildung des Hauptschenkel-Blechpakets des Kerns nach den Fig. 7A und 7B zugeschnitten sind;

Fig. 9A einen Teil der Verbindungsstellen zwischen 9B, 10 den Hauptschenkel- und den Joch-Stahlblechen nach den Fig. 7A und 7B;

Fig. 11A den Aufbau eines anderen Ausführungs-
und HB beispiels des Transformatorenkerns; und

Fig. 12A den Aufbau eines dritten Ausführungsbei- und 12B spiels des Transformatorenkerns nach der Erfindung.

Ein bekannter Einphasen-Dreischenkelkern 10 nach den Fig. 1A und IB wird bevorzugt verwendet, wenn eine schwerwiegende Transportbeschränkung besteht. Der Dreischenkelkern 10 umfaßt einen Hauptschenkel 1, zwei Seitenschenkel 2 sowie ein oberes und ein unteres Joch 3» die mit dem Haupt-

70982B/0663

265Λ489

sclienkel 1 und den Seitenschenkeln 2 magnetisch gekoppelt sind. Dabei beträgt die Ereite der Joche etwa die halbe Breite des Hauptsehenkeis 1, wodurch die Höhe des Transformators entsprechend verringerbar ist.

Die Pig. 2A und 213 zeigen zwei Arten eines Stahlblechs 2', das z. B. ein kornorientiertes SiTiciumstahlblech ist und zv/ei diagonal beschnittene Seiten C hat, die durch Beschneiden der Endabschnitte unter einem Winkel von 45° relativ zur Längsrichtung gebildet sind, so daß sie zwischen der Innenseite A und der Außenseite B verlaufen. Hehrere Stahlbleche 1a, 1b; 2a, 2b; 3a, 3b, die die I'orm nach den Fig. 2A und 2B haben, sind lagenweise zusammengesetzt und bilden den Hauptschenkel 1 bzw. die Seitenschenkel 2 bzw. die Joche 3. Die Stahlbleche sind in solcher Beziehung zueinander verbunden, daß die eine Lage des Plauptschenkels 1 bildenden Bleche 1a und 1b nebeneinanderliegen und zwischen sich einen ölkanal g bilden, wobei ihre Außenseiten B einander gegenüberliegen und ihre diagonal beschnittenen Seiten C symmetrisch angeordnet sind. Die Stahlbleche 1a und 1b des Hauptschenkels sind mit den Stahlblechen 3a und 3b der Joche verbunden und bilden Verbindungsstellen X. Die Stahlbleche 1a, 1b, 2a, 2b, 3a und 3b werden während des Verbindens zu Blechpaketen zusammengesetzt und bilden den Hauptschenkel 1, die Seitenschenkel 2 und die Joche 3.

Die Pig. 3A und 3B zeigen die Formen des Hauptschenkels 1 und der Joche 3 im Schnitt. Es ist ersichtlich, daß der Hauptschenkel 1 im wesentlichen Kreisquerschnitt hat,

709825/0663

- r-

während das Joch 3 Viereckquerschnitt hat. Zwar ist das Joch 3 mit Viereckquerschnitt dargestellt, es kann jedoch auch eine andere nichtkreisförmige, z. B. halbelliptische oder elliptische Querschnittsi'orm haben. Bei diesen Querschnittsformen des Hauptschenkeis 1 und der Joche 3 nach den I¹Ig. 3A und 3B handelt es sich um eines der Merkmale des Kernaufbaus für einen bekannten Kerntransformator, und dabei stellt sich das nachstehend erläuterte Problem.

Hehrere Stahlbleche 1a und ;b gleicher Form sind zusammengesetzt und bilden einen Kernblock 6, und mehrere solche Kernblö.cke 6, die abgestufte Breite haben, sind aufeinandergeschichtet und bilden den Hauptschenkel 1 mit im wesentlichen Kreisquerschnitt (vgl. Pig. 3A). In diesem Hauptschenkel 1 sind die einzelnen Kernblöcke 6 aus den Stahlblechen 1a und 1b unterschiedlicher Breiten I^-1-tg zusammengesetzt, und die Breite nimmt allmählich zum mittleren Kernblock 6 hin zu. Wenn also mehrere Hauptschenkel-Stahlbleche la und Ib mit unterschiedlicher Breite mit mehreren Joch-Stahlblechen 3a und 3"b gleicher Breite zu verbinden sind, bildet dies ein Problem. Die Verbindungsstellen X (vgl. die Fig. 1A und IB) zwischen den Stahlblechen 1a und 1b und den Stahlblechen 3a und yo haben einen Anschlußwinkel von 45°. Um also den Hauptschenkel 1 mit im xvesentlichen Kreisquerschnitt mit den Jochen 3, die nichtkreisförmig sind, unter dem genannten Anschlußwinkel miteinander zu verbinden, müssen viele der Hauptschenkel-Stahlbleche oder der Joch-Stahlbleche größerer Breite an beiden Enden oder an einem Ende bei F (vgl. die Fig. 2A und 2B)

70982B/0663

beschnitten werden, -wodurch Schnittenden D entstehen. Dieser Endbeschneidvorgang ist zeitraubend und verringert die Produktionsrate.

Aus .Fig. 4A ist ersichtlich, daß der Magnetfluß f im Bereich der inneren Ecke der Verbindungsstelle X relativ stark konzentriert ist und relativ schwach durch den Bereich der äußeren Ecke der Verbindungsstelle X fließt, was durch das Vorhandensein des Schnittendes D bedingt istj somit ist der Gesamtbereich der den Hauptschenkelabschnitt bildenden Stahlbleche größerer Breite nicht vollwirksam genutzt. Bei dem bekannten Transformatorkernaufbau ergibt sich also der lachteil, daß örtliche Magnetflußverluste eine unerwünschte Erhöhung des Eisenverlustes zur Folge haben.

Um diese ungleichmäßige Magnetflußverteilung zu beseitigen, wurde bereits ein Einphasen-Zweischenkelkern (vgl. Pig. 5) vorgeschlagen. Dieser Kernaufbau ist insofern wirksam, als die Magnetflußverteilung dadurch gleichmäßig wird. Dabei hat jedoch die Verbindungslinie 8 zwischen einem Hauptschenkel-Stahlblech 1a und einem Joch-Stahlblech 3a in einer Blechlage die Form einer Geraden ST, die von einem inneren Eckpunkt S zu einem äußeren Eckpunkt T unter einem Winkel θ. verläuft, während die Verbindungslinie 9 der benachbarten Kernlage durch eine Gerade SU gebildet ist, die vom gleichen inneren Eckpunkt 5 zu einem anderen Punkt U unter einem Winkel θ~ verläuft., Der Überlappungsgrad der aneinandergrenzenden Blechlagen nimmt also vom inneren zum äußeren Eckpunkt zu.

709825/0863

Bei dem Kern nach Pig. 5 ist also die Überdeckung.( der Überlappungsbereich der aneinandergrenzenden Lagen) auf der Seite der inneren Ecke Terringert, und die Stahlbleche 1a und 3a bilden eine Stoßverbindung. Beim Aufeinandersetzen und Einfügen der Stahlbleche auftretende Fehler bringen also die Gefahr mit sich, daß ein Spalt gebildet wird, der verschiedene nachteilige Auswirkungen und Instabilitäten zur Folge hat, da der magnetische Widerstand im Bereich der inneren Ecke des Kerns zunimmt, so daß übermäßig hohe Eisenverluste und eine zu starke Erhöhung des Erregerstroms resultieren.

Wenn der vorgeschlagene Verbindungsstellenaufbau bei einem Einphasen-Dreischenkelkern angewandt wird, sind viele Anschlußwinkel entsprechend der Zahl der abgestuften Überlappungsverbindungen erforderlich und bedingen eine zeitraubende Winkelanpassung. Da ferner die Stoßverbindungen im Innenbereich des Kerns den magnetischen Widerstand in diesem Bereich erhöhen, wird der Magnetfluß im äußeren Abschnitt des Kerns konzentriert, wodurch wiederum die Eisenverluste ansteigen.

Bei einer weiteren bekannten Ausbildung werden Stahlbleche 2, die z. B. das Joch bilden, von einer Rolle 2' abgeschnitten und haben zwei Seiten, die diagonal unter Winkeln Θ., bzw. θρ (vgl. Fig. 6) beschnitten sind. Das Stahlblech 2, bei dem der Schenkel des Winkels θ_? am Yorderende oder in Torlaufrichtung X vorgesehen ist, ist bei E so beschnitten, daß ein Schnittende D gebildet ist. Dieses

709825/0663

Endbeschneiden kann nur "bei abwechselnd aufeinanderfolgenden Stahlblechen 2 angewandt werden, also bei Stahlblechen, bei denen der Scheitel des Winkels θρ in Vorlaufrichtung liegt. Der Grund hierfür ist, daß es schwierig ist, das Stahlblech 2, bei dem der Scheitel des Winkels Ql entgegen der Vorlaufrichtung liegt, mit einem Anschlag 15 in Anlage zu bringen, wogegen dies bei dem erstgenannten Stahlblech leicht möglich ist. Um also auch dieses Stahlblech 2 zu beschneiden, muß ein zweites Schneidwerkzeug vorgesehen sein, wodurch der Schneidvorgang kompliziert wird.

Der Einphasen-Dreischenkelkern 10 nach den Pig. 7A und 7B umfaßt einen Hauptschenkel 1, zwei Seitenschenkel 2 sowie ein oberes und ein unteres Joch 3, die mit dem Ilauptschenkel 1 und den Seitenschenkeln 2 magnetisch gekoppelt sind. Der Hauptschenkel 1, die Seitenschenkel 2 und die Joche 3 sind durch schichtweises Packen mehrerer Hauptschenkel-Stahlbleche 1a und 1b, Seitenschenkel-Stahlbleche 2a und 2b sowie Joch-Stahlbleche 3a, 3b, 3c und 3d zu Blechpaketen gebildet. !lach Fig. 8 ist jedes Stahlblech trapezförmig zugeschnitten, wobei zwei diagonal beschnittene Seiten C zwischen der Innenseite A und der Außenseite B verlaufen. Im FaIl der Hauptschenkel-Stahlbleche 1a und 1b, die je eine Blechlage des Hauptschenkels 1 bilden, ist eine der diagonal beschnittenen Seiten C zusätzlich im Bereich des Scheitels E beschnitten und hat ein Schnittende D. Diese Stahlbleche sind zur Bildung der Blechlagen des Hauptschenkels 1, der Seitenschenkel 2 und der Joche 3 miteinander verbunden. Beim Verbinden der Stahlbleche zur

709825/0663

Bildung einer Kernblechlage sind die die Hauptschenkelblechlage bildenden Stahlbleche 1a und 1b gleicher Form mit ihren Außenseiten B einander gegenüberliegend angeordnet und bilden zwischen sich einen Ölkanal g; die die Seitenschenkel-Blechlage bildenden Stahlbleche 2a und 2b sind auf den gegenüberliegenden Seiten der Hauptschenkelbleche 1a und 1b mit ihren Innenseiten A einander gegenüberliegend angeordnet. Die die Blechlage für das obere und das untere Joch bildenden Stahlbleche 3a, 3b, 3c und 3d sind zwischen den Hauptschenkelblechen la, 1b und den Seitenschenkel-Blechen 2a, 2b so angeordnet, daß sie mit diesen magnetisch gekoppelt sind. Die die nächste lage bildenden Stahlbleche sind um den Punkt 0 in einer dazu um 180° umgekehrten Beziehung angeordnet.

Zwei Verbindungsstellen X sind zwischen den oberen diagonal beschnittenen Seiten C der Stahlbleche 1a, 1b und den entsprechenden Seiten C der Stahlbleche 3ä, 3b gebildet, und wie aus den Fig. 7A und 7B ersichtlich ist, ist der Scheitel E des Stahlblechs 1a mit dem Scheitel des Stahlblechs 3a verbunden, so daß ein äußerer Eckpunkt Q₁ gebildet ist. Ein ebensolcher äußerer Eckpunkt ist durch die Stahlbleche 1b und 3b gebildet. Zwei weitere Verbindungsstellen X.. sind zwischen den unteren diagonal beschnittenen Seiten C der Stahlbleche 1a, 1b und den entsprechenden Seiten C der Stahlbleche 3c und 3d gebildet. Im Fall dieser Verbindungsstellen X₁ paßt jedoch der Scheitel E des Stahlblechs 1a nicht genau auf den des Stahlblechs 3c, und es ist ein Anschlußpunkt Qp gebildet. Ein solcher Anschlußpunkt ist ferner zwischen den Stahl-

709826/0883

blechen 1b und 3d gebildet. Fach den Pig. 9A und 9B, in denen die Hauptschenkel-Stahlbleche 1a und 1b relativ zu dem Aufbau nach den Pig. 7A und 7B um 180° umgekehrt sind, bilden die Stahlbleche 1a' und 1b^f, die an die Stahlbleche 1a und 1b angrenzen, zwei Verbindungsstellen X^ an ihren oberen, diagonal beschnittenen Seiten mit den entsprechenden Seiten der Joch-Stahlbleche 3a' und 3b¹. Bei jeder dieser Verbindungsstellen X. paßt der Scheitel E der diagonal beschnittenen Seite nicht genau auf den der zugehörigen diagonal beschnittenen Seite, und es ist ein Anschlußpunkt Qp gebildet. Aus Pig. 9A ist ersichtlich, daß der Anschlußpunkt Q₂ vom äußeren Eckpunkt Q. um einen Abstand versetzt ist, der der Länge des beschnittenen Endes D entspricht. D. h., das beschnittene Ende D jedes Hauptschenkel-Stahlblechs 1a^f und 1b¹ fluchtet'mit dem Scheitel E jedes der Joch-Stahlbleche 3a' und 3b«.

Zwei weitere Verbindungsstellen X sind zwischen den unteren diagonal beschnittenen Seiten C der Hauptschenkel-Stahlr bleche 1a¹, 1b¹ und den entsprechenden Seiten der Joch-Stahlbleche 3c¹ und 3d' gebildet. Wenn also zwei Verbindungsstellen X in einer Kernblechlage gebildet sind, sind zwei weitere Verbindungsstellen X^ in der entsprechenden Stellung in der benachbarten Blechlage gebildet; dabei ist jedoch die vorgenannte Reihenfolge frei wählbar. Da die Hauptschenkel-Stahlbleche 1a und 1b einer Blechlage in bezug auf die der angrenzenden Blechlage um 180° umgekehrt sind, fluchten die einzelnen Verbindungsstellen einer Blechlage nicht mit denen der angrenzenden Bleehlage, so

70982S/08S3

2654A89

daß die Üb erlappungsverbindungen gebildet werden, An den inneren Ecken dieser Verbindungsstellen sind (vgl. die Pig. 7A und 7B) Vertiefungen 4 gebildet, so daß mehrere Hauptschenkel-Stahlbleche, die die Blechlagen abgestufter Breite bilden, an ihren diagonal beschnittenen Seiten mit den entsprechenden Seiten mehrerer Joch-Stahlbleche, die die Blechlagen gleicher Breite bilden, verbindbar sind.

Hach Pig. 7A ist die Breite I₁ der Hauptschenkel-Stahlbleche 1a und 1b größer als die Breite 1_? der Joch-Stahlbleche 3a und 3b. Daher ist eine Vertiefung an der inneren Ecke jeder Verbindungsstelle X gebildet, liaeh Pig. 7B-ist die Breite I₂ der Joch-Stahlbleche 3a und 3t> großer als die Breite I₁ der Hauptschenkel-Stahlbleche 1a und 1b, und· daher ist eine Vertiefung 4 an der inneren Ecke jeder Verbindungsstelle X gebildet. Daraus ist ersichtlich, daß eine solche Vertiefung 4 an der inneren Ecke des Verbindungsbereichs zwischen dem Hauptschenkel- oder dem Joch-Stahlblech mit größerer Breite als das zugehörige Joch- oder Hauptschenkel-Stahlblech gebildet ist.

Hach Fig. 9A ist die Vertiefung 4 an der inneren Ecke des Verbindungsbereichs des Hauptschenkel-Stahlblechs 1a gebildet, wenn die Breite I₁ dieses Stahlblechs 1a größer als die Breite Ip des zugehörigen Joch-Stahlblechs 3a ist, d. h. wenn 1- > lp_f und die effektive Breite I₁' der Verbindungsstelle X, die durch Subtraktion wenigstens der Breite der Vertiefung 4 von I₁ erhalten wird, ist so gewählt, daß sie größer als die Breite Ip des Joch-Stahl-

709825/0863

blechs 3a ist. Mit I₂ 4. I₁ ist die Vertiefung 4 in der inneren Ecke des Verbindungsbereichs des Joch-Stahlblechs 3a gebildet, und die effektive Breite l_? ^f der Verbindungsstelle X ist gleichermaßen größer als die Breite I^ des Hauptschenkel-Stahlblechs 1a (vgl. Fig. 9B). Die Höchstbreite dieser Vertiefungen 4 beträgt ca. 10% der Breite 1.. des Hauptschenkel-Stahlblechs 1a oder der Breite 1_? des Joch-Stahlblechs 3a.

Aus den vorstehenden Erläuterungen ist ersichtlich, daß bei diesem Einphasen-Dreischenkelkern die Verbindungsstellen X, die durch ineinanderfügen der diagonal beschnittenen Seiten der die Blechlagen des Hauptschenkels bildenden Stahlbleche 1a und 1b und der die Blechlagen der Joche bildenden Stahlbleche 3a und 3b gebildet sind, die an den inneren Ecken des Verbindungsbereiohs der Bleche 1a, 1b oder 3a, 3b größerer Breite als die anderen Bleche gebildeten Vertiefungen einschließen. Ferner schließen die Verbindungsstellen X die äußeren Eckpunkte Q₁, die durch die aneinandergefügten Scheitel E der diagonal beschnittenen Seiten C zugehöriger Bleche 1a, 1b, 3a und 3b gebildet sind, ein.

Dabei werden mehrere Vorteile erreicht. Erstens sind die Hauptschenkel-Stahlbleche, die die Hauptschenkel-Blechlagen mit stufenweise sich ändernder Breite bilden, unter dem gleichen Anschlußwinkel verbindbar. Aus Fig. 7A ist ersichtlich, da3 die Vertiefung 4 an der inneren Ecke der Verbindungsstelle X zwischen dem Stahlblech 1a größerer Breite und dem Stahlblech 3a geringerer Breite gebildet ist. Wenn daher ein Hauptschenkel-Stahlblech 1a mit einer Breite

70982S/0S83

I₁₂ und ein weiteres Hauptschenkel-Stahlblech 1a¹ mit geringerer Breite 1.,., aufeinandergepackt werden, liegen die inneren lckbereiche der diagonal beschnittenen Seiten dieser Stahlbleche in der Vertiefung 4, so daß die Stahlbleche 1a und 1a', die eine Breite 1^p bzw. 1.... haben, mit den zugehörigen Joch-Stahlblechen 3a und 3a' unter demselben Anschlußwinkel θ aneinanderfügbar sind. Die Zahl der Schnittwinkel und der Schneidvorgänge ist daher ■verringerbar, so daß die Produktionsleistung erhöht wird.

Da ferner die diagonal beschnittenen Seiten C der das Hauptschenkel-Blechpaket bildenden Stahlbleche 1a und 1b unter demselben Winkel θ beschnitten werden, kann einer der Scheitel B der diagonal beschnittenen Seiten C nur teilweise durchtrennt werden, so daß das Schnittende D nach Fig. 8 erhalten wird, wodurch der brennvorgang vereinfacht und die Zahl der Trennschritte reduziert werden; dadurch wird wiederum die Produktion gesteigert. Ferner braucht nur ein Anschlag 15 z. B. auf der Seite der Vorschubrichtung X der Stahlbleche 1a und 1b vorgesehen sein, um die Torschubbewegung dieser in Richtung X geförderten Stahlbleche anzuhalten. Die Stahlbleche 1a und 1b sind also leicht anhaltbar, und die Anschlagvorrichtung kann vereinfacht werden.

Ferner sind die Scheitel E der diagonal beschnittenen Seiten Cz. B. der Stahlbleche 1a und 3a zusammengefügt und bilden den äußeren Eckpunkt Q^ an der äußeren Ecke der Verbindungsstelle X zwischen den Verbindungsstellen X und X^ nach den Fig. 9A und 10. Daher-verlauft der Magnetfluß | gleichmäßig

709825/0663

265A489

durch die Verbindungsstelle X (vgl. Pig. 4B), und die Gefahr einer Konzentration des Magnetflusses im Bereich der inneren Ecke der Verbindungsstelle X wird vermieden, so daß Eisenverluste kleingehalten werden.

Pur die Breite I₁ der Hauptschenkel-Stahlbleche 1a und 1"b, die Breite I₉ der Joch-Stahlbleche 3a und 3b, und die effektiven Breiten I₁' und I₂' der Verbindungsstellen X zwischen den Blechen 1a, 1b und den Blechen 3a, 3b gilt die Beziehung:

I₁ ¹ < I₁ (I₁ < I₂' < I₂)

(vgl. die Pig. 9A und 9B). Es sei angenommen, daß B₁, B₂, B₁' und B₂ ¹ die Magnetflußdichte in den Hauptschenkel-Stahlblechen 1a und 1b, in den Joch-Stahlblechen 3a und 3b, an der Verbindungsstelle X zwischen den Blechen 1a und 3a und an der Verbindungsstelle X zwischen den Blechen 1b und 3b ist. Dann gilt für die Magnetflußdichten die folgende Beziehung:

B₁ (B₁ ? B₂' > B₂).

Daher ist die Magnetflußdichte B₁' (B₂') an der Verbindungsstelle X niedriger als die Magnetflußdichte B₀ in dem Joch-

C.

709825/0683

Stahlblech. 3a, wenn dessen Breite geringer als die des Hauptschenkel-Stahlblechs 1a ist (oder höher als die Magnetflußdichte B^ in dem Hauptschenkel-Stahlblech 1a, wenn dessen Breite kleiner als die des Blechs 3a ist). Dadurch wird die Gefahr einer unerwünschten lokalen Magnetfluß-Konzentration vermieden. Da außerdem die Stahlbleche mit Ausnahme der Vertiefungen 4 vollständig miteinander verbunden sind, ist der Verbindungsbereich groß, wodurch die Gefahr einer lokalen Magnetfluß-Konzentration weiter vermindert wird.

Der Scheitel E ;jeder oberen diagonal beschnittenen Seite der Stahlbleche 2a und 2b, die die Bleche der Seitenschenkel bilden, kann parallel mit der Außenseite B g'edes der zugehörigen Hauptschenkel-Stahlbleche 3a und 3b beschnitten sein (vgl. z. B. Pig. 7A), so daß für die darüber angeordneten Zuleitungen kein Hindernis gebildet ist. In einem solchen Fall haben die Verbindungsstellen keine äußeren Eckpunkte.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 11A und 11B sind zwei Hauptschenkel-Stahlbleche 1a und 1b, die eine Blechlage eines Hauptschenkeis 1 bilden, relativ zueinander umgekehrt angeordnet, obwohl sie gleiche Querschnittsform haben. Die Stahlbleche 1a und 1b sind mit Joch-Stahlblechen 3a und 3b, die eine Blechlage eines oberen Jochs 3 bilden, zusammengefügt und bilden zwei Verbindungsstellen X und X... An der Verbindungsstelle X ist der Scheitel der diagonal beschnittenen Seite des Stahlblechs 1a mit dem

709825/0663

Scheitel der diagonal beschnittenen Seite des Stahlblechs 3a zusammengefügt, und an der Verbindungsstelle X^ ist das abgeschnittene Ende D des Stahlblechs 1b mit dem Scheitel der diagonal beschnittenen Seite des Stahlblechs 3b zusammengefügt. Bei den unteren Verbindungsstellen ist diese Beziehung umgekehrt. Bei der an die Blechlage nach den Fig. 11A und 11B angrenzenden Blechlage ist diese Anordnungsweise in bezug auf die Achse Y-Y umgekehrt. Die oberen Verbindungsstellen X und X.. der ersten Lage grenzen an die oberen Verbindungsstellen X., bzw. X der letztgenannten Lage an, und die unteren Verbindungsstellen X., bzw. X der ersten Lage grenzen an die unteren Verbindungsstellen X bzw. X^ der letzteren an. Nach Fig. 11A, für die I^ > Ip gilt, ist an der inneren Ecke des Verbindungsbereichs des Stahlblechs 1a größerer Breite eine Vertiefung 4 ausgebildet, während nach Pig. 11B, für die 1,. < 1_? gilt, die Vertiefung 4 an der inneren Ecke des Verbindungsbereichs des Stahlblechs 3a größerer Breite gebildet ist.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 12A und 12B bilden zwei Stahlbleche 1a und 1b unterschiedlicher Form eine Blechlage eines Hauptschenkels 1. Das Stahlblech 1a ist an seinen diagonal beschnittenen Seiten mit entsprechenden Seiten von Joch-Stahlblechen 3a und 3c, die eine Blechlage eines oberen und eines unteren Jochs 3 bilden, verbunden, so daß zwei Verbindungsstellen X gebildet sind, und das Hauptschenkel-Stahlblech 1b ist gleichermaßen mit Joch-Stahlblechen 3b und 3d verbunden, so daß zwei weitere Verbindungsstellen X^ gebildet sind. In der Blechlage,

709825/0683

die an die der -Pig. 12A und 12B angrenzt, ist diese Aufbauweise in "bezug auf die Achse Y-X umgekehrt. Somit grenzen die oberen Verbindungsstellen X und X₁ der erstgenannten Lage an die oberen Verbindungsstellen X₁ bzw. X der letztgenannten Lage an, und die unteren Verbindungsstellen X und X₁ der erstgenannten Lage grenzen an die unteren Verbindungsstellen X^ bzw. X der letztgenannten Lage an. An der inneren Ecke des Verbindungsbereichs der Stahlbleche 1a und 3a ist in Abhängigkeit von der relativen Breite eine Vertiefung 4 ausgebildet, und an der äußeren Ecke der Verbindungsstelle X ist ein äußerer Eckpunkt Q₁ gebildet.

Aus der vorstehenden Erläuterung ist ersichtlich, daß bei dem Einphasen-Dreischenkelkern mehrere Hauptschenkel-Stahlbleche, die Blechlagen eines Hauptschenkels bilden, an ihren diagonal beschnittenen Seiten mit entsprechenden Seiten mehrerer Stahlbleche, die Blechlagen von zwei Jochen bilden, verbunden und mehrere Verbindungsstellen gebildet sind; an der inneren Ecke jeder Verbindungsstelle ist längs dem Hauptschenkel- oder Joch-Stahlblech, das breiter als das jeweils andere ist, eine Vertiefung ausgebildet, während an den äußeren Ecken einiger Verbindungsstellen der Scheitel der diagonal beschnittenen Seite des entsprechenden Hauptschenkel-Stahlblechs mit dem des zugehörigen Joch-Stahlblechs zusammengefügt ist und einen äußeren Eckpunkt bildet. Somit sind mehrere Hauptschenkel-Stahlbleche, die das Hauptschenke!-Blechpaket mit abgestufter Breite bilden, mit mehreren Joch-Stahlblechen, die das Joch-Blechpaket bilden, unter dem gleichen Anschlußwinkel im Bereich der Vertiefungen verbindbar, und die Zahl beschnittener Enden

709825/0663

kann kleiner als "bisher gehalten werden. Daher ist die Zahl der Schnittwinkel für die Stahlbleche verringerbar, wodurch wiederum die Sehneidvorgänge reduziert und die Produlctionsrate gesteigert werden. Der Magnetfluß verläuft gleichmäßig durch die die äußeren Eckpunkte aufweisenden Verbindungsstellen, so daß Eisenverluste kleingehalten werden.

709825/0663

Claims

265A489

Ansprüche

M J Einphasen-Dreischenkelkern für Kerntransformator, mit einem Hauptschenkel mit im wesentlichen Kreisquerschnitt, der durch Schichten von mehreren Stahrblechen, deren jedes zwei diagonal "beschnittene Seiten aufweist, zu Blechlagen mit stufenweise sich ändernder Breite gebildet ist,

mit zwei Seitenschenkeln, die durch Schichten von mehreren Stahlblechen, deren jedes zwei diagonal "beschnittene Seiten aufweist, zu Blechlagen gebildet ist, wobei die Seitenschenkel-Stahlbleche mit ihren diagonal beschnittenen Seiten den entsprechenden Seiten der Hauptschenkel-Stahlbleche gegenüberliegen, und

mit zwei im Querschnitt nichtkreisförmigen Jochen, die durch Schichten von mehreren Stahlblechen mit je zwei diagonal beschnittenen Seiten zu Blechlagen gebildet sind, wobei diese Stahlbleche an ihren diagonal beschnittenen Seiten mit entsprechenden diagonal beschnittenen Seiten der Hauptschenkel- und der Seitenschenkel-Stahlbleche zusammengefügt sind und mehrere Verbindungsstellen zur Ausbildung eines magnetischen Kreises bilden, dadurch gekennzeichnet, daß eine vorbestimmte (X) von mehreren Verbindungsstellen (X, Χ..) einen äußeren Eckpunkt (CL) aufweist, der an der äußeren Ecke durch die aneinandergefügten Scheitel (E) der diagonal beschnittenen Seiten (C) wenigstens eines der Hauptschenkel-Stahlbleche (1a, 1b) und wenigstens eines der Joch-Stahlbleche (3a-d) gebildet ist,

709825/0663

- Qär-

und daß an der inneren Ecke längs dem Verbindungsbereich des jeweils einen Haupt schenke1-Stahlb Ie chs (1a, 1b) oder Joch-Stahlblechs (3a-d) mit größerer Breite als das andere eine Vertiefung (4) ausgebildet ist.
2. Einphasen-Dreischenkelkern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei der Verbindungsstellen (X, X.) vom erstgenannten Typ (X) einander am oberen Teil des Kerns gegenüberliegen und jede den durch die aneinandergefügten Scheitel (E) der diagonal beschnittenen Seiten (C) der Hauptschenkel- und Joch-Stahlbleche (1a, 1b und 3a-d) gebildeten äußeren Eckpunkt (Q-,) aufweist.
3. Einphasen-Dreischenkelkern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei der Verbindungsstellen (X, X₁) vom ersten Typ (X) bzw. vom zweiten Typ (X-.) einander am oberen Teil des Kerns gegenüberliegen, wobei die ersten Verbindungsstellen (X) den äußeren Eckpunkt (Q₁) aufweisen, während die zweiten Verbindungsstellen (X-j) diesen nicht aufweisen.
4. Einphasen-Dreischenkelkern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei der mehreren Verbindungsstellen (X, X₁) vom ersten (X) bzw. zweiten (X^) Typ sind und einander am oberen und am unteren Teil des Kerns gegenüberliegen, wobei die ersten Verbindungsstellen (X) den äußeren Eckpunkt (Q₁) aufweisen, während die zweiten Verbindungsstellen (X₁) diesen nicht aufweisen.

709825/06G3

2854489
5. Einphasen-Dreischenkelkern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Aneinanderfügen der diagonal "beschnittenen Seiten der Joch-Stahlbleche (3a-d) und der entsprechenden Seiten der Seitenschenkel-Stahrbleche (2a, 2b) gebildeten Verbindungsstellen keine äußeren Eckpunkte (Q-.) aufweisen.

70982B/06B3