DE2654489B2

DE2654489B2 - Einphasen-Dreischenkelkern für Transformator

Info

Publication number: DE2654489B2
Application number: DE2654489A
Authority: DE
Inventors: Masaaki Hitachi Maezima (Japan)
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1975-12-05
Filing date: 1976-12-01
Publication date: 1980-10-02
Also published as: US4136322A; JPS5268922A; SE7613602L; SE416596B; DE2654489C3; JPS572164B2; DE2654489A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Einphasen-Dreischenkelkern für einen Transformator gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Kerne von Transformatoren werden üblicherweise durch Pakete gebildet, die aus übereinander angeordnete ten Lagen von Blechen zusammengesetzt sind. Insbesondere bei größeren Transformatoren, wie bei Leistungstransformatoren, werden für die die Schenkel und Joche bildenden Teile des Transformators getrennte Pakete gebildet Dies erfolgt beispielsweise, um beim Transport derartiger Transformatoren einer durch auf dem Transportweg liegende Hindernisse erreichten Transportbeschränkung genügen zu können. Transformatorkerne dieser grundsätzlichen Art sind beispielsweise bekannt aus der DE-OS 22 52 165 und der DE-PS 9 75 473. Bei den bekannten Transformatorkernen weisen die Haupt- und Seitenschenkel und die Joche einheitlichen Rechteck- oder Kreisquerschnitt auf. Um an den Stoßstellen der Bleche entsprechender Lagen der verschiedenen Pakete optimale Magnetflußbedingungen zu erreichen, sind an den Stoßstelien vorzugsweise über das ganze Paket gleiche Schnittwinkel für die Bleche vorgesehen, die bei dem Transformatorkern gemäß der DE-PS 9 75 473 45° betragen und die bei dem Transformatorkern gemäß der DE-OS 22 52 165 sich davon unterscheiden, wenn die Blechbreiten der an den Stoßstellen aneinanderstoßenden Bleche unterschiedlich sind. Insbesondere bei dem Transformatorkern gemäß der DE-OS 22 52 165 besteht jede Lage des Hauptschenkelpakets aus zwei nebeneinander angeord·

f>5 neten Blechen, wobei sich die jeweiligen längeren Seiten in Längsrichtung des Schenkels gegenüberliegen. Des weiteren sind bei diesem bekannten Kerntransformator benachbarte Blechlagen sich überlappend ausgebildet,

insbesondere dadurch, daß die benachbarte Blechlage zwar die gleiche grundsätzliche Ausbildung besitzt, jedoch um 180° gedreht ist

Erhebliche Schwierigkeiten ergeben sich jedoch dann, wenn der Hauptschenkel und das Joch bzw. der Seitenschenkel und das Joch sich im Querschnittstyp unterscheiden, beispielsweise wenn der Hauptschenkel im wesentlichen Kreisquerschnitt und das Joch im wesentlichen Nichtkreisquerschnitt, beispielsweise Rechteckquerschnitt besitzen. Würde über das gesamte ι ο Blechpaket ein gleicher Schnittwinkel verwendet werden, so ergäben sich erhebliche Oberstände zwischen aneinander anstoßenden Blechen einer Lage wodurch sich nachteilig ungünstige Magnetflußeigenschaften ergeben wurden. Um dies zu vermeiden, is müßten also in Anlehnung an die Lehre der DE-OS 22 52 165 die Schnittwinkel in jeder Lage so optimal neu bestimmt werden, daß keinerlei Oberstände entstehen, dh, daß der Flußübergang jeweils optimal ist. Nachteilig dabei ist jedoch, daß für jede Lage an der die Bleche von einem Streifenmaterial abtrennenden Einrichtung die Schnittwinkel neu eingestellt werden müssen. Dies ist umständlich und zeitraubend.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Einphasen-Dreischenkelkern für einen Transformator der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem bei sich unterscheidendem Querschnittstypus aneinander anstoßender Schenkel eine rationelle Fertigung beim Zuschneiden der Kernbleche erreichbar ist

Die Aufgabe wird durch das kennzeichnende Merkmal des Anspruchs 1 gelöst

Die Erfindung wird durch die Merkmale der Unteransprüche weitergebildet

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß der Schnittwinkel auch bei verschiedenen Breitendifferenzen der Kernbleche an der Stoßstelle Ober mehrere Lagen beibehalten werden kann, ohne daß sich über diesen Bereich wesentliche Verschlechterungen des Flußüberganges trotz des Auftretens von Vertiefungen bzw. Vorsprangen ergeben. Somit können mit dem -to gleichen Schnittwinkel mehrere Bleche zugeschnitten werden, wodurch sich eine rationellere und damit kostengünstigere Fertigung ergibt Insbesondere werden bei kreisförmigem Hauptschenkelquerschnitt und nichtkreisförmigem Jochquerschnitt die Bleche mehrerer Lagen des Hauptschenkels mit. sich stufenweise unterscheidender Blechbreite mit entsprechenden Blechen mehrerer Lagen des Jochs unter gleichem Stoßwinkel zusammengefügt wodurch sich zwar Vertiefungen ergeben, wobei jedoch der Magnetfluß so trotzdem gleichmäßig durch äußere Eckpunkte aufweisende Stoßs<ellen fließt, wodurch Eisenverluste kleingehalten werden. Vorteilhaft ist weiter, daß innerhalb einer Lage Stoßstellen vorhanden sind, bei denen die aneinander anstoßenden Scheitel äußere Eckpunkte bilden.

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

F i g. 1A und 1B den Aufbau eines bekannten Einphasen-Dreischenkelkerns,

F i g. 2A und 2B die Form von Hauptschenkelblechen, die das Lagen-Paket des Hauptschenkels nach den Fig. IAund IBbilden,

Fig.3A und 3B Schnittansichten IIIX-IIlA bzw. IIIB-IIIBnachFig. IA, <--,

F i g. 4A und 4B Teilansichten, die den Magnetfluß durch die Stoßstelle zwischen einem Hauptschenkel- und einem Jochbiech zeigen.

F i g, 5 den Aufbau eines bekannten Einphasen-Zweischenkelkerns,

F ί g, 6 die Form von Jochblechen, die zur Bildung des Joch-Lagenpakets beschnitten sind,

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

F i g. 8 die Form von Hauptschenkelblechen, die zur Bildung des Hauptschenkel-Lagenpakets des Kerns nach den F i g. 7A und 7B geschnitten sind,

Fig.9A, 9B, 10 einen Teil der Stoßstellen zwischen den Hauptschenkel- und den Jochblechen nach den Fig. 7Aund78,

Fig. 1IA und HB den Aufbau eines anderen Ausführungsbeispiels des Transformatorkerns und

Fig. 12A und 12B den Aufbau eines dritten Ausführungsbeispiels des Transformatorkerns nach der Erfindung.

Ein bekannter Einphasen-Dreischenkelkern 10 nach den Fig. IA und IB wird bevorzugt verwendet wenn eine schwerwiegende TransportbescJcränkung besteht. Der Dreischenkelkern 10 umfaßt einen Ilauptschenkel 1, zwei Seitenschenkel 2 sowie ein oberes und ein unteres Joch 3, die mit dem Hauptschenkel 1 und den Seitenschenkeln 2 magnetisch gekoppelt sind. Dabei beträgt oie Breite der Joche 3 etwa die halbe Breite des Hauptschenkels 1, wodurch die Höhe des Transformators entsprechend verringerbar ist

Die F i g. 2A und 2B zeigen zwei Ausführungsformen eines Blechs 2', das z. B. ein kornorientieries Siliciumstahlblech ist und zwei diagonal beschnittene Seiten C hat die durch Beschneiden der Endabschnitte mit einem Schnittwinkel von 45° relativ zur Längsrichtung gebildet sind, so daß sie zwischen der Innenseite A und der Außenseite B verlaufen. Mehrere Bleche la, lZ>;2a, 2b;3a,3b, die die Form nach den F i g. 2A und 2B haben, sind lagenweise zu einem Paket zusammengesetzt und bilden den Hauptschenkel 1 bzw. die Seitenschenkel 2 bzw. die Joche 3. Die Bleche sind in solcher Beziehung zueinander verbunden, daß die eine Lage des Hauptschenkels 1 bildenden Bleche la und \b nebeneinanderliegen und zwischen sich einen ölkanal g bilden, wobei ihre Außenseiten B entgegengesetzt zueinander und ihre diagonal beschnittenen Seiten C symmetrisch angeordnet sind. Die Bleche la und \b dei Hauptschenkels 1 sind mit den Blechen 3a und 3b der Joche 2 verbunden und bilden Stoßstellen X. Die Bleche la, 16, 2a, 2b, 3a und 3b werden während des Verbindens zu Lagenpaketen zusammengesetzt und bilden so den Hauptschenkel 1, die Seitenschenkel 2 und die Joche 3.

Die F i g. 3A und SB zeigen den Hauptschenkel 1 und ein Joch 3 im Schnitt Der Hauptschenkel 1 hat im wesentlichen Kreisquerschnitt, während das Joch 3 Kechttckquerschnitt hat Zwar ist das Joch 3 mit Rechteckquerschnitt dargestellt, es kann jedoch auch eine andere nichtkreisförmige, z. B. halbelliptuche oder elliptische Querschnittsform haben.

Die Joche 3 in F i g. 3B sind mit ölkanälen g'versehen, die mit dem ölkaiia¹ g in Verbindung stehen. Tatsächlich hat das Joch 3 in F i g. 3B eine Lage, in der es um seine Längsrichtung um 90" gedreht ist, so daß seine Beziehung zu den einzelnen Kernblöcken 6 zusammen mit Fi g. 3A ersichtlich wird.

Bei diesen Querschnittsformen des Hauptschenkels 1 und der Joche 3 nach Jen F i g. 3A und 3B handelt es sich um eines der Merkmale des Kernaufbaus für einen bekannten Transformatorkern, wobei sich das nachstehend erläuterte Problem stellt.

Mehrere Bleche la und 16 gleicher Form sind zusammengesetzt und bilden einen Kernblock 6, und mehrere solche Kernblöcke 6, die abgestufte Breite haben, sind aufeinandergeschichtet und bilden den Hauptschenkel 1 mit im wesentlichen Kreisquerschnitt (vgl. Fig.3A). In diesem Hauptschenkel 1 sind die einzelnen Kernblöcke 6 aus den Blechen la und 16 unterschiedlicher Blechbreiten /n-/ie zusammengesetzt, die allmählich zum mittleren Kernblock 6 hin zunimmt. Wenn mehrere: Hauptschenkelbleche la und 16 mit unterschiedlicher Blechbreite mit mehreren Jochblechen 3a und 3b gleicher Blechbreite zu verbinden sind, bildet dies ein Problem. Die Stoßstellen X(vgl. die Fig. IA und IB) zwischen den Blechen la und \b und den Blechen 3a und 3b haben einen Anschluß- bzw. Schnittwinkel von 45°. Um also den Hauptschenkel 1 mit im wesentlichen Kreisquerschnitt mit den Jochen 3, die nichtkreisförmig sind, unter dem genannten Anschiuüwinkei miteinander zu verbinden, müssen viele der Hauptschenkelbleche oder der Jochbleche größerer Blechbreite an beiden Enden oder an einem Ende bei F (vgl. die Fig.2A und 2B) beschnitten werden, wodurch Schnittenden D entstehen. Dieser Endbeschneidvorgang ist zeitraubend und verringert die Produktionsrate.

Weiterhin ist ein Hauptschenkelblech neben dem die in F i g. 1A gezeigte Sroßstelle ^bildenden Hauptschenkelblech la derart vorgesehen, daß das Hauptschenkelblech la um 180° mit seinem an der Unterseite angeordneten Ende £> geneigt ist, so daß die Scheitel der diagonal beschnittenen Seiten des Haiiptschenkelblechs la und des Jochblechs 3a nicht zusammenfallen. Damit fließt der Magnetfluß nicht durch das Ende D, wodurch das gleiche Problem wie in Fig.4A (vgl. unten) hervorgerufen wird.

Auü F i g. 4A ist ersichtlich, daß der Magnetfluß Φ im Bereich der inneren Ecke der Stoßstelle X relativ stark konzentriert ist und relativ schwach durch den Bereich deren äußerer Ecke fließt, was durch das Vorhandensein des Schnittendes D bedingt ist; somit ist der Gesamtbereich der die Hauptschenkel-Lagen bildenden Bleche größerer Breite nicht vollwirksam genutzt. Bei dem bekannten Transformatorkernaufbau ergibt sich also der Nachteil, daß örtliche Magnetflußverluste eine unerwünschte Erhöhung des Eisenverlustes zur Folge haben.

Um diese ungleichmäßige Magnetflußverteilunß zu beseitigen, wurde bereits ein Einphasen-Zweischenkelkern (vgl. F i g. 5) vorgeschlagen. Dieser Kernaufbau ist insofern wirksam, als die Magnetflußverteilung dadurch gleichmäßig wird. Dabei hat jedoch die Verbindungsbzw. Schnittlinie 8 zwischen einem Hauptschenkelblech la und einem Jochblech 3a in einer Lage die Form einer Geraden ST, die von einem inneren Eckpunkt 5 zu einem äußeren Eckpunkt Γ unter einem Schnittwinkel θι verläuft, während die Verbindungs- bzw. Schnittlinie 9 der benachbarten Lage durch eine Gerade SO gebildet ist, die vom gleichen inneren Eckpunkt 5 zu einem anderen Punkt U unter einem Schnittwinkel Θ2 verläuft Der Überlappungsgrad der aneinandergrenzenden Lagen nimmt also vom inneren zum äußeren Eckpunkt zu.

Bei dem Kern nach F i g. 5 ist also die Oberdeckung (der Oberlappungsbereich der aneinandergrenzenden Lagen) auf der Seite der inneren Ecke verringert, und die Bleche la 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 Eisenverlu- -, ste und eine zu starke Erhöhung des Erregerstroms resultieren.

Wenn der vorgeschlagene Stoßstellenaufbau bei einem Einphasen-Dreischenkelkern angewandt wird, sind viele Schnittwinkel entsprechend der Zahl der

in 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

r> Kerns konzentriert, wodurch wiederum die Eisenverluste ansteigen.

Bei einer weiteren bekannten Ausbildung werden Bleche 2, die z. B. das Joch bilden, von einer Rolle 2' abgeschnitten und haben zwei Seiten, die diagonal unter Schnittwinkeln θι bzw. Θ2 (vgl. F i g. 6) beschnitten sind. Das Blech 2, bei dem der Schenkel des Winkels Θ2 am Vorderende oder in Vorlaufrichtung X vorgesehen ist, ist bei Eso beschnitten, daß ein Schnittende D gebildet ist. Dieses Endbeschneiden kann nur bei jedem zweiten

2; aufeinanderfolgenden Blech 2 angewandt werden, also bei Blechen, bei denen der Scheitel des Winkels Θ2 in Vorlaufrichtung liegt Der Grund hierfür ist. daß es schwierig' ist, das Blech 2, bei dem der Scheitel des Winkels Θ2' entgegen der Vorlaufrichtung liegt, mit

ίο einem Anschlag 15 in Anlage zu bringen, wogegen dies bei dem erstgenannten Blech leicht möglich ist. Um also auch dieses Blech 2 zu beschneiden, muß ein zweites Schneidwerkzeug vorgesehen sein, wodurch der Schneidvorgang kompliziert wird.

r» Der Einphasen-Dreischenkelkern 10 nach den F i g. 7A und 7B umfaßt einen Hauptschenkel 1, zwei Seitenschenkei 2 sowie ein oberes und ein unteres Joch 3, die mit dem Hauptschenkel 1 und den Seitenschenkeln 2 magnetisch gekoppelt sind. Der Hauptschenkel 1, die Seitenschenkel 2 und die Joche 3 sind durch lagenweises Packen mehrerer Hauptschenkelbleche la und \b, Seitenschenkelbleche 2a und 26 sowie Jochbleche 3a, 3b, 3c und 3d zu Paketen gebildet Nach Fig.8 ist jedes Blech trapezförmig zugeschnitten, wobei zwei diagonal beschnittene Seiten Czwischen der Innenseite A und der Außenseite B verlaufen. Im Fall der Hauptschenkelbleche la und Xb, die je eine Lage des Hauptschenkels 1 bilden, ist eine der diagonal beschnittenen Seiten C zusätzlich im Bereich des Scheitels Ebeschnitten und hat ein Schnittende D. D'ese Bleche sind zur Bildung der Lagen des Hauptschenkels 1, der Seitenschenkel 2 und der Joche 3 miteinander verbunden. Beim Verbinden der Bleche zur Bildung einer Kern-Lage sind die eine Hauptschenkel-Lage bildenden Bleche la und 16 gleicher Form mit ihren Außenseiten B einander gegenüberliegend angeordnet und bilden zwischen sich einen ölkanal g; die eine Seitenschenkel-Lage bildenden Bleche 2a und 2b sind auf den entgegengesetzten Seiten der Hauptschenkelbleche la und 16 mit ihren Innenseiten A einander gegenüberliegend angeordnet Die eine Lage für das obere und das untere Joch 3 bildenden Bleche 3a, 36,3c und 3c/sind zwischen den Hauptschenkelblechen la, 16 und den Seitenschenkelblechen 2a, 26 so angeordnet daß sie mit diesem magnetisch gekoppelt sind. Die die nächste Lage bildenden Bleche sind um den Punkt O in einer dazu um 180° umgekehrten Beziehung angeordnet

Zwei erste Stoßstellen X sind zwischen den oberen diagonal beschnittenen Seiten Cder Bleche la, 16 und den entsprechenden Seiten Cder Bleche 3a, 36 gebildet, und wie aus den Fig.7A und 7B ersichtlich ist, ist der Scheitel £des Blechs la mit dem Scheitel des Blechs 3a verbunden, so daß ein äußerer Eckpunkt Qi gebildet ist. Ein ebensolcher äußerer Eckpunkt ist durch die Stahlblaue 16 und 36 gebildet. Zwei zweite Stoßstellen X] sind zwischen den unteren diagonal beschnittenen Seiten C der Bleche la, 16 und den entsprechenden ι ο Seiten Cder Bleche 3c und 3d gebildet. Im Fall dieser Stoßstellen ΑΊ paßt jedoch der Scheitel £des Blechs la nicht genau auf den des Blechs 3c, und es ist ein Anschlußpunkt Qi gebildet. Ein solcher Anschlußpunkt ist ferner zwischen den Blechen 16 und 3d gebildet, ΐί Gemäß den Fi g. 9A und 9B, in denen die Hauptschenkelbleche la und 16 relativ zu dem Aufbau gemäß den Fig. 7A und 7B um !80° umgekehrt sind, bilden die in

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Bleche la und 16 angrenzen, zwei (zweite) Stoßsteilen X\ an ihren oberen, diagonal beschnittenen Seiten mit den entsprechenden Seiten der Jochbleche 3a'und 36'. Bei jeder dieser Stoßstellen X\ paßt der Scheitel fder diagonal beschnittenen Seite nicht genau auf den der zugehörigen diagonal beschnittenen Seite, und es ist ein Anschlußpunkt Qi gebildet. Aus Fig.9A ist ersichtlich, daß der Anschlußpunkt Qi vom äußeren Eckpunkt Q\ um einen Abstand versetzt ist, der der Länge des beschnittenen Endes D entspricht. Das heißt, das beschnittene Ende D jedes Hauptschenkelblechs la'und so 16'fluch.et mit dem Scheitel Ejedes der Jochbleche 3a' und 36'.

Zwei weitere (erste) Stoßstellen X sind zwischen den unteren diagonal beschnittenen Seiten C der Hauptschenkelbleche la' 16'und den entsprechenden Seiten !·> der Jochbleche 3c' und 3d' gebildet. Wenn also zwei erste Stoßstellen X in einer Kernblech-Lage gebildet sind, sind zwei zweite Stoßslelien X\ in der entsprechenden Stellung in der benachbarten Lage gebildet; dabei ist jedoch die vorgenannte Reihenfolge frei wählbar. Da <<n die Hauptschenkelbleche la und 16 einer Lage in bezug auf die der angrenzenden Lage um 180° gedreht sind, fluchten die einzelnen Stoßstellen einer Lage nicht mit denen der angrenzenden Lage, so daß Überlappungsverbindungen gebildet werden. An den inneren Ecken dieser Stoßstellen sind (vgl. die Fig.7A und 7B) Vertiefungen 4 gebildet, so daß mehrere Hauptschenkelbleche, die die Lagen abgestufter Breite bilden, an ihren diagonal beschnittenen Seiten mit den entsprechenden Seiten mehrerer Jochbleche, die die Lagen gleicher Breite bilden, verbindbar sind.

Gemäß F i g. 7A ist die Blechbreite A der Hauptschenkelbleche la und 16 größer als die Blechbreite k der Jochbleche 3a und 36. Daher ist eine Vertiefung 4 an der inneren Ecke jeder Stoßstelle X gebildet Gemäß Fi g. 7 B ist die Blechbreite h der Jochbleche 3a und 36 größer als die Blechbreite A der Hauptschenkelbleche la und 16, und daher ist eine Vertiefung 4 an der inneren Ecke jeder Stoßstelle X gebildet Daraus ist ersichtlich, daß eine solche Vertiefung 4 an der inneren Ecke des Stoßbereichs zwischen dem Hauptschenkel- oder dem Jochblech mit größerer Breite als das zugehörige Jochbzw. Hauptschenkelblech gebildet ist

Gemäß F i g. 9A ist die Vertiefung 4 an der inneren Ecke des Stoßbereichs des Hauptschenkelblechs la gebildet wenn die Blechbreite /1 dieses Blechs la größer als die Blechbreite k des zugehörigen Jochblechs 3a ist d. h. wenn h > h- Die effektive Breite A' der Stoßstelle X₁ die durch Subtraktion wenigstens der Breite der Vertiefung 4 von A erhalten wird, ist so gewählt, daß sie größer als die Blechbreite h des Jochblechs 3a ist. Mit Ii < I] ist die Vertiefung 4 in der inneren Ecke des Stoßbereichs des Jochblechs 3a gebildet, und die effektive Breite h' der Stoßstelle X ist gleichermaßen größer als die Blechbreite A des Hauptschenkelblechs la (vgl. Fig.9B). Die Höchstbreite dieser Vertiefungen 4 beträgt ca. 10% der Blechbreite A des Hauptschenkelblechs 1 a oder der Blechbreite h des Jochblechs 3a.

Aus den vorstehenden Erläuterungen ist ersichtlich, daß bei diesem Einphasen-Dreischenkelkern die Stoßstellen X, die durch Aneinanderfügen der diagonal beschnittenen Seiten der die Lagen des Hauptschenkels 1 bildenden Bleche la und 16 und der die Lagen der Joche 3 bildenden Bleche 3a und 36 gebildet sind, die an den inneren Ecken des Stoßbereichs der Bleche la, 16 oder 3a, 36 größerer Breite als die anderen Bleche gebildeten Vertiefungen 4 einschließen. Ferner schüe ßen die Stoßstellen X die äußeren Eckpunkte Q₁, die durch die aneinandergefügten Scheitel E der diagonal beschnittenen Seiten C zugehöriger Bleche la, 16, 3a und 36 gebildet sind, ein.

Dabei werden mehrere Vorteile erreicht. Zunächst sind die Hauptschenkelbleche, die die Hauptschenkel-Lagen mit stufenweise sich ändernder Blechbreite bilden, unter dem gleichen Anschlußwinkel, d. h. mit gleichem Schnittwinkel verbindbar. Aus F i g. 7A ist ersichtlich, daß die Vertiefung 4 an der inneren Ecke der Stoßstelle X zwischen dem Blech la größerer Blechbreite und dem Blech 3a geringerer Blechbreite gebildet ist. Wenn daher ein Hauptschenkelblech la mit einer Blechbreite /u und ein weiteres Hauptschenkelblech la'mit geringerer Blechbreite /u aufeinandergepackt werden (F i g. 10), liegen die inneren Eckbereiche der diagonal beschnittenen Seiten dieser Bleche in der Vertiefung 4, so daß die Bleche la und la', die eine Blechbreite In bzw. Ai haben, mit den zugehörigen Jochblechen 3a bzw. 3a'unter demselben Schnittwinkel θ aneinanderfügbar sind.

Da die Hauptschenkelbleche la und la' mit den Breiten A ι bzw. /12 den gleichen Schnittwinkel θ haben können, sind die Stoßstellen von Joch- und Hauptschenkelblechen selbst dann mit (z. B.) vier verschiedenen Schnittwinkeln erzeugbar, wenn die Hauptschenkelbleche wie in Fig.3A acht verschiedene Blechbreiten aufweisen. Die Anzahl der Schnittwinkel θ und damit der unterschiedlich eingestellten Schneidvorgänge ist daher verringerbar, so daß die Produktionsleistung erhöht wird.

Da ferner die diagonal beschnittenen Seiten Cder das Hauptschenkelpaket bildenden Bleche la und 16 jeweils unter demselben Schnittwinkel θ geschnitten werden, braucht nur einer der Scheitel E der diagonal beschnittenen Seiten C durchtrennt werden, so daß das Schnittende D nach F i g. 8 erhalten wird, wodurch der Trennvorgang 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 Bleche la und 16 vorgesehen sein, um die Vorschubbewegung dieser in Richtung X (Fig.8) geförderten Bleche anzuhalten. Die Bleche la und 16 sind also leicht anhaltbar, und die Anschlagvorrichtung kann vereinfacht werden.

Ferner sind die Scheitel £der diagonal beschnittenen Seiten C, z.B. der Bleche la und 3a, zusammengefügt und bilden den äußeren Eckpunkt Qi an der äußeren

Ecke der Stoßstelle X der Stoßstellen X und X\ wie gemäß Fig.9A und 10. Daher verläuft der Magnetfluß Φ gleichmäßig durch die Stoßstelle A"(vgl. F i g. 4B), und die Gefahr einer Konzentration des Magnetflusses im Bereich der inneren Ecke der Stoßstelle X wird vermieden, so daP Eisenverluste kleingehalten werden.

Für die Blechbreite h der Hauptschenkelbleche la und Xb, die Blecnbreite I₂ der Jochbleche 3a und 36 und die effektiven Breiten l\ und h' der Stoßstellen X zwischen den Blechen la, Xb und den Blechen 3a, 3b gilt die Beziehung:

/₂</,'</i (oder I₁ < I₂' < I₂)

(vgl. die Fig. 9A und 9B). Es sei angenommen, daß B\, B₂, B\ und Bi die Magnetflußdichte in den Hauptschenkelblechen Xa und \b, in den Jochblechen 3a und 3b, an der Stoßstelle X zwischen den Blechen la und 3a bzw. an der Stoßstelle X zwischen den Blechen 1 b und 3b ist. r)_snn -ii; tii_r jjjj. Jvla-nc'.il'jßdich'.cr,
Beziehung:

B₂ > B\ > β, (bzw. B\> B₂ > B₂).

Daher ist die Magnetflußdichte B₁' (B₂) an der Verbindungsstelle X niedriger als die Magnetflußdichte B₂ in dem Jochblech 3a, wenn dessen Blechbreite geringer als die des Hauptschenkelbleches la ist (oder höher als die Magnetflußdichte B\ in dem Hauptschenkelblech la, wenn dessen Blechbreite kleiner als die des Bleches 3a ist). Dadurch wird die Gefahr einer unerwünschten lokalen Magnetfluß-Konzentration vermieden. Da außerdem die Bleche mit Ausnahme der Vertiefungen 4 vollständig miteinander verbunden sind, ist der Verbindungs- bzw. Stoßbereich groß, wodurch die Gefahr einer lokalen Magnetfluß-Konzentration weiter vermindert wird.

Der Scheitel Ejeder oberen (Fig.7A, 7B) diagonal beschnittenen Seite der Seitenschenkelbleche 2a und 2b kann parallel zur Außenseite B jedes der zugehörigen lochbleche 3a und 3b beschnitten sein, so daß für darüber angeordnete Zuleitungen kein Hindernis gebildet ist. In einem solchen Fall haben die Stoßstellen keine äußeren Eckpunkte.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1IA und 11B sind die beiden Hauptschenkelbleche 1 a und 1Δ». die eine Lage des Hauptschenkels 1 bilden, relativ zueinander umgekehrt angeordnet, obwohl sie gleiche Querschnittsform haben. Die Bleche la und \b sind mit Jochblechen 3a und 3b, die eine Lage eines oberen Jochs 3 bilden, zusammengefügt und bilden zwei Stoßstellen X bzw. Xt. An der Stoßstelle X ist der Scheitel der diagonal beschnittenen Seite des Bleches la mit dem Scheitel der diagonal beschnittenen Seite des Bleches 3a zusammengefügt, und an der Stoßstelle X\ ist das abgeschnittene Ende D des Bleches Xb mit dem Scheitel der diagonal beschnittenen Seite des Bleches 3b zusammengefügt Bei den unteren Stoßstellen ist diese Beziehung umgekehrt. Bei der an die Lage nach den Fig. HA und HB angrenzenden Lage ist diese Anordnungsweise in bezug auf die Achse. Y-Y umgekehrt. Die oberen Stoßstellen Λ'und X\ der ersten Lage grenzen an die oberen Stoßstellen ΑΊ bzw. A" der letztgenannten Lage an, und die unteren Stoßstellen X\ bzw. X der ersten Lage grenzen an die unteren

-, Stoßstellen Xbzw. X\ der letzteren an. Nach Fig. 11A, für die \\>h gilt, ist an der inneren Ecke des Stoßbereiches des Bleches la größerer Breite eine Vertiefung 4 ausgebildet, während nach Fig. 11B, für die A < I₂ gilt, die Vertiefung 4 an der inneren Ecke des

ίο Stoßbereiches des Bleches 3a größerer Breite gebildet ist.

Bei dem Ausfuhrungsbeispiel nach den Fig. 12A und 12B bilden zwei Bleche la und ib unterschiedlicher Form eine Lage des Hauptschenkels 1. Das Blech la ist

r, an seinen diagonal beschnittenen Seiten mit entsprechenden Seiten von Jochblechen 3a und 3c, die ein" Lage des oberen bzw. des unteren Jochs 3 bilden, verbunden, so daß zwei (erste) Stoßstellen X gebildet sind, und das Hsuptschenkelblech Ii; ist gleichermaßen

2(i mit Jochblechen 3b und 3d verbunden, so daß zwei (zweite) Stoßstellen X\ gebildet sind. In der Lage, die an die gemäß Fig. 12A und 12B angrenzt, ist diese Anordnung in bezug auf die Achse Y-Y umgekehrt. Somit grenzen die oberen Stoßstellen X und X\ der

r> erstgenannten Lage an obere Stoßstellen ΑΊ bzw. Ä"der letztgenannten Lage an, und die unteren Stoßstellen X und ΑΊ der erstgenannten Lage grenzen an untere Stoßstellen ΛΊ bzw. X der letztgenannten Lage an. An der inneren Ecke des Stoßbereiches der Bleche la und

jo 3a ist abhängig von der relativen Breite eine Vertiefung 4 ausgebildet, und an der äußeren Ecke der Stoßstelle X ist ein äußerer Eckpunkt Qi gebildet.

Aus der vorstehenden Erläuterung ist ersichtlich, daß bei dem Einphasen-Dreischenkelkern mehrere Hauptschenkelbleche, die Lagen eines Hauptschenkels bilden, an ihren diagonal beschnittenen Seiten mit entsprechenden Seiten mehrerer Bleche, die Lagen von zwei Jochen bilden, verbunden und mehrere Stoßstellen gebildet sind; an der inneren Ecke jeder Stoßstelle ist längs demjenigen Hauptschenkel- oder Jochblech, das breiter als das jeweils andere ist, eine Vertiefung .-'jsgebildet, während an den äußeren Ecken einiger Stoßstellen der Scheitel der diagonal beschnittenen Seite des entsprechenden Hauptschenkelbleches mit dem des zugehörigen Jochbleches zusammengefügt ist und einen äußeren Eckpunkt bildet Somit sind mehrere Hauptschenkelbleche, die das Hauptschenkelpaket mit Lagen abgestufter Breite bilden, mit mehreren Jochblechen, die das Jochpaket bilden, unter dem gleichen Schnittwinkel im Bereich der Vertiefungen verbindbar, und kann die Zahl beschnittener Enden D kleiner als bisher gehalten werden. Daher ist die Anzahl unterschiedlicher Schnittwinkel für die Bleche verringerbar, wodurch wiederum die unterschiedlichen Schneidvorgänge reduziert und die Produktionsrate gesteigert werden. Der Magnetfluß verläuft weiter gleichmäßig durch die die äußeren Eckpunkte aufweisenden Stoßstellen, so daß Eisenverluste klein gehalten werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einphasen-Dreischenkelkern für Transformator, mit

einem Hauptschenkel, der im wesentlichen Kreisquerschnitt haben kann, der aus Lagen mehrerer Paare von Hauptschenkelblechen aus ferromagnetischem Material in Lagen-Paketen mit sich Ober das Paket stufenförmig ändernder Breite gebildet ist, wobei jedes Blech an beiden Enden diagonal geschnittene Seiten besitzt mit einem Schnittwinkel zwischen der so gebildeten längeren Außenseite und der diagonal geschnittenen Seite,
einem Paar von Seitenschenkeln, die im wesentlichen Kreisquerschnitt haben können, die jeweils aus Lagen mehrerer Seitenschenkelbleche aus ferromagnetischcm Material in Lagen-Paketen gebildet sind, wobei jedes Seitenschenkelblech an beiden Enden diagor.al geschnittene Seiten besitzt mit einem Schiujjwinkel zwischen der so gebildeten längeren Außenseite und der diagonal geschnittenen Seite, wobei die diagonal geschnittenen Seiten der Seitenschenkelbleche den diagonal geschnittenen Seiten der Hauptschenkelbleche gegenüberliegen, und einem Paar von Jochen, die im wesentlichen Kreisquerschnitt haben können, die jeweils aus Lagen mehrerer Jochbleche aus ferromagnetischem Material in Lagen-Paketen gebildet sind, wobei jedes Jochblech an beiden Enden diagonal geschnittene Seiten besitzt mit einem Schnittwinkel zwischen der so gebildeten längeren Außenseite und der diagonal geschnittenen Seite, ''Ie zur Bildung von Stoßstellen mit den diagonal geschnittenen Seiten der Seitenschenkel- bzw. der Ha ptschenkelbleche zur Bildung magnetischer Verbindungen zwischen beiden Enden des Hauptschenkels und eines Seitenschenkels vorgesehen sind, wobei die Stoßstellen benachbarter Lagen im Paket einander überlappend ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet,

daß bei einem Hauptschenkel (i) mit Kreisquerschnitt das Joch (3) nicht-kreisförmigen Querschnitt besitzt, und umgekehrt,

daß die Hauptschenkelbleche (la, Xb) einer Lage vorgegebenen Abstand zur Bildung tines ölkanals (g) besitzen,
daß in jeder Lage

eine erste Stoßstelle (X) mit einem äußeren Eckpunkt (Qt) gebildet ist, an dem die Scheitel (E) der diagonal geschnittenen Seiten (C) des Hauptschenkelblechs (la, Xb) und des Jochblechs (3a, 3b) aneinander anstoßen, und
eine zweite Stoßstelle (ΛΊ) mit einem Verbindungspunkt (Qi) gebildet ist, an dem die Scheitel (E) der diagonal geschnittenen Seite (Q des Hauptschenkelblechs (Xa, Xb) und des Jochblechs (3a, 3b) nicht aneinander anstoßen,
wobei in zueinander benachbarten Lagen jeweils eine erste und eine zweite Stoßstelle (X, ΧΊ) benachbart sind, und
daß der Schnittwinkel (ß)so gewählt ist,

daß, wenn die Blechbreite (A) des Hauptschenkelblechs (la, Xb) größer als die Blechbreite (h) des Jochblechs (3a, 3b) der gleichen Stoßstelle (X, X\) ist, die durch den Stoßbereich definierte effektive Breite (/Γ) des Hauptschenkelblechs (la, Xb) größer als die Breite (I₂) des Jochblechs

(3a, 3b) ist, daß, wenn die Blechbreite (/|) des Hauptschenkelblechs (la, ib) kleiner als die Blechbreite (h) des Jochblechs (3s, 3b) der gleichen Stoßstelle (X, X\) ist, die durch den Stoßbereich definierte effektive Breite (&') des Jochblechs (3a, 36) größer als die Breite (/|) des Hauptschenkelblechs (la, Xb) ist, und
daß, wenn die Differenz zwischen der jeweiligen Blechbreite (/| bzw. k) und der jeyeiligen effektiven Breite (I₁' bzw. k') etwa 10% der entsprechenden Blechbreite (/j bzw. h) erreicht, der Schaittwinkel φ} einen neuen Wert erhält

2. Einphasen-Dreischenkelkern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß erste Stoßstellen (X) und zweite Stoßstellen (X_x) zwischen den Hauptschenkelblechen (la, 16) und den Jochblechen (3a,36, 3c, 3d) in einer Lage zueinander benachbart sind.

3. Einphasen-Dreischenkelkern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Lage jeweils eine erste Stoßstelle (X) und eine zweite Stoßstelle (Xi) zwischen den Hauptschenkelblechen (la, Xb) und den Jochblechen (3a, 3b, 3c, 3d) benachbart sind.

4. Einphasen-Dreischenkelkern nach einem der Ansprüche 1 —3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Seitenschenkel (2) mit Kreisquerschnitt und einem Joch (3) mit nichtkreisförmigem Querschnitt, und umgekehrt, der Schnittwinkel zwischen den jochblechen (3a, 3b, 3c, 3d) und den Seitenschenkelblechen (2a, 2b) in gleicher Weise bestimmt ist