DE2654489C3

DE2654489C3 - Dreischenkelkern für einen Einphasen-Transformator

Info

Publication number: DE2654489C3
Application number: DE2654489A
Authority: DE
Inventors: Masaaki Hitachi Maezima
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1975-12-05
Filing date: 1976-12-01
Publication date: 1984-05-17
Also published as: US4136322A; JPS572164B2; JPS5268922A; SE416596B; DE2654489B2; SE7613602L; DE2654489A1

Description

a) bei einem Hauptschenkel (1) mit Kreisquerschnitt besitzt das Joch (3) nicht-kreisförmigen Querschnitt und umgekehrt,

b) die Hauptschenkelbleche (la, ib) einer Lage besitzen vorgegebenen Abstand zur Bildung eines Ölkanals (g),

c) in jeder Lage ist die erste Stoßstelle (X) mit einem äußeren Eckpunkt (Q\) gebildet, an dem die Scheitel (E) der diagonal geschnittenen Seiten (C) des Hauptschenkelblechs (la, ib) und des Jochblechs (3a, 3b) aneinander anstoßen,

d) in jeder Lage ist die zweite Stoßstelle (Xi) mit einem Verbindungspunkt (Q₂) gebildet, an dem die Scheitel (E) der diagonal geschnittenen Seiten (C) des Hauptschenkelblechs (la, ib) und des jochblechs (3a, 3b) nicht aneinander anstoßen,

e) der Schnittwinkel (Θ) ist so gewählt, daß, wenn die Blechbreite (/ι) des Hauptschenkelblechs (la, ib) größer als die Blechbreite (I₂) des Jochblechs (3a, 3b) der gleichen Stoßstelle (X. ΛΊ) ist, die durch den Stoßbereich definierte effektive Breite (/ι') des Hauptschenkelblechs (la. Ib) größer als die Breite (/₂) des Jochblechs (3a, 3b) ist.

f) der Schnittwinkel (Θ) ist so gewählt, daß, wenn die Blechbreite (A) des Hauptschenkelblechs (la, ib) kleiner als die Blechbreite (I₂) des Jochblechs (3a, 3b) der gleichen Stoßstelle (X, X₁) ist, die durch den Stoßbereich definierte effektive Breite (£) des Jochblechs (3a, 3b) größer als die Breite (A) des Hauptschenkelblechs(l a, 1 b) ist,

g) der Schnittwinkel (Θ) erhält einen neuen Wert, wenn die Differenz zwischen der jeweiligen Blechbreite (A bzw. I₂) und der jeweiligen effektiven Breite (A' bzw. I₂) etwa 10% der entsprechenden Blechbreite (A bzw. I₂) erreicht.

2. Einphasen-Dreischenkelkern nach Anspruch 1, 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.

Die Erfindung betrifft einen Dreischenkelkern gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein Dreischenkelkern dieser Art ist aus der DE-OS 22 52 165 bekannt, und ein ähnlich aufgebauter Transformatorkern ist in der DE-PS 9 75 473 beschrieben. Bei diesen bekannten Transformatoren 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 Stoßstellen vorzugsweise über das ganze Paket gleiche Schnittwinkel für die Bleche vorgesehen, die bei dem Transformatorenke'ii gemäß der DE-PS 9 75 473 45° betragen und die bei dem Transformatorkern gemäß der DE-OS 22 52 565 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 angeordneten Blechen, wobei sich die jeweiligen längeren Seiten in Längsrichtung des Schenkels gegenüberliegen. Des weiteren sind bei diesem bekannten Transformatorkern benachbarte Blechlagen sich überlappend ausgebildet, insbesondere

so 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 Blechpaket ein gleicher Schnittwinkel verwendet wer= den, so ergäben sich erhebliche Überstände zwischen einander anstoßenden Blechen einer Lage, wodurch sich nachteilig ungünstige Magnetflußeigenschaften ergeben würden. Um dies zu vermeiden, 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 Überstände entstehen, d. h„ daß der Flußübergang jeweils optimal ist. Nachteilig dabei ist jedoch,

daß für jede Lage an der die Bleche von einem Streifenmaterial abtrennenden Einrichtung die Schnittwinkei neu eingestellt werden müssen. Dies ist umständlich und zeitraubend.

In dem Buch »Die Transformatoren« von Rudolf Küchler findet sich auf Seite 21 der Hinweis, daß es bei Transformatorkernen mit Schenkeln von angenähert kreisförmigem Querschnitt eine Erleichterung für die Fertigung mit sich bringen kann, wenn für die Joche eine abweichende Querschnittsform gewählt wird, da sich auf diese Weise die Anzahl der erforderlichen Jochbleche verschiedener Breite kleiner halten läßt Jedoch wird an der gleichen Stelle von einer derartigen Kernausbildung abgeraten, da sie mit gesteigerten Eisenverlusten verbunden ist Auf der Seite 270 des gleichen Buches ist weiter ein annähernd kreisförmiger Kernquerschnitt gezeigt, bei dem zwischen den Blechen einer Lage ein Kühlschlitz vorgesehen ist, der bei ölgefüllten Transformatorausführungen einen Ölkanal bilden kann.

Aus der US-PS 30 64 220 ist es schließlich bekannt, bei einem Dreischenkeikerri in jeder Lage zwischen Hauptschenkel und Joch eine erste Stoßstelle mit einem äußeren Eckpunkt zu bilden, an dem die Scheitel der diagonal geschnittenen Seiten der Hauptschenkelbleche und der Jochbleche aneinanderstoßen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dreischenkelkern für einen Einphasentransformator der eingangs angegebenen Art so auszubilden, daß bei unterschiedlichem Querschnittstypus aneinanderstoßender Schenkel eine rationelle Fertigung beim Zuschneiden der Kernbleche erreichbar ist.

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale; eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ergibt sich aus dem Unteranspruch.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß der Schnittwinkel auch bei verschiedenen Breitendifferenzen der Kernbleche an der Stoßstelle über mehrere Lagen beibehalten werden kann, ohne daß sich über diesen Bereich wesentliche Verschlechterungen des Flußüberganges trotz des Auftretens von Vertiefunger» bzw. Vorsprüngen ergeben. Somit können mit dem 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 trotzdem gleichmäßig durch äußere Eckpunkte aufweisende Stoßstellen fließt, wodurch Eisenverluste kleingehalten werden. Vorteilhaft ist weiter, daß innerhalb einer Lage Stoßstellen vorhanden sind, bei denen die aneinander anstoßenden Scheitel äußere Eckpunkte bilden.

Für die weitere Erläuterung der Erfindung wird nunmehr auf die Zeichnung Bezug genommen; in dieser zeigen

Fig. IA und IB den Aufbau eines bekannten Dreischenkelkerns für einen Einphasentransformator,

F i g. 2A und 2B die Form von Hauptschenkelblechen, die das Lagen-Pakef des Hauptschenkels nach den Fig. IA und IB bilden,

F i g. 3A und 3B Schnitiansichten ΠΙΑ-ΙΙ1Α bzw. HIB-HlBnach Fig. IA,

Fig.4A und 4B Teilansichten, die den Magnetfluß durch die Stoßstelle zwischen einem Hauptschenkel- und einem Jochblech zeigen,

Fig.5 den Aufbau eines bekannten Zweischenkelkerns für einen Einphasentransformator,

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

F i g. 7A und 7B den Aufbau eines Ausführungsbeispiels für einen Dreischenkelkern nach der Erfindung,

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

Fig. 9A, 9B, 10 einen Teil der Stoßstellen zwischen den !Hauptschenkel- und den Jochblechen nach den Fig.7Aund7B,

F i g. 11A und 11B den Aufbau eines anderen Ausführungsbeispiels des Transformatorkei ns nach der Erfindung und

Fig. i2A und 12B den Aufbau eines dritten Ausführungsbeispiels des Transformatoren *s nach der Erfindung.

Ein bekannter Dreischenkelkern 10 für einen Einphasen-Transformator nach den Fig. IA 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 Hauptschenkel 1 und den Seitenschenkeln 2 magnetisch gekoppelt sind. Dabei beträgt die 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 kornorientiertes 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 u:;d der Außenseite B verlaufen. Mehrere Bleche la, \b; 2a, 2b; 3a, 3b, die die Form nach den F i g. 2A und 2B haben, sind iagenweise 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 Hauptschenkeis 1 bildenden Bleche la und \b nebeneinanderliegen und zwischen sich einen Ölkanai g bilden, wobei ihre Außenseiten B entgegengesetzt zueinander und ihre diagonal beschnittenen Seiten C symmetrisch angeordnet sind. Die Bleche la und Indes Hauptschenkels 1 sind mit den Blechen 3a und 3b der Joche 2 verbunden und bilder. Stoßstellen X. Die Bleche la, 16, 2a, 2b, 3a und 36 werden während des Verbindens zu Lagenpaketen zu anmengesetzt und bilden so den Hauptschenkel 1, die Seitenschenkel 2 und die Joche 3.

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

Die Joche 3 in F i g. 3B sind mit Ölkanälen g¹ versehen, die mit dem Ölkanal gin Verbindung stehen. Tatsächlich hat das Joch 3 in F i ψ. 3B eine Lage, in der es um seine Längsrichtung um 90^v gedreht ist, so daß seine Beziehung zu den einzelnen Kernblöcken 6 zusammen mit F i g. 3A ersichtlich wird.
Bei diesen Querschnittsformen des Hauptschenkels 1

und der Joche 3 nach den 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 s 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. F i g. 3A). In diesem Hauptschenkel 1 sind die einzelnen Kernblöcke 6 aus den Blechen la und 16 unterschiedlicher Blechbreiten h\-h» 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 λ'(vgl die Fig. SA und !B) zwischen der·. Blechen ta und 16 und den Blechen 3a und 36 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 Anschlußwinkel 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. IA gezeigte Stoßstelle Xbildenden Hauptschenkelblech la derart vorgesehen, daß das Hauptschenkelblech la um 180° mit seinem an der Unterseite angeordneten Ende Dgeneigt ist, so daß die Scheitel der diagonal beschnittenen Seiten des Hauptschenkelblechs 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.

Aus 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 Magnetflußverteilung zu beseitigen, wurde bereits ein Zweischenkelkern (vgl. F i g. 5) vorgeschlagen. Dieser Kernaufbau ist insofern wirksam, als die Magnetflußverteilung dadurch gleichmäßig wird. Dabei hat jedoch die Verbindungs- bzw. Schnittlinie 8 zwischen einem Hauptschenkeiblech la und einem Jochblech 3a in einer Lage die Form einer Geraden ST, die von einem inneren Eckpunkt S zu einem äußeren Eckpunkt Tunter einem Schnittwinkel θι verläuft, während die Verbindungs- bzw. Schnittlinie^ 9 der benachbarten Lage durch eine Gerade SU 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 Überdeckung (der Überlappungsbereich 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 Eisenverluste und eine zu starke Erhöhung des Erregerstroms resultieren.

Wenn der vorgeschlagene Stoßstellenaufbau bei einem Dreischenkelkern angewandt wird, sind viele Schnittwinkel 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 Eisenveriuste 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 }"v E so beschnitten, daß ein Schnittende D gebildet ist. Dieses Endbeschneiden kann nur bei jedem zweiten 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 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.

Der gemäß der Erfindung ausgebildete Dreischenkelkern 10 nach Fig.7A und 7B umfaßt einen Haupt schenkel 1, zwei Seitenschenkel 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 lagen weises Packen mehrerer Hauptschenkelbleche la und 16, Seitenschenkelbleche 2a und 26 sowie Jochbleche 3a, 36, 3c und 3d zu Paketen gebildet. Nach Fig.8 ist jedes Blech trapezförmig zugeschnitten wobei zwei diagonal beschnittene Seiten C zwischen dei Innenseite A und der Außenseite B verlaufen. Im FaI der Hauptschenkelbleche 1 a und 1 b, die je eine Lage de; Hauptschenkels 1 bilden, ist eine der diagona beschnittenen Seiten C zusätzlich im Bereich de; Scheitels ^beschnitten und hat ein Schnittende D. Dies« Bleche sind zur Bildung der Lagen des Hauptschenkel: 1, der Seitenschenkel 2 und der Joche 3 miteinandei verbunden. Beim Verbinden der Bleche zur Bildunj einer Kern-Lage sind die eine Hauptschenkel-Lagf bildenden Bleche la und 16 gleicher Form mit ihreij Außenseiten B einander gegenüberliegend angeordnej und bilden zwischen sich einen ölkanal g; die eina Seitenschenkel-Lage bildenden Bleche 2a und 26 sine auf den entgegengesetzten Seiten der Hauptschenkel bleche la und ίό mit ihren Innenseiten A einande gegenüberliegend angeordnet Die eine Lage für da obere und das untere Joch 3 bildenden Bleche 3a, 36,3 und 3d sind zwischen den Hauptschenkelblechen la, Ii

ZO 7

und den Seitenschenkelblechen 2a, 2b so angeordnet, daß sie mit diesem magnetisch gekoppelt sind. Die die nächste Lage bildenden Bleche sind um den Punkt O in einer dazu um 180³ umgekehrten Beziehung angeordnet.

Zwei erste Stoßstellen X sind zwischen den oberen diagonal beschnittenen Seiten Cder Bleche Xa, Xb und den erirsprechenden Seiten Cder Bleche 3a, 3b gebildet, und wie aus den Fig. 7A und 7B ersichtlich ist, ist der Scheitel E des Blechs la mit dem Scheitel des Blechs 3a verbunden, so daß ein äußerer Eckpunkt Q\ gebildet ist. Ein ebensolcher äußerer Eckpunkt ist durch die Stahlbleche 16 und 3b gebildet. Zwei zweite Stoßstellen X\ sind zwischen den unteren diagonal beschnittenen Seiten C der Bleche la, Xb und den entsprechenden Seiten Cder Bleche 3c und 3d gebildet. Im Fall dieser Stoßstellen X\ paßt jedoch der Scheitel £des Blechs Xa nicht genau auf den des Blechs 3c, und es ist ein Äii&c!i!uupuiiki Q₂ gebildet. Ein solcher ÄMSi'iiiußpunki ist ferner zwischen den Blechen Xb und 3d gebildet. Gemäß den Fig.9A und 9B, in denen die Hauptschenkelbleche la und Xb relativ zu dem Aufbau gemäß den Fig. 7A und 7B um 180° umgekehrt sind, bilden die in Strichlinien dargestellten Bleche la'und Xb', die an die Bleche la und Xb angrenzen, zwei (zweite) Stoßstcllen X\ an ihren oberen, diagonal beschnittenen Seiten mit den entsprechenden Seiten der Jochbleche 3a'und 3b'. Bei jeder dieser Stoßstellen ΛΊ paßt der Scheitel £der diagonal beschnittenen Seite nicht genau auf den der zugehörigen diagonal beschnittenen Seite, und es ist ein Anschlußpunkt Q₂ gebildet. Aus Fig.9A ist ersichtlich, daß der Anschlußpunkt Q₂ 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 lö'fluchtet mit dem Scheitel £jedes der Jochbleche 3a' und 3*';

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 Stoßstellen X\ in der entsprechenden Stellung in der benachbarten Lage gebildet; dabei ist jedoch die vorgenannte Reihenfolge frei wählbar. Da die Hauptschenkelbleche la und 1 deiner 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 \b größer als die Blechbreite k der Jochbleche 3a und 3b. Daher ist eine Vertiefung 4 an der inneren Ecke jeder Stoßstelle X gebildet Gemäß F i g. 7B ist die Blechbreite k der Jochbleche 3a und 3b größer als die Blechbreite A der Hauptschenkelbleche la und Xb, und daher ist eine Vertiefung 4 an d.er inneren Ecke jeder Stoßstelle * gebildet Daraus ist ersichtlich, daß eine solche Vertiefung 4 an der inneren Ecke des Stoßbereichs zwischen dem Hauptschenkel- oder dem Jochblech mit größerer Breite ajs das zugehörige Jochbzw. Hauptschenkelblech gebildet ist

Gemäß Fig.9A ist die Vertiefung 4 an der inneren Ecke des Stoßbereichs des Hauptschenkelblechs la gebildet, wenn die Blechbreite A dieses Blechs la größer als die Blechbreite h des zugehörigen Jochblechs 3a ist, d. h. wenn A > I₂- Die effektive Breite /Γ der Stoßstelle X, die durch Subtraktion wenigstens der Breite der Vertiefung 4 von A erhalten wird, ist so gewählt, daß sie größer als die Blechbreite k des Jochblechs 3a ist. Mit h < A ist die Vertiefung 4 in der inneren Ecke des

ίο Stoßbereichs des Jochblechs 3a gebildet, und die effektive Breite h' der Stoßstelle X ist gleichermaßen größer als die Blechbreite A des Hauptschenkelblechs la (vgl. F i g. 9B). Die Höchstbreite dieser Vertiefungen 4 beträgt ca. 10% der Blechbreite A des Hauptschenkel-"> blechs I a oder der Blechbreite h des Jochblechs 3a.

Aus den vorstehenden Erläuterungen ist ersichtlich, daß bei diesem Dreischenkelkern die Stoßstellen X, die durch Aneinanderfügen der diagonal beschnittenen Seiten der die Lagen des Hauptschenkeis i biidenden Bleche la und Xb und der die Lagen der Joche 3 bildenden Bleche 3a und 3b gebildet sind, die an den inneren Ecken des Stoßbereichs der Bleche la, ib oder 3a, 3b größerer Breite als die anderen Bleche gebildeten Vertiefungen 4 einschließen. Ferner schließen die Stoßstellen X die äußeren Eckpunkte Qi, die durch die aneinandergefügten Scheitel £ der diagonal beschnittenen Seiten C zugehöriger Bleche la, Xb, 3a und 3b 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 Λ' zwischen dem Blech la größerer Blechbreite und dem Blech 3a geringerer Blechbreite (TphiMpt ict Wpnn Hah«»r pin Hauntc^hpnkplklenk I a mit σ —— ■ ■■ ----· ——··'-· —■·· · ·»-—j»·—v.._v.._nv..*■>,*,.· ··. ....ν

einer Blechbreite Aj und ein weiteres Hauptschenkelblech la'mit geringerer Blechbreite Ai aufeinandergepackt werden (Fig. 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 Iu bzw. /u haben, mit den zugehörigen Jochblechen 3a bzw. 3a'unter demselben Schnittwinkel θ aneinanderfügbar sind.

Da die Hauptschenkelbleche la und la' mit den Breiten Ai bzw. A2 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 F i g. 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 Xb 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 Xb vorgesehen sein, um die Vorschubbewegung dieser in Richtung X (Fig.8) geförderten Bleche anzuhalten. Die Bleche Xa und ib sind also leicht

anhaltbar, und die Anschlagvorrichtung kann vereinfacht werden.

Ferner sind die Scheitel E der diagonal beschnittenen Seiten C, z. B. der Bleche la und 3a, zusammengefügt und bilden den äußeren Eckpunkt Q\ an der äußeren Ecke der Stoßstelle X der Stoßstellen X und X\ wie gemäß Fii>9A und 10. Daher verläuft der Magnetfluß Φ gleichmaüig durch die Stoßstelle X(VgI. F i g. 4B), und die Gefahr einer Konzentration des Magnetflusses im Bereich der inneren Ecke der Stoßstelle X wird vermieden, so daß Eisenverluste kleingehalten werden.

Für die Blechbreite A der Hauptschenkelbleche la und IZj, die Blechbreite I₂ der Jochbleche 3a und 36 und die effektiven Breiten l\ und I₂ der Stoßstellen X zwischen den Blechen 1 a, 1 6 und den Blechen 3a, Zb gilt die Beziehung:

h < l\' < l\ (oder l\ < I₂ < I₂)

(vgl. die F i g. 9A und 9B). Es sei angenommen, daß B\, B₂, B\ und Bj' die Magnetflußdichte in den Hauptschenkelblechen la 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. Dann gilt für die Magnetflußdichten die folgende Beziehung:

B₂ > B\ > ßi (bzw. B, > Bi > B₂).

Daher ist die Magnetflußdichte B\ (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 Si 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 E je<ter oberen (Fig. 7A₁ 7B) diagonal beschnittenen Seite der Seitenschenkelbleche 2a und 26 kann parallel zur Außenseite B jedes der zugehörigen Jochbleche 3a und 36 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. HA und 11B sind die beiden Hauptschenkelbleche la und 16, die eine Lage des Hauptschenkels 1 bilden, relativ zueinander umgekehrt angeordnet, obwohl sie gleiche Querschnittsform haben. Die Bleche la und 16 sind mit Joqhblechen 3a und 36, 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 16 mit dem Scheitel der diagonal beschnittenen Seite des Bleches 36 zusammengefügt Bei den unteren Stoßstellen ist diese Beziehung umgekehrt Bei der an die Lage nach den Fig. HA Ui.d HB angrenzenden Lage ist diese Anordnungsweise in bezug auf die Achse Y-Y umgekehrt. Die oberen Stoßstellen X und X\ der ersten Lage grenzen an die oberen Stoßstellen X\ bzw. X der letztgenannten Lage an, und die unteren Stoßstellen X\ bzw. X der ersten Lage grenzen an die unteren Stoßstellen X bzw. X\ der letzteren an. Nach F i g. 11A, für die h>h gilt, ist an der inneren Ecke des Stoßbereiches des Bleches la größerer Breite eine

ίο Vertiefung 4 ausgebildet, während nach Fig. HB, für die /ι < I₂ gilt, die Vertiefung 4 an der inneren Ecke des Stoßbereiches des Bleches 3a größerer Breite gebildet ist.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 12A und 12B bilden zwei Bleche la und 16 unterschiedlicher Form eine Lage des Hauptschenkels 1. Das Blech la ist an seinen diagonal beschnittenen Seiten mit entsprechenden Seiten von Jochblechen 3a und 3c. die eine Lage des oberen bzw. des unteren Jochs 3 bilden, verbunden, so daß zwei (erste) Stoßstellen X gebildet sind, und das Hauptschenkelblech 16 ist gleichermaßen mit Jochblechen 36 und 3d verbunden, so daß zwei (zweite) Stoßstellen X₁ 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 erstgenannten Lage an obere Stoßstellen X\ bzw. X der letztgenannten Lage an, und die unteren Stoßstellen X und X\ der erstgenannten Lage grenzen an untere Stoßstellen X\ bzw. X der letztgenannten Lage an. An der inneren Ecke des Stoßbereiches der Bleche la und 3a ist abhängig von der relativen Breite eine Vertiefung 4 ausgebildet, und an der äußeren Ecke der Stoßstelle X ist ein äußerer Eckpunkt Q\ gebildet.

Aus der vorstehenden Erläuterung ist ersichtlich, daß bei dem gemäß der Erfindung ausgebildeten Dreischenkelkern mehrere Hauptschenkeibieche, 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 ausgebildet,

■»5 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 Hauptschenkelble-

ehe, 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 B'att Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Dreischenkelkern für einen Einphasentransformator, mit einem Hauptschenkel, der im wesentlichen TCreisquerschnitt haben kann, der aus Lagen mehrerer Paare von Hauptschenkelblechen aus ferromagnetischem Material in Lagen-Paketen mit sich über 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 Seitenschenkeibleche aus ferromagnetischem Material in Lagen-Paketen gebildet sind, wobei jedes Seitenschenkelblech an beiden Enden diagonal geschnitlgae Seiten besitzt mit einem Schnittwinkel zwischen der so gebildeten längeren Außenseite und der diagonal geschnittenen Seite, wobei die diagonal geschnittenen Seiten der Seitenschenkeibleche den diagonal geschnittenen Seiten der Hauptschenkelbleche gegenüberliegen, und einem Paar von Jochen, die im wesentlichen Kreisqusrschnitt 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 de,r diagcpal geschnittenen Seite, die zur Bildung von Stoßstellen mit den diagonal geschnittenen Seiten der Sei'inschenkel- bzw. der Hauptschenkelbleche zur Bildung magnetischer Verbindungen zwischen beiden Enden des Hauptschenkels und eines Seitenschenkels vorgesehen sind, wobei in zueinander benachbarten Lagen jeweils eine erste und eine zweite Stoßstelle (X, X\) benachbart sind und wobei die Stoßstellen benachbarter Lagen im Paket einander überlappend ausgebildet sind, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: