DE2805330A1

DE2805330A1 - Aus blechen zu bildender eisenkern fuer transformatoren, drosselspulen o.dgl. elektrische maschinen

Info

Publication number: DE2805330A1
Application number: DE19782805330
Authority: DE
Inventors: Hugo-Werner Geschka
Original assignee: Blum Eisen & Metallind
Current assignee: E Blum GmbH and Co
Priority date: 1978-02-09
Filing date: 1978-02-09
Publication date: 1979-08-16
Also published as: JPS54116631A; CH650097A5

Description

Aus Blechen zu bildender Eisenkern für Transformatoren,
Drosselspulcn od. dgl. elektrische Maschinen Die Erfindung bezieht sich auf Eisenkerne für Transformatoren, Drosselspulen od. dgl. elektrische Maschinen, die aus Blechen bestehen und bisher aus L-, F-, E-, I-, U- oder ähnlichen Blechen zusammengesetzt bzw. geschichtet werden. Größere Transformatoren werden dabei so hergestellt, daß Streifenbleche geschichtet werden, wobei jedoch eine komplizierte und aufwendige Montagearbeit erforderlich ist , nachdem die einzelnen Bleche versetzt geschichtet werden müssen , um jeden Luftspalt auf beiden Seiten zu überdecken, damit möglichst wenig Kraftlinien an Luftspalten austreten können.
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, einen Eisenkern für elektrische Maschinen, wie Transformatoren, Drosselspulen od. dgl.
zu schaffen, der sich durch preiswerte Herstellung und verbesserte Funktion auszeichnet, nämlich insbesondere bei kurzen Montagezeiten, eine Montageerleichterung sowie die Eualtung einer sicheren, vorherbestimmten Lage der einzelnen Bleche zueinander und damit eine optimale Wirkungsweise, nämlich hohe Leistung, geringe Verluste und geringe Erwärmung auszeichnet.
Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erzielt, daß zu Jochen und Schenkel bzw. Joch- und/oder Schenkelzwischenteilen hergestellte, vorzugsweise quaderförmige Blechpakete zu einem Eisenkern zusammensetzbar sind, indem sie über angeformte Stoß-bzw. Fügestellen an- bzw. gegeneinander fügbar sind und zwischen den Stoß- bzw. Fügestellen der einzelnen Blechpakete ein sich verändernder magnetischer Widerstand erzielbar ist, wobei die sich bildenden oder zu bildenden längeren Kraftlinienwege im Bereich des geringen Widerstandes verlaufen-und zwischen den Stoßstellen weiterhin eine Zwischenlage vorgesehen ist.
Die zu Jochen und Schenkel bzw. Joch- und/oder Schenkelzwischenteilen hergestellten, vorzugsweise quaderförmigen Blechpakete, die z. B. aus lamellierten Einzelblechen, die miteinander verklebt sein können, bestehen, gewährleisten eine einfache und preiswerte Herstellung sowie geringe Lagerhaltung, da derartige Bausteine zunächst billig hergestellt und montiert werden können und weiterhin ftir verschiedene Trafo-Arten, z. B. für zwei- oder dreipolige verwendet werden können, bei gleichen Abmessungen der Einzelpakete . Die Erzeugung eines sich verändernden magnetischen Widerstandes über die Tiefe der Stoßstellen in der Weise, daß im Bereich des Verlaufes der längeren Kraftlinienwege der geringere Widerstand vorherrscht, wirkt dem Bestreben der Kraftlinien entgegen, stets den kürzesten Weg zu wählen, also eine Konzentration an den Eckzonen der Obergangsstellen der Eisenkerne zu bilden, was eine Verdichtung und Übersättigung und örtliche Überhitzung. bis zum Abbrand sowie Wirbelstromverluste zurFolge hat.
Durch die Bemessung des Widerstandes in der Weise, daß das Produkt aus Widerstand und Länge der Kraftlinienwege an jedem Bereich der Stoßstelle zumindest annähernd gleich groß ist, wird eine gleichmäßige Verteilung der Kraftlinien gewährleistet, so daß es zu keinen örtlichen Überhitzungen, sondern einer gleichmäßigen Wärmeverteilung kommt, was eine Verringerung der einzusetzenden Eisenmenge ermöglicht.
Die Anordnung von Zwischenlagen zwischen den Stoßstellen gewahrleistet die Einhaltung des vorbestinrmten Widerstandes bzw.
des definierten, vorher bestimmten Widerstandes an allen Stoßstellen des Einzelkernes auch bei nicht ganz sachgemäßer Montage der Einzelkerne.
Der sich verändernde magnetische Widerstand kann beispielsweise durch einen sich verändernden Abstand der Stoßstellen erzielbar sein und zur Sicherung des Abstandes kann eine Zwischenlage verwendet werden, beispielsweise ein Folienstreifen, der sich nur über einen Teilbereich der Höhe bzw. Tiefe der Stoßstelle erstreckt und vorzugsweise aus einem nicht oder schwach magnetischem Werkstoff bestehen kann. Hierfür kann sich eine selbstklebende Folie in besonders vorteilhafter Weise eignen, die an den entsprechenden Stellen der Stoßstelle aufgeklebt wird. Dabei ist es von Vorteil, wenn die Folie eine derartige Stärke bzw. Länge hat, daß ein Winkel zwischen den zwei gegeneinander gerichteten Stoß- bzw. Fügestellen von 1 - 6 , vorzugsweise von 1,5 - 3 Winkelminuten erzielt wird. Die Zwischenlage kann aber auch aus einem Material bestehen, welches einen magnetischen Widerstand hat, wobei die Zwischenlage derart ausgebildet sein kann, daß sie über die Tiefe der Stoßstelle gleich stark ist, jedoch sich der spezifische magnetische Widerstandswert ändert. Die Zwischenlage kann aber auch veränderliche Stärke haben, wobei ein Material mit gleichem spezifischem magnetischem Widerstandswert verwendet werden kann.
Um einen sicheren Zusammenhalt bzw. eine sichere Stellung der einzelnen Blechpakete bzw. Blechlagen auch während bzw. nach eine Montage, beispielsweise einer Verschraubung der einzelnen Kerne zueinander zu gewährleisten, können die Blechlagen zumindest der Schenkel des zu bildenden Eisenkernes über eine Schweißnaht zusammengehalten sein, wobei es von Vorteil sein kann, wenn die Schweißnaht im magnetisch unwirksamen Bereich vorgesehen wird, also z. B. bei zweischenkeligen Kernen vorzugsweise im Bereich der Außenkanten der Schenkel. Die Sicherung der Lage der einzelnen Bleche zueinander, insbesondere der Schenkel, wie der Außenschenkel kann aber auch dadurch gewährleistet sein, daß bei solchen Kernen, deren Einzelkerne bzw. Blechpakete über Spannmittel zusammengehalten werden, wie eine Verschraubung zwischen den Spannmitteln und der äußeren Kontur der Außenkernteile, wie der Außenseite der Schenkel eine Versteifungsschiene untergelegt ist.
Es hat sich weiterhin herausgestellt, daß es für manche Anwendungsfälle von besonderem Vorteil sei;l kann, wenn die Blechpakete derart zusammengefügt werden, daß an den Stoßstellen die Einzelbleche sich gitterartig kreuzend zu liegen kommen.
Anhand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispieles sei die Erfindung am Beispiel eines Transformators näher erläutert.
Bei dem teilweise dargestellten Eisenkern I für einen Transformator sind die beiden Schenkelkerne 1 und der Kernteil 2, welcher auch als Kernzwischenteil bezeichnet werden kann, ersichtlich. Die Schenkelkerne 1 sind aus lamellierten Einzelblechen 1 a und der Jochzwischenteil aus einer Mehrzahl von lamellierten Einzelblechen 2 a, die untereinander jeweils verklebt sein können, gebildet. Die Blechlagen der Kerne 1 und 2 sind derart zueinander vorgesehen, daß sie sich gitterartig kreuzen, d. h. in einem rechten Winkel.zueinander liegen.
Die Einzelbleche können aber auch durch eine Schweißnaht miteinander verbunden sein, nämlich die Kernteile 1 a über eine Schweißnaht 1 b und der Kernteil 2 a über eine Schweißnaht 2 b.
Die Schweißnaht verhindert auch, daß beim Zusammenmontieren die einzelnen Lagen zueinander verschoben werden können.
Die Kernteile 1 und 2 liegen über Stoßstellen 1 c, 2 c einander gegenüber, wobei zwischen den einzelnen Stoßstellen 1 c und 2 c bzw. 2 c und 1 c ein sich verändernder magnetischer Widerstand vorhanden ist, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch einen sich verändernden Abstand 3 gebildet ist. Der Abstand ist so bernessen,daerim Bereich der kürzeren Kraftlinienwege 4 am größten ist und im Bereich der längsten Kraftlinienwege 5 am kleinsten.
Dort können die Blechkörper sogar aneinander anstoßen bzw. anliegen.
Die Blechlagen 1 a und 2 a könnten aber auch in der gleichen Ebene verlaufen, also, parallel zueinander angeordnet sein Die Stoßstellen 1 c und 2 c, die vorteilhafterweise in einem Winkel von 1,5 - 3 Winkelminuten zueinander liegen, werden zweckmäßigerweise durch Schleifen hergestellt und die Schleifgrate danach entfernt.
Dies kann durch Läppen Trowalisieren, Scheuern, auch elektrolytisches Abtragen erfolgen oder aber durch einen Strahlprozeß, wie beispielsweise Sandstrahlen. Zur Einhaltung eines exakten Abstandes 3 zwischen den Stoßstellen 1 c und 2 c kann Fremdmaterial, z. B. in Form von Folienstreifen, vorzugsweise selbstklebenden Folienstreifen 6 aus nicht magnetischem Werkstoff vorgesehen werden.
Die Verbindung der Kernteile 1 und 2 kann z. B. durch einen durch die Bohrungen 1 d, 2 d geführten Niet oder aber durch eine Gewindestange 7 erfolgen, wobei es zweckmäßig ist, wenn zwischen den entsprechenden AXttern 8 und den Kernteilen 1 Leisten 9 vorgesehen werden, die ein Verziehen oder Verschieben der einzelnen Blechlagen zueinander verhindern.

Claims

Patentansprüche .iAus Blechen zu bildender Eisenkern für Transformatoren, Drosselspulen od. dgl. elektrischen WIaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß zu Jochen (2) und Schenkel (1) bzw.

Joch- und/oder Schenkelzwischentellen hergestellte, vorzugsweise quaderförmige Blechpakete £1, 2) zu einem Eisenkern (I) zusammensetzbar sind, in dem sie über Stoß- oder Fügestellen (1 c, 2 c) aneinander fügbar sind und zwischen den Stoß- bzw. Fügestellen der einzelnen Blechpakete ein sich verändernder magnetischer Widerstand erzielbar ist, wobei die längeren Kraftlinienwege (5) im Bereich des geringeren Widerstandes verlaufen und zwischen den Stoßstellen weiterhin eine Zwischenlage (6) vorgesehen ist.
2. Elektrische Maschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der sich verändernde magnetische Widerstand durch einen sich verändernden Abstand (3) der Stoßstellen (1 c, 2 c) erzielbar ist und daß eine als Abstandshalter dienende Zwischenlage ein Folienstreifen (6) ist, der sich nur über einen Teilbereich der Flöhe bzw. Tiefe der Stoßstelle erstrecken und vorzugsweise aus einem nicht oder nur schwach magnetischen Werkstoff bestehen kann.
3. Elektrische Maschinen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (6) eine derartige Stärke bzw. Länge hat, daß ein Winkel zwischen zwei gegeneinander gerichteten Stoß- bzw. Fügestellen (1 c, 2 c) von 1 - 6, vorzugsweise 1,5 - 3 Winkelminuten erzielt wird.
4. Elektrische Maschinen nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Widerstand durch eine Zwischenlage mit über die Länge der Stoßstelle (1 c, 2 c) sich verändernden magnetischen Widerstand erzeugt ist.
5. Elektrische Maschinen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand durch sich ändernde Materialstärke der Fremdmaterialschicht erzeugt ist.
6. Elektrische Maschinen nach ANspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der sich verändernde Widerstand durch einen sich über die Länge der Zwischenschicht verändernden spezifischen magnetischen Widerstand erzielbar ist.
7. Elektrische Maschinen, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 -dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Blechlagen der Schenkel (1) über eine Schweißnaht t1 b) zusammengehalten sind.
8. Elektrische Maschinen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißnaht (1 b) im Bereich der magnetisch unwirksamen Zone vorgesehen ist, z. B. bei zweischenkeligen Kernen (1, 2), vorzugsweise im Bereich der Außenkanten der Schenkel.
9. Elektrische Maschinen nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechpakete über Spannmittel zusammengehalten werden und zwischen den Spannmitteln (8) und den äußeren Konturen der Kernteile (1, 2), insbesondere an den Außenseiten der Schenkel eine Schiene (9) vorgesehen ist.
10. Elektrische Maschinen nach einem der Ansprüche 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagen der Bleche einzelner Blechpakete derart angeordnet sind, daß sie an den Stoß- bzw. Fügestellen sich gitterartig kreuzend liegen.