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Streufeldtransformator
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Streufeldtransformator mit drei
Schenkeln, einem E-förmigen magnetischen Blechpaket und einem die freien Schenkelenden
verbindenden Joch.
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Bei der Primär- und Sekundärwicklung eines Transformators entstehen
Teile des Magnetfeldes (magnetische Streuung), welche außerhalb des Gebietes liegen,
das vom übrigen beide Wicklungen durchsetzenden Feld eingenommen wird, d.h. diese
Teilfelder sind nur mit je einer der Wicklungen verkettet und nehmen daher weder
an der Induzierung der jeweils anderen Wicklung, noch am Energieaustausch zwischen
beiden oder an der Eneryieumwandlung in einer derselben teil. Die erwähnten Teilfelder,
welche aufgrund ihrer Streuung als Streufelder bezeichnet werden, weisen gegenüber
dem übrigen Feld, dem sogenannten Hauptfeld mit dem sogenannten Hauptfluß, Streuflüsse
auf. Bei Streufeldtransformatoren läßt sich daher durch Veränderung eines Streujoches
der sekundäre Kurzschlußstrom variieren, was vor allem in Leuchtröhrenanlagen zum
Ausgleich von Zünd- und Brennspannung sowie zur Einstellung des Stromes auf den
richtigen Betriebswert vorgesehen ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Streufeldtransformator
zu schaffen, bzw.^dep,r,agueßischen Kreis eines Streufeldtransformators
derart
auszubilden, daß eine einfache und billige Herstellung möglich ist, wobei die Gesamtverluste
des Streufeldtransformators unverändert bleiben.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die E-Bleche
aus ferromagnetischem Material mit größerem spezifischem Eisenverlustbestehen, als
das Material der Bleche des Jochs und/oder der zwischen Primär- und Sekundärwicklung
angeordneten Streufeldpa]zete.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß für das
Joch I- oder E-förmige Bleche vorgesehen sind.
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Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist das den Primärkreis
umschließende E-Blech aus Material mit geringerem spezifischem Eisenverlust als
das den Sekundärkreis umschließende E-Blech.
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Zweckmäßigerweise sind die E-Bleche und I-Bleche abfallos gestanzt
und die I-Bleche an den Stirnseiten stumpfgestoßen.
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Weitere zweckmäßige Weiterbildungen bzw. Ausführungsformen der Erfindung
ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.
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Die Ausgestaltung des magnetischen Kreises des Streufeldtransformators
aus zwei abfallos gestanzten E-förmigen Teilen wirkt sich vorteilhaft und wirkungsvoll
aus, da das die Primärspule umschließende Teil mit guter Materialqualität einschließlich
der beiden Streufeldpakete hinsichtlich der Verluste voll wirksam ist. Die Verwendung
schlechtester Materialqualität im magnetischen Kreis der Sekundärspule ist bei der
Ausgestaltung mit zwei abfallos gestanzten E-förmigen Teilen vollkommen bedeutungslos.
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Beim Zündtransformator hat die Verwendung üblicher Materialqualität
der Streufeldpakete und der I-Bleche des Joches bei
Verwendung des
E-Bleches aus einfachem Blech auf die Erwärmung im Kurzschlußbetrieh keinen Einfluß,
da der größte Teil der Verluste des Transformators durch die Spulen selbst hervorgerufen
wird.
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Insbesondere erweist sich als vorteilhaft, daß durch die Verwendung
unterschiedlicher Materialqualitäten mit entsprechenden preislichen Unterschieden
eine wirtschaftliche Ausnutzung des Streufeldtransformators ergibt. Bei der Ausgestaltung
des Streufeldtransformators mit zwei abfallos gestanzten E-Blechen zeigt sich gegenüber
bekannten Transformatoren mit herkömmlicher Ausgestaltung in sämtlichen Teilen des
magnetischen Kreises gleichen spezifischen Leistungsverlustes kein Unterschied hinsichtlich
der Verluste des Streufeldtransformators und somit auch keine Änderung in der Erwärmung
des Streufeldtransformators.
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Als vorteilhaft erweist sich ferner, daß durch die Verwendung von
Dynamoblechen gleicher spezifischer Leistungsverluste und damit zu gleichem Preis
von Teilen des magnetischen Kreises bzw. Streufeldtransformators, die nur die Primärspule
umschlleßen, und der Verwendung von gewöhnlichem Stahlblech geringeren Preises im
Sekundärkreis des Streufeldtransformators sich ohne Änderung der Eigenschaften des
Transformators eine optimale Ausnutzung der Materialien und damit eine entsprechende
Verbilligung und Einsparung, insbesondere im Hinblick auf eine Serienherstellung,
ergibt.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt
und werden zur weiteren Erläuterung der Einzelheiten, Vorteile und Aufgabe der Erfindung
im folgenden näher beschrieben.
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Es zeigen Fig. 1 eine Längsschnittansicht eines Streufeldtransformators
gemäß der Erfindung,
Fig. 2 eine Längsschnittansicht einer weiteren
Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Streufeldtrans formators, Fig. 3 ein Stanzbild
für Teile des Streufeldtransformators gemäß Fig.1 und 2, und Fig. 4 ein Stanzbild
anderer Teile des erfindungsgemäßen Streufeldtransformators gemäß Fig. 1.
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Fig. 1 zeigt eine Längsschnittansicht eines dreischenkeligen Streufeldtransformators
mit einer Primärwicklung W1 und einer Sekundärwicklung W2. Zwischen den beiden Wicklungen
W1, W2 ist ein Streufeldpaket S angeordnet. An der Primärspule sind stumpfgestoßene
I-Bleche 1 als Joch angeordnet, an welchen abfallos gestanzte E-Bleche 2 befestigt
sind. Die abfallos gestanzten E-Bleche 2 sind aus ferromagnetischem Material mit
größerem spezifischem Eisen- bzw. Wattverlust als die an den Stirnseiten stumpfgestoßenen
I-Bleche 1 und/oder die zwischen Primär- und Sekundärwicklung angeordneten Streufeldpakete
S. Die einzelnen Magnetfeldflüsse sind in der Fig. 1, wie auch in Fig. 2, mit H
und S dargestellt. Die Primärspule erregt den magnetischen Kreis und treibt den
magnetischen Hauptfluß H größtenteils durch die Sekundärspule (S).
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Bei Verwendung von ferromagnetischem Material schlechter Qualität
nehmen entsprechend die Leerlaufverluste des Streufeldtransformators (Zündtransformators)
zu. Die Verluste sind jedoch im Leerlauf trotz der schlechten Materialgualität kleiner
als bei Belastung des Streufeldtransformators, da die Sekundärspule stromlos ist
und in der Primärspule nur die Wicklungsverluste in der Größenordnung des Leerlaufstromes
entstehen.
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Wird der Streufeldtransformator belastet (Zündtransformator kurzgeschlossen),
wird bekanntlich in der Sekundärspule der
magnetische Fluß entsprechend
dem Verhältnis Leerlauf/Lastspannung reduziert, bzw. beim Zündtransformator fließt
nur ein derart großer Magnetfluß durch die Sekundärspule, daß der Spannungsabfall
der Sekundärspule induziert wird. Dies bedeutet, daß die Eisenverluste im Sekundärkreis
vernachlässigbar klein sind und deshalb die Verwendung eines ferromagnetischen Materials
mit größerem spezifischem Leistungs- bzw. Eisenverlust hinsichtlich der Erwärmung
von untergeordneter Bedeutung ist.
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Im Kurzschlußbetrieb des Zündtransformators fließt entsprechend der
erregten Spannung durch die Primärspule der gleich große magnetische Hauptfluß fl
wie im Leerlauf. Gemäß Fig. 1 bewirkt nur derjenige Teil des E-Bleches 2, der von
der Primärspule bzw. Primärwicklung W1 umschlossen wird, aufgrund der schlechteren
Materialqualität des E-Bleches 2 vergleichsweise zu den mit guter Materialqualität
versehenen Streufeldpaketen S und I-Bleche 1 im Kurzschlußhetrieb des Streufeldtransformators
zwar eine Anhebung der Gesamtverluste, die aber für die Gesamtverluste des Streufeldtransformators
praktisch unerheblich ist, da der größte Teil der Verluste durch die Wicklungsverluste
in den Wicklungen W1 und W2 selbst hervorgerufen wird. Dieser überraschende Effekt
bedeutet, daß durch Verwendung unterschiedlicher Materialqualitäten zu entsprechenden
Preis differenzen eine wirtschaftliche Ausnutzung des magnetischen Kreises von Streufeldtransformatoren
gegeben ist.
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Gemäß Fig. 2, die eine Längsschnittansicht einer weiteren Ausführungsform
eines Streufeldtransformators zeigt, ist der maqnetische Kreis des Transformators
aus zwei abfallos gestanzten E-förmigen Blechen 2,3 vorgesehentwelche stumpf aneinandergestoßen
werden, wobei das die Primärspule umschließende E-Blech 3 aus Material mit niedrigem
spezifischem Eisenverlust besteht und das die Sekundärspule und das Streufeld S
umschließende E-Blech 2 mit großem spezifischem Eisenverlust vorgesehen, d.h.
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aus einfachem und billigem Stahlblech hergestellt ist.
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Wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, verläuft der magnetische Hauptfluß
XH im E-Blech 2, 2 nur in einem relativ kleinen Teil schlechter Materialqualität.
Wird gemäß der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des magnetischen Kreises des Streufeldtransformators
das I-Blechpaket 1 bzw. die beiden Streufeldpakete S mit guter Materialqualität
ausgebildet (wie bisher), so werden dadurch die gesamten Eisenverluste des Streufeldtransformators
zwar geringfügig erhöht, jedoch können diese durch die Verwendung von entsprechend
guter Qualität im gewichtsmäßig kleinsten Teil der Streufeldpakete kompensiert werden.
Die Verwendung etwas besserer Materialqualität im Streufeldpaket als beim I-Blech
ist deshalb sinnvoll, da das I-Blech an den Stirnseiten und in der Mitte nur zum
Teil vom magnetischen Fluß durchströmt wird.
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Es hat sich gezeigt, daß bei aus einfachem, billigem Stahlblech hergestellten
E-Blechen bei gewöhnlichen Standardzündtransformatoren, erfindungsgemäß eine wesentliche
Verbilligung erzielt werden konnte und auch keine Änderung in den Erwärmungswerten
des Streufeldtransformators entstand.
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In Fig. 3 ist das Stanzbild der E-Bleche für den Streufeldtransformator
dargestellt, wobei B die Bandbreite bezeichnet.
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Diese Art von E-Blechen wird ohne Abfall gestanzt. Es läßt sich jedoch
auch jede andere Art von E-Blechen im magnetischen Kreis des Streufeldtransformators
vorsehen.
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In Fig. 4 ist das Stanzbild der I-Bleche mit einer Bandbreite B dargestellt,
welche ebenfalls in der Form abfallos oder zumindest abfallarm, wie auch die E-Bleche,
gestanzt werden.