DE840118C - Gewickelter Eisenkern fuer wechselnd belastete Transformatoren - Google Patents

Description

• Die elektrischen Verluste in einem Transformator setzen sich aus den Verlusten der Ummagnetisierung des Eisenkerns und der«'irbelstrombildung (Eisenverluste) und den Verlusten in den Ohmschen Widerständen der Wicklungen zusammen. Um die Eisenverluste, die in erster Linie von der verwendeten Eisenqualität und auch vom Aufbau des Eisenkerns abhängen, möglichst niedrig zu halten, werden die Kerne bekanntlich aus hochwertigen und entsprechend teuren Transformatorblechen aufgebaut. Die Auslegung des Transformätorenkerns erfolgt nach Maßgabe der sekundärseitig abzugebenden Höchstleistung unter möglichst bester Ausnutzung des Eisenquerschnitts, d. h. bei möglichst hoher magnetischer Sättigung des Eisenkerns. Der Sättigungsgrad des Eisenkerns hängt dabei im wesentlichen nur von der primärseitigen Windungszahl und Stromstärke ab und ist von der jeweiligen sekundärseitigen Belastung unabhängig. Eiei Regeltransformatoren, deren Leistungsregelung primärseitig erfolgt, ergibt sich daher stets ein von der primärseitig eingestellten Leistungsstufe abhängiger Sättigungsgrad, was zu einer mehr oder weniger schlechten Ausnutzung des hochwertigen und teuren Eisenkerns auf den unteren Leistungsstufen eines solchen Transformators führt.
• Das gilt besonders von den Transformatoren, die in der elektrischen Widerstandsschweißtechnik benutzt werden, bei welchen die Regelung der Schweißleistung vorzugsweise durch Ab- und Zuschalten von Primärwindungen des Transformators erfolgt. Bei Ringtransformatoren mit wechselnder Belastung, insbesondere, wie sie z. B. bei Punktschweißmaschinen mit primärseitiger Stufenschaltung verwendet werden, suchen sich die magnetischen Kraftlinien zunächst die inneren kürzeren Wege, so daß die magnetische Sättigung des Eisenkerns im Bereich der unteren Stufen nur in den inneren Querschnitten des Ringkerns erreicht wird, während in den äußeren Querschnitten eine geringere Kraftliniendichte vorliegt. Bei wachsender Nlagnetisierung des Kerns verbreitert sich die gesättigte Zone von innen nach außen, und erst bei voller Ausnutzung des Transformators erreicht der Kern seine Sättigung vollständig. Das magnetisch hochwertige Eisen ist daher im allgemeinen nur in unwirtschaftlicher Weise ausgenutzt.
• Der Erfindung gemäß wird dieser Nachteil der bekannten Transformatoren und insbesondere der Schweißtransformatoren mit Ringkernen dadurch beseitigt, daß durch die Verwendung von nach Qualität oder Abmessung, insbesondere der Blechstärke, verschiedener Eisensorten Zonen mit von innen nach außen wachsenden Eisenverlusten gebildet werden. Durch eine solche Ausbildung des Transformatorenkerns wird eine nicht unerhebliche Verbilligung des Transformators erreicht, da nur dessen innere Zonen aus magnetisch hochwertigem und teurem Eisenhergestellt werden, während die äußeren Zonen aus weniger verlustfreiem Eisen wesentlich billiger werden. Die dann bei Verwendung der höheren Belastungsstufen möglichen höheren Gesamteisenverluste spielen gegenüber der Verbilligung des Kerns nur eine geringfügige Rolle, da die höheren Belastungsstufen bei derartigen Transformatoren nur selten benutzt werden.
• Zur einfachen Herstellung von Transformatorenkernen, insbesondere Ringkernen für Schweißtransformatoren für elektrische Widerstandsschweißung, wird zweckmäßig das an sich bekannte Wickelverfahren benutzt. Mit Hilfe dieses Herstellungsverfahrens wird die erfindungsgemäße Zonenbildung innerhalb des Transformatorenkerns auf besonders einfache Weise ermöglicht, da die einzelnen Zonen aus verschiedenen Eisensorten auf einandergewickelt werden können.
• In der Zeichnung ist ein gemäß der Erfindung hergestellter Transformatorenkern beispielsweise schematisch dargestellt, und zwar zeigt Abb. i einen Transformatorenkern mit Stufenwicklung für die Primärseite und fester Wicklung für die Sekundärseite, Abb. 2 einen Querschnitt des Transformatorenkerns, der den spiraligen Aufbau erkennen läßt. Der Kern i ist aus Eisenband 2 hergestellt, dessen Breite der Länge des Kerns entspricht und das spiralig um die Hauptachse 3 unter Belassung einer zentralen Öffnung :4 gewickelt ist (Abb. 2). Der Kern ist dabei in zwei oder mehr Zonen, z. B. 5 und 6, unterteilt, wobei die innere Zone 5 aus einem dünnen und/oder magnetisch hochwertigen Eisenband gewickelt ist, während die äußere Zone 6 aus einem stärkeren und/oder magnetisch geringer wertigen und billigeren Bandeisen besteht.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Aus mehreren Eisenblechsorten gewickelter Eisenkern für wechselnd belastete Transformatoren, insbesondere für Schweißtransformatoren, dadurch gekennzeichnet, daß er durch Verwendung von nach Qualität und/oder Stärke verschiedenen Eisenbändern -aufeinanderfolgende Zonen mit von innen nach außen steigenden Eisenverlusten besitzt. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften 735 787, 737 881; Dr.-Ing. Michael Walter »Strom- und Spannungswandler«, 2. Aufl., 1944, S. 2o.