DE862032C - Magnetic core for electrical induction devices such as transformers - Google Patents

Magnetic core for electrical induction devices such as transformers

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DE862032C
DE862032C DEW5479A DEW0005479A DE862032C DE 862032 C DE862032 C DE 862032C DE W5479 A DEW5479 A DE W5479A DE W0005479 A DEW0005479 A DE W0005479A DE 862032 C DE862032 C DE 862032C
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DE
Germany
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longitudinal
transverse
magnetic core
yoke
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Expired
Application number
DEW5479A
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German (de)
Inventor
Jacob E Goldman
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CBS Corp
Original Assignee
Westinghouse Electric Corp
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    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24Magnetic cores
    • H01F27/245Magnetic cores made from sheets, e.g. grain-oriented

Description

Magnetkern für elektrische Induktionsgeräte, wie Transformatoren Bei der Konstruktion vorn elektrischen Induktionsgeräten, wie Transformatoren, muß angestrebt werden, die Magnetostriktion des Stahles auf ein Minimum zu bringen, um den Transformator geräuscharm zu machen. Es wurden schon verschiedene Versuche zur Behandlung der den Magnetkern bildenden lamellierten Bleche unternommen, um günstige Eigenschaften bezüglich der 'Ma gnetostriktion zu erhalten. Die Konstruktion und Anordnung der Lamellierung wurde zu diesem Zweck mehrfach geändert. Unabhängig von diesen bekannten Maßnahmen zurKontrolle und Steuerung der Magnetostriktion blieb für den Konstrukteur das Problem des Geräusches der Transformatoren während des Betriebes.Magnetic core for electrical induction devices, such as transformers Bei The design of electrical induction devices, such as transformers, must be sought be to bring the magnetostriction of the steel to a minimum to the transformer to make quiet. There have been various attempts to treat the Laminated sheets forming the magnetic core are undertaken to have favorable properties regarding the magnetostriction. The construction and arrangement of the Lamination was changed several times for this purpose. Regardless of these well-known Measures to control and manage the magnetostriction remained for the designer the problem of the noise of the transformers during operation.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kern für elektrische Induktionsgeräte zu entwickeln, der eine niedrige Geräuschcharakteristik besitzt. Erfindungsgemäß sind die aus lamellierten Blechpaketen bestehenden Längs- und Querschenkel eines vorzugsweise rechteckigen Magnetkernes zur Halterung der lamellierten Pakete je nur zwischen ihren Enden zusammengespannt, so daß sich die vom Klemmdruck freien Enden unter festgesetzten Betriebsbedingungen gegeneinander bewegen können, und sich bei Dehnung der Schenkel nicht gegenseitig stören.The invention is based on the object of a core for electrical To develop induction devices that have low noise characteristics. According to the invention, the longitudinal and transverse legs consisting of laminated sheet metal stacks are a preferably rectangular magnetic core for holding the laminated packages each clamped together only between their ends, so that the clamping pressure is free Can move ends against each other under specified operating conditions, and do not interfere with each other when the legs are stretched.

Die Figuren zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Es stellt dar Fig. i die Ansicht eines rechteckigen Kernes, Fig. 2 das Schaubild eines der .aus lamellierten Blechen gebildeten Schenkel, Fig. 3 die Ansicht zweier erfindungsgemäß vereinigter Längsschenkel mit auf ihnen angeordneten Spulen oder Wicklungen, Fig. 4 die Ansicht eines durch Querschenkel oder Joche vervollständigten Kernes der Fig. 3, Fig. 5 einen Kern bisher üblicher Ausführung in schaubildlicher Darstellung, Fig. 6 den Grundriß eines Kernes der Art, wie in Fig. 5 gezeigt, jedoch in erfindungsgemäßer Ausführung, Fig. 7 den Aufriß zu Fig. 6, Fig. 8 den Grundriß eines dreischenkelig_ en Kernes erfindungsgemäßer Bauart, Fig. 9 den Aufriß zu Fig. 8, Fig. io den Aufriß eines ebenfalls dreischenkeligen Kernes mit besonders zweckmäßiger Ausbildung der Stöße zwischen den Enden der lamellierten Schenkel.The figures show exemplary embodiments of the invention. It shows Fig. I the view of a rectangular core, Fig. 2 the diagram of one of the .aus Laminated metal sheets formed legs, Fig. 3 is a view of two according to the invention united longitudinal legs with coils or windings arranged on them, Fig. 4 shows the view of a core of FIG. 3, 5 shows a core of a conventional design in a diagrammatic manner Representation, Fig. 6 is a plan view of a core of the type shown in Fig. 5, however in an embodiment according to the invention, FIG. 7 the elevation of FIG. 6, FIG. 8 the plan view of a three-legged core according to the invention, FIG. 9 shows the elevation of FIG. 8, Fig. IO the front view of a likewise three-legged core with a particularly useful Formation of the joints between the ends of the laminated legs.

Nach Fig. i besteht der Kern io aus Längsschenkeln 12 und 14 und Querschenkeln oder Jochen 16 und 18; die Enden der verschiedenen Schenkel sind in Winkeln von 45'°' zur Richtung der die einzelnen Elemente bildenden Lagen von Lamellen, also in Gehrung, zugeschnitten, so daß,die Schenkel und Joche in rechten Winkeln zueinander stehen und einen' recJhteckigen Kern .bilden. Bisher wurden Schenkel und Joche an den Stößen ihrer Enden fest zusammengespannt, um eine gute Verbindung zwischen den Enden der lamellierten Pakete Zu erhalten.According to FIG. I, the core consists of longitudinal legs 12 and 14 and transverse legs or yokes 16 and 18; the ends of the various legs are at angles of 45 '°' to the direction of the layers of lamellas that form the individual elements, i.e. mitred, cut so that the legs and yokes at right angles to each other stand and form a rectangular core. So far legs and yokes were on the buttocks of their ends clamped tightly together to ensure a good connection between the Finishes of Laminated Packages To get.

Werden die von einem derartigen Kern getragenen Wicklungen oder Spulen mit Strom beaufschlagt, so entwickelt sich bekanntlich ein unerwünschtes und störendes- Geräusch. Dieses Geräusch ist, mindestens teilweise, auf die-Magnetostriktion der Silicium-Eisen-Legierunig zurückzuführen, aus welcher die Lamellen des Kernpaketes bestehen. Die Magnetostriktion eines derartig magnetischen Materials wird hervorgerufen durch Dehnung und Zusammenziehung dieses Materials bei Magnetisierung,desselben; sie läßt sich messen durch die Änderung der Länge einer Längeneinheit in Richtung der Magnetisierung.Are the windings or coils carried by such a core charged with electricity, it is known that an undesirable and disruptive Noise. This sound is due, at least in part, to the magnetostriction of the Silicon-iron alloy from which the lamellae of the core package are derived exist. The magnetostriction of such a magnetic material is caused by expansion and contraction of this material upon magnetization, of the same; it can be measured by changing the length of a unit of length in direction of magnetization.

Aus Fig. z ist ersichtlich,. daß die magnetostriktive, durch gestrichelte Pfeile angedeutete Dehnung der Jochschenkel 16 und 18 die Länsschenkel 12 und 14, die mit ersteren Schenkeln- zusammengespannt sind, veranlaßt, seitlich mit der gleichen Frequenz zu vibrieren, welche der Magnetostriktion eigen ist. Die gestrichelten Linien 17 und 19 deuten starb übertrieben. die Bewegung der Längsschenkel 12 und' 14 !in Abhängigkeit von` der Dehnung der Jochschenkel 16 und 18 an. Ist die mechanische Ausführung des Kernes io so, daß die Resonanzfrequenz nahe bei einer der Harmonischen der Magnetostriktion liegt, so werden .der Kern oder Teile desselben in Resonanz versetzt; als resultierende Bewegung tritt an Stelle der seitlichen, durch -die Linien 17 und 49 angedeuteten Vibration ein Biegen, wodurch das Geräusch des Induktionsgerätes noch weiter gesteigert wird: Die Erfindung verwendet Schenkel- und Jochglieder des Kernes, die beispielsweise in der aus Fig.2 ersichtlichen Art ausgeführt sind. Gemäß dieser -Figur besteht der Längsschenkel 12 aus einem Paket von Schichten oder Lamellen 2o aus magnetischem Blechmaterial, wie Silicium-Eisen-Legierung, bei welchem die Kristallstruktur vorzugsweise in der Walzrichtung der Bleche bzw. in der Lariiellenrichtung orientiert ist. Die Enden 21 des lamellierten Schenkels sind in Gehrung, zweckmäßig unter einem Winkel von 45°' zur Richtung der Lamellen zugeschnitten.From Fig. Z it can be seen. that the magnetostrictive stretching of the yoke legs 16 and 18, indicated by dashed arrows, causes the lengthy legs 12 and 14, which are clamped together with the former legs, to vibrate laterally at the same frequency that is inherent in magnetostriction. The dashed lines 17 and 1 9 indicate died exaggerated. the movement of the longitudinal legs 12 and '14! as a function of' the expansion of the yoke legs 16 and 18. If the mechanical design of the core is such that the resonance frequency is close to one of the harmonics of magnetostriction, the core or parts thereof are set in resonance; As a resultant movement, instead of the lateral vibration indicated by the lines 17 and 49, bending occurs, which further increases the noise of the induction device: The invention uses leg and yoke members of the core, which can be seen, for example, in FIG Art are executed. According to this figure, the longitudinal leg 12 consists of a package of layers or lamellae 2o made of magnetic sheet material, such as silicon-iron alloy, in which the crystal structure is preferably oriented in the rolling direction of the sheets or in the linear direction. The ends 21 of the lamellar leg are mitred, appropriately cut at an angle of 45 ° 'to the direction of the lamellas.

Die in der beschriebenen Weise ausgeführten Längsschenkel 12 und 14 und ebenso die joch-@sc'henkel 16 und 18 sind zwischen den Enden zusammengespannt oder zusammengeklemmt, um .die Lamellen, aus welchen die Schenkel bestehen, in der richtigen Lage zueinander zu halten.The longitudinal legs 12 and 14 designed in the manner described and also the yoke handles 16 and 18 are clamped together between the ends or clamped together to .the lamellae, from which the legs are made, in the correct position to each other.

Gemäß Fig. 3 sind die Lamellenpakete der Längsschenkel 12 und 14 durch Querverbindungen 22 züzsammengespannt, die zugleich die gegenseitige Lage dieser Schenkel bestimmen. Die erwähnten Ouerverbindungen22 bestehen beispielsweise aus Paaren von Bändern oder Riegeln 24, die auf den gegenüberliegenden Seiten der Schenkel 12 und 14 angeordnet und unter Ausübung eines Preßdruckes auf die Lamellenpakete durch Schrauben 26 und 28 zusammengespannt sind. Die Bänder oder Riegel umfassen die Schenkel 12 und 14 zwischen ihren Enden, vorzugsweise in der Mitte zwischen den Enden derart, daß nur an diesen Stellen ein Klemmdruck auf die Lamellenpakete ausgeübt wird. Wie in Fig. 3 dargestellt, werden auf die freien Enden der Schenkel 12 und 14 vorbereitete Spulen oder Wicklungen 30, 32 und 34, 36 aufgeschoben.According to FIG. 3, the plate packs of the longitudinal legs 12 and 14 are through Cross connections 22 züzsammengespannt, which at the same time the mutual position of this Determine thighs. The mentioned Ouerverbindungen22 consist for example of Pairs of ribbons or latches 24 on opposite sides of the legs 12 and 14 arranged and with the exertion of a compressive pressure on the plate packs are clamped together by screws 26 and 28. The ribbons or ties include legs 12 and 14 between their ends, preferably midway between the ends in such a way that only at these points there is a clamping pressure on the plate packs is exercised. As shown in Fig. 3, are on the free ends of the legs 12 and 14 prepared coils or windings 30, 32 and 34, 36 pushed on.

Die Joch- oder Querschenkel 16 und 18 sind in ähnlicher Weise zusammengespannt und gehalten, wie in Fig.4 gezeigt. In dieser Figur sind aus Gründen der Übersichtlichkeit die Wicklungen weggelassen. Die Schenkel 16 und-1-8 werden durch einen Verband 38 zusammengehalten, der ähnlich den Ouerverbindungen 22 für .die Längsschenkel 12 und 14 ist. Der Verband 38 besteht aus einem Paar von Bändern oder Riegeln 4o, die sich auf beiden Seiten der Joch- oder Querschenkel 1.6 und 18 befinden und diese Querschenkel zwischen deren Emden, vorzugsweise in der Mitte, mittels Schrauben 42 und 44 zusammenspannen, so daß ein Preß- oder Klemmdruck auf die Joch- oder Querschenlcel(I6,-'i8 nur in der Mitte derselben zwischen den Enden ausgeübt wird. Die Bänder oder Riegel und die Spannschrauben sind durchweg vorzugsweise aus unmagnetischem Werkstoff oder gegenüber dem Kernmaterial isoliert.The yoke or transverse legs 16 and 18 are clamped together in a similar manner and held as shown in Fig.4. In this figure are for the sake of clarity the windings omitted. The legs 16 and 1-8 are covered by a bandage 38 held together, which is similar to the cross connections 22 for .die longitudinal legs 12 and 14 is. The association 38 consists of a pair of tapes or bars 4o, the are located on both sides of the yoke or transverse legs 1.6 and 18 and these Transverse legs between their emden, preferably in the middle, by means of screws 42 and 44 clamp together so that a pressing or clamping pressure on the yoke or transverse leg (I6, - 'i8 is exercised only in the middle between the ends. The ribbons or ties and the tensioning screws are preferably made of non-magnetic material or throughout isolated from the core material.

Wie aus Fig.4 ersichtlich, erleichtert die Verbandkonstruktion 22, 38 den Aufbau der die Längsschenkel 12 und 14 sowie die Joch- oder Querschenkel 16 und 18 bildenden Lamellenpakete zu einem rechteckigen Kern mit in Gehrung geschnittenen Stoßflächen 46 an den Ecken. Die Enden der die Schenkel bildenden Lamellenpakete sind frei von Klemmdruck; die Enden aneinanderstoßender Schenkel können sich frei gegeneinander bewegen.As can be seen from Figure 4, the bandage construction 22, 38 shows the structure of the longitudinal legs 12 and 14 and the yoke or transverse legs 16 and 18 forming plate packs to a rectangular core with miter cut Abutment surfaces 46 at the corners. The ends of the plate packs forming the legs are free from clamping pressure; the ends of abutting legs can move freely move against each other.

In der Praxis werden die Längs- und Querschenkel nicht so angeordnet, daß die Enden der Lamellen eine dichte_ Stoßfuge ergeben; d. h. es wird dafür gesorgt, aß an den Stoßfugen Luftspalte vorhanden sind. Dieser Luftspalt kann durch entsprechende Einstellung der die Schenkel verbindenden Konstruktionselemente 22 und 38 gebildet werden. Je nach der Größe des Transformators beträgt die lichte Weite des Luftspaltes o,oo2 bis o,oo35 mm. Der Luftspalt kann mit einem dünnen Streifen 48 von federndem, als Polster wirkenden Material, wie Resorcinharz oder einem Film aus einer Resorcin-Vinyl-Verbindung, ausgefüllt sein, so daß die Stoßflächen nicht durch magnetische Anziehung gegeneinanderge.drückt werden und die durch Magnetostriktion hervorgerufene Dehnung der Längs- oder Querschenkel nicht behindert wird. Gleichgültig aber, ob eine Einlage 48 vorgesehen wird oder nicht, in jedem Fall wird die durch Magnetostriktion erzeugte Dehnung der die Jochschenkel 16 und i8 bildenden lamellierten Pakete nicht in eine seitliche Vibration der Längsschenkel 12 und 14 umgesetzt, da diese gegenüber den Querschenkeln an den Stoßflächen einen schmalen Luftspalt aufweisen.In practice, the longitudinal and transverse legs are not arranged in such a way that the ends of the lamellas produce a tight butt joint; d. H. it is ensured ate there are air gaps at the butt joints. This air gap can be achieved by appropriate Adjustment of the connecting legs Construction elements 22 and 38 are formed. Depending on the size of the transformer, the clear Width of the air gap o, oo2 to o, oo35 mm. The air gap can be made with a thin strip 48 of resilient material that acts as a cushion, such as resorcinol resin or a film made of a resorcinol-vinyl compound, so that the abutting surfaces are not are pressed against each other by magnetic attraction and that by magnetostriction induced stretching of the longitudinal or transverse legs is not hindered. Indifferent but whether or not a liner 48 is provided, in each case it will be through Magnetostriction produced stretching of the lamellas forming yoke legs 16 and 18 Packages not converted into a lateral vibration of the longitudinal legs 12 and 14, as this has a narrow air gap on the abutment surfaces opposite the transverse legs exhibit.

In Fig. 5 ist ein rechteckiger Kern 5o bisher üblicher Ausführung gezeigt. Dieser Kern besteht aus die Spulen oder Wicklungen aufnehmenden Längsschenkeln 52 und 54 -von kreuzförmigem Querschnitt und aus Joch- oder Querschenkeln 56 und 58. Die Stoßstellen zwischen den Längsschenkeln und den Jochschenkeln befinden sich an den Ecken des Kernes und sind durch Rahmenschienen (o, 62 und 64, 66, die längs des oberen und unteren Jochschenkels zu beiden Seiten verlaufen, verdeckt. Entsprechend der bisher üblichen Ausführung sind die Lamellen der Längsschenkel 52 und 54 durch eine Vielzahl von Schrauben 68 und 70 zusammengespannt; die Rahmenschienen 6o, 62 und 64, 66 sind an dem Kern befestigt und halten die Längsschenkel und Jochschenkel durch an den Ecken des Kernes angeordnete Spannschrauben 72, 74, 76, 78 zusammen. Es werden daher die Enden der die Längsschenkel und Jochschenkel bildenden Lamellenpakete unter Klemmdruck gehalten; eine freie Dehnung der Schenkel unter dem Einfluß der Magnetostriktion ist nicht möglich. Die während des Betriebes erzeugte Vibration des Transformators verursacht ein starkes Geräusch.In Fig. 5, a rectangular core 50 of a conventional design is shown. This core consists of longitudinal legs 52 and 54, which accommodate the coils or windings, with a cruciform cross-section and yoke or transverse legs 56 and 58. The joints between the longitudinal legs and the yoke legs are located at the corners of the core and are connected by frame rails (o, 62 . and 64, 66 which extend longitudinally of the upper and lower yoke limb on either side, covered According to the previously customary design are clamped together, the laminations of the longitudinal legs 52 and 54 by a plurality of screws 68 and 70, the frame rails 6o, 62 and 64, 66 are fastened to the core and hold the longitudinal limbs and yoke limbs together by means of tensioning screws 72, 74, 76, 78 arranged at the corners of the core under the influence of magnetostriction is not possible. The vibration generated during operation de s Transformer is making a loud noise.

Gemäß den Fig. 6 und 7 findet ein Kern 8o Verwendung, der ähnlich dein in Fig.5 gezeigten, jedoch nach dem Erfindungsvorschlag, ausgeführt ist. Der Kern 8o umfaßt Längsschenkel 82 und 84 von kreuzförmigem Querschnitt und Ouer- oder Jochschenkel 86 und 88. Die Längs- und Querschenkel sind aus lamellierten magnetischen Blechen zusammengesetzt; die Längsschenkel 82 und 84 sind an ihren gegenüberliegenden flachen Außenseiten mit Schichten oder Lagen go und g2 aus Isoliermaterial versehen sowie mit Deckplatten 94 und 96, die längs der Seiten der Schenkel 8:2 und 84 auf den Außenseiten der Isolierschichten gp und 92 verlaufen. Erfindungsgemäß ist jeder der Längsschenkel zwischen seinen Enden in der Mitte durch Schrauben 98 und ioo zusammengespannt; die Schrauben durchgreifen in vorbereiteten, nicht gezeichnetenLöchern dieLamellenpakete derSchenkel 8z und 8,4. Diese Lamellenpakete werden somit durch die Spannschrauben 98 und ioo in ihrer richtigen Läge gehalten, die Schenkelenden aber sind frei von Klemm- oder Spanndruck.According to FIGS. 6 and 7, a core 8o is used which is designed similar to that shown in FIG. 5, but according to the proposal of the invention. The core 8o comprises longitudinal legs 82 and 84 of cruciform cross-section and Ouer or yoke legs 86 and 88. The longitudinal and transverse legs are composed of laminated magnetic sheets; the longitudinal legs 82 and 84 are provided on their opposite flat outer sides with layers or plies go and g2 of insulating material and with cover plates 94 and 96 which run along the sides of the legs 8: 2 and 84 on the outer sides of the insulating layers gp and 92. According to the invention, each of the longitudinal legs is clamped together between its ends in the middle by screws 98 and 100; the screws reach through the lamella packs of legs 8z and 8,4 in prepared holes (not shown). These plate packs are thus held in their correct position by the tensioning screws 98 and 100, but the leg ends are free from clamping or clamping pressure.

Zum Aufbau der Joch- oder Querschenkel 86 und 88 werden zunächst ein oberer und unterer Rahmen 1o2 bzw. io4 zusammengestellt, wie am besten aus Fig. 6 ersichtlich, und zwar mit Hilfe von Distanzbolzen io6 und io8 an gegenüberliegenden Enden jedes dieser Rahmen. Der Zwischenraum zwischen den Paaren von U-Schienen; aus welchen jeder dieser Rahmen gebildet - wird, wird durch Stellschrauben i io und 11:2 -auf den Gewindebolzen festgelegt.DerAbstand dereinandergegenüberliegenden U _s chienen eines jeden Schienenpaares ist abhängig von der Stärke der die Längs- und Querschenkel bildenden lamellierten Pakete, zusätzlich der Stärke der Isolationsschicht go und der Stärke der Deckplatte,g4 an gegenüberliegenden Seiten der Längsschenkel 82 und 84. Wenn die Rahmen io2 und 1o4 in der beschriebenen Weise zusammengestellt sind, werden sie über die den oberen bzw. unteren Querschenkel. 86 bzw. 88 bildenden Blechpakete gesetzt; hierauf werden auf den gegenüberliegenden Seiten jedes lamellierten Paketes Isolierblöcke 114 angesetzt, und zwar in Deckung mit vorbereiteten, der Aufnahme von Spannbolzen 116 und 118 dienenden Öffnungen oder Bohrungen (nicht gezeichnet) in den lamellierten Paketen. Jeder der beiden Querschenkel wird durch die erwähnten Klemmschrauben ii6,bzw. 118 in der Mitte zwischen den Enden der Halterahmen 102 und io4 eingespannt; die Enden dieser Schenkel sind frei von Spanndruck.To build up the yoke or transverse legs 86 and 88, an upper and lower frame 102 and 104 are first put together, as best shown in FIG. 6, with the aid of spacer bolts 106 and 108 at opposite ends of each of these frames. The space between the pairs of U-rails; from which each of these frames is formed is determined by adjusting screws i io and 11: 2 on the threaded bolts. The distance between the opposing U- rails of each pair of rails depends on the thickness of the laminated packets forming the longitudinal and transverse legs, plus the thickness the insulation layer go and the thickness of the cover plate, g4 on opposite sides of the longitudinal legs 82 and 84. When the frames io2 and 1o4 are put together in the manner described, they are over the upper and lower transverse legs. 86 or 88 forming laminated cores set; then insulating blocks 114 are placed on the opposite sides of each laminated package, in alignment with prepared openings or bores (not shown) in the laminated packages, which are used to receive clamping bolts 116 and 118. Each of the two transverse legs is secured by the aforementioned clamping screws ii6, or. 118 clamped midway between the ends of support frames 102 and io4; the ends of these legs are free from clamping pressure.

Nachdem die Längsschenkel 82 und 84 und die Jochschenkel 86-und 88 in der beschriebenen Weise je für sich hergestellt worden waren, werden die Teile, wie aus Fig.7 ersichtlich, vereinigt; die Deckrahmen io2 und 104 können auf geeignete Weise miteinander verbunden werden, beispielsweise durch nicht gezeichnete verbindende Spannbolzen oder durch Verschweißen der Enden der Deckplatten 94 und 96 mit gegenüberliegenden U- Schienen, aus welchen die Rahmen io2 und 104 bestehen. Die Schweißstellen sind in Fig. 6 mit i2o bezeichnet. Nach dieser Vereinigung der Längst' Querschenkel kann der Kern als Einheit transportiert werden; dieLängs-undQuerschenkel dieses Kernes unterliegen lediglich in der Mitte zwischen den Enden dem Klemm- oder Spanndruck; die Enden der Längsschenkel und der Jochschenkel sind frei für seitliche, unter der Einwirkung der Magnetostriktion stattfindende Dehnung.After the longitudinal limbs 82 and 84 and the yoke limbs 86 and 88 had each been produced individually in the manner described, the parts, as can be seen from FIG. 7, are combined; the cover frames io2 and 104 can be connected to one another in a suitable manner, for example by connecting clamping bolts (not shown) or by welding the ends of the cover plates 94 and 96 to opposite U-rails, from which the frames io2 and 104 consist. The welds are denoted by i2o in FIG. 6. After this union of the longest 'transverse legs, the core can be transported as a unit; the longitudinal and transverse legs of this core are only subject to the clamping or clamping pressure in the middle between the ends; the ends of the longitudinal limbs and the yoke limbs are free for lateral stretching that takes place under the action of magnetostriction.

Eine ähnliche Ausführung zeigen @die Fig. 8 und g für einen dreischenkeligen Kern 122. Wie bei der Ausführungsform der Fig. 6 und 7 umfaßt der Kern i:22 lamellierte Schenkel i2.1., 126 und 128, die durch Spannschrauben 130. 1322 und 134 verbunden und in Betriebsstellung gehalten sind; die genannten Klemmbolzen durchgreifen Deckplatten 136, 138, i4o und Isolierplatten 142, 144 und 146. Der Klemmdruck auf die lamellierten Pakete wird nur in der Mitte zwischen den Enden eines jeden der genannten Schenkel ausgeübt. In ähnlicher Weise sind die Jochschenkel 148 und i5o zwischen aus durch U-Eisen r52 und 154 gebildeten Rahmen 156 gefaßt und zwischen ihren Enden durch Spannbolzen 158 und i6o@ zusammengespannt. An den gegenüberliegenden Seiten der lamellierten Schenkel 14.8 und i5o befinden sich Isolierblöcke 162 und 16¢ zum Ausgleich der Isolierplatte 142 und der Deckplatte 136. des Längsschenkels 124..A similar embodiment is shown in FIGS. 8 and g for a three-legged core 122. As in the embodiment of FIGS. 6 and 7, the core i: 22 comprises laminated legs i2.1 and 134 are connected and held in the operative position; the aforementioned clamping bolts pass through cover plates 136, 138, 140 and insulating plates 142, 144 and 146. The clamping pressure on the laminated packages is only exerted in the middle between the ends of each of the aforementioned legs. In a similar way, the yoke legs 148 and 150 are held between frames 156 formed by U-irons 52 and 154 and are clamped together between their ends by clamping bolts 158 and 150. On the opposite sides of the laminated legs 14.8 and 150 there are insulating blocks 162 and 16 [to compensate for the insulating plate 142 and the cover plate 136 of the longitudinal leg 124 ..

Wie bei der Ausführungsform der Fig. 6 und 7 sind die einen oberen und einen unteren Rahmen 156 bzw. 166 bildenden U-Eisen 152 und 154. durch Stiftschrauben 168 und 170 im Abstand voneinander gehalten; diese Schrauben befinden sich außerhalb der den Kern bildenden lamellierten Pakete derart, daß sie die freie, durch Magnetostriktion eintretende Dehnung der Enden der lamellierten Schenkel nicht beeinträchtigen.As in the embodiment of FIGS. 6 and 7, the upper ones and U-bars 152 and 154 forming lower frames 156 and 166, respectively, by stud bolts 168 and 170 spaced apart; these screws are outside of the laminated packets forming the core in such a way that they free, by magnetostriction any expansion of the ends of the lamellar legs that occurs.

Die Stöße der zu dem Kern zusammengesetzten Längs- und Querschenkel können von beliebiger Form sein; als zweckmäßig hat-es sich erwiesen, die Lamellen schräg, vorzugsweise unter einem Winkel von 45'° zur Lamellenrichtung zuzuschneiden, so daß die Stoßflächen der Längs- und Jochschenkel .nach deren Vereinigung in ( den Ecken der Wicklungsfenster in Gehrung verlaufen. Ein praktisches Beispiel zeigt der in Fig. io wiedergegebene Kern, der aus einer Vielzahl von zugeschnittenen Blechen unterschiedlicher Länge zusammengesetzt ist.The joints of the longitudinal and transverse legs assembled to form the core can be of any shape; the slats have proven to be useful cut diagonally, preferably at an angle of 45 ° to the direction of the lamellas, so that the abutting surfaces of the longitudinal and yoke legs, after their union in ( the corners of the winding windows are mitred. A practical example shows the core shown in Fig. 10, which consists of a large number of cut sheets is composed of different lengths.

Gemäß dieser Figur sind die die Längs- und Querschenkel bildenden Lamellen so zugeschnitten und geformt, daß in den äußeren Längsschenkeln und in den Quer- oder Jochschenkeln wie auch in den inneren Schenkeln die zwischen :den Lamellen jeder Lage gebildeten Stoßstellen gestreckte, im schrägen Winkel zur Richtung der Bleche verlaufende Linien bilden, so daß im wesentlichen der ganze Fluß in jedem der Bleche oder Lamellen zwischen den Verbindungen an gegenüberliegenden Enden jedes Bleches in einer ununterbrochenen, gestreckten Linie längs der Walzrichtung oder der Lamellenrichtung durchgeht, und daß die Verbindungslinien in den benachbarten Lamellenlagen an irgendeinem Eck des Kernes sich in paralleler Richtung erstrecken, um eine Überlappung von im wesentlichen konstanter Größe zwischen den die Stoßstellen benachbarter Lagen bildenden Verbindungslinien zu erhalten.According to this figure are the longitudinal and transverse legs forming Slats cut and shaped so that in the outer longitudinal legs and in the transverse or yoke legs as well as in the inner legs those between: the Slats of each layer formed joints elongated, at an oblique angle to the direction of the sheets form continuous lines so that essentially all of the flow is in each of the sheets or fins between the joints at opposite ends of each Sheet metal in a continuous, straight line along the rolling direction or the direction of the lamellas goes through, and that the connecting lines in the adjacent Lamella layers at any corner of the core extend in a parallel direction, an overlap of substantially constant size between the joints to get connecting lines forming adjacent layers.

Selbstverständlich können die Stoßstellen auch anders. beschaffen sein. Hervorzuheben ist, daß auch im Fall des Ausführungsbeispieles der Fig. io die lamellierten Pakete der Längs- und 'der Jochschenkel mit Öffnungen oder Durchbrechungen 176 und 178 versehen sind, welche der Aufnahme von Spannbolzen dienen, wie an Hand der Fig. 9 erläutert. Auch hier wird der Preßdruck auf die verschiedenen Längsschenkel und Jochschenkel, aus denen sich der Kern der Fig. io zusammensetzt, nur zwischen den Enden dieser Schenkel ausgeübt, so daß die Schenkelenden frei für seitliche,. durch Magnetostriktion hervorgerufene Dehnung sind. In jedem Fall ist es zweckmäßig; die Öffnungen oder Durchbrechungen für die Aufnahme der Spannbolzen schon beim Zuschneiden der Lamellen auf ihre Länge und Form anzubringen, und zwar vor dem Tempern der Bleche, so daß beim Einschlagen der Öffnungen erzeugte Spannungen während des Temperns beseitigt werden.Of course, the joints can also be different. procure be. It should be emphasized that even in the case of the embodiment of FIG the laminated packages of the longitudinal and 'yoke legs with openings or perforations 176 and 178 are provided, which are used to receive clamping bolts, as on hand Fig. 9 explains. Here, too, the pressure is exerted on the various longitudinal legs and yoke legs, of which the core of Fig. 10 is composed, only between exerted the ends of these legs so that the leg ends are free for lateral ,. are elongation caused by magnetostriction. In any case, it is appropriate; the openings or breakthroughs for receiving the clamping bolts when cutting to attach the lamellas to their length and shape, before tempering the sheets, so that stresses generated by hammering the openings are eliminated during annealing will.

Um den durch die Erfindung gewonnenen Fortschritt festzustellen, wurden vergleichende Versuche an zwei im übrigen vollkommen übereinstimmenden Kernen vorgenommen, von denen der eine nach dem Erfindungsvorschlag, der andere in der bisher üblichen Weise ausgeführt war. Es wurde gefunden, daß der erfindungsgemäß ausgebildete Kern um mehr als 50'/o weniger Geräusch verursachte als der Kern der bisher bekannten Bauart. Zusätzlich zur Geräuschminderung des Transformators zeigte der erfindungsgemäße Kern den weiteren Vorteil, daß die .Induktion um etwa 15 % gesteigert werden konnte und daß der Kern trotzdem noch unter der Geräuschgrenze eines Kernes der üblichen Ausführung blieb.To determine the progress made by the invention, were comparative tests carried out on two otherwise completely identical nuclei, one of them according to the invention proposal, the other in the usual way Wise executed. It has been found that the core formed according to the invention caused more than 50% less noise than the core of the previously known Design type. In addition to reducing the noise of the transformer, the inventive Core has the further advantage that the induction could be increased by about 15% and that the core is still below the noise limit of a core of the usual Execution remained.

Schon oben- wurde angedeutet, daß die in Fig. 4. gezeigte Streifeneinlage 4.8, bestehend aus elastischem Material, zwischen den Enden oder Stoßflächen derLängsschenkel und der Jochschenkel in Wegfall kommen kann. In diesem Fall schließen die Längs- und Querschenkel an den Stößen schmale Luftspalte ein, die freie seitliche Dehnung der lamellierten Pakete der verschiedenen Schenkel unter dem Einfluß der Magnetostriktion ermöglichen: Wird beim Fehlen von.Einlagen 4.& der Kern, wie üblich, in ein Dielektrikum getaucht, so füllt das Dielektrikum die Spalte und übernimmt gewissermaßen die Funktion eines elastischen Polsters zwischen den Stoßstirnflächen der lamellierten Pakete.It was already indicated above that the strip insert shown in FIG 4.8, consisting of elastic material, between the ends or abutment surfaces of the longitudinal legs and the yoke limb can be omitted. In this case, the longitudinal and transverse legs create narrow air gaps at the joints, the free lateral expansion of the laminated packets of various thighs under the influence of magnetostriction enable: If there are no insoles 4. & the core, as usual, in a If the dielectric is immersed, the dielectric fills the gap and takes over, so to speak the function of an elastic cushion between the butt end faces of the laminated Packages.

Die erfindungsgemäße Kernausführung weicht grundsätzlich von der bisher üblichen Herstellung von magnetischen Kernen ab und gewährleistet gegenüber diesen für elektrische Induktionsgeräte, wie beispielsweise Transformatoren, erhebliche Vorteile. Indessen ist die erfindungsgemäße Abweichung der Bauart gegenüber den bekannten Konstruktionen außerordentlich einfach; sie kann von einem Fachmann des einschlägigen Gebietes ohne Schwierigkeit verwirklicht werden.The core design according to the invention fundamentally differs from the previous one customary production of magnetic cores and guarantees against them for electrical induction devices such as transformers Advantages. Meanwhile, the inventive deviation of the design compared to the known constructions extremely simple; it can be requested by a specialist in the relevant area can be realized without difficulty.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE- i. Vorzugsweise rechteckiger Magnetkern für elektrische Induktionsgeräte, wie Transformatoren, dessen aus lamellierten Blechpaketen bestehende Längs- und Querschenkel an den Ecken zusammenstoßen, dadurch gekennzeichnet, daß die Längs- und Querschenkel zur Halterung der sie bildenden lamellierten Pakete je nur an Stellen zwischen ihren Enden zusammengespannt und in solcher Lage zueinander gehalten sind, daß die vom Klemmdruck freien Enden aneinanderstoßender Schenkel unter den Arbeitsbedingungen sich relativ zueinander bewegen können. PATENT CLAIMS- i. Preferably rectangular magnetic core for electrical induction devices, such as transformers, the longitudinal and transverse legs of which, consisting of laminated sheet metal stacks, collide at the corners, characterized in that the longitudinal and transverse limbs are only clamped together at points between their ends to hold the laminated packages forming them are held in such a position to each other that the ends of abutting legs free from the clamping pressure can move relative to each other under the working conditions. 2. Magnetkern nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmorgane so angebracht sind, daß die Enden eines jeden Längs-und eines jeden Quer- oder Jochschenkels sich in der Längsrichtung des betreffenden Schenkels relativ zu den mit ihm vereinigten Klemmorganen bewegen können. 2. Magnetic core according to claim i, characterized in that the clamping members are attached in such a way that that the ends of each longitudinal and of each transverse or yoke leg in the longitudinal direction of the leg in question relative to those united with it Can move clamping organs. 3. :Magnetkern nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen der die Längs- und Quer- oder Jochschenkel bildenden Blechpakete im schrägen Winkel zur Richtung der Lamellierung zugeschnitten sind, so daß in Gehrung verlaufende Ecken entstehen und die diese Ecken bildenden Stoßflächen sich relativ zueinander bewegen können. 3.: Magnetic core according to claim i and 2, characterized in that that the lamellae of the laminated cores forming the longitudinal and transverse or yoke legs are cut at an oblique angle to the direction of the lamination, so that in a miter running corners are created and the abutting surfaces forming these corners are relatively can move towards each other. 4. Magnetkern nach Anspruch 1, 2 oder 3. bei welchem die Quer- oder Jochschenkel in Deckrahmen festgehalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß die diese Schenkel zwischen deren Enden zusammenspannenden Klemmorgane (i16) zugleich zur Halterung der Deckrahmen in ihrer Stellung längs den Seiten der Quer-oder Jochschenkel dienen. 4. Magnetic core according to claim 1, 2 or 3. in which the transverse or yoke legs are held in the cover frame, characterized in that that the clamping members (i16) clamping these legs together between their ends at the same time to hold the cover frame in position along the sides of the transverse or Serve yoke legs. 5. Magnetkern nach Anspruch q., gekennzeichnet durch zur Verbindung der freien Enden der Deckrahmen (1o2, 104) außerhalb der die Längs- und Querschenkel bildenden, lamellierten Pakete angeordnete Distanzbolzen (io6 bis 112, Fig. 6 bis 9).5. Magnetic core according to claim q., Characterized by for connection the free ends of the cover frame (1o2, 104) outside of the longitudinal and transverse legs spacer bolts (io6 to 112, Fig. 6 to 9).
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1008817B (en) * 1954-02-05 1957-05-23 Siemens Ag Rectangular magnetic core made of laminated sheet metal for electrical induction devices, especially transformers
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