DE893525C - Wechselstromleiter aus Eisen - Google Patents

Description

• Wechselstromleiter aus Eisen Die Erfindung bezieht sich ausschließlich auf Stromleitungen für Wechselstrom aus Eisen. Gleichbedeutend mit Eisen sind andere ferromagnetische Werkstoffe, auch wenn letztere im folgenden nicht ausdrücklich erwähnt sind.
• Stromleitungen aus Eisen zeigen bereits bei Wechselstrom normaler Netzfrequenz eine Stromverdrängung, die um eine Größenordnung höher ist als die gleichartigen Leitungen aus, anderen Werkstoffen. Bei den üblichen Anordnungen bedingt diese Erscheinung eine übermäßig starke Erhöhung des Querschnittes, wenn die zulässige Erwärmung nicht überschritten werden soll.
• Die Ursache dieser Erscheinung besteht darin, daß die vom Strom erzeugten Magnetfelder den `'Werkstoff selbst hoch magnetisieren und dadurch eine wesentlich verstärkte Drosselung der im Innern des Leiters liegenden Strombahnen herbeiführen. Diese Teile des Leiters werden also nicht ausgenutzt und bedeuten eine Werkstoffverschwendung.
• Die Aufgabe besteht darin, mit einfachen Mitteln die Stromverdrängung auf ein erträgliches Maß zurückzuführen und derart eine erhebliche Werkstoffeinsparung zu erzielen.
• Bekannte Lösungen gehen von der Tatsache aus, daß das Innere dicker Leiter vom Strom nicht benutzt wird und sahen daher rohrförmige Leiter vor. Ferner wurde vorgeschlagen, durch Einfügung von Längsschlitzen in massive Eisenleiter den magnetisch wirksamen Umfang zu vergrößern, wodurch Stromverdrängung und Erwärmung geringer werden. Diese Lösung besitzt jedoch nur ein beschränktes Anwendungsgebiet und ist im wesentlichen nur bei drahtförmigen oder sonstigen Rundleitern durchführbar. Für nicht magnetische Leiter. wurden auch bereits aus zwei oder mehr Teilen bestehende kastenförmige Anordnungen vorgeschlagen.
• Ausgehend von den besonderen, bei Eisenleitern auftretenden Verhältnissen löst die Erfindung die Aufgabe auf anderem Wege und ermöglicht dadurch weitere Anwendungsgebiete für Wechselstromleitungen aus Eisen.
• Bekanntlich verlaufen die Kraftlinien im stromdurchflossenen Eisen hauptsächlich längs der Begrenzungslinien des Querschnittes. Erfindungsgemäß ist daher der magnetisch wirksame Umfang vergrößert durch Verwendung von Querschnittsformen" Öe@ren Breite wenigstens das Fünfiz.ehnfache .der durchschnittlichen Dicke beträgt.
• Diese Lösung bringt ausschließlich bei Eisen Vorteile, da nicht magnetisIerbare Leiterwerkstoffe den Kraftlinienverlauf nicht beeinflussen. Gleiche Anordnungen erzeugen vielmehr bei Nichteisenleitern keine gleichartige Wirkung, und solche Anordnungen, die für Nichteisenleiter aus irgendwelchen Gründen bereits vorgeschlagen wurden, können bei Ausführung in Eisen neue, bisher unbekannte Wirkungen erzeugen.
• Bei den vorgeschlagenen Lösungen muß eine zu große Leiterdicke vermieden werden, da sonst das Innere nicht mehr vom Strom benutzt wird. Die zulässige Dicke richtet sich nach der Frequenz und nimmt mit zunehmender Frequenz ab. Erfindungsgemäß läßt man für größere Querschnitte die Dicke des Leiters nicht über ein bestimmtes Maß ansteigen, für 5o Hz beispielsweise nicht über ,4 mm. Für andere Frequenzen kann die zulässige Dicke durch Versuch festgestellt werden. Der vorgesehene Gesamtquerschnitt wird also nur durch Verbreiterung, nicht durch Dickenverstärkung des Leiters erzielt. Ohne Einbuße in der Wirkung können derartige Querschnitte auch durch Abwinkeln, Biegen öder Rollen in eine raumsparende oder steifere Form gebracht werden, wofern in Längsrichtung ein gewisser Luftspalt verbleibt. Auch können mehrere derartige Leiter parallel geschaltet und eng benachbart angeordnet werden, wofern geringfügige Luftspalte verbleiben.
• Einige der möglichen Ausführungsformen der Erfindung sind durch Abbildungen als Schnittzeichnungen dargestellt. Das Wesen der Erfindung soll an diesen näher erläutert werden.
• Einige Beispiele für Formgebung zur Erhöhung der Länge des Kraftlinienweges sind aus den Abb. i bis 7 zu entnehmen. Abb. i zeigt einen bandförmigen Stromleiter, dessen Breite beispielsweise das Zwanzigfache der Dicke beträgt. Der Kraftlinienverlauf ist eingezeichnet und ersichtlich wesentlich länger als tder eines Leiters gleichen Querschnittes mit geringerem Verhältnis von Breite zu Dicke. Gleichzeitig ist angedeutet, daß der Leiter wegen seiner Verwendung für 5o Hz beispielsweise nur 3 mm dick ist und somit unter dem Grenzmaß q: mm bleibt.
• Die Abb. 2, 3 und q: stellen raumsparende Abwandlungen idiese Querschnittes dar, wobei auch bei Abb. 3 und q: ein verbleibender Luftspalt bewirkt, daß die Kraftlinien die gleiche Länge wie bei Abb. i behalten.
• Auch ein Flachleiter, der zu einem geschlitzten Rohr gebogen ist, kann als übergang von der einen in die andere Anordnung angesehen werden, wenn das Verhältnis des äußeren Umfanges zur Wandstärke den Betrag von 15 : i überschreitet.
• Die Abb. 5, 6 und 7 zeigen Anordnungen parallel geschalteter Leiter, die bei Eisen gleichwertig sind (im Gegensatz zu Nichteisenmetall). Die Dicke des einzelnen bandförmigen oder gewinkelten Leiters überschreitet hierbei nicht den Betrag von q. mm für eine Frequenz von 5o Hz, ferner besitzen wenigstens die abgewinkelten Leiter das Verhältnis 15 : i zwischen Breite und Dicke, wobei die Breite so zu rechnen ist, als ob die Einzelleiter flach gestreckt wären.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Wechselstromleiter aus Eisen, bei dem der magnetisch wirksame Umfang vergrößert ist, gekennzeichnet durch die Verwendung von Querschnittsformen, deren Breite wenigstens das Fünfzehnfache der durchschnittlichen Dicke beträgt.
2. 2. Wechselstromleiter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die durchschnittliche Dicke des Leiters nach der Frequenz des Wechselstromes bemessen ist und beispielsweise für 50 Hz q. mm oder weniger beträgt.
3. 3. Wechselstromleiter nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß raumsparende Querschnittsformen verwendet werden, die z. B. durch Winkelung, Faltung, Biegung entstanden sind. q.. Wechselstromleiter nach Anspruch i oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß Flachleiter rohrförmig gebogen sind, wobei ein durchgehender Längsschlitz verbleibt.