DE948693C

DE948693C - Verfahren zur Verflachung der Permeabilitaets-Kurve

Info

Publication number: DE948693C
Application number: DEA5766D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Klaus Sixtus; Heinz Valentowski
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1942-09-30
Filing date: 1942-09-30
Publication date: 1956-09-06

Description

Verfahren zur Verflachung der Permeabilitäts-Kurve In der Elektrotechnik werden für bestimmte Verwendungszwecke Werkstoffe mit möglichst gleichbleibender Permeabilität, d. h. einer flachen Permeabilitäts-Kurve, benötigt. Im allgemeinen steigt jedoch die Permeabilität in Abhängigkeit von der Feldstärke ziemlich steil bis zur Maximalpermeabilität an, um dann wieder schnell, infolge Annäherung an die Sättigung, auf niedrige Werte abzusinken. Bisher hat man eine flach verlaufende Permeabilitäts-Kurve auf zwei Wegen erreicht, erstens durch Wahl von besonderen Nickel-Eisen-Legierungen, zweitens durch Einführung eines Luftspaltes in den magnetischen Kreis.
Die Erfindung beschreibt einen neuen vorteilhaften Weg zur Erreichung des genannten Zieles in den Fällen, in denen eine Verwendung von Nickel-Eisen-Legierungen aus Einsparungsgründen unerwünscht und die Einfügung eines Luftspaltes in den magnetischen Kreis aus konstruktiven Gründen nicht möglich ist. Werden Eisen oder eisenreiche Legierungen elastischen Biegespannungen unterworfen, so wird bei Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung die Permea;bilitäts-Kurve überraschenderweise verflacht. Daneben wird die durchschnittliche Höhe der Permeabilitäts-Kurve viel weniger gesenkt als durch Einfügung eines Luftspaltes. Ein solches Verhalten war nach den aus der einschlägigen Literatur bekannten Wechselwirkungen zwischen elastischen Spannungen und magnetischen Eigenschaften nicht vorauszusehen.
Besonders günstig muß das Verfahren bei Stoffen mit hoher Elastizitätsgrenze wirken, wie beispielsweise bei den Legierungen des Eisens mit Silizium und Aluminium, auch im »weich« geglühten Zustand. Diese Stoffe halten viel höhere elastische Verformungen aus als beispielsweise nickelreiche k# Eisenlegierungen. Beispiel Eine Legierung aus Eisen mit 30/0 Silizium wird zu einem Band von oo5 mm Dicke und ?zo mm Breite gewalzt und daraus ein Ring von 38 mm Innen- und 75 mm Außendurchmesser gewickelt. 'Nach einer Glühung bei 85o'C wird die mit I bezeichnete Perrneabilitäts-Kurve erhalten. Wird das Band nun zu einem Ring von wiederum 38 mm Innen- und 75 mm Außendurchmesser umgewickelt, und zwar so, daß die vorher äußerste Windung nunmehr innen und die vorher innen befindliche Windung außen liegt und der Krümmungssinn des Bandes in der neuen Lage dem vorherigen entgegengesetzt ist, so ergibt sich die Permeabilitäts-Kurve II mit einem wesentlich flacheren Verlauf als I. Die Wirkung der Verspannung bezüglich des Permeabi.litätsma'xiinums ist offenbar bedeutend größer als der Einfluß auf die Anfangspermeabilität, die im allgemeinen etwa gleichbleibt, unter gewissen Umständen aber sogar noch erhöht wird. Auch die Permeabilität bei hohen Feldstärken wird, wie die Kurven zeigen, viel -,veniger vermindert als die Maximalpermeabilität. Während die bisher betrachtete Permeabilität Aufschluß über das Verhalten der - Werkstoffe bei Wechselstrommagnetisierung gibt, wird dann, wenn der Kern mit Impulsen eines gleichenVorzeichens beansprucht wird, eine neue, der normalen Permeabilität verwandte Meßgröße einzuführen sein. Diese Größe, die als Impulspermeabilität bezeichnet werden mag, ist also gleich dem Verhältnis zwischen Induktionsänderung und Feldänderung bei einer Feldänderung zwischen H, und o und wird über H, aufgetragen. Bei dieser Größe ist die Wirkung einer Spannung noch stärker als bei der normalen Permeabilität, wie die Flachheit des Kurvenlatifs in den Kurven III und IV zeigt. III gibt den Verlauf der Impulsperrneabilität beim gleichen Kern und demselben Zustand wie bei I, während IV ebenso wie Il zum umgewickelten spannungshalti.gen Kern gehört.
Die Größe der Verspannung, d. h. bei Bandringkernen die Größe des Durchmessers, auf den der Ring umgewickelt wird, muß dem Werkstoff, dessen Abmessungen und,den besonderen Wünschen in magnetischer Hinsicht angepaßt werden. In dem- oben angeführten Beispiel beträgt z. B. die Verspannung an der Oberfläche der äußersten bzw. innersten Windung nach dem Umwickeln rechnungsmäßig + bzw. -38 kg/mm2. Wenn die Kurvenflachheit wichtiger ist als die Permeabilitätshöhe, so wird- eine besonders große Verspannung anzuwenden sein.
Wird auf eine besonders gute Isolierung zwiscl#en den -einzelnen Bandwindungen Wert gelegt, so werden sie zweckmäßig während des Umwickelns auf das Band aufgebracht.
Die Anwendung des Verfahrens zur Verflachung der Permeabilitäts-Kurve ist nicht auf Ringkerne beschränkt, es lassen sich auch Spulenkerne aus einzelnen-Blechen zusammenschichten, die mit einer gewissen Krümmung geglüht und im fertigen Kern dann elastisch ebengepreßt werden.
Besonders vorteilhaft wirkt sich das erfindungsgemäße Verfahren bei eisenreichen Legierungen mit hoher Anfangspermeabilität aus.
Es ist bekannt, daß Werkstoffe mit flacher Permeabilitäts-Kurve eine nur geringe Änderung der Permeabilität bei Gleichstromvormagnetisierungen wie auch nach vorübergehenden Gleichstromstößen zeigen. Es folgt, daß das Verfahren auch diese Eigenschaften günstig beeinflußt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i.
Verfahren zur Verflachung der Permeabilitäts-Kurve bei Eisen und eisenreichen Legierungen, dadurch gekennzeichnet, daß diese Werkstoffe bestimmten elastischen Biegespannungen von solcher Größe unterworfen werden, daß die gewünschte Verflachung der Permeabilitäts-Kurve erreicht wird. :2.
Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Werkstoff Legierungen aus Eisen mit bis zu 61/o Silizium oder bis zu i0% Aluminium -verwendet werden, die vorher oberhalb der Rekristallisationstemperatur geglüht werden. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die als unebene Bleche vorliegenden Legierungen durch einen von außen angelegten Druck ebengepreßtwerden. - 4.
Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der in Form eines Bandringes vorliegende Werkstoff nach der Schlußglühung auf einen anderen Durchmesser umgewickelt wird. 5. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der in Form eines Bandringes vorliegende Werkstoff nach der Schlußglühung auf gleichen Innendurchmesser umgewickelt wird, daß die vorher außenliegenden Bestandteile nach innen und die inneren Bestandteile nach außen kommen, wobei der Krümmungssinn gleich oder entgegengesetzt sein kann. 6.
VerfahrennachAnspruchiund:2-,dadurch -gekennzeichnet, daß der -als Band vorliegende Werkstoff in einem Durchlanfofen gerade ausgestreckt geglüht und nach Verlassen des Ofens in Form eines Ringes aufgewickelt wird. 7. Verfahren nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Auf- oder Umwickeln das Aufbringen einer Isolationsschicht verbunden wird.
In Betracht gezogene Druckschriften-.
Deutsche Patentschrift Nr. 694 615; USA.-Patentschrift Nr. 2:29o 68o; Zeitschrift für Metallkunde, Bd. 27, 1935, S, 16o bis 165.