EP2395520A1 - Kern-Ring eines Transformators oder einer Drossel, welcher als Wickelbandkern ausgebildet ist - Google Patents

Kern-Ring eines Transformators oder einer Drossel, welcher als Wickelbandkern ausgebildet ist Download PDF

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EP2395520A1
EP2395520A1 EP10005875A EP10005875A EP2395520A1 EP 2395520 A1 EP2395520 A1 EP 2395520A1 EP 10005875 A EP10005875 A EP 10005875A EP 10005875 A EP10005875 A EP 10005875A EP 2395520 A1 EP2395520 A1 EP 2395520A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
core ring
core
band
cut
ring
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP10005875A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Benjamin Weber
Jasmin Smajic
Martin Dr. rer. nat. Carlen
Lise Dr. Donzel
Stephane Dr. Schaal
Thorsten Steinmetz
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ABB Technology AG
Original Assignee
ABB Technology AG
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Publication date
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Priority to PCT/EP2011/058129 priority patent/WO2011154235A1/de
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24—Magnetic cores
    • H01F27/25—Magnetic cores made from strips or ribbons
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/0206—Manufacturing of magnetic cores by mechanical means
    • H01F41/0213—Manufacturing of magnetic circuits made from strip(s) or ribbon(s)
    • H01F41/0226—Manufacturing of magnetic circuits made from strip(s) or ribbon(s) from amorphous ribbons

Definitions

  • the invention relates to a core ring of a transformer or a choke, which is formed as a winding tape core of a band.
  • amorphous core material or grain oriented or non-grain oriented core sheet is usable.
  • core rings and coils are manufactured and assembled separately. This requires that the core ring can be opened to defer the coils.
  • the manufacturing process is thus relatively complicated and expensive.
  • the core ring is closed twice in the transformer production.
  • the invention has for its object to provide an optimized core ring of a transformer or a throttle, which (r) is designed as a winding tape core specify.
  • a core ring of a transformer or a choke which (r) is formed as a winding tape core of a band, between the bottom and top of the core ring over the entire layer height extending section at an angle to the surface of the Bandes between 5 ° and 90 ° is introduced.
  • the advantages which can be achieved with the invention are, in particular, that the manufacturing process for creating an openable core ring is simplified. In addition to the simpler and faster production, a higher quality of the core ring or of the produced therewith transformer / throttle produced therewith is achieved.
  • the tape is immediately wound on a suitable mandrel at the desired layer height and cut in a later manufacturing step. A non-perpendicular cut allows for easier flow transition and reduces losses and magnetizing current. This is particularly important in a core ring formed of an amorphous material.
  • the band can be formed from an amorphous core material or from a grain-oriented or non-grain-oriented core sheet.
  • the cut may be composed of at least two partial sections or be formed step-shaped.
  • the cut can be right-angled or non-perpendicular between the strip edges.
  • Fig. 1 is shown a side view of a core ring of a transformer or a choke. It is a first (left) end face 5 of the core ring 2, respectively to detect first (left) band edges of the band over the entire layer height, with bottom 3 of the core ring and top 4 of the core ring, wherein the core ring 2 by means of a straight cut 6 at a predetermined angle ⁇ 1 relative to the bottom 3rd of the core ring 2 is severed. On the upper side 4 of the core ring, this section 6 can be seen in the form of a straight cutting line 16. The cut 6 is preferably introduced by means of a laser 29.
  • the core ring 2 is preferably wound from an amorphous ribbon.
  • the top 4 the first (left) face 5 of the core ring 2 respectively the first (left) band edge of the band, a second (right) end face 15 of the core ring 2 and second (right) band edge of the band and the the top 4 visible straight line 16 of the section 6 marked.
  • the cut line on the invisible underside of the core ring is outlined in dashed lines.
  • the serving for introducing the cut laser 29 is indicated. In this case, the laser 29 can act both from one side and above the core and from the "window" of the core.
  • Fig. 3 is a side view of an open core ring shown, again with the first (left) end face 5, the bottom 3 and the top 4 of the core ring 2 are marked.
  • the result is a U-shaped structure of the core ring 2 with cut edges 14 at the ends of the open side legs. Now coils can be pushed onto the open side legs.
  • Fig. 4 is shown a side view of an open core ring with deferred coils. On the open side legs of the core ring 2 opposite a first coil 26 and a second coil 27 are pushed. Arrows indicate the direction of application of these two coils 26, 27th
  • Fig. 5 is a side view of a transformer with a closed core ring shown, consisting of the core ring 2 including sketched section 6 and the two coils 26, 27.
  • the invention is also in each core ring of a 3-phase transformer with cores made of four rings or according to "Evans design" suitable.
  • FIG. 6-8 Different views are shown on an end face of a core ring with different sections. In each case, the underside 3 and upper side 4 of the core ring 2, and the first (left) end face 5 of the core ring 2 and the first (left) band edges of the band can be seen over the entire layer height.
  • the section is formed from two partial sections and there is a first partial section 7 from the bottom 3 to about the middle of the total layer height with an angle ⁇ 1 with respect to the bottom 3. At this first partial section 7 is followed by a second partial section 8, which extends with an angle ⁇ 2 relative to the bottom 3 to the top 4.
  • the section is formed from four partial sections and there is a first partial section 9 from the bottom 3 over about 25% of the total layer height with an angle ⁇ 1 with respect to the bottom 3.
  • a first partial section 9 is followed by a second partial section 10, which extends with an angle ⁇ 2 relative to the bottom 3 to the middle of the total layer height.
  • This second partial section 10 is adjoined by a third partial section 11, which extends at an angle ⁇ 1 to about 75% of the total layer height.
  • the third partial section 11 is adjoined by a fourth sectional section 12 extending up to the upper side 4 at an angle ⁇ 2.
  • angles ⁇ 3 ⁇ angle ⁇ 1 or angle ⁇ 4 ⁇ angle ⁇ 2 can be realized.
  • Fig. 8 is a step-shaped section 13 to recognize, with a dotted general direction shown in accordance with an angle ⁇ 1 relative to the bottom 3.
  • Fig. 9 - 13 Different views are shown on top of a core ring with different sections. In each case, the upper side 4 of the core ring 2, the first (left) band edge 5 of the band and the second (right) band edge 15 of the band can be seen.
  • the starting point of the consideration is the in Fig. 2 shown straight section line 16.
  • Deviating from this runs in the embodiment according to Fig. 9 a straight cut 17 at an angle ⁇ 1 with respect to the first (left) band edge 5 of the band over the entire bandwidth from the first (left) band edge 5 to the second (right) band edge 15.
  • the section is formed from two partial sections and there is a first partial section 18 with an angle ⁇ 1 relative to the first (left) band edge 5 approximately to the center of the band. Adjoining this first partial section 18 is a second partial section 19, which extends at an angle ⁇ 2 with respect to the first (left) band edge 5 to the second (right) band edge 15 of the band. While according to Fig. 10 the two partial sections 18, 19 are approximately equal in length, are in the embodiment according to Fig. 11 shown two partial sections of different lengths, namely a shorter partial section 20, followed by a longer partial section 21 connects.
  • the cut can also be designed as an arcuate cut 22. Deviating from the illustrated section, the cut may also be wave-shaped or composed of a plurality of non-linear line parts.
  • the cut can also be formed from three partial sections, namely a first partial section 23, a subsequent second partial section 24 and a subsequent third partial section 25.
  • the angles ⁇ 1, ⁇ 2, ⁇ 3 relate to the first (left) Band edge 5 on.
  • the laser 29 is preferably positioned such that the severed layers of the core ring 2 quasi automatically by gravity causes downward "fall” or a “fanning” takes place, so that an opening of the core ring without additional measures already is effected during cutting.
  • the non-perpendicular cut advantageously allows easier flow transition and reduces losses and magnetizing current. This is important for transformers / chokes with amorphous core rings.

Abstract

Es wird ein Kern-Ring (2) eines Transformators (1) oder einer Drossel vorgeschlagen, welcher als Wickelbandkern aus einem Band gebildet ist, wobei zwischen Unterseite (3) und Oberseite (4) des Kern-Rings (2) ein über die gesamte Schichthöhe verlaufender Schnitt (6 - 14, 16 - 25) unter einem Winkel (±) zur Oberfläche des Bandes zwischen 5° und 90° eingebracht ist.

Description

    Beschreibung
  • Die Erfindung betrifft einen Kern-Ring eines Transformators oder einer Drossel, welcher als Wickelbandkern aus einem Band gebildet ist. Wahlweise ist amorphes Kernmaterial oder kornorientiertes oder nicht-kornorientiertes Kernblech verwendbar.
  • Für amorphe Transformatoren werden Kern-Ringe und Spulen separat gefertigt und montiert. Dies erfordert, dass der Kern-Ring geöffnet werden kann, um die Spulen aufzuschieben.
  • Der übliche Herstellungsprozess eines Transformators mit einem amorphen Kern-Ring beinhaltet die folgenden Schritte:
    1. 1) Schneiden des amorphen Bandes auf die richtige Länge. Das Schneiden wird von einer Metall-Schere durchgeführt, welches ein "Guillotine-ähnliches" Gerät darstellt. Typisch wird ein Bündel / Anzahl von Lagen gleichzeitig geschnitten. Die äußeren Lagen des Kern-Rings müssen länger als die inneren Lagen sein. Dies erfordert eine permanente Anpassung der Schneidlänge.
    2. 2) Die Bänder werden gestapelt. Um die Stufen herzustellen, müssen die Bündel mit Versatz platziert werden.
    3. 3) Die gesamte Schichtung wird manuell in die gewünschte Kernform gebracht.
    4. 4) Der Kern-Ring wird geglüht.
    5. 5) Der Kern-Ring wird mit Harz beschichtet, um ihn mechanisch stabiler zu machen.
    6. 6) Der Kern-Ring wird geöffnet, um die Spulen montieren zu können.
    7. 7) Der Kern-Ring wird nach der Spulenmontage wieder geschlossen.
  • Der Herstellungsprozess ist somit relativ kompliziert und aufwendig. Insbesondere wird der Kern-Ring bei der Transformatorfertigung zweimal geschlossen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen optimierten Kern-Ring eines Transformators oder einer Drossel, welche(r) als Wickelbandkern ausgebildet ist, anzugeben.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Kern-Ring eines Transformators oder einer Drossel, welche(r) als Wickelbandkern aus einem Band gebildet ist, wobei zwischen Unterseite und Oberseite des Kern-Rings ein über die gesamte Schichthöhe verlaufender Schnitt unter einem Winkel zur Oberfläche des Bandes zwischen 5° und 90° eingebracht ist.
  • Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass der Herstellungsprozess zur Schaffung eines zu öffnenden Kern-Rings vereinfacht wird. Außer der einfacheren und schnelleren Herstellung wird auch eine höhere Qualität des Kern-Rings respektive des damit produzierten Transformators / der damit produzierten Drossel erzielt. Das Band wird unmittelbar auf einen geeigneten Dorn in der gewünschten Schichthöhe gewickelt und in einem späteren Herstellungsschritt geschnitten. Ein nicht senkrechter Schnitt erlaubt einen leichteren Fluss-Übergang und reduziert Verluste und Magnetisierungsstrom. Dies ist insbesondere bei einem aus einem amorphen Material gebildeten Kern-Ring von Wichtigkeit.
  • Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
  • Dabei kann das Band aus einem amorphen Kernmaterial oder aus einem kornorientierten oder nicht-kornorientierten Kernblech gebildet sein.
  • Der Schnitt kann sich aus mindestens zwei Teilschnitten zusammensetzen oder treppenförmig ausgebildet sein.
  • Der Schnitt kann rechtwinklig oder nicht-rechtwinklig zwischen den Bandkanten verlaufen.
  • Des Weiteren kann der Schnitt in Form von mindestens zwei Teilschnitten zwischen den Bandkanten oder bogenförmig verlaufen.
  • Die Erfindung wird nachstehend an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine Seitenansicht eines Kern-Rings eines Transformators oder einer Drossel,
    Fig. 2
    eine Sicht auf die Oberseite eines Kern-Rings eines Transformators oder einer Drossel,
    Fig. 3
    eine Seitenansicht eines geöffneten Kern-Rings,
    Fig. 4
    eine Seitenansicht eines geöffneten Kern-Rings mit aufgeschobenen Spulen,
    Fig. 5
    eine Seitenansicht eines Transformators mit geschlossenem Kern-Ring,
    Fig. 6 - 8
    verschiedene Ansichten auf eine Stirnfläche eines Kern-Rings mit unterschiedlichen Schnitten,
    Fig. 9 - 13
    verschiedene Ansichten auf die Oberseite eines Kern-Rings mit unterschiedlichen Schnitten.
  • In Fig. 1 ist eine Seitenansicht eines Kern-Rings eines Transformators oder einer Drossel dargestellt. Es ist eine erste (linke) Stirnfläche 5 des Kern-Rings 2 respektive erste (linke) Bandkanten des Bandes über die gesamte Schichthöhe zu erkennen, mit Unterseite 3 des Kern-Rings und Oberseite 4 des Kern-Rings, wobei der Kern-Ring 2 mittels eines geraden Schnitts 6 unter einem vorgegebenen Winkel α1 bezogen auf die Unterseite 3 des Kern-Rings 2 durchtrennt ist. An der Oberseite 4 des Kern-Rings ist dieser Schnitt 6 in Form einer geraden Schnittlinie 16 erkennbar. Der Schnitt 6 wird vorzugsweise mittels eines Lasers 29 eingebracht. Der Kern-Ring 2 ist vorzugsweise aus einem amorphen Band gewickelt.
  • In Fig. 2 ist eine Sicht auf die Oberseite eines Kern-Rings eines Transformators oder einer Drossel dargestellt. Es sind die Oberseite 4, die erste (linke) Stirnfläche 5 des Kern-Rings 2 respektive erste (linke) Bandkante des Bandes, eine zweite (rechte) Stirnfläche 15 des Kern-Rings 2 respektive zweite (rechte) Bandkante des Bandes sowie die an der Oberseite 4 sichtbare gerade Schnittlinie 16 des Schnittes 6 gekennzeichnet. Die Schnittlinie an der nicht sichtbaren Unterseite des Kern-Rings ist gestrichelt skizziert. Der zur Einbringung des Schnittes dienende Laser 29 ist angedeutet. Dabei kann der Laser 29 sowohl von einer Seite aus als auch oberhalb des Kerns als auch vom "Fenster" des Kerns aus einwirken.
  • In Fig. 3 ist eine Seitenansicht eines geöffneten Kern-Rings dargestellt, wobei wiederum die erste (linke) Stirnfläche 5, die Unterseite 3 sowie die Oberseite 4 des Kern-Rings 2 gekennzeichnet sind. Es ergibt sich eine U-förmige Struktur des Kern-Rings 2 mit Schnittkanten 14 an den Enden der offenen Seitenschenkel. Nunmehr können Spulen auf die offenen Seitenschenkel aufgeschoben werden.
  • In Fig. 4 ist eine Seitenansicht eines geöffneten Kern-Rings mit aufgeschobenen Spulen dargestellt. Auf die offenen Seitenschenkel des Kern-Rings 2 sind gegenüberliegend eine erste Spule 26 sowie eine zweite Spule 27 aufgeschoben. Pfeile bezeichnen die Richtung des Aufbringens dieser beiden Spulen 26, 27.
  • In Fig. 5 ist eine Seitenansicht eines Transformators mit geschlossenem Kern-Ring dargestellt, bestehend aus dem Kern-Ring 2 inklusive skizziertem Schnitt 6 und den beiden Spulen 26, 27. Selbstverständlich ist die Erfindung auch bei jedem Kern-Ring eines 3-Phasen-Transformators mit Kernen bestehend aus vier Ringen oder gemäß "Evans-Ausführung" geeignet.
  • In den Fig. 6 - 8 sind verschiedene Ansichten auf eine Stirnfläche eines Kern-Rings mit unterschiedlichen Schnitten dargestellt. Es sind jeweils die Unterseite 3 sowie Oberseite 4 des Kern-Rings 2, und die erste (linke) Stirnfläche 5 des Kern-Rings 2 respektive die ersten (linken) Bandkanten des Bandes über die gesamte Schichthöhe zu erkennen.
  • Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 wird der Schnitt aus zwei Teilschnitten gebildet und es verläuft ein erster Teilschnitt 7 von der Unterseite 3 bis etwa zur Mitte der Gesamt-Schichthöhe mit einem Winkel α1 bezogen auf die Unterseite 3. An diesen ersten Teilschnitt 7 schließt sich ein zweiter Teilschnitt 8 an, welcher sich mit einem Winkel α2 bezogen auf die Unterseite 3 bis zur Oberseite 4 erstreckt.
  • Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 wird der Schnitt aus vier Teilschnitten gebildet und es verläuft ein erster Teilschnitt 9 von der Unterseite 3 über etwa 25% der Gesamt-Schichthöhe mit einem Winkel α1 bezogen auf die Unterseite 3. An diesen ersten Teilschnitt 9 schließt sich ein zweiter Teilschnitt 10 an, welcher sich mit einem Winkel α2 bezogen auf die Unterseite 3 bis zur Mitte der Gesamt-Schichthöhe erstreckt. An diesen zweiten Teilschnitt 10 schließt sich ein dritter Teilschnitt 11 an, welcher sich mit einem Winkel α1 bis etwa 75% der Gesamt-Schichthöhe erstreckt. An den dritten Teilschnitt 11 schließt sich ein vierter, bis zur Oberseite 4 verlaufender Teilschnitt 12 unter einem Winkel α2 an. Selbstverständlich können beim dritten Teilschnitt 11 respektive beim vierten Teilschnitt 12 auch Winkel α3 ≠ Winkel α1 respektive Winkel α4 ≠ Winkel α2 realisiert werden.
  • Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 ist ein treppenförmiger Schnitt 13 zu erkennen, mit einer gepunktet dargestellten generellen Richtung gemäß einem Winkel α1 bezogen auf die Unterseite 3.
  • Allgemein ergibt sich bei den gemäß den Ausführungsbeispielen der Figuren 6, 7, 8 gefertigten Kern-Ringen im Vergleich zu einem geraden Schnitt 6 gemäß Figur 1 der Vorteil einer erhöhten mechanischen Festigkeit bei geschlossenem Kern-Ring aufgrund der durch die Teilschnitte bewirkten gegenseitigen Abstützungen mit unterschiedlichen Wirkrichtungen.
  • In den Fig. 9 - 13 sind verschiedene Ansichten auf die Oberseite eines Kern-Rings mit unterschiedlichen Schnitten dargestellt. Es sind jeweils die Oberseite 4 des Kern-Rings 2, die erste (linke) Bandkante 5 des Bandes und die zweite (rechte) Bandkante 15 des Bandes zu erkennen. Ausgangspunkt der Betrachtung ist die in Fig. 2 gezeigte gerade Schnittlinie 16. Abweichend hiervon verläuft beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 9 ein gerader Schnitt 17 unter einem Winkel β1 bezogen auf die erste (linke) Bandkante 5 des Bandes über die gesamte Bandbreite von der ersten (linken) Bandkante 5 bis zur zweiten (rechten) Bandkante 15.
  • Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 10 wird der Schnitt aus zwei Teilschnitten gebildet und es verläuft ein erster Teilschnitt 18 mit einem Winkel β1 bezogen auf die erste (linke) Bandkante 5 etwa bis zur Bandmitte. An diesen ersten Teilschnitt 18 schließt sich ein zweiter Teilschnitt 19 an, welcher sich mit einem Winkel β2 bezogen auf die erste (linke) Bandkante 5 bis zur zweiten (rechten) Bandkante 15 des Bandes erstreckt. Während gemäß Fig. 10 die beiden Teilschnitte 18, 19 etwa gleich lang sind, sind beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 11 zwei unterschiedlich lange Teilschnitte gezeigt, nämlich ein kürzerer Teilschnitt 20, an den sich ein längerer Teilschnitt 21 anschließt.
  • Beim Ausführungsbeispiel gemäß12 ist gezeigt, dass der Schnitt auch als bogenförmiger Schnitt 22 ausgeführt sein kann. Abweichend vom dargestellten Schnitt kann der Schnitt auch wellenförmig ausgebildet sein oder sich aus mehreren nicht-linearen Linienteilen zusammensetzen.
  • Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 13 ist gezeigt, dass der Schnitt auch aus drei Teilschnitten gebildet sein kann, nämlich einem ersten Teilschnitt 23, einem sich anschließenden zweiten Teilschnitt 24 und einem sich anschließenden dritten Teilschnitt 25. Es treten die Winkel β1, β2, β3 bezogen auf die erste (linke) Bandkante 5 auf.
  • Allgemein ergibt sich bei den gemäß den Ausführungsbeispielen der Figuren 10, 11, 12, 13 gefertigten Kern-Ringen im Vergleich zu einem geraden Schnitt 6 gemäß Figur 9 der Vorteil einer erhöhten mechanischen Festigkeit bei geschlossenem Kern-Ring aufgrund der durch die Teilschnitte bewirkten gegenseitigen Abstützungen mit unterschiedlichen Wirkrichtungen. Insbesondere wird ein seitlicher Versatz der sich gegenüberliegenden Enden (Schnittkanten) der Seitenschenkel ohne zusätzliche Maßnahmen wirksam verhindert.
  • Wie bereits aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, werden andere Prozessschritte für die Herstellung des Wickelbandkerns, insbesondere amorphen Kerns, benutzt als beim eingangs skizzierten Stand der Technik. Nachfolgend die Schrittfolge beim Herstellen der Kern-Ringe:
    1. a) Wickeln der Kern-Ringe auf einen geeigneten Dorn. Die Kern-Ringe werden direkt in ihre benötigte Form gebracht.
    2. b) Schneiden der Kern-Ringe, um die Kern-Ringe für die Spulenmontage öffnen zu können. Der Schnitt wird charakterisiert durch wenigstens eine der folgenden Eigenschaften:
      1. A) Der Schnitt hat einen Winkel zwischen typisch 5° und 90°zur Frontseite respektive Stirnseite des Kern-Rings. Dies erlaubt ein stark vereinfachtes Zuschichten des Kern-Rings, praktisch kann der gesamte Kern-Ring in einem Schritt geschlossen werden.
      2. B) Der Schnitt muss dabei nicht notwendigerweise gerade verlaufen, wie in Fig. 1 skizziert, sondern es sind auch andere Kombinationen denkbar, z. B. der Schnitt mit einem bestimmten Winkel bis zur halben Schichthöhe und der weitere Schnitt mit dem gleichen aber negativen Winkel für die zweite Hälfte, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist. Diese Ausführungsform ist speziell für kleine Kern-Ringe vorteilhaft, bei welchen wenig Platz für einen stark von 90° (bezogen auf eine Bandkante) abweichenden Winkel ist. Trotzdem kann das Zuschichten noch in zwei Schritten erfolgen: nach Bereitstellen der ersten Hälfte der einen Seite kann die gesamte zweite Seite zugeschichtet werden und zuletzt die zweite Hälfte der ersten Seite. Auch mehrere Richtungswechsel des Winkels sind realisierbar, wie in Fig. 7 gezeigt. Eine weitere Möglichkeit besteht in einer treppenförmigen Anordnung, wie in Fig. 8 gezeigt.
      3. C) Die Schnittrichtung hat einen Winkel typisch zwischen 5° und 90° zur Oberfläche des Bandes.
      4. D) Der Schnitt muss dabei nicht notwendigerweise gerade verlaufen, wie in Fig. 9 gezeigt, sondern es sind auch andere Kombinationen denkbar, z. B. der Schnitt mit einem bestimmten Winkel bis zur halben Bandbreite respektive Blechbreite und der weitere Schnitt mit dem gleichen aber negativen Winkel für die zweite Hälfte, wie in Fig. 10 gezeigt. Dies ist speziell für kleine Kern-Ringe vorteilhaft, wo wenig Platz für einen stark von 90° abweichenden Winkel ist.
      5. E) Beide Methoden gemäß B) und D) und können auch gut miteinander kombiniert werden.
      6. F) Als Schneidverfahren kommt Laser-Schneiden zur Anwendung. Speziell für amorphe Transformatoren / Drosseln ist dies eine vorteilhafte Schneid-Methode, welche erlaubt, das Schneiden nach dem Glühen und Beschichten durchzuführen, so dass die Bearbeitung stark vereinfacht wird. Für das Schneiden gibt es verschiedene Möglichkeiten:
        1. (i) Ändern der Position (Relativposition von Kern-Ring zu Laser) für einzelne Folien (bzw. Folienpaketen). Hierbei würde der Winkel des Laserstrahls zum Kern-Ring konstant, z.B. 90°, bleiben, auch wenn ein Profil mit vielen Zacken erzeugt werden soll. Lediglich die Schnittposition müsste sich dann von Folienpaket zu Folienpaket unterscheiden.
        2. (ii) Durch Ändern des Winkels des Lasers und ggf. seiner Position.
        3. (iii) Durch Anwendung mehrerer Laser ohne Neupositionierung.
      7. G) Ein mechanisches Schneidverfahren ist ebenfalls anwendbar.
  • Zum Laser-Schneiden wird der Laser 29 vorzugsweise derart positioniert, dass die durchtrennten Schichten des Kern-Rings 2 quasi selbsttätig durch Gravitationskraft bewirkt nach unten "fallen" respektive eine "Auffächerung" erfolgt, so dass eine Öffnung des Kern-Rings ohne zusätzliche Maßnahmen bereits während des Schneidens bewirkt wird.
  • Der nicht-senkrechte Schnitt erlaubt vorteilhaft einen leichteren Fluss-Übergang und reduziert Verluste und Magnetisierungsstrom. Dies ist wichtig für Transformatoren / Drosseln mit amorphen Kern-Ringen.
  • Zusammenfassend eine Beschreibung der Schrittfolge zur Transformator-Herstellung / Drossel-Herstellung:
    1. 1) Wickeln der Kern-Ringe auf einen geeigneten Dorn. Die Kern-Ringe werden direkt in ihre benötigte Form gebracht.
    2. 2) Der Kern-Ring wird geglüht.
    3. 3) Der Kern-Ring wird z. B. mit Harz beschichtet, um ihn mechanisch stabiler zu machen.
    4. 4) Der Kern-Ring wird geschnitten und dabei geöffnet.
    5. 5) Die Spulen werden montiert.
    6. 6) Der Kern-Ring wird nach der Spulenmontage wieder geschlossen.
    Bezugszeichenliste
    • 1
    Transformator
    2
    Kern-Ring eines Transformators oder einer Drossel
    3
    Unterseite des Kern-Rings
    4
    Oberseite des Kern-Rings
    5
    erste (linke) Stirnfläche des Kern-Rings respektive erste (linke) Bandkante des Bandes
    6
    gerader Schnitt
    7
    erster Teilschnitt mit vorgegebenem Winkel
    8
    zweiter Teilschnitt mit vorgegebenem Winkel
    9
    erster Teilschnitt
    10
    zweiter Teilschnitt
    11
    dritter Teilschnitt
    12
    vierter Teilschnitt
    13
    treppenförmiger Schnitt
    14
    Schnittkante
    15
    zweite (rechte) Stirnfläche des Kern-Rings respektive zweite (rechte) Bandkante des Bandes
    16
    gerade Schnittlinie
    17
    gerader Schnitt
    18
    erster Teilschnitt
    19
    zweiter Teilschnitt
    20
    erster Teilschnitt
    21
    zweiter Teilschnitt
    22
    bogenförmiger Schnitt
    23
    erster Teilschnitt
    24
    zweiter Teilschnitt
    25
    dritter Teilschnitt
    26
    erste Spule
    27
    zweite Spule
    28
    -
    29
    Laser
    α1,2
    Winkel zur Oberfläche des Bandes, beispielsweise bezogen auf die Unterseite 3 des Kern-Rings 2
    β1,2
    Winkel bezogen auf erste (linke) Stirnfläche des Kern-Rings respektive erste (linke) Bandkante des Bandes

Claims (11)

  1. Kern-Ring (2) eines Transformators (1) oder einer Drossel, welche(r) als Wickelbandkern aus einem Band gebildet ist, wobei zwischen Unterseite (3) und Oberseite (4) des Kern-Rings (2) ein über die gesamte Schichthöhe verlaufender Schnitt (6 - 14, 16 - 25) unter einem Winkel (α) zur Oberfläche des Bandes zwischen 5° und 90° eingebracht ist.
  2. Kern-Ring (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Band aus einem amorphem Kernmaterial gebildet ist.
  3. Kern-Ring (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Band aus einem kornorientierten oder nicht-kornorientierten Kernblech gebildet ist.
  4. Kern-Ring (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Schnitt aus mindestens zwei Teilschnitten zusammensetzt.
  5. Kern-Ring (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schnitt treppenförmig ausgebildet ist.
  6. Kern-Ring (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schnitt rechtwinklig zwischen den Bandkanten verläuft.
  7. Kern-Ring (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schnitt nicht-rechtwinklig zwischen den Bandkanten verläuft.
  8. Kern-Ring (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schnitt in Form von mindestens zwei Teilschnitten zwischen den Bandkanten verläuft.
  9. Kern-Ring (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schnitt bogenförmig zwischen den Bandkanten verläuft.
  10. Kern-Ring (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schnitt wellenförmig zwischen den Bandkanten verläuft.
  11. Kern-Ring (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Schnitt aus mehreren nicht-linearen Linienteilen zusammensetzt.
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