NO121219B

NO121219B -

Info

Publication number: NO121219B
Application number: NO0306/68A
Authority: NO
Inventors: A Sliepenbeek
Original assignee: Smit Nijmegen Electrotechmisch
Priority date: 1967-01-26
Filing date: 1968-01-24
Publication date: 1971-02-01
Also published as: BE709737A; NL6701226A; CH460940A; US3428930A; GB1217903A; AT281980B; FR1554995A; SE332456B; DE1638647A1

Description

Anordning vedrørende laminert magnetkjernekonstruksjon for transformator eller drosselspole for høy, effekt. Device relating to laminated magnetic core construction for transformer or choke coil for high power.

Oppfinnelsen vedrorer en laminert magnetkjernekonstruksjon for en transformator eller drosselspole for hoy effekt, omfattende tre grener som forloper med de sentrale lengdeakser langs lengdekantene av et likesidet prisme, to stjerneformede åk, hvert av hvilke består av tre mot hverandre liggende armer, som danner innbyrdes vinkel på 120° og med de sentrale lengdeakser skjærende hverandre i et felles punkt, samt forbindelsessytkker, hvert av hvilke forbinder enden av en gren med den fri ende av en åkarm, og hvor i det minste noen av de samlede antall lag av lamineringer i hver åkarm består av to lamineringer som strekker seg ved siden av hverandre og ligger an mot hverandre med lengdekanter som er parallelle med den sentrale lengdeakse for tilhorende åkarm, og endekanter av lamineringer av to andre åkarmer med to rette endekanter som innbyrdes danner en vinkel på 120°, karakterisert ved at lamineringenes bredder er forskjellige, og at lamineringene i tilstotende lag eller grupper av lag plasseres symmetrisk slik at de anliggende lengdekanter ligger forskjovet relativt hverandre , og de vinkelspisser som dannes av nevnte endekanter og de anliggende lengdekanter for de to lamineringer for hver åkarm, ligger i forskjovet stilling til hverandre i retning av nevnte lengdekanter. The invention relates to a laminated magnetic core construction for a transformer or choke coil for high power, comprising three branches which extend with the central longitudinal axes along the longitudinal edges of an equilateral prism, two star-shaped yokes, each of which consists of three opposite arms, which form an angle of 120° and with the central longitudinal axes intersecting at a common point, as well as connecting sections, each of which connects the end of a branch with the free end of a yoke arm, and where at least some of the total number of layers of laminations in each yoke arm consist of two laminations that extend next to each other and abut each other with longitudinal edges that are parallel to the central longitudinal axis of the associated yoke arm, and end edges of laminations of two other yoke arms with two straight end edges that mutually form an angle of 120°, characterized in that the widths of the laminations are different, and that the laminations in adjacent layers or groups of layers are placed symmetrically so that the adjacent longitudinal edges are offset relative to each other, and the angular tips formed by said end edges and the adjacent longitudinal edges of the two laminations for each yoke are in an offset position relative to each other in the direction of said longitudinal edges.

En magnetkjernekonstruksjon av dette slag er vist i US patent 3.195.o9o (fig. 4, 5a, b, c). I denne kjente kjernekonstruksjon består hver åkarm i hver av nevnte lag av en enkel laminering, for hvilken bredden er lik den for den relevante arm, og endekantene, som ligger an mot lamineringen for de to andre armer, motes i en fremspringende vinkelspiss på 120°. Åkarmene kan ikke gjores bredere enn de bredest tilgjengelige lamineringer. Tilkuttingen av lamineringene til onsket form bevirker et betydelig tap av materiale, idet lamineringene ikke kan sammenpasses for å danne et uavbrutt areal på grunn av deres fremspringende vinkelspisser på 120°. A magnetic core construction of this kind is shown in US patent 3,195,090 (fig. 4, 5a, b, c). In this known core construction, each yoke arm in each of said layers consists of a single lamination, for which the width is equal to that of the relevant arm, and the end edges, which abut the lamination for the other two arms, are fashioned in a projecting angle tip of 120° . The yokes cannot be made wider than the widest available laminations. Cutting the laminations to the desired shape causes a significant loss of material, as the laminations cannot be matched to form a continuous area due to their projecting 120° angular tips.

Videre er det fra US patent 2.367.927 kjent at en konstruksjon Furthermore, it is known from US patent 2,367,927 that a construction

hvor åkarmlamineringene alle har samme bredde slik at det ikke eksisterer noen overlapping mellom lamineringene i hver åkarm og mellom lamineringene av forskjellige åkarmer. Derfor må det anven-des strekkbånd for sammenholdelse av kjernens forskjellige deler. where the yoke arm laminations all have the same width so that there is no overlap between the laminations in each yoke arm and between the laminations of different yoke arms. Therefore, tension bands must be used to hold the different parts of the core together.

Formålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe en magnetkjernekonstruksjon, som har visse fordeler sammenlignet med kjente kjernekon-struksjoner på grunn av den spesielle konstruksjon av åkdelene. The purpose of the invention is to provide a magnetic core construction, which has certain advantages compared to known core constructions due to the special construction of the yoke parts.

Konstruksjonen ifolge oppfinnelsen kjennetegnes slik det fremgår The construction according to the invention is characterized as it appears

av etterfSigende krav. of following requirements.

Da hver åkarm i denne konstruksjon kan bestå av lag av to lamineringer som strekker seg ved siden av hverandre i forhold til lengdeaksen, kan åkarmene være bredere enn de bredest tilgjengelige lamineringer. På grunn av den forskjellige bredde og den forskjovne stilling av vinkelspissene ved endene av de individuelle sett av lamineringer som vender mot det felles skjæringspunkt, vil de langsgående skjoter mellom nærbeliggende lamineringer i hver av åkarmene og skjotene mellom endekantene av de mot hverandre liggende lamineringer for forskjellige åkarmer overlappes på en gunstig måte, hvis lagene eller gruppene av lag har en gitt anordning av lamineringer vekslende med lag eller grupper av lag som har symmetrisk anordning av lamineringene. Åkdelene kan videre utgjores av stabler av lamineringer som bare har to forskjellige former. Videre er det mulig mellom de frie ender av åkarmene og forbindelsesstykkene for kjernekonstruksjonen lett å oppnå en forbindelse, i hvilken skjotene mellom åkarmene og forbindelsesstykkene har gunstig overlapping. Et viktig trekk er også at lamineringene kan tilskjæres fra strimler med passende bredde uten tap av materiale. As each yoke arm in this construction can consist of layers of two laminations that extend next to each other in relation to the longitudinal axis, the yoke arms can be wider than the widest available laminations. Because of the different width and the staggered position of the angle tips at the ends of the individual sets of laminations facing the common intersection, the longitudinal joints between adjacent laminations in each of the yoke arms and the joints between the end edges of the facing laminations for different yoke arms overlap in a favorable way, if the layers or groups of layers have a given arrangement of laminations alternating with layers or groups of layers having a symmetrical arrangement of the laminations. The yoke parts can further be made of stacks of laminations which have only two different shapes. Furthermore, it is possible between the free ends of the yoke arms and the connecting pieces for the core structure to easily achieve a connection, in which the joints between the yoke arms and the connecting pieces have a favorable overlap. An important feature is also that the laminations can be cut from strips of suitable width without loss of material.

Konstruksjonen ifolge oppfinnelsen tillater således å dreie de to endekanter, som forloper under en innbyrdes vinkel på 120°, og begrense enden av et lag for en åkarm vendende mot det felles skjæringspunkt i forhold til lengderetningen av åkarmen, slik at endekantene blir like lange. Dette har den fordel at lamineringene for de forskjellige åkarmer ligger an mot hverandre med endekantene i anlegg med hverandre over storst mulig lengde, og den magnetiske fluks ledes fra en laminering inn i den annen på den gunstigste måte. Hulrom i magnetkjernekonstruksjonen på grunn av ulike lengder av de anliggende endekanter unngås således . The construction according to the invention thus allows the two end edges, which run at a mutual angle of 120°, to be turned, and to limit the end of a layer for a field arm facing the common intersection point in relation to the longitudinal direction of the field arm, so that the end edges are the same length. This has the advantage that the laminations for the different yoke arms lie against each other with the end edges in contact with each other over the greatest possible length, and the magnetic flux is led from one lamination into the other in the most favorable way. Cavities in the magnetic core construction due to different lengths of the adjacent end edges are thus avoided.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere under henvisning til tegn-ingene. Fig. 1 viser perspektivisk en laminert megnetkjernekonstruksjon ifolge oppfinnelsen. Fig. 2 viser i storre målestokk og sett i plau et lag ■av lamineringer for en åkdel for en magnetisk kjernekonstruksjon ifolge fig. 1; og Fig. 3 viser i storre målestokk et planriss av et lag av lamineringer ifolge en modifikasjon av åkdelen efter fig. 2. Fig. 1 viser,tre vertikale grener som har sine lengdeakser for-lopende langs lengdekantene av et likesidet prisme. Grenene er betegnet med 1. Tre horisontale åkarmer, for hvilke lengdeaksene skjærer hverandre i et felles punkt 3 under vinkler på 120°, The invention shall be explained in more detail with reference to the drawings. Fig. 1 shows a perspective view of a laminated magnetic core construction according to the invention. Fig. 2 shows on a larger scale and in a plan view a layer of laminations for a yoke part for a magnetic core construction according to fig. 1; and Fig. 3 shows on a larger scale a plan view of a layer of laminations following a modification of the yoke part according to fig. 2. Fig. 1 shows three vertical branches which have their longitudinal axes running along the longitudinal edges of an equilateral prism. The branches are denoted by 1. Three horizontal yoke arms, for which the longitudinal axes intersect at a common point 3 at angles of 120°,

er betegnet med 2, og buede forbindelsesstykker er anordnet mellom grenene og åkarmene og er betegnet med 4. Grener, åk og forbindelsesstykker utgjor den magnetiske kjernekonstruksjon for en transformator eller en drosselspole for hoy. effekt. is denoted by 2, and curved connecting pieces are arranged between the branches and the yoke arms and are denoted by 4. Branches, yokes and connecting pieces form the magnetic core structure of a transformer or a choke coil for high. effect.

For hvert lag består grenene og forbindelsesstykkene av to lamineringer med samme bredde adskilt av et kjolegap 5. Av fig. For each layer, the branches and connecting pieces consist of two laminations of the same width separated by a dress gap 5. From fig.

2 fremgår at åkdelene består i hvert lag av to forskjellige lamineringer 6 og 7 i hver åkarm 2 og at nevnte lamineringer har forskjellige bredder og hver er begrenset.av en rett endekant 8,9 i de ender som vender mot de andre åkarmer. Hver laminering 6 2 shows that the yoke parts consist in each layer of two different laminations 6 and 7 in each yoke arm 2 and that said laminations have different widths and each is limited by a straight end edge 8,9 at the ends facing the other yoke arms. Each lamination 6

for en åkarm ligger med sin endekant 8 mot endekanten 9 for en laminering 7 for en annen åkarm 2 og omvendt. Lamineringene 6 og 7 for hver åkarm ligger an mot hverandre langs lengdekantene lo,11 som er parallelle med åkarmens lengdeakse, og endekantene 8,9 forloper under en vinkel på 120° i forhold til hverandre og angir sammen med lengdekantene lo,11 vinkelspisser på 60°, som ligger i forskjovet stilling i retning av lengdeaksen. Det vil forstås at i kjernekonstruksjonen vil lag, i hvilke lamineringene for hver åkarm ligger på en bestemt måte, veksle med lag i hvilke lamineringene ligger på symmetrisk måte. Et slikt symmetrisk anordnet lag er vist i fig. 2 med strekede linjer. for one yoke arm lies with its end edge 8 against the end edge 9 of a lamination 7 for another yoke arm 2 and vice versa. The laminations 6 and 7 for each yoke arm rest against each other along the longitudinal edges lo,11 which are parallel to the longitudinal axis of the yoke arm, and the end edges 8,9 run at an angle of 120° in relation to each other and together with the longitudinal edges lo,11 indicate angular tips of 60 °, which lies in an offset position in the direction of the longitudinal axis. It will be understood that in the core construction, layers in which the laminations for each yoke arm lie in a specific manner will alternate with layers in which the laminations lie in a symmetrical manner. Such a symmetrically arranged layer is shown in fig. 2 with dashed lines.

På grunn av denne veksling av lagene , vil skjotene mellom endekantene 8 og 9 og mellom lengdekantene lo og 11 for de forskjellige lamineringer 6 og 7 for hvilket som helst lag overlappes av lamineringene 6 og 7 gjores så lange at deres endekanter 12, 13 ved den frie ende av åkarmene ligger i forskjovet stilling, vil også skjotene som ligger i ethvert lag mellom lamineringene av åkarmene 2 og de for forbindelsesstykkene 4 bli overlappet av lamineringer for nærbeliggende lag, slik at en god mekanisk forbindelse fås mellom åkarmene og forbindelsesstykkene. Because of this alternation of the layers, the joints between the end edges 8 and 9 and between the longitudinal edges lo and 11 of the different laminations 6 and 7 for any layer overlapped by the laminations 6 and 7 will be made so long that their end edges 12, 13 at the free end of the yoke arms is in a staggered position, the joints located in any layer between the laminations of the yoke arms 2 and those for the connecting pieces 4 will also be overlapped by laminations for adjacent layers, so that a good mechanical connection is obtained between the yoke arms and the connecting pieces.

I utfdreisen efter fig. 1 og 2 har endekantene 8 og 9 for lamineringene 6 og 7 ikke samme lengde. Dette skyldes at vinklene mellom endekantene 8 og 9 og lengdekantene lo og 11 for lamineringene 6 dg 7 begge er 60°, dvs. like, mens lamineringene 6 In the exit according to fig. 1 and 2, the end edges 8 and 9 of the laminations 6 and 7 do not have the same length. This is because the angles between the end edges 8 and 9 and the longitudinal edges lo and 11 for the laminations 6 dg 7 are both 60°, i.e. equal, while the laminations 6

og 7 har forskjellige bredder. Resultatet av dette er at den magnetiske kjernekonstruksjon får hulrom mellom lagene, som lokalt forer det magnetiske felt fra et lag inn i nærbeliggende lag. Disse hulrom er unngått i konstruksjonen av åkdelene ifolge fig. 3. Hver åkarm består der av en smalere laminering 14 med endekanter 15 og 16 og lengdekanter 17 og 18 samt en bredere laminering 19 med endekanter 2o og 21 og lengdekanter 22 og 23. Vinkelen mellom endekanten 15 og lengdekanteh 17 for lamineringen 14 er så meget mindre enn 60° og vinkelen mellom endekanten 2o og lengdekanten 22 for lamineringen 19 er så meget storre enn 60° at de tilsammen danner en vinkel på 120° foråt endekantene 15 og 2o skal ha samme lengde. I dette tilfelle har altså lengdekantene 17 og 22 og lengdekantene 18 og 23 av lamineringene for de forskjellige åkarmer anlegg mot hverandre med endekantene 15 og 2o, slik at hulrom unngås, og i hvert lag vil overgangen fra en laminering for hvilken som helst åkarm til en laminering for en annen åkarm være så fordelaktig som mulig. and 7 have different widths. The result of this is that the magnetic core construction has cavities between the layers, which locally guide the magnetic field from one layer into nearby layers. These cavities are avoided in the construction of the yoke parts according to fig. 3. Each yoke consists of a narrower lamination 14 with end edges 15 and 16 and longitudinal edges 17 and 18 as well as a wider lamination 19 with end edges 2o and 21 and longitudinal edges 22 and 23. The angle between the end edge 15 and longitudinal edge 17 for the lamination 14 is so less than 60° and the angle between the end edge 2o and the longitudinal edge 22 of the lamination 19 is so much greater than 60° that together they form an angle of 120° before the end edges 15 and 2o must have the same length. In this case, the longitudinal edges 17 and 22 and the longitudinal edges 18 and 23 of the laminations for the different yoke arms abut against each other with the end edges 15 and 20, so that cavities are avoided, and in each layer the transition from a lamination for any yoke arm to a lamination for another yoke be as advantageous as possible.

Det skal bemerkes at ikke alle lag for åkdelene behover å være konstruert på den måte som foreslås ifolge oppfinnelsen. Lagene kan være lokalt vekslende i kjernekonstruksjonen med lag, som er av helt annen konstruksjon. It should be noted that not all layers for the yoke parts need to be constructed in the manner proposed according to the invention. The layers can be locally alternating in the core construction with layers, which are of a completely different construction.

Claims

1. Laminated magnetic core construction for a transformer or cab coil for high power, comprising three branches (1) running with the central longitudinal axes along the longitudinal edges of an equilateral prism, two star-shaped yokes, each of which consists of three opposing arms (2) which form a mutual angle of 120° and with the central longitudinal axes intersecting at a common point (3), as well as connecting pieces (4), each of which connects the end of a branch with the free end of a yoke arm, and where at least some of the total number of layers of laminations in each yoke consists of two laminations (6,7 or 14,19) which extend next to each other and abut each other longitudinally

edges (lo, 11 or 17.22) which are parallel to the central longitudinal axis of the associated yoke arm and end edges (8.9 or 15.2o) of the laminations (7.6 or 19.14) of two other yoke arms with two straight end edges (9.8 or 2o.15) which mutually form an angle of 120°, characterized in that the widths of the laminations (6.7 or 14.19) are different and that the laminations in adjacent layers or groups of layers are placed symmetrically so that the adjacent longitudinal edges (lo,11 or 17,22) are offset relative to each other, and the angular points formed by said end edges and the adjacent longitudinal edges (lo,11 or 17,22) for the two laminations for each yoke arm (2) are located in staggered position to each other in the direction of said longitudinal edges (lo,11 or 17,22).

2. Laminated magnetic core construction as stated in claim 1, characterized in that in the layers for the yoke parts each yoke arm (2) consists of two laminations (14,19), for which the end edges (15,2o) abut against the end edges (2o,15 ) of the laminations ( 19,14) of the other two yoke arms (2), have the same length.