WO2009056162A1 - Transformatorkern mit streufeldschirmung - Google Patents

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WO2009056162A1
WO2009056162A1 PCT/EP2007/061585 EP2007061585W WO2009056162A1 WO 2009056162 A1 WO2009056162 A1 WO 2009056162A1 EP 2007061585 W EP2007061585 W EP 2007061585W WO 2009056162 A1 WO2009056162 A1 WO 2009056162A1
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core
laminated
stray field
transformer core
laminated core
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PCT/EP2007/061585
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French (fr)
Inventor
Peter Hamberger
Martin Mairinger
Original Assignee
Siemens Transformers Austria Gmbh & Co Kg
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Publication date
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Priority to PCT/EP2007/061585 priority patent/WO2009056162A1/de
Priority to ES07821945T priority patent/ES2382054T3/es
Priority to EP07821945A priority patent/EP2206126B1/de
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
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    • H01F27/24—Magnetic cores
    • H01F27/245—Magnetic cores made from sheets, e.g. grain-oriented
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    • H01F27/36—Electric or magnetic shields or screens
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    • H01F27/34—Special means for preventing or reducing unwanted electric or magnetic effects, e.g. no-load losses, reactive currents, harmonics, oscillations, leakage fields
    • H01F27/36—Electric or magnetic shields or screens
    • H01F27/366—Electric or magnetic shields or screens made of ferromagnetic material
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    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
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    • H01F27/24—Magnetic cores
    • H01F27/26—Fastening parts of the core together; Fastening or mounting the core on casing or support
    • H01F27/263—Fastening parts of the core together

Definitions

  • the invention relates to a transformer core with a stray shield having at least one winding assembly bearing core core formed from a laminated core, wherein the laminated core is closed by Endlamellen, each Endlamelle is associated with a stray field screen having laminated laminations whose layer planes perpendicular to the layer planes of Laminations of the core leg are arranged.
  • machine parts such as e.g. the rotor of an electric motor, the core leg of a transformer or a choke laminated ge run.
  • eddy current losses induced by the temporal change of a magnetic flux can be kept low.
  • stray flux which also causes eddy current losses in the core, although this is always much smaller than the main flow, which is performed in the machine parts.
  • a magnetic shield In order to reduce the magnetic power loss of a transformer or a choke, a magnetic shield is already known from DE 1 237 677, which shields the stray flux from the core of a transformer or a throttle.
  • This magnetic shield consists of laminations, which are layered into a laminated core. The sizing levels of the magnetic shield laminations are perpendicular to the finishing planes of the core leg laminations.
  • Magnetic shield is firmly clamped by means of clamping wedges or clamping strips between the core leg and the surrounding winding with the interposition of a solid support plate holding magnetic shield laminations.
  • the magnetic shield and the mounting take up an installation space in the winding window, so that the electrical winding, which encloses the core leg, must be dimensioned larger.
  • the invention is based on the object to provide a transformer core, in which the formation of eddy currents, which are caused by leakage flux, is kept as low as possible in the simplest possible way.
  • the invention is based on the basic idea of forming a core made of a laminated core transformer core, the outer core stage as a stray field shield, so that the
  • the stray field patch screen is arranged such that the layer planes are perpendicular to the layer planes of the core leg Belchperss and that the lamination end faces of the stray field shield directly on an outer broad surface of an associated Endlamelle.
  • the stray field shield can be fixed in different ways, for example by frictional engagement or by material closure.
  • the outer stage of the core fulfills a dual function: on the one hand it absorbs the leakage flux entering from the air space, on the other hand it also carries a part of the main flow. Since the leakage flux enters the front side of the screen device, the formation of eddy currents is severely limited by the correspondingly thin sheets. The magnetic losses decrease. The training so-called "hot spots" is lower. In an oil transformer, the oil heats less, which improves the technical reliability.
  • the arrangement of the stray field shield according to the invention allows a compact structure, since the lamination end surfaces of the stray field shield directly to a
  • the determination of the stray field-laminated core can also be done by a metal adhesive bond with advantage.
  • a metal adhesive bond with advantage.
  • a very special advantage can be achieved by the laminated core of the stray field screen is made of the same soft magnetic material as the laminated core of the core leg. As a result, residual material that accumulates in the production of a transformer type can be profitably used for the production of the stray field screen. This further reduces the laminated core of the stray field screen.
  • the laminated core of the core leg is made of partial laminated cores in such a way that seen in cross section the peripheral contour has steps in a first region of the laminated core (FIG. 3), while in another region it is a circular arc which concentrically surrounds it Core thigh axis runs.
  • the volume of the cylinder portion is used efficiently for the shielding of the leakage flux.
  • the stray field does not require any additional construction volume and consequently there is no additional requirement for conductor material for the production of the electrical winding.
  • a further amount for cost reduction can be achieved by the adhesive is applied only part of the area on the wide surfaces of the laminations of the litter field.
  • the laminations facing the leg axis lamination end face are arranged flush in a plane. It has proven useful if the joining surfaces of the metal adhesive bond are pretreated by mechanical or by chemical surface treatment methods.
  • a particularly high strength of the metal adhesive bond can be achieved if the lamination end faces have a low mechanical roughness, e.g. are ground.
  • Figure 1 shows a transformer according to the invention in a three-dimensional sketch with a shroud packet along the core leg;
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a first embodiment of the core leg of Figure 1;
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of a second embodiment with a core leg assembled in stages from partial laminated cores
  • Figure 1 shows a simplified representation of a known Drekelkeltransformator whose core 1 is laminated.
  • Core 1 consists essentially of the three core legs 2 ', 2' ', 2' '', the lower yoke 5 and the upper yoke 6.
  • Each of the legs 2 ', 2' ', 2' '' carries a winding assembly 13, which is indicated in Figure 1 by a broken line drawing.
  • each of the legs 2 ', 2' ', 2' '' is composed of one (core leg) laminated core 3 and of two additional laminated cores 4 'and 4' '.
  • the laminated cores 4 ', 4' ' act as stray field screen.
  • the laminated core 3 is terminated by end blades 7 ', 7 ".
  • the front plate core 4 'lying in Figure 1 is applied to a front end plate 7' of the laminated core 3; the backward one
  • Sheet metal package 4 '' is applied to a rear end plate 1 '' of the laminated core 3.
  • the laminated core 3 is dimensioned to guide the main flow of the transformer.
  • the two additional laminated cores 4 'and 4'' form a stray field shield, ie they serve to shield the magnetic flux leakage: They conduct the leakage flux entering from the air space in the region of the leg 2', 2 '', 2 ''', so that this is not flat in one Endlamelle 7 'and 7''(see Figure 2) enter and there may cause eddy currents as a result of induction.
  • FIG. 2 shows a cross-sectional view of the
  • connection 16 is effected by a metal adhesive bond, ie by StoffSchluss, i. by atomic or molecular forces.
  • connection 16 can also be designed differently, for example as a (spot) welding or soldering connection, but it can also be produced by a pressure device, not shown in the drawing, by frictional engagement.
  • the laminations 40 ', 40' 'of the stray field shield 4' and 4 '' are also held together by an adhesive.
  • Suitable adhesives are in particular one-component products based on cyanoacrylate acid esters, which Cure humidity. Particularly suitable is an adhesive viscosity of a few hundred mPas, in particular 500-700 mPas, measured at 25 degrees Celsius. These adhesives can be easily applied by automated manufacturing tools in the manufacture of the transformer core. In practice, a pretreatment of the joining surfaces has proven to be particularly advantageous. A mechanical pretreatment, in particular a grinding of the lamination end faces 9 ', 9 "(FIG. 2) of the laminated core 4', 4", considerably increases the strength of the adhesive bond. It is also favorable if the wide surface 8 ', 8' (FIG. 2) of an end plate 7 ', 1 "is treated, for example, by chemical surface treatment methods. This can be done, for example, by anodizing this contact surface 8 ', 8 "and / or the lamination end faces 9', 9".
  • an end plate 7 'or 1 in each case closes the laminated core 3 at the top or bottom.
  • the layer planes 14 of this laminated core body 3 extend in a straightforward manner in FIG. 2 and are substantially perpendicular to the layer planes 15 of the front laminated core 4 or of the rear laminated core 4 ''.
  • the two laminated cores 4 'and 4' ' act with respect to the on the entrance surface of the end plate 7' and 1 '' stray flux as a "magnetic shield": they take the
  • FIG. 2 shows an example of a single field line 11 of the leakage flux.
  • the "magnetic shield” is located directly on the laminated core 3 and forms an integral part of the core leg.
  • the core sheets are made from a sheet metal strip of a high-permeability soft magnetic material. A typical sheet thickness is between 0.23 mm and 0.35 mm
  • the cutting of the individual sheets is done by punching or cutting. It remains obese in the metal sheet always residual material. This remainder material can be favorably used for the production of the stray shield (i.e., for the manufacture of laminations 4 ', 4' ') by first winding up the web-like stock material, then pressing it and finally cutting it to shape in the stack.
  • the lamella thickness D3 of the laminated core 3 is the same size with the lamella thickness D4 of the stray field shield 4 ', 4' '.
  • the laminated core 3 and the stray field shield 4 ', 4' ' are made of the same soft magnetic material.
  • Kernschenkels is circular.
  • the laminated core 3 is here composed of partial laminated cores 3 ', 3'',3'', etc., and combined with the shroud packages 4 'and 4''to a leg-laminated core.
  • the peripheral contour of the laminated core 3 extends in the region of the partial laminated cores 3 ', 3'',3''' in stages (see steps 18 in the area 17).
  • the stratification levels in the laminated core 3 and the stray field screen 4' regarding. 4 '' are also perpendicular to each other in Figure 3.
  • Each laminated core 4 'and 4''according to the invention is in each case with the end faces 9' and 9 '' of the fins 40'êt. 40 '' on an outer wide surface 8 'and 8''to.
  • the leakage flux 11 entering from the air space is largely absorbed by the "magnetic shield" 4 ', 4 "and to be guided by it in the axial direction 12 of a core leg 2', 2", 2 '''without appreciable Eddy currents and thus a corresponding heating in the laminated core 3 is caused.
  • the advantage of the construction according to the invention is in particular that the stray field shield 4 'or 4' 'is an integral part of the core of the transformer 1.
  • the adhesive connection eliminates the known in the prior art, usually solid
  • the stray field shield 4 ', 4''at the junction to the lower yoke 4 and the upper yoke 5 connects seamlessly.
  • the stray field screen 4 ', 4'' also performs a part of the main flow, that is, it performs a dual function, namely the leadership of the main flow and the shielding of the leakage flux.
  • a further advantage of the present invention is the fact that the emission of operating noise due to the elastic material closure of the adhesive bonds is lower.
  • FIG. 3 shows a further advantage of the illustrated exemplary embodiment: if the extent of the individual lamellae 40 'seen in the radial direction,
  • the predetermined by the cylinder portion 10 volume in the winding window can be used very efficiently for guiding the magnetic flux.
  • the width of the individual laminations 40 'and 40' 'of a stray field shield laminated core 4' or 4 '' but also be the same size or be stepped (not shown in Figure 3).

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Abstract

Transformatorkern mit einer Streufeldschirmung, der zumindest einen eine Wicklungsanordnung (13) tragenden aus einem Blechpaket (3) gebildeten Kernschenkel (2´, 2´´, 2´´´) aufweist, wobei das Blechpaket (3) durch Endlamellen (7´, 7´´) abgeschlossen ist, wobei jeder Endlamelle (7´, 7´´) ein Streufeldschirm (4´, 4´´) zugeordnet ist, welcher geschichtete Blechlamellen (40´, 40´´) aufweist, deren Schichtebenen (15) senkrecht zu den Schichtebenen (14) des Blechpakets (3) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechlammellen (40´, 40´´) mit zum Blechpaket (3) weisenden Blechlamellen-Stirnflächen (9´, 9´´) an einer äußeren Breitfläche (8´, 8´´) einer zugeordneten Endlamelle (7´, 7´´) anliegend angeordnet sind.

Description

Beschreibung
Transformatorkern mit Streufeldschirmung
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Transformatorkern mit einer Streufeldschirmung, der zumindest einen eine Wicklungsanordnung tragenden aus einem Blechpaket gebildeten Kernschenkel aufweist, wobei das Blechpaket durch Endlamellen abgeschlossen ist, wobei jeder Endlamelle ein Streufeldschirm zugeordnet ist, welcher geschichtete Blechlamellen aufweist, deren Schichtebenen senkrecht zu den Schichtebenen des Blechpakets des Kernschenkels angeordnet sind.
Stand der Technik
Bei elektrischen Maschinen werden Maschinenteile, wie z.B. der Rotor eines Elektromotors, der Kernschenkel eines Transformators oder einer Drossel, geblecht ausgeführt. Dadurch können Wirbelstromverluste, die durch die zeitliche Änderung eines magnetischen Flusses induziert werden, gering gehalten werden. Bei einer elektrischen Maschine tritt aber auch ein sogenannter Streufluss auf, der ebenfalls im Kern Wirbelstromverluste verursacht, obwohl dieser stets viel kleiner ist als der Hauptfluss, der in den Maschinenteilen geführt ist.
Es ist ferner bekannt, dass insbesondere jene Feldlinien des Streuflusses, die in eine Breitfläche einer Endlamelle eines Kernschenkel-Blechpaketes eindringen, dort durch Induktion magnetische Verluste verursachen, die eine ungewünschte lokale Erwärmung (in der Literatur auch als "hot spots" bezeichnet) des Kernwerkstoffes hervorrufen können. Bei einem Öltransformator kann dadurch das Öl auf eine unzulässig hohe Temperatur erhitzt werden, was die technische Zuverlässigkeit des Transformators beeinträchtigen kann.
Um die magnetische Verlustleistung eines Transformators oder einer Drossel zu verringern, ist schon aus der DE 1 237 677 ein Magnetschild bekannt, welches den Streufluss vom Kern eines Trafos bzw. einer Drossel abschirmt. Dieses Magnetschild besteht aus Blechlamellen, die zu einem Blechpaket geschichtet sind. Die Schlichtungsebenen der Magnetschild-Blechlamellen verlaufen senkrecht zu den Schlichtungsebenen der Kernschenkel-Blechlamellen. Das
Magnetschild ist unter Zwischenlage einer, die Magnetschild- Blechlamellen halternden massiven Trägerplatte mittels Spannkeilen bzw. Spannleisten zwischen dem Kernschenkel und der umschließenden Wicklung fest verspannt. Das Magnetschild und die Befestigung beanspruchen im Wicklungsfenster einen Einbauraum, sodass die elektrische Wicklung, die den Kernschenkel umschließt, größer dimensioniert werden muss.
Aus der DE 10 2005 008 302 Al ist ein Transformatorkern mit einer magnetischen Abschirmung in geschichtetem Aufbau bekannt. Auch hier ist zwischen der Abschirmung und dem Trafokern eine Spannvorrichtung angeordnet, was eine größere Wicklung erfordert. Die Spannvorrichtung ist wegen der Ausbildung von Wirbelströme segmentiert oder geschlitzt ausgeführt. Beide Ausführungen erfordern einen zusätzlichen Aufwand in der Fertigung. Darstellungen der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Transformatorkern anzugeben, bei dem die Ausbildung von Wirbelströmen, die durch einen Streufluss verursacht werden, auf möglichst einfache Weise gering gehalten ist.
Diese Aufgabe wird durch einen Transformatorkern mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Der Erfindung liegt der Grundgedanke zu Grunde, bei einem aus einem Blechpaket gebildeten Transformatorkern, die äußere Kernstufe als Streufeldschirm auszubilden, so dass der
Streufluss daran gehindert ist, flächig in eine Blechlamelle des Kernschenkels einzutreten. Der Streufeldfeldschirm ist so angeordnet, dass die Schichtungsebenen senkrecht zu den Schichtungsebenen des Kernschenkel-Belchpakets verlaufen und dass die Blechlamellen-Stirnflächen des Streufeldschirms an einer äußeren Breitfläche einer zugeordneten Endlamelle direkt aufliegen. In dieser Einbaulage kann der Streufeldschirm auf unterschiedliche Weise fixiert sein, beispielsweise durch Reibschluss oder durch StoffSchluss .
Gemäß der Erfindung erfüllt die äußere Stufe des Kerns eine Doppelfunktion: Sie nimmt einerseits den vom Luftraum eintretenden Streufluss auf, andererseits führt sie auch einen Teil des Hauptflusses. Da der Streufluss stirnseitig in die Schirmvorrichtung eintritt, ist die Ausbildung von Wirbelströmen durch die entsprechend dünn ausgebildeten Bleche stark eingeschränkt. Die magnetischen Verluste verringern sich. Die Ausbildung sog. "Heißpunkte", ist geringer. Bei einem Öltransformator erwärmt sich das Öl weniger stark, was die technische Zuverlässigkeit verbessert. Die erfindungsgemäße Anordnung des Streufeldschirms ermöglicht einen kompakten Aufbau, da die Blechlamellen- Stirnflächen des Streufeldschirms unmittelbar an einer
Endlamelle des Kernschenkels anliegen. Im Wicklungsfenster entsteht für den Schirm kaum zusätzlicher Raumbedarf, so dass das Kupfervolumen der elektrischen Wicklung, die den Kernschenkel umschließt, und damit die Herstellungskosten gering gehalten werden können.
Hinsichtlich der Fertigung kann es besonders günstig sein, wenn die einzelnen Blechlamellen des Streufeldschirms durch einen Klebstoff zusammen gehalten werden. Hierfür wird bei der Fertigung zwischen benachbart liegenden Lammellen des
Streufeldschirms ein Klebstoff eingebracht. Das Auftragen des Klebstoffs kann automatisch mit an sich bekannten Dosiervorrichtungen erfolgen, was bei der Fertigung vorteilhaft ist.
Die Festlegung des Streufeldschirm-Blechpaketes kann mit Vorteil ebenfalls durch eine Metall-Klebeverbindung erfolgen. Hierfür wird bei der Fertigung ein Klebstoff auf den Blechlammellen-Stirnflächen des Streufeldschirm-Blechpaktes bzw. auf der äußeren Breitfläche einer zugeordneten
Endlammelle des Kernschenkels aufgetragen. Durch die Metall- Klebeverbindung entfallen sonst übliche, meist massiv ausgebildete Befestigungsvorrichtungen, wie beispielsweise Spannkeile oder Spannleisten.
Es empfiehlt sich die Lamellendicke des Kernschenkel- Blechpaketes und die Lamellendicke des Streufeldschirms gleich groß zu wählen. Dadurch ist die Lagerhaltung bei der Produktion einfacher.
Ein ganz besonderer Vorteil lässt sich dadurch erreichen, indem das Blechpaket des Streufeldschirms aus dem gleichen weichmagnetischen Werkstoff wie das Blechpaket des Kernschenkels hergestellt ist. Dadurch kann Restmaterial, das bei der Herstellung eines Transformatortyps anfällt gewinnbringend für die Fertigung des Streufeldschirms verwendet werden. Dadurch verringern sich weiter die
Herstellungskosten. Zudem fällt weniger Produktionsabfall an.
Es kann günstig sein, wenn das Blechpaket des Kernschenkels aus Teilblechpaketen so zusammengesetzt ist, dass im Querschnitt gesehen die Umfangskontur in einem ersten Bereich des Blechpakets Stufen aufweist (Fig. 3), während sie in einem anderen Bereich ein Kreisbogen ist, der konzentrisch um die Kernschenkelachse verläuft. Dadurch wird der Rauminhalt des Zylinderabschnittes effizient für die Abschirmung des Streuflusses genutzt. Der Streufeldschirm benötigt kein zusätzliches Bauvolumen und folglich entsteht auch kein zusätzlicher Bedarf an Leitermaterial für die Herstellung der elektrischen Wicklung.
Ein weiter Betrag zur Kostensenkung kann dadurch erreicht werden, indem der Klebstoff jeweils nur teilflächig auf den Breitflächen der Blechlamellen des Streufeldschirms aufgetragen wird.
Hinsichtlich der Festigkeit der Klebeverbindung kann es von Vorteil sein, wenn die zur Schenkelachse zeigenden Blechlamellen-Stirnfläche in einer Ebene bündig angeordnet sind. Es hat sich bewährt, wenn die Fügeflächen der Metall- Klebeverbindung durch mechanische oder durch chemische Oberflächen-Behandlungsverfahren entsprechend vorbehandelt sind.
Eine besonders hohe Festigkeit der Metall-Klebeverbindung kann erreicht werden, wenn die Blechlamellen-Stirnflächen eine geringe mechanische Rauhigkeit aufweisen, z.B. geschliffen sind.
Ein Klebstoff auf der Basis von Cyanacrylatsäureestern hat sich hinsichtlich der mechanischen Festigkeit und unter fertigungstechnischen Gesichtspunkten als besonders günstig erwiesen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird im nachfolgenden Teil der Beschreibung auf die Zeichnungen Bezug genommen in denen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen, Einzelheiten und Weiterbildungen der Erfindung zu entnehmen sind. Es zeigt:
Figur 1 einen erfindungsgemäßen Transformator in einer räumlichen Skizze mit einem Schirmblechpaket längs des Kernschenkels;
Figur 2 eine Querschnittsdarstellung einer ersten Ausführung des Kernschenkels der Figur 1; Figur 3 eine Querschnittsdarstellung einer zweiten Ausführung mit einem aus Teilblechpaketen stufenweise zusammengesetzten Kernschenkel
Ausführung der Erfindung
Die perspektivische Darstellung der Figur 1 zeigt in einer vereinfachten Darstellung einen an sich bekannten Dreischenkeltransformator, dessen Kern 1 geblecht ist. Der
Kern 1 besteht im Wesentlichen aus den drei Kernschenkeln 2', 2' ' , 2' ' ' , dem unteren Joch 5 und dem oberen Joch 6. Jeder der Schenkel 2' , 2' ' , 2''' trägt eine Wicklungsanordnung 13, die in Figur 1 durch eine unterbrochene Zeichnungslinie angedeutet ist.
Wie aus der räumlichen Skizze der Figur 1 ferner zu entnehmen ist, ist jeder der Schenkel 2' , 2' ' , 2''' jeweils aus einem (Kernschenkel-) Blechpaket 3 und aus zwei zusätzlichen Blechpaketen 4'und 4' 'zusammengesetzt. Wie unten näher ausgeführt, fungieren die Blechpakete 4', 4'' als Streufeldschirm. In Stapelrichtung gesehen ist das Blechpaket 3 endseitig durch Endlamellen 7' , 7 '' abgeschlossen . Das in Figur 1 vorne liegende Blechpaket 4' liegt an einer vorderen Endlamelle 7 'des Blechpakets 3 an; das rückwärts liegende
Blechpaket 4'' liegt an einer rückwärtigen Endlamelle 1'' des Blechpakets 3 an. Das Blechpaket 3 ist zur Führung des Hauptflusses des Trafos dimensioniert. Die beiden zusätzlichen Blechpakete 4 'und 4'' bilden einen Streufeldschirm, d.h. sie dienen zur Abschirmung des magnetischen Streuflusses: Sie leiten den aus dem Luftraum eintretenden Streufluss im Bereich des Schenkels 2' , 2' ' , 2''' auf sich, so dass dieser nicht flächig in eine Endlamelle 7' bzw. 7'' (siehe Figur 2) eintreten und dort in Folge von Induktion Wirbelströme hervorrufen kann. In ihrer axialen Längserstreckung werden die Blechpakete 4' bzw. 4'' jeweils durch das untere bzw. obere Jochteil 5 bzw. 6 begrenzt, indem sie stumpf auf die in Figur 1 vertikal verlaufenden Blechlamellen des Jochs 5 bzw. 6 stoßen. Im Bereich des Stoßes ist der Übergang zwischen dem Streufeldschirm 4', 4'' und dem Joch 5, 6 bündig.
Die Figur 2 zeigt eine Querschnitts-Darstellung des
Kernschenkels der Figur 1. Die mit dem Bezugszeichen 16 gekennzeichnete Verbindung zwischen dem Blechpaket 3 und dem Streufeldschirm 4', 4'' erfolgt durch eine Metall- Klebeverbindung, also durch StoffSchluss, d.h. durch atomare oder molekulare Kräfte. Die Verbindung 16 kann aber auch anders, beispielsweise als (Punkt-) Schweiß- oder Lötverbindung ausgebildet sein, sie kann aber auch durch eine in der Zeichnung nicht dargestellte Pressvorrichtung durch Reibschluss hergestellt sein. Die Blechlamellen 40', 40'' des Streufeldschirms 4' bzw. 4'' werden ebenfalls von einem Klebstoff zusammengehalten. Dieser ist zumindest teilflächig zwischen benachbarten Breitflächen der Lamellen 40', 40'' aufgetragen und bewirkt nicht nur die Paketierung der Bleche, sondern trägt gleichzeitig auch zur elektrischen Isolierung zwischen den Blechen bei. Insgesamt ist durch diese Konstruktion ein kompakter Aufbau von Kernschenkel-Blechpaket 3 und Streufeldschirm 4', 4'' möglich. Ein weiterer Vorteil der Klebeverbindungen ist darin zu sehen, dass dadurch Betriebsgeräusche eines Transformators verringert werden können.
Als Klebstoff geeignet sind insbesondere einkomponentige Produkte auf der Basis von Cyanacrylatsäureestern, die durch Luftfeuchtigkeit aushärten. Insbesondere geeignet ist eine Klebstoff-Viskosität von einigen hundert mPas, insbesondere 500-700 mPas, gemessen bei 25 Grad Celsius. Diese Klebstoffe können leicht durch automatisierte Fertigungswerkzeuge bei der Herstellung des Trafokerns aufgebracht werden. Als besonders vorteilhaft hat sich in der Praxis eine Vorbehandlung der Fügeflächen gezeigt. Eine mechanische Vorbehandlung, insbesondere ein Schleifen der Blechlamellen- Stirnflächen 9', 9'' (Figur 2) des Blechpaketes 4', 4'', erhöht die Festigkeit der Klebeverbindung erheblich. Günstig ist auch, wenn die Breitfläche 8', 8' (Figur 2) einer Endlamelle 7' , 1'' z.B. durch chemische Oberflächen- Behandlungsverfahren behandelt wird. Dies kann beispielsweise durch Anodisieren dieser Anlagefläche 8', 8'' und/oder der Blechlamellen-Stirnflächen 9', 9'' erfolgen.
Wie aus der Querschnitts-Darstellung der Figur 2 leicht zu entnehmen ist, schließt jeweils eine Endlamelle 7' bzw. 1'' das Blechpaket 3 oben bzw. unten ab. Die Schichtebenen 14 dieses Blechpaket-Körpers 3 verlaufen in Figur 2 wagerecht und stehen im Wesentlichen senkrecht zu den Schichtebenen 15 des vorderen Blechpakets 4 bzw. des rückwärtigen Blechpaketes 4''. Die beiden Blechpakete 4 'und 4'' wirken bezüglich des auf die Eintrittsfläche der Endlamelle 7' bzw. 1'' gerichteten Streuflusses als "Magnetschild": sie nehmen den
Streufluss selbst auf und verhindern, dass dieser in eine der Endlamellen 7' , 7'' eintreten kann. Damit wird der Streufluss daran gehindert, in einer Blechlamelle des Blechpakets 3 Wirbelstromverluste zu verursachen. In Figur 2 ist beispielhaft eine einzige Feldlinie 11 des Streuflusses dargestellt. Das "Magnetschild" liegt unmittelbar am Blechpaket 3 an und bildet einen integralen Bestandteil des Kernschenkels . Bei der Produktion von Leistungstransformatoren werden üblicherweise die Kernbleche aus einer Blechbahn eines hochpermeablen weichmagnetischen Werkstoffs gefertigt. Üblich ist eine Blechbahn-Dicke zwischen 0,23 mm bis 0,35
Millimeter. Der Zuschnitt der einzelnen Bleche erfolgt durch Stanzen oder Schneiden. Dabei beleibt in der Blechbahn stets Restmaterial stehen. Dieses Restmaterial kann günstig für die Herstellung der Streufeldschirmung (d.h. für die Herstellung der Blechpakete 4', 4'') verwendet werden, indem das bahnförmige Restmaterial zunächst aufgewickelt, dann gepresst und letztlich im Stapel auf Form geschnitten wird. Im Ausführungsbeispiel ist die Lamellendicke D3 des Blechpakets 3 gleich groß mit der Lamellendicke D4 des Streufeldschirms 4', 4''. Das Blechpaket 3 und der Streufeldschirm 4', 4'' sind aus dem gleichen weichmagnetischen Werkstoff hergestellt .
In der Figur 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung skizziert, bei dem der Querschnitt des
Kernschenkels kreisförmig ist. Das Blechpaket 3 ist hier aus Teilblechpaketen 3', 3' ' , 3''' usw. zusammengesetzt und mit den Schirmblechpaketen 4' bzw. 4'' zu einem Schenkel- Blechpaket vereinigt. Die Umfangskontur des Blechpakets 3 verläuft im Bereich der Teilblechpakete 3' , 3' ' , 3''' stufig (siehe Stufen 18 im Bereich 17) . In jedem Zylinderabschnitt 10, der durch eine Endlamelle 7' , bzw. 7'' und durch die konzentrisch zur Schenkelachse 12 angeordnete Innenfläche der Wicklung 13 (in Figur 3 durch einen Kreis angedeutet) begrenzt ist, ist jeweils ein Streufeldschirm 4 'bzw. 4'' zur Abschirmung des Streuflusses angeordnet. Die Schichtungsebenen im Blechpaket 3 und im Streufeldschirm 4'bzw. 4'' stehen auch in Figur 3 aufeinander senkrecht. Jedes Blechpaket 4 'und 4'' liegt erfindungsgemäß jeweils mit den Stirnflächen 9' bzw. 9'' der Lamellen 40'bzw. 40'' an einer äußeren Breitfläche 8' bzw. 8'' an. Dadurch ist es möglich, dass der vom Luftraum eintretende Streufluss 11 vom "Magnetschild" 4', 4'' weitgehend aufgenommen und von diesem in axialer Richtung 12 eines Kernschenkels 2' , 2' ' , 2''' geführt werden kann ohne dass nennenswerte Wirbelströme und damit eine entsprechende Erwärmung im Blechpaket 3 hervorgerufen wird.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Konstruktion ist insbesondere darin sehen, dass der Streufeldschirm 4' bzw. 4'' integraler Bestandteil des Kerns des Transformators 1 ist. Durch die Klebeverbindung entfallen die im Stand der Technik bekannten, meist massiv ausgebildeten
Befestigungsvorrichtungen für das "Magnetschild". Dies ist aus der Querschnittsdarstellung der Figur 3 gut zu entnehmen: die Belchlamellenpakete 4' bzw. 4'' liegen direkt an den jeweiligen Endlamellen 7'bzw 7'' des (Kernschenkel- ) Blechpaketes 3 an . Da keine Spannleisten oder Spannkeile im Wicklungsfenster vorhanden sind, wird kein zusätzlicher Raum beansprucht. Die elektrische Wicklung 13 muss daher nicht größer dimensioniert werden.
Wie im Ausführungsbeispiel der Figur 1 skizziert, schließt der Streufeldschirm 4', 4'' an der Stoßstelle zum unteren Joch 4 bzw. zum oberen Joch 5 nahtlos an. Entsprechendes gilt für das in Figur 3 skizzierte zweite Ausführungsbeispiel. In beiden Fällen führt der Streufeldschirm 4', 4'' auch einen Teil des Hauptflusses, das heißt er erfüllt eine zweifache Funktion, nämlich die der Führung des Hauptflusses und die der Schirmung des Streuflusses. Da die einzelnen Lamellen 40', 40'' des Blechpaketes 4', 4'' durch Klebstoff zusammengehalten werden, entfallen auch Befestigungsvorrichtungen für diese Bleche, d.h. es gibt keine massiven Trägerplatten, die ungünstig hinsichtlich der Ausbildung von Wirbelströmen sind und auch aufwendig in der Herstellung sind.
Ein weiter Vorteil der vorliegenden Erfindung ist darin zu sehen, dass die Emission von Betriebsgeräuschen durch den elastischen Materialschluss der Klebeverbindungen geringer ist .
Aus der Figur 3 wird ein weiter Vorteil des dargestellten Ausführungsbeispiels ersichtlich: wenn die in radialer Richtung gesehene Erstreckung der einzelnen Lamellen 40',
40'' des Blechpaketes 4' bzw. 4'' an die Umfangskontur 19 der Wicklung 13 (Kreisbogen) angeglichen ist, kann der durch den Zylinderabschnitt 10 vorgegebene Rauminhalt im Wicklungsfenster sehr effizient zur Führung des magnetischen Fluss genützt werden.
Selbstverständlich kann die Breite der einzelnen Blechlamellen 40' bzw. 40'' eines Streufeldschirm- Blechpaketes 4 'bzw. 4'' aber auch gleich groß sein oder stufig ausgebildet sein (in Figur 3 nicht dargestellt) .
Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf eine bestimmte Bauform eines Transformators oder eines Drosselkerns eingeschränkt ist. Zusammenstellung der verwendeten Bezugszeichen
I Transformatorkern 2 ' , 2 ' ' , 2 ' Kernschenkel
3 (Kernschenkel-) Blechpaket
4 ' , 4 ' Streufeldschirm
5 unteres Joch
6 oberes Joch 7' , 7' ' Endlamelle
8', 8' äußere Breitfläche von 7 'bzw. 7'' 9', 9'' Blechlamellen-Stirnfläche 10 Zylinderabschnitt
II Feldlinie (Streufluss) 12 Schenkelachse
13 Wicklungsanordnung
14 Schichtebene von 3
15 Schichtebene von 4
16 Stoffschlüssige Verbindung 17 Bereich Umfangskontur von 3
18 Stufe
19 Bereich Umfangskontur von 4', 4''
40', 40'' Blechlammellen des Streufeldschirms 4', 4
D3 Lamellendicke von 3
D4 Lamellendicke von 4', 4''

Claims

Patentansprüche
1. Transformatorkern mit einer Streufeldschirmung, der zumindest einen eine Wicklungsanordnung (13) tragenden aus einem Blechpaket (3) gebildeten Kernschenkel (2', 2' ' , 2''') aufweist, wobei das Blechpaket (3) durch Endlamellen (7', 7'') abgeschlossen ist, wobei jeder Endlamelle (7'' , 7'') jeweils ein Streufeldschirm (4', 4'') zugeordnet ist, welcher geschichtete Blechlamellen (40', 40'') aufweist, deren
Schichtebenen (15) senkrecht zu den Schichtebenen (14) des Blechpakets (3) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechlammellen (40', 40'') mit zum Blechpaket (3) weisenden Blechlamellen- Stirnflächen (9', 9'') an einer äußeren Breitfläche (8', 8'') einer zugeordneten Endlamelle (7', 7'') anliegend angeordnet sind.
2. Transformatorkern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen benachbart liegenden
Blechlamellen (40', 40'') eines Streufeldschirms (4', 4'') eine Klebstoff vorhanden ist.
3. Transformatorkern nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Streufeldschirm (4', 4'') an der Breitfläche (8', 8'') einer zugeordneten Endlamelle (7', 7'') mittels Klebstoff befestigt ist.
4. Transformatorkern nach Anspruch 1, 2, oder 3 dadurch gekennzeichnet, dass jede Blechlamelle (40', 40'') eine Lamellendicke (D4) aufweist, die so groß ist, wie eine Lamellendicke (D3) einer Blechlamelle des Blechpakets (3) .
5. Transformatorkern nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Blechpaket (3) und der Streufeldschirm (4', 4'') aus dem gleichen weichmagnetischen Werkstoff hergestellt sind.
6. Transformatorkern nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Blechpaket (3) aus Teilblechpaketen (3', 3' ' , 3''') so zusammengesetzt ist, dass im Querschnitt gesehen die Umfangskontur in einem Bereich (17) des Blechpakets (3) Stufen (18) aufweist (Fig. 3) und in einem Bereich (19) des Streufeldschirms (4', 4'') ein Kreisbogen ist, der konzentrisch zu einer Kernschenkelachse (12) ist.
7. Transformatorkern nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff zwischen benachbart liegenden Breitflächen der Blechlamellen (40', 40'') teilflächig ausgebildet ist.
8. Transformatorkern nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Blechpaket (3) weisenden Blechlamellen-Stirnflächen (9', 9'') in der Ebene einer Breitfläche (8'. 8'') liegend angeordnet sind.
9. Transformatorkern nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechlamellen-Stirnflächen
(9', 9'') geschliffen sind.
10. Transformatorkern Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff ein Cyanacrylat-Klebstoff ist.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102648505A (zh) * 2009-11-20 2012-08-22 三菱电机株式会社 变压器
US9640315B2 (en) 2013-05-13 2017-05-02 General Electric Company Low stray-loss transformers and methods of assembling the same

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103680856B (zh) * 2013-12-25 2016-09-28 深圳银利电器制造有限公司 心柱与铁轭硅钢片切口垂直式电感器铁芯
EP3244511A1 (de) * 2016-05-09 2017-11-15 Siemens Aktiengesellschaft Rotorballen und verfahren zum herstellen eines rotorballens
BR112020021630B8 (pt) * 2018-04-23 2023-04-25 Hainan Jinpan Smart Tech Co Núcleo de transformador, transformador e método de montagem de um núcleo de transformador
CN117095915A (zh) * 2023-06-26 2023-11-21 西安西电变压器有限责任公司 铁心、铁心结构及变压器

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB218918A (en) 1923-09-18 1924-07-17 Gen Electric Improvements in and relating to electric transformers
DE1237677B (de) 1964-08-01 1967-03-30 Siemens Ag Magnetschildanordnung fuer geschichtete Eisenkerne von Transformatoren und Drosselspulen
US3464041A (en) * 1968-03-06 1969-08-26 Allis Chalmers Mfg Co Electrical transformer having leakage flux shield
US3614695A (en) 1970-09-24 1971-10-19 Westinghouse Canada Ltd Inductive apparatus with magnetic locking plates
US20040085174A1 (en) * 2002-11-01 2004-05-06 Decristofaro Nicholas J. Bulk laminated amorphous metal inductive device
AT413158B (de) 2003-12-09 2005-11-15 Va Tech Ebg Transformatoren Gm Elektrische maschine mit einer abschirmeinrichtung gegen magnetischen streufluss
DE102005008302A1 (de) 2005-02-16 2006-08-24 Siemens Ag Transformatorkern mit magnetischer Abschirmung

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB218918A (en) 1923-09-18 1924-07-17 Gen Electric Improvements in and relating to electric transformers
DE1237677B (de) 1964-08-01 1967-03-30 Siemens Ag Magnetschildanordnung fuer geschichtete Eisenkerne von Transformatoren und Drosselspulen
US3464041A (en) * 1968-03-06 1969-08-26 Allis Chalmers Mfg Co Electrical transformer having leakage flux shield
US3614695A (en) 1970-09-24 1971-10-19 Westinghouse Canada Ltd Inductive apparatus with magnetic locking plates
US20040085174A1 (en) * 2002-11-01 2004-05-06 Decristofaro Nicholas J. Bulk laminated amorphous metal inductive device
AT413158B (de) 2003-12-09 2005-11-15 Va Tech Ebg Transformatoren Gm Elektrische maschine mit einer abschirmeinrichtung gegen magnetischen streufluss
DE102005008302A1 (de) 2005-02-16 2006-08-24 Siemens Ag Transformatorkern mit magnetischer Abschirmung

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102648505A (zh) * 2009-11-20 2012-08-22 三菱电机株式会社 变压器
US9640315B2 (en) 2013-05-13 2017-05-02 General Electric Company Low stray-loss transformers and methods of assembling the same
US10153085B2 (en) 2013-05-13 2018-12-11 Abb Schweiz Ag Low stray-loss transformers and methods of assembling the same

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