WO2011154235A1 - 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

Info

Publication number
WO2011154235A1
WO2011154235A1 PCT/EP2011/058129 EP2011058129W WO2011154235A1 WO 2011154235 A1 WO2011154235 A1 WO 2011154235A1 EP 2011058129 W EP2011058129 W EP 2011058129W WO 2011154235 A1 WO2011154235 A1 WO 2011154235A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
core ring
core
angle
cut
band
Prior art date
Application number
PCT/EP2011/058129
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Benjamin Weber
Jasmin Smajic
Martin Carlen
Lise Donzel
Stephane Schaal
Thorsten Steinmetz
Original Assignee
Abb Technology Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Abb Technology Ag filed Critical Abb Technology Ag
Publication of WO2011154235A1 publication Critical patent/WO2011154235A1/de

Links

Classifications

    • 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

  • Core ring of a transformer or a choke which is designed as a winding core
  • 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 core ring is annealed.
  • the core ring is coated with resin to make it mechanically more stable.
  • the core ring is opened to mount the coils.
  • the core ring is closed again after coil assembly.
  • 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 a first angle ⁇ to Surface of the band and a second angle ß is introduced to the end face or the two end faces of the core ring.
  • the core is first wound from a continuous sheet and then preferably divided by one or more laser cuts in layers individual sheets.
  • the sectional profile along the end face or the end faces, which is described by the angle ⁇ , is predominantly determining the layerability of the sheets when opening or closing the core.
  • the intersection along the surface of the respective metal sheets, which is described by the angle ⁇ , among other things, leads to an increase in the sectional area for a given local cross-section of the cut-through region of the core ring. This allows an easier flux transition and thereby reduces the core losses or the magnetizing current. This is particularly important in a core ring formed of an amorphous material
  • the first angle ⁇ extends in the range between 5 ° and 175 ° to the surface of the strip.
  • the cut would require too great a length of a formed yoke or leg of the core ring.
  • the second angle ⁇ amounts in the range between 10 ° and 80 ° to the end face of the core ring or therefore also in the range of 100 ° and 170 °.
  • 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 may be formed of an amorphous core material or of a grain-oriented or non-grain-oriented core sheet.
  • amorphous core material is characterized by lower core losses.
  • the cut can be composed of at least two partial sections or formed in the shape of a staircase. Such as in the broadest sense as toothing to be designated arrangement increases, inter alia, the mechanical stability.
  • Fig. 1 is a side view of a core ring of a transformer or a
  • Throttle Fig. 2 is a view of the top of a core ring of a transformer or a throttle
  • Fig. 3 is a side view of an open core ring
  • Fig. 4 is a side view of an open core ring with deferred
  • FIG. 5 is a side view of a transformer with closed core ring
  • FIG. 6-8 different views on an end face of a core ring with different sections
  • Fig. 1 is a side view of a core ring of a transformer or a throttle is shown. It can be seen a first (left) end face 5 of the core ring 2 and 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, the core ring is cut at a predetermined angle a1 relative to the bottom 3 of the core ring 2 by means of a straight cut 6. 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.
  • Fig. 2 is a view is shown on the top of a core ring of a transformer or a choke.
  • 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 laser 29 used to introduce the cut 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 is shown, in turn, 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 a side view of an open core ring is shown 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 at each core ring of a 3-phase Transformer with cores consisting of four rings or according to "Evans design" suitable.
  • FIGS. 6-8 show various views of an end face of a core ring with different cuts.
  • 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 a first partial section 7 runs from the underside 3 to approximately the middle of the total layer height with an angle a1 relative to the underside 3.
  • This first partial section 7 is followed second partial section 8, which extends at an angle a2 relative to the bottom 3 to the top 4.
  • the section is formed from four partial sections and a first partial section 9 extends from the underside 3 over approximately 25% of the section Total layer height with an angle a1 with respect to the bottom 3.
  • a first partial section 9 extends from the underside 3 over approximately 25% of the section Total layer height with an angle a1 with respect to the bottom 3.
  • a second partial section 10 which extends at an angle a2 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 a1 to about 75% of the total layer height.
  • a fourth, extending to the top 4 partial section 12 connects at an angle a2.
  • angle a3 ⁇ angle a1 or angle ⁇ 4 angle a2 can be realized.
  • a step-shaped section 13 can be seen, with a general direction shown dotted according to an angle a1 relative to the underside 3.
  • the core rings produced according to the embodiments of FIGS. 6, 7, 8 have the advantage of increased mechanical strength with the core ring closed due to the mutual support provided by the partial cuts compared with a straight cut 6 according to FIG effective directions.
  • Figs. 9-13 various views are shown on top of a core ring with different sections.
  • 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.
  • a straight cut 17 extends at an angle ⁇ 1 relative to the first (left) band edge 5 of the band over the entire bandwidth of the first (FIG. left) band edge 5 to the second (right) band edge 15th
  • the section is formed from two partial sections and a first partial section 18 extends at an angle ⁇ 1 relative to the first (left) band edge 5 approximately to the center of the band.
  • This second partial section 18 is adjoined by a second partial section 19, which is connected at an angle ⁇ 2. gene on the first (left) band edge 5 extends to the second (right) band edge 15 of the band.
  • the two partial cuts 18, 19 are approximately the same length, in the exemplary embodiment according to FIG. 11, two partial sections of different lengths are shown, namely a shorter partial section 20, followed by a longer partial section 21.
  • 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 section 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 are related on the first (left) band edge 5.
  • the cut has an angle between typically 5 ° and 90 ° to the front side or end face of the core ring. This allows a much simpler layering of the core ring, in practice the entire core ring can be closed in one step.
  • the cutting direction has an angle typically between 5 ° and 90 ° to the surface of the belt.
  • 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.
  • the core ring is z. B. coated with resin to make it mechanically stable.
  • 29 laser a1, 2 angle to the surface of the belt, for example, based on the bottom 3 of the core ring. 2

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen 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 ersten Winkel α zur Oberfläche des Bandes und einem zweiten Winkel ß zur Stirnfläche des Kern-Rings (2) eingebracht ist.

Description

Kern-Ring eines Transformators oder einer Drossel, welcher als Wickelbandkern ausgebildet ist
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 ) 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) Die Bänder werden gestapelt. Um die Stufen herzustellen, müssen die Bündel mit Versatz platziert werden.
3) Die gesamte Schichtung wird manuell in die gewünschte Kernform gebracht.
4) Der Kern-Ring wird geglüht.
5) Der Kern-Ring wird mit Harz beschichtet, um ihn mechanisch stabiler zu machen.
6) Der Kern-Ring wird geöffnet, um die Spulen montieren zu können.
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 ersten Winkel α zur Oberfläche des Bandes und einem zweiten Winkel ß zur Stirnfläche beziehungsweise den beiden Stirnflächen des Kern-Rings eingebracht ist.
Hierbei ist davon auszugehen, dass der Kern zunächst aus einem durchgehenden Blech gewickelt ist und danach vorzugsweise durch einen oder mehrere Laserschnitte in lagenweise Einzelbleche geteilt wurde.
Der Schnittverlauf entlang der Stirnfläche beziehungsweise der Stirnflächen, welcher durch den Winkel α beschrieben ist, ist überwiegend bestimmend für die Schichtbar- keit der Bleche beim Öffnen beziehungsweise Schließen des Kernes. Der Schnittverlauf entlang der Oberfläche der jeweiligen Bleche, welcher durch den Winkel ß beschrieben ist, führt unter anderem zu einer Erhöhung der Schnittfläche bei gegebenem lokalen Querschnitt des durchschnittenen Bereichs des Kern-Rings. Dies erlaubt einen leichteren Fluss-Übergang und reduziert dadurch die Kernverluste beziehungsweise den Magnetisierungsstrom. Dies ist insbesondere bei einem aus einem amorphen Material gebildeten Kern-Ring von Wichtigkeit
Entsprechend einer bevorzugten Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Kern- Rings verläuft der erste Winkel α im Bereich zwischen 5° und 175° zur Oberfläche des Bandes. Bei Winkelbereichen um 0° und um 180° würde der Schnitt eine zu große Länge eines gebildeten Jochs oder Schenkels des Kern-Rings erfordern. Entsprechend einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kern-Rings verläuft der zweite Winkel ß betragsmäßig im Bereich zwischen 10° und 80° zur Stirnfläche des Kern-Rings beziehungsweise also auch im Bereich von 100° und 170°. Hier ist der Bereiche um 90° zu vermeiden, weil er zu keiner Vergrößerung der Schnittfläche führt.
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.
Das Band kann aus einem amorphen Kernmaterial oder aus einem kornorientierten oder nicht-kornorientierten Kernblech gebildet sein. Insbesondere amorphes Kernmaterial zeichnet sich durch geringere Kernverluste aus.
Der Schnitt kann sich aus mindestens zwei Teilschnitten zusammensetzen oder trep- penförmig ausgebildet sein. Eine derartige im weitesten Sinne als Verzahnung zu bezeichnende Anordnung erhöht unter anderem die mechanische Stabilität.
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 a1 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 ange- deutet. 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 a1 bezogen auf die Unterseite 3. An diesen ersten Teilschnitt 7 schließt sich ein zweiter Teilschnitt 8 an, welcher sich mit einem Winkel a2 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 a1 bezogen auf die Unterseite 3. An diesen ersten Teilschnitt 9 schließt sich ein zweiter Teilschnitt 10 an, welcher sich mit einem Winkel a2 bezogen auf die Unterseite 3 bis zur Mitte der Gesamt-Schichthöhe erstreckt. An diesen zweiten Teilschnitt 10 schließt sich ein dritter Teilschnitt 1 1 an, welcher sich mit einem Winkel a1 bis etwa 75% der Gesamt-Schichthöhe erstreckt. An den dritten Teilschnitt 1 1 schließt sich ein vierter, bis zur Oberseite 4 verlaufender Teilschnitt 12 unter einem Winkel a2 an. Selbstverständlich können beim dritten Teilschnitt 1 1 respektive beim vierten Teilschnitt 12 auch Winkel a3 ^ Winkel a1 respektive Winkel α4 Winkel a2 realisiert werden.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 ist ein treppenförmiger Schnitt 13 zu erkennen, mit einer gepunktet dargestellten generellen Richtung gemäß einem Winkel a1 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 ß1 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 ß1 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 ß2 bezo- gen 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. 1 1 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 ß1 , ß2, ß3 bezogen auf die erste (linke) Bandkante 5 auf.
Allgemein ergibt sich bei den gemäß den Ausführungsbeispielen der Figuren 10, 1 1 , 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: a) Wickeln der Kern-Ringe auf einen geeigneten Dorn. Die Kern-Ringe werden direkt in ihre benötigte Form gebracht. 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:
A) Der Schnitt hat einen Winkel zwischen typisch 5° und 90°zur Frontseite respektive Stirnseite des Kern-Rings. Dies erlaubt ein stark vereinfachtes Zu- schichten des Kern-Rings, praktisch kann der gesamte Kern-Ring in einem Schritt geschlossen werden.
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.
C) Die Schnittrichtung hat einen Winkel typisch zwischen 5° und 90° zur Oberfläche des Bandes.
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.
E) Beide Methoden gemäß B) und D) und können auch gut miteinander kombiniert werden.
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:
(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.
(ii) Durch Ändern des Winkels des Lasers und ggf. seiner Position.
(iii) Durch Anwendung mehrerer Laser ohne Neupositionierung.
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 ) Wickeln der Kern-Ringe auf einen geeigneten Dorn. Die Kern-Ringe werden direkt in ihre benötigte Form gebracht.
2) Der Kern-Ring wird geglüht.
3) Der Kern-Ring wird z. B. mit Harz beschichtet, um ihn mechanisch stabiler zu machen.
4) Der Kern-Ring wird geschnitten und dabei geöffnet.
5) Die Spulen werden montiert.
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
1 1 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 a1 ,2 Winkel zur Oberfläche des Bandes, beispielsweise bezogen auf die Unterseite 3 des Kern-Rings 2
ß1 ,2 Winkel bezogen auf erste (linke) Stirnfläche des Kern-Rings respektive erste (linke) Bandkante des Bandes

Claims

Patentansprüche
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 ersten Winkel α zur Oberfläche des Bandes und einem zweiten Winkel ß zur Stirnfläche des Kern-Rings (2) eingebracht ist.
2. Kern-Ring (2) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Band aus einem amorphen 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 einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Winkel α im Bereich zwischen 5° und 175° zur Oberfläche des Bandes verläuft.
5. Kern-Ring (2) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Winkel ß betragsmäßig im Bereich zwischen 10° und 80° zur Stirnfläche des Kern-Rings (2) verläuft.
6. Kern-Ring (2) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Schnitt aus mindestens zwei Teilschnitten zusammensetzt.
7. Kern-Ring (2) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schnitt treppenförmig ausgebildet ist.
8. Kern-Ring (2) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schnitt in Form von mindestens zwei Teilschnitten zwischen den Bandkanten verläuft.
9. Kern-Ring (2) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schnitt bogenförmig zwischen den Bandkanten verläuft.
10. Kern-Ring (2) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schnitt wellenförmig zwischen den Bandkanten verläuft.
1 1 . Kern-Ring (2) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Schnitt aus mehreren nicht-linearen Linienteilen zusammensetzt.
PCT/EP2011/058129 2010-06-08 2011-05-19 Kern-ring eines transformators oder einer drossel, welcher als wickelbandkern ausgebildet ist WO2011154235A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP10005875A EP2395520A1 (de) 2010-06-08 2010-06-08 Kern-Ring eines Transformators oder einer Drossel, welcher als Wickelbandkern ausgebildet ist
EP10005875.9 2010-06-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2011154235A1 true WO2011154235A1 (de) 2011-12-15

Family

ID=43088187

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2011/058129 WO2011154235A1 (de) 2010-06-08 2011-05-19 Kern-ring eines transformators oder einer drossel, welcher als wickelbandkern ausgebildet ist

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP2395520A1 (de)
WO (1) WO2011154235A1 (de)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB696346A (en) * 1950-11-03 1953-08-26 Asea Ab Process for manufacturing divided wound magnetic cores for transformers and similar apparatus
GB752112A (en) * 1953-02-17 1956-07-04 Gen Electric Improvements in and relating to electric induction apparatus
US2942218A (en) * 1952-08-08 1960-06-21 Mc Graw Edison Co Core for electromagnetic induction apparatus
EP0256347A1 (de) * 1986-08-15 1988-02-24 Asea Brown Boveri Inc. Verfahren zur Herstellung eines Magnetkernes
US4972168A (en) * 1989-01-03 1990-11-20 Abb Power T & D Company, Inc. Transformers and cores for transformers

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB696346A (en) * 1950-11-03 1953-08-26 Asea Ab Process for manufacturing divided wound magnetic cores for transformers and similar apparatus
US2942218A (en) * 1952-08-08 1960-06-21 Mc Graw Edison Co Core for electromagnetic induction apparatus
GB752112A (en) * 1953-02-17 1956-07-04 Gen Electric Improvements in and relating to electric induction apparatus
EP0256347A1 (de) * 1986-08-15 1988-02-24 Asea Brown Boveri Inc. Verfahren zur Herstellung eines Magnetkernes
US4972168A (en) * 1989-01-03 1990-11-20 Abb Power T & D Company, Inc. Transformers and cores for transformers

Also Published As

Publication number Publication date
EP2395520A1 (de) 2011-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3790165C2 (de) Verfahren zum Herstellen eines Transformatorkerns sowie gewickelter Transformatorkern
DE1613628A1 (de) Zweiteiliger Eisenkern,insbesondere fuer Transformatoren
DE749247C (de) Aus bandfoermigem Material hergestellter Wickelkern fuer magnetische Zwecke, insbesondere fuer auf Kabel aufsetzbare Drosselspulen, mit einem den Kern auftrennenden Luftspalt
DE1614077B2 (de) Verfahren zur herstellung eines lamellenkerns
EP2260494B1 (de) Transformatorkern
DE1514952A1 (de) Lamellen-Magnetkern fuer induktive Geraete,insbesondere Transformatoren,sowie Verfahren zu seiner Herstellung
WO2011154235A1 (de) Kern-ring eines transformators oder einer drossel, welcher als wickelbandkern ausgebildet ist
EP3738133B1 (de) Kern für einen transformator
DE2658665A1 (de) Kernblech fuer mantelkerne, vorzugsweise fuer transformatoren
DE2642843A1 (de) Transformator und verfahren zu seiner herstellung
WO2009156294A1 (de) Statorkern für eine elektrische maschine
DE1015548B (de) Verfahren zur Herstellung von geschlossenen UEbertragerkernen aus bandfoermigem magnetisierbarem Material
DE875240C (de) Flachbandwicklung
DE3005567A1 (de) Kernbleche, insbesondere fuer transformatoren
DE4036275A1 (de) Ringfoermiger spulenkoerper fuer klein- und sicherheitstranformatoren und verfahren zu seiner herstellung
DE2755218A1 (de) Kernblech fuer mantelkerne, insbesondere fuer transformatoren
DE599955C (de) Magnetkern ohne Blechstoss, insbesondere Wandlerkern
DE856017C (de) Magnetkern fuer elektrische Induktionsgeraete
DE3645282C2 (de) Verfahren zum Herstellen eines Transformatorkerns und danach erhaltener gewickelter Transformatorkern
DE2028849A1 (de) Verfahren zum Herstellen einer Umhüllung fur den Spulenkern eines Relais
DE1538977C3 (de)
DE10127556A1 (de) Metallischer Draht
DE3233308C2 (de)
DE3323958A1 (de) Transformator mit einem aus blechlamellen zusammengesetzten eisenkern
CH226858A (de) Verfahren zum Aufbringen von Wickelkernen mit nicht kreisförmigem Wickelfenster auf Spulen, z. B. auf Wicklungen von Transformatoren und Drosseln.

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11720493

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 11720493

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1