DE846583C

DE846583C - Iron core for electrical devices, especially transformers, chokes or the like.

Info

Publication number: DE846583C
Application number: DEP34494A
Authority: DE
Inventors: Richard Dr-Ing Habil Elsner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1949-02-18
Filing date: 1949-02-18
Publication date: 1952-08-14

Description

Eisenkern für elektrische Geräte, insbesondere Transformatoren, Drosseln od. dgl. Die sog. kaltgereckten Eisenbleche mit magnetischer Vorzugsrichtung erweisen sich bei der Herstellung von Eisenkernen für . Transformatoren. Drosseln usw. als besonders günstig, wenn sie int kern soi angeordnet sind. dal.i die Magnetisierung nur in der \-orztigsrichtun@". also in der Richtung. in der die \lolekularnagnete ausgerichtet sind, erfolgt. In dieseln lalle ergibt sich eine wesentlich höhere Nlagnetisierbarkeit und auch kleinere f?isenverluste als bei den allgemein gebräuchlichen hochlegierten Siliciumblechen.Iron core for electrical devices, in particular transformers, chokes or the like. The so-called cold-drawn iron sheets with a preferred magnetic direction show in the manufacture of iron cores for. Transformers. Chokes etc. as particularly favorable if they are arranged int kern soi. dal.i the magnetization only in the \ -orztigsrichtun @ ". ie in the direction. in which the \ lolekularnagnete are aligned. In diesels there is a much higher rate Nlagnetizbarkeit and also smaller fish losses than with the commonly used high-alloy silicon sheets.

Nachteilig bei Gien kaltgereckten Blechen ist, dal3 sie bei einer Magnetiswrung quer zur Walzrichtung mehrfach li(iliere Verluste besitzen als in der Walzrichtung, ja selbst highere Verluste als olle üblichen hochlegierten Fisenbleche, Würde inan nun den Kern aus kaltgereckten Blechen in der lierkdirunlichen «'eise aufschichten und schachteln, dann er-,äl>en sich an den Kernecken sowie an den VI>ergangsstellen vom Schenkel zum Joch heriistücke. in denen der magnetische Fluß gekrümmt in den Blechen verläuft. Dadurch «-iirde aber die magnetische Induktion 1>ei ganz aus kaltgereckten Blechen bestehenden Kernen eine starke hoinl>onente quer zur Vorzugsrichtung erhalten. Dies wäre insofern nachteilig, weil dadurch his zu einem gewissen Grad der Vorteil der kaltgereckten Bleche wieder verlorenginge.The disadvantage of Gien cold-drawn sheets is that they are Magnetism several times across the rolling direction have lower losses than in the rolling direction, even higher losses than the usual high-alloy iron plates, Would inan now the core of cold-stretched sheet metal in the lierkdirunlichen "'ice Stack up and nest, then elbow, elbow at the core corners and at the transition points from the thigh to the yoke. in which the magnetic flux bends into the Sheet metal runs. As a result, however, the magnetic induction 1> would result entirely from cold-drawn Sheet metal cores are given a strong hoinl> onente perpendicular to the preferred direction. This would be disadvantageous in that it would be beneficial to a certain extent the cold-stretched sheets would be lost again.

LTm dieseln LTbelstand zu begegnen, wurde schon vorgeschlagen. die Eisenkerne nicht allein aus kaltgereckten Blechen, sondern aus einer Mischung dieser und den bisher üblichen siliciuinlegierten Blechen aufzubauen. Nach diesem Vorschlag sollten die Bleche mit magnetischer Vorzugsrichtung nur dort eingesetzt werden, wo der magnetische Fluß in der Walzrichtung verläuft, also in den Schenkeln und Jochstücken. Die üblichen Bleche dagegen sollten all den Übergangsstellen vom Schenkel zum Joch. also all den Stellen, alt denen der magnetische Fluß eine Krümmung erfährt, ver,#veridet werden. Zum Ausgleich der durch die Verwendung der weniger magrietisierbaren Eisenbleche an denÜhergangsstellen entstehenden Ungleichmäßigkeiten im Fluß wurde vorgeschlagen, die Kernteile aus normalem Eisenblech entsprechend zu verstärken.It has already been proposed to counter diesel fuel levels. the Iron cores not only from cold-drawn sheet metal, but from a mixture of these and the silicon-alloyed alloys that have been used up to now Build up sheet metal. To With this suggestion, the sheets with the preferred magnetic direction should only be used there where the magnetic flux runs in the rolling direction, i.e. in the legs and yoke pieces. The usual metal sheets, on the other hand, should all the transition points from Thigh to the yoke. that is, all those places where the magnetic flux bends learns, ver, # be veridet. To compensate for by using the less magrietisable iron sheets at the transition points resulting in unevenness In the river it was suggested that the core parts be made of normal sheet iron accordingly to reinforce.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lösung zu finden, die es gestattet, hei ganz aus Blechen mit lnaglietischer Vorzugsrichtung aufgebauten Eisenkernen den Vorteil der besseren Magnetisierbarkeit in der @ orschubrichtung voll auszunutzen.The object of the invention is to find a solution that allows ie iron cores made entirely of sheet metal with a preferred axial direction to take full advantage of the better magnetizability in the direction of advance.

Gemäß der Erfindung wird (lies dadurch erreicht, (laß die Blechstreifen in der für Bandkerne bekannteil Anordnung aufgeschichtet werden und die geraden Schenkelbleche mit den ebenfalls geraden Jochblechen an den Kernecken durch rechtwinklig vorgehogene Blechstreifen verbunden werden. Diese Eckbleche besitzen gemäß der weiteren Erfindung jeweils einen ihrer Lage im Kern entsprechenden Krii.mmungsradius und sind nach dein Biegen einer Wärmebehandlung, insbesondere einem Glühl)rozeß unterworfen worden.According to the invention, (read thereby achieved, (let the metal strips are stacked in the arrangement known for tape cores and the straight ones Leg plates with the also straight yoke plates at the core corners through right-angled pre-bent sheet metal strips are connected. These corner plates have according to the other Invention each have a radius of curvature and corresponding to their location in the core are subjected to a heat treatment, in particular an annealing process, after your bending been.

In derZeichnung ist derKernaufbau eines gemäß der Erfindung ausgeführten dreischenkeligenTransforniatorkerns dargestellt.In the drawing the core structure is one made in accordance with the invention three-legged transformer core shown.

Fig. i zeigt den Eisenkern in Seitenansicht und F ig. 2 im Schnitt durch die Schenkelmitte in Draufsicht.Fig. I shows the iron core in side view and Fig. 2 in section through the middle of the leg in plan view.

Mit i sind die Schenkelbleche und mit 2 die Jochbleche angedeutet. Sowohl Joch- wie Schenkelbleche sind gerade Blechstreifen. Die Eckbleche 3, die die Schenkel mit den Jochblechen verbinden, sind so gelingen, daß wohl Schenkel und Joche einen rechten Winkel miteinander einschließen, der Übergang selbst aber unter Einhaltung eines entsprechenden Krümmungsradius erfolgt. Dieser muß jeweils der Lage der Eckbleche im Kern entsprechen. Demzufolge nimmt der Krümmungsradius der Bleche von innen nach außen zu. Eine Besonderheit der Eckbleche ist jedoch, daß zum Kernaufbau nur vorgebogeneBleche, die nach dem Biegen einer Wärmebehandlung, insbesondere einem Glühprozeß unterworfenwurden, benutztwerden dürfen. Durch diese Maßnahme soll erreicht werden, daß alle zum Kernaufbau benutzten Bleche etwa gleiche \Iagnetisierungseigenschaften besitzen. Die durch den Biegevorgang evtl. mögliche Veränderung der BlecheigenschaftenwirdaufdieseWeise alsoweitgehendst ausgeschlossen. Die Aufeinanderschichtung der Kernbleche geschieht zweckmäßig in der für Bandkerne bekannten Weise, indem sich jeweils der nächstfolgende Blechstreifen an den vorhergehenden anschließt. Die Bleche schichten sich dadurch einer Spirale folgend aufeinander auf. All den Stoßflächen können die einzelnen Bleche stumpf aneinanderstoßen, oder sie können aber auch all diesen Stellen sich etwas überlappen. Die Benutzung von besonderen Eckblechen gestattet es. auch bei den nach Art der Bandkerne aufgebauten Eisenkernen den Jochteil erst nachträglich. beispielsweise nach Aufbringen der Wicklungen auf den Schenkel, einzufügen. Das Einschachteln der Joch- und Kernbleche ist in ähnlicher Weise wie bei den üblichen Eisenkernendurchführbar. BeiMehrschenkelkernen können zwei bzw. mehrere in der vorbeschriebenen Weise aufgebaute Kerne von einem äußeren, in gleicher Weise hergestellten Kern umfaßt werden, so wie dies beispielsweise die Fig. i bei einem Dreischenkelkern zeigt. Hier umfaßt der aus den Schenkelblechen io und den Jochblechen 20 sowie den Eckblechen 30 aufgebaute Kern die aus den Teilen r, 2, 3 hergestellten beiden inneren Eisenkerne. Selbstverständlich ist es auch möglich, den Kern dadurch aufzuschichten, daß man die einzelnen Bleche jeweils zu einem Viereck zusammensetzt, über das sich dann (las nächstfolgendeViereck auflegt, Iris die volle Kernstärke erreicht ist (s. Fig.3). Auch hier ist das Hinschachteln der Eckpartien in der bisher üblichen `'eise durchführbar.The leg plates are indicated with i and the yoke plates with 2. Both yoke and leg plates are straight metal strips. The corner plates 3, which connect the legs to the yoke plates, are so successful that legs and yokes form a right angle with one another, but the transition itself takes place while maintaining a corresponding radius of curvature. This must correspond to the position of the corner plates in the core. As a result, the radius of curvature of the metal sheets increases from the inside to the outside. A special feature of the corner plates, however, is that only pre-bent plates which, after bending, have been subjected to a heat treatment, in particular an annealing process, may be used to build the core. This measure is intended to ensure that all metal sheets used to build the core have approximately the same magnetization properties. The possible change in the sheet properties due to the bending process is excluded as far as possible. The core sheets are expediently stacked on top of one another in the manner known for tape cores, in that the next sheet metal strip follows the preceding one. As a result, the sheets are stacked on top of one another in a spiral. The individual metal sheets can butt against one another on all of the abutting surfaces, or they can also overlap somewhat in all of these locations. The use of special corner plates allows it. even in the case of the iron cores built up in the manner of the band cores, the yoke part was added later. for example, after applying the windings to the leg to insert. The nesting of the yoke and core sheets can be carried out in a similar way to the usual iron cores. In the case of multi-limb cores, two or more cores constructed in the manner described above can be encompassed by an outer core manufactured in the same way, as shown, for example, in FIG. 1 in the case of a three-limb core. Here, the core built up from the leg plates 10 and the yoke plates 20 and the corner plates 30 comprises the two inner iron cores made from the parts r, 2, 3. Of course, it is also possible to stack the core by putting the individual sheets together to form a square, over which the full core thickness is then achieved (see the next square, iris (see Fig. 3) of the corner sections can be carried out in the usual way.

Um bei der Kernherstellung den Schenkelquerschnitt etwa der Kreisform anzugleichen, werden, wie die Fig.2 erkennen läßt, die jeweils weiter der Kernmitte zu liegenden Schenkelbleche mit größerer Breite, sowie der gewünschte Schenkelquerschnitt es erfordert, ausgeführt. Bei dem erfindungsgemäßen Eisenkern ist (lies sehr leicht möglich und vor allem ohne Blechabfall.- Wollte man bei einem üblichen Bandkern die gleiche Blechabstufung im Schenkelteil erreichen, dann wäre dies nicht "nur recht umständlich und kostspielig, weil die in den Schenkelteilen zu liegen kommenden Blechpartien erst ausgeschnitten werden müßten, sondern es wäre darüber hinaus rnit dein Zuschneiden der Schenkelbleche auch eine beträchtliche Materialvergeudung verbunden.To make the leg cross-section roughly circular when manufacturing the core to be adjusted, as can be seen in FIG. 2, each further to the core center to lying leg plates with greater width, as well as the desired leg cross-section it requires running. With the iron core according to the invention (read very easily possible and, above all, without sheet metal waste reach the same sheet metal gradation in the leg part, then this would not be "only quite cumbersome and expensive because they come to lie in the thigh parts Sheet metal parts would have to be cut out first, but it would also be necessary Your trimming of the leg plates also entails a considerable waste of material.

Die Erfindung ist in verschiedener Hinsicht vorteilhaft. Vor allem können die grlten Eigenschaften der Bleche mit magnetischer Vorzugsrichtung voll ausgenutzt werden, und dadurch wird auch die damit verbundene Herabsetzung des aktiven Eisengewichts vollständig erreicht. Geräte mit solchen Eisenkernen werden also nicht nur kleiner und leichter, sondern sie ergeben damit in der Gesamtheit billigere Geräte und vor allem wegen ihrer kleinerenBauweise auch den Vorteil, daß sie leichter unterbringbar sind, was besonders in raumbeschränkten Orten, z. B. Bergwerken usw., voll großer Bedeutung sein kann. Ein wesentlicher Vorteil ist noch, daß sich Kerne gemäß der Erfindung leichter aufschichten lassen und daß (las Einschachteln der Joche und Eckteile keine besonderen Schwierigkeiten bereitet. Das umständliche 1)ur@lifädeln uhd Aufbringen der Wicklung auf den bisher üblichen Bandkern kommen dadurch völlig in Wegfall. Im Gegensatz zu den bisherigen Bandkernen ist bei dem Eisenkern gemäß der Erfindung auch noch sehr leicht eine rechteckige Kernform erzielbar. Bei den bekannten Bandkernen mußte diese Kernform erst nachträglich durch Pressen erzielt «erden. 13ei großen Randkernen wäre dieser Vorgang überhaupt nicht durclifwhrliar. Nach der Erfindung können also sogar die größten Kerne nuntnehr unschwer hergestellt werden. Wichtig ist noch, daß finit dein ertindutigsgemä.ßen Eisenkern ohne Schwierigkeit jede Schenkelque.rschnittsform erreichbar ist. Hierzu ist es. wie bereits angedeutet, lediglich notwendig, die Schenkelbleche entsprechend breit zuzuschneiden, was ohne Abfall möglich ist.The invention is advantageous in several ways. Above all can take full advantage of the greatest properties of sheet metal with a preferred magnetic direction be exploited, and thereby also the associated degradation of the active Iron weight fully reached. Devices with such iron cores are therefore not only smaller and lighter, but they result in cheaper overall Devices and, above all, because of their smaller design, the advantage that they are lighter can be accommodated, which is particularly important in space-constrained places, e.g. B. mines, etc., can be full of great importance. Another major advantage is that there are cores according to the invention can be stacked more easily and that (read boxing the Yokes and corner parts do not cause any particular difficulties. The cumbersome 1) ur @ lifädeln This completely eliminates the need for the winding to be applied to the tape core that has been customary up to now in omission. In contrast to the previous tape cores, the iron core is in accordance with According to the invention, a rectangular core shape can also be achieved very easily. Both known tape cores, this core shape had to be achieved later by pressing "earth. In the case of large marginal nuclei this process would not be continuous at all. To According to the invention, even the largest nuclei can now be produced without difficulty will. It is also important that the iron core is finite without difficulty every cross-sectional shape of the leg is achievable. For this it is. As already indicated, only necessary to cut the leg plates accordingly wide, what without Waste is possible.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Made of olfactory strips with a preferred magnetic direction layered rectangular iron: erii for electrical equipment, especially transformers, Chokes od. The like., Characterized in that the sheet metal strips in the known for Arrangement are stacked and the straight leg plates with the also straight Yoke plates connected at the core corners by pre-bent sheet metal strips which hold a radius of curvature corresponding to their respective position in the core and which, after bending, are subjected to heat treatment, in particular to an annealing process became.

2. iron core according to claim r, characterized in that with jacket or multi-legged cores two or more rectangular cores from an outer in the same Way divided rectangular core are enclosed.

3. Iron core according to claim i and 2, characterized in that to achieve an approximately round leg cross-section the leg plates have different widths depending on their position in the leg.