IRON CORE FOR TRANSFORMERS

Abstract: 1. An iron core for transformers consisting of very thin sheets of an amorphous material and having very low hysteresis losses, in which the core limb (3) and yokes (2) respectively consist of a plurality of juxtaposed sheet stacks (1) and the sheet stacks (1) interlock in the manner of brick-work at the junctions between the core flanks (3) and the yokes (2), characterised in that a plurality of sheets are securely joined to form column-shaped self-supporting sheet stacks (1) of constant shape ; that the sheets are stuck to one another within a sheet stack (1) ; that all the sheet stacks (1) have the same rectangular cross-section and only represent different parallelepipeds in respect of their length, so that all butt joints (4) at the junctions between the sheet stacks (1) are either at right angles or parallel to the axes of the core limbs.

Description: Eisenkern für Transformatoren Die Erfindung betrifft Eisenkerne für Transformatoren aus sehr dünnen Blechlamellen, beispielsweise aus amorphem Werkstoff1 mit sehr niedrigen Ummagnetisierungsverlusten. Die Eisenkerne für Transformatoren werden üblicherweise aus kaltgewalzten, kornorientSerten Kernblechen aufgebaut. Dabei werden wie in dem Buch "Die Transformatoren" von Küchler in der 2.Auflage auf den Seiten 13 und 14 angegeben ist, die Kernbleche verzapft so aufeinandergeschichtet, dass-die Stossstellen schichtweise gegeneinander versetzt sind. Die magnetische Richtungsempfindlich- keit der kaltgewalzten Kernbleche erzwingt dabei eine sorgfältige Einzelblechschachtelung, um die Ummagnetisierungsverluste besonders an den Kernecken und Knotenpunkten klein zu halten. Zur Erleichterung der Schichtarbeit werden unter Inkaufnahme einer verhältnismässig geringen Erhöhung der Ummagnetisierungsverluste die Bleche häufig auab paarweise verschachtelt aufeinandergeschichtet. Je nach Grösse der zulässigen Ummagnetisierungsverluste sind dabei die Stossstellen mit 900-Verzapfungen oder mit 450-Verzapfungen ausgeführt. Durch die DE-OS 29 14 123 ist es auch bekannt, Eisenkerne für Transformatoren aus amorphen Metallegierungen mit sehr niedrigen USmagnetisierungsverlusten auf zubauen. Kernbleche aus diesen amorphen Metallegierungen sind Jedoch noch dünner als das bisher übliche Transformatorblech und sind daher beim Schichten von Kernen nur schlecht handhabbar und erhöhen den erforderlichen Aufwand zum Schichten von Kernen auch durch die in Folge ihrer geringeren Stärke grössere Anzahl von erforderlichen Blechen. Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, für den Einsatz von Kernblechen mit sehr geringer Blechdicke und mit extrem niedrigen Ummagnetisierungsverlusten einen Kernaufbau anzugeben, der eine technisch befriedigende und wirtschaftliche Fertigung auch sehr grosser Transformatorkerne zulässt. Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass jeweils eine Vielzahl von Blechlamellen zu säulenförmigen sich selbst tragenden formbeständigen Blechpaketen fest zusammengefügt ist, dass die Kernschenkel und die Joche jeweils aus mehreren aneinanderliegenden Blechpaketen zusammengesetzt sind und dass die Blechpakete an den Knotenstellen zwischen den Kernschenkeln und den Jochen nach Art eines Ziegelmauerverbandes ineinandergreifen. Dabei sind vorteilhafterweise die Blechlamellen innerhalb eines Blechpaketes miteinander verklebt. Nach zweckmässigen Weiterbildungen der Erfindung weisen alle Blechpakete--én gleichen rechteckigen Querschnitt auf und stellen lediglich hinsichtlich ihrer Länge unterschiedliche Quader dar und sind alle Stossfugen zwi- schen den Blechpaketen an den Knotenstellen entweder rechtwinklig oder parallel zu den Kernschenkelachsen. Diese Ausführung ist besonders bei Werkstoffen ohne magnetische Vorzugsrichtung, insbesondere bei amorphen Werkstoffen, zweckmässig. Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die jeweils einen Kernschenkel bildenden Blechpakete lagerichtig aufeinandergelegt als Wickelkern für eine zugehörige Wicklung dienen und dass diese Wicklung als Bandage die Blechpakete zusammenhält. Dabei werden die Blechpakete beider Joche erst nach dem Aufbringen aller Wicklungen auf die Kernschenkel in die entsprechende Aussparungen der Kernschenkel eingesetzt und sind die Blechpakete in den Knotenstellen untereinander durch Kleben oder sonstige mechanische Vorrichtungen zusammengehalten. Der erfindungsgemaBe Kernaufbau aus säulenförmigen Blechpaketen erlaubt in sehr vorteilhafter Weise eine Vorfertigung dieser sehr robusten und verhältnismässig unempfindlichen Baugruppen auch aus für sich allein jeweils ver haltnismässig empfindlichen sehr dünnen Blechen, so dass ein wirtschaftlicher Aufbau von grossen Transformatorkernen, beispielsweise aus in jüngerer Zeit entwickelten Blechen aus amorphem Werkstoff, mit sehr niedrigen Ummagnetisierungsverlusten ermöglicht ist. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Fig. 1 zeigt die Verzapfung eines Joches mit einem Endschenkel und Fig. 2 die Verzapfung eines Mittelschenkels mit Jochen. Blechpakete 1 sind in nicht näher dargestellter Art und Weise aus einer Vielzahl von untereinander gleich grossen, sehr dünnen Blechlamellen zusammengefügt und haben die Form von Quadern. Die Blechlamellen bestehen aus amorphem, ferromagnetischen Werkstoff und sind erheblich dünner als Blechlamellen aus kornorientiertem Transformatorblech. Alle Blechpakete 1 von Kernschenkein3 und Jochen 2 desselben Eisenkerns haben vorzugsweise den gleichen Querschnitt, beim dargestellten Ausführungsbeispiel ein lang gestrecktes Rechteck. Die Kernschenkel 3 und die Joche 2 sind aus unterschiedlich langen und/oder in Langsrich tung gegeneinander versetzten Blechpaketen 1 zusammenge- setzt. Demzufolge bildet an den Knotenstellen des Eisen kerns jeweils abwechselnd ein Blechpaket 1 einen Zapfen und das nächste Blechpaket 1 mit seiner Stirnfläche den Grund einer Nut. Durch entsprechende Schichtung der Blechpakete 1 sind die Kernschenkel 3 an den Knotenstellen mit den Jochen 2 verzapft, wobei alle Stossfugen zwi schen einander benachbarten Blechpaketen 1 entweder parallel oder rechtwinklig zu den Xernschenkelachsen sind. Zwischen den jeweils den Grund einer Nut darstellenden Stirnflächen eines Blechpaktes 1 und dem in diese Nut eingrinden Zapfen ist zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen ein kleiner LuStspaWt vorgesehen. Die Blechlamellen in den einzelnen Blechpaketen 1 sind miteinander verklebt oder werden durch Bolzen aus vorzugsweise unmagnetischem Werkstoff zusammengehalten und bilden dadurch rationell in einer Vorfertigung herstellbare Bausteine für die Eisenkerne von Transformatoren. Der mechanische Zusammenhalt der Blechpakete 1 in den Kernschenkeln 3 und den Jochen 2 erfolgt in üblicher Weise in einem Pressgestell unter anderem unter Zuhilfenahme ?von Presseisen und Bandagen. Die Presskraft zwi.Zusaxnmenhalt der Blechpakete 1 in den einzelnen Eernschenkeln 3 kann in vorteilhafter Weise durch unmittelbar auf die Kernschenkel aufgebrachte Trans formatorwicklungen übernommen sein. Bei der letztgenann ten Ausführung werden dann sowohl die Blechpakete 1 des unteren als auch des oberen Joches erst nach dem Auf bringen der Wicklungen auf die Kernschenkel 3 mit deren Enden verzapft. 2 Figuren 7 Patentansprüche

Claims: Patentansprüche 1. Eisenkern für Transformatoren aus sehr dünnen Blechlamellen, beispielsweise aus amorphem Werkstoff, mit sehr niedrigen Ummagnetisierungsverlusten, d a d u r c h gekennzeichnet, - dass jeweils eine Vielzahl von Blechlamellen zu säulen- förmigen sich selbst tragenden, formbeständigen Blech paketen (1) fest zusammengefügt ist, - dass Kernschenkel (3) und Joche (2) jeweils aus mehreren aneinanderliegenden Blechpaketen (1) zusammengesetzt sind und - dass die Blechpakete (1) an den Knotenstellen zwischen den Kernschenkeln (3) und den Jochen (2) nach Art ei nes Ziegelmauerwerks ineinandergreifen. 2. Eisenkern nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Blechlamellen innerhalb eines Blechpaketes (1) miteinander verklebt sind. 3. Eisenkern nach Anspruch 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n z e ,:c h n e t , dass alle Blechpakete (1) den gleichen rechteckigen Querschnitt aufweisen und lediglich hinsichtlich ihrer Lange unterschiedliche Quader darstellen. 4. Eisenkern nach Anspruch 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass alle Stossfugen (4) zwischen den Blechpaketen (1) an den Knotenstellen entweder rechtwinklig oder parallel zu den Kernschenkelachsen sind. 5. Eisenkern nach Anspruch 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e:t , däss die jeweils einen Kernschenkel (3) bildenden Blechpakete (1) lagerichtig aufeinandergelegt als Wickelkern für eine zugehörige Wicklung dienen und dass diese Wicklung als Bandage die Blechpakete (1) zusammenhält. 6. Eisenkern nach Anspruch 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Blechpakete (1) beider Joche (2) erst nach dem Aufbringen aller Wicklungen auf die Kernschenkel in die entsprechenden Aussparungen der Kernschenkel (3) eingesetzt sind. 7. Eisenkern nach Anspruch 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Blechpakete (1) in den Knotenstellen untereinander durch Kleben verbunden sind.

Inventors: PFEIFFER, RICHARD, DR. DIPL.-ING., ZAHORKA, RUDOLF, DR. DIPL.-ING.
Applicants: TRANSFORMATOREN UNION AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1982
Main classification: H01F27
IPC codes: H01F27