CH290106A - Geschichteter Magnetkern. - Google Patents

Description

  Geschichteter     Magnetkern.       Bei manchen Arten von Magnetkernen bil  det der Temperaturanstieg des Kernmaterials  infolge der     Hysterese-    und     Wirbelstromver-          histe    eine schwerwiegende Schranke für den  Konstrukteur. Um     Wirbelstromv        erluste    zu  verringern, sind viele Magnetkerne aus Stanz  blechpaketen aufgebaut.  



  Um den Anstieg der Temperatur gering zu  halten, kann der     Hystereseverlust    durch Ver  grössern der     Kernquerschnittsfläche    verrin  gert werden, so dass die     Kern-Flussdichte    klein  ist. Dadurch werden jedoch grössere Mengen  von Kernmaterial und Kupfer erforderlich,  da der Leiterquerschnitt mit der mittleren       Windungslänge    vergrössert werden muss, um  die Wicklungsverluste innerhalb vernünftiger       (Irenzen    zu halten.  



  Es ist schon vorgeschlagen worden, zwi  schen aufeinanderfolgenden Schichten Kühl  kanäle vorzusehen, damit ein Kühlmittel   <B>öl</B> oder Luft. - in den Kern gelangen kann.  Der Wärmeübergang vom Kern in diese Ka  näle ist jedoch wegen der zwischen benachbar  ten Schichten eingesetzten Isolation zum Be  schränken der Wirbelströme gering.  



  Es ist weiter bekannt, Kerne mit quer zu  den Schichten angeordneten Kanälen zu kon  struieren, damit von jeder Schicht Wärme     t     durch ihren Rand abgeführt werden kann.  Das dadurch erzielte Ergebnis wurde aber  infolge Schwierigkeiten in der Herstellung  eines     umbehinderten    Weges für den Durch  fluss des Kühlmittels verschlechtert.

      Der geschichtete Magnetkern gemäss vorlie  gender Erfindung mit wenigstens einem  durch eine koaxiale elektrische Wicklung     ma-          gnetisierbaren    Schenkel und mit Jochen am  Ende eines jeden Schenkels zur Führung eines  in dem bewickelten Schenkel induzierten ma  gnetischen Flusses, wobei auch die Joche in  Ebenen parallel zu den Ebenen der Eisen  bleche der zugehörigen bewickelten Schenkel  lamelliert sind, ist dadurch gekennzeichnet,  dass jeder bewickelte Schenkel einen Kühl  kanal besitzt, der sich in einem Winkel zur  Ebene der geschichteten Kernbleche wenig  stens auf die Länge der Wicklung durch den  Schenkel erstreckt, dass der ein Joch bildende  Stapel von Blechen aus einem mittleren,

   zwi  schen zwei äussern Teilen liegenden     Teil    aus  Blechen grösserer Breite hergestellt ist als die  äussern Teile, während die geschichteten Ble  che der äussern Teile abgestuft schmäler sind,  je weiter sie vom mittleren Teil entfernt lie  gen, wobei die Kanten der geschichteten Ble  che der äussern Teile in Richtung der     Wick-          hing    von dieser um einen Abstand distanziert  sind, der im gleichen Masse zunimmt, wie die  Breite der Schichtung abnimmt, so dass der  freie Zu- und Abfluss zu und aus dem Kanal  am Ende der Wicklung erleichtert wird.  



  Die Wicklungen werden gewöhnlich sepa  rat auf einer Schablone gewickelt, bevor sie  auf die Kernschenkel gelegt werden, und er  strecken sich annähernd bis zum Joch, so dass  die maximale     Kernschenkellänge    zur Auf-           nahme    der Wicklungswindungen zur Ver  fügung steht.  



  Die Erfindung ist auf öl- und auf luft  gekühlte Kerne anwendbar. Der Kühlmittel  fluss kann durch die     ungleiehmässige    Erwär  mung des Kühlmittels eintreten oder mittels  Gebläsen bzw. Pumpen herbeigeführt werden.  



  Die verbesserten Kühleigenschaften des  Kernes nach der vorliegenden Erfindung er  möglichen die Anwendung erhöhter     Flussdich-          ten    oder die Verwendung billigerer Qualitäten  von magnetischem Material.  



  Der Kühlkanal durch die Kernschenkel  kann dadurch gebildet werden, dass jeder be  wickelte Schenkel aus zwei voneinander ab  stehenden Blechpaketen aufgebaut wird.  



  Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung  ist in der Zeichnung veranschaulicht. Es zei  gen:       Fig.l    eine perspektivische     Ansicht    eines  Teils eines Leistungsumformers mit einem Teil  eines Kernschenkels und zugehöriger Wick  lung an der     Verbindungsstelle    mit einem  Joch,       Fig.2    einen     Querschnitt    (verkleinert) in  der Ebene     II-II    der     Fig.    1, und       Fig.    3 ist ein Querschnitt durch den Schen  kel.  



  Der     Magnetkern    weist einen aus gestanz  ten Blechen aufgebauten Schenkel 1 auf. Der       gezeigte    Schenkel 1 ist abgestuft, so dass die  äussern Punkte seines Querschnittes nahe  einem Kreis liegen, der etwa dem     Innenkreis     einer den Kern 1 umgebenden isolierten Scha  blone 2 entspricht, die eine mit dem Schenkel  1 koaxiale elektrische Wicklung 3 trägt. Der  in der Wicklung 3 fliessende Strom magneti  siert somit den Schenkel 1.  



  Der magnetische Fluss im Schenkel 1 wird  durch ein ebenfalls aus Blechschichten auf  gebautes Joch 4 nach andern Kernteilen ge  leitet.  



  Um das Eisen des Schenkels 1 weitgehend  ausnützen zu können, ist ein den Schenkel 1  senkrecht zu den Schichtebenen durchsetzen  der Kühlkanal 5 vorgesehen.  



  Das Joch 4 weist einen Querschnitt auf,  der, wie in     Fig.    2 gezeigt ist, nach innen tra-         pezförinig    abgestuft ist, so dass die Quer  schnitthöhe des Joches von der Mitte zur Seite  stufenweise abnimmt. Damit aber nicht zu  viele verschiedene Blechschnitte erforderlich  sind, sind sowohl Schenkel 1 wie Joch 4 in  gleicher Weise und nicht. allmählich, sondern  grob abgestuft.  



  Die     Querschnittsform    des Joches 4 erlaubt  dem Kühlmittel einen beinahe ungehinderten       Zufluss    in bzw.     Abfluss    aus dem Kühlkanal 5  durch die offenen Enden der Schablone 2. Das  Kühlmittel fliesst daher schnell durch den  Schenkel 1, und die Wärmeabfuhr ist     aLisge-          zeichnet.     



  Die Erfindung eignet sieh besonders für  Leistungstransformatoren, wo die damit er  zielten Einsparungen hinsichtlich Kupfer, Ei  sen und Raum den Vorteil der Erfindung  sofort ersichtlich machen.  



  Zwischen benachbarten Paaren von Schen  kelschichten können Abstandhalter vorgesehen  sein, um im Sehenkel parallel zu den Schich  ten weitere Kühlkanäle zu bilden.  



  Bei gewissen Anwendungen ist es auch vor  teilhaft, die Schenkel so zu konstruieren, dass  der Kühlkanal abgestuft und an der Schenkel  oberfläche breiter als am Zentrum ist. Das  Kühlmittel kann daher leichter in den Kühl  kanal ein- und aus diesem austreten. Eine  solche Anordnung ist speziell bei Beispielen  anwendbar, wo die Schenkel     luftgekühlt    sind.  



  Weitere Vorteile des Erfindungsgegenstan  des sind darin zu finden, dass Schichten  schmäler als normal verwendet werden kön  nen, wodurch die Verluste im Eisen verringert  werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Geschichteter Magnetkern mit wenigstens einem durch eine koaxiale elektrische Wick lung magnetisierbaren Schenkel und mit Jo chen am Ende eines jeden Schenkels zur Füh rung eines in dem bewickelten Schenkel indu zierten magnetischen Flusses, wobei auch die Joche in Ebenen parallel zu den Ebenen der Eisenbleche der zugehörigen bewickelten Schenkel lamelliert sind, dadurch gekenn zeichnet, dass jeder bewickelte Schenkel einen Kühlkanal besitzt, der sieh in einem Winkel zur Ebene der geschichteten Kernbleche we nigstens auf die Länge der Wicklung durch den Schenkel erstreckt, dass der ein Joch bil dende Stapel von Blechen aus einem mittleren, zwischen zwei äussern Teilen liegenden Teil aus Blechen grösserer Breite hergestellt ist als die äussern Teile,

   während die geschichteten Bleche der äussern Teile abgestuft schmäler sind, je weiter sie vom mittleren Teil entfernt liegen, wobei die Kanten der geschichteten Bleche der äussern Teile in Richtung der Wicklung von dieser um einen Abstand di stanziert sind, der im gleichen Masse zunimmt, wie die Breite der Schichtung, abnimmt, so dass der freie Zu- und Abfluss zu und aus dem Kanal am Ende der Wicklung erleichtert wird. UNTERANSPRÜCHE 1. Geschichteter Magnetkern nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal durch einen bewickelten Schenkel senk recht zur Ebene der geschichteten Teile des Schenkels liegt.

   2: Geschichteter Magnetkern nach Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Joch die in Fig.2 gezeigte Querschnittfoxen aufweist. 3. Geschichteter Magnetkern nach den Un teransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeich net, dass der Kühlkanal so abgestuft ist, dass er auf der Schenkeloberfläche breiter ist als im Zentrum.