Transformator oder Drosselspule mit im oberen Teil stark abgeflachter Str om-Spannungs-Kennlinie. <B>'</B> In bestimmten Fällen ist verlangt, dass die Strom-Spannuugis-Kennlinie von Trans- formatoren oder Drosselspulen anfänglich steil ansteigt und nach einem scharfen Knick nur noch wenig oder überhaupt nicht mehr zunehmen :soll.
Der Verlauf der Kennlinie soll auch den jeweiligen Betriebsbedinigungen in einfacher Weise .angepasst werden können.. Derartige Bedingungen liegen beispielsweise bei mechanischen Stromrichtern vor, deren periadisch betätigte Kontakte durch beson dere Mittel von Schaltfeuer entlastet sind.
Solche Mittel sind Seha,ltdrosseln, das heisst in der Nähe des Stromnulldurchganges ent- sättibte Drosselspulen, s:augdrosselühnliche Transformatoren (vergl. Patent Nr. 225052), gesteuerte Entladungsstrecken auf der Wech- selstromseite ,des, Haupttransformators (vergl. Patent Nr.<B>2117222)</B> usw.
In allen diesen F'äl'len kommt es darauf an, dass; der vom den periodis!oh betätigten Kontakten zu schalten & Reststrom so klein wie möglich (kleiner als 1 Amp.) ist.
Infolgedessen muss man für Schaltdrosseln und saugdrossel- ähnliche Transformatoren, aber auch für die Haupttrans,fommatoren-insbesondere bei An- Ordnung -der Schaltfeuer entlastenden Mittel (gesteuerte Entladungsstrecken, SchaltdTos- sel'n) auf der WechselAroms:eite des Haupt- transTormMors - hochwertiges, ma"-;
netis@ches Material vorsehen.
Um Kennlinien von der verlangten Form zu erhalten, stellt man in bekannter Weise den Transfoirmfato@rkern nicht aus üblichem Trans.- formatorblech,sondern aueschliesslich aus einem besonderen Werkstoff mit hoher An- fangspermeabilität her.
Solche Werkstoffe sind in evs:ter Linie bestimmte Nickel-Eisen- legierungen, deren Magnetisierungsikennlinie an sich schon die gewünschte Form besitzt, d'ae heisst sie steigt zuerst sehr Aeil,
fast senkrecht an und verläuft nach einem scharfen Knick nahezu waagrecht weiter. Je nach der Zusammensetzung der gewählten Legierung tritt -der Zustand der Sättigung. der früher oder später, b@ei- spielsweise bei 8500 oder bei 16 000 G ein. Es gibt auch Werkstoffe, deren Sätfigungs- punkt noch tiefer, bei etwa 4000 G, liegt.
Der angestrebte Zweck wird mit einer Nickel-Eisenlegierung als Kernba.ustoff voll kommen erreicht. Weben des hohen Preises solcher Legierungen werden aber die Kosten für den Kern untragbar hoch, wenn es sich um grosse Leistungen oder Stückzahlen handelt. Auch sind manche Sonderwerkstoffe nicht in Blechtafeln normaler Grösse, son dern nur in schmalen 'Streifen erhältlich.
Die Anfertigung grosser Kerne ist daher umsländ- lich und verursacht zusätzliche Kosten.
Die Kernbleche können auch aus geengne- ten .Silizium-Eisenlegierungen anstatt aus Nickel-Eisenlegierungen beistehen. In diesem Falle besitzt die Kennlinie die gewünschte Form nur annähernd, aber die Kosten für den Kern sind schon ganz wesentlich niedriger.
Auch der Gedanke, Sonderwerkstoffe nicht allein, sondern in Verbindung mit Drocselspuile wie üblich aus Trausformatorblech zum Aufbau der Kerne zu verwenden, ist bekannt.
So sollen bei Man teltransformatoren die Innenkerne. die .die Wicklungen tragen, in .der tanzen Länge aus einer magnetisch hochwertigen Nickel-Eisen- legierung und die Aussenjoche aus gewöhn lichem Transfo,rmatorbl,ech bestehen.
Aus Preiegmünden erhalten die Innenkerne einen kleinen Querschnitt, während der der Aussen- joche gross gehalten werden kann. :Die Innen kerne solcher Transformatoren enthalten aber immer noch viel von dem hochwertigen Werkstoff, so dass auch hier die Kosten für die Kerne verhältnismässig hoch werden.
Da, ferner kein Luftspalt vorgesehen ist und die Abmessungen des Innenkernes nicht ohne weiteres geändert werden können, so ist die Forderung der Regelbarkei:t der Kennlinie nicht erfüllt.
Es wurde schliesslich noch vorgeschlagen. den Kern eines Transformators oder einer
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lierzustel.len <SEP> und <SEP> in <SEP> den <SEP> Teilen <SEP> inner lialb <SEP> der <SEP> 'icklungen <SEP> Q,uerschnitaverengu-n gen <SEP> in <SEP> Verbindung <SEP> mit <SEP> Luftspalten <SEP> vorzu sehen. <SEP> In <SEP> der <SEP> Figg. <SEP> '? <SEP> ist <SEP> die <SEP> hierbei <SEP> erreichte
<tb> Strom-Spa:
nnungs,-Kennlinie <SEP> dargestellt <SEP> und
<tb> zum <SEP> Vergleich <SEP> in <SEP> der <SEP> F'ig. <SEP> 1 <SEP> diejenige <SEP> cines
<tb> TranLsformators <SEP> oder <SEP> einer <SEP> Drossel <SEP> mit <SEP> Luft
<tb> spalt <SEP> in <SEP> gewöhnlicher <SEP> Bauart. <SEP> Man <SEP> sieht. <SEP> dass
<tb> der <SEP> obeil>. <SEP> Teil <SEP> der <SEP> neuen <SEP> Kennlinie <SEP> nach
<tb> Fig. <SEP> ? <SEP> zwar <SEP> einen <SEP> viel <SEP> geringeren, <SEP> aber <SEP> immer
<tb> noch <SEP> merklieben <SEP> Ans-tiet, <SEP> besitzt.
<tb>
Die <SEP> Erfindung <SEP> bezieht <SEP> sich <SEP> auf <SEP> einen
<tb> Transformator <SEP> oder <SEP> eine <SEP> Drosselspule <SEP> mit <SEP> im
<tb> obern <SEP> Teil <SEP> stark, <SEP> abgeflachter <SEP> Strom-Span nunäs-Kennli:riie <SEP> und <SEP> mit <SEP> einem <SEP> Kern, <SEP> der
<tb> zum <SEP> Teil <SEP> aus <SEP> üblichem <SEP> Transformatorenblech,
<tb> zum <SEP> Teil <SEP> aus <SEP> Sonderwerkstoffen <SEP> mit <SEP> hoher
<tb> Anfaai.gsperineal>ilität <SEP> und <SEP> scharfem <SEP> Sätt:i.
gu:ugsknic@ <SEP> zusammengesetzt <SEP> ist. <SEP> Hierbei <SEP> he stehen <SEP> der <SEP> Erfindung <SEP> gemäss <SEP> nur <SEP> geringe,
<tb> innerhalb <SEP> der <SEP> Wield,unigen <SEP> angeordnete <SEP> Teile
<tb> des <SEP> Kernes <SEP> in <SEP> der <SEP> Form <SEP> von <SEP> Einsa-tz:stiicken
<tb> < i-us <SEP> Sonderwerkstoffen. <SEP> Demnach <SEP> besteht,
<tb> hierbei <SEP> der <SEP> Kern <SEP> der <SEP> -Hauptsache <SEP> ,nach <SEP> aufs
<tb> üblichem <SEP> TranGforma.forenblech, <SEP> während
<tb> nur <SEP> ein <SEP> Teil <SEP> in <SEP> der <SEP> Form <SEP> kleiner <SEP> Einsatz stücke <SEP> aus <SEP> ma""n.etisch <SEP> hochwertigen <SEP> Werk stoffen <SEP> her@-,estellt <SEP> ist.
<SEP> Es <SEP> können <SEP> auch <SEP> Ein satzstii,ckcj <SEP> verwendet <SEP> werden, <SEP> die <SEP> nicht <SEP> aus
<tb> einem, <SEP> sondern <SEP> a.u(s <SEP> min.de.stens <SEP> zwei <SEP> Sonder "verkstoffen <SEP> mit <SEP> verschiedenen <SEP> magnetischen
<tb> Eigenschaften <SEP> beiste@lien. <SEP> Die <SEP> Sättigungspunkte
<tb> dieser <SEP> Sonderwerkstoffe <SEP> sind <SEP> vorzugsweise
<tb> derart <SEP> g(lwählt. <SEP> dass <SEP> zwischen <SEP> ihnen <SEP> die <SEP> he triel)c"mässi,g- <SEP> verlande <SEP> Induktion <SEP> des <SEP> Haupt kernes <SEP> liegt. <SEP> Mai) <SEP> kann <SEP> schliesslich <SEP> für <SEP> den
<tb> Hauptkern <SEP> eine <SEP> besondere <SEP> Silizium-Eisen le@@icr@ng <SEP> lind <SEP> für <SEP> die <SEP> Einsatzstück <SEP> e <SEP> eine
<tb> Nickel-Eisenlegjerung <SEP> verwenden.
<tb>
Fig. <SEP> 3a. <SEP> 31) <SEP> bezw. <SEP> 4a, <SEP> 41) <SEP> zeigen <SEP> beisp:el,s weise <SEP> den <SEP> Verlauf <SEP> di:@rStroni <SEP> Spannuni <SEP> s-Kenn linie <SEP> von <SEP> Drosselspulen. <SEP> ohne <SEP> und <SEP> mit <SEP> Luft spalt, <SEP> die <SEP> mit <SEP> Kern-Einsatzstücken <SEP> gemäss
<tb> Fig. <SEP> .i <SEP> bezw. <SEP> 10 <SEP> aasgestattet <SEP> sind. <SEP> In <SEP> den
<tb> Fi--. <SEP> :@ <SEP> biq <SEP> 9 <SEP> sind <SEP> Ausführungsbeispiele <SEP> von
<tb> Kernen <SEP> mit <SEP> Einsatz@stüAen <SEP> aus <SEP> einem <SEP> So@n derwerkstof <SEP> f <SEP> Ja.rge.stellt, <SEP> während <SEP> die <SEP> Fig. <SEP> 10
<tb> die <SEP> V <SEP> erwendumb <SEP> von <SEP> Einsatzstücken <SEP> aus <SEP> zwei verschiedenen .Sonderwerkstoffen zeigt.
Es sind mit 1 .die aus Transformatoren- oder hochlegiertem Silizium-Eisenblech zusam- mengessetzten Hauptkerne, mit 2 und 3 die Einsatzstücke aus Sonderwerkstoff und mit 4 die Z'6 icklungen bezeichnet.
Die Arnord@nunig :gemäss der Erfindung wirkt in der Weise, dass zunächet bei schwa- eh@en Feldern -de Kerninduktion auch in den Teilen mit verengtem Querstlinitt sowie in den EinGatzstücken ,gering bleibt.
Im benach barten Luftraum bildet sich bei kleinen Luftspalten ein verschwindend ,geringes und selbst bei grossen Luftspalten kein nennen3- wertes Luftfeld aus.
Daher führt das Ein- satzsrfiück pTaktiseh,den gesamten Fluss. Dies bleibt auch bei steigendem Feld so lange be stehen, bis im. Ein@s:
atzstück Sättigung, bei einem bestimmten Werkstoff beispielsweise bei 16 000 G, eintritt. Bis dahin ist der er- fo@rderliche Erregerstrom bering und die Kennlinie zeigt den anfänglich geradlinigen ,steilen Anstieg.
Bei einer weiteren Zunahme des Feldes kann aber der mit erreichter Sät- tigu.ug im. Einsatzstück vorhandene Fluss nicht mehr weiter ansteigen. Der gesamte weitere Flüss wird daher in den Luftraum neben leim Einsatzstück abgedrängt, und die Kennlinie steigt wie bei einer Luftdrossel nur noch langsam an.
Der Verlauf der Kennlinie einer Drosselspule ohne und mit Luftspalt, die einen Kern gemäss' der Fiig. 5 besitzt, ist in -den Fig. 3a und 3b gezeigt. Hier ist die Kennlinie einer bleichen Drossel, aber mit einem Eisenkern gewöhnlnicher Bauart, ge strichelt dargestellt. Die vollen Linien 1, 2 und 3 gelten bei Verwendung gleich hoher, aber verschieden breiter Einsatzstüclke.. Die untere Linie (1)
ergibt sich bei schmalen und die obere (3) bei breiten Einsatzstücken.
Aus der Fig. 3a ist ersichtlich, da.ss ein nahezu waagrechter Verlauf des obern Teils der Kennlinie zu erreichen ist (Linie 3). Es kann aber stören, da.ss der Knick nicht mehr scharf ausgeprägt ist. Um diesen Nachteil zu vermeiden, verwendet man einen Kern von der in; der Fig. 10 gezeigten Form mit Ein satzstücken, die verschiedene magnetische Eigenschaften besitzen.
Man wählt für das Einsatzstück 2 einen Werkstoff, dessen Sätti- gwngspunkt BZ über der Induktion Blt liegt, die betriebsmässig im Hauptkern vorhanden sein soll. Dagegen werden die Einsatzstücke 3 aus einem Werkstoff hergestellt, dessen Sättigungspunkt B3 unteir der Induktion Bk liegt.
Die Summe der Querschnitte q2 und q3 der Einsatzstücke kann kleiner als,der Quer- echnirtt qk des Hauptkernes sein.
Zweckmässig macht man sie aber gleich gross, aleo q. + q, = qk. Die Werte von B, und & sind durch die Wahl der entsprechenden Werk stoffe bestimmt. Der Querschnitt qk ist mit der vorgeschriebenen Grösse de Hauptkernes ,gegeben.
Legt man fest, welchen Wert Bl, bei Eintritt der Sättigung in den Einsatzstücken erreichen sioll., so kann man q, und q3 aus den Beziehungen
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bestimmen:. Die Fig. 4a und 4b zeigen die Kennlinien dieser Kernanordnung ohne und mit Luftspalt. Hierbei gelten die Linien 1, 2 und 3 für verschiedene Verhältnisse von q;
und qs. Wird der Luftspa.Lt auf fas klein6t- mögliche Mass verringert, so erhält man Kennlinien mit scharf ausgeprägtem Knie und mit einem kaum noch ansteigenden obern Teil entsprechend den Mabonetislerunb kenn- linien der für die Einsatz-stücke vorgesehenen Werksitoffe. Einen ähnlichen Verlauf besitzt auch die
Kennlinie eines Kernes gemäss Fig. 6 mit Längs- und; Querluftspalten, wenn die ersteren so gering gehalten werden, wie es aus 11.erstellunigsgründen möglich ist.
Der w@itts,chaftliche Vorteil der neuen Kernförmen für Trausfoirmatoren oder Dros selspulen mit besonderem Kennlinie fliegt darin, dass' ,der Aufwand .an magnetisch ho@ch- werti.gen,
teueren Baustoffen wegen der Kleinheit der Einsatzstücke verhältnismässig gering ist. Insbesondere bei den in den Fiig. 8 und 9 gezeigten Kernen kommt man mit einem Mindestmass hiervon aus.
Diaher ver- ursaacht auch ein Auswechseln von Einsatz- stücken keine erheblichen Kosten. Gei-enüber dem Bekannten besteht noch der Vorteil" dass man die Form der Strom- Spannnngs-Kennlinie weitgehend beeinflus sen kann.
Dies erfolgt durch die angegebenen -littel, auss,erd,em durch Vergrössern oder Ver- ringern des Luftspaltes, gebebenenfalls bi. N u:1.1, Austausch der Ei.nsatzstü cke ="-egen solche von andern Abmessungen und verschie den hohen Sättigungspunkten oder Verändern der Teilquerschnitte.
Man kann daher die Kennlinie bei der Inbetriebsetzung oder bei nachträglichen Änderungen der Betriebyver- hältnisse den geforderten Betriebs@bed,ini-,u,n- gen anpaissen, .ohne dass Änderungen \ am Hauptkern oder an den Wicklungen erforder lich sind.
Dagegen müssen Transformatoren oder Drosselspulen mit besonderer ennlinie in bekannter Ausführung in der Regel um getaut oder gegen neue ausgetauscht werden. %venn sie den gestellten Anforderungen nicht oder nicht mehr entsprechen.
Bei Kernen gemäss der Erfindung ist es wichtig, dass auftretende Streuflüsse sehr ge ring bleiben. Daher soll nach Möglichkeit die bekannte Regel erfüllt sein, wo.naeh für jeden Teil des Kraftlinienweges genau so viel erregende Amperewindungen aufzuwenden sind wie zu seiner hlagnetis.ierun:g, erforder- lich sind.
Genau kann diese Vorschrift natür lich nur für einen .einzigen Punkt der Kenn linie eingehalten werden, der zweclzmässig im obern flachen Teil liegen soll und dessen Lage sehr wesentlich .durch die Höhe und Breite der Eino.atzstucke oder durch die Grösse der Querluftspalte (Fig. d) bestimmt wird.
Wie ,schon vorgeschlagen, kann der durch die Querschnittverenbungen entstehende Raum zwecks besserer Ausnützung mit zur Unter- bringung der Wicklungen verwendet werden (Fig. 9). Dies trägt ausserdem in an sich be kannter Weise zur Erfüllung der ange(Yebe- nen Vorschrift bei, und zwar in Verbindung mit einer passenden Wahl der Höhe der Ein satzstücke.
Der gezeigte Aufbau kann auch bei d:rei- schenkligen Kernen von Transformatoren oder Drosselspulen für Drehstrombetrieb An wendung finden. Wie bekannt, werden hierbei die @ocllquei.schnitte vergrössert. uni die Un- (11leiehheit der Erregerströme in den einzelnen Phasen zu verringern.
An Stelle der in den Fig. 5 biss 10 gezeig ten Kernformen kann man auch andere, bei spielsweise Ringkerne. vorsehen, da seich auch bei diesen Einsatzstiicken der beschriebenen Art verwenden lassen.
Transformatoren oder Drosselspulen ge mäss der Erfindung können ausser für die in der @esc-hreibungsei.nleitung angeführten Ge biete beispielsweise bei magnetischen Ver- stärllern, und bei Steuertransformatoren für .dio Gitt.eripannung von Stromrichtern vor teilhaft; benutzt werden.
Transformer or reactor with a strongly flattened current-voltage characteristic curve in the upper part. <B> '</B> In certain cases it is required that the current-voltage characteristic curve of transformers or reactors initially increases steeply and after a sharp bend only increases slightly or not at all.
The course of the characteristic curve should also be able to be adapted to the respective operating conditions in a simple manner. Such conditions exist, for example, in mechanical converters whose periodically operated contacts are relieved of switching lights by special means.
Such means are Seha, inductors, that is, desaturated inductors in the vicinity of the current zero crossing, s: transformers similar to August inductors (see patent no. 225052), controlled discharge paths on the alternating current side, of the main transformer (see patent no. < B> 2117222) </B> etc.
In all of these cases it is important that; which is to be switched by the periodis! oh actuated contacts & residual current is as small as possible (less than 1 Amp.).
As a result, for switching reactors and transformers similar to suction chokes, but also for the main transformer - especially when the switching lights are arranged - high-quality means (controlled discharge paths, switching valves) must be used on the alternating aroma side of the main transformer motor , ma "-;
Provide netis @ ches material.
In order to obtain characteristic curves of the required shape, the transformer core is not produced in a known manner from conventional transformer sheet, but exclusively from a special material with a high initial permeability.
Such materials are possibly certain nickel-iron alloys, the magnetization characteristic of which already has the desired shape, d'ae means it rises first very much,
almost vertically and after a sharp bend it continues almost horizontally. Depending on the composition of the selected alloy, the state of saturation occurs. the sooner or later, b @ for example at 8500 or at 16,000 G a. There are also materials with an even lower saturation point, around 4000 G.
The intended purpose is fully achieved with a nickel-iron alloy as the core building material. Weaving the high price of such alloys, however, the costs for the core become prohibitively high when it comes to large outputs or quantities. Also, some special materials are not available in normal size sheets, but only in narrow strips.
The production of large cores is therefore rural and causes additional costs.
The core sheets can also be made of suitable silicon-iron alloys instead of nickel-iron alloys. In this case, the characteristic curve is only approximately of the desired shape, but the costs for the core are considerably lower.
The idea of using special materials not alone, but in connection with Drocselspuile as usual from Trausformatorblech to build up the cores is known.
So should teltransformatoren with Man, the inner cores. which .bear the windings, are made of a high-quality magnetic nickel-iron alloy and the outer yokes are made of ordinary transformer, rmatorbl, ech.
From Preiegmünden, the inner cores are given a small cross-section, while the outer yokes can be kept large. : The inner cores of such transformers still contain a lot of the high-quality material, so that the costs for the cores are also relatively high here.
Since, furthermore, no air gap is provided and the dimensions of the inner core cannot be easily changed, the requirement of the controllability of the characteristic curve is not met.
It was finally proposed. the core of a transformer or a
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lierzufel.len <SEP> and <SEP> in <SEP> the <SEP> parts <SEP> inner lialb <SEP> of the <SEP> 'wraps <SEP> Q, cross-sections <SEP> in <SEP> connection <SEP> with <SEP> air gaps <SEP> to be provided. <SEP> In <SEP> the <SEP> Fig. <SEP> '? <SEP> is <SEP> where <SEP> reached <SEP>
<tb> Strom-Spa:
Nominal, characteristic <SEP> shown <SEP> and
<tb> for <SEP> comparison <SEP> in <SEP> the <SEP> F'ig. <SEP> 1 <SEP> the one <SEP> cines
<tb> TranLsformators <SEP> or <SEP> of a <SEP> throttle <SEP> with <SEP> air
<tb> gap <SEP> in <SEP> normal <SEP> design. <SEP> You can see <SEP>. <SEP> that
<tb> the <SEP> obeil>. <SEP> Part <SEP> according to the <SEP> new <SEP> characteristic <SEP>
<tb> Fig. <SEP>? <SEP> <SEP> a <SEP> much <SEP> less, <SEP> but <SEP> always
<tb> still <SEP> memorized <SEP> an-tiet, <SEP> owns.
<tb>
The <SEP> invention <SEP> refers to <SEP> <SEP> on <SEP> one
<tb> transformer <SEP> or <SEP> a <SEP> choke coil <SEP> with <SEP> im
<tb> upper <SEP> part <SEP> strong, <SEP> flattened <SEP> current-span nunäs-Kennli: riie <SEP> and <SEP> with <SEP> a <SEP> core, <SEP> the
<tb> to <SEP> part <SEP> made of <SEP> common <SEP> transformer sheet,
<tb> to <SEP> Part <SEP> made of <SEP> special materials <SEP> with <SEP> higher
<tb> Anfaai.gsperineal> ility <SEP> and <SEP> sharp <SEP> sat: i.
gu: ugsknic @ <SEP> is composed of <SEP>. <SEP> Here <SEP> he stands <SEP> the <SEP> invention <SEP> according to <SEP> only <SEP> small,
<tb> within <SEP> the <SEP> Wield, some <SEP> arranged <SEP> parts
<tb> of the <SEP> core <SEP> in <SEP> the <SEP> form <SEP> of <SEP> use: embroider
<tb> <i-us <SEP> special materials. <SEP> Accordingly, <SEP> exists,
<tb> here <SEP> the <SEP> core <SEP> of the <SEP> main thing <SEP>, after <SEP> on
<tb> usual <SEP> TranGforma.forenblech, <SEP> during
<tb> only <SEP> a <SEP> part <SEP> in <SEP> the <SEP> form <SEP> smaller <SEP> inserts <SEP> made of <SEP> ma "" n.etisch <SEP> high quality <SEP> materials <SEP> manufacture @ -, set <SEP> is.
<SEP> <SEP> <SEP> also <SEP> parts, ckcj <SEP> can be used <SEP>, <SEP> the <SEP> not <SEP>
<tb> one, <SEP> but <SEP> a.u (s <SEP> min.de.stens <SEP> two <SEP> special "coke <SEP> with <SEP> different <SEP> magnetic ones
<tb> Properties <SEP> add @ lien. <SEP> The <SEP> saturation points
<tb> of these <SEP> special materials <SEP> are <SEP> preferred
<tb> such <SEP> g (l select. <SEP> that <SEP> between <SEP> them <SEP> the <SEP> he triel) c "mässi, g- <SEP> erland <SEP> induction <SEP> of the <SEP> main core <SEP> is. <SEP> May) <SEP> can <SEP> finally <SEP> for <SEP> the
<tb> main core <SEP> a <SEP> special <SEP> silicon iron le @@ icr @ ng <SEP> lind <SEP> for <SEP> the <SEP> insert <SEP> e <SEP> a
<tb> Use nickel-iron alloy <SEP>.
<tb>
Fig. <SEP> 3a. <SEP> 31) <SEP> resp. <SEP> 4a, <SEP> 41) <SEP> show <SEP> example: el, s wise <SEP> the <SEP> course <SEP> di: @rStroni <SEP> Spannuni <SEP> s characteristic line < SEP> of <SEP> reactors. <SEP> without <SEP> and <SEP> with <SEP> air gap, <SEP> the <SEP> with <SEP> core inserts <SEP> according to
<tb> Fig. <SEP> .i <SEP> resp. <SEP> 10 <SEP> are allowed <SEP>. <SEP> In <SEP> den
<tb> Fi-. <SEP>: @ <SEP> biq <SEP> 9 <SEP> are <SEP> exemplary embodiments <SEP> of
<tb> Cores <SEP> with <SEP> insert @ stüAen <SEP> from <SEP> a <SEP> So @ n dermaterial <SEP> f <SEP> Yes.given, <SEP> during <SEP> the <SEP> Fig. <SEP> 10
<tb> the <SEP> V <SEP> erwendumb <SEP> of <SEP> inserts <SEP> from <SEP> shows two different .special materials.
The main cores composed of transformer or high-alloy silicon-iron sheet are designated with 1, the inserts made of special material with 2 and 3 and the number of windings with 4.
The Arnord @ nunig: according to the invention works in such a way that at first in the case of weak fields - the core induction also remains low in the parts with a narrowed transverse line as well as in the insert pieces.
In the neighboring air space, with small air gaps, a negligible, small and even with large air gaps no significant air field is formed.
Therefore the operational return leads pTaktiseh, the entire river. This remains in effect even with a rising field until the. One:
Etzstück saturation, for a certain material for example at 16,000 G, occurs. Until then, the required excitation current is ringing and the characteristic curve shows the initially straight, steep increase.
With a further increase in the field, however, the saturation reached in the. Do not increase the existing flow any more. The entire remaining liquid is therefore pushed into the air space next to the glue insert, and the characteristic curve only rises slowly, like an air throttle.
The course of the characteristic of a choke coil with and without an air gap, which has a core according to 'the Fiig. 5 is shown in FIGS. 3a and 3b. The characteristic curve of a pale choke, but with an iron core of the usual type, is shown here with broken lines. The full lines 1, 2 and 3 apply when using inserts of the same height but different widths. The lower line (1)
results from narrow and the upper (3) from wide insert pieces.
From Fig. 3a it can be seen that an almost horizontal course of the upper part of the characteristic curve can be achieved (line 3). However, it can be disturbing that the kink is no longer sharply defined. To avoid this disadvantage, one uses a core from that in; the shape shown in Fig. 10 with a set pieces that have different magnetic properties.
A material is selected for the insert 2, the saturation point BZ of which lies above the induction Blt which should be present in the main core during operation. In contrast, the inserts 3 are made of a material whose saturation point B3 is below the induction Bk.
The sum of the cross sections q2 and q3 of the insert pieces can be smaller than the cross section qk of the main core.
Appropriately, however, they are made the same size, aleo q. + q, = qk. The values of B, and & are determined by the choice of the corresponding materials. The cross-section qk is given with the prescribed size of the main core.
If one determines which value Bl, is to be reached in the insert pieces when saturation occurs, then q, and q3 can be derived from the relationships
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determine:. FIGS. 4a and 4b show the characteristics of this core arrangement with and without an air gap. Lines 1, 2 and 3 apply to different ratios of q;
and qs. If the air gap is reduced to as little as possible, characteristics with a sharply pronounced knee and with an upper part that hardly rises any more are obtained according to the Mabonetislerunb characteristics of the materials intended for the inserts. The has a similar course
Characteristic curve of a core according to FIG. 6 with longitudinal and; Transverse air gaps, if the former are kept as small as possible for reasons of creation.
The w @ itts, economic advantage of the new core shapes for transformer formers or choke coils with special characteristics lies in the fact that 'the effort on magnetically high value,
expensive building materials is relatively low because of the small size of the insert pieces. In particular, in the Fiig. 8 and 9 shown cores you can get by with a minimum of this.
Changing inserts does not cause any significant costs. Over and above the familiar, there is still the advantage that the shape of the current-voltage characteristic can be largely influenced.
This is done using the specified means, aus, earth, em, by increasing or reducing the air gap, if necessary bi. N u: 1.1, replacement of the insert pieces = "- there are those of different dimensions and different high saturation points or changing the partial cross-sections.
The characteristic curve can therefore be adapted to the required operating conditions during commissioning or in the event of subsequent changes to the operating conditions, without changes to the main core or the windings being necessary.
In contrast, transformers or reactors with a special characteristic of a known design usually have to be thawed or replaced with new ones. % vif they do not or no longer meet the requirements.
With cores according to the invention, it is important that leakage fluxes that occur remain very low. Therefore, if possible, the well-known rule should be fulfilled, where exactly as many exciting ampere-turns are to be used for each part of the path of the force line as are necessary for its harmony.
Of course, this requirement can only be adhered to for a single point on the characteristic curve, which should be located in the upper flat part and whose position is very important due to the height and width of the single pieces or the size of the transverse air gap (Fig. d) is determined.
As already proposed, the space created by the cross-sectional constrictions can also be used to accommodate the windings for the purpose of better utilization (FIG. 9). This also contributes in a manner known per se to the fulfillment of the stated (Yebenen regulation, namely in connection with a suitable choice of the height of the inserts.
The structure shown can also be used for the heavy-legged cores of transformers or choke coils for three-phase operation. As is known, the @ ocllquei.schnitte are enlarged here. and to reduce the inhomogeneity of the excitation currents in the individual phases.
Instead of the core shapes shown in FIGS. 5 to 10, other shapes can also be used, for example toroidal cores. provide that they can also be used with these inserts of the type described.
Transformers or choke coils according to the invention can be advantageous in addition to the areas listed in the instructions, for example in magnetic amplifiers and in control transformers for the grid voltage of converters; to be used.