Elektromagnetisches Induktionsgerät. Elektromagnetische Induktionsgeräte, wie z, B. Transformatoren, Drosselspulen, Elektro magneten, weisen in der Regel einen magne tisch gut leitenden, z. B. aus Eisenblechen zu sammengesetzten Kern auf, welcher mit min destens einer aus elektrisch gut leitendem Ma terial, wie Kupfer oder Aluminium, hergestell ten Wicklung versehen ist. Die vorliegende Erfindung betrifft nun ein elektromagneti- sches Induktionsgerät, dessen Bewicklung wenigstens zum Teil aus Eisenbandmaterial besteht, das sowohl den magnetischen Fluss als auch einen elektrischen Strom führt.
Das erfindungsgemässe Induktionsgerät ist dadurch gekennzeichnet, dass der aus Eisen bandmaterial bestehende Teil der Bewicklung aus mindestens einem Paar Spiralwickeln be steht, wobei die Wickel jedes Paares entgegen gesetzten Wickelsinn besitzen und ihre einen Enden in der Wickelmitte elektrisch leitend miteinander verbunden sind.
Einige Ausführungsbeispiele der Erfin dung sind in den beigelegten Zeichnungen in Fig. 1 bis 19 dargestellt.
Fig. 1 stellt eine Säule einer Drosselspule dar, die aus den in axialer Richtung überein- andergeschiehteten Spiralwickelpaaren zusam mengesetzt ist.
Fig. 2 ist ein schematischer Schnitt eines Spiralwickelpaares.
Fig. 3 stellt schematisch einen Grundriss desselben Spiralwickelpaares dar, wobei die Spiralen zerlegt nebeneinander gezeichnet sind. In Fig. 4 ist in Ansicht ein Transformator gemäss vorliegender Erfindung dargestellt.
Fig. 5 zeigt einen Teil einer Drosselspule in ringförmiger Ausführung.
Fig. 6 ist ein Zwischenstück zur Ausfül lung der keilförmigen Luftspalte für das Aus- führungsbeispiel gemäss Fig. 5.
Fig. 7 bis 12 stellen hohlzylinderförmige .lochkonstrukt.ionen, namentlich für Drossel spulen, einerseits in axialen, anderseits in zur Achse senkrechten Schnitten dar. Fig. 13 ist in axialem Schnitt eine Aus führungsart einer Transformatorwieklung mit Eisenbandeinlage und mit zusätzlichen Draht windungen dargestellt.
Fig. 14 zeigt einen Grundriss derselben Wieklung.
Fig. 15 stellt ein Diagramm des Verlaufes einerseits des magnetischen Feldes, anderseits der magnetomotorischen Kraft längs der in Fig. 13 und 14 dargestellten Windungen dar.
Fig. 16 ist ein Schaltschema und Fig. 17 ein schematischer Schnitt durch die Säule eines Transformators gemäss vorlie gender Erfindung mit Eisenbandspiralwickeln und zusätzlichen zylinderförmigen Kupfer- oder Aluminiumwieklungen. Fig. 18 zeigt eine Ausführung eines läng lichen Wickels, der zur Herstellung von Jochen verwendet wird.
Fig. 19 zeigt schliesslich schematisch den Herstellungsvorgang beim Isolieren und Wickeln der Wickel. In Fig. 1 der Zeichnung ist als [email protected] magnetisches Induktionsgerät eine Drossel spulensäule dargestellt, welche aus Spiral- wickelpaaren 1 zusammengesetzt ist, die aus isolierten Bändern 2 hergestellt sind. Die Spiralwickelpaare 1 sind in Aehsenriehtung aufeinandergereiht. Die innern Enden der Wickel eines Paares sind mit einer nachgiebi gen oder elastischen Verbindung versehen z.
B. in der Form von Bolzen 4, deren Enden geschlitzt sind (siehe unteres Wickelpaar auf Fig. 1). Die benachbarten Wickel zweier Wickelpaare sind leitend am Umfange mitein ander verbunden, wie schematisch auf der rechten Seite der Fig. 1 angedeutet ist.
Das in Fig. 2 dargestellte Spiralwickel- paar besteht aus einem obern Wickel ca und einem untern Wickel b, welche je aus isolier tem Eisenband spiralförmig gewickelt sind, wobei die Mitten der beiden Wickel leitend mittels des Bolzens 4 miteinander verbunden sind.
Der elektrische Strom tritt. in den obern Wiekel a (siehe auch Fig. 3) in Richtung des Pfeils d ein, durchläuft alle Windungen dieses Wickels und fliesst durch den Bolzen 4 in den untern Wickel b, aus dem er nach Durchlau fen aller -Windungen in Richtung des Pfeils e austritt. Um zu verhindern, dass das durch die Amperewindungen erzeugte Feld der beiden Wickel gegeneinander wirken, sind die beiden Wiekel in entgegengesetzter Richtung gewun den. Die Spirale des obern Wickels a ist rechtsgängig und die des untern Wickels b linksgängig gewickelt.
Die Säulen nach Fig. 1 können zu Drossel spulen zusammengebaut werden, wobei z. B. zwei solcher Säulen oben und unten mittels Jochen, welche vorteilhaft ebenfalls aus ge wickelten Eisenbändern bestehen, miteinander verbunden sind. Nach Anschluss der Drossel spule an die Spannungsquelle durchläuft der elektrische Strom die Bänder 2 und erzeugt parallel zu den Säulen und in denselben den magnetischen Fluss, so dass in diesem Falle das gleiche Material zur Leitung des elektri schen Stromes und zur Bildung des magneti schen Kreises verwendet wird.
Der in Fig. 4 dargestellte Transformator besteht aus zwei Säulen 5, welche aus Spiral- wickelpaaren 1 entsprechend der Fig. 1 zu sammengestellt sind, wobei eurige der Hoch spannungsseite und andere der Niederspan nungsseite des Transformators angehören, je nach dem gewünschten Übersetzungsverhältnis des Transformators.
Der magnetische Kreis ist durch Joche 8, die ebenfalls aus spiralförmig gewickelten Eisenbändern bestehen, geschlossen.
Fig. 5 zeigt eine Anordnung, welche sich besonders für Drosselspulen mit mehreren Luftspalten zwischen den einzelnen Wickeln eignet. Die Eisenbandspiralwickel 8, von wel chen je zwei in der Mitte leitend miteinander verbundene Spiralen ein Paar bilden, sind so angeordnet, dass ihre Achsen 9 die Tangenten eines Kreises bilden (siehe Verbindungsbolzen und die ganze Drosselspule einen Ring bildet. Da. jedoch der gesamte Luftspalt, wel- eher sich aus einzelnen keilförmigen Luft spalten 10 zwischen den kreisförmigen Grund platten der Wickel 8 zusammensetzt, zu gross ist, sind die Luftspalte 10 mit.
Zwischen stücken 11, welche ganz oder teilweise aus magnetisch gilt leitendem Material bestehen ausgefüllt. In Fig. 6 ist. ein solches Zwischen stück 11 dargestellt, das zweckmässig aus einer Hülle aus Pressisolierstoff herge stellt ist, das zur Vergrösserung der magne tischen Leitfähigkeit Eisenpulver oder Eisen späne 12 enthält, oder welche Hülle einen Eisenkörper oder ein Blechpaket umschliesst.
Hohlzylinderförmige Konstruktionen, wel che sich insbesondere im Vorschaltgerätebau für Rg-l@lischlichtlampen, Natriumdampflam- pen, für Luminiszenzröhren und andern Ent ladungslampen gut bewährt haben, sind in Fig. 7 bis 12 dargestellt.
Hier umschliesst das hohlzvlinderförmige Gehäuse aus ferromagne- tisehem Material hoher Permeabilität sehaeh- telförmig sämtliche stromführenden Eisen- wiekelpaare, so dass die aus den Endwiekeln austretenden Kraftlinien auf kürzestem Wege von einem Ende der Wiekelsäule zum andern geleitet werden.
Der magnetische Mantel des Hohlzylinders kann entweder aus Eisenband material gewickelt werden oder aus magne- tiseh gut leitendem Eisen oder aus ferro- magnetischen Pressstoffen bestehen.
In Fig. 7 ist im axialen und in Fig. 8 im Querschnitt die Ausführung einer solchen Drosselspule dargestellt, welche aus zwei zwi schen den Jochen angeordneten Paaren Spi- ralwickel 13 zusammengesetzt ist.. Der Mantel des Gehäuses besteht aus den Eisenbändern, die einen Hohlzylinder 14 bilden, und die kreisförmigen Grundplatten 15 aus Eisenble chen bilden die Joche. Ein zentrischer, die Wickel 13 und die Grundplatten 15 durch setzender Bolzen 16 hält mittels der Schrau benmuttern 17 die gesamte Drosselspule zu sammen.
Die Einrichtung kann leicht zur \Änderung der Indukt.ivität der Drosselspule verwendet werden, wenn die elektrische Iso lation zwischen den Wickeln aus elastischem Material besteht. In diesem Falle kann man durch zweckentsprechende Umdrehung des Bolzens 16 mit den Muttern 17 die Luftspalte zwischen den Wickeln 13 ändern und dadurch eine Änderung der Induktiv ität und somit auch des Stromes hervorrufen. Zur Vergrö sserung des Bereiches der Stromregulierung können die beiden Grundplatten 15 aus federndem, geschichtetem Blech gebildet wer den, welche gegen die Eisenwickel konkav durchgebogen sind, wie in Fig. 7 strichliert angedeutet ist.
Eine Drosselspule, wiederum mit zwei Paaren Spiralwickeln 13, jedoch mit einem Joch 18 aus ferromagnetischem Pressstoff, ist in Fig. 9 und 10 dargestellt.
Fig. 11 und 12 zeigen eine ähnliche Aus führung, wobei zur Erhöhung der Permeabi- lität des Joches in den Pressstoff 18 noch siliziumhaltige Eisenbleche, einerseits in der Form eines Zylindermantels 19, anderseits als kreisförmige Grundplatten 20 eingelegt sind.
Eine weitere Ausführung, die eine bessere Ausnützung der stromführenden Eisenbänder ermöglicht, ist in Fig. 13 und 14 dargestellt. Die Spiralwickel 21 werden normalerweise vom Radius r der mittleren leitenden Einlage 22 bis zum Aussenradius R gewickelt. Wäh rend des Stromdurchganges durch einen sol- chen 'NViekel nehmen die Amperewindttngen von der Oberfläche zur Mitte des Wickels längs des Radius R bis zum Radius r linear zu, wie im rechten Teil des Diagrammes (Fig. 15) durch die Strecke I bezeichnet ist.
Das bedeu tet aber, dass die innern Windungen des Spi- ralwickels stärker magnetisiertwerdenund dort starke Hysteresis- und Wirbelstromverluste auftreten können, während die dem Umfang näher liegenden Windungen magnetisch nicht genügend ausgenützt erscheinen.
Dies kann man durch Einlegen einiger mit dem Radius r beginnenden Windungen verbessern, die bis ungefähr zur halben Entfernung (R-r) reichen und aus siliziumhaltigem Eisenband 23 von grösserer Stärke und höherer Permea- bilität bestehen, als das Material des erwähn ten Eisenbandes aufweist, wie in Fig. 13 und 7.4 dargestellt ist. Dadurch kann das über mässige Ansteigen der Amperewindungen in der Nähe der Wickelmitte vermieden werden; im Diagramm der Amperewindungen (Fig. 15) macht sich dies durch den Ersatz des obern Teils der Strecke I durch die Strecke I' be merkbar.
Um nun auch die äussern Windungen der Spiralwickel magnetisch besser auszunützen, ist es vorteilhaft, in einer an sich bekannten Weise, um den Spiralwickel 21 eine Zusatz wicklung 24 im gleichen Windungssinn aus isoliertem Draht anzuordnen, welche mit dem Wickel in Reihe geschaltet ist.
Infolgedessen beginnen die Amperewindtingen beim Radius R gleich mit dem Betrag PZ, wie im Dia gramm angedeutet. ist, zu dem beim Fort schreiten gegen die innern "V#Tindungen hin noch der frühere Betrag Z hinzukommt, so dass im Windungssehwerpunkt des Eisen wickels bereits eine hohe magnetische Induk tion entsteht und der grösste Teil des Wickels magnetisch gut ausgenützt erscheint.
In der linken Hälfte des angeführten Diagrammes ist mit der Kurve B1 der Verlauf der magne tischen Induktion (in Gauss) längs radialer Richtung des Wickels ohne Zusatzwindungen 24 und mit der Kurve B#> der entsprechende Verlauf der Induktion nach der Bewieklung mit den Zusatzspannwindungen bezeichnet. Aus dem Diagramm ist der grosse Vorteil dieser Anordnung ersichtlich.
Da es zur Erreichung der günstigen Be dingungen ausreicht, wenn die Zusat.zwiek- lung nur einen Bruchteil der Windungszahl der Eisenspiralen enthält, brauchen die Zu satzwindungen gewöhnlich in einer oder höchstens in zwei bis drei Lagen angeordnet zu werden, so dass man den Leiter wesent lich stärker belasten kann als bei bisher ge bräuchlichen Transformatoren oder Drossel spulen. Meist wiegen diese Zusatzwindungen nur wenige Prozente des Gewichtes der Eisen zviekel, so dass man dieselben aus isoliertem Kupfer-, Aluminium-, Zinkdraht oder sogar aus isoliertem Eisendraht ausführen kann.
Durch Anbringung der Zusatzwindungen kann man nicht nur das Cresamtgewieht der Eisenwickel erheblich verringern, sondern darüber hinaus ermöglichen sie eine Feinbe stimmung des Kurzsehlussstromes, der von einer bestimmten magnetischen Sättigung des Eisens abhängig ist, was besonders z. B. hei Vorsehaltgeräten wichtig ist.
Die Säulen 5 nach Fig. 4, die aus Primär und Sekunclärwiekelpaaren 1 aufgebaut sind, können auch mit einer oder mehreren Zusatz spulen umhüllt werden, wie dies in Fig. 17 dargestellt ist. Hier ist. die aus den Eisen windungen 1 aufgebaute Säule entweder mit Scheibenspulen 25 oder mit. Zylinderspulen 26 versehen, die z. B. aus isoliertem Kupfer oder Aluminiumdraht hergestellt werden. Die Drahtspule 25 bzw. 26 können mit den Eisenbandwindungen in Reihe oder parallel geschaltet werden.
In Fig. 16 sind Beispiele einer Parallel- Und Serienschaltung der Zusatzspule 26 evtl. 25 zur Eisenbandwindung 2 schematisch dar gestellt. Die Zusatzwicklung hat Einfluss auf die Verteilung des magnetischen Flusses im -\@'ickelsinnern, ähnlich den Wirkungen wie bereits im Zusammenhang mit den Fig. 13 und 14 erläutert würde. Bei Verwendung einer über der Eisenbandwieklung angeordne ten selbständigen Zusatzwicklung kann fast.
gleichmässige magnetische Induktion im magnetisch leitenden Wickelquerschnitt- und volle Ausnützung des Materials erreicht wer den.
In Fig. 18 ist. ein länglicher Spiralwickel dargestellt. Diese gepressten Wickel werden insbesondere für die Herstellung von Jochen verwendet. Alle elektrisch aktiven Teile der beschrie benen Geräte können mit relativ einfachen Fabrikationseinrichtungen hergestellt wer den. Die Wickel können aus isolierten Eisen bändern gewickelt erden. Das Isolieren der Bänder kann z. B. durch Papier oder Folien isolierband geschehen.
In diesem Falle kann das Isolieren und das Aufwinden der Bänder zweckmässig in einem Arbeitsgang vereinigt werden unter Verwendung eines Isolierban des, dessen Breite etwa dem Querschnittsum- fang des Eisenbandes entspricht. Ein solcher Herstellungsvorgang ist in Fig. 19 angedeu tet. Das Eisenband ?7 wird vor dem Auf winden mit Isolierband 28 umfasst, und zwar derart, da.ss die Sehliessfuge 29 des Isolier bandes auf der äussern Seite des Wickels liegt. Das Eisenband 27 und das Isolierband 28 werden beim Arbeitsgang zweckmässiger weise durch nicht gezeichnete Rollen und Schlitten geführt.
Das Zusammenlegen des Isolierbandes kann z. B. unter Zuhilfenahme von mehreren Rollen erfolgen, deren Rota tionsachsen im Verhältnis zu den Zufüh rungsrollen mehr und mehr schräg liegen, so dass sie die Ränder 30 und 31 des Isolierban des 28 um die Ränder des Eisenbandes 27 allmählich bis um 1.80 oder nahezu um diesen wert, Umfalten, wie in der angeführten Fig. 19 angedeutet. ist. An Stelle von Rollen kann zum Umfalten der Isolierbandränder auch eine düsenartige Form verwendet wer den, in der durch in geeigneter Weise ange- passte Kanten das Isolierband an den Rän dern umgefaltet wird.
Ferner kann das Um falten der Ränder durch teilweises Vorfalten noch vor der Verbindung der Ränder mit dein Eisenband erleichtert werden, in wel- eliem Falle keine oder nur sehr einfache Um- falteinriehtungen an der Wickelmaschine not wendig sind. Eine weitere sehr vorteilhafte Eisenband isolierung ist eine chemisch oder anderswie aufgetragene homogene Isolationsschicht, wel che gleichzeitig das Eisen vor Verrosten schützt. Dies wird z. B. mittels einer Phos phat- oder Oxydschicht erreicht.
Durch solche Isolationsschichten wird nicht nur die elek trische Isolation der Bänder, sondern auch eine Konservierung des Eisens gegen Witte rungseinflüsse erzielt.
In besonderen Fällen, wo eine erhöhte elektrische Durchschlagfestigkeit gefordert wird, kann die Isolationsfähigkeit, der Phos phat- oder einer andern Schicht dadurch erhöht werden, dass nachträglich Isolierstoffe, z. B. Isolationslack und dergleichen, auf diese Schicht aufgetragen werden. Das in dieser Weise auf die Unterlage naehträglieh aufge tragene Isoliermittel haftet. bedeutend besser und bildet mit der Unterlage eine homogene Schicht, welche vorteilhafter zur Wirkung kommt, als wenn die Isolierung direkt auf das blanke Eisen aufgetragen würde.
In gewissen Fällen ist es vorteilhaft, die betreffenden Spiralwickel gemeinsam aus Eisenbändern und Folien aus einem andern elektrisch gutleitenden Material oder aus mit. einem elektrisch gutleitenden Material metal lisierten Eisenbändern zu wickeln.
Electromagnetic induction device. Electromagnetic induction devices, such as, for example, transformers, reactors, electric magnets, usually have a magnetically good conductive table, z. B. from sheet iron to composite core, which is provided with at least one of electrically conductive Ma material, such as copper or aluminum, hergestell th winding. The present invention relates to an electromagnetic induction device, the winding of which consists at least in part of iron strip material which carries both the magnetic flux and an electric current.
The induction device according to the invention is characterized in that the part of the winding consisting of iron strip material consists of at least one pair of spiral windings, the windings of each pair having opposite winding directions and their one ends being electrically connected to one another in the center of the winding.
Some embodiments of the inven tion are shown in the accompanying drawings in Figs.
1 shows a column of a choke coil, which is composed of the pairs of spiral windings arranged one above the other in the axial direction.
Fig. 2 is a schematic section of a pair of spiral coils.
Fig. 3 shows schematically a plan view of the same pair of spiral windings, the spirals being drawn apart next to one another. 4 shows a view of a transformer according to the present invention.
Fig. 5 shows part of a choke coil in an annular design.
6 is an intermediate piece for filling the wedge-shaped air gaps for the exemplary embodiment according to FIG. 5.
Fig. 7 to 12 show hollow cylindrical .loch Konstrukt.ionen, namely for choke coils, on the one hand in axial and on the other hand in sections perpendicular to the axis.
Fig. 14 shows a plan view of the same structure.
15 shows a diagram of the course of the magnetic field on the one hand and the magnetomotive force on the other hand along the windings shown in FIGS. 13 and 14.
FIG. 16 is a circuit diagram and FIG. 17 is a schematic section through the column of a transformer according to the present invention with iron strip spiral windings and additional cylindrical copper or aluminum waves. Fig. 18 shows an embodiment of a long union winding which is used for the production of yokes.
Finally, FIG. 19 shows schematically the manufacturing process during the insulation and winding of the winding. In Fig. 1 of the drawing, a choke coil column is shown as an [email protected] magnetic induction device, which is composed of pairs of spiral windings 1 which are made from insulated strips 2. The spiral winding pairs 1 are lined up in Aehsenriehtung. The inner ends of the winding of a pair are provided with a nachgiebi gene or elastic connection z.
B. in the form of bolts 4, the ends of which are slotted (see lower winding pair on Fig. 1). The adjacent winding of two winding pairs are conductively connected to the circumference mitein other, as indicated schematically on the right side of FIG.
The spiral winding pair shown in Fig. 2 consists of an upper winding ca and a lower winding b, which are each spirally wound from isolier system iron tape, the centers of the two windings are conductively connected by means of the bolt 4.
The electric current occurs. in the upper lug a (see also Fig. 3) in the direction of arrow d, passes through all the turns of this coil and flows through the bolt 4 into the lower coil b, from which he fen after passing through all turns in the direction of arrow e exit. To prevent the field generated by the ampere turns from acting against each other, the two cradles are twisted in opposite directions. The spiral of the upper roll a is right-handed and that of the lower roll b is left-handed.
The columns of Fig. 1 can be assembled into choke coils, with z. B. two such columns above and below by means of yokes, which also advantageously consist of ge wound iron strips, are connected to each other. After connecting the choke coil to the voltage source, the electric current runs through the strips 2 and generates the magnetic flux parallel to and in the columns, so that in this case the same material is used to conduct the electric current and to form the magnetic circuit becomes.
The transformer shown in Fig. 4 consists of two columns 5, which are composed of spiral winding pairs 1 according to FIG. 1, with yours belonging to the high-voltage side and others to the low-voltage side of the transformer, depending on the desired transformation ratio of the transformer.
The magnetic circuit is closed by yokes 8, which also consist of spirally wound iron strips.
Fig. 5 shows an arrangement which is particularly suitable for choke coils with several air gaps between the individual windings. The iron strip spiral winding 8, of which two spirals that are conductively connected to one another in the middle form a pair, are arranged so that their axes 9 form the tangents of a circle (see connecting bolt and the entire choke coil forms a ring. However, the entire air gap , which rather is composed of individual wedge-shaped air gaps 10 between the circular base plates of the winding 8, is too large, the air gaps 10 are included.
Filled between pieces 11, which consist entirely or partially of magnetically conductive material. In Fig. 6 is. Such an intermediate piece 11 is shown, which is conveniently Herge from a shell of press insulating material, which contains iron powder or iron chips 12 to increase the magnetic conductivity, or which shell encloses an iron body or a laminated core.
Hollow cylinder-shaped constructions, which have proven themselves particularly well in ballast construction for Rg light lamps, sodium vapor lamps, for luminescent tubes and other discharge lamps, are shown in FIGS. 7 to 12.
Here, the hollow cylinder-shaped housing made of ferromagnetic material of high permeability encloses all current-carrying iron pairs in the shape of a hem, so that the lines of force emerging from the end turns are conducted from one end of the pillar to the other by the shortest possible route.
The magnetic jacket of the hollow cylinder can either be wound from iron strip material or consist of magnetically highly conductive iron or of ferromagnetic pressed materials.
In Fig. 7 in the axial and in Fig. 8 in cross section the design of such a choke coil is shown, which is composed of two between the yokes arranged pairs of spiral coils 13. The casing of the housing consists of the iron strips, which form a hollow cylinder 14 form, and the circular base plates 15 from Eisenble chen form the yokes. A centric, the winding 13 and the base plates 15 by setting bolts 16 holds by means of the screw benmuttern 17, the entire choke coil together.
The device can easily be used to change the inductance of the choke coil if the electrical insulation between the windings is made of elastic material. In this case you can change the air gaps between the coils 13 by turning the bolt 16 with the nuts 17 and thereby cause a change in the inductivity and thus also in the current. To enlarge the area of the current regulation, the two base plates 15 can be formed from resilient, layered sheet metal, which are bent concavely against the iron coil, as indicated by dashed lines in FIG.
A choke coil, again with two pairs of spiral windings 13, but with a yoke 18 made of ferromagnetic pressed material, is shown in FIGS. 9 and 10.
11 and 12 show a similar embodiment, with iron sheets containing silicon, on the one hand in the form of a cylinder jacket 19 and on the other hand being inserted as circular base plates 20 in the pressed material 18 to increase the permeability of the yoke.
Another embodiment, which enables better utilization of the current-carrying iron strips, is shown in FIGS. 13 and 14. The spiral wraps 21 are normally wound from the radius r of the central conductive insert 22 to the outer radius R. During the passage of current through such a 'N' angle, the ampere windings increase linearly from the surface to the center of the coil along the radius R to the radius r, as indicated in the right part of the diagram (FIG. 15) by the distance I.
This means, however, that the inner turns of the spiral coil are magnetized more strongly and strong hysteresis and eddy current losses can occur there, while the turns closer to the circumference do not appear to be magnetically sufficiently exploited.
This can be improved by inserting a few turns beginning with the radius r, which extend up to about half the distance (Rr) and consist of silicon-containing iron strip 23 of greater strength and higher permeability than the material of the iron strip mentioned, as in Fig. 13 and 7.4 is shown. As a result, the excessive increase in the ampere-turns near the center of the winding can be avoided; In the diagram of the ampere turns (Fig. 15) this is made noticeable by replacing the upper part of the line I by the line I 'be.
In order to better utilize the outer turns of the spiral winding magnetically, it is advantageous in a manner known per se to arrange an additional winding 24 around the spiral winding 21 in the same direction of winding made of insulated wire, which is connected in series with the winding.
As a result, the ampere windings begin at the radius R with the amount PZ, as indicated in the diagram. is, to which the earlier amount Z is added when advancing towards the inner "V # twists, so that a high magnetic induction already arises in the winding focus of the iron winding and most of the winding appears to be magnetically well used.
In the left half of the cited diagram, curve B1 denotes the course of the magnetic induction (in Gauss) along the radial direction of the coil without additional turns 24 and curve B #> denotes the corresponding course of induction after the application with the additional tension turns. The diagram shows the great advantage of this arrangement.
Since it is sufficient to achieve the favorable conditions if the additional winding contains only a fraction of the number of turns of the iron spirals, the additional turns usually need to be arranged in one or at most two to three layers, so that the conductor is essentially Lich load can be higher than with previously used transformers or reactors. Usually these additional windings weigh only a few percent of the weight of the iron square, so that they can be made from insulated copper, aluminum, zinc wire or even from insulated iron wire.
By attaching the additional turns you can not only reduce the Cresamtgeweht the iron winding significantly, but also allow a Feinbe mood of the short-circuit current, which is dependent on a certain magnetic saturation of the iron, which is particularly z. B. is important in pre-storage devices.
The columns 5 according to FIG. 4, which are composed of primary and secondary winding pairs 1, can also be wrapped with one or more additional coils, as shown in FIG. Here is. the column built up from the iron windings 1 either with disc coils 25 or with. Solenoid coils 26 are provided which, for. B. made of insulated copper or aluminum wire. The wire reels 25 and 26 can be connected in series or in parallel with the iron tape windings.
In Fig. 16 examples of a parallel and series connection of the additional coil 26, possibly 25 to the iron tape winding 2 are shown schematically. The additional winding has an influence on the distribution of the magnetic flux inside the nickel, similar to the effects as already explained in connection with FIGS. 13 and 14. When using an independent additional winding arranged over the Eisenbandwieklung, almost.
Uniform magnetic induction in the magnetically conductive winding cross-section and full utilization of the material is achieved.
In Fig. 18 is. an elongated spiral wrap is shown. These pressed rolls are used in particular for the manufacture of yokes. All electrically active parts of the devices described enclosed can be manufactured with relatively simple manufacturing facilities who the. The coils can be wound from insulated iron tapes. Isolating the tapes can e.g. B. done by paper or film insulating tape.
In this case, the insulating and winding of the strips can be combined in one operation using an insulating strip, the width of which corresponds approximately to the cross-sectional circumference of the iron strip. Such a manufacturing process is indicated in FIG. 19. The iron tape 7 is covered with insulating tape 28 before being wound on, in such a way that the Sehliessfuge 29 of the insulating tape is on the outer side of the roll. The iron tape 27 and the insulating tape 28 are expediently guided during the operation by rollers and slides, not shown.
The folding of the insulating tape can, for. B. be done with the help of several roles, the Rota tion axes in relation to the Zufüh approximately rollers are more and more oblique, so that they the edges 30 and 31 of Isolierban of 28 to the edges of the iron strip 27 gradually up to 1.80 or almost around this worth folding over, as indicated in the cited Fig. 19. is. Instead of rolls, a nozzle-like shape can also be used to fold over the edges of the insulating tape, in which the insulating tape is folded over at the edges by means of suitably adapted edges.
Furthermore, folding the edges around can be made easier by partially pre-folding them before the edges are connected to the iron band, in which case no or only very simple folding devices are necessary on the winding machine. Another very advantageous iron strip insulation is a chemically or otherwise applied homogeneous insulation layer, which at the same time protects the iron from rusting. This is z. B. achieved by means of a Phos phate or oxide layer.
Such insulation layers not only provide the electrical insulation of the tapes, but also preserve the iron against the weather.
In special cases where increased dielectric strength is required, the insulation capacity, the phosphate layer or another layer can be increased by subsequently adding insulating materials, e.g. B. insulation varnish and the like, are applied to this layer. The insulating agent applied to the base in this way adheres. significantly better and forms a homogeneous layer with the base, which has a more beneficial effect than if the insulation were applied directly to the bare iron.
In certain cases it is advantageous to use the relevant spiral winding together from iron strips and foils made from another electrically good conductive material or from with. to wind an electrically conductive material metalized iron strips.