DE2441547A1 - NOISE-ATTENUATING SHIELD FOR MAINS TRANSFORMERS IN ELECTRICAL EQUIPMENT - Google Patents

Description

Ceräuschdämpfende Abschirmung für Netztransformatoren in elektrotechnischen GerätenC noise-dampening shielding for power transformers in electrotechnical devices

Mit dem zunehmenden Einsatz von netzstromgespeisten elektrotechnischen Geräten in ruhigen Räumen, wie beispielsweise Eingabestationen, sog. Terminals, von datenverarbeitenden Anlagen in Büros, Sparkassen und ähnl. oder gar in Wohnräumen, lebt das alte Problem neu auf, wie durch Netzbrummen entstehende Ceräuschbelästigungen unterdrückt werden können. Es handelt sich dabei meistens um hörbare Vibrations-With the increasing use of mains powered electrotechnical Devices in quiet rooms, such as input stations, so-called terminals, of data processing systems in offices, savings banks and similar or even in living rooms, the old problem comes to life again, as if through Noise nuisance caused by mains hum can be suppressed. These are mostly audible vibration

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von Gohäuseteilen, die im magnetischen Streufeld der- Nr.tztransfoi-matori» lic-igcn.of Gohäuseteile, which in the magnetic stray field of the no.tztransfoi-matori » lic-igcn.

Gchäusewände aus Eisen- oder Stahlblech umgeben gewöhnlich die erfindlichen Einzelteile und Schaltkreise zu deren mechanischem Schutz und auch zur Abschirmung. Moderne Datenstationtsn und andere Geräte sind kompakt aufgebaut. Daher ist der Netztransformator der Gehäusewcind oft sehr dicht benachbart, so dass dessen magnetisches Streufeld die Gehäusfiwand zu hörbaren Schwingungen in der Netzfrequenz anregen kann. Solches Netzbrummen hängt von der Feldstärke derartiger Streufelder eb, welche vom Netztransformator ausgehen, von der Steifheit der Gehäusewände oder von anderen Faktoren.House walls made of sheet iron or steel usually surround the inventive ones Individual parts and circuits for their mechanical protection and also for shielding. Modern data stations and other devices are compact design. Therefore the mains transformer is the case wind often very close together, so that its magnetic stray field can excite the housing wall to audible oscillations in the mains frequency. Such mains hum depends on the field strength of such stray fields eb, which come from the mains transformer, from the rigidity of the housing walls or other factors.

Durch die amerikanische Patentschrift 310224G ist es bekannt geworden, zur Geräuschdämpfung in einem Leistungstransformator eine dünne metallische Scheidewand in den· Ecken des ölgefüllten- Gehäuses des Transformators anzubringen. Der Zweck dieser Anordnung besteht darin zu verhindern, dass die Gehäusewände durch das eingefüllte OeI als übertragungsmittel in Schwingungen versetzt werden, welche vom Transformator selbst herrühren· Through the American patent specification 310224G it has become known a thin metallic one for noise attenuation in a power transformer Partition in the corners of the oil-filled transformer housing to attach. The purpose of this arrangement is to prevent the housing walls from being carried by the filled oil as a transmission medium vibrations caused by the transformer itself

Das in dieser Patentschrift gelöste Problem tritt bei der vorliegenden Erfindung nicht auf, weil nicht der Transformator selbst die Geräuschquelle ist, sondern der Transformator magnetische Stx~eufeider erzeugt, die ihrerseits Gehäuseteile zu Schwingungen anzuregen vermögen.The problem solved in this patent occurs with the present one Invention does not occur because the transformer itself is not the source of the noise is, but the transformer generates magnetic shock, which in turn can stimulate housing parts to vibrate.

Die vorliegende Erfindung ist durch die im Patentanspruch 1 angegebene Lösung gekennzeichnet.The present invention is defined by what is specified in claim 1 Solution marked.

Bei dr.n vorausgegangenen Versuchen wurde gefunden, dass die EinwirkungIn previous experiments it was found that the action

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dos magnetischen Streufeldes auf einen schwingungsfähigen magnetisisi»- baren Körper erheblich dadurch verringert werden Kann» dass man eine-Scheidewand aus einem elektrisch leitenden Material dazwischen anbririgt. Die erhaltene Herabsetzung des hörbaren Störgeräusches des schwinguogsfähigen Körpers kann jedoch mehr als wettgemacht und übertrofien wgrden durch Störgeräusche, welche durch das zu Schwingungen angeregte Abgehtrwr blech selbst hervorgerufen werden. Es wurde jedoch gefunden, dass durch Perforationslccher die Abschirmung der magnetischen Streufeldes praktisch noch genauso wirksam war wie vorher, dass jedoch die hörbaren Schwingungen des Abschirmbleches selbst erheblich herabgesetzt wurden. Die Perforationsöffnungen sollten selbstverständlich nicht so gross sein, dass das magnetische Streufeld des Transformators allzu stark durchdringen kann.the magnetic stray field on an oscillating magnetisisi »- The body can be reduced considerably by having a partition made of an electrically conductive material in between. The obtained reduction of the audible background noise of the vibratory However, the body can be more than made up for and surpassed by background noises, which are caused by the vibrating outgoing door sheet itself. However, it was found that by Perforation holes effectively shield the stray magnetic field was just as effective as before, but that the audible vibrations of the shielding plate itself have been significantly reduced. The perforation openings should of course not be so big that the magnetic Stray field of the transformer can penetrate too strongly.

Die Tatsache, dass das perforierte Abschirmblech keine hörbaren Schwingungsgeräusche mehr abgibt, mag verschiedene Ursachen haben. Vorzugsweise wind wohl das Muster der Perforationsöffnungen verhindern, dass das Blech sich infolge der Magnetostriktion periodisch durchbiegt. Auch wird die Oberfläche der Abschirmung in viele kleine Bereiche unterteilt, so dass rwgliche Schwingungen nur mit höheren Frequenzen auftreten können, welche ausserhalb des Hörbereiches des menschlichen Ohres liegen.The fact that the perforated shielding plate does not make any audible vibration noises gives more, may have different causes. Preferably wind probably the pattern of the perforation openings prevent the sheet metal from moving periodically deflects due to magnetostriction. Also becomes the surface the shielding is divided into many small areas so that potential Vibrations can only occur at higher frequencies, which lie outside the hearing range of the human ear.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung besteht das perforierte Abschirmblech aus einem magnetisierbaren Metall» Die Blechstärke sollte zwischen 0,25 mn, und 3,2 mm liegen. Um zu verhindern, dass Vibrationen über die Lagerung bzw. Befestigung des Abschiritibleches übertragen werden, wind das Abschirmbifech zweckmässig mittels elastischer Dämpfung«stücKe <ηοη~ tiert. Zweckrriässig wird das Abschirmblech in dem freien Raum zwischen dem Netztransformator und der Gehäusewand etwa in der Mitte angebracht. Die Perforationsöffnungen nehmen einen Flächenanteil der Abschirmungim Bereich zwischen 10 - 70% ein. Ein günstiger Wert ist etwa 30V. J)ie Perforationsöffnungen werden gleichmässig über did Fläche der AbschinrungAccording to a further development of the invention, there is the perforated shielding plate made of a magnetizable metal »The sheet thickness should be between 0.25 mm, and 3.2 mm are. To prevent vibrations from spreading over the Storage or fastening of the shielding sheet are transferred, wind the shielding sleeve is expedient by means of elastic damping «pieces <ηοη ~ animals. The shielding plate is expedient in the free space between attached to the mains transformer and the housing wall approximately in the middle. The perforation openings take up an area of the shield Range between 10 - 70%. A favorable value is around 30V. J) ie Perforation openings are uniform over the area of the bevel

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2 verteilt, wobei die Perforationsöffnungen etwa 2 mm grosse Löcher sind. In dem Muster der Perforationsöffnungen beträgt der Mittenabstand der Löcher etwa 3,2 mm.2 distributed, the perforation openings are about 2 mm large holes. In the pattern of the perforation openings, the center-to-center spacing of the holes is about 3.2 mm.

Ein Ausführungsbeispiel risr Erfindung wird anhand der Zeichnung näher beschrieben. "*An embodiment of the invention is described in more detail with reference to the drawing. "*

Figur 1 ist eins perspektivische Ansicht des Inneren eines Gehäuses, wobei Teile der Gehäusewand weggeschnitten sind, um einen Netztrsnsformator zu zeigen, welcher mit der erfindungsgemässen Abschirmung versehen ist. Figur 2 ist elrie~GrDndriisdarstBllung der Anordnung nach Figur 1.Figure 1 is a perspective view of the interior of a housing, wherein Parts of the housing wall are cut away to make a power transformer show which is provided with the shield according to the invention. FIG. 2 is a basic diagram of the arrangement according to FIG. 1.

Das Abschirmblech 10 besteht aus einem etwa 1,3 mm starken Stahlblech, das frei von mechanischen Spannungen oder Einschlüssen ist. Das Abschinnblech 10 befindet sich zwischen einer Quelle.eines niederfrequenten magnetischen Feldes, wie dem Netztransformator 11, und einem Körper, der durch das Magnetfeld in hörbare Schwingungen versetzt werden kann, wie irgendein Teil der Gehäusewand 12, die gewöhnlich aus Eisenblech besteht. Zweckmäesig wird das Abschirmblech 10 gerade in der Mitte zwischen der Aussenwand des Netztransformators 11 und der Gehäusewand 12 angeordnet, welche etwa 25 mm von einander'entfernt sind/Gleichmässig über die Fläche des Abschirrnblsches 10 verteilt sind Perforationsöffn'ingen 13, deren FlächenanteJ.1 etwa 30% beträgt. Zur Vereinfachung der Darstellung sind nur einige dieser Perforationsöffnungen 13 eingezeichnet. Vorzugsweise sind sie runde LöcherThe shielding plate 10 consists of an approximately 1.3 mm thick sheet steel, that is free of mechanical stresses or inclusions. The baffle plate 10 is located between a source of a low frequency magnetic Field, such as the mains transformer 11, and a body that through the magnetic field can be audibly vibrated, like any part of the housing wall 12, which is usually made of sheet iron. Appropriate the shielding plate 10 is just in the middle between the outer wall of the Mains transformer 11 and the housing wall 12 arranged, which about 25 mm are distant from each other / evenly over the surface of the cut-off tube Perforationsöffn'ingen 13 are distributed, the surface edgeJ.1 about 30%. To simplify the illustration, there are only some of these perforation openings 13 is drawn. Preferably they are round holes

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von etwa 2 mrn Fläche..Der Mittenabstand der Löcher beträgt etwa 3,2 mm.2
of about 2 mrn area .. The center-to-center distance of the holes is about 3.2 mm.

Das perforierte Abschirmblech 10 ist an seinem Träger mittels Dcmpfung-B-stücken 14 befestigt, welche aus Quiwni oder aus einem anderen elastischen Material bestehen, und welche geeignet sind, die Uebertragung von Schwingungen im Abschirmblech 10 auf den Gehäuseboden 15 oder auf andere schwingungsfähige Teile zu unterdrücken·The perforated shielding plate 10 is attached to its support by means of damping B-pieces 14 attached, which made of Quivni or of another elastic Material exist, and which are suitable for the transfer of To suppress vibrations in the shielding plate 10 on the housing base 15 or on other vibrating parts

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Die relative Permeabilität des Abschirmbleches 10 beträgt etwa 1000, und seine elektrische Leitfähigkeit ist etwa VlO der des Kupfers. Diese Werte tei einer Blechstärko von 1,3 mm wurden als ausreichend, befunden, um hörbare Schwingungen der Gehäusewand 12 zu verhindern. Die ursprüngliche magnetische Feldstärke,'d.h. ohne die Abschirmung, betrug im Abstand von etwa 25 mm vom Netztransformator 11 etwa 60 Gauss.The relative permeability of the shielding plate 10 is about 1000, and its electrical conductivity is about V10 that of copper. These values for a sheet thickness of 1.3 mm were considered sufficient found to prevent audible vibrations of the housing wall 12. The original magnetic field strength, i.e. without the shield, was about 60 Gauss at a distance of about 25 mm from the mains transformer 11.

Für andere Feldstärken werden zweckmässig andere Kombinationen der Blechstärke und der Permeabilität gewählt. Die zur Berechnung von Abschirmungen bekannten Formeln versagen üblicherweise bsi derartig niedrigen Frequenzen wie der Netzfrequenz. Zweckmässige Werte werden am besten durch Versuche ausprobiert.For other field strengths, other combinations of the Sheet thickness and permeability selected. The formulas known for calculating shields usually fail in this way low frequencies such as the mains frequency. Appropriate values will be best tried by experiments.

Wenn jedoch die zu dämpfende Feldstärke des Streufeldes nur'etwa 100 Gauss beträgt, oder wenn der Abstand der Gehäusewand 12 grosser als 25 mm ist und wenn die Forderung nach möglichst leichter Bauweise besteht, mag es wünschbar erscheinen, als Material für das Abschirmblech beispielsweise Aluminium zu verwenden. Auch solche nicht-magnetisierbaren Metalle können unter Umständen geeignet sein, Es sollten jedoch auch in diesem Falle die Perforationsöffnungen im Abschirmblech vorhanden sein.However, if the field strength of the stray field to be damped is only about 100 Gauss, or if the distance between the housing wall 12 is greater than 25 mm and if the requirement for the lightest possible construction exists, it may appear desirable to use aluminum, for example, as the material for the shielding plate. Even such non-magnetizable ones Metals may be suitable under certain circumstances, but the perforation openings in the shielding plate should also be used in this case to be available.

Manchmal mag es zweckmässig sein, eine Mehrzahl von perforierten Abschirmblechen hintereinander anzubringen. Aber durch entsprechende Abstimmung der Blechstärke und der Werte für Permeabilität und Leitfähigkeit wird ausreichender Schutz in den meisten Fällen bereits durch ein einziges Abschir.mblech erzielt. Wenn das zu dämpfende magnetische Streufeld stärker wird, sollte im allgemeinen auch eine grössere Blechstärke gewählt werden, ebenso wie höhere Werte für Permeabilität und Leitfähigkeit. ' ■Sometimes it may be useful to have a plurality of perforated shielding plates to be attached one behind the other. But by matching the sheet thickness and the values for permeability and conductivity In most cases, adequate protection is already provided by a single shielding plate achieved. If the magnetic to be damped If the stray field becomes stronger, a greater sheet thickness should generally also be used as well as higher values for permeability and conductivity. '■

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Claims (10)

PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS 1. Geräuschdämpfende Abschirmung für Netztransformatoren in elektrotechnischen Geräten, dadurch gekennzeichnet, daß im Gebiet des magnetischen Streufeldes zwischen dem Netztransformator (11) und der Gehäusewand (12) ein Abschirmblech (10) aus einem elektrisch leitenden Metall angeordnet ist, welches zahlreiche Perforationsöffnungen (13) aufweist. 1. Noise-dampening shielding for power transformers in electrotechnical Devices, characterized in that in the area of the magnetic stray field between the network transformer (11) and a shielding plate (10) made of an electrically conductive metal is arranged on the housing wall (12) and has numerous perforation openings (13). 2. Abschirmung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschirmblech (10) aus einem magnetisierbaren Metall besteht.2. Shielding according to claim 1, characterized in that the shielding plate (10) consists of a magnetizable metal. 3. Abschirmung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall des Abschirmbleches (10) eine Stärke zwischen 0,25 mm und 3,2 mm aufweist.3. Shielding according to claim 1, characterized in that the metal of the shielding plate (10) has a thickness between 0.25 mm and 3.2 mm. 4. Abschirmung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschirmblech (10) mittels elastischer Dämpfungsstücke (14) montiert ist.4. Shielding according to claim 1, characterized in that the shielding plate (10) by means of elastic damping pieces (14) is mounted. 5. Abschirmung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschirmblech (10) in der Mitte zwischen der Außenwand des Transformators (11) und der Gehäusewand (12) angebracht ist.5. Shielding according to claim 1, characterized in that the shielding plate (10) in the middle between the outer wall of the transformer (11) and the housing wall (12) is attached. 6. Abschirmung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flächenanteil der Perforationsöffnungen (13) im Abschirmblech (10) 10 bis 70 % beträgt.6. Shielding according to claim 1, characterized in that the area portion of the perforation openings (13) in the shielding plate (10) 10 to 70%. 7. Abschirmung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß 30 % der Fläche des Abschirmbleches (10) aus Perforationsöffnungen (13) besteht.7. Shielding according to claim 6, characterized in that 30% of the area of the shielding plate (10) consists of perforation openings (13) consists. - 6-CA 9-73-001- 6-CA 9-73-001 509817/0696509817/0696 8. Abschirmung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Perforationsöffnungen (13) gleichmäßig über die Fläche des Abschirmbleches (10) verteilt sind.8. shield according to claim 1, characterized in that the perforation openings (13) are evenly distributed over the surface of the shielding plate (10). 9. Abschirmung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Per-9. shield according to claim 1, characterized in that the per- foratii
sind.foratii
are. 2 forationsöffnungen (13) als runde Löcher von etwa 2 mm ausgebildet2 foration openings (13) designed as round holes of about 2 mm 10. Abschirmung nach den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet,10. Shielding according to claims 8 and 9, characterized in that daß der Mittenabstand der Perforationsöffnungen (13) ca. 3,2 mm beträgt. that the center distance of the perforation openings (13) is about 3.2 mm. - 7-CA 9-73-001- 7-CA 9-73-001 5 0 9 8 17/06965 0 9 8 17/0696 LeerseiteBlank page