DE3533323C2 - - Google Patents
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- DE3533323C2 DE3533323C2 DE19853533323 DE3533323A DE3533323C2 DE 3533323 C2 DE3533323 C2 DE 3533323C2 DE 19853533323 DE19853533323 DE 19853533323 DE 3533323 A DE3533323 A DE 3533323A DE 3533323 C2 DE3533323 C2 DE 3533323C2
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F37/00—Fixed inductances not covered by group H01F17/00
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/24—Magnetic cores
- H01F27/245—Magnetic cores made from sheets, e.g. grain-oriented
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Insulating Of Coils (AREA)
- Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft Drosselspulen mit mindestens einem im
Querschnitt kreisringförmigen Eisenkern aus in Achsrichtung mit
unmagnetischen Zwischenräumen übereinander gestapelten von
Lamellen aus Transformatorblech gebildeten Eisenscheiben gemäß
dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Die Eisenkerne derartiger Drosselspulen sollen einerseits
rationell und wirtschaftlich herstellbar sein und andererseits
im Betrieb möglichst geringe Verluste verursachen.
Eine nicht unbedeutende Maßnahme zur Kleinhaltung der Eisen
verluste besteht in der radialen Anordnung der Blechlamellen
in den den Eisenkern bildenden Eisenscheiben, wie sie in der
EP-B1-00 39 901 bzw. der US-PS 44 53 150 mit gleicher Priorität beschrieben sind. Hierbei sind die Eisen
scheiben aus um eine zentrale Öffnung angeordneten Segmenten
aus Lamellen aufgebaut. Jedes Segment besteht mindestens aus
einem ersten Paket von Blechen identischer Länge und einem
weiteren Paket aus einer geradzahligen Anzahl von Blechen,
deren Länge regelmäßig von Blech zu Blech kürzer wird. Dabei
liegt die Walzrichtung der einzelnen Bleche senkrecht zur Achse
der Spule, so daß die magnetische Vorzugsrichtung ebenfalls
senkrecht zum Magnetfluß liegt und die Ummagnetisierungsver
luste nicht den kleinstmöglichen Wert erreichen. Dies wird
offensichtlich in Kauf genommen, weil eine Herstellung von
Eisenscheiben aus Blechen, deren Walzrichtung parallel zur
Achse der Spule liegt, sehr viel höhere Kosten verursachen
würde.
Die deutsche Patentanmeldung P 34 13 359.3 zeigt in Fig. 1 und 2
eine dreischenklige Drosselspule mit sogenannter Zentralver
spannung, bei der die in Achsrichtung der Wicklungen auftre
tenden Kräfte durch die Eisenkernschenkel zentral durchsetzende
Zugstangen aufgenommen werden. Die zu diesem Zweck mit einer
verhältnismäßig großen zentralen Öffnung versehenen, die Eisen
kernschenkel bildenden Eisenscheiben sind hierbei in nicht
näher dargestellter Art und Weise aus radial angeordneten
Lamellen aufgebaut.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, für eine Drossel
spule der eingangs genannten Art Eisenscheiben aus radial an
geordneten Lamellen zu schaffen, die einerseits wirtschaftlich
herstellbar sind, und die andererseits eine Minimierung der im
Betrieb auftretenden Ummagnetisierungsverluste gewährleisten,
wobei die Walzrichtung der Lamellen parallel zur Kern- und
Spulenachse liegt, und wobei trotzdem in radialer Richtung
kleine Längenunterschiede der Lamellen praktikabel sind.
Diese Aufgabe wird mit aus Segmenten zusammengesetzten Eisen
scheiben gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs
gelöst.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist
vorgesehen, daß die Walzrichtung des die Lamellen bilden
den Transformatorbleches parallel zur Achsrichtung der
Eisenkerne ist.
Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung bestehen darin,
daß jede Eisenscheibe für sich mit Gießharz imprägniert
ist, so daß insbesondere die von den Lamellen eingeschlos
senen Zwickel mit Gießharz gefüllt sind, und daß jede
Eisenscheibe auf wenigstens einer Stirnseite durch span
abhebende Bearbeitung geglättet ist.
Besonders günstige Ausführungen der Erfindung werden
erreicht, wenn das Verhältnis des Innendurchmessers der
Eisenscheibe zu ihrem Außendurchmesser zwischen 0,1 und
0,4 liegt, wenn je Segment zwischen 10 und 40 Lamellen
vorgesehen sind, und wenn bei einer Dicke der Lamellen
von 0,3 mm die Anzahl der untereinander gleich langen
Lamellen in dem ersten Paket jedes Segments 7 beträgt.
Der erfindungsgemäße Aufbau der Eisenscheiben zur
Bildung von Eisenkernen in Drosselspulen ist sehr vor
teilhaft, weil zu ihrer Herstellung je Kern nur eine
einzige Blechbandbreite entsprechend der Länge der un
tereinander gleich langen Lamellen in dem ersten Paket
jedes Segmente erforderlich ist. Dabei wird das Ausgangs
material, abgesehen von Ausklinkungen für möglicher
weise vorgesehene schwalbenschwanz- oder T-förmige Aus
sparungen ohne jeden Abfall zum Aufbau des Kerns einge
setzt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer
Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen
Fig. 1 und 2 einen vertikalen Längsschnitt und einen
horizontalen Querschnitt durch eine drei
schenklige Drosselspule und
Fig. 3 einen Ausschnitt aus der Draufsicht auf eine Ei
senscheibe eines Eisenkernes, der hinsichtlich
der Durchmesser in natürlicher Größe hinsicht
lich der Blechdicke in stark vergrößertem Maß
stab dargestellt ist.
Bei der Anordnung gemäß den Fig. 1 und 2 umfassen
Wicklungen 11 einer dreiphasigen Drosselspule jeweils
einen Kernschenkel aus in Achsrichtung übereinander ge
stapelten Eisenscheiben 12. Zwischen jeweils aufeinan
derfolgenden Eisenscheiben 12 ist je eine Zwischenlage
15 aus unmagnetischem Werkstoff mit sehr hohem Elasti
zitätsmodul angeordnet, so daß jeder Kernschenkel für
sich eine feste starre Säule darstellt. Die einzelnen
Eisenscheiben 12 weisen ebenso wie die Zwischenlagen
15 eine achsparallele zentrale Öffnung auf.
Unter Zwischenschaltung von weiteren Zwischenlagen 15
liegen auf der Stirnfläche der von den Eisenscheiben
12 gebildeten Kernschenkel Joch 13 auf, die vorzugs
weise als gerade Balken gestaltet und aus Trans
formatorblechlamellen zusammengesetzt sind. Über den
in den Eisenscheiben 12 und den Zwischenlagen 15 der
einzelnen Kernschenkel vorgesehenen Durchbrüchen sind
in den beiden Jochen 13 ebenfalls Durchbrüche vorge
sehen, die mit den erstgenannten deckungsgleich sind.
Die in sich etwas elastischen Wicklungen 11 stützen sich
in axialer Richtung über Druckringe 16 aus Isolierwerk
stoff ebenfalls an den Jochen 13 ab.
Die Durchbrüche in den Jochen 13, den Eisenscheiben 12
und den Zwischenlagen 15 werden je Kernschenkel von
einem metallischen Zugelement 14 in Längsrichtung durch
setzt. Die Enden der Zugelemente 14 tragen Muttern 18,
die nach ihrem Anziehen über Preßbügel 17, die den Ei
senkreis der Drossel bildenden Eisenkernscheiben 12 und
die Joche 13 fest aufeinander pressen, und gleichzei
tig die Wicklungen 11 zwischen den Druckringen 16 kurz
schlußsicher festhalten. Die Zwischenlagen 15 dienen in
dieser Anordnung im wesentlichen zur Einstellung des
magnetischen Widerstandes des Eisenkreises. Die unter
dem unteren Joch angeordneten Preßbügel 17 haben an
ihren Enden als Füße 19 für den Drosselaktivteil dienen
de Abwinkelungen.
Jede der einzelnen Eisenscheiben 12 ist beim darge
stellten Ausführungsbeispiel aus Segmenten von jeweils
elf Lamellen 1 bis 9 zusammengesetzt. Jedes der Segmente
besteht dabei aus einem ersten Paket und drei gleich
langen Lamellen 1 und aus einem weiteren Paket von
Lamelle zu Lamelle kürzer ausgeführten Lamellen 2 bis 9.
Dabei sind wie bereits erwähnt, zur besseren Erkennbar
keit der Erfindung die einzelnen Lamellen 1 bis 9 zwar
in ihrer Länge in natürlicher Größe ihrer Dicke je
doch stark vergrößert dargestellt. In tatsächlich aus
geführten Eisenscheiben 12 ist zur Herstellung der Lamel
len übliches Transformatorblech in einer Stärke von
höchstens 0,35 mm eingesetzt.
Durch entsprechende Festlegung der Anzahl der jeweils
in dem ersten und in dem zweiten Paket vorgesehenen
Lamellen 1 bis 9 läßt sich praktisch für jeden beliebi
gen kreisringförmigen Querschnitt von Eisenscheiben 12
eine Segmentgröße herstellen, die einen Aufbau von spiel
frei zu Kreisringen geschlossenen Querschnitten aus
einer ganzen Anzahl von Segmenten ermöglicht.
Zur Erleichterung der Montage der einzelnen Lamellen 1
bis 9 sowohl zu Segmenten als auch zu Eisenscheiben 12
ist es zweckmäßig, in jeder der Lamellen 1 bis 9 in
dem dem Außendurchmesser der Eisenscheiben 12 zugekehr
ten Ende eine schwalbenschwanz- oder T-förmige Aus
sparung vorzusehen, mit der die Lamellen auf eine nicht
dargestellte Führungsschiene auffädelbar sind. Diese
Aussparung dient nach dem Zusammensetzen einer Eisen
scheibe 12 aus Lamellen 1 bis 9 zur Aufnahme einer Ban
gage 20, die die Eisenscheibe 12 in Umfangsrichtung voll
ständig umfaßt und die Segmente aus den Lamellen 1 bis 9
fixiert (Fig. 3).
Bei der Bestimmung der Anzahl der Lamellen für das je
weils erste und das weitere Paket in jedem der Segmente
ist zunächst lediglich darauf zu achten, daß die Anzahl
der Lamellen 2 bis 9 in jedem der weiteren Pakete ge
radzahlig ist, damit sich je zwei dieser Lamellen in
ihrer Länge zu einem Maß ergänzen, das der Länge der
Lamellen 1 entspricht. Dabei wird zweckmäßigerweise so
vorgegangen, daß zunächst die Länge der fertigungs
technisch kürzestmöglichen Lamelle 9 bestimmt wird, die
zusammen mit der längsten der gekürzten Lamellen, der
Lamelle 2, gerade so lang ist wie eine Lamelle 1. Da
erfindungsgemäß nur jede zweite der Lamellen 2 bis 9
an der ersten Lamelle 1 des folgenden Segments anliegen
soll, wird nunmehr aus den geometrischen Verhältnissen
die Länge der Lamelle 3 bestimmt, die wiederum mit der
Lamelle 8 zusammen so lang ist, wie eine Lamelle 1.
Es folgt die Bestimmung der Länge der Lamelle 7, die
zusammen mit der Lamelle 4 die Länge einer Lamelle 1
aufweist. Schließlich wird noch die Länge der Lamelle
5 bestimmt, die zusammen mit der Lamelle 6 wiederum die
Länge einer Lamelle 1 hat. Aufgrund der erfindungsge
mäßen Bestimmung der Lamellenlängen liegen lediglich
die Lamellen 3, 5, 7 und 9 an der ersten Lamelle 1 des
folgenden Segments an. Dagegen ragen die Lamellen 2, 4,
6 und 8 je nach Einzelfall mehr oder weniger weit in die
von den übrigen Lamellen gebildeten Zwickel.
Zur besseren Handhabung der Eisenscheiben 12 ist es
zweckmäßig, diese im Anschluß an das Aufbringen der Ban
dage 20 mit Gießharz zu imprägnieren, das dabei die
einzelnen Lamellen 1 bis 9 miteinander verklebt sowie
die an den Stoßstellen der einzelnen Segmente gebilde
ten kleinen Zwickel ausfüllt.
Beim Schneiden oder Schichten der einzelnen Lamellen
1 bis 9 möglicherweise in die Eisenscheiben 12 einge
brachte Abweichungen von der Planparallelität werden
nach dem Aufbringen der Bandage 20 und gegebenenfalls
nach der Imprägnierung der Eisenscheiben 12 mit Gieß
harz durch spanabhebende Bearbeitung einer oder beider
Stirnflächen der Eisenscheiben 12 beseitigt.
Claims (2)
1. Drosselspule mit mindestens einem im Querschnitt
kreisringförmigen Eisenkern aus in Achsrichtung mit un
magnetischen Zwischenräumen (15) übereinander gestapel
ten, von Lamellen (1 bis 9) aus Transformatorblech ge
bildeten Eisenscheiben (12), wobei die Lamellen (1 bis
19) in achsparallelen Ebenen radial zu Segmenten des kreis
ringförmigen Querschnitts geschichtet sind, indem in
jedem Segment ein erstes Paket aus einigen gleich langen
Lamellen (1) und ein weiteres Paket aus von Lamelle (2)
zu Lamelle (9) kürzer ausgeführten Lamellen (2 bis 9)
vorgesehen ist, wobei die Anzahl der Lamellen (2 bis 9) in dem weite
ren Paket geradzahlig ist,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß sich die Lamellen (2 bis 9) dieses weiteren Pa ketes beginnend mit der längsten (2) und der kürzesten (9) paarweise jeweils zur Länge der Lamelle (1) in dem ersten Paket ergänzen und
- - daß lediglich jede zweite Lamelle (3, 5, 7, 9) aus dem weiteren Paket an der äußersten Lamelle (1) aus dem ersten Paket des benachbarten Segmentes anliegt.
2. Drosselspule nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß jede
Eisenscheibe (12) für sich mit Gießharz imprägniert
ist, derart daß insbesondere die von den Lamellen (1 bis 9)
eingeschlossenen Zwickel mit Gießharz gefüllt sind.
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1985
- 1985-09-18 DE DE19853533323 patent/DE3533323A1/de active Granted
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1986
- 1986-09-17 BR BR8604458A patent/BR8604458A/pt not_active IP Right Cessation
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
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8363 | Opposition against the patent | ||
8365 | Fully valid after opposition proceedings | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |