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Magnetkernpakete mit abgerundeten Ecken für ruhende elektrische Maschinen

IP.com Disclosure Number: IPCOM000016971D
Original Publication Date: 1999-Apr-01
Included in the Prior Art Database: 2003-Jul-21
Document File: 3 page(s) / 35K

Publishing Venue

Siemens

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Jens Hoppe: AUTHOR [+3]

Abstract

Ruhende elektrische Maschinen (z.B. Kompensationsdrosselspulen) umfassen eine Wicklung, die auf einen aus Magnetblech geschichteten Magnetkern gewickelt ist. Im allgemeinen weist der Magnetkern zumindest einen Schenkel auf, der aus voneinander mit Spalten (2) beabstandeten, aus dem Magnetblech geschichteten Kernpaketen gebildet ist. Die Kernpakete sind meist durch eine sogenannte Zentralverspannung zum Schenkel verspannt. Dazu ist eine zur Zentralverspannung gehörige Zugstange durch dafür vorgesehene Löcher in den Kernpaketen geführt. Beim Betrieb einer solchen elektrischen Maschine kann es an den Ecken und Kanten des Magnetkerns, insbesondere an den Ecken der bisher rechteckig geformten Magnetbleche der Kernpakete (vgl. Fig. 2) zu erhöhten magnetischen Feldstärken gegenüber dem restlichen Bereich des Magnetkerns kommen. Das Magnetfeld ist insbesondere in den Spalten (2) zwischen den Kernpaketen sehr inhomogen und mit annähernd halbkreisförmigen Feldlinien ausgebildet. Dadurch werden in der auf den Magnetkern gewickelten Wicklung und in der Zugstange der Zentralverspannung Wirbelströme induziert, die zu Verlusten und einer starken Erwärmung führen können. Die Stärke der Wirbelströme ist abhängig von der jeweiligen Feldstärke des inhomogenen Magnetfelds in der Wicklung und in der Zugstange. Der jeweilige Betrag der magnetischen Feldstärke ist um so geringer, je größer der Abstand der Wicklung, bzw. der Zugstange von den Kernpaketen ist. Um eine zu starke Erwärmung der Wicklung und/oder der Zugstange zu vermeiden, darf der Abstand (A1) zwischen den Kernpaketen und der Wicklung und/oder der Abstand (A2) der Kernpakete zur Zentralverspannung einen jeweiligen Grenzwert nicht unterschreiten. Um die Abmessungen der ruhenden elektrischen Maschine, insbesondere der Wicklung, bei gleichbleibender elektrischer Leistung verringern zu können, soll die magnetische Feldstärke des inhomogenen Magnetfeldes reduziert und dadurch der jeweilige Grenzwert für die Abstände (A1) und/oder (A2) reduziert werden. Dazu sind zumindest die zur Wicklung weisenden scharfen Ecken der Magnetbleche (1) und folglich die Kanten der Kernpakete (5) abgerundet (vgl. Fig. 3b). Zwischen den Kernpaketen (5) und der Wicklung (4) und in den Spalten (2) bildet sich dadurch ein homogeneres Magnetfeld, das insbesondere im Bereich der innersten Lage (3) der Wicklung (4) und im Bereich der Rundungen der Magnetbleche (1) niedrigere magnetische Feldstärken aufweist. Um auch in Richtung zur Zugstange (6) eine deutliche Verringerung des Betrags der magnetischen Feldstärke zu erreichen, können auch die Ecken der Magnetbleche (1) in Richtung zur Zugstange (6) abgerundet sein (vgl. Fig. 3c und 3d). Die so ausgeführte elektrische Maschine kann im Vergleich zum Stand der Technik bei gleicher - 91 -

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Energie

Magnetkernpakete mit abgerundeten Ecken für ruhende elektrischeMaschinen

Idee:� � Jens Hoppe, Schwarzenbruck; Walter Schedlbauer, Roth;

Stefan Gutberlet, Seukendorf

Ruhende elektrische Maschinen (z.B. Kompensationsdrosselspulen) umfassen eineWicklung, die auf einen aus Magnetblech geschichteten Magnetkern gewickelt ist. Imallgemeinen weist der Magnetkern zumindest einen Schenkel auf, der aus voneinander mitSpalten (2) beabstandeten, aus dem Magnetblech geschichteten Kernpaketen gebildet ist.Die Kernpakete sind meist durch eine sogenannte Zentralverspannung zum Schenkelverspannt. Dazu ist eine zur Zentralverspannung gehörige Zugstange durch dafürvorgesehene Löcher in den Kernpaketen geführt. Beim Betrieb einer solchen elektrischenMaschine kann es an den Ecken und Kanten des Magnetkerns, insbesondere an den Eckender bisher rechteckig geformten Magnetbleche der Kernpakete (vgl. Fig. 2) zu erhöhtenmagnetischen Feldstärken gegenüber dem restlichen Bereich des Magnetkerns kommen.Das Magnetfeld ist insbesondere in den Spalten (2) zwischen den Kernpaketen sehrinhomogen und mit annähernd halbkreisförmigen Feldlinien ausgebildet. Dadurch werden inder auf den Magnetkern gewickelten Wicklung und in der Zugstange derZentralverspannung Wirbelströme induziert, die zu Verlusten und einer starken Erwärmungführen können. Die Stärke der Wirbelströme ist abhängig von der jeweiligen Feldstärke desinhomogenen Magnetfelds in der Wicklung und in der Zugstange. Der jeweilige Betrag dermagnetischen Feldstärke ist um so geringer, je größer der Abstand der Wicklung, bzw. derZugstange von den Kernpaketen ist. Um eine zu starke Erwärmung der Wicklung und/oderder Zugstange zu vermeiden, darf der Abstand (A1) zwischen den Kernpaketen un...