Welche Stapelmethoden gibt es für Transformatorkerne?

Die Größe des Hauptmagnetflusses in einem Transformatorkern wird durch den Erregerstrom bestimmt. Da der Leerlaufstrom eines Transformators tatsächlich mit seiner Betriebsspannung variiert, führt eine höhere Spannung zu einem größeren Leerlaufstrom, was wiederum den Erregerstrom erhöht. Umgekehrt führt eine niedrigere Spannung zu einem kleineren Leerlaufstrom.

Beim Stapeln von Transformatorkernen kommen drei verschiedene Verbindungsmethoden zum Einsatz.

Die erste ist die Stoßverbindung . Zu seinen Merkmalen gehören eine bequeme Verarbeitung und Stapelung sowie eine große Überlappungsfläche. Daher weist der gestapelte Kern eine gute strukturelle Festigkeit und Integrität auf und verformt sich nicht leicht. Dieses Verfahren ist jedoch nur bei warmgewalzten Siliziumstahlblechen anwendbar. Bei Anwendung auf kaltgewalzte kornorientierte (CRGO) Siliziumstahlbleche, die entlang der Walzrichtung hervorragende magnetische Eigenschaften aufweisen, verläuft der magnetische Fluss an den Verbindungsstellen nicht entlang der Walzrichtung. Dies verschlechtert die magnetische Leistung und führt zu einem Anstieg der Leerlaufverluste.

Der zweite Typ ist die Halbgehrungsverbindung (oder halbdirekte, halbschräge) Verbindung , die für CRGO-Siliziumstahlbleche verwendet wird. Charakteristisch für diese Verbindung ist, dass sich innerhalb der Kernstapelung Stoß- und Gehrungsverbindungen abwechseln. Wenn die Breite der Kernschenkelbleche mit der der Jochbleche übereinstimmt, liegt die Gehrungsverbindung in einem 45°-Winkel, was 50 % der Ecküberlappungsfläche ausmacht. Dies bietet eine deutliche Verbesserung der magnetischen Leistung im Vergleich zur Stoßverbindung, zusammen mit einer zuverlässigen Struktur und einem bequemen Scheren und Stapeln, was zu einer hohen Ausnutzungsrate der Siliziumstahlbleche führt. Da es sich bei einem Teil der Verbindungen jedoch immer noch um Stoßverbindungen handelt, wird die Richtungsabhängigkeit des CRGO-Siliziumstahls nicht vollständig ausgenutzt, sodass der Leerlaufverlust des Kerns nicht auf ein minimales Maß reduziert werden kann.

Der dritte Typ ist die Vollgehrungsverbindung (oder Vollschrägverbindung) . Um den Leerlaufverlust des Kerns weiter zu reduzieren und die Eigenschaften von CRGO-Siliziumstahlblechen voll auszunutzen, sollte die Vollgehrungsverbindung übernommen werden. Dadurch wird sichergestellt, dass die Richtung des magnetischen Flusses mit der Walzrichtung der Siliziumstahlbleche übereinstimmt, wodurch Kernverluste minimiert werden. Dieser Verbindungsprozess ist jedoch komplex und die Gesamtintegrität des gestapelten Kerns ist relativ schlecht.