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Zum Einfluß der Streufeldkopplung auf die magnetischen Eigenschaften und den Wirkungsgrad handelsüblicher Transformatorkerne aus kornorientierten Silizium-Eisen-Elektroblechen

On the influence of stray-field coupling on the magnetic properties and the efficiency of commercial transformer cores made from grain oriented silicon-iron sheets

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Archiv für Elektrotechnik Aims and scope Submit manuscript

Übersicht

Aus einem vergleichenden Überblick über die wesentlichen Streufeldquellen eines M-Schnitt-Bleches aus kornorientiertem Silizium-Eisen folgt, daß nur das Luftspaltfeld einen merklichen Anteil zur Streufeldkopplung liefern kann. Der Einfluß dieses Luftspalt-Streufeldes auf die Magnetisierungsstruktur und den Ummagnetisierungsvorgang in einer benachbarten Blechlage wird untersucht. Aus einer Diskussion der abschirmenden Wirkung des benachbarten Bleches in Abhängigkeit von der Aussteuerung folgen Aussagen über den Einfluß der Streufeldkopplung auf die Energieverluste und den Wirkungsgrad des kompletten Transformatorkernes aus mehreren Blechlagen und Vorschläge zur Verbesserung des Wirkungsgrades bei der Spannungswandlung.

Contents

From a survey of the important stray-field sources of a grain oriented M-shaped silicon-iron sheet follows that only the stray field at the air gap can give a remarkable contribution to the stray-field coupling. The influence of this air-gap stray fields on the magnetization structure and the magnetization reversal of a neighbouring sheet is investigated. From the shielding effect of the neighbouring sheet in dependence on the excitation in an applied field some statements concerning the influence of the stray-field coupling on the energy loss and the efficiency of the complete transformer core consisting of several sheets are derived and some proposals for the improvement of the efficiency during voltage transformation are given.

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Literatur

  1. DIN 50462. Berlin: Beuth 1986

  2. Ahlers, H.; Sievert, J. D.; Qu, Q.-C.: Comparison of a single strip tester and Epstein frame measurements. J. Magn. Magn. Mat. 26 (1982) 176–178

    Google Scholar 

  3. Moses, A. J.: Problems in the use of high permeability silicon-iron in transformer cores. J. Magn. Magn. Mat. 19 (1980) 36–38

    Google Scholar 

  4. Getting, M. P. jr.: Is 3.25% Si oriented core steel the ultimate? J. Appl. Phys. 38 (1967) 1074–1081

    Google Scholar 

  5. Holle, A. L. v.; Schoen, J. W.: Performance of laserscribed grain-oriented silicon steels in model stacked transformer cores. J. Appl. Phys. 55 (1984) 2124–2126

    Google Scholar 

  6. Jackson, J. D.: Klassische Elektrodynamik. Berlin-New York: Walter de Gruyter 1981

    Google Scholar 

  7. Normann, N.; Mende, H. H.: Numerical calculations of the field-dependent magnetization of short rectangular prisms. Appl. Phys. 13 (1977) 15–19

    Google Scholar 

  8. Hagedorn, W.; Mende, H. H.: A method for inductive measurement of magnetic flux density with high geometrical resolution. J. Phys. E.: Scientific Instr. 9 (1976) 44–46

    Google Scholar 

  9. Wurmbach, G.; Normann, N.; Mende, H. H.: Measuring equipment to register the local dependence of magnetic fields with high geometrical resolution. J. Magn. Magn. Mat. 9 (1978) 242–244

    Google Scholar 

  10. Pettenpaul, E.; Flossmann, W.: Hall-Effekt Positionssensoren aus ionenimplantiertem GaAs. Elektron. Ind. 11 (1980) 13–15

    Google Scholar 

  11. Lampey, H.; Ursachen und Ausbildung der Streufeldkopplung zwischen handelsüblichen Transformatorblechen und ihr Einfluß auf den Ummagnetisierungsvorgang eines Transformatorkerns. Diplomarbeit Universität Münster 1988

  12. Schäfer, H.: Calculation of the surface stray field and the demagnetizing field of a g.o. SiFe sheet caused by a misoriented grain. Soft Magn. Mater. 8 Conf. (1987), paper 4.09, Physica Scripta 39, 531 (1989)

    Google Scholar 

  13. Schäfer, H.: Modellrechnungen und Streufeldmessung: Eine Möglichkeit zur zerstörungsfreien Kristallstruktur-Analyse von kornorientiertem Elektroblech aus Silizium-Eisen. E & I 106, 67 (1989)

    Google Scholar 

  14. Kerr, J.: On rotation of the plane of polarization by reflection from the pole of a magnet. Phil. Mag. 3 (1877) 321–343

    Google Scholar 

  15. Freund, M.: Handbuch der Mikroskopie in der Technik, Band 1. Frankfurt: Umschau-Verlag 1957

    Google Scholar 

  16. Shilling, J. W.; Morris, W. G.; Osborn, M. L.; Rao, P.: Orientation dependence of domain wall spacing and losses in 3-percent Si−Fe single crystals. IEEE Trans. Magn. Vol. Mag.-14 (1978) 104–111

    Google Scholar 

  17. Normann, N.; Wörtler, M.; Börgermann, F.-J.; Mende, H.H.: The influence of grain orientation on the domain structure and stray-field behaviour of Fe−Si sheets. J. Magn. Magn. Mat. 26 (1982) 29–34

    Google Scholar 

  18. Normann, N.; Mende, H. H.: Stray field measurements on grain-oriented SiFe sheets. J. Magn. Magn. Mat. 19 (1980) 386–390

    Google Scholar 

  19. Schäfer, H.; Mende, H. H.: Simulation of stray-field coupling between stacked grain-oriented three-percent SiFe sheets concerning domain structure and stray-field profile. IEEE Trans. Magn. Vol. Mag-24 (1988) 631–634

    Google Scholar 

  20. Pfützner, H.: Computer mapping of grain structure in coated silicon iron. J. Magn. Magn. Mat. 19 (1980) 27–30

    Google Scholar 

  21. Schäfer, H.: Die Streufeldstruktur einzelner Transformatorbleche und der Einfluß der Streufeldkopplung auf den Wirkungsgrad handelsüblicher Transformatorkerne. Diss. Univ. Münster 1987

  22. Schäfer, H.; Mende, H. H.: Interaction between laminated g.o. 3% SiFe sheets due to gap-stray fields and edge peaks. Soft Magn. Mater. 8 Conf. (1987), paper 4.11, Physica Scripta 38, 397 (1989)

    Google Scholar 

  23. Iuchi, T.; Yamaguchi, S.; Ichiyama, T.; Nakamura, M.; Ishimoto, T.; Kuroki, K.: Laser processing for reducing core loss of grain oriented silicon steel. J. Appl. Phys. 53 (1982) 2410–2412

    Google Scholar 

  24. Krause, R. F.; Rauch, G. C.; Kasner, W. H.; Miller, R. A.: Effect of laser scribing on the magnetic properties and domain structure of high-permeability 3% Si−Fe. J. Appl. Phys. 55 (1984) 2121–2123

    Google Scholar 

  25. Beckley, P.; Snell, D.; Lockhart, C.: Domain control by spark ablation. J. Appl. Phys. 57 (1985) 4212–4213

    Google Scholar 

  26. Fukawa, K.; Yamamoto, T.: Domain structures and stress distributions due to ball-point scratching in 3% Si−Fe single crystals with orientation near (110) [001]. IEEE Trans. Magn. Vol. Mag.-18 (1982) 963–969

    Google Scholar 

  27. Schäfer, H.; Lampey, H.: The stray-field structure of a HI-B sheet in the vicinity of laser scratches. J. Magn. Magn. Mat. 75, 339 (1988)

    Google Scholar 

  28. DIN 41302/1. Berlin: Beuth 1986

  29. Lampey, H.; Schäfer, H.: Ein Beispiel zum Einfluß der Bauform auf die statische Streufeldstruktur von Elektroblechen aus Silizium-Eisen: Der M-Schnitt. E & I 106, 100 (1989)

    Google Scholar 

  30. DIN 46400/1. Berlin: Beuth 1983

  31. Ackermann, F. W.: Trennfugen in weichmagnetischen Kreisen geringer Induktionsbelastung. Techn. Mitt. Krupp 14 (1956) 18–23

    Google Scholar 

  32. Rolf, E.; Dietz, H.: Neuzeitliche Kernwerkstoffe und Kernbauformen für magnetische Verstärker. Siemens-Z. 30 (1956) 73–80

    Google Scholar 

  33. Hagelskamp, B.: Untersuchungen des Streufeldes an einzelnen und geschichtetenM-Schnitten aus Silizium-Eisenblechen und an einem amorphen Band (Fe60Ni20Si6B14). Diplomarbeit Univ. Münster 1987

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Authors and Affiliations

  1. Institut für Angewandte Physik der Universität Münster, Corrensstraße 2/4, D-4400, Münster

    H. Schäfer

  2. Betriebsforschungsinstitut des VDEH, Sohnstraße 65, D-4000, Düsseldorf 1, Bundesrepublik Deutschland

    H. Lampey

Authors
  1. H. Schäfer
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  2. H. Lampey
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Die Verfasser danken Herrn Prof. Dr. Wilfried Hampe für viele hilfreiche Anregungen und stete Unterstützung.

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Schäfer, H., Lampey, H. Zum Einfluß der Streufeldkopplung auf die magnetischen Eigenschaften und den Wirkungsgrad handelsüblicher Transformatorkerne aus kornorientierten Silizium-Eisen-Elektroblechen. Archiv f. Elektrotechnik 72, 395–405 (1989). https://doi.org/10.1007/BF01573758

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