專(zhuān)利名稱(chēng)：用于變壓器或線(xiàn)圈的繞組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于變壓器或線(xiàn)圈的繞組，它具有一個(gè)條帶形導(dǎo)電體以及至少一個(gè)被裝在該導(dǎo)電體上或作為帶材被涂覆在該導(dǎo)體上的條帶形絕緣層，所述繞組即該導(dǎo)電體和所述的至少一個(gè)絕緣帶層沿繞組軸線(xiàn)并圍繞繞組鐵芯被成匝卷繞起來(lái)。為此，繞組的單匝相對(duì)繞組鐵芯的繞組軸線(xiàn)具有一個(gè)預(yù)定的繞線(xiàn)角度。另外，許多軸向并列的線(xiàn)匝形成一層并且存在至少兩個(gè)徑向相鄰的匝層。
在導(dǎo)電體較窄的情況下，可以如此進(jìn)行這種反向，即在有關(guān)層的軸向端部處的繞線(xiàn)角度被改變?yōu)?0°并且最后例如繼續(xù)卷繞半匝后使繞線(xiàn)角度轉(zhuǎn)變到所需的繞線(xiàn)方向上。在這種情況下，一方面，一層的端部被徑向加厚了，另一方面，在導(dǎo)電帶較窄的情況下存在著形成波浪以及導(dǎo)電帶扭結(jié)的危險(xiǎn)，這些都是不利的。當(dāng)比較薄地形成導(dǎo)電帶時(shí)，可能還進(jìn)一步增強(qiáng)了這些不利影響。
另外，較大的繞線(xiàn)角度，如在圍繞較小的繞組鐵芯卷繞的情況下出現(xiàn)的繞線(xiàn)角度，也促成了開(kāi)頭所述的不利影響。
根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)具有如權(quán)利要求1所述特征的用于變壓器或線(xiàn)圈的繞組來(lái)完成該任務(wù)。
因此，本發(fā)明的特征是，設(shè)有一與第二匝層徑向相鄰的第一匝層，第二匝層可以通過(guò)折疊該導(dǎo)電體和所述的至少一個(gè)絕緣帶層地改變繞線(xiàn)方向而制成，因折疊而產(chǎn)生的且在第一層的絕緣帶材的縱向與第二層的相應(yīng)方向之間的總角度等于繞線(xiàn)角度的兩倍。本發(fā)明的一個(gè)主要優(yōu)勢(shì)在于，為產(chǎn)生另一個(gè)徑向相鄰層而改變導(dǎo)電體繞線(xiàn)方向不是按照以前經(jīng)常緩慢地改變繞線(xiàn)方向即連續(xù)地改變繞線(xiàn)方向的方式進(jìn)行的，而是通過(guò)折疊導(dǎo)電體來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在這里，“折疊”指繞一條經(jīng)過(guò)條帶形導(dǎo)電體的寬度及所述的至少一個(gè)絕緣材料層的筆直虛線(xiàn)來(lái)折疊該導(dǎo)電體。因而，不連續(xù)地進(jìn)行繞線(xiàn)方向的改變，而在此，不可能在導(dǎo)電帶側(cè)面區(qū)域中產(chǎn)生就象過(guò)去在導(dǎo)電體的較長(zhǎng)的縱向部分上所產(chǎn)生的縱向應(yīng)力。不過(guò)，這也因此避免了波浪形成及易扭結(jié)或易偏斜。原則上，在每條導(dǎo)電帶中都可獲得這個(gè)優(yōu)點(diǎn)。
在不止一個(gè)絕緣層與導(dǎo)電體一起被卷繞成匝的情況下，這些絕緣層不僅可以被設(shè)置在導(dǎo)電體的一個(gè)寬邊上，而且可以被設(shè)置在其兩個(gè)寬邊上。
當(dāng)特征繞線(xiàn)角度小于約85°時(shí)，形成波浪或扭結(jié)的風(fēng)險(xiǎn)也特別高。根據(jù)本發(fā)明，在這種情況下，同樣可靠地避免了上述不利影響。在這種情況下，這樣的角度被稱(chēng)為特征繞線(xiàn)角度，即它是根據(jù)導(dǎo)電體帶寬以及有關(guān)層的線(xiàn)匝直徑而選擇的，從而確保了單個(gè)線(xiàn)匝在卷繞過(guò)程中彼此平行地布置并因此在導(dǎo)電體縱向上可靠地避免了不希望有的機(jī)械應(yīng)力。
本發(fā)明繞組的另一個(gè)有利實(shí)施方式的特征在于，一個(gè)絕緣層被夾在第一層和第二層之間。在這種情況下，根據(jù)本發(fā)明，有利地避免了波浪及裂縫的形成，另外，獲得了這樣的優(yōu)點(diǎn)，即在單獨(dú)層之間避免了電壓擊穿并且還提高了層的抗沖擊電壓強(qiáng)度。
如果折疊部都布置在一層的一個(gè)軸向端部處，則根據(jù)本發(fā)明地改進(jìn)了繞組。原則上，如為了制造徑向相鄰的但應(yīng)具有不同的軸向長(zhǎng)度的層，或者，為了制造兩個(gè)獨(dú)立的軸向相鄰層，可以在每個(gè)軸向位置上進(jìn)行導(dǎo)電體的折疊，所述軸向相鄰層在徑向上被設(shè)置在另一層的附近。但是，這兩個(gè)相鄰層通常應(yīng)具有相同的軸向長(zhǎng)度。于是，如本發(fā)明所建議地，折疊部被設(shè)置在一層的軸向端部處。由此一來(lái)，獲得了一層的最佳有效的軸向長(zhǎng)度。
在從屬權(quán)利要求中給出了本發(fā)明的其它有利的實(shí)施方式。
這樣的層應(yīng)被認(rèn)為是第一匝層18，即它直接繞繞組鐵芯10被卷繞起來(lái)。一絕緣層20設(shè)置在第一層18和繞組鐵芯20之間。在這種情況下，絕緣帶材16被設(shè)置在導(dǎo)電體14的背對(duì)絕緣層20的那側(cè)上。第一層18的這些匝相對(duì)繞組軸線(xiàn)12傾斜一個(gè)規(guī)定角度22。另外，每一線(xiàn)匝平行于繞組軸線(xiàn)12方向地相對(duì)前匝如此錯(cuò)開(kāi)一個(gè)規(guī)定距離，即下一個(gè)后續(xù)線(xiàn)匝與前匝部分重疊。
第二匝層24是圍繞第一層18徑向卷繞而成的。第二層24的層結(jié)構(gòu)基本上等同于第一層18的層結(jié)構(gòu)，所以在這里，導(dǎo)電體14及絕緣材料16也被布置成局部重疊的并列線(xiàn)匝的形式。第二層24中的重疊部分是這樣選擇的，即第二層24的一個(gè)螺距角26等于規(guī)定角度22的值，但其角度取向?yàn)樨?fù)。這意味著，從數(shù)學(xué)角度出發(fā)，只要繞組軸線(xiàn)12被視為零度，則螺距角26等于與規(guī)定角度22有關(guān)的180°角。
圖2是一個(gè)具有鐵芯軸線(xiàn)32和一個(gè)有帶寬46的導(dǎo)電帶34的變壓器鐵芯30的局部俯視圖。只部分示出了導(dǎo)電帶34的唯一的線(xiàn)匝。通過(guò)一個(gè)箭頭36示出了應(yīng)進(jìn)行線(xiàn)匝卷繞的方向。用箭頭36也可確定這樣的層，即它應(yīng)該就時(shí)間而言在下一層之前被繞著變壓器鐵芯30卷起來(lái)并且因而結(jié)束于折疊部38處。在這里，結(jié)束只表示該層終止于這個(gè)軸向部位處。就是說(shuō)，圍繞變壓器鐵芯30更靠?jī)?nèi)的一個(gè)徑向相鄰層可以不終止于該軸向部位處，而是覆蓋了變壓器鐵芯30的一個(gè)較長(zhǎng)軸向區(qū)域。在這種情況下，在卷繞時(shí)必須要注意，要確定電流方向并且各層或各線(xiàn)匝的電磁作用不會(huì)相互抵消。
剛剛描述過(guò)的導(dǎo)電帶34區(qū)域具有一個(gè)有鐵芯軸線(xiàn)線(xiàn)32的繞線(xiàn)角度40。在此例子中，繞線(xiàn)角度40可以是變壓器鐵芯30的特征角。特征角取決于導(dǎo)電帶34帶寬46及線(xiàn)匝直徑并進(jìn)而直接取決于變壓器鐵芯30的幾何形狀。如果特征角被選為繞線(xiàn)角度40，則保證了被繞在變壓器鐵芯30上的各線(xiàn)匝與前匝平行地安置。
當(dāng)導(dǎo)電帶的典型帶厚約為0.1mm-1mm時(shí)，導(dǎo)電帶34的典型帶寬46在20mm-150mm之間。在這種情況下，帶寬和帶厚的配對(duì)不一定是唯一的。確切地說(shuō)，根據(jù)應(yīng)力要求，帶寬為100mm的導(dǎo)電帶可以被構(gòu)造成具有1mm的帶厚，也可以被構(gòu)造成具有0.1mm的帶厚。在帶寬為20mm的情況下，帶厚同樣可以為0.1mm、0.5mm或1mm。另外，也可以在本發(fā)明的范圍內(nèi)選擇任何其它的寬度和厚度的組合形式。在其它配對(duì)的情況下，仍然可以獲得本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。
在用虛線(xiàn)44表示的規(guī)定位置上，導(dǎo)電帶34的軸向繞線(xiàn)方向可以是交變的。這是通過(guò)折疊導(dǎo)電帶及一個(gè)與配屬于導(dǎo)電帶34的絕緣膜來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而在圖中未詳細(xì)示出該絕緣膜。在導(dǎo)電帶34的整個(gè)寬度上并沿一條在軸向上與虛線(xiàn)44重合的直線(xiàn)進(jìn)行所述折疊。另外，折疊部38有一個(gè)約180°的折疊角度，從而在折疊后，導(dǎo)電帶34的最初在徑向上靠外的那側(cè)變成徑向內(nèi)側(cè)，就是說(shuō)，是朝向變壓器鐵芯30的導(dǎo)電帶34側(cè)面。在折疊部38前的導(dǎo)電帶34縱向與在折疊部38后的導(dǎo)電帶34縱向之間的總角度42正好是繞線(xiàn)角度40的兩倍。因此，折疊部38的位置不僅是某層的終點(diǎn)，而且是下一層線(xiàn)匝的起點(diǎn)。與過(guò)去常見(jiàn)的繞組不同，在所述折疊位置上不連續(xù)地進(jìn)行繞線(xiàn)方向的改變。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，折疊部38本身不會(huì)對(duì)導(dǎo)電帶34材料構(gòu)成無(wú)法接受的材料應(yīng)力。
但是，例如也可以按照上述方式分頭折疊導(dǎo)電薄膜或絕緣膜，尤其是在切線(xiàn)方向上緊挨著導(dǎo)電膜地折疊絕緣膜。這樣一來(lái)，在折疊之后，位于導(dǎo)電膜之上或之下的絕緣層也又被安置在下一層的導(dǎo)體之下或之上。
參考符號(hào)一覽表10繞組鐵芯12繞組軸線(xiàn)14導(dǎo)電體16絕緣材料18第一層20絕緣層22規(guī)定角度24第二層26螺距角30變壓器鐵芯32鐵芯軸線(xiàn)34導(dǎo)電帶36箭頭38折疊部40繞線(xiàn)角度42總角度44虛線(xiàn)46帶寬
權(quán)利要求
1.用于變壓器或線(xiàn)圈的繞組，它具有一個(gè)條帶形導(dǎo)電體(14)以及至少一個(gè)被裝在導(dǎo)電體(14)上或作為帶材被涂覆在該導(dǎo)體上的條帶狀絕緣材料層(16)，所述繞組即導(dǎo)電體(14)和所述至少一個(gè)絕緣帶層(16)沿一繞組軸線(xiàn)(12)并繞一繞組鐵芯(10)被卷繞成匝，繞組的各匝相對(duì)該繞組鐵芯(10)的繞組軸線(xiàn)(12)具有一個(gè)預(yù)定的繞線(xiàn)角度(40)，其中軸向并列的許多匝構(gòu)成一層，存在至少兩個(gè)徑向相鄰的匝層(18，24)，其特征在于，一個(gè)第一匝層(18)在徑向上位于一個(gè)第二匝層(24)的附近，第二匝層(24)可以通過(guò)折疊導(dǎo)電體(14)和所述至少一個(gè)絕緣帶層來(lái)改變?cè)摾@線(xiàn)方向地制成，由折疊部(38)產(chǎn)生的在第一層(18)的絕緣帶材(16)縱向與第二層(24)的相應(yīng)方向之間的總角度(42)等于繞線(xiàn)角度(40)的兩倍。
2.如權(quán)利要求1所述的繞組，其特征在于，一個(gè)絕緣層(2)被插在所述第一層(18)和第二層(24)之間。
3.如權(quán)利要求1或2所述的繞組，其特征在于，該折疊部(38)被設(shè)置在一層(18，24)的一軸向端部(44)上。
4.如先前權(quán)利要求之一所述的繞組，其特征在于，該繞線(xiàn)角度(40)是特征繞線(xiàn)角度，它是根據(jù)選導(dǎo)電體(14)帶寬(46)及該有關(guān)層(18，24)的匝直徑而選擇的。
5.如先前權(quán)利要求之一所述的繞組，其特征在于，該折疊部(38)具有一個(gè)約為180°的折疊角度。
6.如先前權(quán)利要求之一所述的繞組，其特征在于，其中一個(gè)絕緣帶層(16)在該折疊部底部附近開(kāi)始地被加入折疊部(38)的內(nèi)部區(qū)域中，并且該絕緣材料層(16)從該位置起被裝到導(dǎo)電體(14)上，或作為絕緣帶材(16)地被涂覆到該導(dǎo)體上。
7.如先前權(quán)利要求之一所述的繞組，其特征在于，該特征繞線(xiàn)角度小于85°。
8.如先前權(quán)利要求之一所述的繞組，其特征在于，所述的至少一個(gè)絕緣材料層(16)在某一匝外周上的不同于導(dǎo)電體(14)一個(gè)位置上被折疊。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于變壓器或線(xiàn)圈的繞組，它有一導(dǎo)電帶(14)和至少一個(gè)被裝在導(dǎo)電體(14)上或作為帶材被涂覆在該導(dǎo)體上的絕緣帶層(16)。導(dǎo)電體(14)和至少一個(gè)絕緣帶層(16)沿繞組軸線(xiàn)(12)并繞繞組鐵芯(10)被卷繞成。另外，繞組單匝相對(duì)繞組鐵芯(10)的繞組軸線(xiàn)(12)有一預(yù)定的繞線(xiàn)角度(40)，軸向并列的許多匝形成一層。根據(jù)本發(fā)明，設(shè)有至少兩個(gè)徑向相鄰的匝層(18，24)。另外，第一匝層(18)在徑向上位于第二匝層(24)附近，第二匝層可通過(guò)折疊導(dǎo)電體(14)及至少一個(gè)絕緣帶層地改變?cè)摾@線(xiàn)方向來(lái)制成。最后，由折疊部(38)產(chǎn)生的在第一層(18)絕緣帶材(16)的縱向與第二層(24)的相應(yīng)方向之間的總角度(42)等于繞線(xiàn)角度(40)的兩倍。
文檔編號(hào)H01F27/28GK1459806SQ0215574
公開(kāi)日2003年12月3日 申請(qǐng)日期2002年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月23日
發(fā)明者R·霍夫曼, M·奧托, B·韋伯 申請(qǐng)人:Abbt&D技術(shù)有限公司