CN101657867A - 包括绕组和抽头的电气部件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种包括至少一个绕组的电气部件，该绕组由至少一条导体构成，该导体沿着环绕方向延伸。所述绕组在接触段中具有抽头，该抽头通过导体朝着倾斜于所述导体在接触段处存在的环绕方向的至少一个方向的走向形成，本发明还涉及用于制造这种电气部件的方法。

Description

包括绕组和抽头的电气部件
本发明涉及在电气部件的绕组中设置抽头。特别地，本发明涉及带有改进的抽头结构的电气大功率变压器或扼流圈。
电气部件包括绕组，以产生磁场或者将电磁场转换成功率。带有绕组的这种部件的主要应用领域是借助于原级绕组和次级绕组实现电压和电流改变的变压器。此外，绕组还应用于扼流圈，以作为移相器通过磁场的增强和减弱来影响电流。所述的部件用于影响电功率流，而例如电磁铁和电机作为包括绕组的部件的其它例子被用于将电功率转换成机械功率或者转换成力。
本发明尤其被应用于变压器中。这些变压器包括原级绕组，这些原级绕组在磁铁中产生交变磁场，该交变磁场在次级绕组中感应出电压。本发明的另一个应用领域是电机领域，在这些电机中，借助于有电流通过的绕组产生磁场，该磁场引起转子的旋转运动。电机也可以朝着相反的作用方向将机械旋转转换成电功率。此外，绕组在起重磁铁中用于产生磁场，该磁场引起磁性物体做直线运动。
背景技术
为了减小结构尺寸和集中磁场，将传递电流的导体例如围绕空腔或者优选围绕被设计成磁芯的磁性材料缠绕成线圈，以传导磁场。
一般地，绕组的形式为具有矩形横断面的环，该环由多重环绕且均匀分布的导体构成。除了导体的两个端部接头之外，在很多领域中合适的是，还在两个端部之间的位置上借助于抽头来接触导体，例如用于利用不同工作电压/电流来灵活操作，如果一个绕组段停止工作则作为冗余，用于将不同功能分配给不同绕组段，或者由于类似的原因。为了设置这样的抽头，基于缠绕体或者金属线导引的旋转的缠绕操作被中断，以在两个导体端部之间接触导体。接着，将最上面的线匝，即最靠近最后缠绕的导体段的导体位置，与抽头导体钎焊，在缠绕操作继续进行之前，该焊接位置被电绝缘。
这种不连续的操作过程导致在缠绕操作期间较长时间的间歇，因此导致缠绕机被无效利用，从而产生高的制造成本。
因此，本发明的目的在于提供一种用于为电气部件的绕组设置抽头的改进机制，利用它可以改善缠绕操作。
发明内容
该目的是通过按照权利要求1所述的电气部件、按照权利要求8所述的方法、按照权利要求14所述的缠绕设备和按照权利要求15所述的控制装置得到解决。
本发明基于这样的发明构思，即将构成绕组的导体在抽头位置上也用作抽头导体的至少部分且相应地在抽头位置上弯曲成倾斜于其他绕组走向。按照本发明，导体在其上应当实现抽头的接触段中离开通常在那里存在的环绕方向，以形成封闭或开口的环部，并且导体在接触段之后遵循朝着预先规定的环绕方向的绕组走向。以这种方式，被用于形成绕组的导体在接触段内构成抽头导体的一部分，其从绕组中被引出。
因此，只通过在缠绕操作期间特殊地引导导体就可以设置抽头。这样，引入抽头只需要在缠绕时已经使用的操作步骤、措施或工具。缠绕操作的中断因此达到最小程度，且不需要在缠绕期间使用用于设置抽头的专门工具(例如钎焊设备、熔焊设备)、用于使抽头绝缘的装置、拧紧或钻孔装置、用于设置端子的设备，或类似设备。本发明的实施只要求改变对引导导体围绕绕组或者围绕绕组芯部的缠绕设备的操作，以执行特殊的径向和/或轴向运动，借助于这些运动形成抽头。
优选地，导体在接触段中的走向与一条至少部分封闭的曲线(例如U、圆弧段或者椭圆弧段)相一致。导体在接触段内也可以按段地具有不同形状，其中，导体各段可以被设置成相互平行。
导体开始倾斜的位置，也就是接触段的所述一个端部，优选与接触段的另一个端部，更确切地说与绕组被继续的位置只相距很小的距离。这样形成的环部或舌状部的优选长度允许将环部或者舌状部的一部分从绕组引出。因此，在绕组制成之后，环部的一部分用于外部接触。作为替代方案，在接触段的上述一个端部处的绕组与在接触段的上述另一个端部处的绕组错开一个距离，该距离大致平行于绕组的纵轴线地延伸。
在一种优选的实施方式中，该曲线具有一个带有270度或更大的总弯曲的段。该段通过折弯处限定，这些折弯处分别将弯曲引入该段中，更确切地说将具有270度的总弯曲的该段的导体走向转变成沿着线匝环绕方向的走向。例如当接触段内的导体具有大写希腊字母欧米加的形状的情况下，在该段内的，总弯曲也可以大于270度。
在一种优选的实施方式中，导体在接触段内具有这样的走向，该走向被定向为垂直于通常的导体走向，也就是说，至少部分地垂直于紧挨在接触段之前的导体走向。在接触段之外，导体沿着导体环绕方向的切向且垂直于通过导体环绕而形成的轴线地延伸。在接触段内，导体至少部分沿相对于该轴线的径向从电气部件中突出。作为替代方案，导体在接触段内被折弯，更确切地说至少部分地垂直于导体在接触段之外的走向且平行于导体在接触段之外所环绕的轴线地延伸。因此，在接触段内，导体相对于导体在接触段之外的走向成弯折地延伸，并且至少部分垂直于或平行于对称轴线，即通过绕组环绕而限定的轴线。
如果是柱形绕组例如圆柱形绕组(其中线匝形成空心圆柱体)，在接触段内的导体或导体段因此垂直于绕组的环绕面或者平行于绕组的纵轴线(即环绕面的切向)延伸，以至少部分形成抽头。
按照本发明的一种优选实施方式，按照本发明的电气部件的绕组包括至少一个支撑元件，该支撑元件在接触段内支撑导体。通过该支撑元件，将导体在接触段内引导成环部形例如U形，其中，该环部沿着相对于绕组对称轴线的径向突出。作为替代方案，该支撑元件也可以被设置成平行于绕组对称轴线，从而在接触段中，导体垂直于环绕方向且平行于绕组纵轴线延伸，并且部分从绕组的顶面或底面突出。通过使用支撑元件，改善了在接触段内的机械稳固性。此外，该支撑元件可以用于在缠绕操作过程中形成在接触段内的导体走向。
根据本发明的另一种实施方式，在接触段的一个端部处的绕组走向如通过在接触段的另一个端部处的绕组走向规定的那样被继续，更确切地说以如由在接触段之前的线圈走向预先确定的形状和位置被继续。作为替代方案，在接触段的一个端部处的绕组走向可以沿轴向与在接触段的另一个端部处的绕组走向错开。例如，接触段的一个端部可以被设置位于顶面和底面之间的一个确定高度上，例如位于中间位置，而接触段的另一个端部被设置在绕组的顶面或底面处。这例如通过如下方式实现：在形成抽头之前，导体在第一轴向高度上延伸，接着在到达接触段时，通过相应地延伸导体形成抽头，并且在形成抽头之后，绕组在第二轴向高度上继续，该第二轴向高度不同于第一轴向高度。为了弥补由此产生的绕组缺口，可以接着将例如具有一个线匝的厚度的绕组段插入该绕组缺口中。
电气部件可以是大功率变压器，该大功率变压器例如包括构成三相系统的三个绕组。优选地，该大功率变压器包括高压侧和低压侧，它们分别包括三个绕组且分别以三角形或星形接法相互连接。该大功率变压器除了这些绕组之外还包括铁心，该铁心用作轭铁以将绕组磁连接。在一种优选实施方式中，电气部件是带有三个绕组块的高功率变压器，在这些绕组块的内部分别设有磁芯，其中，这些磁芯分别通过一个轭铁在它们的上侧或下侧处相互连接。变压器的一个绕组块包括外部高压绕组和内部低压绕组，它们同心地包围相应的磁芯。在一种优选的实施方式中，在高压绕组和低压绕组之间设有用于轴向冷却通道的环形空间。在这些冷却通道中可以设置抽头和延伸至抽头的导体，其中，抽头由高压绕组或低压绕组的导体或者两个绕组构成。
在另一种实施方式中，电气部件被设置成扼流圈，该扼流圈由绕组构成。扼流圈可以由一个带有铁心的绕组或者由三个带有铁心的绕组组成。根据布线，可以将与大功率变压器并联或串联连接的绕组部分作为扼流圈连接。
根据另一种优选实施方式，电气部件为大功率电磁铁或大功率电机。如果是电磁铁，绕组优选呈环形，其具有沿与纵轴线平行延伸的平面(纵截面)的矩形截面，其中，绕组可以通过上述抽头结构划分成不同的段，以实现不同的工作电压或工作强度。虽然电机的绕组结构原理上可能不同于变压器、扼流圈或电磁铁的绕组结构，但是即使在电机中也可以如上述设置抽头。在这种情况下，如果绕组不是被设计成具有矩形纵截面的环，则在接触段上存在的绕组方向取代环绕方向。
上述扼流圈、变压器、电磁铁或电机优选被设计用于大于1kVA的大功率，优选用于大于10kVA的功率，特别是用于大于250kVA的功率。额定工作电压(对于变压器而言是高压侧)至少为230V，优选至少为1kV，特别是至少10kV。
根据本发明的另一个方面，设计了一种用于制造电气部件的方法，该电气部件包括带有抽头的绕组，其中，将导体围绕旋转轴线缠绕，并通过沿着与在导体缠绕过程中使用的环绕方向倾斜的方向引导导体来添加抽头。
因此，可以如上述通过将导体弯曲成环部来设置抽头。在形成环部之前和之后，将导体围绕旋转轴线缠绕。优选地，这可以通过这样的方式来设计，即相应地(也就是说，在上轴端与下轴端之间周期性地)偏心地引导导体围绕旋转轴线，其中，相对于轴线的径向距离持续增加。在一种实施方式中，使用固定的缠绕体，相对于旋转轴线沿径向间隔开地引导导线围绕该缠绕体。因此，导线引导件相对于旋转轴线沿径向间隔开地执行旋转，其中，考虑到绕组的直径不断增加，径向距离逐渐地连续增加。同时，沿轴线在上端与下端之间周期性地来回引导导线。
替代地，导线引导件不执行旋转运动，而是针对相应绕组使用旋转的缠绕体，并且该导线引导件只进行上述的周期性轴向运动和缓慢的持续径向运动。在另一种实施方式中，导线引导件只进行周期性的轴向运动，其中，相应缠绕体的支架以相应的方式执行上述运动中的至少一个另外的运动。在另一种实施方式中，借助于固定的引导件来展开导体，其中，缠绕设备承担上述的分运动。原则上，上述分运动可以单个地及部分或全部分配给导体引导或者绕组运动。根据本发明，可以使用插入在导体引导件与产生的绕组或者说它的支架之间的用于引导导体的装置，该装置用于执行为实现抽头即形成环部所需的导体引导件和/或缠绕体运动。因此，例如相应的绕组只执行旋转运动，而导体引导件执行周期性的轴向运动和持续径向运动，以形成绕组，其中，在绕组和导体引导件之间设置的装置执行该轴向运动和/或该径向运动，以形成环部，该环部至少部分沿径向远离绕组的纵轴线地延伸，或者至少部分平行于该纵轴线地延伸。
在大功率变压器的缠绕操作中，已经形成的绕组不进行旋转运动，以避免已形成的绕组的大重量进而其回转质量对缠绕过程的控制和已缠绕的导体的机械应力产生非不利影响。
在该方法的一种优选实施方式中，为了形成抽头，沿着一方面与局部环绕方向垂直的方向引导导体。另一方面，同时沿着与环绕方向垂直的、与环绕方向平行的方向或这些方向的线性组合的方向引导导体。
在该方法的另一种实施方式中，为了形成沿轴向有边界的绕组如下设置抽头，将导体与旋转轴线平行且与局部环绕方向倾斜地超过标记绕组沿轴向的边界的位置向外引出。这种边界例如通过绕组的头端、顶面或底面来标出。以这种方式可以接触抽头，而不必改变完成缠绕的绕组。
在另一种实施方式中，通过沿径向超过对应于完成之后的绕组的外表面的距离将导体向外引出。因此，同样实现，不改变绕组就可以将抽头例如与抽头导体连接。
优选地，将抽头设置在形成绕组的导体的两个端部之间。但是，作为替代，也可以将沿径向位于内部的端部和/或位于外部的端部设置成本发明的抽头。
在一种优选实施方式中，所述部件包括两个同心绕组，它们分别在邻近另一个绕组的绕组侧上具有绕组端部，也就是说在两个绕组相遇或者通过冷却通道分开而相互面对的位置上，具有一个绕组端部。在这种优选实施方式中，这两个位于内部的绕组端部通过将它们的导体设计成倾斜于环绕方向而同样被实施为抽头。但在这种情况下，抽头不是被设计成部分封闭的曲线，而是横向于环绕方向延伸的导体段。在这种情况下，作为抽头的导体优选垂直于局部环绕方向且平行于所述部件的纵轴线延伸。
根据本发明方法的另一种实施方式，添加抽头的步骤包括插入支撑元件，该支撑元件与导体机械接触。
本发明的基本构思在于将构成绕组的导向也用于形成抽头，该发明构思还通过一种缠绕设备来实现，该缠绕设备能够按照本发明制造电气部件。
该发明构思还可以借助于一种控制装置来实现，该控制装置对可控制的缠绕设备进行控制，从而实施本发明的方法。特别是在使用对其运动可自由编程的缠绕设备的情况下，该发明构思是通过能够在控制装置中运行的软件来实现。该软件可以被设计成数据载体形式，该数据载体与控制装置和缠绕设备共同作用，从而实施本发明的方法和/或制造本发明的电气部件。依赖于控制装置和缠绕设备，该软件可以因此由指令与运动参数相结合而组成，或者仅由运动参数组成，例如坐标系、速度、矢量参数、加速度信息和/或相应的控制代码。
将导体优选设置为铜或铝导线，其支承在材料卷中并由该材料卷输送。该导体还包括外部绝缘层，例如塑料、玻璃纤维布、碳织物、树脂(如环氧树脂)或它们的组合。在一种优选实施方式中，导体是用H耐热级包皮来绝缘。电气部件优选包括由玻璃纤维加强的F耐热级环氧树脂成形材料组成的绕组层和/或绕组外壳绝缘部。
在另一种实施方式中，电气部件被设计成具有高压侧和低压侧的大功率变压器，其中，低压侧包括由铝或铜带组成的低压绕组，该铝或铜带具有K耐热级的预浸作为线匝绝缘部。在这种实施方式中，一个相的高压侧和低压侧可以中心地设置在相同的臂角(Schenkelwinkel)上，其中，属于低压侧的绕组设置在内部并且通过低压侧绝缘层、冷却通道和内部高压侧绝缘层与属于高压侧的外部绕组以恒定距离隔开。多个高压和/或低压绕组可以代替一个高压绕组和/或低压绕组。优选地，导体的横截面面积大于0.5mm2，例如大于1mm2，大于2mm2，或者为5-10mm2。特别地，横截面面积优选为10mm2到40mm2之间，25mm2-80mm2，或者大于80mm2。根据额定功率和应用领域，该横截面按照电流和期望的发热来确定。对于功率变压器，高压侧优选使用圆形横截面且导体直径大于0.75mm，大于1mm，大于1.5mm，大于2mm或者大于3mm的导体。
优选地，电气部件包括自熄或阻燃材料例如作为导体绝缘部和/或绝缘中间层。
在绕组内的导体可以由相互机械和/或电连接的导体段构成或者由一体形成的导体构成。该导体优选具有不变的横截面，其中，绕组横截面优选是圆形的，而在带材绕组的情况下具有扁矩形横截面。作为替代，导体也可以是方形或梯形大功率变压器。电气部件的绕组优选具有沿纵轴线剖切的矩形截面。优选地，横向于绕组纵轴线的截面为圆形。在矩形轭铁的情况下，绕组内侧可以具有矩形柱的形状。绕组的切向外表面优选为圆柱形。除了上面描述的例子变压器、扼流圈、电机或电磁铁之外，电气部件也可以是任何其他基于感应的部件，例如感应炉线圈或诸如此类。
本发明的电气部件或该部件的绕组优选被实施为分立元件，该分立元件在实体上与其他电路元件、部件或绕组分开。
在本申请中，环绕方向表示瞬时局部矢量，也就是导体在观察位置处的延伸方向。在圆柱形绕组的情况下，接触段沿着在0.5-5度的角度上延伸的圆弧段延伸。因此，环绕方向是在观察导体的位置上的圆的切线。如果接触段在不可忽略的角度范围上延伸，则导体的绕组在一个位置处，例如在接触段的一个端部处，沿着在该位置上的切线方向继续延伸，而不是沿着沿接触段相反的端部的切线方向继续延伸。
在本申请中，导体走向是指导体的中心线的局部弯曲。在圆形横截面的情况下，这可以是横截面的中心，而在矩形或带状导体的情况下，这可以是导体的中心或一条棱边。
附图说明
附图示出了按照本发明设计的实施方式。
图1示出了根据本发明的部件的绕组沿着部件纵轴线延伸的剖切面剖切的截面。
图2示出了包括内部绕组和外部绕组的根据本发明的电气部件沿垂直于电气部件的纵轴线的剖切面剖切的截面，其中，内部绕组和外部绕组分别具有一个抽头。
图3示出了沿着接触段的导体走向的详图。
图4示出了带有两个不同抽头的绕组的透视图。
图1是根据本发明的电气部件沿着电气部件纵轴线2所处的剖切面剖切的截面图。绕组的外轮廓4大致为矩形。该绕组由单个导体6形成，在这些导体中，只示出与绕组的环绕的外表面邻接或者最靠近该外表面的那些导体。因此，图1示出了柱形绕组例如圆柱形或长方体形的绕组的纵截面。在绕组中可能存在的空腔没有被示出，绕组纵轴线延伸穿过该空腔。
为了形成抽头8，使用支撑元件10，该支撑元件由绝缘体例如塑料或陶瓷形成。该支撑元件不是完全环绕的，而是只设置在接触段中，因此只是在一圈的很小角度或很小部分上。该支撑元件10包括底面12，该底面用于相对于沿径向向内即朝着纵轴线的方向错开的导体线匝14进行支撑。该支撑元件以卧置的U形沿径向向外敞开。因此，该支撑元件10包括支撑底部16，该底部支撑着抽头8。该抽头8在接触段的两个端部处过渡至与导体线匝6相比更深的线匝层所属的线匝上，也就是位于其下面的支撑的导体圈14。在一种实施方式中，属于抽头8的线匝直接加入支撑的导体圈14的两个外部导体线匝之一或者直接在其之前。
在完成导体线匝14之前没有插入支撑元件10，这样部分完成的绕组的外部切向环绕面是平的，不具有凹穴。例如，紧接在完成导体绕组14的最上面一个之后插入支撑件10，竖接地接在其后的线匝穿过支撑元件10，使得其通过支撑底部16与底面12的距离径向向外错开一个距离。因此，自动地得到根据本发明的导体在接触段内相对于存在的局部环绕方向的倾角，从而设置根据本发明的抽头。在图1所示的实施方式中，导体在接触段中形成环部，该环部总体上径向向外弯曲，其中，该环部也可以包括具有沿着与纵轴线2平行的方向上的附加倾角的段。
接在在接触段中形成抽头所用的导体线匝8之后是在该导体线匝位置上的或者说位于该导体线匝之后的另一个线圈。因此，在支撑元件之外形成均匀的导体密度。其他导体线匝被缠绕，直到达到绕组的期望导体数量或者径向厚度。由于支撑面16与底面12的距离，与外部线匝层6的导体线匝相比，抽头8到部件的纵轴线2具有更大的径向距离。
为了接触抽头，将抽头例如通过钎焊连接、螺纹连接、夹紧连接或类似方式与连接导体连接，优选拆除支撑元件的部分。然而，与现有技术相反，根据本发明，该连接导体或者抽头导体是在部件绕组中的至少一个的绕组操作完全结束之后被连接。
图2示出了电气部件沿垂直于其纵轴线方向剖切的截面。该电气部件具有两个绕组100，110，这两个绕组彼此同轴地设置。在内部绕组100和外部绕组110之间设有一个空间120，其中，内部绕组100还包围一个内部空间130。在该内部空间130中优选设有变压器腿(Transformatorbein)或者轭铁。内部绕组100与外部绕组110之间的间隙120优选用于冷却并且可以具有导气沟槽(未示出)以改善对流，这些导气沟槽在与部件纵轴线平行地径向延伸的平面中延伸。内部绕组100具有一个内部抽头140，该内部抽头在间隙120中延伸。同样地，外部绕组110具有一个外部抽头150。内部抽头140被分配给设置在间隙120与在内部绕组100内的内部空间130之间的一个线匝。同样地，抽头150被分配给在外部绕组110中位于间隙120与外部空间之间的一个线匝。将抽头分配给相应的线匝是通过将形成抽头的导体段直接过渡到分配的线圈中来进行设置。
外部绕组110具有一个接触段160，抽头150设置在该接触段中。同样地，内部绕组100具有一个接触段170，内部抽头140设置在该接触段中。接触段只对应于绕组的一整圈的很小部分因而只对应于与相应绕组的圆周相比很小的长度段。从同心的绕组的纵轴线观察，这些接触段只占据很小的角度部段，例如小于10度，特别是小于5度，例如只有3-1度或者特别是在大的大功率电气部件的情况小只有0.1-1度(例如0.2-0.5度)。
在一种没有示出的与图2相似的实施方式中，外部绕组具有一个沿径向指向内部的导体环部作为抽头，该抽头延伸到间隙120中。外部绕组的该抽头优选与内部绕组的抽头错开一个角度，例如错开大于10°或大于20°的角度，或者错开大约为45°、60°、90°或180°的角度大小。图3以通过本发明的电部件的绕组的垂直于绕组的纵轴线的横截面图详细示出了抽头。
图3示出了圆柱形绕组200的轮廓的一部分。抽头210对应于在接触段220中的导体线匝。抽头210包括段230a，b，导体在这些段中沿着相对于接触段之外的导体环绕方向只是稍微倾斜的方向延伸。此外，抽头210包括弯折部240a，b，这些弯折部直接与稍微倾斜的段230a，b连接，导体在这些弯折部中经过70°-110°，例如85°-95°的弯曲。弯曲半径优选被选择，从而不会使导体横截面明显缩小，例如为导体直径的2-4倍或3倍。与弯折部240a，b连接的是径向段250a，b，导体在该径向段中与绕组表面几乎垂直地突出。一个最后的连接部270通过两个外部弯折部260a，b接上，该连接部直线延伸或者根据其他绕组表面弯曲地延伸，且该连接部优选用于引出。
用附图标记200表示的线描绘了导体走向。在接触段220内，线200描绘了要是该位置不是实施为抽头而是线圈，导体在该位置上应当具有的环绕方向。本发明的要点也可以通过如下方式来限定，即，在接触段中，导体离开该假想的线200以形成抽头，其原本应当具有在那存在的线匝并至少部分与该线200倾斜地延伸。位于轮廓线200上的线圈层为了更好的描述而没有被示出。优选地，位于其上的线圈层沿着径向方向不超过连接部，以便实现抽头的容易接触。
作为替代，导体在位置270处被断开并借助于螺纹连接、钎焊连接或者夹紧连接与连接线连接，这些连接线在绕组或电气部件之内或之外相互连接。在这种情况下，形成抽头的导体圈不是部分封闭的曲线，而只是与相邻线圈段的环绕方向垂直延伸的线圈段。在这种情况下，在接触段内的导体段大致与绕组表面垂直或者与绕组表面200平行，但在任何情况下都大致与相邻导体段的环绕方向垂直，更确切地说相对于轮廓线200倾斜80°-100°或约90°地延伸，该轮廓线200表示要是段220不是接触段应当形成的线匝走向。
图4示出了带有两个不同类型的抽头的圆柱形绕组的轮廓。在绕组300的环绕面310上设有第一抽头320和第二抽头330。如在图3中，这些抽头在图4中只是被示为它们不完全符合通常的绕组走向，其中通常的绕组走向(圆形地切向围绕绕组中心线)为了清楚起见而未示出。
第一抽头320和第二抽头330分别由形成绕组300的线匝的导体构成。但是，该导体在第一接触段340内或在第二接触段350内分别形成第一抽头320或第二抽头330。在相应的接触段340或350内，导体相对于在那里被期待的环绕方向倾斜。换句话说，导体在相应接触段350，340的相应端部344a，b，345a，b之间离开在那里对于线匝来说被期待的环绕方向，以形成环部形式的抽头，该抽头倾斜于环绕方向。在相应接触段350，340的相应端部345a，b，355a，b上，导体开始倾斜于在接触段处存在的环绕方向，从而导体偏离通常的切向走向。
在第一接触段内，导体一方面与环绕方向垂直以及至少部分与绕组的纵轴线垂直地延伸，以形成第一抽头320。因此，抽头320沿径向从绕组突出。在图4所示的实施方式的物理实现中，在图4中所示的抽头320和330被上绕组层遮盖，但是为了清楚目的而被完全示出。
第二抽头330同样与在接触段350中被期待的导体环绕方向垂直，但与第一抽头相反，与绕组的纵轴线平行地延伸。在接触段350的一个端部355a，处形成抽头330的导体设置在关于绕组纵轴线的一个高度上，该高度不同于导体在接触段350的另一个端部355b处的高度。换句话说，导体在接触段的入口端355a处与导体从接触段350离开的出口端355b沿着绕组纵轴线的方向错开。在一种未示出的实施方式中，入口位置与出口位置错开另一个距离或者错开0距离。抽头330还具有从绕组的底面360伸出的段，以实现容易接触。
在一种未示出的实施方式中，该段从绕组顶面370伸出。绕组300的芯部或内部空间可以具有矩形、正方形、椭圆形或圆形横截面。
一般地，抽头可以包括彼此反向平行并具有不变距离的导体段。该距离选择得尽可能小，使得这两个导体段紧挨地邻接并只通过相应的绝缘层相互隔开。在一种优选的实施方式中，这两个导体段通过间隔保持器相互隔开，该间隔保持器与两个导体段机械接触因而具有支撑作用。该间隔保持器可以被设计成整体式或多件式。此外，该间隔保持器可以与支撑元件例如支撑元件10机械接触，例如通过形状配合连接和/或传力连接。在一种实施方式中，该支撑元件被实施为与间隔保持器一体形成。间隔保持器和/或支撑元件可以具有部分形状配合连接的凹穴或者夹紧连接装置，其被设计成用于与抽头或线路的连接部270形成摩擦连接。优选地，摩擦连接的连接强度是可变的，以在缠绕期间设置抽头的牢固固定，而在缠绕之后在接触抽头时只设置很小的支撑，从而简化接触过程。这例如可以利用支撑元件或间隔保持器的一个部段的可变弹力来实现，其中这个部段位于抽头的连接部270对面。
在图1-4中所示的实施方式不是按比例示出。特别是可以自由地选择抽头的尺寸(例如其宽度、接触段的宽度)和抽头与在接触段中期待的导体走向的最大距离。导体的环绕方向表示反映导体走向的矢量，该矢量例如因此不仅是环绕方向即导体走向的旋转方向，而且也是在三维空间中的矢量走向。
1.包括至少一个绕组(300)的功率变压器，该绕组由至少一个导体(6，8)形成，该导体沿着环绕方向(200)延伸，其特征在于，所述绕组(300)在接触段(220)中具有抽头(140，150)，该抽头通过所述导体(6，8)在倾斜于所述导体(6，8)在所述接触段(220)处存在的环绕方向(200)的至少一个方向的走向形成；以及所述电气功率变压器还包括至少一个支撑元件，该支撑元件在所述接触段(220)中支撑所述导体(6，8)。
2.如权利要求1所述的功率变压器，其特征在于，所述导体(6，8)在所述接触段(220)中的走向与至少部分封闭的曲线相对应。
3.如权利要求2所述的功率变压器，其特征在于，所述曲线具有带有270°或更大的总弯曲的段(230-270)。
4.如前述权利要求中任一项所述的功率变压器，其特征在于，所述导体(6，8)在所述接触段(220)内的走向至少部段地垂直于所述导体(6，8)紧挨在所述接触段(220)之前的走向且至少部段地垂直于或平行于所述绕组(300)的对称轴线(2)。
5.如前述权利要求中任一项所述的功率变压器，其特征在于，所述导体(6，8)紧挨在所述接触段(220)之后的走向相对于所述导体(6，8)紧挨在所述接触段(220)之前的走向在平行于所述绕组(300)的对称轴线的方向上错开一个距离。
6.用于制造电气功率变压器的方法，该电气功率变压器包括带有抽头(140，150)的绕组(300)，该方法包括以下步骤：
设置导体(6，8)；和
围绕旋转轴线沿着环绕方向(200)缠绕导体(6，8)，所述旋转轴线对应于所述电气功率变压器的对称轴线(2)，
其特征在于，通过在倾斜于所述环绕方向(200)的方向上引导所述导体(6，8)来添加抽头(140，150)的步骤，和添加用于所述抽头的支撑元件(10)的步骤，其包括形成所述支撑元件(10)与所述导体(6，8)以及与所述部件的机械接触。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，在倾斜于所述环绕方向(200)的方向上引导所述导体(6，8)包括：在垂直于所述环绕方向(200)且垂直于所述旋转轴线(2)的第一方向(250a，b)上、在垂直于所述环绕方向(200)且平行于所述旋转轴线(2)的第二方向(330)上、或者在所述第一方向和所述第二方向组合的方向上引导。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，在倾斜于所述环绕方向(200)的方向上引导所述导体(6，8)包括超出头端(370，360)地大致平行于所述旋转轴线地引导所述导体，其中，在缠绕步骤中，不将所述导体(6)引导超出所述头端(370，360)。
9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，在倾斜于所述环绕方向(200)的方向上引导所述导体包括超过一个径向距离地大致垂直于所述旋转轴线(2)地引导所述导体(6，8)，其中，在缠绕步骤中，不超过所述径向距离地引导所述导体(6，8)。
10.如权利要求6至9中任一项所述的方法，其特征在于，在添加抽头(140，150)的所述步骤之前，执行缠绕步骤，而在添加抽头(140，150)的所述步骤之后，执行将所述导体(6，8)围绕旋转轴线(2)沿着环绕方向(200)缠绕的另一缠绕步骤。
11.用于制造如权利要求1至5中任一项所述的功率变压器的缠绕设备。
12.用于控制如权利要求11所述的缠绕设备以实施如权利要求6至11中任一项所述的方法的控制装置。

Claims (16)

1.包括至少一个绕组(300)的电气部件，该绕组由至少一个导体(6)形成，该导体沿着环绕方向(200)延伸，其特征在于，所述绕组(300)在接触段(220)中具有抽头(140，150)，该抽头通过所述导体(6，8)朝着倾斜于所述导体(6)在所述接触段(220)处存在的环绕方向(200)的至少一个方向的走向形成。
2.如权利要求1所述的电气部件，其特征在于，所述导体(6，8)在所述接触段(220)中的走向与至少部分封闭的曲线相对应。
3.如权利要求2所述的电气部件，其特征在于，所述曲线具有带有270°或更大的总弯曲的段(230-270)。
4.如前述权利要求中任一项所述的电气部件，其特征在于，所述导体(8)在所述接触段(220)内的走向至少部段地垂直于所述导体(6)紧挨在所述接触段(220)之前的走向且至少部段地垂直于或平行于所述绕组(300)的对称轴线(2)。
5.如前述权利要求中任一项所述的电气部件，其特征在于，所述电气部件还包括至少一个支撑元件，该支撑元件在所述接触段(220)中将所述导体(8)支撑。
6.如前述权利要求中任一项所述的电气部件，其特征在于，所述导体(6)紧挨在所述接触段(220)之后的走向相对于所述导体(6)紧挨在所述接触段(220)之前的走向在平行于所述绕组(300)的对称轴线的方向上错开一个距离。
7.如前述权利要求中任一项所述的电气部件，其特征在于，所述电气部件被设计成大功率扼流圈、大功率变压器、前两者的组合，或者被设计成大功率电磁铁或大功率电机。
8.用于制造电气部件的方法，该电气部件包括带有抽头(140，150)的绕组(300)，该方法包括以下步骤：
设置导体(6，8)；和
围绕旋转轴线沿着环绕方向(200)缠绕导体(6)，所述旋转轴线对应于所述电气部件的对称轴线(2)，
其特征在于，通过在倾斜于所述环绕方向(200)的方向上引导所述导体(8)来添加抽头(140，150)的步骤。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，在倾斜于所述环绕方向(200)的方向上引导所述导体(8)包括：垂直于所述环绕方向(200)且垂直于所述旋转轴线(2)的第一方向(250a，b)上、在垂直于所述环绕方向(200)且平行于所述旋转轴线(2)的第二方向(330)上或者在所述第一方向和所述第二方向组合的方向上引导。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，在倾斜于所述环绕方向(200)的方向上引导所述导体(8)包括超出头端(370，360)地大致平行于所述旋转轴线地引导所述导体，其中，在缠绕步骤中，不将所述导体(6)引导超出所述头端(370，360)。
11.如权利要求8所述的方法，其特征在于，在倾斜于所述环绕方向(200)的方向上引导所述导体包括超过一个径向距离地大致垂直于所述旋转轴线(2)地引导所述导体(8)，其中，在缠绕步骤中，不超过所述径向距离地引导所述导体(6)。
12.如权利要求8至11中任一项所述的方法，其特征在于，在添加抽头(140，150)的所述步骤之前，执行缠绕步骤，而在添加抽头(140，150)的所述步骤之后，执行将所述导体(6)围绕旋转轴线(2)沿着环绕方向(200)缠绕的另一缠绕步骤。
13.如权利要求8至12中任一项所述的方法，其特征在于，添加抽头(140，150)的所述步骤具有添加支撑元件(10)的步骤，其包括形成所述支撑元件(10)与所述导体(8)以及与所述部件的机械接触。
14.如权利要求8至13中任一项所述的方法，其特征在于，所述电气部件被设计成大功率扼流圈、大功率变压器、前两者的组合，或者被设计成为大功率电磁铁或大功率电机。
15.用于制造如权利要求1至7中任一项所述的电气部件的缠绕设备。
16.用于控制如权利要求15所述的缠绕设备以实施如权利要求8至14中任一项所述的方法的控制装置。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR112012001067A2 (pt) * 2009-07-15 2019-09-24 Abb Research Ltd ferramenta de manipulação condutora e um método de aplicação de um material eletricamente isolante
US9293972B2 (en) * 2013-12-06 2016-03-22 General Electric Company Apparatus for forming insulation for electrical components

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3098990A (en) * 1963-07-23 Precision voltage ratio transformer
DE731018C (de) * 1936-04-24 1943-02-08 Siemens Ag Mit Abgriffen versehene Wicklung fuer elektrischer Apparate
US2866955A (en) * 1953-12-29 1958-12-30 Gen Electric Tap structure for reactive device
US2972723A (en) * 1957-05-02 1961-02-21 Sangamo Electric Co Through type transformer
US3142030A (en) * 1958-11-10 1964-07-21 Basic Products Corp Coil construction to facilitate tapping
BE590018A (fr) * 1959-08-25 1960-08-16 Inductosyn Corp Transducteurs de précision.
DE1248159B (de) * 1964-09-10 1967-08-24 Standard Elektrik Lorenz Ag Vorrichtung an Wickelmaschinen mit umlaufendem Fadenfuehrer fuer elektrische Spulen
US3497848A (en) * 1968-04-19 1970-02-24 Don J Corrigall Multiple tap device for transformers
DE1945122A1 (de) * 1969-09-05 1971-03-11 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Abgriffen an homogenen (orthozyklischen) Spulen mit mehreren uebereinanderliegenden Wickellagen
US3925885A (en) * 1975-01-10 1975-12-16 Century Mfg Co Method for making and insulating a coil tap
US4771257A (en) * 1984-03-28 1988-09-13 General Electric Company Ballast transformer with bobbins coils
US6144280A (en) * 1996-11-29 2000-11-07 Taiyo Yuden Co., Ltd. Wire wound electronic component and method of manufacturing the same
AU2000268765A1 (en) * 2000-09-08 2002-03-22 Hokuto Manufacturing Co., Ltd. Method for manufacturing tapped coil, tapped coil, and apparatus for manufacturing tapped coil
US7123122B2 (en) * 2003-04-18 2006-10-17 Medtronic, Inc. Center tapped chip inductor

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PB01 Publication
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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