CN102460609B - 绕组及绕组制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种包括卷绕的电导体的绕组，其中，电导体具有电绝缘层。此外本发明还涉及一种制造绕组的方法。通过采用载体，电导体可以设置在其上并电绝缘，可以达到整体式制造绕组。所述载体尤其以圆柱螺旋线的形式设计为螺旋线，并因而正好能实现实际上无限制地整体式制造所述绕组。同时可以根据在载体上的位置来改变电导体的横截面和/或宽度。

Description

绕组及绕组制造方法
技术领域
本发明涉及一种绕组，包括卷绕的电导体，其中，电导体具有电绝缘层。此外本发明还涉及一种绕组制造方法。
背景技术
制造功率变压器作为浇注树脂变压器或作为高压电网的配电变压器，是一种工作量非常大和成本很高的过程。尤其是用于低压和高压绕组的线圈绕组，目前只有用多个和昂贵的工序才能制成。为此将绕线在绕制机上卷绕成分绕组，达到必要的绕组直径。接着，将如此制成的分绕组借助相应的连接元件互相连接，成为低压或高压绕组，例如在DE19809572C2中所介绍的那样。
DE2609548C2同样介绍了一种包括铁芯和线圈用于强电变压器的绕组装置，其中，导体沿轴向的尺寸与线圈高度相应，以及每个线圈的全部线匝串联，其中，每个线圈的线匝数量从绕组中心向端部减少。
此外，DE3214171A1介绍了一种有扼流线圈的强电变压器，其中，盘形线圈含有多个线匝，在盘形线圈内分别串联的分导体与铁芯柱处于同一个径向平面上。
DE1539623同样介绍了一种用于产生磁场强度很高的均匀磁场的装置。为了通过两组电流反向地平行流过的导体造成均匀的磁场，将漏磁布置在装置外部，从而在实际上减少外部磁场。
DE245748A1同样介绍了一种有大电流放电器的绕组。
值得追求的是，能制成整体式电绕组，因为由此可以避免分绕组之间的距离。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种绕组和一种制造绕组的方法，它保证制成整体式线圈。
按本发明规定，在载体上设置至少两个电导体，其中，电导体彼此绝缘以及载体有弯曲的形状。所述载体作为导带借助设备变形，使通过如此成形的载体带保证要制成的绕组的半径。由此可以将绕组制成连续的整体线圈，从而取消与线圈通常所需要的分绕组的电连接。因此有利地将各绕组之间的电压负载降到最低程度，从而可以制成特别耐高压的绕组。
由此同样取消电导体、例如铜线或铝线以往必要的退卷和接着大多工作量非常大地将电导体卷绕在线圈骨架上的工序。由于有可能将电导体彼此相对地布置在载体上，所以可以非常准确和确定地规定电导体彼此的电压负载和电的相互作用。
按绕组的一种有利的扩展设计规定，载体以圆柱螺旋线的形式设计为螺旋线或螺旋结构，并因而保证电导体的整体式制造。正是由于载体的螺旋线形状，保证相应的线圈实际上可采用循环法制造，从而仅绕组不同的半径和/或轴向长度才是绕组制造时唯一要仿效的因素。
有利地，载体元件设计为相关的圆盘，其中，载体元件可借助凹槽和/或连接元件与其他载体元件组合成载体。基于由载体元件组成载体这种可能的模块结构方式，在制造过程的框架内可以迅速和简单地构成载体。
按绕组的一种有利的扩展设计规定，载体通过激光技术处理，可分成作为电导体的导电区和作为绝缘层的电绝缘区。此外也可以规定，载体通过电镀处理，可分成作为电导体的导电区和作为绝缘层的电绝缘区。因此借助载体的激光技术处理和/或电镀处理，可以确定各导电区和电绝缘区，并由此在载体上构建成相应的绕组。在这里所需要的加工和处理方法，保证简单和确定地制成电绝缘区和导电区。与之不同，也可以通过机械处理载体造成导电区和非导电区。
此外有利地规定，为了加入导电材料，尤其碳纳米细管，在载体内存在凹槽，其中，所述导电材料确定电导体。通过在事先在载体中确定的凹槽内加入导电材料，可以迅速和简单地决定和制成导电线路。为保证在载体的各片段之间能足够地绝缘，规定，在载体各片段之间，可以在制造过程中置入绝缘膜。
为了平衡在绕组或载体不同片段内可能不同的电压负载，规定，电导体的宽度和/或横截面随在载体上的位置改变。通过改变电导体的宽度和/或横截面，使电负载，尤其电压过载可以采取这种结构措施补偿。同样，根据绕组和/或载体内部发热，可以改变在绕组某些片段内导体的数量和/或尺寸，以确保在绕组内几乎相同的热负荷。借助一种横截面固定的传统电导体，这种方式的制作技术是不可能的。
在载体上电导体彼此平行排列布设。此外载体可有利地由电绝缘材料组成。
按本发明同样提供一种绕组制造方法，其中，在载体上设置至少两个电导体，其中，电导体彼此绝缘以及载体弯成弯曲的形状。有利地，载体设计为圆柱螺旋线的形状，其中，如此构成的螺旋线形状的半径与绕组的半径相应。
附图说明
下面借助附图中一些实施例详细说明本发明。其中：
图1表示绕组的透视图；
图2表示有四个电导体的载体的俯视图；
图3表示由两个载体元件组成一个载体的俯视图；以及
图4表示螺旋形载体的透视图。
具体实施方式
图1表示绕组1的透视图。在图1所示的例子中，在载体2上安置电导体3a、3b、3c、3d（未表示）和至少部分的电绝缘层4a、4b、4c。载体2有弯曲的形状，这种形状与绕组1的半径相应。在图1所示的例子中，电绝缘层4a、4b、4c由浇注树脂外套5保证。由此存在可能性，在载体2上布置相应的电导体3a、3b、3c、3d，以及在随后的加工过程中使相应的浇注树脂外套5完全围绕载体2。基于浇注树脂外套5的电绝缘特性，因而浇注树脂外套满足电绝缘层4a、4b、4c的功能。
图2表示有四个电导体3a、3b、3c、3d的载体2的俯视图。在各电导体3a、3b、3c、3d之间，在载体2上设置电绝缘层4a、4b、4c。存在可能性，将电导体3a、3b、3c、3d安置在由绝缘材料组成的载体2上。在这种情况下，电导体3a、3b、3c、3d之间的空隙自动电绝缘以及有相应的电绝缘区4a、4b、4c。同样有可能，载体2由导电材料组成，并通过相宜的加工方法将各电导体3a、3b、3c、3d之间的区域改变为，使它们有电绝缘特性并因而意味着是电绝缘层4a、4b、4c。
图3表示由两个载体元件6a、6b组成的载体2的俯视图。此载体2有两个电导体3a、3b，它们彼此平行排列布设。在电导体3a、3b之间设电绝缘层4a。载体2由两个载体元件6a、6b组成，它们可借助相应的连接元件7a、7b组合成一个载体。连接元件7a、7b尤其有这样的形式，它们应能保证简单、牢固和持久的连接。其中包括尤其彼此对应的形状，例如燕尾榫连接。借助上述连接元件7a、7b也可以采用传统的连接技术，如螺钉连接或焊接。或者可以构成载体2的相应的圆弧段，它们各有一个与载体2的设在上面或下面的其他载体段的垂直连接装置。此外，借助载体元件6a、6b可以将载体2构建为圆柱螺旋线的形状，并因而可以制造实际上循环连续的绕组1。
图4表示螺旋形载体2的俯视图。采用这种形状的载体可以有利地构建实际上无限长的线圈。由此提供可能性，可以与相应的分绕组无关制造绕组1，这允许显著加速生产过程和降低成本。
采用按本发明的方法带来的优点是，绕组1可以制成连续的整体线圈。由此取消制造单个线圈或分绕组，它们还必须要非常麻烦地连接成绕组1。在这种情况下必要的电连接会对相应绕组1的功率特性带来负面的影响。此外可以取消径向冷却通道，从而与传统的绕组相比保证绕组1比较小。此外，可以计算在整个绕组1内部各线圈段之间可能的电压负载，并采取相应的绕组技术措施，完全避免电压负载较高的地方。由此尤其可以有目的地改变电导体3a、3b、3c、3d在载体上的导引以及电导体3a、3b、3c、3d的宽度和/或横截面，并因而通过加工技术将电压负载减到最低程度。由此提供可能性，与迄今已知的相比制成更耐检测电压的绕组1。

Claims (13)

1.一种用于变压器的绕组(1)，包括卷绕的电导体(3a、3b、3c、3d)，其中，电导体(3a、3b、3c、3d)至少部分有电绝缘层(4a、4b、4c)，其特征为：在载体(2)上设置至少两个电导体(3a、3b、3c、3d)，其中，电导体(3a、3b、3c、3d)彼此绝缘以及载体(2)设计为圆柱螺旋线的形状，并因而保证整体式制造所述电导体(3a、3b、3c、3d)。
2.按照权利要求1所述的绕组(1)，其特征为，载体元件(6a、6b)设计为整体式的圆盘，其中，载体元件(6a、6b)能够借助凹槽和/或连接元件(7a、7b)与其他载体元件(6a、6b)组合成载体(2)。
3.按照权利要求1或2所述的绕组(1)，其特征为，所述载体(2)通过激光技术处理，能够分成作为电导体(3a、3b、3c、3d)的导电区和作为绝缘层(4a、4b、4c)的电绝缘区。
4.按照权利要求1或2所述的绕组(1)，其特征为，载体(2)通过电镀处理，能够分成作为电导体(3a、3b、3c、3d)的导电区和作为绝缘层(4a、4b、4c)的电绝缘区。
5.按照权利要求1或2所述的绕组(1)，其特征为，为了加入导电材料，在载体(2)内存在凹槽(8)，其中，所述导电材料确定电导体(3a、3b、3c、3d)。
6.按照权利要求5所述的绕组(1)，其特征为，所述导电材料是碳纳米细管。
7.按照权利要求1或2所述的绕组(1)，其特征为，在载体(2)的各片段之间，能够在制造过程中置入绝缘膜。
8.按照权利要求1或2所述的绕组(1)，其特征为，电导体(3a、3b、3c、3d)的宽度和/或横截面能够随在载体(2)上的位置改变。
9.按照权利要求1或2所述的绕组(1)，其特征为，电导体(3a、3b、3c、3d)在载体(2)上彼此平行地布设。
10.按照权利要求1或2所述的绕组(1)，其特征为，载体(2)由电绝缘材料组成。
11.一种制造用于变压器的绕组(1)的方法，绕组(1)包括卷绕的电导体(3a、3b、3c、3d)，其中，电导体(3a、3b、3c、3d)有电绝缘层(4a、4b、4c)，其特征为：在载体(2)上设置至少两个电导体(3a、3b、3c、3d)，其中，电导体(3a、3b、3c、3d)彼此绝缘以及载体(2)设计为圆柱螺旋线的形状，并因而保证整体式制造所述电导体(3a、3b、3c、3d)。
12.按照权利要求11所述的方法，其特征为，圆柱螺旋线的半径与绕组(1)的半径相应。
13.按照权利要求11或12所述的方法用于制造按照权利要求1至10中任一项所述的绕组(1)。
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