CN103545023A - 内冷式换位利兹导线组 - Google Patents

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赵伟铎
崔淑梅
吴绍朋
李茜元
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Abstract

内冷式换位利兹导线组，涉及一种组合绕组导线。为了解决目前用于补偿脉冲发电机的换位导线散热能力差且涡流损耗大的问题。它包括矩形换位导线、多根冷却管和绝缘层；所述矩形换位导线是由多根圆形利兹导线线芯双层排布形成；每根圆形利兹导线线芯的外表面均包覆有绝缘薄膜，位于所述矩形换位导线中每层的多根圆形利兹导线线芯中穿插设置有多根冷却管，所述多根冷却管相互平行、且与圆形利兹导线线芯相互平行；所述利兹导线线芯与所述冷却管外径相同，所述绝缘层包覆在矩形换位导线和多根冷却管形成的组合体的外表面。它适用于补偿脉冲发电机的电枢绕组线棒中。

Description

内冷式换位利兹导线组
技术领域
本发明涉及一种组合绕组导线，特别涉及一种内冷式换位利兹导线组。
背景技术
补偿脉冲发电机（见Weldon et al.Compensated Pulsed Alternator，U.S.Patent4200831Apr.29，1980）是一种特殊的同步发电机，能够瞬时输出极大的电流脉冲，被视为理想的脉冲功率电源。
补偿脉冲发电机通过电枢绕组向外输送电能，电枢绕组必须要耐受较高的电压和电流，同时还要降低损耗与温升。为了降低高频下绕组导线的涡流损耗，补偿脉冲发电机的电枢绕组线棒采用由多根圆导线绞合形成矩形截面的换位导线制成，然而，目前的换位导线内均未设置冷却管道，使得以此制成的电枢绕组线棒散热能力受到制约，电机只能采用外部冷却方式，严重的制约了脉冲发电机的连续放电能力。
此外，对于电机内部不含铁磁性材料的空芯脉冲发电机，由于其高频、强磁场的特点（电枢绕组位置磁密可达4～6T），目前的换位导线并绕单线线径过大，存在涡流损耗大的弊端。
发明内容
本发明的目的是为了解决目前用于补偿脉冲发电机的换位导线散热能力差且涡流损耗大的问题，本发明提供一种内冷式换位利兹导线组。
本发明的内冷式换位利兹导线组，它包括矩形换位导线、多根冷却管和绝缘层；所述矩形换位导线是由多根圆形利兹导线线芯双层排布形成；每根圆形利兹导线线芯的外表面均包覆有绝缘薄膜，位于所述矩形换位导线中每层的多根圆形利兹导线线芯中穿插设置有多根冷却管，所述多根冷却管相互平行、且与圆形利兹导线线芯相互平行；所述利兹导线线芯与所述冷却管外径相同，所述绝缘层包覆在矩形换位导线和多根冷却管形成的组合体的外表面。
本发明的有益效果在于，
1.由于本发明的矩形换位导线中均匀插入了冷却管道，并与利兹导线线芯一同进行换位，使得冷却管道内的冷却介质能够直接作用于发热导线，极大的降低了发热源与散热面之间的传递热阻，从而提高了换位导线及用其绕制的线圈的散热能力。
2.本发明用多股独立绝缘的绞合利兹导线替换传统换位导线内的单根导线，进一步的降低补偿脉冲发电机电枢绕组的单根导体线径，从而降低高频、强磁场下电枢绕组的涡流损耗，提高电机的输出效率。
附图说明
图1为具体实施方式一所述的内冷式换位利兹导线组的原理示意图。
图2为具体实施方式二所述的圆形利兹导线线芯的原理示意图。
图3为具体实施方式一所述的圆形利兹导线线芯和冷却管的换位动态示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1和图3说明本实施方式，本实施方式所述的内冷式换位利兹导线组，
它包括矩形换位导线1、多根冷却管4和绝缘层2；所述矩形换位导线1是由多根圆形利兹导线线芯3双层排布形成；每根圆形利兹导线线芯3的外表面均包覆有绝缘薄膜5，位于所述矩形换位导线1中每层的多根圆形利兹导线线芯3中穿插设置有多根冷却管4，所述多根冷却管4相互平行、且与圆形利兹导线线芯3相互平行；所述利兹导线线芯3与所述冷却管4外径相同，所述绝缘层2包覆在矩形换位导线1和多根冷却管4形成的组合体的外表面。
位于所述矩形换位导线1中每层的多根圆形利兹导线线芯3中穿插设置有多根冷却管4，所述穿插方式为：每隔1根或多根圆形利兹导线线芯3设置一根冷却管4，这样更有利于冷却管4对整个矩形换位导线1进行散热。
在实际应用时，所述冷却管4的内部可以装有去离子水或变压器油，通过位于冷却管4内部液体的流动实现对热量的排除，进而实现对整个矩形换位导线1进行散热。
具体实施例：
将10根外径4.8mm的圆形利兹导线线芯3和4根冷却管4经换位装置和压辊定型后，制成双层的，每层各5根圆形利兹导线线芯3和2根冷却管4的内冷式矩形换位导线，换位动态示意图如图3所示，10根圆形利兹导线线芯3和4根冷却管换位过程依次为A→B→C→D→E→F→G→A。换位导线外部的绝缘层2和包覆线芯的绝缘薄膜5均采用H级绝缘材料。
所述利兹导线线芯3与冷却管4外径相同，均匀交错排布，能够一同进行换位；
所述冷却管4的内部装有去离子水或变压器油。
具体实施方式二：本实施方式是对具体实施方式一所述的内冷式换位利兹导线组的进一步限定，所述矩形换位导线1和多根冷却管4形成的组合体的横截面为矩形，该矩形的长为36.75mm，宽为9.94mm。
具体实施方式三：结合图2说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一或二所述的内冷式换位利兹导线组的进一步限定，所述圆形利兹导线线芯3由多股独立绝缘的导体6绞合而成。
具体实施方式四：本实施方式是对具体实施方式三所述的内冷式换位利兹导线组的进一步限定，
所述独立绝缘的导体6采用铜线或铝线实现。
具体实施方式五：本实施方式是对具体实施方式三所述的内冷式换位利兹导线组的进一步限定，所述独立绝缘的导体6的截面为圆形。
具体实施方式六：本实施方式是对具体实施方式五所述的内冷式换位利兹导线组的进一步限定，
所述独立绝缘的导体6的直径范围为0.16mm～1.5mm，导体6的直径的线规为AWG34～15。
具体实施方式七：本实施方式是对具体实施方式三所述的内冷式换位利兹导线组的进一步限定，
所述圆形利兹导线线芯由49根独立绝缘的导体绞合而成。
具体实施方式八：本实施方式是对具体实施方式七所述的内冷式换位利兹导线组的进一步限定，
每根所述独立绝缘的导体的外径为0.511mm，线规为AWG24。
具体实施方式九：本实施方式是对具体实施方式一所述的内冷式换位利兹导线组的进一步限定，冷却管4的外表面包覆有绝缘薄膜5。
具体实施方式十：本实施方式是对具体实施方式一或九所述的内冷式换位利兹导线组的进一步限定，所述冷却管4的外径的范围为1.0mm～6.0mm，内径的范围为0.3mm～5.0mm，壁厚大于0.6mm且小于1.5mm。
具体实施方式十一：本实施方式是对具体实施方式十所述的内冷式换位利兹导线组的进一步限定，所述冷却管4的外径为4.76mm，内径为3.56mm。
具体实施方式十二：本实施方式是对具体实施方式一所述的内冷式换位利兹导线组的进一步限定，所述冷却管4为紫铜管。

Claims (10)

1.内冷式换位利兹导线组，其特征在于：
它包括矩形换位导线（1）、多根冷却管（4）和绝缘层（2）；所述矩形换位导线（1）是由多根圆形利兹导线线芯（3）双层排布形成；每根圆形利兹导线线芯（3）的外表面均包覆有绝缘薄膜（5），位于所述矩形换位导线（1）中每层的多根圆形利兹导线线芯（3）中穿插设置有多根冷却管（4），所述多根冷却管（4）相互平行、且与圆形利兹导线线芯（3）相互平行；所述利兹导线线芯3与所述冷却管（4）外径相同，所述绝缘层（2）包覆在矩形换位导线（1）和多根冷却管（4）形成的组合体的外表面。
2.根据权利要求1所述的内冷式换位利兹导线组，其特征在于：所述矩形换位导线（1）和多根冷却管（4）形成的组合体的横截面为矩形，该矩形的长为36.75mm，宽为9.94mm。
3.根据权利要求1或2所述的内冷式换位利兹导线组，其特征在于：
所述圆形利兹导线线芯（3）由多股独立绝缘的导体6绞合而成。
4.根据权利要求3所述的内冷式换位利兹导线组，其特征在于：所述独立绝缘的导体6采用铜线或铝线实现。
5.根据权利要求3所述的内冷式换位利兹导线组，其特征在于：所述独立绝缘的导体6的直径范围为0.16mm～1.5mm，导体6的直径的线规为AWG34～15。
6.根据权利要求3所述的内冷式换位利兹导线组，其特征在于：所述圆形利兹导线线芯由49根独立绝缘的导体绞合而成，每根独立绝缘的导体的外径为0.511mm，线规为AWG24。
7.根据权利要求1所述的内冷式换位利兹导线组，其特征在于：冷却管（4）的外表面包覆有绝缘薄膜（5）。
8.根据权利要求1或7所述的内冷式换位利兹导线组，其特征在于：所述冷却管（4）的外径的范围为1.0mm～6.0mm，内径的范围为0.3mm～5.0mm，壁厚大于0.6mm且小于1.5mm。
9.根据权利要求8所述的内冷式换位利兹导线组，其特征在于：所述冷却管（4）的外径为4.76mm，内径为3.56mm。
10.根据权利要求1所述的内冷式换位利兹导线组，其特征在于：所述冷却管（4）为紫铜管。
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