CN111554486A - 构件和用于进行电阻焊的变压器装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种导电的构件，该导电的构件作为焊接变压器的次级绕组的至少一个线圈匝的组成部分、特别是作为焊接变压器的次级绕组的组成部分布置在变压器中，并且本发明涉及一种具有所提到的导电的构件的变压器装置。所述构件由铝或铝合金构成。该构件拥有在其内部构成的、用于接纳冷却流体的空腔。设置了至少一种器件，以用于防止所述构件受到腐蚀、特别是用于防止由所述冷却流体引起的腐蚀。

Description

构件和用于进行电阻焊的变压器装置

技术领域

本发明涉及一种导电的构件，该导电的构件作为至少次级绕组的至少一个线圈匝的导电的组成部分布置在变压器中，并且本发明涉及一种具有所提到的导电的构件的变压器装置。

背景技术

在所谓的电阻焊或点焊的过程中，将工件材料锁合地相互连接起来，其中将焊接电极用电极力朝有待焊接的工件挤压。焊接电流在电流时间的持续时间内流过焊接电极。通过在焊接电极之间的焊接点处对两个有待焊接的工件进行的电阻加热，将有待连接的工件一直加热直至达到所需要的焊接温度并且所述工件在此形成熔融物。

在此，焊接变压器的任务是，将电网电压或操控电压降低到较低的次级电压，以便将焊接电流提高到几千安培的电流强度。所述变压器在其次级绕组中感生出大约10伏特的数量级的低交流电压，随后对该交流电压进行整流。通过焊接电极和有待焊接的工件流动着7至50 kA的数量级的高的电流，该电流用于焊接过程。

用于工业制造、例如用在汽车制造中的电阻焊接设备典型地配备有作为以变压器钳的式样构成的焊接工具的点焊接钳。用于这种结构形式的起名者的特征是，所述焊接变压器是焊接钳的组成部分。对于这种结构形式来说，有利的是，焊接变压器移近到焊接电极处。因此，特别是将焊接变压器和焊接电极之间的寄生电感降低到最低限度，以便优化电流上升时间。对于这种结构形式来说，不利的是，变压器钳的质量由于所集成的焊接变压器的附加质量而较大。所述变压器钳以公知的方式通过焊接机器人在空间中被引导并且借助于电的、气动的或液压的驱动器闭合或打开。由于特别是在汽车制造中的车身制造中所要求的时钟周期越来越短，变压器钳的通过焊接机器人引起的运动以及所述闭合运动应该高动态地进行。为此有必要的是，机器人的惯性、特别是变压器钳的惯性尽可能小。焊接工具被优化到低质量和高强度。几乎不存在优化潜力。出于这个原因，降低变压器钳的焊接变压器的质量有巨大的好处。焊接变压器作为MF（MF在这里代表着中频）-变压器以处于1000 Hz的范围内的频率来运行。已经证实的是，在用处于1000 Hz的范围内的逆变器频率进行PWM操控的情况下，焊接变压器的功率密度、即有效功率与焊接变压器的结构体积的比例是最佳的。无论是在较低的频率还是较高的频率下均会提高损耗功率。损耗功率通过导电的构件的欧姆损耗、变压器的芯中的磁化损耗、涡流并且通过焊接变压器的半导体开关元件或整流器二极管中的电压降或开关损耗所引起。

然而，焊接变压器的损耗功率是巨大的并且必须适当地被导出。由于高的功率密度和用于焊接变压器的有限的结构空间而对焊接变压器进行流体冷却。值得追求的是，进一步降低所述焊接变压器的质量。然而，这只能通过具有更小密度的合适的材料的使用来实现。焊接变压器的决定重量的因素是其导电的部件。在本申请的范围内，“焊接变压器的导电的部件”是指初级绕组、次级绕组、接触板和用于整流器组件的整流器二极管的连接元件以及用于输出电压的正极和负极的坚固的电连接板。在本申请的范围内，“焊接变压器的不导电的部件”是指变压器的由导磁材料构成的芯部、半导体开关元件或整流器二极管和壳体。

文献DE 10 2010 045 079 A1 描述了一种用于电阻焊接设备的焊接钳的变压器，该变压器具有初级绕组、次级绕组和芯部。设置了由导电材料构成的块体，以用于形成所述次级绕组。所述块体具有用于接纳初级绕组的空隙和/或凹处。所述块体如此构成，使得其同时形成次级绕组。提出，由铝或铝合金来制成所述块体。所述块体设有尤其是用于水冷却的冷却通道。所述冷却通道能够通过铣削或钻孔来加入到所述块体中。铝具有所有金属的第四最好的电导率和导热率。仅仅银、铜和金具有更高的比传导率。虽然铝在这方面不超过铜的传导能力，但是其明显更轻并且更便宜。在长度相同的情况下，对于由铜构成的导体和由铝构成的导体的相同的电阻来说，铝的横截面比铜的横截面大1.6倍。然而，铝导体仅为一半的重量。

发明内容

本发明的任务是，说明一种质量小并且可靠性高的焊接变压器。

该任务通过具有独立权利要求的特征的一种导电的构件-该导电的构件作为绕组的至少一个线圈匝的导电的组成部分布置在变压器中-和一种具有所提到的导电的构件的变压器装置来解决。

虽然下面主要参照电阻焊接变压器来描述本发明，但是本发明不限于这种应用情况。

根据本发明，作为至少一个线圈匝的导电的组成部分布置在变压器中的、所提到的导电的构件由铝或铝合金制成。所述至少一个线圈匝是变压器的次级绕组的组成部分。

所述构件拥有在其内部构成的用于接纳冷却流体的空腔。通过所述冷却流体，应该吸收并且导出损耗功率，所述损耗功率的原因在上文中已经作了描述。此外，设置了至少一种器件，用于防止所述构件受到腐蚀、尤其是用于防止由冷却流体引起的腐蚀。

由于所述导电的构件由铝或铝合金制成，所以其质量比结构相同的由铜制成的导电的构件小。由此降低所述变压器的质量。此外，铝的价格更便宜，其可以更容易加工并且也回收利用。然而，与铜相比，铝具有更低的比电导，因而在相同的电流下产生更高的欧姆损耗。然而，对于焊接变压器来说、特别是对于MF变压器来说，现在情况是这样的：涡流通过感应电压在所有导电的部件中流动，所述涡流减小了焊接变压器的导电的部件的有效横截面。通过按本发明的由铝或铝合金制成的构件的使用，涡流由于铝的更小的比电导而令人惊讶地得到减少。因此，相对于传统的由铜构成的导电的构件，涡流损耗得到降低。与更低的涡流损耗相对的是由铝构成的构件的更高的欧姆损耗。因此，在使用按本发明的构件时，总体上在导电的构件中产生更高的损耗，但是其不是以与铜的电导相对于铝的电导相同的比率来上升。

由于金属材料铝或铝合金与其周围环境的反应而产生腐蚀。由于铝不是贵金属，所以其在室温下与空气和水反应生成氧化铝Al₂O₃。氧化铝立即形成薄的、不透气且不透水的层（钝化部）并且因此防止铝或铝合金受到进一步的腐蚀。在几天之后，这种氧化层达到其最大厚度，该最大厚度根据空气湿度可以高达千分之几毫米。不利的是，Al₂O₃是非常好的绝缘体并且因此导电的构件之间的接触电阻增大。另一个缺点是氧化铝的导热性较差并且在相同地导出损耗功率的情况下导电的构件的温度升高。

尽管通过氧化铝层的钝化进行保护，但是在所述在内部中构成的、用于接纳冷却流体的空腔的区域中仍然可能构成点状腐蚀。由此被称为钝化金属的表面中的腐蚀部位或点状的孔，其以槽的形式明显扩大。在由氧化层构成的、由氧化铝构成的钝化层的缺陷处经常出现点状腐蚀。在这些缺陷处，氧被氯离子或溴离子从氧化铝层中挤出。由于另外的氯离子和溴离子的积聚而产生不再通过氧化铝层得到保护的区域。首先小的孔构成阳极，剩余的表面构成阴极。由于腐蚀速度由阴极与阳极的面积比所确定，因此反应以大的速度来进行。这种过程在下面一同被称为电腐蚀。

随着时间的推移，所述电腐蚀在所构成的空腔的区域中破坏导电的构件，使得其可能显著地缩短变压器的使用寿命。通过使用用于防止构件受到腐蚀、尤其用于防止由冷却流体引起的腐蚀的器件，与铜制的导电构件相比，铝制的导电构件的使用寿命不会受到影响。此外，由此保证，相对于由铜构成的这种构件接触电阻和接触热阻不会提高。

因此，在焊接变压器的重量明显更小的情况下，能够在可比较的使用寿命里保证对由按本发明的导电的构件构成的焊接变压器进行足够的冷却。

本发明的有利的设计方案是下面的从属权利要求的主题。

特别有利的是，作为用于防止构件受到腐蚀、尤其是用于防止由冷却流体引起的腐蚀的器件，设置了所述构件的至少一个部分区段的保护涂层。

特别有利的是，对在所述构件的内部构成的用于接纳冷却流体的空腔进行涂覆。通过所述保护涂层能够特别有效地在所述空腔的区域中防止电腐蚀。否则，所述电腐蚀会如上所述随着时间的推移在所构成的空腔的区域中损坏所述导电的构件。

特别有利的是，所述保护涂层构造为化学的镍涂层。对于所述化学的镍涂层来说，不使用外部电流。由此在进行化学镀镍时获得轮廓精确的涂层。化学的镍涂层特别适合作为在所述构件的空腔的区域中防止电腐蚀的保护层，但是也适合作为防止由于氧化而引起的腐蚀的保护层。与氧化铝相比，镍作为金属具有更高的比电导率以及更高的比导热率。如果尤其紧接在制造导电的构件之后进行涂覆，那就不会在所述构件的表面上形成由氧化铝构成的层，因此在变压器的导电的构件之间不会产生较高的接触电阻并且在冷却通道的区域中也不会产生较高的接触热阻。损耗功率不会提高，变压器的充分冷却得到了保证。

也能够考虑一种保护涂层，该保护涂层构造为电镀的涂层，在这里尤其是电镀的镍涂层。利用这种类型的涂层可以主要在所述构件的外表面上构造保护层。

此外，也能够考虑一种保护涂层，该保护涂层构造为阴极的浸涂层。这里，在电场的影响下使胶体颗粒沉积在电极上。这是一种特别环境友好的方法，因为作为溶剂主要使用去离子水。

也特别有利的是，将所述保护涂层构造为塑料涂层。“塑料涂层”在这里是指给所述构件的涂层配设塑料或喷漆和浸涂漆。然而，塑料涂层具有比前述涂层明显更大的层厚度。如在化学的镍涂层中一样，也能够用塑料涂层来涂覆用于接纳构件的冷却流体的空腔。

此外，能够考虑，尤其是通过阳极氧化处理将所述保护涂层构造为铝或铝合金的钝化部。在这方面，“阳极氧化处理”应该是指通过氧化铝受控地产生保护层。这种保护层通过阳极氧化来形成。所述构件的铝或铝合金的最上面的层被转化并且形成氧化物。

尤其对于保护涂层来说-用所述保护涂层不能对所述导电的构件的、用于接纳冷却流体的空腔进行涂覆-，有利的是，作为另一种用于防止电腐蚀的器件而将腐蚀抑制剂添加到冷却流体中。然而，也能够附加于所述空腔的所存在的涂层而使用所述腐蚀抑制剂。

如果在所述构件的内部构成的空腔包括通道、尤其是钻孔，所述通道被设置用于用冷却剂贯穿流过所述构件，那就保证对于所述导电的构件的非常好的冷却并且由此保证损耗功率的导出。

对于变压器装置来说，特别是对于具有初级绕组和次级绕组并且例如具有连接件、整流器组件和用于极的连接板的焊接变压器装置来说，特别有利的是，所述次级绕组的至少一个线圈匝由用铝或铝合金制成的导电的构件所构成并且所述导电的构件具有在其内部构成的用于接纳冷却流体的空腔。尤其整个次级绕组可以容易地并且成本低廉地由所提到的导电的构件构成。所述变压器装置的次级绕组具有小的重量并且可以容易地并且成本低廉地冷却。对于特别有利的焊接变压器来说，次级绕组仅仅由两个线圈所构成。所述连接件有利地用作两个线圈的载体构件。载体构件构成所述次级绕组的中间抽头，下面将在一种实施例中对此进行详细描述。

如果所述连接件也构造为由按本发明的导电的构件构成的构件，那么所述变压器装置的重量能够进一步降低。

也能够考虑，由按本发明的导电的构件来制造所述变压器装置的初级绕组的绕组。由于在所述初级绕组中流动着小得多的初级电流，所以在所述初级绕组中仅仅产生低的损耗功率并且能够放弃对于所述初级绕组的冷却。然而，所述初级绕组中的冷却通道必要时能够改进整个变压器装置的冷却。通过也将由铝或铝合金构成的导电的构件用于初级绕组这种方式，至少能够进一步减小所述变压器装置的质量。

也有利的是，由按本发明的导电的构件制造用于输出电压的极的连接板。所述变压器的重量能够进一步降低。

如果所述整流器组件的连接元件构造为导电的构件，则能够进一步降低所述变压器装置的重量。因为在所述整流器二极管中由于在整流器二极管上的电压下降和高电流而产生巨大的损耗热，所以在这里对于导电的构件的冷却也特别重要，尤其是上面所描述的防止腐蚀、尤其是电腐蚀的器件特别重要。

特别有利的是，按本发明的具有按本发明的导电的构件的变压器装置构造为MF变压器，因为在这种情况下由于导电的构件中的涡流而产生的电损耗不成比例地升高，而是由于铝的比铜低的传导性而部分地得到补偿。因此，在使用按本发明的构件时在导电的构件中在总体上产生更高的损耗，但是其不是以与铜的电导率相对于铝电导率的相同的比率来升高。因此，特别有利的是，通过逆变器对初级绕组进行的PWM操控的频率高达5000 Hz。对于这种高频来说，铝的使用抑制涡流的效应更大，因为与铜相比，涡流损耗和欧姆损耗之间的比率更加有利。

如果将这样的按本发明的变压器装置用作适合于电阻焊的焊接变压器，那么在充分冷却和重量轻的情况下由功率密度构成的最佳平衡是特别有利的。由于所述焊接变压器的较小的重量，所述焊接钳的动态运动是可能的。焊接钳的定位能够显著更快地进行，从而能够更快地执行焊接过程。

同时，每种实施方式中的按本发明的变压器装置的突出之处在于高的可靠性和使用寿命。

附图说明

现在根据一种实施例借助于附图来详细描述本发明。其中：

图1示出了按本发明的变压器的一种实施例的电的电路图，

图2示出了按本发明的构件的一种优选的设计方案的示意性的结构视图，

图3示出了用于与变压器装置一起使用的、按本发明的构件的一种优选的设计方案，图4示出了按本发明的变压器装置的绕组装置的一种优选的设计方案，

图5从不同的视图示出了用于与按本发明的变压器装置一起使用的整流器组件的一种优选的设计方案，并且

图6示出了按本发明的焊接变压器装置的分解图。

在附图中相同的附图标记表示相同的或结构相同的元件。

具体实施方式

在图1中示意性地示出了焊接变压器装置的电的电路图并且其在总体上用100来表示。所述焊接变压器装置具有初级回路110和次级回路120，它们通过变压器130来连接。所述变压器130的具有匝数N₁的初级绕组132被连接到初级回路110中，所述变压器130的具有匝数N₂ + N₃的次级绕组133被连接到次级回路120中。所述变压器130此外具有变压器铁芯131。所述初级回路用处于中频范围内的初级电压U₁来运行。所述变压器铁芯131如此设计而成，使得其对于处于大约1000 Hz的范围内的中心频率来说不饱和。

所述次级回路120构造为整流器装置并且提供变压器输出电压U₂。为此目的，所述次级绕组133具有中间抽头A，所述中间抽头与所述装置100的负输出端（-）连接。从所述中间抽头A出发，所述次级绕组133被划分为两个具有匝数N₂和N₃的子绕组，所述子绕组分别与绕组抽头B和C连接。在所述绕组抽头B和C的后面连接有两个整流器二极管134，所述整流器二级管的输出端一起与所述装置100的正接头（+）连接 。

所述次级绕组133作为组成部分具有至少一个如参照图2更详细地描述的那样的优选的导电的构件。同样，所述初级绕组132作为自支承的线圈元件有利地具有至少一个如以下参照图3详细解释的那样的导电的构件。

在图2中以平坦的剖视图示出了所述构件的一种优选的设计方案并且其在总体上用200来表示。所述构件200由实心的、一件式的块体201构成，该块体由铝或铝合金所构成。所述构件具有E形的结构，该E形的结构具有一个背部202和三条支臂203。在所述支臂203之间存在两个开口204，对于所描述的优选的设计方案来说，像比如在图4中用401所表示的那样的铁心在所述开口中伸展。

所述构件200具有固定器件，这些固定器件构造为螺纹孔205。借助于优选的螺纹孔205，能够将所述构件200牢固且可靠地固定在载体构件、尤其是输出整流器装置的构件上。此外，所述构件200具有构造为钻孔或冷却通道的、用于接纳冷却流体的空腔206。所述钻孔如此布置在构件200的内部，使得这些钻孔形成连续的冷却流体管路或冷却回路。所述空腔206沿着所述构件200的背部202的内部伸展并且被设置用于连接在所述支臂203中伸展的冷却通道或钻孔，所述空腔的开口207用封闭元件对外密封。所述空腔206的另外的开口208设有用于接纳密封元件的环绕的留空部并且用作冷却流体的导入管路和导出管路。

所述构件200以化学方式轮廓精确地用镍涂覆。因此，在所述构件200的内表面和外表面上存在具有镍的涂层209。尤其所述构件在冷却通道206的区域中-也就是说尤其在冷却通道206的内部-用镍涂覆。镍涂层尤其适合作为防止冷却通道206的电腐蚀的保护层，但是也适合作为防止由于构件200的表面的氧化所引起的腐蚀的保护层。作为另外的用于防止电腐蚀的器件（未示出），在冷却流体中添加了腐蚀抑制剂。这种腐蚀抑制剂可商购获得并且在使用铝制热交换器时比如用在机器的冷却回路中。这样的腐蚀抑制剂的主要成分是乙二醇或丙二醇。

与氧化铝相比，镍作为金属不仅具有更高的比电导率而且具有更高的比导热率。如果尤其紧接在制造导电的构件200之后进行涂覆，那就不会在所述构件200的表面上形成由氧化铝构成的层，因此在变压器130的导电的构件200之间不会产生更高的接触电阻并且在冷却通道206的区域中也不会产生更高的接触热阻。损耗功率不会提高，变压器的充分冷却得到了保证。

所述构件200的涂层209也能够构造为电镀的涂层、尤其是通过电镀的镍涂层来构成。边缘通过这种类型的涂层具有较高的层厚度，所述空腔未被涂覆。

也能够考虑通过阴极浸涂的所述构件200的涂层209。在此，胶体颗粒在电场的影响下被沉积在电极上。阴极浸涂是一种特别环保的方法，因为作为溶剂主要使用去矿质水。

此外能够考虑，为所述构件200的涂层209设置塑料涂层。在此，所述构件200的涂层通过喷涂或浸涂来进行。塑料涂层具有明显更大的层厚度。所述构件200的用于接纳冷却流体的空腔206在通过塑料进行涂覆时同样设有保护层209。

此外可行的是，所述构件200的保护涂层209通过铝或铝合金的钝化、尤其是通过阳极氧化来进行。对于这种涂层来说，通过氧化铝受控地产生保护层。由氧化铝构成的保护层通过阳极氧化来形成。在此，铝或铝合金的最上层如此被转化，从而形成氧化物。

此外，所述构件200的所提到的涂覆变型方案的组合是可能的。因此，例如能够考虑，用于接纳冷却流体的空腔206设有塑料涂层并且随后以电镀方式用镍来涂覆所述构件200。作为替代方案或补充方案，能够将腐蚀抑制剂添加到冷却流体中。所有前面所提到的涂层变型方案也能够在下文所描述的导电的构件中使用。

在图3中以侧视图和剖面图A-A示意性示出了在自支承的线圈元件300的实施方式中的构件的一种优选的设计方案并且其在总体上用300来表示。

线圈元件300由矩形的、由铝或铝合金制成的导带卷绕而成并且包括两个反向缠绕的并且并排的绕组302和303。所述线圈元件300的绕组轴线延伸穿过开口304，变压器铁芯有利地被引导穿过所述开口。所述线圈元件300从线圈中心开始被卷绕，其中不仅第一绕组302而且第二绕组303从中心开始向外卷绕，使得相应的绕组的电流接头301处于相应绕组的外侧面上并且提供了简单的可接近方案。所述电流接头301为了将所述构造为线圈元件的构件300之间的接触电阻保持尽可能小的程度，不仅所述构件300而且所述电流接头301以尤其在电接触面处经过处理的方式尤其设有由镍构成的保护层309。通过所述保护层来防止形成氧化铝层，所述氧化铝层会显著地使构件300之间的接触电阻变差。所述线圈元件300通过所描述的设计方案构造为自支承的结构，由此能够放弃线圈架。尽管这一点在这里未示出，但也完全能够考虑的是，类似于导电的构件200来构造所述初级线圈的线圈元件300也就是构造布置在其中的冷却剂通道。为此，例如能够在上面所提到的导带的绕组302和303中设置留空部，所述留空部而后形成冷却通道。所述导带也能够完全被涂覆。

在图4中示意性地示出了变压器的优选的绕组装置的分解图并且其在总体上用400来表示。所述绕组装置400的初级绕组432包括六个自支承的线圈元件300。所述初级绕组432的六个线圈元件300部分并联并且部分串联。为了施加初级电压U₁而设置两个连接端子406。所述次级绕组433包括四个如参考图2详细描述的那样的E形的构件200。

为了组装所述绕组装置400，使铁芯401穿过线匝元件200的开口204并且穿过线圈元件300的开口，其中所述线圈元件300和所述线匝元件200交替地并排布置和定向。

所述构件200被固定在构造为连接件402、403、404的载体构件上。在所示出的优选的设计方案中，构成为线匝元件的构件200借助于螺栓405被拧紧在连接件402至404上。所述连接件402至404为此具有开口，螺栓405穿过所述开口并且被旋入到构成为线匝元件的构件200的螺纹孔205中。除此以外，所述连接件402至404具有开口407，所述开口通过所设置的引导通道与构成为线匝元件的构件200的开口208连接，以用于为冷却流体提供冷却回路。所述连接件402、403、404设有由镍构成的保护层409，一方面用于将相对于线匝元件200的接触电阻保持小的程度，另一方面用于防止在流体贯穿流过时在开口407中产生电腐蚀。

所述连接件402至404相应于在图1中示出的抽头A、B、C。所述连接件402相应于中间抽头A，所述连接件403、404相应于绕组抽头B和C。所述连接件402至404同样由铝或铝合金制成。为了将构造为线匝元件的构件200与连接件402至404之间的接触电阻保持尽可能小的程度，不仅所述构件200而且所述连接件402至404尤其在电接触面上进行处理、尤其设有由镍构成的保护层409。通过所述保护层来防止形成氧化铝层，所述氧化铝层会显著地使构件200与连接件402至404之间的接触电阻变差。所述连接件402至404尤其能够是像例如参考图5所描述的那样的整流器装置的一部分。

在图5中从不同的视图示出了整流器组件的一种优选的设计方案并且其在总体上用500来表示。在所述组件500的中心处布置了盘形的整流器二极管501，该整流器二极管提供所述整流器组件500的电功能。接触板502在两侧连接到二极管501上，所述接触板同时形成用于二极管的电触头和冷却面。所述接触板502同样由铝或铝合金制成。为了不仅将构造为接触板502的构件200与整流器二极管501之间的接触电阻而且将其之间的接触热阻保持尽可能小的程度，所述接触板502尤其在电接触面和热接触面处被处理并且设有由镍构成的保护层511。通过所述保护层来防止形成氧化铝层，该氧化铝层会显著地使接触板与整流器二极管501之间的接触电阻以及接触热阻变差。因此，所述二极管501被夹紧在两个冷却体之间、即接触板502之间，所述接触板与优选通过冷却通道或冷却管路流动的冷却流体处于连接之中。在此，所述冷却流体通过通道流到连接元件504a、504b中，所述接触板502被装入到所述连接元件中。在所述接触板上布置有密封圈，以用于防止冷却流体流出。所述密封圈503布置在所属的槽508中，所述槽被铣削到连接元件504a、504b中。所述连接元件504b具有用于冷却流体的所钻出的流入口/流出口507，所述冷却流体到达构造为冷却管路或者说冷却通道506的空腔中并且在那里循环。所述冷却通道被如此制成，使得在所述二极管的接触面的区域中冷却流体与接触板502之间的区域尽可能地大，其中同时所述通道的分布对流经二极管的电流密度的均匀性具有尽可能小的影响。在冷却流体流经连接元件时，压力下降小，因为设置了尽可能大的通道横截面和平行支路。所述冷却流体通过所钻出的并且在连接元件504b的下侧面上封闭的开口510离开连接元件504b。所述冷却流体从开口510经由连接元件509到达连接元件504a中，该连接元件类似于连接元件504b来构造并且同样具有用于接纳并且引导冷却流体的冷却通道。所述冷却流体贯穿流过连接元件504a并且紧接着经由另外的为此设置的空腔或通道到达所连接的线匝元件200处。

所述连接元件504a、504b也涂有由镍构成的涂层511，一方面用于将接触电阻保持小的程度，另一方面用于防止在流体贯穿流过时在冷却通道中产生电腐蚀。

此外，所述整流器组件500具有固定及弹簧元件505，该固定及弹簧元件用于固定所述组件500并且向所述构件加载能预先给定的弹力。由此确保能预先给定的悬浮的夹紧-借助于所述夹紧能够为所述整流器二极管501提供由二极管制造商预先给定的夹紧力-以及尽可能均匀的作用于所述二极管501的压力并且因此确保流经所述二极管的尽可能均匀的电流密度。

在图6中以分解的视图示出了焊接变压器装置的一种优选的设计方案并且其在总体上用600来表示。所述变压器装置具有两个基本上相同构造的整流器组件500，所述整流器组件分别在连接元件504a的处于右边的外侧面上与绕组装置400的连接件403或404相连接。所述连接元件504a同样由铝或铝合金制成并且如之前所描述的那样设有保护层511。通过这种保护层来防止形成氧化铝层，该氧化铝层会显著地使连接元件504b和连接件402至404之间的接触电阻变差。所述整流器组件500由此直接地、在没有附加的导电带的情况下与次级绕组相连接。两个连接元件504b相互电连接并且代表着所述变压器装置的正输出端。变压器壳体601作为柱状的空心体来实现。在所述变压器壳体601的在图4中右边的外侧面上可以看到用于初级电压的电接头。在所述变压器壳体601的内部布置有按照图4的绕组装置400。所述绕组装置400几乎完全布置在壳体601的内部，因而在外侧面只能看到所述连接件402和404。

所述连接件402代表着所述次级绕组的中间抽头A并且与所述连接板602相连接，所述连接板代表着变压器600的负接头。用于变压器的负接头的连接板602由铝或铝合金制成并且设有用于防止形成氧化铝层的保护层并且也能够包括冷却通道。

所述连接件404（可见）和403（不可见）分别与如在图5中详细解释的一样的整流器组件500相连接。所述两个整流器组件500的两个连接元件504b共同与连接板603相连接，所述连接板代表着变压器600的正输出接头。用于所述变压器600的正输出接头的连接板603由铝或铝合金制成、设有保护层，以用于防止形成氧化铝层并且也能够包含冷却通道。

所述连接板402至404与两个整流器组件500一起并且可选与连接板602、603一起构成输出整流器组件604。整个变压器装置600、包括输出整流器装置604有利地通过旋拧来组装，这从时间角度看在制造中提供了巨大的优点，特别是焊接的设计会破坏涂层并且使机械和电的特性变差并且需要后处理。铝的焊接也是在技术上要求极高的过程。在此，旋拧提供了巨大的优点。

不言而喻，在所示出的附图中仅仅示出了本发明的特别优选的实施方式。此外，在本发明的范围内能够考虑其他的实施方式。

本发明涉及一种导电的构件，该导电的构件作为焊接变压器的次级绕组的至少一个线圈匝的组成部分、特别是作为焊接变压器的次级绕组的组成部分布置在变压器中，并且本发明涉及一种具有所提到的导电的构件的变压器装置。

所述构件由铝或铝合金构成。该构件拥有在其内部构成的用于接纳冷却流体的空腔。设置了至少一种器件，用于防止所述构件受到腐蚀、特别是用于防止通过所述冷却流体引起的腐蚀。

所述变压器装置包括初级绕组和次级绕组。在一种优选的设计方案中，所述变压器装置此外包括连接件、整流器组件和用于输出电压的极的两块连接板。

所述次级绕组的一个或两个线圈匝包括按本发明的导电的构件。

所述连接件构造为所述次级绕组的两个线圈匝的载体构件。

附图标记列表

100变压器装置

110初级回路

120次级回路

130变压器

131变压器铁芯

132初级绕组

133次级绕组

134整流器二极管

200构件

201铝块

202背部

203支臂

204开口

205螺纹孔

206空腔

207、208开口

209涂层

300线圈元件

301带涂层的电流接头

302、303绕组

304开口

309涂层

400绕组装置

402、403、404带涂层的连接件

405螺栓

406连接端子

407开口

409涂层

432初级绕组

433次级绕组

500整流器组件

501半导体构件

502带涂层的接触板

503密封圈

504a、504b带涂层的连接元件

505固定及弹簧元件

506带涂层的冷却通道

507带涂层的流入口/流出口

508槽

509连接元件

510开口

511涂层

600焊接变压器装置

601变压器壳体

602带涂层的连接板（-）

603 带涂层的连接板（+）

604输出整流器装置

609涂层

Claims (17)

1.导电的构件（200），作为焊接变压器（100、600）的次级绕组（133）的至少一个线圈匝的组成部分、特别是作为焊接变压器的次级绕组的组成部分布置在变压器中，其特征在于，所述构件（200）由铝或铝合金构成，并且所述构件（200）具有在其内部构成的用于接纳冷却流体的空腔（206），其中设置了至少一种器件，以用于防止所述构件（200）受到腐蚀、特别是防止由所述冷却流体引起的腐蚀。

2.根据权利要求1所述的构件（200），其特征在于，所述器件（209）包括所述构件（200）的至少一个部分区段的保护涂层（209）。

3.根据权利要求2所述的构件（200），其特征在于，所述构件（200）的至少一个部分区段包括在其内部构成的用于接纳所述冷却流体的空腔（206）。

4.根据权利要求2或权利要求3所述的构件（200），其特征在于，所述保护涂层（209）构造为化学的镍涂层。

5.根据权利要求2或权利要求3所述的构件（200），其特征在于，所述保护涂层（209）构造为电镀涂层。

6.根据权利要求2或权利要求3所述的构件（200），其特征在于，所述保护涂层构造为阴极浸涂。

7.根据权利要求2或权利要求3所述的构件（200），其特征在于，所述保护涂层构造为塑料涂层。

8.根据权利要求2或权利要求3所述的构件（200），其特征在于，所述保护涂层（209）构造为铝或铝合金的钝化部、尤其是阳极氧化处理部。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的构件（200），其特征在于，所述器件包括处于冷却流体中的腐蚀抑制剂。

10. 根据前述权利要求中任一项所述的构件（200），其特征在于，在所述构件（200）的内部中构成的空腔（206）包括通道、尤其是钻孔（206），所述通道、尤其是钻孔布置用于让冷却剂贯穿流过所述构件（200） 。

11.变压器装置（100；600），具有初级绕组（132）和次级绕组（133；409），其特征在于，所述次级绕组（133）的至少一个线圈匝由根据前述权利要求中任一项所述的导电的构件（200）构成。

12.根据权利要求11所述的变压器装置（100；600），其特征在于，存在着连接件（402、403、404），所述连接件构造为所述次级绕组（133）的线圈匝的载体构件，其中所述连接件（402、403、404）中的至少一个连接件具有涂层（409），其中尤其是所述连接件（402、403、404）中的至少一个连接件构造为根据权利要求1至10所述的导电的构件。

13.根据权利要求11或权利要求12所述的变压器装置（100；600），其特征在于，所述初级绕组（132）的至少一个线匝具有涂层（309），其中所述初级绕组（132）的尤其至少一个线匝构造为根据权利要求1至10所述的导电的构件。

14.根据权利要求11至13中任一项所述的变压器装置（100；600），其特征在于，存在着整流器组件（500），所述整流器组件与所述连接件（402、403、404）中的至少一个连接件电连接，并且所述整流器组件具有用于经过整流的输出电压的第一连接板（603），并且其中第二连接板（602）与连接件（402）相连接，其中所述连接板（602、603）中的至少一块连接板具有涂层（609），其中所述连接板（602、603）中的尤其至少一块连接板构造为根据权利要求1至10所述的导电的构件。

15.根据权利要求10至14中任一项所述的变压器装置（100；600），其中所述整流器组件（500）包括至少一个具有连接元件（504a、504b）的整流器二极管（501），其中第一连接元件（504a）布置用于将所述次级绕组（133、409）与所述至少一个整流器二极管（501）电连接起来，并且第二连接元件（504b）布置用于将所述整流器二极管（501）与所述连接板（603）连接起来，其特征在于，至少一个连接元件（504a、504b）具有涂层（511），其中尤其至少一个连接元件（504a、504b）构造为根据权利要求1至10所述的导电的构件。

16. 根据权利要求10至15中任一项所述的变压器装置（100；600），其特征在于，所述变压器装置构造为MF变压器，所述MF变压器在其初级绕组（132）上用处于500 Hz至5000 Hz的频率范围内的经过PWM调制的电压来操控。

17.根据权利要求16的变压器装置（100；600），其特征在于，所述MF变压器是适合于电阻焊的焊接变压器。

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