CN111834051A - 用于磁性组件的线材制造方法、线材、电感以及变压器 - Google Patents

Abstract

用于磁性组件的线材制造方法、线材、电感以及变压器，其中，该用于磁性组件的线材制造方法，包括如下步骤：步骤S1，提供一线材本体；步骤S2，提供一包覆材料，所述包覆材料包括第一面和第二面，所述包覆材料的所述第一面具有粘性；步骤S3，将所述包覆材料缠绕在所述线材本体的外表面，所述包覆材料的所述第一面远离所述线材本体的外表面。

Description

用于磁性组件的线材制造方法、线材、电感以及变压器

技术领域

本发明涉及一种用于磁性组件的线材制造方法、线材、电感以及变压器。

背景技术

电力电子产品一直朝向高功率密度的方向发展，越来越多的产品会应用到自粘线材。传统作业方式是向线材表面涂覆速干胶水，通过热风或溶剂使线材表面具有粘性，使得绕线后不散开。但该方法不便于线材少量多样加工，胶水也不符合绝缘等级要求，不适用于高绝缘要求的电力电子产品。

例如现在业界绕制线圈时，通常采用自粘线材配合加热系统绕制而成，此类线材价格远高于正常线材。或者使用普通线材绕线后，以胶布固定的方式维持线圈形状，缺点是手工作业繁琐，且线圈容易变形。

为克服以上问题，急需找到一种能取代传统的自粘线材的线材产品，便于后续绕线加工成型，可形成独立线圈，省去传统的绕线骨架，降低成本并且质量稳定。

发明内容

本发明提供的用于磁性组件的线材制造方法，所述线材制造方法包括如下步骤：

步骤S1，提供一线材本体；

步骤S2，提供一包覆材料，所述包覆材料包括第一面和第二面，所述包覆材料的所述第一面具有粘性；

步骤S3，将所述包覆材料缠绕在所述线材本体的外表面，所述包覆材料的所述第一面远离所述线材本体的外表面。

于一实施例中，所述步骤S3包括以下步骤：

步骤S31，将所述包覆材料以一缠绕角度缠绕所述线材本体的外表面，其中，所述包覆材料具有第一侧边和第二侧边，所述缠绕角度为所述包覆材料的所述第一侧边或所述第二侧边与所述线材本体的延伸方向之间的夹角；

步骤S32，调节所述缠绕角度，以使所述包覆材料以预设层数缠绕所述线材本体。

于一实施例中，于所述步骤S32中，所述预设层数取决于重叠率α，所述重叠率α为相邻两层包覆材料的重叠部分的宽度B占所述包覆材料的宽度A的比例，且满足0≤α<100％。

于一实施例中，所述重叠率为50％～67％。

于一实施例中，所述重叠率为67％～75％。

于一实施例中，当所述重叠率α满足0<α<100％时，所述重叠率α的计算公式为：

其中，D表示所述线材本体的直径，C表示所述缠绕角度。

于一实施例中，于步骤S31中，所述缠绕角度为0-90度。

于一实施例中，所述缠绕角度为65度。

于一实施例中，所述预设层数为至少一层。

于一实施例中，所述线材本体为单股线或多股线。

于一实施例中，所述包覆材料的所述第二面具有粘性。

于一实施例中，所述包覆材料为绝缘胶布。

于一实施例中，于步骤S3中，所述包覆材料连续缠绕在所述线材本体的外表面。

于一实施例中，于步骤S3中，所述包覆材料分段缠绕在所述线材本体的外表面。

本发明还提供一种用于磁性组件的线材，包括线材本体和包覆材料，其中，所述包覆材料包括第一面和第二面，所述包覆材料的所述第一面具有粘性，所述包覆材料缠绕在所述线材本体的外表面上，并且所述第一面远离所述线材本体的外表面。

于一实施例中，所述包覆材料是以一缠绕角度缠绕在所述线材本体的外表面上，所述包覆材料具有第一侧边和第二侧边，所述缠绕角度为所述第一侧边或所述第二侧边与所述线材本体的延伸方向之间的夹角。

于一实施例中，所述包覆材料是以一预设层数缠绕在所述线材本体的外表面上，所述预设层数取决于一重叠率α，所述重叠率α为相邻两层包覆材料的重叠部分的宽度B占所述包覆材料的宽度A的比例，且满足0≤α<100％。

于一实施例中，当所述重叠率α满足0<α<100％时，所述重叠率α的计算公式为：

α＝(A-π*D*cosC)/A，

其中，D表示所述线材本体的直径，C表示所述缠绕角度。

于一实施例中，所述缠绕角度为0-90度。

于一实施例中，所述预设层数为至少一层，且当所述重叠率α＝0时，所述预设层数为一层。

于一实施例中，所述线材本体为单股线或多股线。

于一实施例中，所述包覆材料的第二面具有粘性。

于一实施例中，所述包覆材料是连续缠绕在所述线材本体的外表面。

于一实施例中，所述包覆材料是分段缠绕在所述线材本体的外表面。

本发明还提供一种电感，包括线圈，其特征在于，所述线圈是由所述线材加工而成。

本发明还提供一种变压器，包括绕组，所述绕组由所述线材加工而成。

本发明的用于磁性组件的线材以及线材制造方法具有如下优点：

1.可实现自动化加工；

2.经该制造方法加工后的线材表面平整且柔软；

3.线材排线更紧密，位置更精确，散热更佳；

4.绕制的空心线包不会变形，体积更小，无需小胶布或胶水固定，相对于业界做法更具成本优势。

附图说明

图1为包完一层包覆材料的线材的结构示意图；

图2为包完两层包覆材料的线材结构示意图

图3为包覆材料的截面图；

图4为螺旋缠绕包覆材料的模型图；

图5为多股线包完多层包覆材料的截面示意图；

图6为包覆材料分段缠绕的线材结构示意图；

图7为采用本发明的线材制作的线饼示意图；

图8为采用本发明的线材制作的空心线圈示意图。

其中附图标记为：

线材本体 10

包覆材料 20

重叠部分 30

第一面 201

第二面 202

第一侧边 203

第二侧边 204

包覆材料的宽度 A

重叠部分的宽度 B

缠绕角度 C

线材本体的直径 D

线饼 40

空心线圈 50

具体实施方式

有关本发明的详细说明及技术内容，配合附图说明如下：

参见图1-图6，图1为包完一层包覆材料的线材的结构示意图；图2为包完两层包覆材料的线材结构示意图，图3为包覆材料的截面图；图4为螺旋缠绕包覆材料的模型图；图5为多股线包完多层包覆材料的截面示意图；图6为包覆材料分段缠绕的线材结构示意图。本发明提供一种用于磁性组件的线材100，包括线材本体10和包覆材料20，其中，该包覆材料20包括第一面201和第二面202，该包覆材料20的该第一面201具有粘性，该包覆材料20缠绕在该线材本体10的外表面上，并且该第一面201远离该线材本体10的外表面，即该第一面201位于包覆材料20的外侧，对应的，该第二面202位于包覆材料20的内侧而贴近该线材本体10的外表面。于另一实施例中，该第一面201和该第二面202均具有粘性，例如，包覆材料20可为一胶布，具体可为单面具有粘性的绝缘胶布或者双面均具有粘性的绝缘胶布。在一些实施例中，该包覆材料20还可以是由具有不同绝缘等级的材料制作而成，从而使得该线材100具有不同的绝缘能力。

该包覆材料20是以一缠绕角度C缠绕在该线材本体10的外表面上，该包覆材料20具有第一侧边203和第二侧边204，该缠绕角度C为该第一侧边203或该第二侧边204与该线材本体10的延伸方向之间的夹角，如图4所示。

本发明的线材100的制造方法包括如下步骤：

步骤S1，提供线材本体10；

步骤S2，提供包覆材料20，所述包覆材料20包括第一面201和第二面202，所述包覆材料20的所述第一面201具有粘性；

步骤S3，将所述包覆材料20缠绕在所述线材本体10的外表面，所述包覆材料20的所述第一面201远离所述线材本体10的外表面。

其中，所述步骤S3可以包括以下步骤：

步骤S31，将所述包覆材料20以一缠绕角度C缠绕所述线材本体10的外表面，其中，所述包覆材料20具有第一侧边203和第二侧边204，所述缠绕角度C为所述包覆材料20的所述第一侧边203或所述第二侧边204与所述线材本体10的延伸方向之间的夹角；

步骤S32，调节所述缠绕角度C，以使所述包覆材料20以预设层数缠绕所述线材本体10。

在一个实施例中，于所述步骤S32中，所述预设层数取决于重叠率α，所述重叠率α为相邻两层包覆材料20的重叠部分的宽度B占所述包覆材料20的宽度A的比例，且满足0≤α≤100％。

上述制作方法可采用自动缠绕的装置实现，利用该装置将包覆材料绕制在线材本体上。

参见图4，当该包覆材料20以一预设层数缠绕在该线材本体10的外表面上时，该预设层数取决于一重叠率α，该重叠率α为相邻两层包覆材料20的重叠部分的宽度B占该包覆材料20的宽度A的比例，并且，当该重叠率α满足0<α<100％时，该重叠率α的计算公式为：

其中，D表示所述线材本体10的直径，C表示所述缠绕角度,该缠绕角度C的范围可以为0-90度。

于其他实施例中，所述线材本体10为单股线或多股线，按照材质分类，所述线材本体10也可以为铜线、铝线或其他材质的线，于另外一些实施例中，所述线材本体10还可以为三层绝缘线、利兹线等，于本发明中对线材本体的种类不做限定。

于其他实施例中，所述预设层数为至少一层，当预设层数为1层时，对应的重叠率α为0；当预设层数大于1层时，重叠率α大于0且小于等于100％，特别的，当重叠率α等于100％时，即意味着缠绕角度C为90度，包覆材料20的层数可以为任意层。本发明中，包覆材料20的层数由具体应用中的安规要求决定。

再参见图1和图2，虚线表示包覆材料螺旋至线材本体的另一面，其中图2中黑色区域为第一层包覆材料与第二层包覆材料的重叠部分。

参照图4，以线材本体10为多股线，重叠宽度B为8.64mm，包覆材料20的宽度A为12mm，线径D为2.5mm，包覆材料20以缠绕角度65度缠绕于多股线的外表面为例，实际重叠率为72％，按照以上参数制作的线材基本具有与三重绝缘线相同的绝缘能力，可以满足大多数产品的需求。

于一些实施例中，当重叠率50％≤a≤67％时，在重叠距离满足安规距离及满足绝缘耐压测试要求下，被覆线材表面有2～3层的绝缘层，可以做信息通讯类等产品中的加强绝缘；当重叠率67％<a≤75％时,在重叠距离满足安规距离及满足绝缘耐压测试要求下，被覆线材表面有3～4层的绝缘层，可以取代一般三层绝缘线做加强绝缘。再请参照图6，重叠率不一样会导致截面图中包覆材料20的层数不一样。

于一些实施例中，包覆材料20可以是连续缠绕在所述线材本体10的外表面。

于其他实施例中，包覆材料20可以是分段缠绕在所述线材本体10的外表面，如图6所示，即可以通过前期计算出需要缠绕包覆材料20的位置，在线材制作过程中，有选择性的在线材本体10的合适位置处缠绕包覆材料20，其他位置可以无需缠绕包覆材料20，只要保证最终加工成型的线圈之间能够有效粘结且满足安规要求即可，这样也可以进一步降低成本。

本发明的粘性外覆线材可应用在电感以及变压器中，电感中的线圈可采用本申请的线材加工而成，变压器中的绕组可采用本申请的线材加工而成。图7为采用本发明的线材制作的线饼示意图；图8为采用本发明的线材制作的空心线圈示意图。线饼40、空心线圈50均采用本发明的线材绕制形成，本发明的线材的外侧粘性面可保证绝缘层间重叠不会错位，绕制空心线圈不会变形，无需小胶布或胶水固定。

本发明的用于磁性组件的线材，通过控制粘性绝缘层(即包覆材料)的重叠率，使线材的截面具有不同层数的绝缘层，以实现不同的绝缘能力，可根据产品绝缘需求灵活选用；线材的外侧粘性面可保证绝缘层间重叠不会错位，绝缘安距有保证；包覆材料20可连续缠绕在所述线材本体10的外表面也可分段缠绕在所述线材本体10的外表面，该作业方法可以连续作业，也可分段作业；该线材便于后续绕线加工成型，形成独立线圈，省去传统的绕线骨架；

本发明的用于磁性组件的线材以及线材制作方法具有如下优点，

1.可实现自动化加工；

2.经该制造方法加工后的线材表面平整且柔软；

3.线材排线更紧密，位置更精准，散热更佳；

4.利用该线材绕制的空心线包不会变形，体积更小，无需小胶布或胶水固定，相对于业界做法更具成本优势。

Claims (26)

1.一种用于磁性组件的线材制造方法，其特征在于，所述线材制造方法包括如下步骤：

步骤S1，提供一线材本体；

步骤S2，提供一包覆材料，所述包覆材料包括第一面和第二面，所述包覆材料的所述第一面具有粘性；

步骤S3，将所述包覆材料缠绕在所述线材本体的外表面，所述包覆材料的所述第一面远离所述线材本体的外表面。

2.如权利要求1所述的线材制造方法，其特征在于，所述步骤S3包括以下步骤：

步骤S31，将所述包覆材料以一缠绕角度缠绕所述线材本体的外表面，其中，所述包覆材料具有第一侧边和第二侧边，所述缠绕角度为所述包覆材料的所述第一侧边或所述第二侧边与所述线材本体的延伸方向之间的夹角；

步骤S32，调节所述缠绕角度，以使所述包覆材料以预设层数缠绕所述线材本体。

3.如权利要求2所述的线材制造方法，其特征在于，于所述步骤S32中，所述预设层数取决于重叠率α，所述重叠率α为相邻两层包覆材料的重叠部分的宽度B占所述包覆材料的宽度A的比例，且满足0≤α<100％。

4.如权利要求3所述的线材制造方法，其特征在于，所述重叠率为50％～67％。

5.如权利要求3所述的线材制造方法，其特征在于，所述重叠率为67％～75％。

6.如权利要求3所述的线材制造方法，其特征在于，当所述重叠率α满足0<α<100％时，所述重叠率α的计算公式为：

其中，D表示所述线材本体的直径，C表示所述缠绕角度。

7.如权利要求2所述的线材制造方法，其特征在于，于步骤S31中，所述缠绕角度为0-90度。

8.如权利要求7所述的线材制造方法，其特征在于，所述缠绕角度为65度。

9.如权利要求2所述的线材制造方法，其特征在于，所述预设层数为至少一层。

10.如权利要求1所述的线材制造方法，其特征在于，所述线材本体为单股线或多股线。

11.如权利要求1所述的线材制造方法，其特征在于，所述包覆材料的所述第二面具有粘性。

12.如权利要求1所述的线材制造方法，其特征在于，所述包覆材料为绝缘胶布。

13.如权利要求1所述的线材制造方法，其特征在于，于步骤S3中，所述包覆材料连续缠绕在所述线材本体的外表面。

14.如权利要求1所述的线材制造方法，其特征在于，于步骤S3中，所述包覆材料分段缠绕在所述线材本体的外表面。

15.一种用于磁性组件的线材，其特征在于，包括线材本体和包覆材料，其中，所述包覆材料包括第一面和第二面，所述包覆材料的所述第一面具有粘性，所述包覆材料缠绕在所述线材本体的外表面上，并且所述第一面远离所述线材本体的外表面。

16.如权利要求15所述的线材，其特征在于，所述包覆材料是以一缠绕角度缠绕在所述线材本体的外表面上，所述包覆材料具有第一侧边和第二侧边，所述缠绕角度为所述第一侧边或所述第二侧边与所述线材本体的延伸方向之间的夹角。

17.如权利要求15所述的线材，其特征在于，所述包覆材料是以一预设层数缠绕在所述线材本体的外表面上，所述预设层数取决于一重叠率α，所述重叠率α为相邻两层包覆材料的重叠部分的宽度B占所述包覆材料的宽度A的比例，且满足0≤α<100％。

18.如权利要求17所述的线材，当所述重叠率α满足0<α<100％时，所述重叠率α的计算公式为：

α＝(A-π*D*cosC)/A，

其中，D表示所述线材本体的直径，C表示所述缠绕角度。

19.如权利要求16所述的线材，其特征在于，所述缠绕角度为0-90度。

20.如权利要求17所述的线材，其特征在于，所述预设层数为至少一层，且当所述重叠率α＝0时，所述预设层数为一层。

21.如权利要求15所述的线材，其特征在于，所述线材本体为单股线或多股线。

22.如权利要求15所述的线材，其特征在于，所述包覆材料的第二面具有粘性。

23.如权利要求15所述的线材，其特征在于，所述包覆材料是连续缠绕在所述线材本体的外表面。

24.如权利要求15所述的线材，其特征在于，所述包覆材料是分段缠绕在所述线材本体的外表面。

25.一种电感，包括线圈，其特征在于，所述线圈是由如权利要求15-24任一权利要求所述的线材加工而成。

26.一种变压器，包括绕组，其特征在于，所述绕组由如权利要求15-24任一权利要求所述的线材加工而成。

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