CN113579450B - 一种电磁焊接结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电磁焊接结构，所述电磁焊接结构包括中磁芯，所述中磁芯上缠绕有线圈；以及返回磁芯，与所述中磁芯相对设置，且所述返回磁芯与所述中磁芯之间相隔有间距并形成位于二者之间的容置空间；所述线圈被设置为在通电后产生磁场，所述中磁芯用于导磁，所述容置空间用于容置待焊接产品，所述返回磁芯被设置为调整所述磁场在所述容置空间中的分布。在焊接时，通过返回磁芯聚拢磁场，使得通过容置空间中的产品上的磁通比例增加，进而使得焊接效率提高。

Description

一种电磁焊接结构

技术领域

本发明涉及电磁焊技术领域，具体涉及一种电磁焊接结构。

背景技术

现有的光伏发电设备中，光伏汇流条与焊带通过电磁焊焊接连接，其基本原理是通过电磁感应加热焊接，但是焊接时，焊带仅占据磁场的一小部分空间，通过焊带的磁通比例低，焊带上感应电流小，加热效率低，焊接效率低，需要的焊接时间长，焊接头损耗大，散热困难。

发明内容

有鉴于此,本发明的目的在于提出一种电磁焊接结构，可以有效提高焊接效率。

本发明实施例的一种电磁焊接结构，包括：中磁芯，所述中磁芯上缠绕有线圈；以及返回磁芯，与所述中磁芯相对设置，且所述返回磁芯与所述中磁芯之间相隔有间距并形成位于二者之间的容置空间；所述线圈被设置为在通电后产生磁场，所述中磁芯用于导磁，所述容置空间用于容置待焊接产品，所述返回磁芯被设置为调整所述磁场在所述容置空间中的分布。

在一些实施例中，所述容置空间中包括有多个离散的焊接区域；所述中磁芯覆盖多个所述焊接区域的一侧；所述返回磁芯覆盖多个所述焊接区域的另一侧。

在一些实施例中，多个所述焊接区域呈线性排列。

在一些实施例中，所述返回磁芯设有多个，且每个所述焊接区域的一侧均对应设有一个所述返回磁芯。

在一些实施例中，所述返回磁芯为板状，所述返回磁芯的宽度大于等于所述中磁芯的宽度；其中，所述宽度为与所述返回磁芯的延伸方向相垂直的方向。

在一些实施例中，所述线圈缠绕于所述中磁芯朝向所述返回磁芯的一端。

在一些实施例中，所述电磁焊接结构还包括：边磁芯，间隔设置于所述中磁芯的邻侧；所述边磁芯用于激发与所述线圈和所述中磁芯相反方向的感应电动势。

在一些实施例中，所述电磁焊接结构还包括：顶磁芯，位于所述中磁芯的与所述返回磁芯相对一侧，且与所述中磁芯和所述边磁芯固定连接。

在一些实施例中，所述边磁芯设有两个，分别位于所述中磁芯的相对两邻侧。

在一些实施例中，所述线圈为利兹线线圈。

本发明实施例的电磁焊接结构，通过返回磁芯聚拢磁场，使得通过容置空间中的产品上的磁通比例增加，进而使得焊接效率提高。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1为本发明实施例的电磁焊接结构的正视视角的示意图；

图2为本发明实施例的电磁焊接结构与待焊接产品的正视视角的示意图；

图3为本发明实施例的电磁焊接结构与待焊接产品的侧视视角的示意图；

图4为一种适用于本发明实施例的电磁焊接结构进行焊接的示例性光伏设备的示意图；

图5为本发明实施例的电磁焊接结构的容置空间中的多个焊接区域的示意图。

具体实施方式

以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。

此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。

同时，应当理解，在以下的描述中，“电路”是指由至少一个元件或子电路通过电气连接或电磁连接构成的导电回路。当称元件或电路“连接到”另一元件或称元件/电路“连接在”两个节点之间时，它可以是直接耦接或连接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的、或者其结合。相反，当称元件“直接耦接到”或“直接连接到”另一元件时，意味着两者不存在中间元件。

除非上下文明确要求，否则在说明书的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

图1为本发明实施例的电磁焊接结构的示意图。如图1所示，所述电磁焊接结构包括中磁芯1、线圈2和返回磁芯3。线圈2缠绕于中磁芯1上。返回磁芯3与中磁芯1相对设置，且返回磁芯3与中磁芯1之间相隔有间距并形成位于二者之间的容置空间V。线圈2被设置为通电后产生磁场，中磁芯1用于导磁，容置空间V用于容置待焊接产品，返回磁芯3被设置为调整所述磁场在容置空间V中的分布。

如图1-图3所示，本实施例的电磁焊接结构可以用于光伏设备中的汇流条6与焊带8的连接，在焊接时，汇流条6和焊带8位于容置空间V中，其中，焊带8在图中未示出，其位于汇流条6上，且位于汇流条6与中磁芯1之间。对线圈2通交变电流，根据电磁感应原理，中磁芯1和线圈2在空间产生交变磁场，所述交变磁场在汇流条6和焊带8上激发感应电动势(汇流条6和焊带8均是导体)，并产生感应涡流(可参看图4中I1)，并产生热量，进而可以焊接汇流条6和焊带8。但是焊带8占据所述交变磁场的空间较小，通过焊带8上的磁通比例低，导致焊接效率低。其中，在图3中，为方便看图，隐去了中磁芯1上缠绕的线圈2。

在本发明实施例中，返回磁芯3也位于中磁芯1和线圈2产生的交变磁场中，返回磁芯3用于提供一个低阻抗的磁通支路，可以起到聚拢磁场的作用，进而使得通过汇流条6和焊带8的磁通比例有所增加，进而可以提高焊接效率。

其中，中磁芯1和返回磁芯3可以是软磁体材料。例如，可以是软磁铁氧体。软磁体易于磁化，也易于退磁，可以产生交变磁场，且软磁体是磁场的良导体，可以聚集附近的磁场。

另外，下面对光伏设备的结构和原理作简要说明，以便更清楚地理解本实施例的电磁焊接结构的原理：

首先，参考图4，光伏发电的原理通常为，汇流条6的一侧设有光伏电池片7，光伏电池片7上设有若干光伏组件(图中未示出)，所述光伏组件用于将光能转换为电能，光伏电池片上还具有焊带8(单点划线)和栅线9(双点划线)，焊带8与栅线9可以具有若干，且焊带8分别与栅线9电连接，焊带8由光伏电池片7上延伸连接至汇流条6，栅线9位于光伏电池片7上，所述光伏组件产生的电能通过光伏电池片7上遍集的栅线9传导至各焊带8，焊带8再将电流传导至汇流条6，汇流条6将电流汇集至其他电子元器件(图中未示出)。

焊带8与汇流条6通常是焊接连接，现有的电磁焊接头通常为磁芯上套设线圈的结构，磁芯用于将焊带8压至汇流条6上，磁芯上的线圈通电从而产生磁场，在汇流条6中产生涡流且产生热量，进而将焊带8与汇流条6焊接在一起。但是，电磁焊接头所产生的磁场(参照图3中磁场B1)遍布空间，焊带8上通过的磁通比例很低，生热效率低，焊接效率低。在本发明实施例的返回磁芯3聚拢磁力线下，通过汇流条6和焊带8的磁通比例增加，焊接效率得以提高。

其中，在通常情况下，中磁芯1、返回磁芯3均呈板状，且中磁芯1和返回磁芯3的延伸方向相垂直。当然，在实际情况中，磁芯的形状并不限于此，本实施例对此不作限制。

如图5所示，在一些实施例中，容置空间V中包括有多个离散的焊接区域V’，中磁芯1覆盖多个焊接区域V’的一侧，返回磁芯3覆盖多个焊接区域V’的另一侧。换句话说，中磁芯1位于多个焊接区域V’的一侧，且多个焊接区域V’在中磁芯1上的投影均位于中磁芯1的朝向容置空间V的表面上，相类似地，返回磁芯3位于多个焊接区域V’的另一侧，且多个焊接区域V’在返回磁芯3上的投影均位于返回磁芯3的朝向容置空间V的表面上。由此，中磁芯1和返回磁芯3为板状时，二者相垂直，且汇流条6与返回磁芯3的延伸方向相同，磁芯产生的磁场的磁通在汇流条6与焊带8上比例最大，焊接的效率处于最高；且多个离散的焊接区域V’与实际情况中，汇流条6和若干焊带8的焊接点也是离散分布是相对应的。

如图5所示，在一些实施例中，返回磁芯3设有多个，每个焊接区域V’的一侧均对应设置有一个返回磁芯3。这样，每一个焊接区域V’都夹于中磁芯1和其所对应的一个返回磁芯3之间。特别地，在本实施例中，也即图5中，容置空间V包括6个焊接区域V’，返回磁芯3也具有6个，应理解，这仅作示意用，并不限制本实施例。这也是对应于实际情况中汇流条6和若干焊带8的焊接点是离散的，由此，在基于上述的电磁感应原理来增加每组汇流条6和焊带8上磁通比例时，返回磁芯3的利用效率是最高的。

如图5所示，在一些实施例中，多个焊接区域V’呈线性排列，因为通常情况下，汇流条6与焊带8的焊接点是线性离散排列的。当然，在一些情况下，多个焊接区域V’的排布方式也可能是环形离散排列、矩形离散排列等等，在这种情况下，中磁芯1可能是罐型磁芯或其他形状的磁芯，这可以根据实际情况而有所调整，相应地，多个返回磁芯3的排布也与多个焊接区域V’的排布对应改变。另外，参照图3，应理解的是，即使返回磁芯3只具有一个时，返回磁芯3也可以是设于容置空间V的与中磁芯1相对的另一侧，并覆盖容置空间V的该侧，进而与中磁芯1夹有容置空间V，这样，容置空间V中的产品同样可以基于上述的电磁感应原理来提高焊接的效率。容易理解，返回磁芯3的体积、尺寸可以是根据与其对应的容置空间V或者焊接区域V’的大小对应调整的。

如图1所示，在一些实施例中，返回磁芯3可以为板状或者块状，且返回磁芯3的宽度W大于等于中磁芯1的宽度W’。其中，所述宽度为与返回磁芯3的延伸方向相垂直的方向，当容置空间V中具有多个线性离散分布的焊接区域V’时，返回磁芯3的延伸方向也即多个焊接区域V’的排布方向。由此，返回磁芯3可以起到聚拢磁力线的作用。另外，在焊接时，返回磁芯3可以是贴紧在汇流条6的一侧，这样，返回磁芯3可以最大程度的聚拢磁场。

如图1所示，在一些实施例中，线圈2缠绕于中磁芯1朝向返回磁芯3的一端，容易理解，这样可以使得线圈2产生的磁场在汇流条6和焊带8中的磁通比例更大。

如图1和图4所示，在一些实施例中，所述电磁焊接结构还可以包括边磁芯4，边磁芯4间隔设置于中磁芯1的邻侧(区分于返回磁芯3是位于中磁芯1对侧)。边磁芯4用于激发与中磁芯1和线圈2相反方向的感应电动势。这是由于在电磁焊时，如上所述，线圈2在空间激发磁场，设磁场为B1(圆点)，磁场B1在汇流条6内产生用于焊接的涡流I1(虚线)。但是，由焊带8与栅线9组成的导电支路中也流动有电流I2(实线)，该支路与电流I1的支路并联连接。电流I2会导致焊带8具有烧断的风险，尤其是在焊带8由光伏电池片7引出至汇流条6之间的架空段上更容易烧断。因此，设置边磁芯4可以在空间激发反向磁场B2(叉点)，从而在导电支路I2中产生反向的感应电流，以此来至少部分抵消导电支路I2中的电流，避免焊带8被烧断。

另外，在图3中，若电磁焊接结构包括边磁芯4，则以图3的角度看不到中磁芯1，在图3中，中磁芯1的位置应是边磁芯4，本领域技术人员可以理解，在此不作过多赘述。

如图1所示，在一些实施例中，边磁芯4可以设有两个，且两个边磁芯4分别位于中磁芯1的相对两邻侧。这是对应于在实际情况中，一些光伏设备的光伏汇流条6的两侧均连接有一个光伏电池片7以及焊带8和栅线9等(未图示)，换句话说，可以是在图4中，汇流条6的下方(此处的下方仅指图4中的视角，并不用于限制本实施例的其他情况)具有与上方对称的光伏电池片7、焊带8和栅线9。由此，在汇流条6两侧的所述导电支路I2中，均可由相应的边磁芯4激发反向感应电流来保护焊带8不被烧断。

如图1和图3所示，在一些实施例中，所述电磁焊接结构还包括顶磁芯5，顶磁芯5位于中磁芯1的与返回磁芯3相对一侧，且与中磁芯1和边磁芯4固定连接。当边磁芯4具有两个时，顶磁芯5用于将两个边磁芯4和中磁芯1连接。顶磁芯5的另一侧可以连接有电磁焊接头的其他结构，本实施例在此不作过多赘述。

在一些实施例中，线圈2可以是利兹线线圈或铜线圈。优选地，为利兹线线圈，利兹线是一种由多根独立绝缘的导体绞合或编织而成的导线。利兹线线圈绕制简单，可以有效减小高频肌肤效应或邻近效应，从而降低损耗，传输效率高。

本发明实施例的电磁焊接结构，通过返回磁芯聚拢磁力线，使得通过容置空间中的产品上的磁通比例增加，进而使得焊接效率提高。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电磁焊接结构，其特征在于，所述电磁焊接结构包括：

中磁芯(1)，所述中磁芯(1)上缠绕有线圈(2)；以及

返回磁芯(3)，与所述中磁芯(1)相对设置，且所述返回磁芯(3)与所述中磁芯(1)之间相隔有间距并形成位于二者之间的容置空间(V)，所述返回磁芯(3)的宽度大于等于所述中磁芯(1)的宽度，所述宽度为与所述返回磁芯(3)的延伸方向相垂直的方向；

所述线圈(2)被设置为在通电后产生磁场，所述中磁芯(1)用于导磁，所述容置空间(V)用于容置待焊接产品，所述返回磁芯(3)被设置为调整所述磁场在所述容置空间(V)中的分布；

所述电磁焊接结构还包括：

边磁芯(4)，间隔设置于所述中磁芯(1)的邻侧，所述边磁芯(4)用于激发与所述线圈(2)和所述中磁芯(1)相反方向的感应电动势；

其中，所述电磁焊接结构用于光伏设备中的汇流条(6)与焊带(8)的连接。

2.根据权利要求1所述的电磁焊接结构，其特征在于，所述容置空间(V)中包括有多个离散的焊接区域(V’)；

所述中磁芯(1)覆盖多个所述焊接区域(V’)的一侧；

所述返回磁芯(3)覆盖多个所述焊接区域(V’)的另一侧。

3.根据权利要求2所述的电磁焊接结构，其特征在于，多个所述焊接区域(V’)呈线性排列。

4.根据权利要求2所述的电磁焊接结构，其特征在于，所述返回磁芯(3)设有多个，且每个所述焊接区域(V’)的一侧均对应设有一个所述返回磁芯(3)。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的电磁焊接结构，其特征在于，所述返回磁芯(3)为板状。

6.根据权利要求5所述的电磁焊接结构，其特征在于，所述线圈(2)缠绕于所述中磁芯(1)朝向所述返回磁芯(3)的一端。

7.根据权利要求1所述的电磁焊接结构，其特征在于，所述电磁焊接结构还包括：

顶磁芯(5)，位于所述中磁芯(1)的与所述返回磁芯(3)相对一侧，且与所述中磁芯(1)和所述边磁芯(4)固定连接。

8.根据权利要求1所述的电磁焊接结构，其特征在于，所述边磁芯(4)设有两个，分别位于所述中磁芯(1)的相对两邻侧。

9.根据权利要求1-4中任一项所述的电磁焊接结构，其特征在于，所述线圈(2)为利兹线线圈。

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