CN113990655A - 层式线圈换位装置及其换位方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种层式线圈换位装置及其换位方法，涉及变压器生产的技术领域，包括换位主体；换位主体包括输入段、扭转段和输出段，扭转段沿着输入段至输出段的延伸方向呈180°扭转延伸布置，且输入段的表面和输出段的表面位于同一平面上，提供了针对导线换位的专用换位工具，在层式线圈进行并绕的过程中，在导线绕的需要换位的区域时，将导线的端部沿着输入段、扭转段以及输出段的延伸方向进行延伸布置，并且通过输出段与导线分离，从而将层式线圈的导线经输出段呈180°翻转换位输出，缓解了现有技术中存在的层式线圈换位加大了线圈轴向高度，增加了成本，以及换位区域内线圈安匝不平衡，线圈抗短路能力降低的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及变压器生产技术领域，尤其是涉及一种层式线圈换位装置及其换位方法。
背景技术
随着我国电力行业的迅速发展，对电力供应的可靠性要求越来越高。配电变压器指用于配电系统中根据电磁感应定律变换交流电压和电流而传输交流电能的一种静止电器，在电力系统领域，配电变压器是一个非常重要的供电设备。配电变压器是电网的重要组成部分，确保电力变压器的安全、可靠运行，关乎生产、生活的各个方面，具有重要的社会意义。
配电变压器线绕式低压线圈多采用多根导线并绕完成，为保证每根导线在漏磁场中的位置以及长度相同，需在线圈的适当位置进行导线间换位。
现有技术中，针对层式线圈换位过程中，每次换位沿线圈轴向均需留出一根导线的宽度，保证换位的进行，而留出的空隙需要使用纸板条填充，这种方式的缺点一是加大了线圈轴向高度，增加了成本，二是换位区域内线圈安匝不平衡，线圈抗短路能力降低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种层式线圈换位装置及其换位方法，以缓解现有技术中存在的层式线圈换位加大了线圈轴向高度，增加了成本，以及换位区域内线圈安匝不平衡，线圈抗短路能力降低的技术问题。
本发明提供的一种层式线圈换位装置，包括：换位主体；
所述换位主体包括输入段、扭转段和输出段，所述输入段通过所述扭转段与所述输出段连接，所述扭转段沿着所述输入段至所述输出段的延伸方向呈180°扭转延伸布置，且所述输入段的表面和所述输出段的表面位于同一平面上，所述输入段用于与所述层式线圈的导线连接，以使所述层式线圈的导线依次沿着所述输入段、所述扭转段和所述输出段的表面延伸布置，以将所述层式线圈的导线经所述输出段呈180°翻转换位输出。
在本发明较佳的实施例中，所述输入段、所述扭转段和所述输出段一体成型，以使所述输入段、所述扭转段和所述输出段的表面呈延伸布置。
在本发明较佳的实施例中，所述换位主体上设置有多个换位通道，多个所述换位通道呈平行布置，且所述换位通道沿着所述输入段、所述扭转段和所述输出段的表面延伸布置，多个所述换位通道自所述输入段至所述输出段的延伸方向呈翻转布置，每个所述换位通道用于与一条导线连接。
在本发明较佳的实施例中，所述换位通道包括第一换位通道和第二换位通道；
所述第一换位通道和所述第二换位通道呈平行布置，且所述第一换位通道和所述第二换位通道均沿着所述输入段、所述扭转段和所述输出段的表面延伸布置，所述第一换位通道和所述第二换位通道自所述输入段至所述输出段的延伸方向呈翻转布置，以使位于所述输入段的所述第一换位通道和所述第二换位通道和位于所述输出段的所述第一换位通道和所述第二换位通道的位置互换。
在本发明较佳的实施例中，所述换位通道包括第一换位通道、第二换位通道和第三换位通道；
所述第三换位通道、所述第四换位通道和所述第五换位通道呈平行布置，且所述第三换位通道、所述第四换位通道和所述第五换位通道均沿着所述输入段、所述扭转段和所述输出段的表面延伸布置，所述第四换位通道位于所述第三换位通道和所述第五换位通道中间，所述第三换位通道、所述第四换位通道和所述第五换位通道自所述输入段至所述输出段的延伸方向呈翻转布置，以使位于所述输入段的所述第三换位通道和所述第五换位通道和位于所述输出段的所述第三换位通道和所述第五换位通道的位置互换。
在本发明较佳的实施例中，所述换位通道包括限位槽，任意相邻的两个所述限位槽之间通过限位壁分隔。
本发明提供的一种基于所述层式线圈换位装置的换位方法，包括以下步骤：
将层式线圈的导线分别沿着输入段的换位通道进行连接，其中，每个导线布置于一个换位通道内部；
将导线沿着换位通道自输入段至输出段的延伸方向进行延伸并绕；
利用扭转段将多个导线沿着换位通道的延伸方向进行翻转；
将翻转完成后的导线经输出段输出。
在本发明较佳的实施例中，所述利用扭转段将多个导线沿着换位通道的延伸方向进行翻转的步骤还包括：
当层式线圈的导线的数量为偶数根时：将层式线圈中最内侧导线与第一换位通道连接，将层式线圈中的最外侧导线与第二换位通道连接；
带动导线进行并绕转动，将第一换位通道内的导线扭转180°，并翻折至最外侧；
将第二换位通道内的导线扭转180°，并翻折至最内侧；
一次扭转完成后，再将翻折后的导线依次按序并在一起。
在本发明较佳的实施例中，所述利用扭转段将多个导线沿着换位通道的延伸方向进行翻转的步骤还包括：
当层式线圈的导线的数量为奇数根时：将层式线圈中最内侧导线与第三换位通道连接，将层式线圈中的最外侧导线与第五换位通道连接，中间导线与第四换位通道连接；
带动导线进行并绕转动，将第三换位通道内的导线扭转180°，并翻折至最外侧；
将第五换位通道内的导线扭转180°，并翻折至最内侧；
中间导线扭转180°，不需要翻折进行自换位；
一次扭转完成后，再将翻折后的导线依次按序并在一起。
在本发明较佳的实施例中，还包括以下步骤：
经过扭转后的多跟导线，将层式线圈中最内侧导线换到最外侧，最外侧的导线换到最内侧，完成多根导线的同一匝内的换位；
将完成换位后的导线与输出段分离，并对完成换位后的导线继续绕制。
本发明提供的一种层式线圈换位装置，包括：换位主体；换位主体包括输入段、扭转段和输出段，输入段通过扭转段与输出段连接，扭转段沿着输入段至输出段的延伸方向呈180°扭转延伸布置，且输入段的表面和输出段的表面位于同一平面上，输入段用于与层式线圈的导线连接，以使层式线圈的导线依次沿着输入段、扭转段和输出段的表面延伸布置，提供了针对导线换位的专用换位工具，在层式线圈进行并绕的过程中，在导线绕的需要换位的区域时，将导线的端部沿着输入段、扭转段以及输出段的延伸方向进行延伸布置，并且通过输出段与导线分离，从而将层式线圈的导线经输出段呈180°翻转换位输出，缓解了现有技术中存在的层式线圈换位加大了线圈轴向高度，增加了成本，以及换位区域内线圈安匝不平衡，线圈抗短路能力降低的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的层式线圈换位装置针对偶数根导线的整体结构示意图；
图2为本发明实施例提供的层式线圈换位装置针对奇数根导线的整体结构示意图。
图标：100-换位主体；101-输入段；102-扭转段；103-输出段；104-换位通道；114-第一换位通道；124-第二换位通道；134-第三换位通道；144-第四换位通道；154-第五换位通道。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-图2所示，本实施例提供的一种层式线圈换位装置，包括：换位主体100；换位主体100包括输入段101、扭转段102和输出段103，输入段101通过扭转段102与输出段103连接，扭转段102沿着输入段101至输出段103的延伸方向呈180°扭转延伸布置，且输入段101的表面和输出段103的表面位于同一平面上，输入段101用于与层式线圈的导线连接，以使层式线圈的导线依次沿着输入段101、扭转段102和输出段103的表面延伸布置，以将层式线圈的导线经输出段103呈180°翻转换位输出。
需要说明的是，本实施例提供的层式线圈换位装置是针对层式线圈多跟导线专用的换位工具，具体地，换位主体100可以采用类似于“8”字形结构，其中输入段101和输出段103分别作为换位主体100结构的两端，并且输入段101和输出段103之间通过扭转段102连接，扭转段102作为扭转结构的主体，即扭转段102通过自身沿着输入段101至输出段103的延伸方向呈180°扭转延伸布置，当正在并绕的导线的端部沿着输入段101的表面进行绕制时，此时多跟导线会沿着输入段101、扭转段102和输出段103的扭转方向进行延伸绕制，由于扭转段102自身的180°扭转延伸布置，从而能够使得导线在绕制的过程中，完成多跟导线的扭转和换位，并且换位后的多跟导线可以继续沿着线圈的方向进行绕制，实现了多根导线的换位在同一匝内完成，轴向不再需要留出空隙，降低线圈轴向高度，高低压线圈的安匝完全平衡。
在本发明较佳的实施例中，输入段101、扭转段102和输出段103一体成型，以使输入段101、扭转段102和输出段103的表面呈延伸布置；本实施例中，换位主体100呈一体结构，即输入段101、扭转段102和输出段103一体成型；其中，输入段101和输出段103的截面形状可以为矩形，扭转段102的两端端部与输入段101和输出段103形成整体，同时，输入段101和输出段103的表面位于同一表面上。
本实施例提供的一种层式线圈换位装置，包括：换位主体100；换位主体100包括输入段101、扭转段102和输出段103，输入段101通过扭转段102与输出段103连接，扭转段102沿着输入段101至输出段103的延伸方向呈180°扭转延伸布置，且输入段101的表面和输出段103的表面位于同一平面上，输入段101用于与层式线圈的导线连接，以使层式线圈的导线依次沿着输入段101、扭转段102和输出段103的表面延伸布置，提供了针对导线换位的专用换位工具，在层式线圈进行并绕的过程中，在导线绕的需要换位的区域时，将导线的端部沿着输入段101、扭转段102以及输出段103的延伸方向进行延伸布置，并且通过输出段103与导线分离，从而将层式线圈的导线经输出段103呈180°翻转换位输出，缓解了现有技术中存在的层式线圈换位加大了线圈轴向高度，增加了成本，以及换位区域内线圈安匝不平衡，线圈抗短路能力降低的技术问题。
在上述实施例的基础上，进一步地，在本发明较佳的实施例中，换位主体100上设置有多个换位通道104，多个换位通道104呈平行布置，且换位通道104沿着输入段101、扭转段102和输出段103的表面延伸布置，多个换位通道104自输入段101至输出段103的延伸方向呈翻转布置，每个换位通道104用于与一条导线连接。
本实施例中，换位通道104可以沿着输入段101、扭转段102和输出段103的侧壁延伸布置，即换位通道104沿着输入段101、扭转段102和输出段103的“8”字形的外表面进行环绕布置，其中，导线能够与换位通道104滑动连接，即当一根导线沿着一个换位通道104自输入段101的一侧表面进入后，此时导线会通过扭转段102进入到输出段103相对于输入段101的另一侧表面进行回旋扭转，当导线进入到输出段103与输入段101同一侧表面时，此时导线已经完成扭转；即当多个并列的导线分别与多个换位通道104进行滑动连接后，当多个并列的导线沿着输入段101、扭转段102以及输出段103延伸的方向进行延伸绕制时，多个并列的导线会在自身扭转的基础上，内外侧的导线会发生换位，即通过换位通道104的对应布置多个导线的方式，只需要保证每个换位通道104布置有一根导线的方式，便能够实现多跟导线在同一匝内的换位。
在本发明较佳的实施例中，换位通道104包括第一换位通道114和第二换位通道124；第一换位通道114和第二换位通道124呈平行布置，且第一换位通道114和第二换位通道124均沿着输入段101、扭转段102和输出段103的表面延伸布置，第一换位通道114和第二换位通道124自输入段101至输出段103的延伸方向呈翻转布置，以使位于输入段101的第一换位通道114和第二换位通道124和位于输出段103的第一换位通道114和第二换位通道124的位置互换。
本实施例中，针对并绕导线为偶数根时，通过将第一换位通道114与内侧的导线滑动连接，第二换位通道124与外侧的导线滑动连接，当并绕导线依次通过输入段101、扭转段102和输出段103的扭转后，此时最内侧一根导线扭转180°，翻折至最外侧，最外侧一根导线扭转180°，翻折至最内侧，一次扭转完成后，再将翻折后的导线依次按序并在一起，经过扭转后，将内侧导线换到外侧，外侧的导线换到内侧，实现多根导线的同一匝内的换位。
在本发明较佳的实施例中，换位通道104包括第三换位通道134、第四换位通道144和第五换位通道154；第三换位通道134、第四换位通道144和第五换位通道154呈平行布置，且第三换位通道134、第四换位通道144和第五换位通道154均沿着输入段101、扭转段102和输出段103的表面延伸布置，第四换位通道144位于第三换位通道134和第五换位通道154中间，第三换位通道134、第四换位通道144和第五换位通道154自输入段101至输出段103的延伸方向呈翻转布置，以使位于输入段101的第三换位通道134和第五换位通道154和位于输出段103的第三换位通道134和第五换位通道154的位置互换。
本实施例中，针对并绕导线为奇数根时，通过将第三换位通道134与内侧的导线滑动连接，第五换位通道154与外侧的导线滑动连接，第四换位通道144与中间导线滑动连接；当并绕导线依次通过输入段101、扭转段102和输出段103的扭转后，此时最内侧一根导线扭转180°，翻折至最外侧，最外侧一根导线扭转180°，翻折至最内侧，中间导线扭转180°，无需翻折实现自换位；一次扭转完成后，再将翻折后的导线依次按序并在一起，经过扭转后，将内侧导线换到外侧，外侧的导线换到内侧，实现多根导线的同一匝内的换位。
在本发明较佳的实施例中，换位通道104包括限位槽，任意相邻的两个限位槽之间通过限位壁分隔。
本实施例中，换位通道104可以为换位主体100的侧壁上开设的限位槽，并且限位槽可以单根导线进行卡接，利用将导线布置于限位槽内部后，通过任意相邻的两个限位槽之间的侧壁进行分隔。
本实施例提供的一种基于层式线圈换位装置的换位方法，包括以下步骤：将层式线圈的导线分别沿着输入段101的换位通道104进行连接，其中，每个导线布置于一个换位通道104内部；将导线沿着换位通道104自输入段101至输出段103的延伸方向进行延伸并绕；利用扭转段102将多个导线沿着换位通道104的延伸方向进行翻转；将翻转完成后的导线经输出段103输出。
在本发明较佳的实施例中，利用扭转段102将多个导线沿着换位通道104的延伸方向进行翻转的步骤还包括：当层式线圈的导线的数量为偶数根时：将层式线圈中最内侧导线与第一换位通道114连接，将层式线圈中的最外侧导线与第二换位通道124连接；带动导线进行并绕转动，将第一换位通道114内的导线扭转180°，并翻折至最外侧；将第二换位通道124内的导线扭转180°，并翻折至最内侧；一次扭转完成后，再将翻折后的导线依次按序并在一起。
在本发明较佳的实施例中，利用扭转段102将多个导线沿着换位通道104的延伸方向进行翻转的步骤还包括：当层式线圈的导线的数量为奇数根时：将层式线圈中最内侧导线与第三换位通道134连接，将层式线圈中的最外侧导线与第五换位通道154连接，中间导线与第四换位通道144连接；带动导线进行并绕转动，将第三换位通道134内的导线扭转180°，并翻折至最外侧；将第五换位通道154内的导线扭转180°，并翻折至最内侧；中间导线扭转180°，不需要翻折进行自换位；一次扭转完成后，再将翻折后的导线依次按序并在一起。
在本发明较佳的实施例中，还包括以下步骤：经过扭转后的多跟导线，将层式线圈中最内侧导线换到最外侧，最外侧的导线换到最内侧，完成多根导线的同一匝内的换位；将完成换位后的导线与输出段103分离，并对完成换位后的导线继续绕制。
本实施例提供的层式线圈换位方法，提供了针对导线换位的专用换位工具，在层式线圈进行并绕的过程中，在导线绕的需要换位的区域时，将导线的端部沿着输入段101、扭转段102以及输出段103的延伸方向进行延伸布置，并且通过输出段103与导线分离，从而将层式线圈的导线经输出段103呈180°翻转换位输出，缓解了现有技术中存在的层式线圈换位加大了线圈轴向高度，增加了成本，以及换位区域内线圈安匝不平衡，线圈抗短路能力降低的技术问题；实现了多根导线并绕的线圈，换位不再占用轴向尺寸，线圈轴向高度降低，线圈轴向上不需要再空出一根导线的空隙，高低压线圈电抗高度完全一致，安匝完全平衡，变压器承受短路力时的轴向分力更小，线圈性能提升；不再需要使用绝缘材料填充线圈内部空隙，节省原材料，提高线圈绕制效率的技术效果。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种层式线圈换位装置，其特征在于，包括：换位主体；
所述换位主体包括输入段、扭转段和输出段，所述输入段通过所述扭转段与所述输出段连接，所述扭转段沿着所述输入段至所述输出段的延伸方向呈180°扭转延伸布置，且所述输入段的表面和所述输出段的表面位于同一平面上，所述输入段用于与所述层式线圈的导线连接，以使所述层式线圈的导线依次沿着所述输入段、所述扭转段和所述输出段的表面延伸布置，以将所述层式线圈的导线经所述输出段呈180°翻转换位输出。
2.根据权利要求1所述的层式线圈换位装置，其特征在于，所述输入段、所述扭转段和所述输出段一体成型，以使所述输入段、所述扭转段和所述输出段的表面呈延伸布置。
3.根据权利要求2所述的层式线圈换位装置，其特征在于，所述换位主体上设置有多个换位通道，多个所述换位通道呈平行布置，且所述换位通道沿着所述输入段、所述扭转段和所述输出段的表面延伸布置，多个所述换位通道自所述输入段至所述输出段的延伸方向呈翻转布置，每个所述换位通道用于与一条导线连接。
4.根据权利要求3所述的层式线圈换位装置，其特征在于，所述换位通道包括第一换位通道和第二换位通道；
所述第一换位通道和所述第二换位通道呈平行布置，且所述第一换位通道和所述第二换位通道均沿着所述输入段、所述扭转段和所述输出段的表面延伸布置，所述第一换位通道和所述第二换位通道自所述输入段至所述输出段的延伸方向呈翻转布置，以使位于所述输入段的所述第一换位通道和所述第二换位通道和位于所述输出段的所述第一换位通道和所述第二换位通道的位置互换。
5.根据权利要求3所述的层式线圈换位装置，其特征在于，所述换位通道包括第三换位通道、第四换位通道和第五换位通道；
所述第三换位通道、所述第四换位通道和所述第五换位通道呈平行布置，且所述第三换位通道、所述第四换位通道和所述第五换位通道均沿着所述输入段、所述扭转段和所述输出段的表面延伸布置，所述第四换位通道位于所述第三换位通道和所述第五换位通道中间，所述第三换位通道、所述第四换位通道和所述第五换位通道自所述输入段至所述输出段的延伸方向呈翻转布置，以使位于所述输入段的所述第三换位通道和所述第五换位通道和位于所述输出段的所述第三换位通道和所述第五换位通道的位置互换。
6.根据权利要求3-5任一项所述的层式线圈换位装置，其特征在于，所述换位通道包括限位槽，任意相邻的两个所述限位槽之间通过限位壁分隔。
7.一种基于如权利要求1-6任一项所述层式线圈换位装置的换位方法，其特征在于，包括以下步骤：
将层式线圈的导线分别沿着输入段的换位通道进行连接，其中，每个导线布置于一个换位通道内部；
将导线沿着换位通道自输入段至输出段的延伸方向进行延伸并绕；
利用扭转段将多个导线沿着换位通道的延伸方向进行翻转；
将翻转完成后的导线经输出段输出。
8.根据权利要求7所述的层式线圈换位装置的换位方法，其特征在于，所述利用扭转段将多个导线沿着换位通道的延伸方向进行翻转的步骤还包括：
当层式线圈的导线的数量为偶数根时：将层式线圈中最内侧导线与第一换位通道连接，将层式线圈中的最外侧导线与第二换位通道连接；
带动导线进行并绕转动，将第一换位通道内的导线扭转180°，并翻折至最外侧；
将第二换位通道内的导线扭转180°，并翻折至最内侧；
一次扭转完成后，再将翻折后的导线依次按序并在一起。
9.根据权利要求7所述的层式线圈换位装置的换位方法，其特征在于，所述利用扭转段将多个导线沿着换位通道的延伸方向进行翻转的步骤还包括：
当层式线圈的导线的数量为奇数根时：将层式线圈中最内侧导线与第三换位通道连接，将层式线圈中的最外侧导线与第五换位通道连接，中间导线与第四换位通道连接；
带动导线进行并绕转动，将第三换位通道内的导线扭转180°，并翻折至最外侧；
将第五换位通道内的导线扭转180°，并翻折至最内侧；
中间导线扭转180°，不需要翻折进行自换位；
一次扭转完成后，再将翻折后的导线依次按序并在一起。
10.根据权利要求7-9任一项所述的层式线圈换位装置的换位方法，其特征在于，还包括以下步骤：
经过扭转后的多跟导线，将层式线圈中最内侧导线换到最外侧，最外侧的导线换到最内侧，完成多根导线的同一匝内的换位；
将完成换位后的导线与输出段分离，并对完成换位后的导线继续绕制。
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2021
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