CN1459806A - 用于变压器或线圈的绕组 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于变压器或线圈的绕组，它有一导电带(14)和至少一个被装在导电体(14)上或作为带材被涂覆在该导体上的绝缘带层(16)。导电体(14)和至少一个绝缘带层(16)沿绕组轴线(12)并绕绕组铁芯(10)被卷绕成。另外，绕组单匝相对绕组铁芯(10)的绕组轴线(12)有一预定的绕线角度(40)，轴向并列的许多匝形成一层。根据本发明，设有至少两个径向相邻的匝层(18，24)。另外，第一匝层(18)在径向上位于第二匝层(24)附近，第二匝层可通过折叠导电体(14)及至少一个绝缘带层地改变该绕线方向来制成。最后，由折叠部(38)产生的在第一层(18)绝缘带材(16)的纵向与第二层(24)的相应方向之间的总角度(42)等于绕线角度(40)的两倍。

Description

用于变压器或线圈的绕组
技术领域
本发明涉及用于变压器或线圈的绕组，它具有一个条带形导电体以及至少一个被装在该导电体上或作为带材被涂覆在该导体上的条带形绝缘层，所述绕组即该导电体和所述的至少一个绝缘带层沿绕组轴线并围绕绕组铁芯被成匝卷绕起来。为此，绕组的单匝相对绕组铁芯的绕组轴线具有一个预定的绕线角度。另外，许多轴向并列的线匝形成一层并且存在至少两个径向相邻的匝层。
背景技术
在这种众所周知的如用于功率值为5kVa以上的变压器或线圈的绕组中，线匝通常是在轴向上彼此紧挨着地被卷绕成的并由此形成一个匝层。但是，通常在径向上有许多层彼此相连并形成一个多层变压器或一个多层线圈。在有许多径向相邻的匝层的情况下，一层的导电体绕线方向必须在其轴向端部处被反过来。
在导电体较窄的情况下，可以如此进行这种反向，即在有关层的轴向端部处的绕线角度被改变为90°并且最后例如继续卷绕半匝后使绕线角度转变到所需的绕线方向上。在这种情况下，一方面，一层的端部被径向加厚了，另一方面，在导电带较窄的情况下存在着形成波浪以及导电带扭结的危险，这些都是不利的。当比较薄地形成导电带时，可能还进一步增强了这些不利影响。
另外，较大的绕线角度，如在围绕较小的绕组铁芯卷绕的情况下出现的绕线角度，也促成了开头所述的不利影响。
发明内容
基于这种现有技术，本发明的任务是提出开头所述类型的用于变压器或线圈的绕组，其中可以简单地制造出径向相邻的匝层，尤其是在那些容易出现开头所述的不利影响的导电体的情况下。
根据本发明，通过具有如权利要求1所述特征的用于变压器或线圈的绕组来完成该任务。
因此，本发明的特征是，设有一与第二匝层径向相邻的第一匝层，第二匝层可以通过折叠该导电体和所述的至少一个绝缘带层地改变绕线方向而制成，因折叠而产生的且在第一层的绝缘带材的纵向与第二层的相应方向之间的总角度等于绕线角度的两倍。本发明的一个主要优势在于，为产生另一个径向相邻层而改变导电体绕线方向不是按照以前经常缓慢地改变绕线方向即连续地改变绕线方向的方式进行的，而是通过折叠导电体来实现的。在这里，“折叠”指绕一条经过条带形导电体的宽度及所述的至少一个绝缘材料层的笔直虚线来折叠该导电体。因而，不连续地进行绕线方向的改变，而在此，不可能在导电带侧面区域中产生就象过去在导电体的较长的纵向部分上所产生的纵向应力。不过，这也因此避免了波浪形成及易扭结或易偏斜。原则上，在每条导电带中都可获得这个优点。
在不止一个绝缘层与导电体一起被卷绕成匝的情况下，这些绝缘层不仅可以被设置在导电体的一个宽边上，而且可以被设置在其两个宽边上。
当特征绕线角度小于约85°时，形成波浪或扭结的风险也特别高。根据本发明，在这种情况下，同样可靠地避免了上述不利影响。在这种情况下，这样的角度被称为特征绕线角度，即它是根据导电体带宽以及有关层的线匝直径而选择的，从而确保了单个线匝在卷绕过程中彼此平行地布置并因此在导电体纵向上可靠地避免了不希望有的机械应力。
本发明绕组的另一个有利实施方式的特征在于，一个绝缘层被夹在第一层和第二层之间。在这种情况下，根据本发明，有利地避免了波浪及裂缝的形成，另外，获得了这样的优点，即在单独层之间避免了电压击穿并且还提高了层的抗冲击电压强度。
如果折叠部都布置在一层的一个轴向端部处，则根据本发明地改进了绕组。原则上，如为了制造径向相邻的但应具有不同的轴向长度的层，或者，为了制造两个独立的轴向相邻层，可以在每个轴向位置上进行导电体的折叠，所述轴向相邻层在径向上被设置在另一层的附近。但是，这两个相邻层通常应具有相同的轴向长度。于是，如本发明所建议地，折叠部被设置在一层的轴向端部处。由此一来，获得了一层的最佳有效的轴向长度。
在从属权利要求中给出了本发明的其它有利的实施方式。
附图说明
可以结合附图所示的实施例来详细地说明和描述本发明、本发明的一个有利的设计改进方案以及本发明的突出优点，其中：
图1示出了一个有两层的变压器绕组；
图2是一个折叠部附近区域的俯视图。
具体实施形式
图1示出了一个变压器的双层绕组的局部。该绕组围绕一具有一绕组轴线12的绕组铁芯10进行卷绕。该绕组由一条带形导电体14形成，它涂有一带状绝缘材料16。或者，该绝缘带材16也可以由带状薄膜构成。另外，导电体14是否涂有绝缘材料或者该绝缘材料是否作为单独带地与导电体14一起被制成绕组对本发明的构思是不重要的。
这样的层应被认为是第一匝层18，即它直接绕绕组铁芯10被卷绕起来。一绝缘层20设置在第一层18和绕组铁芯20之间。在这种情况下，绝缘带材16被设置在导电体14的背对绝缘层20的那侧上。第一层18的这些匝相对绕组轴线12倾斜一个规定角度22。另外，每一线匝平行于绕组轴线12方向地相对前匝如此错开一个规定距离，即下一个后续线匝与前匝部分重叠。
第二匝层24是围绕第一层18径向卷绕而成的。第二层24的层结构基本上等同于第一层18的层结构，所以在这里，导电体14及绝缘材料16也被布置成局部重叠的并列线匝的形式。第二层24中的重叠部分是这样选择的，即第二层24的一个螺距角26等于规定角度22的值，但其角度取向为负。这意味着，从数学角度出发，只要绕组轴线12被视为零度，则螺距角26等于与规定角度22有关的180°角。
图2是一个具有铁芯轴线32和一个有带宽46的导电带34的变压器铁芯30的局部俯视图。只部分示出了导电带34的唯一的线匝。通过一个箭头36示出了应进行线匝卷绕的方向。用箭头36也可确定这样的层，即它应该就时间而言在下一层之前被绕着变压器铁芯30卷起来并且因而结束于折叠部38处。在这里，结束只表示该层终止于这个轴向部位处。就是说，围绕变压器铁芯30更靠内的一个径向相邻层可以不终止于该轴向部位处，而是覆盖了变压器铁芯30的一个较长轴向区域。在这种情况下，在卷绕时必须要注意，要确定电流方向并且各层或各线匝的电磁作用不会相互抵消。
刚刚描述过的导电带34区域具有一个有铁芯轴线线32的绕线角度40。在此例子中，绕线角度40可以是变压器铁芯30的特征角。特征角取决于导电带34带宽46及线匝直径并进而直接取决于变压器铁芯30的几何形状。如果特征角被选为绕线角度40，则保证了被绕在变压器铁芯30上的各线匝与前匝平行地安置。
当导电带的典型带厚约为0.1mm-1mm时，导电带34的典型带宽46在20mm-150mm之间。在这种情况下，带宽和带厚的配对不一定是唯一的。确切地说，根据应力要求，带宽为100mm的导电带可以被构造成具有1mm的带厚，也可以被构造成具有0.1mm的带厚。在带宽为20mm的情况下，带厚同样可以为0.1mm、0.5mm或1mm。另外，也可以在本发明的范围内选择任何其它的宽度和厚度的组合形式。在其它配对的情况下，仍然可以获得本发明的优点。
在用虚线44表示的规定位置上，导电带34的轴向绕线方向可以是交变的。这是通过折叠导电带及一个与配属于导电带34的绝缘膜来实现的，而在图中未详细示出该绝缘膜。在导电带34的整个宽度上并沿一条在轴向上与虚线44重合的直线进行所述折叠。另外，折叠部38有一个约180°的折叠角度，从而在折叠后，导电带34的最初在径向上靠外的那侧变成径向内侧，就是说，是朝向变压器铁芯30的导电带34侧面。在折叠部38前的导电带34纵向与在折叠部38后的导电带34纵向之间的总角度42正好是绕线角度40的两倍。因此，折叠部38的位置不仅是某层的终点，而且是下一层线匝的起点。与过去常见的绕组不同，在所述折叠位置上不连续地进行绕线方向的改变。根据经验，折叠部38本身不会对导电带34材料构成无法接受的材料应力。
但是，例如也可以按照上述方式分头折叠导电薄膜或绝缘膜，尤其是在切线方向上紧挨着导电膜地折叠绝缘膜。这样一来，在折叠之后，位于导电膜之上或之下的绝缘层也又被安置在下一层的导体之下或之上。
              参考符号一览表10    绕组铁芯12    绕组轴线14    导电体16    绝缘材料18    第一层20    绝缘层22    规定角度24    第二层26    螺距角30    变压器铁芯32    铁芯轴线34    导电带36    箭头38    折叠部40    绕线角度42    总角度44    虚线46    带宽

Claims (8)

1、用于变压器或线圈的绕组，它具有一个条带形导电体(14)以及至少一个被装在导电体(14)上或作为带材被涂覆在该导体上的条带状绝缘材料层(16)，所述绕组即导电体(14)和所述至少一个绝缘带层(16)沿一绕组轴线(12)并绕一绕组铁芯(10)被卷绕成匝，绕组的各匝相对该绕组铁芯(10)的绕组轴线(12)具有一个预定的绕线角度(40)，其中轴向并列的许多匝构成一层，存在至少两个径向相邻的匝层(18，24)，其特征在于，一个第一匝层(18)在径向上位于一个第二匝层(24)的附近，第二匝层(24)可以通过折叠导电体(14)和所述至少一个绝缘带层来改变该绕线方向地制成，由折叠部(38)产生的在第一层(18)的绝缘带材(16)纵向与第二层(24)的相应方向之间的总角度(42)等于绕线角度(40)的两倍。
2、如权利要求1所述的绕组，其特征在于，一个绝缘层(2)被插在所述第一层(18)和第二层(24)之间。
3、如权利要求1或2所述的绕组，其特征在于，该折叠部(38)被设置在一层(18，24)的一轴向端部(44)上。
4、如先前权利要求之一所述的绕组，其特征在于，该绕线角度(40)是特征绕线角度，它是根据选导电体(14)带宽(46)及该有关层(18，24)的匝直径而选择的。
5、如先前权利要求之一所述的绕组，其特征在于，该折叠部(38)具有一个约为180°的折叠角度。
6、如先前权利要求之一所述的绕组，其特征在于，其中一个绝缘带层(16)在该折叠部底部附近开始地被加入折叠部(38)的内部区域中，并且该绝缘材料层(16)从该位置起被装到导电体(14)上，或作为绝缘带材(16)地被涂覆到该导体上。
7、如先前权利要求之一所述的绕组，其特征在于，该特征绕线角度小于85°。
8、如先前权利要求之一所述的绕组，其特征在于，所述的至少一个绝缘材料层(16)在某一匝外周上的不同于导电体(14)一个位置上被折叠。
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