CN1459807A - 用于变压器或线圈的绕组 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于一种变压器或一线圈的绕组，具有一个带状电导体(14)和具有一个由带状绝缘材料制成的绝缘材料层(16)，它们一起缠绕在一个缠绕核芯(10)上以形成一个线匝，其中，该绕组的各个线匝具有一个相对于缠绕核芯(10)的缠绕轴线(12)的预定的缠绕角度(20、24)，并相互以部分重叠的方式设置，并且其中，在上述线匝的两个径向相邻的层之间插入一层绝缘层。另外，上述绝缘层的厚度是局部地与在此处求出的压差适配的。此外，上述绝缘层的厚度是局部地与在任何情况下求得的压差适配的。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于一种变压器或一线圈的绕组，具有一个带状电导体和具有一个由带状绝缘材料制成绝缘材料层，它们一起成匝地缠绕在一个绕组核芯上，其中，该绕组的各个匝具有一个相对缠绕核芯的缠绕轴线的预定的缠绕角度，并是相互以部分重叠的方式设置，并且其中，在上述线匝的两个径向相邻的层之间插入一层绝缘层。
背景技术
在这类已广泛公开的绕组中，线匝通常沿轴向彼此紧密并列地被缠绕，并构成至少一个线匝层。
但是，通常也有数个层彼此径向接合并形成一个多层变压器或一个多层线圈。在有数层线匝的情况下，通常在两个相邻的层之间分别引入或插入一个绝缘层。该绝缘层防止两个层之间的电压击穿，并相应地设计成能存在于两层之间的最大压差。
发明内容
从现有技术出发，本发明的任务在于，提供一种用于一种变压器或一线圈的绕组，其中，可以节省绝缘材料，另外可达到足够的耐压强度，特别是线匝的两个径向相邻的层之间的良好的耐冲击电压强度。
按照发明该任务是通过一种具有权利要求1所述特征的用于一种变压器或一线圈的绕组解决的。
按本发明，其主题的特征在于，上述两个相关的径向相邻的层之间的局部压差和/或压差变化是沿缠绕轴线方向求得的，并且绝缘层的厚度在局部上是分别与在此处求得的压差适配的。就是说该绝缘层不是按公开的现有技术以相同的层厚设计的，而是该厚度与该相关的径向相邻层之间的压差相适配。与之相应，在其上压差是较小的轴向位置上可以节省绝缘材料。另外，这意味着变压器或线圈总体上具有较好的层间耐冲击电压强度。
本发明主题的一个优选的实施形式在于，在配置两个径向相邻的绝缘层时，上述两个绝缘层的在每个轴向位置上计算的总厚度具有大约相同的厚度。通过该实施形式可有利地实现：一个层的通过不同的绝缘层厚度造成的不同的外径，通过这一层和随后的一层之间的另一绝缘层的本发明的轮廓再次得以补偿并据此使变压器或线圈具有整体上一致的外径。
本发明主题的一个有利的结构形式规定，上述绝缘层的厚度变化是沿轴向连续表现的。这导致当从缠绕轴线的截面形状看时，该绝缘层具有大体成楔形的轮廓。但是，也可以没有任何问题的设置成锯齿或波浪截面轮廓，例如，当两个线圈直接并排设置时。
但特别有利的是，上述绝缘层的厚度变化是沿轴向成台阶状表现。也就是说，从轴向看时，该绝缘层的厚度突然按台阶变化，即不连续的，而不对耐压强度造成任何不利的影响。此外，在这种形式中绝缘层的制造是可很简单的实现的，即用传统的带状绝缘材料一层层地缠绕来形成该绝缘层。
本发明的其它优选的实施形式在从属权利要求中有所描述。
附图说明
下面结合附图中所示的一个实施例对本发明、本发明的一个优选的实施形式和改进形式以及本发明的特别的优点详细解释和说明。
图1 带有三个层的变压器绕阻，和
图2 两个彼此对置的绝缘层。
具体实施方式
在图1中部分示出了一个变压器的一个三层的绕组。该绕组卷绕在一个带有缠绕轴线12的缠绕核芯10上。该绕组由一个带状的电导体14构成，该电导体敷有一层带状的绝缘材料16。在此可作为替换的是，该带状绝缘材料16也可由一带状膜构成。此外，电导体14是否涂敷有该绝缘材料，或者该绝缘材料是否作为固有的带与电导体14一起形成该绕组，都是无足轻重的。
作为线匝的第一层18指的是直接缠绕在缠绕核芯10上的那一个层。带状绝缘材料16如此设置，即处在缠绕核芯10和导体14之间。第一层18的各个线匝相对于绕阻轴线12倾斜一个确定的角度20。此外，每个线匝相对于上一次缠绕平行于缠绕轴线12的方向错开设置一个确定的量，从而下一次缠绕部分地叠置于上一次缠绕的线匝上。线匝的第二层22是径向绕在第一层18上的。第二层22的缠绕结构大体相应于第一层18的缠绕结构，从而在这种情况下，导体14和绝缘材料16设置成一匝接一匝地彼此部分地叠置。第一层18和第二层22的叠置的轴向定位是这样选择的，即所述重叠处于缠绕轴线12的相同的轴向位置处。第二层22中的叠置类型是这样选择的，即第二层22的缠绕角度24相应于确定的角度20的量，但是是沿一个负角方向。从数学角度讲，这意味着缠绕角度24相当于180°的角减去确定的角度20，假设缠绕轴线12被视作零度角。
第二层22和第一层18之间设有一第一绝缘层26，在该视图中其具有大体成楔形的断面结构。在这种情况下，该楔形的具有锐角的第一角部设置在缠绕轴线12的第一端部，该楔形的与该第一角部相反设置的宽侧设置在缠绕轴线12的第二端部。第一绝缘层26的中间置入意味着上述两个层18、22不能真正地彼此平行，而是彼此构成一个锐角，该锐角是由第一绝缘层26的结构产生的。绝缘层26的面对第二层22的一侧具有数个台阶28。在该实例中一个这样的台阶的宽度分别相当于电导体14的宽度的三倍。如此构成的第一绝缘层26的优点在于，其制造可以特别简单的方式实现。
用于制造第一绝缘层26的绝缘材料通常也是带状的。该待用的绝缘材料的宽度可以普遍公开的方式从其厚度、待填充的横截面和匝的数量求得。在该实例中，第一绝缘层26的缠绕则应从缠绕轴线12和第一层18的第一端部开始。该带状绝缘材料现在可以以通常的方式，例如以所述的用于线匝的方式在第一层18的第一和第二端部之间缠绕到第一层18周围，直到达到台阶28的第一台阶所需的绝缘层厚度。然后在该第一台阶的区域中不再缠绕，该带状绝缘材料现在只被缠在第一层18的剩余轴向区域中，直到达到台阶28的第二台阶所需的绝缘层厚度。为此可以逐级地实现增加的层厚，直至达到最后的并因此最厚的台阶。
作为替代具有确定宽度的绝缘材料可以以预定的进给量连续被缠绕。在这种情况下，对于第一台阶，即最薄的台阶形成一个闭合的层不是绝对必需的，也就是说该进给量可大于该材料的宽度，如果并入的线匝绝缘已足够用于上述两层之间的绝缘的话。该线匝绝缘特别是涂敷到电导体上的、或作为带状材料或作为膜而置于该导体上的带状绝缘材料层。如果该进给量被减半，则导致一绝缘层具有两倍的厚度。台阶状绝缘因此也可以以这种方式被实现，而毋需其间中断绝缘过程。
图1也示出了一个第三层30。其构成与第一层18的相同，从径向看，其与第二层22相邻。一个第二绝缘层32设置在第三层30和第二层22之间。该第二绝缘层以与第一绝缘层26大体相同的方式构成。然而，该楔形第二绝缘层32的带有锐角的角部指向缠绕轴线12的另一端，而不是第一绝缘层26的第一角部指向的第一端。该层和第一绝缘层26以及第二绝缘层32的位置和结构是如此选择的，使第三层30的径向外侧精确平行于缠绕轴线12。第一绝缘层26和第二绝缘层32的布置原则将在图2中详细说明。
这里所示的缠绕不必是卷绕在一个缠绕核芯上。另一种容易想到的方式是，卷绕围绕一心轴进行，在制成绕阻之后，将心轴撤出。一种这类的、按本发明的缠绕结构特别有效地适用于约5kVA以上的变压器或线圈。用于带状导电材料16的典型值可以是例如在厚度为0.1mm时宽度为20mm或者在厚度为1mm时宽度为150mm。
图2示出了一个与一个第二绝缘楔42相对置的第一绝缘楔40，它们在原则上可作为第一绝缘层26和第二绝缘层32。在该图中只示出了两个绝缘楔40、42的基本结构和布置效果。在此种意义上，该图中的尺寸和大小关系不是按比例的，也不能和图1中的视图相比较。
第二绝缘楔42具有一个基面44。在该基面44的第一端上应设有一个第一台阶46，该台阶具有一个第一厚度48以及一个台阶长度50。该第一台阶46与一个第二台阶52相邻，该第二台阶相对于第一台阶46多出该第一厚度48，从而第二台阶52的厚度整个相应于两个第一厚度48。接下来以相同的方式是第三台阶54和第四台阶56，它们是加上头两个台阶46、52以形成一个楼梯状的形状，其中第三台阶54具有三个第一厚度48的厚度，第四台阶56具有四个第一厚度48的厚度。台阶46、52、54、56的台阶长度都相应于台阶长度50。台阶的上表面，其长度作为台阶长度50示出，都平行于基面44设置。
第一绝缘楔40从其尺寸和结构上精确地相应于第二绝缘楔42。从该视图看，第一绝缘楔40的截面图是第二绝缘楔42翻转了180°。此外，第一绝缘楔40是如此定位的，从而绝缘楔40、42的各台阶形的面精确地对置，并以一个确定的距离58彼此平行设置。
在图1中示出的例子中，第一层18可以设置在基面44上，第二层22设置在绝缘楔40、42之间，第三层30设置在第一绝缘楔40的相当于基面44的基面的对面。图2清楚地示出了，基面44以及面60彼此平行，相应地，绕组的与这些面相对置的层也彼此平行。
附图说明10 缠绕核芯12 缠绕轴线14 电导体16 绝缘材料18 第一层20 确定的角度22 第二层24 缠绕角度26 第一绝缘层28 台阶30 第三层32 第二绝缘层40 第一绝缘楔42 第二绝缘楔44 基面46 第一台阶48 第一厚度50 台阶长度52 第二台阶54 第三台阶56 第四台阶58 距离60 面
Claims (6)
1.用于一种变压器或一线圈的绕组，具有一个带状电导体(14)和具有一个由带状绝缘材料制成的绝缘材料层(16)，它们一起缠绕在一个缠绕核芯(10)上以形成一个线匝，其中，该绕组的各个线匝具有一个相对于缠绕核芯(10)的缠绕轴线(12)的预定的缠绕角度(20、24)，并相互以部分重叠的方式设置，并且其中，在上述线匝的两个径向相邻的层(18、22)之间插入一层绝缘层(26)，其特征在于，上述两个相关的径向相邻的层(18、22)之间的局部压差和/或压差变化是在绕阻轴线(12)方向上求出的，并且绝缘层(26)的厚度是局部地分别与上述求出的压差适配的。
2.按权利要求1所述的绕组，其特征在于，通过两个径向相邻的绝缘层(26、32)的设置，上述两个绝缘层(26、32)的计算的总厚度在各轴向位置上具有大约相同的厚度。
3.按权利要求1或2所述的绕组，其特征在于，从轴向看，上述绝缘层(26、32)彼此对立地交错设置。
4.按以上权利要求中任一项所述的绕阻，其特征在于，上述绝缘层(26、32)的厚度变化是沿轴向成台阶状表现的。
5.按以上权利要求中任一项所述的绕阻，其特征在于，上述绝缘层(26、32)的厚度变化是沿轴向连续表现的。
6.按以上权利要求中任一项所述的绕阻，其特征在于，在线匝被卷绕之前，电导体(14)已经与一个由带状绝缘材料制成的绝缘材料层(16)相连接，或者通过一绝缘涂层已经具有由带状绝缘材料制成的绝缘材料层(16)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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Address after: Zurich Patentee after: ABB TECHNOLOGY Ltd. Address before: Zurich Patentee before: ABBT & D Technology Co.,Ltd. |
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
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Effective date of registration: 20210510 Address after: Baden, Switzerland Patentee after: ABB Switzerland Co.,Ltd. Address before: Zurich Patentee before: ABB TECHNOLOGY Ltd. Effective date of registration: 20210510 Address after: Baden, Switzerland Patentee after: ABB grid Switzerland AG Address before: Baden, Switzerland Patentee before: ABB Switzerland Co.,Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20061018 Termination date: 20211122 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |