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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spule, insbesondere eine gestapelte Spule mit großem Überstrom, welche durch ein Stapelverfahren hergestellt ist und eine hohe Genauigkeit hat.
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Stand der Technik
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Zurzeit wird die Spule mit großem Überstrom in der Regel derart hergestellt, dass dicke Runddrähte oder flache Kupferdrähte an einem kreisförmigen oder quadratischen Rohr gewickelt sind. Die Form der Spule hat in der Regel folgende Probleme: 1. ein kompliziertes Verfahren, insbesondere ist der Isolationsverarbeitungsprozess der leitenden Drähte kompliziert; 2. bei Verwendung vom Wicklungsverfahren soll der Biegeradius der Drähte an der Ecke größer als Zweifache der Dicke der Drähte sein, und mit dem Verfahren der Wickelung wird häufig eine unebene Oberfläche der Spule bewirkt, deshalb kann die Genauigkeit nicht sichergestellt werden; 3. bei Verwendung vom herkömmlichen Emaillierverfahren kann in Betrieb der Spule eine unwirksame Isolation aufgrund der Spannungskonzentration an den Kanten der Flachdrähte häufig auftreten, dadurch wird die Stabilität der Spulenleistung beeinträchtigt; 4. die herkömmlichen Spulen können sich nicht flexibel an einige Eisenkerne in unkonventionellen Formen anpassen.
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Aufgrund dessen sind die obigen Probleme dringend zu lösen.
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Inhalt der Erfindung
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Ziel der Erfindung: hinsichtlich der obigen geschilderten Probleme offenbart die vorliegende Erfindung eine gestapelte Spule mit großem Überstrom, wobei die Spule in Form von gestapelten Scheiben gestapelt ist, und wobei die leitfähigen Scheiben der benachbarten Schichten über eine Kerbe eine Verbindung durch die senkrechte Reihenschaltung realisieren, und wobei die andere Teile durch eine Zwischenschichtenisolationsbehandlung bei einer Hochtemperatur und eine folgende Verkapselung eine vollständige Isolation realisieren; und wobei die Spule eine freie Form hat und eine Biegung mit kleinem Radius und sogar eine Biegung ohne Radius realisieren kann, dadurch wird das Problem mit der unwirksamen Isolation an den Kanten beim herkömmlichen Emaillierverfahren der Flachdrähte gelöst.
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Technische Lösung: eine neue Spule mit großem Überstrom gemäß der vorliegenden Erfindung, welche durch zyklische leitfähige Scheiben gestapelt ist, wobei die jeweiligen leitfähigen Scheiben voneinander isoliert sind, und wobei an jeder leitfähigen Scheibe eine Kerbe vorgesehen ist, und wobei die Kerben entlang der Stapelrichtung der leitfähigen Scheiben im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn versetzt eingereiht sind, um eine Stromeingabeklemme und eine Stromausgabeklemme zum Herstellen einer Reihenschaltung zwischen den oberen und unteren leitfähigen Scheiben auszubilden, und wobei die Stromausgabeklemme der letzten leitfähigen Scheibe mit der Stromeingabeklemme der nächsten leitfähigen Scheibe verbunden ist; und wobei der Strom durch die Stromeingabeklemme der letzten leitfähigen Scheibe einströmt und dann von der Stromausgabeklemme zur Stromeingabeklemme der nächsten leitfähigen Scheibe strömt. Die Spule ist in Form der gestapelten Scheiben gestapelt, dabei sind die oberen und unteren leitfähigen Scheiben voneinander isoliert, um es zu vermeiden, dass die Anschaltung ungültig wird. Mit der Anordnung der versetzten eingereihten Kerben sind die leitfähigen Scheiben spiralförmig in Reihen geschaltet und angeschaltet, an Ende wird eine isolierende Verkapselung für die durch Stapeln geformte Spule durchgeführt, um eine vollständige Isolation für die gesamte Spule zu realisieren.
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Bevorzugt kann die leitfähige Scheibe eine einzelne leitfähige Dünnscheibe sein; bei einem relativ großen Überstrom können auch mehrere relativ dünne leitfähige Dünnscheiben mit gleicher Spezifikation zu einer relativ dicken leitfähigen Scheibe gestapelt werden, um das Schneiden und Stanzen zu erleichtern. Um eine vollständige Anschaltung sicherzustellen, ist keine Isolationsverarbeitung zwischen den leitfähigen Dünnscheiben benötigt. Die Stromausgabeklemme der letzten leitfähigen Scheibe und die Stromeingabeklemme der nächsten leitfähigen Scheibe sind durch eine Schweißverbindung oder Nietverbindung miteinander verbunden und angeschaltet, um eine Reihenschaltung zwischen den oberen und unteren leitfähigen Scheiben zu realisieren.
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Um eine Isolation voneinander zwischen den leitfähigen Scheiben zu realisieren, erfahren die leitfähigen Scheiben eine Zwischenschichtenisolationsbehandlung bei einer Hochtemperatur; oder zwischen den leitfähigen Scheiben ist eine Isolierschicht angeordnet. Um es zu verhindern, dass beim Strömen von der Stromausgabeklemme der letzten Scheibe zur Stromeingabeklemme der nächsten leitfähigen Scheibe der Strom durch die Isolierschicht gesperrt wird, ist an der Isolierschicht ein Durchgangsloch zur Schaltung des Stroms vorgesehen.
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Die leitfähigen Scheiben sind durch Drahtschneiden, Laserschneiden, Drahtsägen, Wasserstrahlschneiden oder Stanzen verarbeitet und hergestellt und können eine Biegung mit kleinem Radius oder eine Biegung ohne Radius realisieren, so dass die Spule als Ganzes sich an die Eisenkerne in verschiedenen Formen anpassen kann, darüber hinaus wird das Problem mit der unwirksamen Isolation an den Kanten beim herkömmlichen Emaillierverfahren der Flachdrähte gelöst. Bevorzugt wird ein Verfahren mit dem Drahtschneiden verwendet.
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Zweitens ist das Stapelverfahren der leitfähigen Scheiben ein Laserschweißverfahren, ein Lötverfahren, ein Verlötverfahren, ein Punktschweiß-Vernietverfahren, ein Gewindebefestigungsverfahren, ein Nietstapelverfahren oder ein Scheibeneinschnappverfahren.
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Dabei handelt es sich bei der Zwischenschichtenisolationsbehandlung bei einer Hochtemperatur darum, dass die Oberfläche der leitfähigen Scheibe mit einem Hochtemperatur-Isolierlack aufgestrichen ist.
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Bevorzugt ist der Hochtemperatur-Isolierlack Varnish, Hochtemperatur-Siliziumstahlblech-Lack, Conformal-Coating oder Harzlack und andere Isolierlacke, dabei soll eine angemessene Isolierlacksorte nach dem Druckbeständigkeitsindikator festgestellt werden. Die Isolierschicht ist Hochtemperatur-Isolierfolie, Glasfaserscheibe, Polyimid, Glimmerscheibe oder Deckglasscheibe.
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Bevorzugt ist die Hochtemperatur-Isolierfolie eine Glasfaserscheibe (F-Level), Polyimid (H-Level), Glimmerscheibe (Ultrahochtemperatur) oder Deckglasscheibe (Ultrahochtemperatur) usw., wobei die Dicke der Isolierschicht kleiner als 10% der Dicke der Kupferschicht sein soll, um den nutzlosen Raum zu verringern.
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Vorteile: im Vergleich zum Stand der Technik stellt die vorliegende Erfindung mit einem Stapelpressverfahren die Genauigkeit der Spule sicher; die Spule hat eine freie Form und kann eine Biegung mit kleinem Radius sogar eine Biegung ohne Radius realisieren, insbesondere hat die vorliegende Erfindung eine gute Anpassungsfähigkeit an einige Eisenkerne in unkonventionellen Formen. Durch eine Hochtemperaturisolationsbehandlung und eine folgende Verkapselung wird eine vollständige Isolation realisiert, darüber hinaus wird das Problem mit der unwirksamen Isolation an den Kanten beim herkömmlichen Emaillierverfahren der Flachdrähte gelöst.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt eine schematische Strukturansicht der Spule der vorliegenden Erfindung.
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2 zeigt eine schematische Darstellung einer Verbindung zwischen den benachbarten leitfähigen Scheiben der vorliegenden Erfindung.
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3 zeigt eine schematische Darstellung über Dreischicht-Reihenschaltungsverfahren der leitfähigen Scheiben der vorliegenden Erfindung mit einem gegen den Uhrzeigersinn strömenden Strom.
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4 zeigt eine schematische Darstellung über Dreischicht-Reihenschaltungsverfahren der leitfähigen Scheiben der vorliegenden Erfindung mit einem im Uhrzeigersinn strömenden Strom.
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5 zeigt eine schematische Darstellung darüber, dass die leitfähigen Dünnscheiben der vorliegenden Erfindung zu einer dicken leitfähigen Scheibe gestapelt sind.
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Ausführliche Ausführungsformen
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Im Zusammenhang mit Figuren wird die technische Lösung der vorliegenden Erfindung im Folgenden näher erläutert.
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Wie in 1 dargestellt, ist die Spule 1 durch mehrere leitfähige Scheiben 12 nach der Zwischenschichtenisolationsbehandlung bei einer Hochtemperatur gestapelt, wobei in der Mitte der leitfähigen Scheibe 12 ein Durchgangsloch 121 vorgesehen ist, das sich an die Form des zu wickelnden Isolierrohrs anpasst, und wobei an der zyklischen leitfähigen Scheibe 12 eine Kerbe 11 vorgesehen ist. Um eine spiralförmige Reihenschaltung und Anschaltung zwischen den leitfähigen Scheiben 12 der benachbarten Schichten sicherzustellen, sind die Kerben 11 entlang der Stapelrichtung der leitfähigen Scheiben 12 im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn versetzt eingereiht, so dass die leitfähigen Scheiben 12 eine Stromeingabeklemme 111 und eine Stromausgabeklemme 112 zum Herstellen einer Reihenschaltung zwischen den oberen und unteren leitfähigen Scheiben 12 ausbilden, wobei die Stromausgabeklemme 112 der letzten leitfähigen Scheibe 12 mit der Stromeingabeklemme 111 der nächsten leitfähigen Scheibe 12 verbunden ist; in Betrieb strömt der Strom durch die Stromeingabeklemme 111 der letzten leitfähigen Scheibe 12 ein, strömt dann durch den ringförmigen leitfähigen Kanal aus der Stromausgabeklemme 112 aus und strömt danach zur Stromeingabeklemme 111 der nächsten leitfähigen Scheibe 12.
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Wie in 2 dargestellt, sind die Stromausgabeklemme 112 der letzten leitfähigen Scheibe 12 und die Stromeingabeklemme 111 der nächsten leitfähigen Scheibe 12 durch eine Schweißverbindung oder Nietverbindung miteinander verbunden und angeschaltet, um einen Überlappungskanal A und einen am Überlappungskanal A befindlichen Überlappungspunkt B auszubilden. Um eine unwirksame Anschaltung zu verhindern, ist zwischen der oberen und unteren leitfähigen Scheibe 12 eine Isolierschicht 13 klemmend angeordnet, wobei die Isolierschicht 13 eine Hochtemperatur-Isolierfolie ist; und wobei an einer Position, wo der Überlappungskanal A durch die Isolierschicht 13 hindurchgeht, ein Anschaltungsloch 131 vorgesehen ist, so dass der Strom im Überlappungskanal A durch die Isolierschicht 13 hindurchgehend in die nächste leitfähige Scheibe 12 eintritt.
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3 und 4 zeigen jeweils eine schematische Darstellung der Reihenschaltung zwischen drei leitfähigen Scheiben leitfähigen 12 nach der Zwischenschichtenisolationsbehandlung bei einer Hochtemperatur, dabei werden die drei leitfähigen Scheiben 12 jeweils als leitfähige Scheibe a, leitfähige Scheibe b und leitfähige Scheibe c bezeichnet, wobei die leitfähige Scheibe a, die leitfähige Scheibe b und die leitfähige Scheibe c jeweils mit einer Kerbe a1, einer Kerbe b1 und einer Kerbe c1 versehen sind.
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Wie in 3 dargestellt, wenn der Strom gegen den Uhrzeigersinn strömt, sind die Kerbe a1, die Kerbe b1 und die Kerbe c1 beim Beobachten von der Achsrichtung der Spule von oben nach unten entlang der Strömungsrichtung des Stroms gegen den Uhrzeigersinn eingereiht; der Strom strömt durch die Stromeingabeklemme a12 der leitfähigen Scheibe a ein, die Reihenschaltung zwischen den Schichten der leitfähigen Scheibe a, der leitfähigen Scheibe b und der leitfähigen Scheibe c ist insbesondere dadurch realisiert: die Stromausgabeklemme a11 der leitfähigen Scheibe a ist mit der Stromeingabeklemme b12 der leitfähigen Scheibe b verbunden, wobei die Stromausgabeklemme b11 der leitfähigen Scheibe b mit der Stromeingabeklemme c12 der leitfähigen Scheibe c verbunden ist.
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Wie in 4 dargestellt, wenn der Strom im Uhrzeigersinn strömt, sind die Kerbe a1, die Kerbe b1 und die Kerbe c1 beim Beobachten von der Achsrichtung der Spule von oben nach unten entlang der Strömungsrichtung des Stroms im Uhrzeigersinn eingereiht; der Strom strömt durch die Stromeingabeklemme a11 der leitfähigen Scheibe a ein, die Reihenschaltung zwischen den Schichten der leitfähigen Scheibe a, der leitfähigen Scheibe b und der leitfähigen Scheibe c ist insbesondere dadurch realisiert: die Stromausgabeklemme a12 der leitfähigen Scheibe a ist mit der Stromeingabeklemme b11 der leitfähigen Scheibe b verbunden, wobei die Stromausgabeklemme b12 der leitfähigen Scheibe b mit der Stromeingabeklemme c11 der leitfähigen Scheibe c verbunden ist.
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Im Folgenden werden die während des Herstellungsprozesses der gestapelten Spule mit großem Überstrom betroffenen Verfahren erläutert.
- 1. Das Schneidverfahren der leitfähigen Scheibe 12 ist irgendeines unter dem Drahtschneiden, Laserschneiden, Drahtsägen, Wasserstrahlschneiden oder Stanzen, die jeweiligen leitfähigen Scheiben 12 haben eine freie Form, dabei kann eine Biegung mit kleinem Radius oder eine Biegung ohne Radius realisiert werden, so dass die Spule 1 als Ganzes sich an die Eisenkerne in verschiedenen Formen anpassen kann, darüber hinaus wird das Problem mit der unwirksamen Isolation an den Kanten beim herkömmlichen Emaillierverfahren der Flachdrähte gelöst. Um die Genauigkeit zu gewährleisten, wird bevorzugt ein Laserschneiden oder eine Stanzverarbeitung verwendet, bezüglich der dickeren Scheiben wird das Drahtschneiden verwendet.
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Beim relativ großen Überstrom soll die Dicke der leitfähigen Scheibe 12 in der Regel größer als 1–2mm sein. Um die Realisierung vom Schneidverfahren zu erleichtern, können mehrere leitfähige Dünnscheiben 14 mit gleicher Spezifikation zu einer Scheibe gestapelt werden, welche als ein neues Ganzes verwendet werden, wie in 5 dargestellt: drei leitfähige Dünnscheiben 14 mit gleicher Spezifikation werden zu einer relativ dicken leitfähigen Scheibe gestapelt, wobei zwischen den Scheiben der jeweiligen leitfähigen Dünnscheiben 14 keine Zwischenschichtenisolationsbehandlung bei einer Hochtemperatur durchgeführt wird; an einer relativ dicken leitfähigen Scheibe 12 ist eine Kerbe 11 vorgesehen, wobei zwischen den jeweiligen leitfähigen Scheiben 12 eine Isolierschicht 13 klemmend angeordnet ist oder die Oberfläche der relativ dicken leitfähigen Scheibe 12 mit einem Hochtemperatur-Isolierlack aufgestrichen ist, und wobei mit einem Verfahren gemäß 2 eine überlappende Anschaltung realisiert wird.
- 2. Das Hochtemperatur-Isolierverfahren wird durch eine klemmende Anordnung der Hochtemperatur-Isolierfolie oder ein Aufstreichen der Oberfläche 12 mit einem Hochtemperatur-Isolierlack realisiert. Bevorzugt ist die Hochtemperatur-Isolierfolie eine Glasfaserscheibe (F-Level), Polyimid (H-Level), Glimmerscheibe (Ultrahochtemperatur) oder Deckglasscheibe (Ultrahochtemperatur), wobei die Dicke der Isolierschicht 13 kleiner als 10% der Dicke der Kupferschicht sein soll, um den nutzlosen Raum zu verringern; dabei soll nach dem Druckbeständigkeitsindikator eine angemessene Isolierlacksorte ausgewählt werden: der Hochtemperatur-Isolierlack ist bevorzugt Varnish, Hochtemperatur-Siliziumstahlblech-Lack, Harzlack, Conformal-Coating usw.
- 3. Das Stapelverfahren der leitfähigen Scheiben 12 ist ein Laserschweißverfahren, ein Lötverfahren, ein Verlötverfahren oder wird durch eine Gewindebefestigung, ein Punktschweiß-Vernietverfahren, ein Nietstapelverfahren oder ein Scheibeneinschnappverfahren realisiert. Die Spule 1 wird durch ein Stapeln der leitfähigen Scheiben 12 hergestellt, dann wird ein isolierendes Verkapseln durchgeführt, um eine völlige Isolation der gesamten Spule 1 zu realisieren.
