ES2896019T3

ES2896019T3 - Conductor continuamente transpuesto

Info

Publication number: ES2896019T3
Application number: ES15782273T
Authority: ES
Inventors: Matthew Leach; Gregory Caudill
Original assignee: Essex Furukawa Magnet Wire USA LLC
Current assignee: Essex Furukawa Magnet Wire USA LLC
Priority date: 2014-04-24
Filing date: 2015-04-23
Publication date: 2022-02-23
Anticipated expiration: 2035-04-23
Also published as: WO2015164557A1; HRP20211662T1; EP3134906B1; EP3134906A1; RS62643B1; MX2016013870A; US9773583B2; EP3134906B8; BR112016024549A2; EP3134906A4; US20150310960A1; CA2946381C; PL3134906T3; CA2946381A1

Abstract

Un cable conductor continuamente transpuesto (CTC) (100) que comprende: una pluralidad de hebras (200) eléctricamente aisladas conectadas en paralelo en sus extremos, comprendiendo cada hebra: un conductor (205); y una capa de aislamiento extrudida (210) formada al menos parcialmente alrededor del conductor (205), en donde la capa de aislamiento extrudida (210) está sustancialmente libre de disolventes.

Description

DESCRIPCIÓN

Conductor continuamente transpuesto

Sector de la técnica

Las realizaciones de la divulgación se refieren generalmente a conductores continuamente transpuestos y, más particularmente, a conductores continuamente transpuestos formados con materiales de aislamiento extrudidos. Estado de la técnica

Los conductores continuamente transpuestos ("CTC") o cables CTC incluyen varias hebras paralelas múltiples que se aíslan individualmente y forman un conjunto. Típicamente, las hebras de un cable CTC se forman en dos pilas interpuestas, y cada hebra se transpone a su vez a cada posición dentro del cable. Cada hebra puede tomar sucesiva y repetidamente cada posición posible dentro de una sección transversal del cable CTC. Los cables CTC se utilizan normalmente para formar enrollamientos en dispositivos eléctricos, como transformadores eléctricos. Un cable CTC se divulga en el documento US 2004/245010, que se refiere a un sistema y método para mejorar la conectividad de múltiples conectores paralelos.

Las hebras individuales de un cable CTC se forman típicamente aplicando uno o más revestimientos de esmalte aislante sobre un conductor alargado. El aislamiento tradicional para cada hebra es acetato de polivinilo ("PVA"), y el PVA se aplica en capas sucesivas a medida que la hebra realiza múltiples pasadas a través de un horno de esmaltado. Cada pasada a través del horno facilita la evaporación de los disolventes y el curado de la capa de PVA, y se requieren múltiples pasadas para lograr el espesor de película de esmalte deseado y las propiedades de esmalte deseadas. El método tradicional de esmaltar hebras individuales para un cable CTC es problemático por varias razones. En primer lugar, el esmalte normalmente solo contiene entre el 15 % y el 23 % de sólidos por volumen en el momento de la aplicación. En otras palabras, el 76 % al 85 % del material aplicado consiste típicamente en disolvente que está presente solo con el propósito de licuar y transportar el esmalte. Los disolventes convencionales son típicamente materiales altamente volátiles que deben manipularse con cuidado y desecharse de una manera que satisfaga las regulaciones ambientales. Los esmaltes formados también suelen estar sujetos a normativas medioambientales, lo que contribuye a mayores costes de eliminación. Adicionalmente, durante la formación de una capa de esmalte, se requiere una energía de calentamiento significativa para eliminar los disolventes del esmalte y reticular el esmalte para proporcionar las propiedades finales deseadas. Típicamente, solo alrededor del 10 % al 15 % del calor aplicado se usa realmente en el proceso de curado del esmalte, dando como resultado un proceso relativamente ineficiente desde el punto de vista energético. El calor y el tiempo necesarios para optimizar la velocidad de evaporación necesaria para eliminar los disolventes del esmalte también perjudican la velocidad de la línea de alambre y el rendimiento resultante del horno de esmaltado. Por consiguiente, existe la oportunidad de mejorar los cables CTC.

Objeto de la invención

La invención está definida por las reivindicaciones adjuntas.

Descripción de las figuras

La descripción detallada se expone haciendo referencia a las figuras adjuntas. En las figuras, el(los) dígito(s) más a la izquierda de un número de referencia identifica la figura en la que aparece por primera vez el número de referencia. El uso de los mismos números de referencia en diferentes figuras indica elementos similares o idénticos; sin embargo, diversas realizaciones pueden utilizar elementos y/o componentes distintos de los ilustrados en las figuras. Adicionalmente, los dibujos se proporcionan para ilustrar las realizaciones de ejemplo descritas en el presente documento y no pretenden limitar el alcance de la divulgación.

La figura 1 es una vista en perspectiva de un cable CTC de ejemplo, de acuerdo con una realización ilustrativa de la divulgación.

La figura 2A es una vista en sección transversal de una hebra de cable CTC de ejemplo que incluye aislamiento extrudido, de acuerdo con una realización ilustrativa de la divulgación.

La figura 2B es una vista en sección transversal de una hebra de cable CTC de ejemplo que incluye aislamiento extrudido formado sobre una capa base, de acuerdo con una realización ilustrativa de la divulgación.

La figura 2C es una vista en sección transversal de una hebra de cable CTC de ejemplo que incluye una capa de unión formada sobre aislamiento extrudido, de acuerdo con una realización ilustrativa de la divulgación.

Las figuras 3A-3B ilustran formas de sección transversal de ejemplo de hebras CTC que incluyen una pluralidad de conductores unidos, de acuerdo con diversas realizaciones ilustrativas de la divulgación.

La figura 4 ilustra un diagrama de flujo de un método de ejemplo para formar una hebra de un cable CTC, de acuerdo con una realización ilustrativa de la divulgación.

La figura 5 ilustra un diagrama de flujo de un método de ejemplo para formar un cable CTC, de acuerdo con una realización ilustrativa de la divulgación.

Descripción detallada de la invención

Diversas realizaciones de la presente divulgación están dirigidas a conductores continuamente transpuestos ("CTC") y/o cables CTC en los que uno o más conductores o hebras aisladas individualmente incluyen un material de aislamiento extrudido. Por ejemplo, se puede formar una hebra con un aislamiento polimérico extrudido, tal como un material termoplástico extrudido u otro material de resina extrudido adecuado. Los materiales de aislamiento extrudidos se aplican sustancialmente libres de disolventes, eliminando o reduciendo así las preocupaciones medioambientales asociadas con el uso de disolventes. Adicionalmente, puede que no sea necesario curar con calor ciertos materiales de aislamiento extrudidos para lograr la reticulación u otras propiedades deseadas. También se puede lograr un espesor o estructura deseados de materiales de aislamiento extrudidos en menos pasadas que los materiales de aislamiento de esmalte convencionales. Por ejemplo, se puede lograr un espesor deseado en una sola pasada. Como resultado, la energía requerida para formar una hebra CTC puede ser menor que la requerida para producir una hebra esmaltada convencional. Adicionalmente, las hebras CTC se pueden producir a una velocidad de producción relativamente más alta.

A continuación, de aquí en adelante, se describen realizaciones de la divulgación de manera más exhaustiva con referencia a los dibujos adjuntos, en los que se muestran ciertas realizaciones de la divulgación. Esta invención puede, sin embargo, realizarse de muchas formas diferentes y no debería construirse como limitada a las realizaciones establecidas en el presente documento; por el contrario, estas realizaciones se proporcionan de modo que la presente divulgación sea global y completa, y transmita completamente el alcance de la invención para los expertos en la materia. Los números de referencia semejantes hacen referencia a elementos similares en todo el documento.

Con referencia a la figura 1, se ilustra una vista en perspectiva de un cable CTC 100 de ejemplo de acuerdo con una realización de la divulgación. El cable CTC 100 (también denominado cable conductor paralelo múltiple) se puede formar a partir de una pluralidad de hebras 105. En determinadas realizaciones, las hebras pueden denominarse conductores parciales para una estructura CTC general. Adicionalmente, en determinadas realizaciones, cada hebra puede incluir un solo conductor aislado individualmente. En otras realizaciones, una o más hebras pueden incluir una pluralidad de conductores aislados individualmente que se han unido entre sí. El cable CTC 100 puede formarse con cualquier número adecuado de hebras 105 según se desee en diversas realizaciones. Por ejemplo, el cable CTC puede formarse con entre aproximadamente cinco (5) y aproximadamente ochenta y cinco (85) hebras.

Como se muestra en la figura 1, las hebras 105 pueden disponerse en dos pilas, como pilas 110A, 110B una al lado de la otra. Entonces, al menos una porción de las hebras 105 puede interponerse entre las dos pilas 110A, 110B, Por ejemplo, las hebras 105 pueden interponerse de modo que cada hebra adopte sucesiva y repetidamente cada posición posible dentro de una sección transversal del cable CTC 100. Adicionalmente, en determinadas realizaciones, la pluralidad de hebras 105 puede conectarse en paralelo en sus extremos. Opcionalmente, se puede colocar un separador 115 adecuado entre las dos pilas 110A, 110B. Por ejemplo, se puede colocar una tira de papel entre las dos pilas 110A, 110B.

Cada hebra (en lo sucesivo denominada individualmente hebra 105) puede incluir uno o más conductores aislados. Los conductores pueden incluir cualquier forma de sección transversal deseada, como las formas aproximadamente rectangulares ilustradas. Adicionalmente, de acuerdo con un aspecto de la divulgación, al menos una porción de las hebras 105 puede incluir un material de aislamiento extrudido. En determinadas realizaciones, se puede formar adicionalmente una capa de unión o un revestimiento de unión en una porción o en todas las hebras 105. La(s) capa(s) de unión pueden facilitar el termoendurecimiento futuro de las hebras 105, por ejemplo, cuando el cable CTC 100 se incorpora a un dispositivo eléctrico.

El cable CTC 100 ilustrado en la figura 1 puede ser adecuado para su incorporación en una amplia variedad de dispositivos eléctricos adecuados. Por ejemplo, el cable CTC 100 puede ser adecuado para su incorporación a un transformador eléctrico, un motor eléctrico, un generador eléctrico y/o cualquier otra máquina eléctrica rotativa. Adicionalmente, el cable CTC 100 descrito anteriormente con referencia a la figura 1 se proporciona solo a modo de ejemplo. Se podría hacer una amplia variedad de alternativas al cable ilustrado 100 según se desee en diversas realizaciones. Por ejemplo, un número diferente de hebras, diferentes tipos de hebras y/o una configuración de hebra diferente se pueden formar. La presente divulgación prevé diversas construcciones de hebras de cable CTC que pueden incorporarse en una amplia variedad de cables CTC diferentes.

Las figuras 2A-2C ilustran vistas en sección transversal de hebras de cable CTC de ejemplo que pueden incorporarse en cables CTC, tal como el cable CTC 100 ilustrado en la figura 1. Cada una de las hebras de ejemplo ilustradas en las figuras 2A-2C incorporan material de aislamiento extrudido. La figura 2A ilustra una hebra 200 de ejemplo en la que se forma un material de aislamiento extrudido directamente sobre un conductor. La figura 2B ilustra una hebra 220 de ejemplo en la que se forman una o más capas base de material de aislamiento sobre un conductor, y se forma un material de aislamiento extrudido sobre las una o más capas base. La figura 2C ilustra una hebra 250 de ejemplo en la que se forma un material de aislamiento extrudido sobre un conductor, y se forma una capa de unión sobre el material de aislamiento extrudido. Cada una de las hebras 200, 220, 250 de ejemplo se comentan con mayor detalle a continuación; sin embargo, se apreciará que se pueden formar otras configuraciones de hebras además de las ilustradas en las figuras 2A-2C.

Pasando primero a la figura 2A, se ilustra una vista en sección transversal de una primera hebra 200 de cable CTC de ejemplo. La hebra 200 puede incluir un conductor 205, y el material de aislamiento extrudido 210 puede formarse alrededor del conductor 205. El conductor 205 se puede formar a partir de una amplia variedad de materiales adecuados y/o combinaciones de materiales. Por ejemplo, el conductor 205 puede estar formado de cobre, aluminio, cobre recocido, cobre sin oxígeno, cobre plateado, plata, oro, una aleación conductora, o cualquier otro material eléctricamente conductor adecuado. Adicionalmente, el conductor 205 se puede formar con cualquier dimensión y/o forma de sección transversal adecuada. Como se muestra, el conductor 205 puede tener una forma de sección transversal aproximadamente rectangular. Sin embargo, el conductor 205 puede estar formado con una amplia variedad de otras formas de sección transversal, como una forma rectangular (es decir, un rectángulo con esquinas afiladas en lugar de redondeadas), una forma cuadrada, una forma aproximadamente cuadrada, una forma elíptica u ovalada, etc. Adicionalmente, según se desee, el conductor 205 puede tener esquinas redondeadas, afiladas, suavizadas, curvadas, en ángulo, truncadas o formadas de otra manera.

De manera adicional, el conductor 205 se puede formar con cualquier dimensión adecuada. Para el conductor rectangular 205 ilustrado, los lados más largos pueden estar entre aproximadamente 1270 pm (0,05 pulgadas) y aproximadamente 25 400 pm (1,0 pulgadas), y los lados más cortos pueden estar entre aproximadamente 762 pm (0,03 pulgadas) y aproximadamente 12 700 pm (0,50 pulgadas). Se pueden utilizar otras dimensiones adecuadas según se desee, y las dimensiones descritas se proporcionan solo a modo de ejemplo.

Se puede utilizar una amplia variedad de métodos y/o técnicas adecuados para formar, producir o proporcionar un conductor 205. En diversas realizaciones, un conductor 205 puede formarse mediante uno o más de procesos de embutición, laminación y/o extrusión continua. Por ejemplo, un conductor 205 se puede formar embutiendo un material de entrada (p. ej., un conductor más grande, material de barra, etc.) con uno o más troqueles para reducir el tamaño del material de entrada a las dimensiones deseadas. Según se desee, se pueden usar uno o más aplanadores y/o rodillos para modificar la forma en sección transversal del material de entrada antes y/o después de embutir el material de entrada a través de cualquiera de los troqueles. En determinadas realizaciones, un molino de barras adecuado o una máquina de descomposición de barras puede embutir material a través de uno o más troqueles para reducir las dimensiones del material de barra. Según se desee, se pueden utilizar uno o más aplanadores y/o rodillos para aplanar las superficies deseadas del material embutido. Como otro ejemplo, una máquina de extrusión o conformación continua puede recibir material de entrada y procesar y/o manipular el material de entrada para producir un conductor deseado mediante extrusión. En otras realizaciones, se puede obtener un conductor preformado de una fuente externa. Según se desee, se pueden aplicar uno o más métodos adecuados de endurecimiento por trabajo para lograr las propiedades de tracción deseadas de un conductor. Estos métodos pueden incluir, por ejemplo, endurecimiento por trabajo doblando un conductor alrededor de rodillos, etc.

En determinadas realizaciones, el conductor 205 puede formarse en conjunto con la aplicación de material de aislamiento sobre el conductor. En otras palabras, la formación de conductores y la aplicación de material de aislamiento (p. ej., material de aislamiento extrudido, etc.) pueden realizarse en conjunto. Las velocidades de procesamiento y/o de línea de los dispositivos de formación de conductores y los dispositivos que aplican materiales de aislamiento pueden sincronizarse para facilitar el procesamiento en conjunto. Según se desee, esta sincronización puede ayudar a mantener el espesor deseado del material o materiales de aislamiento; controlar la temperatura del conductor antes de, durante y/o después de la aplicación (p. ej., extrusión, etc.) del material o materiales de aislamiento; y/o lograr otras características deseadas asociadas con la hebra 200. En otras realizaciones, un conductor 205 con las dimensiones deseadas puede preformarse u obtenerse de una fuente externa. A continuación, se puede aplicar o formar de otro modo material de aislamiento sobre el conductor 205 fuera de línea.

Continuando con la referencia a la figura 2A, el material de aislamiento extrudido 210 se puede formar alrededor del conductor 205. Un proceso de extrusión puede dar como resultado la formación de una capa de aislamiento de aproximadamente un 100 % de material sólido. En otras palabras, una capa de aislamiento extrudida puede estar sustancialmente libre de disolventes. Como resultado, la aplicación de una capa extrudida puede requerir menos energía que la aplicación de capas de esmalte convencionales, ya que no hay necesidad de evaporar los disolventes. En determinadas realizaciones, el material de aislamiento extrudido 210 se puede formar como una sola capa. En otras palabras, se puede realizar una única etapa de extrusión durante la formación del material de aislamiento extrudido 210. En otras realizaciones, el material de aislamiento extrudido 210 puede formarse mediante una pluralidad de etapas de extrusión para incluir una pluralidad de capas. Se puede utilizar cualquier número de capas según se desee, tal como dos, tres, cuatro o más capas. Según se desee, cada capa puede estar formada por el mismo material o, como alternativa, se pueden formar al menos dos capas de diferentes materiales. Adicionalmente, como se desee en ciertas realizaciones, uno o más de otros materiales adecuados pueden colocarse entre capas de materiales extrudidos, tal como adhesivos, otros materiales de aislamiento, etc.

El material de aislamiento extrudido 210 incluido en una capa extrudida se puede formar a partir de una amplia variedad de materiales adecuados y/o combinación de materiales. En determinadas realizaciones, el material de aislamiento extrudido 210 se puede formar a partir de uno o más materiales poliméricos adecuados, resinas o materiales termoplásticos y/u otros materiales adecuados. Por ejemplo, el material de aislamiento extrudido 210 puede estar formado a partir de y/o incluir al menos uno de polisulfona, polifenilsulfona ("PPSU"), polisulfuro, sulfuro de polifenileno ("PPS"), polietercetona ("PEK"), polieteretercetona ("PEEK"), poliariletercetona ("PAEK"). poliamida etercetona, poliimida termoplástica, poliamida aromática, poliéster extrudido, policetona extrudida, etc. En determinadas realizaciones, el material de aislamiento extrudido 210 se puede formar a partir de un material de fluoropolímero adecuado o incluirlo, como etileno propileno fluorado ("FEP"), politetrafluoroetileno ("PTFE" como Teflon®, etc.), perfluoroalcoxi alcano ("PFA") y/o etileno tetrafluoroetileno ("ETFE"). En determinadas realizaciones, el material extrudido puede contener uno o más materiales de resina termoplástica (p. ej., PEEK, PAEK, etc,) en combinación con politetrafluoroetileno ("PTFE") u otro fluoropolímero adecuado. En diversas realizaciones, el material de aislamiento extrudido 210 puede formarse como un solo material, un copolímero, una mezcla de materiales, o como cualquier otra combinación adecuada de materiales.

El material de aislamiento extrudido 210, o cualquier capa dada del material de aislamiento extrudido 210, se puede formar con cualquier espesor adecuado según se desee en diversas realizaciones. Por ejemplo, se puede formar una capa de material de aislamiento extrudido 210 con un espesor entre aproximadamente 25 pm (0,001 pulgadas) y aproximadamente 2286 pm (0,090 pulgadas). En determinadas realizaciones, una capa de material de aislamiento extrudido 210 puede tener un espesor entre aproximadamente 25 pm (0,001 pulgadas) y aproximadamente 762 pm (0,030 pulgadas). Se pueden utilizar otros espesores según se desee. Adicionalmente, en determinadas realizaciones, el material de aislamiento extrudido 210 puede formarse para que tenga una forma en sección transversal similar a la del conductor 205 subyacente. Por ejemplo, si el conductor 205 tiene una forma en sección transversal aproximadamente rectangular, el material de aislamiento extrudido 210 puede formarse para que tenga una forma en sección transversal aproximadamente rectangular. En otras realizaciones, el material de aislamiento extrudido 210 se puede formar con una forma en sección transversal que varía de la del conductor 205 subyacente. Como ejemplo no limitativo, el conductor 205 se puede formar con una forma en sección transversal elíptica mientras que el material de aislamiento extrudido 210 se forma con una forma en sección transversal aproximadamente rectangular. Se apreciará una amplia variedad de otras configuraciones adecuadas.

En determinadas realizaciones, el material de aislamiento extrudido se puede formar completamente alrededor de una hebra 200. En otras realizaciones, el material de aislamiento extrudido se puede formar parcialmente alrededor de una hebra 200. Por ejemplo, el material de aislamiento extrudido se puede formar en los bordes o superficies de una hebra que puede entrar en contacto con una o más hebras adyacentes cuando las hebras se incorporan a un cable CTC o un conductor paralelo múltiple.

Adicionalmente, la hebra 200 y/o un cable CTC que incorpora la hebra 200 pueden tener una clasificación de índice térmico relativamente alto. En otras palabras, la hebra 200 o cable CTC pueden ser adecuados para un uso relativamente continuo a temperaturas elevadas sin que se rompa el aislamiento. En determinadas realizaciones, la hebra 200 puede tener una clasificación de índice térmico de al menos aproximadamente 200 °C y, por lo tanto, ser adecuada para un uso relativamente continuo a temperaturas de hasta aproximadamente 200 °C sin degradación del aislamiento. En otras realizaciones, la hebra 200 puede tener una clasificación de índice térmico de al menos aproximadamente 220 °C, aproximadamente 230 °C, aproximadamente 240 °C, o más. Se pueden lograr otras clasificaciones de índice térmico adecuadas con aislamiento extrudido, como una clasificación de índice térmico de al menos aproximadamente 105 °C, aproximadamente 120 °C, aproximadamente 150 °C, aproximadamente 175 °C, etc. Adicionalmente, el término uso relativamente continuo puede referirse a un período de tiempo adecuado que puede usarse para probar la integridad de la hebra 200, como un período de tiempo de 1000 horas, 5000 horas), 20 000 horas o un período de tiempo determinado a partir de una norma aplicable (p. ej., ASTM 2307, etc.). En un procedimiento de prueba de ejemplo, la hebra 200 puede someterse a una temperatura de funcionamiento elevada durante un período de tiempo dado y, siguiendo el período de tiempo, la integridad del aislamiento (p. ej., resistencia dieléctrica, tensión inicial de descarga parcial, etc.) se puede probar.

Adicionalmente, en determinadas realizaciones, el proceso de extrusión puede controlarse de modo que el material de aislamiento extrudido 210 tenga un espesor relativamente uniforme a lo largo de la longitud longitudinal de la hebra 200. En otras palabras, el material de aislamiento extrudido 210 puede formarse con una concentricidad que sea aproximadamente cercana a 1,0. La concentricidad del material de aislamiento extrudido 210 es la relación entre el espesor del material y la delgadez del material en cualquier sección transversal dada a lo largo de una longitud longitudinal de la hebra 200. En ciertas realizaciones, el material de aislamiento extrudido 210 puede formarse con una concentricidad entre aproximadamente 1,1 y aproximadamente 1,8. Por ejemplo, el material de aislamiento extrudido 210 se puede formar con una concentricidad entre aproximadamente 1,1 y aproximadamente 1,5 o una concentricidad entre aproximadamente 1,1 y 1,3.

En determinadas realizaciones, el material de aislamiento extrudido 210 puede formarse directamente sobre el conductor 205. En otras palabras, el material de aislamiento extrudido 210 puede formarse sobre el conductor 205 subyacente sin el uso de un agente de unión, promotor de adhesión o capa adhesiva. Según se desee, la temperatura del conductor 205 puede controlarse antes de la aplicación del material de aislamiento extrudido 210 para eliminar la necesidad de una capa adhesiva. Como resultado, el material de aislamiento extrudido 210 se puede unir al conductor 205 sin usar un adhesivo separado. En otras realizaciones, uno o más de otros materiales pueden colocarse entre el material de aislamiento extrudido 210 y el conductor 205. Por ejemplo, una capa adhesiva, una o más capas de base de material de aislamiento, una capa semiconductora y/u otra capa adecuada se pueden colocar entre el conductor 205 y el material de aislamiento extrudido 210.

Como se analiza con mayor detalle a continuación con referencia a la figura 2C, en determinadas realizaciones, se puede formar una capa de unión o capa de enlace al menos parcialmente alrededor del material de aislamiento extrudido 210. La capa de unión puede incluir cualquier material adecuado y/o combinación de materiales que facilite el termoendurecimiento de la hebra 200. Adicionalmente, como se analiza con mayor detalle a continuación con referencia a la figura 2B, en determinadas realizaciones, se pueden formar una o más capas de base de material de aislamiento debajo del material de aislamiento extrudido 210. De hecho, se puede realizar una amplia variedad de modificaciones adecuadas en la hebra 200 ilustrada en la figura 2.

Volviendo a la figura 2B, se ilustra otro ejemplo de la hebra 220 de cable CTC. En la hebra 220 de la figura 2B, se pueden formar una o más capas base de material 230 sobre un conductor 225, y se puede formar un material de aislamiento extrudido 235 sobre una o más capas base 230. El conductor 225 y el material de aislamiento extrudido 235 pueden ser similares a los discutidos anteriormente con referencia a la figura 2A. La(s) capa(s) base 230 pueden incluir cualquier número de capas de material adecuado, como una o más capas de material adhesivo, una o más capas de material de aislamiento polimérico, una o más capas semiconductoras, etc.

En el caso de que la(s) capa(s) base 230 incluyan material de aislamiento, se puede utilizar una amplia variedad de diferentes tipos de materiales de aislamiento no extrudidos y/o combinaciones de materiales. Adicionalmente, se puede utilizar cualquier número de capas de material de aislamiento. En el caso de que se utilicen múltiples capas, las capas pueden estar formadas por el mismo material (o combinación de materiales) o, como alternativa, se pueden formar al menos dos capas de diferentes materiales.

En determinadas realizaciones, la(s) capa(s) base 230 pueden incluir una o más capas de esmalte. En otras palabras, la hebra 220 puede incluir una o más capas de esmalte formadas sobre el conductor 225, y el material de aislamiento extrudido 235 puede formarse sobre el esmalte. Sin embargo, incluso si se utiliza esmalte, en determinadas realizaciones, la cantidad de esmalte puede ser menor que la utilizada en hebras de cable CTC convencionales. Una capa de esmalte se forma típicamente aplicando un barniz polimérico al conductor 225 y luego horneando el conductor 225 en un horno o alto horno de esmaltado adecuado. Típicamente, el barniz polimérico incluye entre aproximadamente un 12 % y aproximadamente un 30 % de material sólido (aunque se pueden utilizar otros porcentajes) mezclado con uno o más disolventes. Una vez aplicado el barniz polimérico, los disolventes se evaporan típicamente en un horno de esmaltado. Según se desee, se pueden aplicar múltiples capas de esmalte al conductor 225 hasta que se haya aplicado un número deseado de capas de esmalte y/o hasta que se haya logrado el espesor o la estructura de esmalte deseados.

Se puede utilizar una amplia variedad de diferentes tipos de materiales poliméricos según se desee para formar una capa de esmalte. Los ejemplos de materiales adecuados incluyen, pero no se limitan a, polivinil acetal-fenólico, poliimida, poliamidaimida, amidaimida, poliéster, poliésterimida, polisulfona, polifenilenosulfona, polisulfuro, polifenilenosulfuro, polieterimida, poliamida, etc. En determinadas realizaciones, un material a base de poliimida (p. ej., poliimida, poliamidaimida. etc.) se puede utilizar, ya que estos materiales típicamente tienen una resistencia al calor relativamente alta. Adicionalmente, en determinadas realizaciones, se puede formar una capa de esmalte como una mezcla de dos o más materiales. Además, en determinadas realizaciones, pueden formarse diferentes capas de esmalte a partir del mismo o de los mismos materiales o de diferentes materiales.

En otras realizaciones, la(s) capa(s) base 230 pueden incluir una envoltura o cinta adecuada, tal como una cinta polimérica, tal como una cinta de poliimida. As, materiales adicionales o aditivos (p. ej., otro material polimérico, etc.) pueden incorporarse a, incrustarse en o adherirse a una cinta. Por ejemplo, una cinta de poliimida puede incluir una capa de polímero de etileno propileno (PEP) fluorado (o material f Ep ) formada en uno o ambos lados de la cinta. Adicionalmente, una cinta puede incluir una amplia variedad de dimensiones adecuadas, tal como cualquier espesor y/o ancho adecuados.

En otras realizaciones más, la(s) capa(s) base 230 pueden incluir una o más capas semiconductoras. Como alternativa, el material semiconductor puede incorporarse en una capa de aislamiento extrudida o formarse encima de una capa de aislamiento extrudida. Puede formarse una capa semiconductora a partir de una amplia variedad de materiales adecuados y/o combinaciones de materiales. En determinadas realizaciones, se puede formar una capa semiconductora a partir de un material que combine uno o más materiales de relleno adecuados con uno o más materiales base. Por ejemplo, el material de relleno semiconductor y/o conductor puede combinarse con uno o más materiales base adecuados. Los ejemplos de material de relleno adecuado, incluyen, pero no se limitan a, materiales inorgánicos adecuados como materiales metálicos y/u óxidos metálicos (p. ej., zinc, cobre, aluminio, níquel, óxido de estaño, cromo, titanato de potasio, etc.) y/o negro de carbón; materiales orgánicos adecuados como polianilina, poliacetileno, polifenileno, polipirrol, otras partículas conductoras de electricidad; y/o cualquier combinación adecuada de materiales. Las partículas del material de relleno pueden tener cualquier dimensión adecuada, tal como cualquier diámetro adecuado. En determinadas realizaciones, el material de relleno puede incluir nanopartículas. Los ejemplos de materiales base adecuados pueden incluir, pero no se limitan a, polivinil acetalfenólico, poliimida, poliamidaimida, amidaimida, poliéster, poliésterimida, polisulfona, polifenilenosulfona, polisulfuro, polifenilenosulfuro, polieterimida, poliamida, o cualquier otro material termoplástico de alta temperatura adecuadamente estable u otro material. Además, se puede utilizar cualquier mezcla o relación de mezcla adecuada entre el material de relleno y el material base. Por ejemplo, la capa semiconductora puede incluir entre aproximadamente un 3 por ciento y aproximadamente un 20 por ciento de material de relleno en peso, aunque se pueden utilizar otras concentraciones (p. ej., entre aproximadamente un 5 por ciento y aproximadamente un 50 por ciento, entre aproximadamente un 7 por ciento y aproximadamente un 40 por ciento, etc.).

Adicionalmente, una capa semiconductora puede tener cualquier espesor adecuado. En determinadas realizaciones, se pueden formar una o más capas semiconductoras de manera similar a una capa de esmalte. Por ejemplo, se puede aplicar un barniz que incluya material semiconductor y el barniz se puede calentar mediante uno o más dispositivos de calentamiento adecuados, tal como un horno de esmaltado. En otras realizaciones, pueden extrudirse una o más capas semiconductoras. Como resultado de incorporar una capa semiconductora en una hebra 220, puede ser posible mejorar el rendimiento de la hebra 220. Una capa semiconductora puede ayudar a igualar las cargas de tensión en el aislamiento y/o disipar las descargas de corona en o cerca del conductor 225. Esta disipación o purga de descargas de corona y/o cargas eléctricas puede mejorar el rendimiento dieléctrico y/o aumentar la tensión de inicio de descarga parcial ("p DiV") de la hebra 220.

De manera similar al material de aislamiento extrudido, la aplicación de una o más capas base 230 (p. ej., una capa de esmalte, una capa semiconductora, etc.) se puede controlar para dar como resultado una concentricidad deseada. Por ejemplo, cualquier capa base puede tener una concentricidad entre aproximadamente 1,1 y aproximadamente 1,8, tal como una concentricidad entre aproximadamente 1,1 y aproximadamente 1,5 o una concentricidad entre aproximadamente 1,1 y 1,3. Adicionalmente, las capas combinadas formadas en una hebra pueden tener una concentricidad entre aproximadamente 1,1 y aproximadamente 1,8, tal como una concentricidad entre aproximadamente 1,1 y aproximadamente 1,5 o una concentricidad entre aproximadamente 1,1 y 1,3.

Otras realizaciones pueden incluir cualquier combinación adecuada de esmalte, capas semiconductoras y/o cintas. De hecho, se puede incorporar una amplia variedad de diferentes configuraciones de capa base en las hebras CTC. Como alternativa, como se expuso anteriormente con referencia a la figura 2A, se puede formar una hebra sin capas base. Adicionalmente, según se desee, se puede formar una capa de unión adecuada al menos parcialmente alrededor de una hebra.

La figura 2C ilustra otro ejemplo de la hebra 250 de cable CTC. En la hebra 250 de la figura 2C, el material de aislamiento extrudido 260 puede formarse alrededor de un conductor 255, y una o más capas de unión 265 pueden formarse sobre el material de aislamiento extrudido 260. Según se desee, una o más capas base (no mostradas) podrían colocarse opcionalmente entre el material de aislamiento extrudido 260 y el conductor 255, como se expuso anteriormente con referencia a la figura 2B. Adicionalmente, el conductor 255 y el material de aislamiento extrudido 260 pueden ser similares a los discutidos anteriormente con referencia a la figura 2A.

La capa o capas de unión 265 pueden incluir una o más capas de un material adecuado que facilite el termoendurecimiento de una hebra CTC 250. En cualquier CTC dado, aproximadamente el noventa por ciento (90 %) o más de las hebras pueden incluir una capa de unión. Se puede formar una capa de unión 265 al menos parcialmente alrededor de una hebra CTC 250. Adicionalmente, una capa de unión 265 puede formarse a partir de un material que tiene una temperatura de fusión más baja que el aislamiento primario (p. ej., el material de aislamiento extrudido) de la hebra 250. En este sentido, una vez que se forma un enrollamiento u otra estructura deseada a partir del cable CTC, el cable se puede calentar de tal manera que la capa de unión 265 se active para ayudar a mantener una forma estructural deseada.

Una capa de unión 265 puede formarse a partir de una amplia variedad de materiales adecuados y/o combinación de materiales. En determinadas realizaciones, la capa de unión 265 puede formarse a partir de un revestimiento epoxi, adhesivo termofusible o cualquier otro material termoendurecible adecuado. Los ejemplos de materiales adecuados que pueden utilizarse para formar una capa de unión 265 incluyen, pero no se limitan a, resina fenoxi, fenoxi reticulante, asociados de fenoxi, polisulfona y/o materiales similares. Adicionalmente, se puede formar una capa de unión 265 con cualquier espesor adecuado según se desee. Por ejemplo, se puede formar una capa de unión con un espesor entre aproximadamente 13 pm (0,0005 pulgadas) y aproximadamente 254 pm (0,010 pulgadas). Se pueden utilizar otros espesores según se desee.

Las hebras 200, 220, 250 descritas anteriormente con referencia a las figuras 2A-2C se proporcionan únicamente a modo de ejemplo. Se podría hacer una amplia variedad de alternativas a las hebras ilustradas según se desee en diversas realizaciones. Por ejemplo, como se explica con mayor detalle a continuación con referencia a las figuras 3A-3B, se puede formar una hebra para incluir una pluralidad de conductores. De hecho, la presente divulgación prevé una amplia variedad de construcciones de alambre magnético adecuadas.

Como resultado de formar una hebra CTC con material de aislamiento extrudido, la cantidad de disolvente utilizada en la construcción de la hebra puede reducirse con respecto a las hebras esmaltadas convencionales. En determinadas realizaciones, el uso de disolventes puede eliminarse sustancialmente. La reducción o eliminación de disolventes puede minimizar el impacto ambiental, ya que hay menos necesidad de eliminar los residuos de disolvente. Adicionalmente, se puede reducir la cantidad de energía necesaria para formar una hebra. Como se ha expuesto anteriormente, los procesos de esmaltado tradicionales son relativamente ineficaces y requieren una gran cantidad de energía para el curado por calor. Al contrario, un proceso de extrusión es más eficiente energéticamente y, por lo tanto, potencialmente más rentable. Así, la reducción o eliminación del esmalte utilizado para formar una hebra conduce a un proceso más eficiente energéticamente.

Adicionalmente, el uso de material de aislamiento extrudido puede dar como resultado una hebra CTC y/o cable CTC que tiene un rendimiento mecánico y/o eléctrico relativamente más alto que las hebras esmaltadas convencionales. En determinadas realizaciones, el uso de material de aislamiento extrudido puede dar como resultado una hebra que tiene una resistencia dieléctrica relativamente más alta y/o una tensión de inicio de descarga parcial ("PDIV"). Adicionalmente, en determinadas realizaciones, el uso de material de aislamiento extrudido puede dar como resultado una hebra que sea relativamente más duradera mecánicamente y/o relativamente más resistente a las cargas mecánicas. En determinadas realizaciones, el uso de materiales de aislamiento extrudidos también puede dar como resultado una hebra con una clasificación de índice térmico relativamente más alto que las hebras convencionales. Ciertos materiales de aislamiento extrudidos también pueden ser más resistentes al daño por luz ultravioleta ("UV") que los materiales de esmalte convencionales.

Adicionalmente, en determinadas realizaciones, las hebras que utilizan aislamiento extrudido pueden ser hidrolíticamente estables y resistentes a aceites y/o líquidos (p. ej., aceite de transformador, aceites refrigerantes, aceites minerales, etc.). Las hebras pueden ser capaces de satisfacer una amplia variedad de pruebas de resistencia al aceite, como la prueba de la bomba de aceite expuesta en la norma D1676-03 de la Sociedad Americana para Pruebas y Materiales ("ASTM") titulada "Resistencia a líquidos aislantes y estabilidad hidrolítica del alambre magnético aislado con película". Bajo la prueba, una hebra está expuesta a aceite u otro líquido a una temperatura elevada (p. ej., una temperatura de 150 °C durante aproximadamente 2000 horas, etc.) para simular las condiciones de uso reales y/o el envejecimiento acelerado de la hebra. Después de completar la prueba, la hebra se prueba nuevamente para detectar la ruptura dieléctrica, PDIV, y se puede realizar una inspección visual para detectar grietas.

Una hebra con material de aislamiento extrudido también puede ser relativamente flexible mientras mantiene la adhesión de la(s) capa(s) aislante(s), permitiendo de ese modo que la hebra se doble o se forme en bobinas relativamente apretadas sin que el aislamiento se agriete y/o se separe. La hebra puede ser capaz de satisfacer una amplia variedad de procedimientos de prueba de flexibilidad adecuados, como el procedimiento de prueba 3.3.6 expuesto en la norma MW 1000-2012 de la Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos ("NEMA"). En una prueba de ejemplo, un espécimen de una hebra (p. ej., una muestra de un metro de largo, etc.) puede alargarse aproximadamente un 25 %. A continuación, la muestra se puede doblar al menos aproximadamente 90° alrededor de un mandril que tiene un diámetro de aproximadamente 4,0 mm. Después de la flexión, la muestra puede inspeccionarse para detectar grietas en el aislamiento. Adicionalmente, la muestra puede ser analizada para detectar ruptura dieléctrica, PDIV y/u otras características de rendimiento deseadas. Se pueden utilizar otros diámetros de mandril según se desee, como otros diámetros de mandril especificados por la norma MW 1000-2012 y/o cualquier otra norma relevante.

Una hebra y/o cable CTC formado de acuerdo con las realizaciones de la divulgación puede ser adecuado para una amplia variedad de aplicaciones. Por ejemplo, la hebra puede ser adecuada para su uso en transformadores, motores, generadores y/o cualquier otro dispositivo eléctrico adecuado que incorpore enrollamientos CTC.

Aunque las hebras 200, 220, 250 de ejemplo ilustradas en las figuras 2A-2C incorporan un solo conductor, en determinadas realizaciones, una hebra puede incluir una pluralidad de conductores aislados individualmente que están unidos entre sí, las figuras 3A-3B ilustran formas en sección transversal de ejemplo de hebras CTC que incluyen una pluralidad de conductores unidos, de acuerdo con diversas realizaciones ilustrativas de la divulgación. Pasando primero a la figura 3A, se ilustra un primer ejemplo de hebra CTC 300. La hebra 300 ilustrada incluye dos conductores 305A, 305B, y cada conductor puede estar aislado eléctricamente del otro conductor. Adicionalmente, los dos conductores 305A, 305B se pueden unir entre sí.

Como se muestra, el material de aislamiento respectivo puede formarse alrededor de cada uno de los dos conductores 305A, 305B. Por ejemplo, el primer material de aislamiento 310A puede formarse alrededor del primer conductor 305A, y el segundo material de aislamiento 310B puede formarse alrededor del segundo conductor 310B. De acuerdo con un aspecto de la divulgación, el material de aislamiento puede incluir material de aislamiento extrudido, aunque otros materiales (p. ej., esmaltes, cintas, materiales semiconductores, etc.) también se pueden incorporar al aislamiento según se desee. Una vez que se ha formado el aislamiento alrededor de cada conductor 305A, 305B, los dos conductores 305A, 305B se pueden unir uno al lado del otro con un revestimiento de unión 315 adecuado. Puede utilizarse una amplia variedad de materiales adecuados y/o combinaciones de materiales para formar un revestimiento de unión 315. Estos materiales incluyen, pero no se limitan a, materiales epoxi, resinas termoplásticas, materiales extrudidos y/o materiales adhesivos.

En determinadas realizaciones, el revestimiento de unión 315 puede formarse entre y/o alrededor de los dos conductores 305A, 305B. Como se muestra, en otras realizaciones, el revestimiento de unión 315 se puede formar entre y parcialmente alrededor (p. ej., al menos parcialmente a lo largo de las superficies planas) de los dos conductores 305A, 305B. En otras realizaciones más, el revestimiento de unión 315 puede formarse entre los dos conductores 305A, 305B. En otras realizaciones más, no se puede utilizar un revestimiento de unión separado. Por ejemplo, cuando se forma material de aislamiento extrudido, el material extrudido puede formarse entre y alrededor de los conductores 305A, 305B tanto para aislar como unir individualmente los conductores 305A, 305B.

La figura 3B ilustra una segunda hebra CTC 320 de ejemplo que incluye una pluralidad de conductores unidos. La hebra 320 de la figura 3B puede ser similar a la de la figura 3A; sin embargo, en la hebra 320 de la figura 3B, los dos conductores 325A, 325B se pueden colocar plano por plano (p. ej., los conductores se unen a lo largo de los bordes más largos o planos) en lugar de uno al lado del otro. De modo similar a la hebra 300 de la figura 3A, cada conductor 325A, 325B puede incluir el respectivo material de aislamiento 330A, 330B. Adicionalmente, los dos conductores pueden unirse mediante un revestimiento de unión 335 adecuado. Como se muestra, el revestimiento de unión 335 puede colocarse entre y alrededor de los dos conductores; sin embargo, como se ha expuesto anteriormente, pueden utilizarse diferentes configuraciones de revestimiento de unión. En otras realizaciones, los dos conductores 325A, 325B se pueden unir sin un revestimiento de unión separado.

Aunque las hebras 300, 320 de ejemplo ilustradas en las figuras 3A y 3B representan dos hebras conductoras, en otras realizaciones, se puede incorporar cualquier número deseado de conductores en una hebra. Como resultado de incorporar una pluralidad de conductores en una hebra, puede ser posible producir un cable CTC con un número mayor de conductores totales sin agregar un coste adicional significativo o requerir un equipo de trenzado mejorado.

Se puede utilizar una amplia variedad de métodos y/o técnicas adecuadas según se desee para producir una hebra y/o un cable CTC de acuerdo con diversas realizaciones. Junto con estas técnicas de fabricación, una amplia variedad de equipos adecuados, sistemas, máquinas y/o dispositivos se pueden utilizar. La figura 4 ilustra un método 400 de ejemplo para formar una hebra para su uso en un cable CTC. La figura 5 ilustra un método 500 de ejemplo para formar un cable a partir de una pluralidad de hebras, tal como una pluralidad de hebras formadas de acuerdo con el método 400 ilustrado en la figura 4. Cada uno de los métodos 400, 500 se analiza con mayor detalle a continuación.

Pasando a la figura 4, el método 400 para formar una hebra CTC puede comenzar en el bloque 405. En el bloque 405, se pueden proporcionar uno o más conductores para su incorporación en una hebra CTC. Se puede utilizar una amplia variedad de técnicas adecuadas y/o una amplia variedad de sistemas de formación de alambres adecuados para proporcionar el conductor o conductores. Por ejemplo, en el bloque 410, un conductor puede embutirse desde un material de entrada adecuado (p. ej., material de barra, un conductor de mayor diámetro, etc.). Según se desee, un molino de barras, máquina de descomposición de barras, sistema de embutición de alambre u otro sistema adecuado se puede utilizar para embutir un conductor. En determinadas realizaciones, el sistema puede recibir material de entrada de un pago u otra fuente adecuada y embutir el material de entrada a través de uno o más troqueles para reducir el tamaño del material de entrada a las dimensiones deseadas. Adicionalmente, en determinadas realizaciones, se pueden usar uno o más aplanadores y/o rodillos para modificar la forma en sección transversal del material de entrada antes y/o después de embutir el material de entrada a través de cualquiera de los troqueles. Por ejemplo, se pueden usar rodillos para aplanar uno o más lados del material de entrada con el fin de formar un alambre rectangular.

Un sistema de embutición de alambre puede procesar un solo conductor o, como alternativa, múltiples conductores que utilizan líneas de alambre paralelas. En determinadas realizaciones, un sistema de embutición de alambre puede incluir cualquier número de cabrestantes adecuados, rodillos flotantes y/u otros dispositivos que tiran del material de entrada a través de los troqueles y/o rodillos. Según se desee, se puede utilizar cualquier número de motores para alimentar cabrestantes, rodillos flotantes y/u otros dispositivos que exhiben una fuerza de tracción sobre el material de entrada y/o la salida del conductor por el sistema de formación de alambre. Adicionalmente, los motores pueden ser controlados por cualquier número de controladores adecuados y, según se desee, sincronizarse con otros componentes de un sistema de formación de hebra CTC (p. ej., componentes o sistemas que forman material de aislamiento, etc.).

Como otro ejemplo de proporcionar un conductor, en el bloque 415, se puede proporcionar un conductor a través de una extrusión continua adecuada o una máquina de conformado. Por ejemplo, una máquina de conformado puede recibir material de barra (u otro material de entrada adecuado) de un pago u otra fuente, y la máquina de conformado puede procesar y/o manipular el material de barra para producir un conductor deseado mediante extrusión. Según se desee, el funcionamiento de la máquina de conformado puede sincronizarse con otros componentes de un sistema de formación de hebras CTC (p. ej., componentes que forman el aislamiento, etc.) a través de uno o más controladores adecuados. Adicionalmente, según se desee, se pueden aplicar uno o más métodos o técnicas de endurecimiento por trabajo para lograr las propiedades de tracción deseadas del conductor. Por ejemplo, el endurecimiento por trabajo se puede realizar doblando un conductor alrededor de rodillos y/o aplicando técnicas similares.

Como otro ejemplo más de proporcionar un conductor, en el bloque 420, se puede proporcionar o recibir un conductor preformado de una fuente o pago adecuado. En otras palabras, un conductor puede preformarse en un proceso fuera de línea o puede obtenerse de un proveedor externo. Así, puede que no sea necesario proporcionar un sistema de formación de alambres. El conductor puede tener cualquier dimensión adecuada según se especifique para un producto de alambre magnético deseado.

En el bloque 425, que puede ser opcional en determinadas realizaciones, se pueden formar una o más capas base de material alrededor del conductor. Se puede formar una amplia variedad de tipos adecuados de capas base según se desee en diversas realizaciones, como una o más capas semiconductoras, una o más capas de cinta y/o una o más capas de esmalte. Por ejemplo, se pueden formar una o más capas de esmalte sobre el conductor. En el caso de que se formen una o más capas de esmalte base, un conductor puede pasar a través de uno o más hornos de esmaltado. En determinadas realizaciones, se pueden incorporar uno o más troqueles en el horno de esmaltado o se pueden proporcionar antes de que un conductor entre en el horno, y se puede aplicar barniz al conductor a medida que pasa a través del(os) troquel(es). En otras realizaciones, el barniz puede gotear sobre el conductor antes o después de que el conductor entre en el horno de esmaltado. Después de la aplicación del barniz, el horno de esmaltado puede curar con calor el barniz y/o evaporar cualquier disolvente mezclado o combinado con el barniz para completar la formación de una capa de esmalte. El proceso para aplicar una capa de esmalte al conductor puede repetirse tantas veces como se desee para obtener el espesor de estructura de esmalte deseado.

Como otro ejemplo de formación de una capa base, se pueden formar sobre el conductor una o más capas semiconductoras que incluyen material semiconductor y/o conductor. En determinadas realizaciones, se puede formar una capa semiconductora de manera similar a una capa de esmalte. En otras realizaciones, se puede extrudir una capa semiconductora sobre el conductor. Como otro ejemplo más de formación de una capa base, se puede formar al menos una cinta o envoltura alrededor del conductor mediante un aplicador de cinta adecuado.

En determinadas realizaciones, una vez que se proporciona un conductor (p. ej., proporcionado a través de un sistema de formación de alambre, proporcionado a través de un proceso de conformado, etc.), el conductor puede pasar a través de cualquier número de otros componentes antes de llegar a un sistema corriente abajo que forma el aislamiento (p. ej., un sistema que forma una capa base, un sistema de extrusión, etc.). Por ejemplo, el conductor puede pasar a través de uno o más aparatos de limpieza y/o una máquina de recocido. El aparato de limpieza puede limpiar o eliminar de otra forma las partículas residuales del conductor siguiendo el dibujo o el proceso de conformado. La máquina de recocido puede ablandar el conductor mediante un tratamiento de batido para lograr la resistencia a la tracción deseada, alargamiento y/o retroceso.

De acuerdo con un aspecto de la divulgación, se puede formar al menos una capa de material extrudido sobre un conductor. En el bloque 430, la temperatura del conductor puede controlarse antes del proceso de extrusión. Por ejemplo, el conductor puede pasar a través de uno o más dispositivos de calentamiento para alcanzar una temperatura deseada antes del proceso de extrusión. Los dispositivos de calentamiento pueden incluir cualquier dispositivo adecuado configurado para aumentar o elevar la temperatura del conductor, como una o más bobinas calefactoras, calentadores, hornos, etc. Según sea necesario, también se pueden utilizar uno o más dispositivos de enfriamiento. La temperatura del conductor puede ajustarse o controlarse para lograr una amplia variedad de valores adecuados antes de la extrusión. Por ejemplo, en determinadas realizaciones, la temperatura se puede controlar a aproximadamente 200 °C o más antes de la extrusión. Como otro ejemplo, la temperatura puede controlarse a aproximadamente 380 °C o más antes de la extrusión. Controlar o mantener la temperatura a este nivel puede facilitar la adhesión entre el material extrudido y el conductor subyacente o la(s) capa(s) base. En este sentido, puede evitarse el uso de una capa adhesiva separada.

Puede extrudirse material polimérico sobre el conductor en el bloque 435. Según se desee, se puede formar una sola capa extrudida o múltiples capas extrudidas. Puede configurarse una amplia variedad de dispositivos de extrusión adecuados para extrudir material de aislamiento polimérico. Estos dispositivos pueden incluir cualquier número de cabezales de extrusión adecuados y/u otros dispositivos configurados para aplicar una cantidad deseada de material. Según se desee, los caudales del material extrudido pueden controlarse para obtener un espesor deseado. Adicionalmente, en determinadas realizaciones, se pueden utilizar uno o más troqueles de extrusión para controlar el espesor y/o la forma del aislamiento extrudido. En realizaciones en las que una hebra CTC incluye una pluralidad de conductores, el material extrudido puede formarse por separado en cada uno de los conductores o, como alternativa, extrudirse entre y al menos parcialmente alrededor de la pluralidad de conductores.

En el bloque 440, la temperatura del conductor y el aislamiento extrudido asociado pueden controlarse siguiendo el proceso de extrusión. En determinadas realizaciones, el aislamiento extrudido se puede calentar después de la extrusión. Este calentamiento puede mantener una temperatura de postextrusión deseada y/o ayudar a alcanzar una cristalinidad deseada. Adicionalmente, en determinadas realizaciones, se puede controlar el proceso de enfriamiento del aislamiento extrudido antes de recoger la hebra acabada, por ejemplo, con un baño de líquido. Según se desee, la temperatura del líquido en un baño de líquido se puede controlar mediante el reciclaje de líquido. Adicionalmente, la velocidad de enfriamiento puede controlarse como una función de controlar la temperatura del líquido y/o establecer una longitud deseada del extintor. Controlar la velocidad de enfriamiento del aislamiento extrudido también puede ayudar a lograr las características deseables, tal como una cristalinidad deseada.

En el bloque 445, opcionalmente, se puede formar una capa de unión en la hebra. Por ejemplo, se pueden utilizar uno o más troqueles para aplicar un material de unión al conductor. En determinadas realizaciones, el material de unión se puede aplicar en forma líquida y la hebra se puede enfriar para solidificar el material de unión. En este sentido, la hebra puede calentarse posteriormente para activar el material de unión. El método 400 puede terminar después del bloque 445.

Como se desee en diversas realizaciones, una pluralidad de operaciones implicadas en la formación de una hebra se pueden realizar en conjunto o de manera continua. Por ejemplo, se puede embutir un conductor o proporcionarse de otro modo, y una o más capas de aislamiento (p. ej., una capa base, una capa extrudida, etc.) pueden formarse en conjunto. Como alternativa, se puede tomar un conductor entre una o más operaciones del proceso de formación de hebras. En la medida en que las operaciones se formen en conjunto, se pueden utilizar uno o más dispositivos de sincronización, como cabrestantes, rodillos flotantes, volantes, células de carga y/o diversas combinaciones de los mismos. Adicionalmente, como se desee en diversas realizaciones, el(los) dispositivo(s) de sincronización pueden ser controlados por uno o más controladores adecuados (p. ej., controladores lógicos programables, ordenadores, microcontroladores, servidores, otros dispositivos informáticos, etc.) para igualar o igualar aproximadamente una velocidad operativa de los procesos y/o dispositivos en conjunto.

Pasando ahora a la figura 5, se ilustra un método 500 de ejemplo para formar un cable CTC a partir de una pluralidad de hebras. El método 500 puede comenzar en el bloque 505. En el bloque 505, puede proporcionarse una pluralidad de hebras. En determinadas realizaciones, cada una de las hebras puede incluir material de aislamiento extrudido formado en uno o más conductores asociados. Por ejemplo, cada una de las hebras puede formarse de acuerdo con el método 400 de la figura 4.

En el bloque 510, las hebras proporcionadas pueden disponerse en dos pilas, y al menos una porción de las hebras puede interponerse entre las dos pilas para formar un cable CTC. Opcionalmente, un separador adecuado, tal como una tira de papel, puede colocarse entre las dos pilas. Por ejemplo, las hebras pueden interponerse de modo que cada hebra adopte sucesiva y repetidamente cada posición posible dentro de una sección transversal del cable CTC. Adicionalmente, en determinadas realizaciones, la pluralidad de hebras puede conectarse en paralelo en sus extremos. Puede utilizarse una amplia variedad de dispositivos y/o sistemas de trenzado CTC adecuados para formar el cable CTC a partir de las hebras. Por ejemplo, se puede utilizar una amplia variedad de dispositivos de trenzado disponibles comercialmente.

Adicionalmente, en determinadas realizaciones, la formación de una pluralidad de hebras y la formación de un cable CTC a partir de las hebras se pueden formar en un proceso en conjunto. En otras realizaciones, la formación de las hebras y el cable CTC se puede formar en procesos fuera de línea separados. Por ejemplo, las hebras formadas pueden acumularse y recogerse, y las hebras pueden suministrarse posteriormente a un dispositivo de trenzado CTC para formar un cable CTC.

En el bloque 515, se puede formar una amplia variedad de configuraciones adecuadas utilizando el cable CTC o las hebras interpuestas. Por ejemplo, se puede formar un enrollamiento adecuado para un transformador, motor o generador. Típicamente, el enrollamiento se forma fuera de línea después de la formación del cable CTC. Por ejemplo, un fabricante de CTC puede formar el cable CTC, y el cable puede enviarse a un fabricante de transformadores o motores que posteriormente forma un enrollamiento adecuado. Opcionalmente, una vez que se forma el enrollamiento, el cable CTC se puede calentar para activar las capas de unión incorporadas en el cable CTC. El método 500 puede terminar después del bloque 515.

Las operaciones descritas y mostradas en los métodos 400, 500 de las figuras 4 y 5 pueden llevarse a cabo o realizarse en cualquier orden adecuado según se desee en diversas realizaciones. Adicionalmente, en determinadas realizaciones, al menos una porción de las operaciones puede realizarse en paralelo. También, en determinadas realizaciones, se pueden realizar menos o más de las operaciones descritas en las figuras 4 y 5.

El lenguaje condicional, tal como, entre otros, "puede", "podría", "pudiese", o "puede", a menos que se indique específicamente lo contrario, o se entienda de otra manera dentro del contexto como se usa, generalmente tiene la intención de transmitir que determinadas realizaciones podrían incluir, mientras que otras realizaciones no incluyen, determinadas características, elementos y/u operaciones. Así, tal lenguaje condicional no pretende generalmente implicar que las características, elementos y/u operaciones se requieren de alguna manera para una o más realizaciones o que una o más realizaciones necesariamente incluyen lógica para decidir, con o sin entrada o indicación del usuario, si estas características, elementos y/u operaciones están incluidos o se van a realizar en cualquier realización particular.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un cable conductor continuamente transpuesto (CTC) (100) que comprende:

una pluralidad de hebras (200) eléctricamente aisladas conectadas en paralelo en sus extremos, comprendiendo cada hebra:

un conductor (205); y

una capa de aislamiento extrudida (210) formada al menos parcialmente alrededor del conductor (205), en donde la capa de aislamiento extrudida (210) está sustancialmente libre de disolventes.

2. El cable de la reivindicación 1, que comprende además una capa de unión (265) formada sobre la capa de aislamiento extrudida (260), teniendo la capa de unión (265) una temperatura de fusión más baja que la capa de aislamiento extrudida (260).

3. El cable de la reivindicación 1, en donde la pluralidad de hebras (105) eléctricamente aisladas se forman en dos pilas interpuestas (110A, 110B), asumiendo cada hebra (105) sucesiva y repetidamente cada posible posición dentro de una sección transversal del cable CTC.

4. El cable de la reivindicación 1, en donde la capa de aislamiento (210) se extrude directamente sobre el conductor (205).

5. El cable de la reivindicación 1, en donde la capa de aislamiento extrudida (210) comprende uno o más materiales de aislamiento poliméricos.

6. El cable de la reivindicación 1, en donde la capa de aislamiento extrudida (210) comprende al menos uno de (i) polisulfona, (ii) polifenilsulfona, (iii) polisulfuro, (iv) polifenilenosulfuro, (v) polietercetona, (vi) poliariletercetona, o (vii) poliamidaetercetona.

7. El cable de la reivindicación 1, en donde la capa de aislamiento extrudida (210) tiene un espesor de entre 25 pm y 762 pm.

8. El cable de la reivindicación 1, en donde la pluralidad de hebras (200) eléctricamente aisladas comprende entre 5 y 85 hebras.

9. El cable de la reivindicación 1, en donde al menos una de la pluralidad de hebras (300, 320) eléctricamente aisladas comprende una pluralidad de conductores (305A, 305B, 325A, 325B).

10. El cable de la reivindicación 1, en donde cada conductor (205) comprende una sección transversal sustancialmente rectangular.

11. Un método (500) para formar un cable conductor continuamente transpuesto (CTC) (100), comprendiendo el método:

formar (400) una pluralidad de hebras (200) eléctricamente aisladas, en donde cada hebra está formada por: proporcionar (405) un conductor (205); y

extrudir (435) una capa de aislamiento (210) al menos parcialmente alrededor del conductor (205); y disponer la pluralidad de hebras en dos pilas interpuestas (110A, 110B) de manera que cada hebra asume sucesivamente cada posición posible dentro de una sección transversal del CTC.

12. El método de la reivindicación 11, en donde formar una pluralidad de hebras eléctricamente aisladas comprende además formar (445) una capa de unión (265) sobre la capa de aislamiento extrudida (260) de cada conductor, teniendo la capa de unión una temperatura de fusión más baja que la capa de aislamiento.

13. El método de la reivindicación 12, en donde formar (445) una capa de unión (265) comprende formar una capa de unión que comprende al menos una de (i) resina fenoxi, (ii) fenoxi reticulante, (iii) asociados de fenoxi o (iv) polisulfona.

14. El método de la reivindicación 11, en donde extrudir (435) una capa de aislamiento (265) comprende extrudir una o más capas de aislamiento poliméricas.

15. El método de la reivindicación 11, en donde extrudir (435) una capa de aislamiento (265) comprende extrudir al menos uno de (i) polisulfona, (ii) polifenilsulfona, (iii) polisulfuro, (iv) polifenilenosulfuro, (v) polietercetona, (vi) poliariletercetona, o (vii) poliamidaetercetona.

16. El método de la reivindicación 11, en donde extrudir (435) una capa de aislamiento (265) comprende extrudir una capa de aislamiento que tiene un espesor de entre 25 pm y 762 pm.

17. El método de la reivindicación 11, en donde formar una pluralidad de hebras comprende formar entre 5 y 85 hebras.