ITUB20156089A1 - Nastro isolante per componenti elettrici - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Campo di applicazione

La presente invenzione si innesta su un settore della tecnica che riguarda nastri isolanti per componenti elettrici, in particolare per componenti elettrici comprendenti avvolgimenti elettrici, e la descrizione che segue è fatta con riferimento a questo campo di applicazione con il solo scopo di semplificarne l'esposizione.

Arte nota

Come è ben noto in questo specifico settore tecnico, al fine di garantire l'isolamento elettrico tra due elementi conduttori, quali ad esempio l'avvolgimento primario e ravvolgimento secondario di un trasformatore, un nastro isolante monostrato o multistrato viene interposto tra di essi.

Nella realizzazione di tale isolamento elettrico, è importante assicurare una adeguata distanza in aria (clearance) e distanza superficiale (creepage) tra gli elementi conduttori.

In generale, la. distanza in aria si definisce come la più breve distanza misurata in aria tra due elementi conduttori mentre la distanza superficiale si definisce come la più breve distanza misurata sulla superficie del materiale isolante tra tali due elementi conduttori.

In particolare, specifiche prescrizioni normative e funzionali impongono una minima distanza in aria e distanza superficiale che i nostri isolanti devono assicurare tra gli elementi conduttori di un componente elettrico a seconda delle applicazioni, al fine di prevenire la formazione di scariche elettriche tra tali elementi conduttori.

La tecnica nota ha in passato offerto alcune soluzioni mirate airincremento delle distanze in aria e delle distanze superficiali tra elementi conduttori in un componente elettrico.

Ad esempio, una prima soluzione nota, rappresentata nelle figure 1A e 1B, prevede l’utilizzo di un nastro isolante frastagliato (fringing) 1 comprendente una pluralità di tagli T in corrispondenza di sue porzioni di bordo 2A e 2B. In questo modo, come rappresentato in figura 1B, quando tale nastro isolante frastagliato 1 viene utilizzato per isolare elettricamente un avvolgimento elettrico 3 disposto su un rocchetto 4, esso permette di ottenere una maggiore distanza in aria e distanza superficiale tra gli elementi conduttori isolati rispetto all’utilizzo di normali nastri piani che non comprendono la pluralità di tagli T in corrispondenza delle porzioni di bordo, in particolare permettendo la copertura parziale dì pareti di tale rocchetto 4 in corrispondenza di porzioni di estremità 3A e 3B deirawolgimento elettrico 3 grazie al piegamento delle porzioni di bordo 2A e 2B del nastro isolante frastagliato 1.

Pur vantaggiosa sotto vari aspetti, questa prima soluzione presenta vari inconvenienti, in particolare lo scarso isolamento elettrico nel caso di utilizzo di un solo strato del nastro isolante frastagliato 1 a causa della presenza dei tagli T delle sue porzioni di bordo 2A e 2B, i quali risultano in interruzioni fisiche delle porzioni di bordo 2 A e 2B stesse, in corrispondenza delle quali interruzioni è consentito il passaggio di corrente. Generalmente, questo comporta la necessità di applicare tre o quattro strati di nastro isolante frastagliato 1 anche dove spessori minori di isolante sono sufficienti, con conseguente riduzione delle prestazioni di un componente elettrico comprendente tali nastri isolanti frastagliati 1 sovrapposti. Di conseguenza, le distanze in aria e distanze superficiali effettivamente ottenute tramite tale nastro isolante frastagliato 1 sono variabili in funzione del numero di strati sovrapposti e del posizionamento relativo casuale dei tagli T in ciascuno strato sovrapposto. Inoltre è tecnicamente complicato applicare questa tecnica su nastri isolanti adesivi e/o di sottile spessore.

Ulteriormente, è noto dal brevetto tedesco pubblicato con numero DE 102 33 334 a nome Frank un nastro isolante avente una struttura a fisarmonica e quindi conformato in modo tale che più strati di tale nastro isolante risultano sovrapposti. In particolare, tale struttura a Fisarmonica è realizzata su tutta la larghezza del nastro, dove con larghezza si intende la dimensione del nastro nella direzione ortogonale alla direzione longitudinale (ovvero di svolgimento dello stesso).

Ancorché rispondente allo scopo, anche questa soluzione nota non è esente da inconvenienti in quanto comporta maggiori costi e laboriosità, nonché spessori minimi possibili del nastro moltiplicati almeno tre volte rispetto allo spessore del nastro di base, escludendo così la possibilità di realizzare nastri di spessori ridotti.

Il modello di utilità cinese pubblicato con numero CN202258735 a nome Mou et al. descrive inoltre un nastro isolante multistrato, comprendente un primo strato adesivo, un secondo strato adesivo ed uno strato increspato interposto tra tali primo e secondo strato adesivo.

Pur vantaggiosa sotto vari aspetti, anche questa soluzione nota presenta vari inconvenienti, in particolare legati ai costi e all’elevata spessore di tale nastro isolante multistrato.

Ulteriormente, la domanda di brevetto europeo pubblicata con numero EP 0 724 765 a nome Christensen propone un nastro isolante per trasformatori il quale viene conformato con un profilo cilindrico e successivamente deformato fino ad avere una sezione conformata sostanzialmente a U, tale nastro rivestendo completamente una prima faccia di un avvolgimento elettrico di un trasformatore e avendo inoltre porzioni di estremità in grado di essere piegate in modo da ricoprire sia i bordi sia, almeno parzialmente, una seconda faccia di tale avvolgimento elettrico.

Tuttavia, la suddetta soluzione nota comporta elevati costi e difficoltà di lavorazione, non consentendo inoltre l’utilizzo di nastri isolanti economici e/o sottili, tale soluzione essendo apprezzabile solo in una minoranza di applicazioni in cui le tensioni in gioco sono molto elevate.

Infine, un’ultima soluzione tecnica nota molto diffusa viene mostrata in figura 2A, la quale illustra schematicamente in sezione un componente elettrico comprendente un rocchetto 5, un primo avvolgimento elettrico 6, avvolto direttamente sul corpo del rocchetto 5, e un secondo avvolgimento elettrico 7. In tale soluzione nota, l’incremento delle distanze in aria e distanze superficiali tra gli avvolgimenti elettrici 6 e 7 è ottenuto tramite la realizzazione sul rocchetto 5 di gradini di materiale isolante 8 in contatto con i bordi del primo avvolgimento elettrico 6. realizzando così una barriera di materiale isolante direttamente sul corpo di tale rocchetto 5. Uno strato di nastro isolante piano 9 viene infine disposto tra il primo avvolgimento elettrico 6 e il secondo avvolgimento elettrico 7. In altre parole, nel corpo del rocchetto 5 sono definiti alloggi sostanzialmente a T che ospitano il primo avvolgimento elettrico 6 e il secondo avvolgimento elettrico 7.

Alternativamente, come rappresentato in figura 2B, al posto dei gradini di materiale isolante 8 viene disposta sulle pareti del rocchetto 5 una pluralità di strati di nastro isolante adesivo 8’, in contatto con i bordi di entrambi gli avvolgimenti elettrici 6 e 7, i quali sono separati dal nastro isolante piano 9.

Anche quest’ultima soluzione presenta vari inconvenienti, in quanto fingombro dei gradini di materiale isolante 8 o degli strati di nastro isolante adesivo 8' è tale che le prestazioni di un componente elettrico che adotta tale soluzione sono notevolmente ridotte-li problema tecnico della presente invenzione è quello di escogitare un nastro isolante per componenti elettrici, avente caratteristiche strutturali e funzionali tali da consentire di superare le limitazioni e gli inconvenienti che tuttora affliggono le soluzioni note, in particolare in grado di permettere 1 Incremento delle distanze in aria e delle distanze superficiali tra elementi conduttori di componenti elettrici in modo semplice, senza ridurre le prestazioni dei componenti elettrici e consentendo al contempo la diminuzione dei costi di fabbricazione.

Sommario deli' invenzione

L'idea di soluzione che sta alla base della presente invenzione è quella di realizzare un nastro isolante per componenti elettrici avente almeno una porzione di bordo dotata di una ondulazione in grado di adattarsi alla forma di un alloggiamento o di un supporto di un componente elettrico in cui il nastro viene utilizzato, così da aumentare le distanze in aria e le distanze superficiali tra elementi conduttori, in particolare tra avvolgimenti elettrici, di tale componente elettrico.

Sulla base di tale idea di soluzione, il problema tecnico è risolto da un nastro isolante per componenti elettrici, comprendente una porzione centrale piana, giacente in un piano, ed almeno una porzione di bordo contigua alla porzione centrale piana lungo una direzione longitudinale di svolgimento del nastro isolante, in cui tale almeno una porzione di bordo presenta un’ondulazione rispetto al piano della porzione centrale piana.

Più in particolare, l’invenzione comprende le seguenti caratteristiche supplementari, prese singolarmente o all decorrenza in combinazione.

Va innanzitutto sottolineato che l’ondulazione di tale almeno una porzione di bordo è un’ondulazione permanente.

Ulteriormente, il nastro isolante secondo la presente invenzione comprende rispettive porzioni di bordo disposte da parti opposte della porzione centrale piana e ad essa contigue lungo una direzione longitudinale di svolgimento del nastro isolante, entrambe tali porzioni di bordo presentando un’ondulazione.

In particolare, il nastro isolante è realizzato mediante un materiale dielettrico adesivo oppure mediante una struttura multistrato comprendente strati di materiali dielettrici diversi sovrapposti.

Secondo un aspetto dell’invenzione, londulazione di tale almeno una porzione di bordo è distribuita in modo continuo lungo tale almeno una porzione di bordo.

Alternativamente, londulazione di tale almeno una porzione di bordo è distribuita in modo discontinuo lungo tale almeno una porzione di bordo.

Viene inoltre descritto un componente elettrico comprendente almeno un elemento conduttore, in cui tale almeno elemento conduttore è isolato tramite il nastro isolante secondo la presente invenzione,

In particolare, tale almeno un elemento conduttore è un avvolgimento elettrico e tale componente elettrico è scelto tra un trasformatore ed un induttore accoppiato.

L’invenzione fa altresì riferimento ad un metodo di fabbricazione di un nastro isolante per componenti elettrici comprendente una porzione centrale piana, giacente in piano, e almeno una porzione di bordo contigua alla porzione centrale piana lungo una direzione longitudinale di svolgimento del nastro isolante, tale metodo comprendendo vantaggiosamente le fasi di:

- apportare il nastro isolante ad un dispositivo formatore comprendente almeno una coppia di ruote dentate, tale almeno una coppia di ruote dentate essendo dotata di una pluralità di denti in impegno reciproco, il nastro isolante essendo apportato in modo che tale almeno una porzione di bordo rimanga intrappolata in corrispondenza della pluralità di denti in impegno reciproco;

- mettere in rotazione tale almeno una coppia di ruote dentate, in modo tale che tale almeno una porzione di bordo venga trascinata attraverso la pluralità di denti in impegno reciproco; e

- formare per stiramento tale almeno una porzione di bordo tramite la pluralità di denti di tale almeno una coppia di ruote dentate, imprimendo un Ondulazione a tale almeno una porzione di bordo rispetto al piano della porzione centrale piana.

In particolare, il dispositivo formatore comprende una prima coppia di ruote dentate e una seconda coppia di ruote dentate, tale prima coppia di ruote dentate e tale seconda coppia di ruote dentate essendo dotate di rispettive pluralità di denti in impegno reciproco, tali pluralità di denti imprimendo l’ondulazione a rispettive porzioni di bordo del nastro isolante disposte da parti opposte della porzione centrale piana e ad essa contigue lungo una direzione longitudinale di svolgimento del nastro isolante.

Ulteriormente, tale almeno una coppia di ruote dentate del dispositivo formatore comprende una pluralità di denti distribuiti in modo discontinuo, la fase di formare per stiramento imprimendo su tale almeno una porzione di bordo del nastro isolante un’ondulazione distribuita in modo discontinuo lungo tale almeno una porzione di bordo.

Infine, la fase di mettere in rotazione può comprendere un allontanamento cadenzato di una ruota dentata di tale almeno una coppia di ruote dentate dall’altra ruota dentata, la fase di formare per stiramento imprimendo su tale almeno una porzione di bordo del nastro isolante un’ondulazione distribuita in modo discontinuo lungo tale almeno una porzione di bordo, tale allontanamento cadenzato potendo essere variato secondo esigenze specifiche.

Le caratteristiche ed i vantaggi del nastro isolante secondo l’invenzione risulteranno dalla descrizione, fatta qui di seguito, di un suo esempio di realizzazione dato a titolo indicativo e non limitativo con riferimento ai disegni allegati.

Breve descrizione dei disegni

In tali disegni:

- la figura 1A mostra una vista schematica di un nastro isolante frastagliato realizzato secondo la tecnica nota;

- la figura 1B mostra una vista assonometrica di un componente elettrico in cui l’isolamento tra avvolgimenti elettrici è realizzato tramite il nastro isolante frastagliato di figura 1A;

- la figura 2A mostra schematicamente in sezione un componente elettrico in cui l’isolamento tra avvolgimenti elettrici è realizzato secondo la tecnica nota;

- la figura 2B mostra schematicamente in sezione un componente elettrico in cui l’isolamento tra avvolgimenti elettrici è realizzato secondo una variante della tecnica illustrata in figura 2 A;

- la figura 3 mostra una vista schematica di un nastro isolante secondo la presente invenzione;

- la figura 4A mostra una vista assonometrica di un componente elettrico in. cui l’isolamento tra avvolgimenti elettrici è realizzato tramite il nastro isolante di figura 3;

- la figura 4B mostra una vista assonometrica di un componente elettrico in cui l’isolamento tra avvolgimenti elettrici è realizzato tramite il nastro isolante di figura 3 e in cui un rocchetto presenta flange con interruzione di parete;

- la figura 5 mostra schematicamente in sezione un componente elettrico in cui l’isolamento tra avvolgimenti elettrici è realizzato tramite il nastro isolante di figura 3;

- la figura 6 mostra una vista assonometrica di un componente elettrico in cui l’isolamento tra avvolgimenti elettrici è realizzato tramite un nastro isolante secondo una variante di realizzazione della presente invenzione;

- la figura 7 mostra una vista assonometrica di un componente elettrico in cui l’isolamento tra avvolgimenti elettrici è realizzato tramite un nastro isolante secondo una ulteriore variante di realizzazione della presente invenzione;

- La figura 8A mostra una vista schematica di un nastro isolante realizzato con un metodo secondo la presente invenzione; e - la figura 8B mostra una vista schematica di un nastro isolante realizzato con una variante del metodo secondo la presente invenzione.

Descrizione dettagliata

Con riferimento a tali figure, in particolare alla figura 3, con 10 viene globalmente e schematicamente indicato un nastro isolante per componenti elettrici realizzato secondo la presente invenzione.

E<1>opportuno notare che le figure rappresentano viste schematiche e non sono disegnate in scala, ma sono invece disegnate in modo da enfatizzare le caratteristiche importanti dell 'invenzione. Ulteriormente, nelle figure, i diversi pezzi sono rappresentati in modo schematico, la loro forma potendo variare a seconda dell 'applicazione desiderata. Infine, si sottolinea che in tali Figure numeri di riferimento identici si riferiscono ad elementi identici per forma o funzione.

Nella sua forma più generale, il nastro isolante 10 per componenti elettrici secondo l’invenzione comprende una porzione centrale sostanzialmente piana ed almeno porzione di bordo ad essa contigua lungo una direzione longitudinale (di svolgimento) di tale nastro isolante 10. Opportunamente, tale almeno una porzione di bordo è dotata di una ondulazione rispetto ad un piano della porzione centrale piana.

In particolare, nell’esempio di figura 3, il nastro isolante 10 per componenti elettrici è rappresentato esteso rettilineamente e comprende una porzione centrale sostanzialmente piana 11, giacente in un piano a, una prima porzione di bordo 12A e una seconda porzione di bordo 12B, tali rispettive porzioni di bordo 12A e 12B essendo disposte da parti opposte di tale porzione centrale piana 11 ed essendo ad essa contigue lungo una direzione longitudinale (di svolgimento) di tale nastro isolante 10. Il nastro isolante 10 è atto ad isolare elettricamente elementi conduttori di un componente elettrico, ad esempio è atto ad essere avvolto su avvolgimenti elettrici di un trasformatore o di un induttore.

Vantaggiosamente secondo la presente invenzione, almeno una tra la prima porzione di bordo 12A e la seconda porzione di bordo 12B di tale nastro isolante 10 presenta un’ondulazione OND rispetto al piano a di tale porzione centrale piana 11. In particolare, l’ondulazione OND di tale almeno una porzione di bordo 12A o 12B è un’ondulazione permanente. In una forma di realizzazione preferita tale ondulazione permanente è ottenuta per deformazione plastica di tale almeno una porzione di bordo 12A o 12B.

In tal modo, il nastro isolante 10 secondo la presente invenzione presenta almeno una tra la prima porzione di bordo 12A e la seconda porzione di bordo 12B deformata plasticamente in corrispondenza di tale ondulazione OND.

Più specificatamente, tale almeno una porzione di bordo 12A o 12B deformata plasticamente ha un profilo di lunghezza maggiore rispetto alla porzione centrale piana 11 , tale lunghezza essendo misurata lungo la direzione longitudinale (di svolgimento) del nastro isolante 10 quando tale almeno una porzione di bordo 12A o 12B è rettili neizzata.

Qui e nel seguito con il termine ondulazione si intende una irregolarità superficiale, quale ad esempio una deformazione plastica. Più in particolare, nell’esempio illustrato in figura 3, tale ondulazione OND è sostanzialmente periodica ed è caratterizzata da un prefissato andamento, da un prefissato passo X e da una prefissata ampiezza A.

Sempre con riferimento alla figura 3, viene mostrata una forma di realizzazione preferita del nastro isolante 10, in cui l’ondulazione ha andamento sostanzialmente sinusoidale, ma l’invenzione non è limitata a questo, tale ondulazione potendo avere un qualunque altro andamento, per esempio londulazione può avere andamento a dente di sega.

Ulteriormente, nella forma di realizzazione illustrata in figura 3, entrambe le porzioni di bordo 12A e 12B presentano una ondulazione.

L’ondulazione OND delle porzioni di bordo 12A e 12B ha un prefissato passo X, generalmente compreso tra 0,3 mm e 4 mm. In una forma di realizzazione preferita, il passo X è compreso tra 0,8 mm e 1 ,5 mm.

Ulteriormente, l’ondulazione OND delle porzioni di bordo 12A e 12B ha una prefissata ampiezza A, generalmente compresa tra 0,2 mm e 2,5 mm. In una forma di realizzazione preferita, l’ampiezza A è compresa tra 0,4 mm e 0,9 mm.

Con riferimento alla figura 4A, viene ora descritto un componente elettrico 13 comprendente un supporto 14 ed almeno un elemento conduttore 18, tale supporto 14 essendo atto a sostenere l’elemento conduttore 18, il quale viene isolato elettricamente tramite il nastro isolante 10 secondo la presente invenzione.

Nell'esempio illustrato, il supporto 14 è nella forma di un rocchetto includente un corpo o canotto centrale 15 e due flange 16 e 17, tale rocchetto avendo sezione quadrata. Può tuttavia essere utilizzato un rocchetto anche di altre forme, ad esempio a sezione circolare, ovoidale, o qualunque altra forma tale da consentire il supporto di almeno un elemento conduttore 18, quale ad esempio un avvolgimento elettrico.

Ulteriormente, l’elemento conduttore 18, mostrato in figura 4A nella forma di un avvolgimento elettrico, sempre indicato con 18, può essere di qualunque altro tipo, ad esempio può essere uno strato conduttore o una porzione conduttiva del componente elettrico 13 che necessita di essere isolato, tale figura essendo fornita solo a titolo esemplificativo e non essendo in alcun modo limitativa della portata deirinvenzione stessa.

Come evidente dalla figura 4 A, le porzioni di bordo 12A e 12B del nastro isolante 10 secondo la presente invenzione sono in particolare in grado di aderire alle flange 16 e 17 del rocchetto 14, adagiandosi ad esse in modo sostanzialmente ortogonale al piano a della porzione centrale piana 11 del nastro isolante 10, consentendo così un opportuno isolamento dell’avvolgimen to elettrico 18, questo piegamento del nastro isolante 10 essendo consentito dalla presenza deirondulazione OND delle porzioni di bordo 12A e 12B.

Opportunamente, come mostrato in figura 4B, la quale illustra una variante del componente elettrico 13 dì figura 4 A, l’ondulazione OND delle porzioni di bordo 12A e 12B consente l’isolamento delfavvolginiento elettrico 18 anche nel caso in cui una flangia, nell’esempio di figura 4B la flangia 16, del rocchetto 14 presenta un’interruzione di parete 19. E’ infatti evidente che la corrispondente porzione di bordo (nell’esempio la porzione 12A) del nastro isolante 10 può aderire facilmente a tale flangia 16, e quindi può mantenere adeguate distanze in aria e distanze superficiali, anche in corrispondenza deirinterruzione di parete 19.

Si sottolinea inoltre che, nonostante nelle figure 4 A e 4B venga mostrato un solo avvolgimento elettrico 18, il componente elettrico 13 può comprendere un qualsivoglia numero di avvolgimenti elettrici, isolati tramite il nastro isolante 10, tali figure essendo fornite solo a titolo di esempio non limitativo della presente invenzione al fine di comprendere il funzionamento del nastro isolante 10 all’interno di un componente elettrico.

Il nastro isolante 10 secondo la presente invenzione ha uno spessore e una larghezza, misurata in una direzione ortogonale rispetto alla direzione longitudinale (di svolgimento) del nastro, tali da consentire l’opportuno isolamento dell ’awo Igi me n to elettrico 18. In particolare, la larghezza del nastro isolante 10 è tale da consentire alle porzioni di bordo 12A e 12B, dotate di rispettive ondulazioni OND, di aderire alle flange 16 e 17 del rocchetto 14, adagiandosi ad esse in modo sostanzialmente ortogonale al piano a della porzione centrale piana 11 del nastro isolante 10.

Con riferimento ora alla figura 5, viene mostrata schematicamente una sezione del componente elettrico 13 di figura 4A, in cui l’avvolgimento elettrico 18, il quale è disposto direttamente sul corpo 15 del rocchetto 14, è avvolto da un ulteriore avvolgimento elettrico 20. L’isolamento elettrico tra gli avvolgimenti elettrici 18 e 20 viene realizzato tramite il nastro isolante .10 secondo la presente invenzione, il quale nastro aderisce come descritto in precedenza alle flange 16 e 17 del rocchetto 14 in corrispondenza delle sue porzioni di bordo 12A e 12B.

Il componente elettrico 13 può essere ad esempio un trasformatore, un induttore accoppiato o un qualunque altro componente elettrico comprendente almeno un elemento conduttore isolato tramite il nastro isolante 10 secondo la presente invenzione.

Come illustrato in figura 5, vantaggiosamente secondo la presente invenzione, ii nastro isolante 10 permette l’incremento delle distanze in aria e delle distanze superficiali tra gli avvolgimenti elettrici 18 e 20, senza la necessità di aumentare lo spessore di tale nastro isolante 10, con innegabili vantaggi in termini di costi di produzione e di prestazioni del componente elettrico 13.

Infatti, la presenza dell’ondulazione OND delle porzioni di bordo 12A e 12B permette a tali porzioni di bordo di adagiarsi alle flange 16 e 17 del rocchetto 14, permettendo in questo modo un isolamento migliore rispetto ai nastri piani.

Inoltre, le porzioni di bordo 12A e 12B, dotate di una ondulazione OND, del nastro isolante 10 non presentano interruzioni fisiche, cosa che invece contraddistingue i nastri isolanti frastagliati noti. In questo modo è possibile ottenere una adeguata distanza in aria e distanza superficiale tramite l’applicazione un singolo strato di nastro isolante 10 secondo la presente invenzione, senza la necessità di sovrapporre diversi strati dello stesso, con una conseguente riduzione dell’ingombro di isolante nei componenti elettrici.

Dì conseguenza il nastro isolante 10 secondo la presente invenzione consente un incremento della distanza in aria e della distanza superficiale tra elementi conduttori di un componente elettrico in modo molto più semplice ed economico rispetto a quanto proposto dalle soluzioni note, impegnando inoltre spazi molto più ridotti airinterno del componente elettrico.

Opportunamente, il nastro isolante 10 è realizzato mediante materiali comuni ed economici, disponibili anche in strati molto sottili. Preferibilmente, il nastro isolante 10 è realizzato mediante un materiale dielettrico adesivo, scelto ad esempio tra polietilene (conosciuto ad esempio con il nome commerciale Mylar), poliimmide (conosciuto ad esempio con il nome commerciale Kapton) o qualunque altro materiale dielettrico che abbia adeguate caratteristiche fisiche tali da permettere una deformazione plastica delle porzioni di bordo 12A e 12B del nastro isolante 10 e tale da ottenere una adeguata rigidità dielettrica per un componente elettrico i cui elementi conduttori sono isolati tramite tale nastro isolante 10.

Ulteriormente, in alcune applicazioni può essere opportuno realizzare il nastro isolante 10 mediante una struttura multistrato, ovvero una struttura comprendente strati di materiali dielettrici diversi sovrapposti, per esempio incollati fra loro. A titolo di esempio non limitativo, una tale struttura multistrato può essere scelta tra una sovrapposizione di strati di lateroide e polietilene oppure una sovrapposizione di strati di polietilene e carta adesivo.

Con riferimento di nuovo alla figura 3, Tondul azione OND di almeno una porzione di bordo 12A o 12B è distribuita in modo continuo e uniforme lungo tale almeno una porzione di bordo 12A o 12B. Ulteriormente, come precedentemente sottolineato, nella forma dì realizzazione illustrata in figura 3, entrambe le porzioni di bordo 12A e 12B presentano un’ondulazione OND,

Alternativamente, in una variante di realizzazione illustrata in figura 6, solamente una porzione di bordo, nell’esempio la porzione di bordo 12A, di un nastro isolante 10’ presenta una ondulazione OND, essendo quindi adatta all’applicazione su una singola flangia di un rocchetto 14 che alloggia un avvolgimento elettrico 18.

In una ulteriore variante di realizzazione illustrata in figura 7, l’ondulazione OND di almeno una porzione di bordo 12A o 12B di un nastro isolante 10” è distribuita in modo discontinuo lungo tale almeno una porzione di bordo 12A o 12B, ovvero è realizzata solamente su tratti non contigui o intermittenti di tale almeno una porzione di bordo 12A o 12B. In questa forma di realizzazione, i tratti di porzioni di bordo con ondulazione OND sono quindi preceduti e seguiti da tratti di porzioni di bordo senza ondulazione OND, Questa variante risulta vantaggiosa nel caso in cui sì utilizzi un rocchetto 14 a sezione quadrata o rettangolare, l’ondulazione OND potendo essere realizzata solo nei tratti in cui tale almeno una porzione di bordo 12A o 12B si trova in corrispondenza degli spigoli di tale rocchetto 14. Tale forma di realizzazione risulta inoltre particolarmente vantaggiosa nel caso in cui specifiche prescrizioni richiedano l’utilizzo di nastri isolanti di spessore elevato.

Con riferimento alla figura 8A, viene di seguito descritto un metodo di fabbricazione, considerato preferito, di un nastro isolante 10 per componenti elettrici, il quale nastro comprende una porzione centrale piana 11 , giacente in un piano a, ed almeno una porzione di bordo 12A o 12B contigua a tale porzione centrale piana 11 lungo una direzione longitudinale di svolgimento del nastro isolante 10.

Vantaggiosamente secondo la presente invenzione, il metodo comprende le fasi di:

- apportare il nastro isolante 10 ad un dispositivo formatore 20 comprendente almeno una coppia di ruote dentate 21A o 21B, tale almeno una coppia di ruote dentate 21 A o 21B essendo dotata di una pluralità di denti 22 in impegno reciproco, il nastro isolante 10 essendo apportato in modo che tale almeno una porzione di bordo 12A o 12B rimanga intrappolata in corrispondenza della pluralità di denti 22 in impegno reciproco;

- mettere in rotazione tale almeno una coppia di ruote dentate 21A o 21B, in modo tale che almeno una porzione di bordo 12A o 12B venga trascinata attraverso la pluralità di denti 22 in impegno reciproco; e

- formare per stiramento almeno una porzione di bordo 12A o 12B tramite la pluralità di denti 22 di tale almeno una coppia di ruote dentate 21A o 21B, imprimendo un Ondulazione OND a tale almeno una porzione di bordo 12A o 12B rispetto al piano oc della porzione centrale piana 11.

Come illustrato in figura 8A, il dispositivo formatore 20 comprende una prima coppia di ruote dentate 21A e una seconda coppia di ruote dentate 21B, tale prima coppia di ruote dentate 21A e tale seconda coppia di ruote dentate 21B essendo dotate di rispettive pluralità di denti, tutti indicati con 22, in impegno reciproco, i quali denti 22 imprimono londulazione OND a rispettive porzioni di bordo 12A e 12B del nastro isolante 10, tali porzioni di bordo 12A e 12B essendo disposte da parti opposte della porzione centrale piana 11 e ad essa contigue lungo una direzione longitudinale di svolgimento del nastro isolante 10.

La fase di formare per stiramento almeno una porzione di bordo 12A o 12B tramite la pluralità di denti 22 prevede la realizzazione di un’ondulazione OND avente un andamento, un passo ed un’ampiezza corrispondente rispettivamente ad un profilo, un passo ed un’altezza dei denti di tale pluralità di denti 22.

Inoltre, una ruota dentata della coppia di ruote dentate 21A e della coppia di ruote dentate 21B possiede denti smussati, tale smussatura avendo forma variabile in funzione della progressività trasversale della ondulazione OND che si vuole imprimere al nastro isolante 10.

Entrambe le ruote dentate della coppia di ruote dentate 21A e della coppia di ruote dentate 21B possono essere messe in rotazione grazie a rispettivi mezzi motori (non illustrati), oppure solo una ruota dentata può essere messa in rotazione, la rotazione di tale ruota dentata causando la rotazione dell’altra ruota dentata grazie airimpegno reciproco tra la pluralità di denti 22.

In una variante del metodo secondo la presente invenzione illustrata in figura 8B, almeno una coppia di ruote dentate 21A o 21B del dispositivo formatore 20 comprende una pluralità di denti 22 distribuiti in modo discontinuo, ovvero con tratti dentati preceduti e seguiti da tratti non dentati. In questo modo, nella fase di formare per stiramento, viene impressa su almeno una porzione di bordo 12A o 12B di un nastro isolante 10” un’ondulazione OND distribuita in modo discontinuo lungo tale almeno una porzione di bordo 12A o 12B,

In alternativa, la fase di mettere in rotazione almeno una coppia di ruote dentate 21A o 21B del dispositivo formatore 20 può comprendere un allontanamento cadenzato di una ruota dentata di tale almeno una coppia di ruote dentate 21A o 21B dall 'altra ruota dentata, come indicato dalla freccia I di figura 8A, in modo tale che, nella fase di formare per stiramento, viene comunque impressa su almeno una porzione di bordo 12A o 12B del nastro isolante 10” un'ondulazione OND distribuita in modo discontinuo lungo tale almeno una porzione di bordo 12A e 12B.

L’allontanamento cadenzato I della ruota dentata può essere variato secondo esigenze specifiche al fine di generare diverse lunghezze dei tratti di tale almeno una porzione di bordo 12A o 12B con ondulazione OND e senza ondulazione OND, tali lunghezze essendo variabili per esempio in funzione della forma del rocchetto 14 ed essendo eventualmente adattabili per l'isolamento di una pluralità di avvolgimenti consecutivamente sovrapposti. In particolare, è possibile modificare secondo esigenze specifiche il tempo durante il quale i denti delle ruote dentate sono in impegno reciproco, determinando così la lunghezza del tratto con ondulazione OND, cosi come il tempo in cui le ruote dentate sono allontanate e i rispettivi denti non sono in impegno reciproco, determinando così la lunghezza del tratto senza ondulazione OND.

In questa variante dì realizzazione entrambe le ruote dentate delle coppie di ruote dentate 21A e 21B vengono messe in rotazione grazie a rispettivi mezzi motori (non illustrati), il loro movimento relativo essendo sincronizzato.

Prima della fase di formare per stiramento almeno una porzione di bordo 12A o 12B può inoltre essere opportuno riscaldare ì bordi del nastro isolante 10, 10', 10” ad esempio tramite getto di aria calda o tramite altra metodologia.

Si sottolinea inoltre che, sebbene il suddetto metodo sia considerato preferenziale, anche altri metodi di fabbricazione del nastro isolante 10, 10’, 10” sono possìbili.

E’ inoltre opportuno notare che l’ondulazione OND ottenuta per stiramento, e quindi la conseguente riduzione di spessore delle porzioni di bordo 12A e 12B, non degrada le prestazioni del nastro isolante 10, 10, 10”. Infatti il potere isolante perso a causa della riduzione di spessore delle porzioni di bordo 12A e 12B del nastro isolante 10 viene recuperato, se non aumentato, dalla maggiore distanza in aria tra gli elementi conduttori che risulta dall’ondulazione OND di tali porzioni di bordo 12A e 12B.

In conclusione, la presente invenzione descrive un nastro isolante per componenti elettrici in cui almeno una porzione di bordo di tale nastro isolante presenta un’ondulazione rispetto ad un piano di una porzione centrale piana di tale nastro isolante.

Rispetto a 11 'utilizzo dei nastri frastagliati dell'arte nota, un tale nastro isolante non presenta interruzioni fisiche delle porzioni di bordo, le quali interruzioni sono rischiose in termini di indesiderati passaggi di corrente, ma opportunamente le porzioni di bordo presentano un’ondulazione, la quale può essere distribuita in modo continuo o discontinuo. Di conseguenza, grazie all 'utilizzo del nastro isolante secondo la presente invenzione, non è necessario sovrapporre diversi strati di materiale isolante per ottenere l’isolamento richiesto, con conseguenti vantaggi economici.

Ulteriormente vantaggiosamente secondo la presente invenzione, la possibilità di ottenere un incremento delle distanze superficiali e delle distanze in aria tramite l’applicazione di un solo strato del nastro isolante consente di ridurre l’ingombro di materiale isolante e quindi di migliorare Le prestazioni di un componente elettrico i cui elementi conduttori vengono isolati tramite tale nastro. E’ noto infatti che le prestazioni di un componente elettrico, quale ad esempio un trasformatore, dipendono dallo spessore di isolante utilizzato per isolare i propri elementi conduttori.

In particolare, a parità di dimensione e struttura, il minor ingombro di isolante permette di ottenere una maggior potenza elettrica per unità di volume, con minori perdite per un componente elettrico comprendente tale nastro isolante a causa delle minori resistenze ohmiche in corrente continua (DC) e in corrente alternata (AC) che possono essere ottenute, con una conseguente maggiore efficienza energetica.

Ulteriormente, il minor ingombro di isolante dovuto all’utilizzo di nastri più sottili e alla riduzione degli spazi eventualmente occupati da isolanti laterali, quali i gradini di materiale isolante 8 di figura 2A o gli strati di nastro isolante adesivo 8’ di figura 2B, consente di ottenere una riduzione dellinduttanza dispersa rispetto ai componenti elettrici secondo l’arte nota, il che comporta notevoli vantaggi. Ad esempio, nel caso di trasformatori per convertitori flyback, tale riduzione deU’induttanza dispersa comporta sia una riduzione del calore dissipato da eventuali soppressori (snubber) posti a protezione dei componenti attivi, con una conseguente maggiore efficienza energetica, sia un minore stress sui componenti attivi stessi dovuti alla riduzione della tensione riflessa sull’avvolgimento elettrico primario durante le commutazioni, da cui consegue una maggiore affidabilità o una riduzione di costo, potendo usare componenti attivi con tensione massima inferiore.

Si sottolinea inoltre che gran parte dei piccoli trasformatori per elettronica in cui è richiesto un isolamento rinforzato viene realizzata utilizzando filo a triplo isolamento per almeno uno degli avvolgimenti elettrici, tipicamente ravvolgimento elettrico secondario, e in tali casi le normative per l’isolamento rinforzato non prescrivono uno spessore minimo dell’isolante interposto tra l’avvolgimento elettrico primario e ravvolgimento elettrico secondario.

In generale, nel campo dei trasformatori, la riduzione dell’induttanza dispersa comporta ulteriori notevoli vantaggi legati soprattutto ad una minore variazione della tensione secondaria al variare del carico.

Ulteriormente, il nastro isolante secondo la presente invenzione permette di ottenere una certezza sulle distanze in aria e distanze superficiali ottenibili maggiore rispetto ai nastri frastagliati, utilizzando inoltre materiali isolanti comuni e particolarmente sottili, consentendo di ottenere un elevato isolamento con un piccolo ingombro del materiale isolante.

Infine, vantaggiosamente, il nastro isolante secondo la presente invenzione consente di ottenere un aumento delle distanze superficiali e delle distanze in aria in modo molto più semplice rispetto alle soluzioni note, anche senza dover ricorrere a configurazioni multistrato e senza dover realizzare barriere di isolante sul supporto degli elementi conduttori, con innegabili vantaggi soprattutto nella realizzazione di piccoli componenti che richiedono un elevato isolamento. In particolare, è possibile ottenere un incremento della rigidità dielettrica per un componente elettrico i cui elementi conduttori sono isolati tramite tale nastro isolante, fino a valori sostanzialmente da 2 a 4 kV nel caso in cui entrambi gli avvolgimenti elettrici sono realizzati mediante filo smaltato (enamelled wire) oppure da 4 a 8 kV nel caso in cui uno degli avvolgimenti elettrici è realizzato mediante filo a triplo isolamento, pur con spazi occupati dal nastro isolante stesso molto ridotti.

Ovviamente al nastro isolante sopra descritto un tecnico del ramo, allo scopo di soddisfare esigenze contingenti e specifiche, potrà apportare numerose modifiche e varianti, tutte comprese nell'ambito di protezione dell'invenzione quale definito dalle seguenti rivendicazioni.

Claims (14)

1. RIVENDICAZIONI 1. Nastro isolante (10, 10’, 10”) per componenti elettrici, comprendente una porzione centrale piana (11), giacente in un piano (et), ed almeno una porzione di bordo (12A, 12B) contigua a detta porzione centrale piana (11) lungo una direzione longitudinale di svolgimento di detto nastro isolante (10, 10’, 10”), caratterizzato dal fatto che detta almeno una porzione di bordo (12A, 12B) presenta un’ondulazione (OND) rispetto a detto piano (a) di detta porzione centrale piana (1 1).
2. 2. Nastro isolante (10, 10’, 10”) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta ondulazione (OND) di detta almeno una porzione di bordo (12A, 12B) è un’ondulazione permanente.
3. 3. Nastro isolante (10, 10’, 10”) secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto di comprendere rispettive porzioni di bordo (12A, 12B) disposte da parti opposte di detta porzione centrale piana (11) e ad essa contigue lungo una direzione longitudinale di svolgimento di detto nastro isolante (10, 10’, 10”), entrambe dette porzioni di bordo (12A, 12B) presentando un’ondulazione (OND).
4. 4. Nastro isolante (10, 10’, 10”) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di essere realizzato mediante un materiale dielettrico adesivo.
5. 5. Nastro isolante (10, 10’, 10”) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzato dal fatto di essere realizzato mediante una struttura multistrato comprendente strati di materiali dielettrici diversi sovrapposti,
6. 6. Nastro isolante (10, IO<5>) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta ondulazione (OND) di detta almeno una porzione di bordo (12A, 12B) è distribuita in modo continuo lungo detta almeno una porzione di bordo (12A, 12B).
7. 7, Nastro isolante (10”) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 5, caratterizzato dal fatto che detta ondulazione (OND) di detta almeno una porzione di bordo (12A, 12B) è distribuita in modo discontinuo lungo detta almeno una porzione di bordo (12A, 12B).
8. 8. Componente elettrico (13) comprendente almeno un elemento conduttore (18), caratterizzato dal fatto che detto almeno un elemento conduttore (18) è isolato tramite un nastro isolante (10, 10’, 10”) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti.
9. 9, Componente elettrico (13) secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detto almeno un elemento conduttore (18) è un avvolgimento elettrico.
10. 10. Componente elettrico (13) secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto di essere scelto tra un trasformatore ed un induttore accoppiato.
11. 11, Metodo di fabbricazione di un nastro isolante (10, 10’, 10”) per componenti elettrici comprendente una porzione centrale piana (11), giacente in piano (a), e almeno una porzione di bordo (12A, 12B) contigua a detta porzione centrale piana (11) lungo una direzione longitudinale di svolgimento di detto nastro isolante (10, 10’, 10”), detto metodo comprendendo le fasi di: - apportare detto nastro isolante (10, 10’, 10”) ad un dispositivo formatore (20) comprendente almeno una coppia di ruote dentate (21 A, 21B), detta almeno una coppia di ruote dentate (21 A, 21B) essendo dotata di una pluralità di denti (22) in impegno reciproco, detto nastro isolante (10, 10’, 10”) essendo apportato in modo che detta almeno una porzione di bordo (12A, 12B) rimanga intrappolata in corrispondenza di detta pluralità di denti (22) in impegno reciproco; - mettere in rotazione detta almeno una coppia di ruote dentate (21A, 21B), in modo tale che detta almeno una porzione di bordo (12A, 12B) venga trascinata attraverso detta pluralità di denti (22) in impegno reciproco; e - formare per stiramento detta almeno una porzione di bordo (12Λ, 12B) tramite detta pluralità di denti (22) di detta almeno una coppia di ruote dentate (21A, 21B), imprimendo un’ondulazione (OND) a detta almeno una porzione di bordo (12A, 12B) rispetto a detto piano (a) di detta porzione centrale piana (1 1).
12. 12. Metodo di fabbricazione di un nastro isolante (10, 10’, 10”) secondo la rivendicazione 11, in cui detto dispositivo formatore (20) comprende una prima coppia di ruote dentate (21A) e una seconda coppia di ruote dentate (21B), detta prima coppia di ruote dentate (21 A) e detta seconda coppia di ruote dentate (2 1 B) essendo dotate di rispettive pluralità di denti (22) in impegno reciproco, dette pluralità di denti (22) imprimendo detta ondulazione (OND) a rispettive porzioni di bordo (12A, 12B) di detto nastro isolante (10, 10’, 10”) disposte da parti opposte di detta porzione centrale piana (11) e ad essa contigue lungo una direzione longitudinale di svolgimento di detto nastro isolante (10, 10', 10”) ,
13. 13. Metodo di fabbricazione di un nastro isolante (10”) secondo la rivendicazione 1 1 o 12, in cui detta almeno una coppia di ruote dentate (21 A, 21B) di detto dispositivo formatore (20) comprende una pluralità di denti (22) distribuiti in modo discontinuo, detta fase di formare per stiramento imprimendo su detta almeno una porzione di bordo (12A, 12B) di detto nastro isolante (10”) un’ondulazione (OND) distribuita in modo discontinuo lungo detta almeno una porzione di bordo (12A, 12B).
14. 14. Metodo di fabbricazione di un nastro ìsolante ( 10”) secondo la rivendicazione 11 o 12, in cui detta fase di mettere in rotazione comprende un allontanamento cadenzato di una ruota dentata di detta almeno una coppia di ruote dentate (21 A, 21B) dall’altra ruota dentata, detta fase di formare per stiramento imprimendo su detta almeno una porzione di bordo (12A, 12B) di detto nastro isolante (10”) un’ondulazione (OND) distribuita in modo discontinuo lungo detta almeno una porzione di bordo (12A, 12B), detto allontanamento cadenzato potendo essere variato secondo esigenze specifiche.