KR20120099673A - 유도성 컴포넌트를 위한 권선 어레인지먼트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 적어도 코어(9), 및 그러한 코어 둘레에 위치되어 평면 권선 시트들(11)로 이루어지는 권선 구조로 구성되는 유도성 컴포넌트를 위한, 권선 어레인지먼트에 관련한다. 권선 구조 내부에는, 초과 열을 권선으로부터 이동시키도록 적응된 냉매가 존재한다.

Description

유도성 컴포넌트를 위한 권선 어레인지먼트{WINDING ARRANGEMENT FOR AN INDUCTIVE COMPONENT}

본 발명의 범위는 청구항 1 항에 따른 유도성 컴포넌트를 위한 권선 어레인지먼트에 관련한다.

유도성 컴포넌트들은 적어도 권선 및 코어로 구성된다. 전력 전자 기기의 크기를 감소시키기 위해, 유도성 컴포넌트의 권선 크기를 가능한 한 소형화시키는 것이 매우 바람직할 것이다. 고 주파 및 저 전력 스위칭 모드에서, 소위 평면 권선으로 지칭되는 전력 공급장치들이 고 전력 밀도 요건들을 충족시키기 위해 이용된다. 권선들은 실질적으로 평면 엘리먼트들로부터 구축된다. 그러한 권선은, 예를 들어, 인쇄 회로 기판 층들을 사용하고, 구리 판금 부품들을 적층 및 납땜하거나, 캡톤(Kapton) 기반의 라미네이트와 같은 연성 인쇄 회로 기판을 폴딩함으로써, 제조될 수 있다. 이러한 공지된 평면 권선 기술들에 대한 단점은, 제조 공정 및 냉각 용량에서의 제한들로 인해 고 전류 애플리케이션들에 대해 적합하지 않다는 것이다. 이러한 이유들로 인해 고 전력 유도성 컴포넌트들이 권선 또는 포일(foil)을 이용하여 제조된다.

도 1은 종래 기술에 따른 유도성 컴포넌트들을 원칙적이고 간략화된 형태로 도시한다. 유도성 컴포넌트의 권선은 도 1에 도시된 바와 같이 코어 둘레에 포일을 권선함으로써 제조된다. 도 1에서, 포일의 두께가 실제보다는 더 크게 도시되었고 명료성을 위해 권선 층들 사이에 몇몇의 공극들이 존재하도록 고시하였다. 실제로는, 층들은 얇고, 이들은 서로 나란히 위치하여 그들 사이에는 얇은 절연체만이 존재한다.

그러나, 포일이 권선된 권선들에 있어서의 문제점은, 그것들이 열악한 냉각 특성을 갖는다는데 있다. 특히 가장 내부의 권선 층들에는 열점들(hot spots)이 생성되는데, 이는 열이 모든 권선 층들을 통해 주변공기로 전도되어야 하기 때문이다. 또 다른 문제점은, 요구되는 도전체의 단면적을 충족시키기 위해 포일의 폭이 넓어야 한다는 것인데, 이로 인해 컴포넌트는 한쪽 방향이 다른 쪽 방향보다 훨씬 크게 될 수 있다. 도 1에서, 유도성 컴포넌트의 높이는 폭보다 훨씬 크다. 이는 크기 최소화면에서 최적의 형태가 아니다.

본 발명의 목적은 위에서 언급된 단점들을 제거하여 유도성 컴포넌트에 대한 더 간단하고, 경제적이며 효율적인 권선 어레인지먼트를 형성함으로써, 고 전력 및 고 전류 유도성 컴포넌트들이 최적의 크기 및 형태를 갖도록 함은 물론 권선들의 효과적인 냉각을 허용하게 하는 것이다. 본 발명에 따른 권선 어레인지먼트는 모든 종류의 유도성 컴포넌트들에 대해 이용될 수 있지만, 특별하게는 위에서 언급된 고 전력 및 고 전류 유도성 컴포넌트들에 대한 권선으로서 더 적합하다. 본 발명에 따른 권선 어레인지먼트는 청구항 1에에서 특징화된 부분에 표시된 내용으로 특징화된다. 본 발명의 다른 실시예들은 다른 청구항들에서 표시된 내용들에 의해 특징화된다.

본 발명의 다른 실시예들은 또한 본 명세서의 상세한 설명에서 설명될 수 있다. 본 발명의 개념은 이하의 청구항들에서 설명된 바와는 다른 방식으로 한정되는 것이 또한 가능한다. 또한, 종속 청구항들의 몇몇 특성들은 어떠한 환경들하에서는 그러한 본 발명으로써도 간주될 수 있다고 결론지어 질 수 있다.

본 발명에 다른 권선 어레인지먼트의 장점은, 예를 들어, 유도성 컴포넌트 내부측에서 생성된 철손(core losses)이 권선의 외부로 효율적으로 냉매로 전달될 수 있어서, 냉각을 향상시키게 된다는 점이다. 이러한 권선으로 인한 하나의 장점은 또한, 유도성 컴포넌트의 크기가 최적화될 수 있다는 점이다. 본 발명에 따른 권선 어레인지먼트는 특히 고 전력 및 전류 레벨들에 대해 제안된 유도성 컴포넌트들을 권선하는데 적합하다.

이하에서, 본 발명은 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들의 예들을 통해 좀 더 상세히 설명될 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 유도성 컴포넌트들을 원칙적이고 간략화된 형태로 도시한 도면.
도 2 내지 도 5는 상이한 적층된 권선 구조들의 단면의 간략화되고 도식화된 측면도들.
도 6은 본 발명에 따른 초크 단면의 간략화되고 도식화된 측면도.
도 7 내지 도 9는 적층을 위한 상이한 권선 시트(sheet)들의 단면의 간략화되고 도식화된 상면도.
도 10은 본 발명에 따른 권선 어레인지먼트를 갖는 또 다른 초크의 경사면의 간략화되고 도식화된 상면도.
도 11은 적층을 위한 권선 시트들의 그룹의 간략화되고 도식화된 상면도.
도 12는 적층된 바와 같은 도 11의 권선 시트들의 간략화되고 도식화된 정면도.
도 13 및 도 14는 적층 구조로서 폴딩하기 위한 연속 스트립의 간략화되고 도식화된 상면도.
도 15는 적층된 권선 시트들을 함께 연결시키는 하나의 방법의 간략화되고 도식화된 측면도.
도 15a는 본 발명에 따른 적층된 권선의 상세 단면도.
도 15b는 본 발명에 따른 적층된 권선의 하나의 유리한 개략적 제조 공정을 도시한 도면.
도 16은 특수용 권선 시트의 간략화되고 도식화된 상면도.
도 16a는 다른 유형의 특수용 권선 시트의 간략화되고 도식화된 측면도.
도 16b는 유도성 컴포넌트에 시트 연결부들을 위치시키는 대안적인 방식의 경사도.
도 16c 내지 도 16f는 상이한 방향들로 만곡된 연결 돌출부들을 갖는 권선 시트들의 경사도들.
도 17 내지 도 19는 공극을 갖는 상이한 권선 시트 구조들의 간략화된 도식적 정면도.
도 20 내지 도 23은 상이한 액체 냉각식(liquid cooling) 구조들의 경사면의 간략화되고 도식적인 상면 및 측면도.
도 24는 도 23에 따른 액체 냉각된 권선을 갖는 초크의 경사면의 간략화되고 도식화된 상면도.
도 25는 액체 냉각식 엘리먼트들을 갖는 적층된 권선을 갖는 초크의 간략화되고 도식화된 후면도.
도 25a는 냉랭식 권선에 대한 대체 구조의 경사도.
도 25b는 저 전류를 위한 간단한 권선 시트의 상면도.
도 25c는 권선 시트들을 위한 대체 압축 구조의 측면도.
도 26 및 도 27은 상이한 액체 냉각식 권선 구조의 단면의 간략화되고 도식화된 측면도.

본 발명에 따른 권선 구조는 특정하게는, 여기에서 적층 권선(stacked winding)으로 호칭되는 고 전력 평면 권선에 관련한다. 본 발명의 주요 개념은, 평면 시트와 같은 권선 엘리먼트들로 구성되는 권선에 초과열을 권선으로부터 전도시키는 냉매가 제공된다는 것이다. 본 발명에 따라, 냉매는 기체 또는 액체일 수 있고, 하나 이상의 권선 시트들로 구성되는 권선 층들 사이에 위치된다. 냉매는 또한 권선 시트 표면 상의 고체 재료일 수 있고 또는, 냉각 물질이 권선 시트 내부에 있을 때는 권선 시트 그 자체일 수 있다.

본 발명의 제 1 실시예를 도시하는 도 2에서, 평면 권선 시트들로 구성되는 권선(1)의 권선 층들(2)은 층들 사이에 갭과 같은 공간(3)을 가지는데, 그러한 공간에서는 예컨대 이동하는 공기에 의해 냉각 향상을 가져오는 팬을 이용함으로써 공기가 들어가게 된다. 그러한 팬은 유도성 컴포넌트와는 별개이거나 그와 함께 병합될 수 있다. 갭들(3)에서 순환되는 냉매는 임의의 다른 기체일 수도 있다. 냉각은 또한 자연 대류에 기반할 수 있다. 그러한 경우에, 열 전도는 가열된 공기 또는 기체의 이동에 기반하고 별도의 팬이 필요치 않게 된다. 자연 대류 현상을 이용할 때의 최적은, 수직 방향으로 권선 시트들을 장착하는 것이다. 그에 따라 강제 공랭을 이용할 시에는, 권선 층들(2) 사이를 흐르도록 공기를 조정하는 공기 안내 엘리먼트들을 권선(1)에 제공하는 것이 유리하다. 권선 시트들에는 또한 공기의 난류를 증가시키는 특정 벌지(bulge)들 및 다른 형상들이 제공될 수 있는데, 이에 의해 권선 층들(2)에서 냉매로의 열 전도가 향상된다. 하나의 효율적인 방법은 특정 갭(3)에서의 직접적 공기흐름을 차단하고 층들 사이에 동일한 점(spot)에서 홀들을 만든다. 그후, 공기는 층들 사이에서 층류 방식(in a laminar way)으로는 이동할 수 없지만, 권선 시트의 한쪽 측에서 권선 시트의 다른쪽 측으로 홀들을 통해서는 이동할 수 있고, 동시에 난류가 되어 열을 효율적으로 전도하게 된다.

본 발명에 따른 권선 어레인지먼트로서 실현되는 중요한 점은, 구조 그 자체로 인해서, 냉매의 이동이 허용되고, 권선 구조 및 코어를 효과적으로 냉각시키기 위해 가능한한 짧고 최적인 경로를 통해서 요구되는 공간들로의 냉매 안내가 처리된다. 냉매의 효과적인 안내는 모든 환경하에서 이루어지지만 더욱 효과적이게는 강제 공기 냉각의 경우이다. 선호되는 실시예에 따른 경우에, 냉매의 경로 중 적어도 일부는 권선 구조 내부측으로 흐르도록 조정된다.

도 3에 도시된 제 2 유리한 실시예에서, 권선 층들(2) 사이의 공간(4) 또는 평면 권선 엘리먼트들로 구성되는 권선 층들(2)의 외부 표면상에는 액체 냉각식 냉각판들에 제공되는데, 상기 판들 내부측으로 냉각액이 순환된다. 또한, 권선 시트들 자체는, 그것들이 냉각판들로써 동작하는 방식으로 설계될 수 있다. 즉, 그러한 구조에서는 권선 층들(2) 사이에 공간(4)을 갖는데, 그 공간에서 냉각액이 권선 층들(2) 사이에서 또는 권선 층들 내부측에서 순환할 수 있다. 권선 층들로부터 분리되어 절연된 별개의 냉각판들이 이용될 때, 얼마간의 불순물들이 냉각액 내에 허용될 수 있는데, 왜냐하면 권선 시트들 내부측에 직접 있는 냉각액은 전기적으로 비-도전성인 냉각액의 이용을 필요로 하기 때문이다. 실질적으로 냉각판들은 모든 냉각 층들 사이에 필요치는 않으나, 권선 열점이 적절한 온도인 모든 그러한 다수의 층들 사이에만 필요하다.

도 4에 도시된 제 3 유리한 실시예에서, 권선 층들(2) 사이의 공간(5) 및/또는 권선 층들(2)의 외부 표면 상에는 열 전도체가 제공되는데, 상기 전도체는 권선 층들(2) 사이로부터 멀리 열을 이동시킴으로써 열을 전도한다. 예를 들어, 자신의 양측부들 중 한쪽과 함께 열 교환기(6)에 고정된 구리 절연 시트가 권선 층들 사이에 위치될 수 있다. 이는 열을 권선 층들(2)로부터 멀리 떨어져 구리를 통해 열 교환기(6)로 전도할 것이다. 또 다른 효율적인 열전도체는 흑연이다. 산화 알루미늄과 같은 세라믹 또한 열전도체로써 사용될 수 있다. 그러한 경우에, 열전도체는 또한 권선 시트들 사이에서 절연체로서 작용하고, 별도의 절연이 필요치 않게 된다.

또 다른 유리한 실시예에서, 권선은, 함께 압축될 때 열이 권선 시트들 자체를 따라 권선 구조의 에지로 충분히 효과적으로 전도하는 방식으로 설계되어져 왔다. 즉, 권선 구조는 자체 냉각된다.

권선 시트들은 코팅을 이용하거나 산화처리를 하여 절연될 수 있고, 또는 권선 층들 사이에 별도의 절연체가 존재할 수 있다. 특히, 알루미늄 권선 시트들에 대한 산화처리가 절연체로서 이용될 수 있다. 절연체는 또한 예컨대, 노멕스(Nomex)-페이퍼로부터 절단함으로써 제조될 수 있고, 이것이 권선 층에 접착될 수 있고 또는 기계적으로 장착될 수 있다. 그러한 절연체는 또한, 절연체의 외부쪽 에지가 권선 시트의 에지로 넘어올 때, 접촉 방지를 제공하는데 이용될 수 있다.

절연체는 또한 리벳(rivet)들 또는 다른 유사한 엘리먼트들을 이용함으로써 권선 시트에 대해 고정될 수 있다. 권선 시트들 상의 절연체들은 이전에 설명된 본 발명의 임의의 실시예들과 함께 이용될 수 있다.

도 5에 도시된 실시예는 본 발명에 따른 또 다른 경제적이고 효과적인 권선 어레인지먼트이다. 이러한 실시예에서 절연체(7)에 의해 함께 절연된 권선층들(2)이 항상 존재하고, 이러한 종류의 구조 사이에는 냉각 공기 또는 다른 냉매를 위한 공간(3)과 같은 갭이 존재한다. 이러한 방식에서 구조는 더 평평해지지만, 각각의 권선 층(2)은 자신의 한쪽 표면쪽에서, 갭(3)에 존재하는 냉매와 여전히 접촉된다.

실질적으로 위에서 언급된 대체예들의 권선 구조들은 함께 결합될 수 있다.

도 6은 본 발명의 권선 어레인지먼트와 함께 장착되는 초크(8)의 단면의 간략화되고 도식화된 측면도이고, 그러한 초크는 적어도, 코어(9) 및 수직 코어 폴들(9b) 둘레에 배치된 권선 구조(10)로 구성된다. 코어 폴들(9b)이 수직 방향으로 있을 때 권선 구조(10)의 권선 시트들(11)은 코어 폴들(9b)의 높이 방향으로 차례차례 위로 코어 폴들(9b) 주변에 배치된다. 더 일반적으로는, 권선 시트들(11)이 코어 폴들(9b)의 길이 방향으로 차례차례 코어 폴들(9b) 주변에 배치되고, 더 정확하게는 권선 시트들(11)이 코어 폴들(9b)의 자속 방향으로 차례차례 코어 폴들(9b) 주변에 배치된다고 말할 수 있다. 이러한 종류의 구조는 코어 폴들(9b) 주변의 나선 구조와 비슷하다. 그러한 종류의 나선 구조는 이후에 도 17에서 살펴볼 수 있다. 도 6의 초크(8)는 도 1에 도시된 박 권선을 갖는 종래 기술의 초크에서와 같은 동일한 도전체 단면 영역, 권선 선회들(turns) 및 코어 단면 영역을 갖는다.

도 1 및 도 6의 초크들이 함께 비교될 때, 본 발명에 따른 초크(8)는 도 1의 초크보다 더 평평하고 더 입방체 모양일 수 있다고 언급될 수 있다. 이는 크기 최소화를 위한 최적의 형태이다. 포일 권선을 이용하면, 표피 및 근접 효과들을 최소화하기 위해 그리고 제조용이성의 이유들로 인해 시트가 이용되어야만 한다. 이로 인해, 주어진 도체 단면 영역에 대한 넓은 포일이 생기고, 이것은 차례로 초크 높이를 형성한다. 그러한 초크의 수직 코어 폴들 역시 높은 길이이고, 이는 고비용의 초크가 되게 한다. 또 하나의 문제점은, 초크들이 동일한 전력 손실 밀도를 갖음으로 인해, 높은 코어 수직 폴들에서 생성된 절대 전력 손실이 높다는 데에 있다. 도 1에 따른 종래 기술의 초크에 대응하는 본 발명에 따른 초크(8)를 이용하면, 수직 코어 폴들(9b)은 도 1의 초크의 수직 코어 폴들보다 약 절반이 더 짧은데, 이로 인해 비용 및 수직 코어 폴들에서 생성되는 절대 전력 손실이 감소된다. 이는 특히, 수직 코어 폴들(9b)이 더 고가의 저손실 재료를 이용하는 경우 및 수평 바들(9a)이 더 저가의 고손실 재료를 사용하는 경우에 더 이점을 갖는다. 동일한 코어 재료가 수직 코어 폴들(9b) 및 수평 코어 바들(9a)에 이용될 때, 최소 비용은, 수평 및 수직 바들이 동일한 길이일 때 달성된다. 상이한 재료들이 사용되면, 길이들의 최적 비율은 재료들의 비용의 비율에 의존한다. 본 발명에 따른 초크를 이용함으로써, 전력 전자 장비의 전력 밀도는 증가될 수 있는데 왜냐하면 초크가 자신의 더 양호한 냉각 성능으로 인해 종래 기술의 초크들보다 2-3 배 더 작게 압축될 수 있으면서, 여전히 동일한 처리 전력을 처리할 수 있다고 결론내려질 수 있다. 본 발명에 따른 초크에서, 소위 열점들 역시 제거되는데, 왜냐하면 권선 구조로 인해 냉매가 권선 내 모든 지점을 냉각시킬 수 있게 되기 때문이다. 절연체의 수명은 온도에 의존하기 때문에, 이는 초크의 신뢰성을 증가시키게 된다.

본 발명에 따른 권선을 이용하는 초크는 주어진 기하학적 제한치로 쉽게 최적화될 수 있는데, 왜냐하면 권선의 형태의 자유로운 설계가 가능하기 때문이다. 예를 들어, 수직으로 길고 수평으로도 긴 초크들이 쉽게 설계될 수 있는 반면, 기존의 기술을 이용하면 최적의 예는 항상 수직으로 긴 형태다.

권선은 또한, 실질적으로 평면 및 판 같은 권선 엘리먼트들로도 호칭되며, 이후에는 서로 상부 상의 권선 시트들로 호칭되는 소위 시트들을 적층시키거나, 아코디언 같은 구조 내로 연속적 패터닝된 트립을 폴딩시킴으로써 제조될 수 있다. 이는 회전 대칭인 권선 시트들을 사용하는데 유리하다. 이렇게 제조함으로써, 서로의 상부 상의 시트들이 특정 방식으로 연속적 구조로 함께 연결될 때 연속적 권선 구조의 제조를 위해서 오직 한가지 유형의 시트가 필요하게 된다.

도 7은 일단 권선에 대한 권선 시트(11)를 도시하는데, 권선 시트의 형상은 예컨대 각진 S 문자와 같다. 도 7의 권선 시트들(11)이 서로 상부 상에 적층되고 매 격차의 시트가 수평 변위 주변으로 회전될 때, 연속적 권선 구조가 생성된다. 또한, 권선 시트들(11)이 한쪽 에지에서 하향하여 그리고 다른쪽 에지에서 상향하여 서로 접촉되어 있다. 그러한 권선 시트(11)는 경제적인데, 왜냐하면 기계적 차원들이 그렇게 설명되면 재료 낭비가 거의 없이 제조될 수 있기 때문이다.

도 8 및 도 9에서, 권선을 위한 권선 시트(11)가 도시된다. 도 9의 권선 시트들(11)은 도 8의 것들보다 더 짧다. 그러한 경우에, 서로 상부 상에 적층된 상이한 길이를 갖는 그러한 시트들의 연결 영역들은 서로의 상부 상에 위치하지 않고, 동일한 구조는 다중의 분리된 권선들로 구성될 수 있다. 각각의 도면에서, 우편의 권선 시트는 권선 박막(11)의 수직축을 따라 미러링된 좌편의 권선 시트의 미러링 이미지이다. 권선 시트(11)는 날카로운 모서리들을 갖는 O-형상을 갖는다. 그러한 권선 시트들(11)을 적층하고 매 두 번째의 시트를 수평면으로 미러링시킴으로써, 시트들이 특정 방식으로 함께 연결될 때 연속적 권선 구조가 형성된다. 도면들에서, 연결 영역들은 하부에 존재한다. 권선 시트들(11)을 이용함으로써, 다음 층으로의 이동이 이루어지기 전에 다수의 선회들이 층 상에 형성될 수 있다.

권선 시트들(11)은 판금 가공 스테이션 또는 펀칭을 위한 연속식 툴(follow-on-tool)을 통해서, 물 또는 레이저 절단을 이용하여 제조될 수 있다. 특히, 시트들에 대한 알루미늄의 사용은 가격면에서 효율적이다. 상이한 환경 조건들에 대해 항상 가장 적합한 재료를 선택하는 것 역시 가능하다. 권선 시트들(11)은 또한, 나사이용, 리벳이용, 냉용접, 압축, 용접, 마찰 용접 또는 임의의 다른 공지된 연결 기술을 이용하여 함께 연결될 수 있다. 권선 시트들(11)은 또한, 연결 엘리먼트들을 위한 특정 절단-홈들 및 홀들 또는 딤플들을 가질 수 있고, 이로 인해 구조를 완전하게 함께 압축 가능하게 함으로써 시트들 자체보다 더 두꺼운 연결 엘리먼트들을 사용하지 않게 한다.

권선 시트(11)의 내부쪽 및 외부쪽 에지들은 임의의 형태를 가질 수 있다. 도 9에서, 직사각형 시트가 도시되지만, 시트는 또한 둥근형, 삼각형 또는 임의의 형태일 수 있다. 내부쪽 및 외부쪽 형태들 역시 상이할 수 있다. 예를 들어, 내부쪽 형상이 둥근형이고 외부쪽 형상은 직사각형일 수 있다. 또한 시트 모서리들은 둥글거나 경사질 수 있다. 표준 금속 박판 공정을 이용하여 권선 시트들을 제조하고 시트 연결들을 위해 압축을 이용하는 것은 매우 경제적이다.

도 10에서, 본 발명에 따른 권선 어레인지먼트를 이용하는 간략화된 3-단 초크(12)가 도시된다. 간략화를 위해, 권선 층들 사이의 공극은 도시되지 않았다. 초크(12)는 냉매로서 강제 공랭을 이용한다. 액체 또는 다른 별도의 냉각 엘리먼트들이 사용될 때 상이한 권선들은 하나 또는 다수의 열 교환기들을 공유할 수 있다. 구조는 효과적인 냉각을 갖는데, 왜냐하면 권선 시트들(11) 및 코어(9)로 구성되는 권선은 그것들 사이의 냉각 공기 이동을 위한 적절한 갭을 갖기 때문이다. 즉, 권선 그 자체는 권선 및 코어의 올바른 위치들로 냉각 공기를 조정한다. 권선 구조는 또한, 코어의 냉각을 위해 더 많은 공기가 흐를 수 있는 곳인 권선의 측들에 더 큰 갭들인 갭들을 가질 수 있다. 이러한 갭들과 같은 갭들을 이용하면 초크에 의해 야기되는 압력 하강이 조절될 수 있다.

도 11에서, 적층을 위해 의도된 권선 시트들(11a 내지 11d)의 그룹이 도시된다. 시트들(11a 및 11d)은, 적층될 때 그것들이 길이축을 따라 미러링되었다는 것을 제외하고는 유사하다. 또한 권선 시트들(11b 및 11c)은, 적층될 때 그것들이 길이축을 따라 미러링되었다는 것을 제외하고는 서로 유사하다. 모든 시트들(11a 내지 11d)의 너비는 근본적으로 동일하고, 모든 권선 시트들의 높이 역시 근본적으로 동일하다. 게다가 연결을 위해 의도된 돌출부들(11e)은 동일한 위치에 존재하고 동일한 너비를 갖는다. 또한, 다른 가능한 돌출부들 및 홀들이, 적층된 시트들 내에서 그것들이 서로의 상부 상에 정렬하도록 위치된다.

도 12는 도 11에 따른 적층된 권선 시트들(11a 내지 11d)의 간략화되고 도식화된 정면도를 도시한다. 권선 시트(11a)는 하부에 존재하고 권선 시트(11b)는 정확히 그 위에 위치된다. 이에 의해, 적층된 권선 시트들(11a 및 11b)이 하나의 권선 선회를 구성하는 권선 구조의 제 1 층을 형성한다. 그러한 층에는, 충분한 단면적 영역을 얻기 위해 서로 상에 두 개의 적층된 권선 시트들이 존재한다. 유사한 방식으로 권선 시트들(11c 및 11d)은, 그것들이 서로 상에 적층될 때 권선 구조의 제 2 층을 형성한다. 제 1 및 제 2 층들은 영역(B)에서 연결되어 서로 연결된 두 개의 층들이 생기게 된다. 층들 사이에서는 접촉점에만 없게 되는 절연체가 늘 존재한다.

권선 구조가 구성될 때, 층들은, 위에서 설명된 방식으로 영역들(A 및 B)에서 교대로 층들을 접촉시킴으로써 서로 상부 상에 형성된다. 도 12에 도시된 구조에서, 연결은 도 11에 도시된 영역(B)에서 실행된다. 명확하게 하기 위해서, 함께 연결된 권선 시트들의 일부분들은 직선으로 도 12에 도시되는 반면 시트 구조들의 나머지 부분은 점선으로 도시된다. 도 12에서, 권선 시트들의 전면(11f)은 뷰어쪽을 향한다. 도 12에 따른 구조가 연속적으로 반복하는 구조에서, 예를 들어 권선 시트(11a)의 하단면 및 권선 시트(11d)의 상단면 상에 장착 엘리먼트들의 헤드들을 위한 공간이 존재할 것이고 그렇게 나타날 수 있다.

몇몇 경우들에서, 권선 시트들은, 이전에 언급된 연결 지점들이 동일한 위치에 존재하는 방식으로 설계되는 것이 유리하다. 즉, 연결들은 하나의 점에서 이루어진다. 연결 엘리먼트는 그러한 위치에 함께 연결되도록 시트들을 통과할 것이다.

특히, 작은 컴포넌트들이 제조될 때, 권선 층 연결 방법으로서 용접 또는 납땜을 이용하는 것이 효율적이다. 이러한 연결에서, 서로 상부 상에 위치된 권선 시트들은 자신들의 제 1 종단부들 또는 자신들의 제 1 측들에서 함께 용접된다.

특히 저 전류 용접 제조를 위한 또 다른 효율적 방법은 연속적 도전체 스트립에서 폴딩하는 것이다. 도 13에 따른 도전체 스트립(13)이 점선을 따라 폴딩될 때, 연속적 권선 구조가 형성된다. 도전체 스트립은 절연체에 의해 전체적으로 또는 부분적으로 코팅될 수 있고, 또는 절연체가 그러한 폴딩된 갭들 사이에 위치될 수 있다. 스트립(13)은 또한 돌출부들을 갖는데, 여기에서 케이블들이 연결될 수 있고 또는 회로 기판에 납땜하는데 이용될 수 있다. 자신의 코어 홀들(13a)과 함께 여기에서 도시된 도전체 스트립(13)은 그러한 코어에 대해 적합하고, 그러한 코어에서는 권선이 두 개의 코어 폴들 둘레에 선회된다. 예를 들어, U-코어가 그러한 코어이다. 이러한 구조에서, 각각의 권선 층이 하나의 선회를 형성한다. 폴딩 이후에 다른 스트립 부분들을 충족시키는 스트립 부분들 중 일부는 그러한 지점에서의 도전체 두께를 증가시키기 위해 함께 압축 또는 접합될 수 있다.

도 14에서, 상이한 코어들에 대한 다수의 상이한 도전체 스트립 부분들 및 홀들(13a 및 14a)을 갖는 도전체 스트립(14)이 도시된다. 그러한 스트립을 이용하여, 둘 또는 그 이상의 초크들에 대한 권선은 두 개의 권선들 사이의 연결 없이도 동시에 제조될 수 있다. 이는 LCL-필터를 갖는 예에서 이용가능하다. 권선 스트립들의 자세한 형상들은 여기에서 그리고 이전에 도시된 것과는 다를 수 있다. 예를 들어, 코어를 위해 예비된 홀(13a 및 14a)은 둥근형일 수 있다.

도 15에서, 권선 층들을 함께 연결하기 위한 일방법이 도시된다. 여기에서 압축식 접합이 이용된다. 자신의 상부 종단부에서 압축 스프링(16)을 갖는 나사형 바(15)는 권선 시트들(11)의 적층을 통해 관통한다. 압축을 조정하기 위해 바(15)는 자신의 상단 종단부에서의 나사 부품, 및 조정 수단으로써 동작하는 너트(17)를 갖는다. 그러한 구조를 이용하면, 예컨대 열 팽창에 의해 유도되는 기계적 스트레스 및 이동을 보상하는 신뢰할 수 있는 연결이 형성될 수 있다. 스프링에 대체하여서는, 스프링 와셔와 같은 다른 압축 엘리먼트들이 이용될 수 있다.

권선 적층 연결 영역들의 압축은 압축 엘리먼트들에 연속하여 "스프링들"을 이용함으로써 열팽창 및 기계적 스트레스로부터 안전해진다. 압축 엘리먼트들은 열 변화에 대한 낮은 수치 변화를 가져야만 한다. 예를 들어, 금속 부싱(bushing)이 그러한 엘리먼트이다. 그러한 금속 엘리먼트는 하나 또는 다수의 절연 층들을 이용함으로써 금속성 권선으로부터 절연되어야만 한다. 도 15a는 적층된 권선의 상세한 단면을 도시한다. 도 15a에서, 와셔들 또는 스페이서들(22c, 22d) 및 부싱들(22e)은 금속이고, 권선 시트(11)와 최하위 스페이서(22d) 사이에는 절연 층(21) 또는 층들이 존재한다. 대안적으로, 스페이서들 및/또는 부싱들은 절연체들일 수 있지만, 그것들이 기계적으로 열, 압력 및 시간에 대해 안정적이다는 것이 중요한 점이다. 예를 들어, 세라믹은 기계적으로 안정적인 절연체이지만, 플라스틱은 고온 고압하에서 기계적 안정성면에서 문제를 갖는다. 도 15a에 도시된 예에서, 시트들(11)의 압축은 나사형 바들(22), 너트들(22a), 및 스프링 와셔들(22b), 스페이서들(22c), 금속 부싱들(21) 및 연결 부품들(11a)로 구현되어졌다.

도 15b는 적층된 권선의 하나의 유리한 제조 공정을 도식적으로 도시한다. 시트들(11)이 적층되어 함께 압축되기 전에, 기계적 또는 화학적 수단을 통해 시트들(11)의 표면들에서 산화를 제거하는 것이 유리하다. 제거는 단계(41a)에서 수행된다. 적층 단계(41b)는 산화 제거 직후에 바로 이루어져야만 하고, 그래야 새로운 산화 층이 해당 표면에 성장하지 않게 된다. 다음 단계(41c)는 적층의 압축이다. 표면이 어느 정도의 거칠기를 갖도록 연마될 때, 그러한 거칠기는 제조 공정, 테스트 및 동작 동안에 열 팽창으로 인해서 산화 층을 통해 관통할 것이다. 또한 연결들의 장-기간 신뢰성을 위해 바니 쉬 또는 그와 유사한 것을 이용해 권선 및 특정하게는 연결 영역들을 보호하는 것이 유리하다. 조립된 권선이 단계(41d)에서 레진에 첫 번째 딥핑되고, 그후 단계(41e)에서 약 150 ℃로 가열된 후, 단계(41f)에서 냉각되어 권선 저항에 대해 테스트될 때 바니시 공정을 이용하는 것이 유리하다. 그러한 공정 동안에, 열 팽창력으로 인해 연마 이후 및 적층 이전에 형성된 가능한 산화박층을 통해 표면 거칠기들이 관통할 때, 그와 동시에 바니쉬 층은 온도로 인해 권선 주변에서 고체화할 것이다. 이로 이해 높은 장기간 안정성을 갖는 낮은 접촉 저항이 생기게 된다.

권선 층들은 다수의 적층된 더 얇은 시트들로 구성될 수 있다. 이는 예를 들어, 상이한 시트 두께들의 제한된 이용가능성 또는 이용가능한 절단 기술들의 제한된 절단 용량 등과 같은 제조상의 제한들로 인해 필요하게 될 수 있다. 또한, 고 주파수 동작을 위해 다수의 더 얇은 시트들을 사용하는 것이 유리한데, 왜냐하면 고주파수들에서는 전류가 도전체들의 표면에서만 흐르고 다수의 얇은 시트들은 하나의 두꺼운 시트보다 더 큰 총 표면을 갖기 때문이다. 본 발명에 따른 권선 어레인지먼트는 예컨대, dudt, LC, LCL 및 고조파 초크들 및 변압기들에 대해 적합하다. 적층된 권선들은 또한, 동일한 유도성 컴포넌트 내에서 권선된 포일 권선 및 와이어와 같은 다른 권선 유형들과 함께 결합될 수 있다.

도 16에서, 케이블 연결을 위한 돌출부(18)를 갖고, 버스-바 시트라고도 불리는 특정한 권선 시트(11)가 도시된다. 그러한 권선 시트는 권선에서 첫번째 및 마지막 시트로써 이용될 수 있어서, 케이블들이 그것들에 연결될 수 있다. 버스-바 시트들과 같은 것들은 또한, 예컨대, 상이한 전압 범위들에 대해 권선을 조정하기 위해 권선 내측에 매개 연결을 위해 이용될 수 있다. 또한 그러한 돌출부(18)는 소형 구조를 가져오는 커패시터 연결들을 위해 이용될 수 있다.

도 16a에서, 역시 케이블 연결을 위한 돌출부(18)를 갖는, 다른 유형의 권선 시트(11) 또는 버스-바 시트가 도시된다. 버스-바 연장부들 또는 돌출부들(18)은케이블 연결들을 위해 임의의 방향 또는 임의의 각도로 권선 적층으로부터 만곡될 수 있다. 버스-바(11)의 연장부들(18)은 기준(principle) 권선 층들로부터 상향으로 약간 올라간다. 이는 일부 추가의 구부림(18a)을 권선 시트들(11)에 행함으로써 이루어질 수 있다.

도 16b는 시트 연결들을 초크에 위치시키는 다른 대체예를 도시한다. 이 또한 권선 시트들(11)의 적절한 추가의 만곡부 및 권선 시트들(11)의 돌출부들(18)의 적절한 형태를 통해 달성될 수 있다. 도 16b에서, 돌출부들(18) 중 일부는 상향되고 나머지는 측향된다.

버스-바 시트들뿐만 아니라 임의의 권선 시트(11)도 역시 상이한 방향들로 만곡될 수 있다. 이는 예컨대 모든 세 개의 차원들을 효율적으로 이용하기 위해 필요할 수 있다. 그러한 만곡될 권선 시트(11)의 예 및 그로 인한 권선이 도면들(16c 내지 16f)에서 도시된다. 도 16c는 자신의 측부들로부터 만곡된 권선 시트(11)를 도시한다. 도 16d 및 도 16e는, 만곡된 권선 시트들(11)이 함께 조립되는 방법을 도시한다. 돌출부들(18)이 상향되어 있는 첫 번째 두 개의 만곡된 시트들(11)이 함께 놓여져서, 그것들이 유사한 버스-바 연결부 또는 돌출부(18)를 갖지만 약간 다른 차원들을 갖게 되고, 그럼으로써 그것들이 서로 내측에서 함께 끼워 맞춰지게 된다. 그후, 돌출부들(18)이 측향되어 있는 다른 두 개의 만곡된 시트들(11)이 함께 놓여져서, 그것들이 유사한 버스-바 연결부 또는 돌출부(18)를 갖지만 약간 다른 차원들을 갖게 되고, 그럼으로써 그것들이 서로 내측에서 함께 끼워 맞춰지게 된다. 그후, 이러한 두 개의 쌍들은, 3D 돌출로 도시될 수 있는 연결 홀들을 이용하여 함께 연결된다. 이러한 큰 홀(42)은 권선 적층을 함께 압축하는 나사형 바(22)를 위해 의도된다. 만곡된 절연체들(21) 또한 적층된 구조 내에 삽입된다. 도 16f는 연결부들 및 만곡된 시트들(11)을 위한 두 개의 돌출부들(18)을 가지고 버스-바들을 포함하는 완전한 권선을 도시한다. 도시된 바와 같이 그러한 권선은 매우 좁고, 이용가능한 높이를 효과적으로 활용한다.

도 17에서, 권선 층 연결을 위한 대안적인 방법이 도시된다. 권선 시트(11) 자체는 대칭적이고, 권선 층 사이의 연결은 별도의 연결 부품(19)을 이용하여 수행됨으로써 연결 부품(19)은 위치들이 압축을 이용하여 연결되도록 연결시킨다. 연결되지 않을 위치들은 서로 절연될 것이고 또는 공간(20)을 형성하는 갭을 이용하여 서로 공간이 유지된다. 정면도인 도 17의 우측에는, 네 개의 권선 시트들(11)이 세 개의 연결 부품들(19)을 이용하여 서로 상부 상에 함께 조립되어졌다. 각각의 연결에서 상위 권선 시트(11)의 우측 정면 부품(11g) 및 하위 권선 시트(11)의 좌측 정면 부품(11h)은 연결 부품(19)에 의해 연결되어졌다.

선회들의 형성은 이하에서 더 상세하게 설명될 것이다. 각각의 권선 시트(11)는 연결 부품들(19) 사이에 자신의 양쪽 종단부들을 가지고, 그러한 종단부들은 상향 만곡 및 하향 만곡됨으로써 연결부들이 상부 또는 하부 연결 부품(19)으로 형성된다. 이러한 방법에 의해 연속적 권선이 구성된다.

공극들이 공간(20)을 통해 각각의 권선 층 사이에 구현될 때, 설명된 권선 시트(11) 또는 그와 유사한 것 및 연결 부품(19)이 구조의 제 1 종단부의 권선 시트 층들 사이에서 이용된다. 유사하게 권선 시트들(11) 사이에서 구조의 다른쪽 종단부에는 연결 부품(19)의 두께에 해당하는 두께를 갖는 나사형 바들(22)을 갖는 스페이서들이 존재할 수 있다. 도 18의 우측상에는, 절연체(21)가 층들 사이에 위치됨으로써 함께 연결되지 않는 영역들이 분리되는 방식으로, 권선 시트들(11) 및 연결 부품들(19)이 서로 상부 상에 적층으로서 조립되는 방법이 도시된다. 예를 들어, 권선 시트(11)가 형상되었지만 약간 더 큰 절연체(21)가 이용될 때, 절연체의 종단부들은 연결 부품(19)의 대향 측들 상에 위치될 수 있다. 권선 조립체는 권선 시트들(11) 내의 홀들을 통해 위치되는 나사형 바들(22)을 이용하여 함께 압축된다. 절연체들은 별도의 더 작은 절연체들이거나 단일의 더 큰 절연체일 수 있고, 권선 구조내 상이한 층들에서 상이한 위치들로 만곡될 수 있다.

도 19에서, 권선 층들이, 고정된 일측에서 다른 권선 층으로 그리고 공극을 형성하는 공간(20)과 접촉하는 다른 측으로 존재하는 권선 구조가 도시된다. 이미 앞서 설명된 바와 같이, 이는 권선 적층의 높이를 감소시킨다. 그러한 경우에, 권선 조립체는 두 개의 권선 시트들(11)을 항상 서로 상부에, 그것들 중 하나가 미러링되는 방식으로 위치시키고, 그것들의 상부 상에 연결 부품(19)을 위치시킴으로써 조립된다. 적합한 절연체(21)를 이용함으로써 구조가 달성될 수 있는데, 이때 층들 사이의 접촉들은, 도면의 우측에 도시된 연속적 권선 구조가 형성되는 방식으로 수행된다. 언급된 두 개의 권선 시트들(11)은 구조의 중간에서 서로 접촉하여 있고, 연결 부품(19)은 한쪽 종단부의 상위 층 및 다른쪽 종단부의 하위 층에 접촉을 형성한다.

도 20에는, 평면 액체 냉각식 엘리먼트(23)의 간략화된 구조가 도시된다. 액체 냉각식 엘리먼트(23)는 하부-상부- 및 중간 시트들(24 내지 26)로 구성된다. 시트들이 적층으로써 연결될 때, 액체가 유입되어 흐르도록 공동(cavity)이 형성된다. 액체 냉각식 엘리먼트(23)는 또한, 알루미늄 압출과 같은 대체 방법들을 이용하거나 시트들로부터의 용접에 의해 형성될 수 있다. 액체가 흐르도록 하기 위한 공동을 형성하는 중간 시트(25)는 엘리먼트의 다른 부품들(24 및 26)이 아닌 다른 재료로 제조될 수 있다. 그러한 경우에, 중간 시트(25)는 예를 들어 부분적으로 또는 전체적으로 개스킷 재료일 수 있다. 도 20의 구조에서, 액체 냉각식 냉각판은 적층된 권선 구조에 효과적으로 병합될 수 있다. 도 20의 구조는 또한, 적합한 엘리먼트들을 추가함으로써 권선으로서 이용될 수 있다.

액체 냉각식 엘리먼트(23)는 또한, 3-차원 액체 흐름의 형성을 가능하게 하는 다수의 시트 층들을 가질 수 있다. 이는 냉각을 더 효율적이게 하는 액체 난류화를 가능하게 한다. 도 21에서, 대체의 등가 구조가 도시되는데, 이때 시트(28)는 그 안에 홀들을 갖는다. 이는 액체로 하여금 하위(29) 및/또는 상위 플레이트(30) 내부로 직접 스프레이되는 것을 가능하게 한다.

가장 간단한 형태에서, 액체 냉각식 열교환기 또는 액체 냉각식 엘리먼트(23)는 도 22에 도시된 바와 같이 종단부 및 측부 돌출부들의 단면, 즉 필히 직사각형 물체(31)일 수 있는데, 이때 물체의 중간에는 냉각액이 흐르도록 하기 위한 홀 또는 홀들과 같은 세로 방향 공간(32)이 존재한다. 이러한 종류의 엘리먼트들(23)을 제조하기에는 압출 기술이 매우 적합하다.

도 23은 권선 시트들(11)로부터 적층된 권선 엘리먼트(33)를 도시하는데, 여기서 권선 시트들(11)은 액체 냉각식 엘리먼트(23)의 중간에 배치된다. 도 24를 더 보면, 최종 3-단 초크(34)가 도시되는데, 여기서 권선 구조는 다수의 액체 냉각식 권선 엘리먼트들(33)로부터 형성된다. 또한 코어(9)는 액체관 삽입을 위한 코어들 내의 홀들 또는 홈들을 이용함으로써 냉각 액체에 의해 냉각될 수 있다. 액체 냉각식 흐름은 또한 코어 내에서만 이루어질 수 있고 권선은 그 속에서 냉각될 수 있다.

도 25에서는, 간단한 형태로 제 1 종단부에서 보여지는 본 발명에 따른 하나의 액체 냉각식 권선 구조가 도시된다. 층들 역시 도면에서는 수직 방향으로 부분적으로 분리된다. 명료성을 위해, 권선 시트들이 일부분만 도시되었고, 여기서 접촉들이 형성된다. 즉, 도 25는 도 12와 유사하지만, 점선들로 도시된 부분들은 도 25에서 도시되지 않은 부분이다. 예컨대, 구조의 다른쪽 종단부가 상이할 수 있어서, 모든 권선 시트들(11)이 동일한 두께이고 그것들이, 층들 사이에 큰 갭들 또는 갭들이 전혀 없는 방식으로 서로의 상부 상에 위치된다.

도 25에 도시된 구조의 제 1 종단부에서, 권선 시트들(11) 사이에 접촉들이 존재하고, 그것이, 예를 들어 나사들 또는 볼트들과 같은 연결 엘리먼트들(37)의 헤드들을 위해 권선 층들 사이에 더 큰 공간이 존재해야만 하는 이유이다. 각각의 권선 층(35)은 도 12에 도시된 것과 유사한 방식으로 두 개의 권선 시트들(11)로 구성된다. 각각의 층은 하나의 권선 선회를 구성하고 층들은 자신의 접촉 지점을 제외하고는 모든 곳에서 서로 절연된다. 접촉 저항을 감소시키기 위해서, 접촉되는 모든 권선 시트들(11)은 산화층 제거를 위해 연마되고 함께 압축되며, 리벳팅 또는 볼팅되어 두 개의 상이한 위치들에서 함께 연결됨으로써, 넓은 접촉 영역이 형성된다. 구조의 두 개의 최상위 및 최하위 권선 시트들(11i)은 가장 안쪽의 권선 시트들(11)과는 다른 길이로 내부 차원에 도달하고, 이에 의해 권선 층들(35) 사이에는 충분한 공간이 형성되는데 이때 절연체(21)가 존재할 수 있고 만곡될 수 있다. 리벳 헤드들을 위한 공간 역시 형성된다. 예를 들어 최상위 및 최하위 권선 시트들(11i)의 형상은 도 16에 도시된 권선 시트의 형상과 동일할 수 있고, 또는 직접 돌출부(18) 대신에 돌출부가 시트의 중앙선 쪽으로 90도 만곡될 수 있다.

권선 층들(35) 사이에는 액체 냉각식 엘리먼트(23)가 적절한 위치들에 위치되어졌고, 액체 냉각식 엘리먼트들의 아래 및 위에 위치된 권선 시트들(11j)은 제 1 종단부에서, 냉각 엘리먼트들(23)을 우회하면서 권선 시트 층들(35)이 연결되는 방식으로 상향 또는 하항하여 경사지게 만곡되고 시트 중앙선쪽으로 향하는 추가의 돌출부들(36)을 갖는다. 냉각 엘리먼트(23) 위쪽의 권선 층들(35)에서 돌출부들(36)은 하향하여 만곡되고, 냉각 엘리먼트(23)의 아래쪽 권선 층들(35)에서 돌출부들(36)은 상향 만곡된다. 하향 및 상향 만곡된 돌출부들(36)을 리벳들 또는 볼트들과 같은 고정 수단을 이용하여 서로 연결시킴으로써 연결이 형성된다. 냉각 엘리먼트(23)의 우회는 또한, 그 두께가 냉각 엘리먼트의 두께와 동일한 도전성 부품과 같은 대체 방식들을 이용하여 이루어질 수 있다.

액체 냉각식 엘리먼트들(23)의 종단부들에서, 냉각액의 흐름을 위한 순환 생성을 위해 액체 냉각식 엘리먼트들이 서로 연결되는 것을 보조하도록, 액체 통로들을 위한 연결들(38)이 존재한다. 명료성을 위해, 액체 냉각관들은 도 25에는 도시되지 않는다.

액체 냉각된 권선들에 대한 대체 구조가 도 25a에 도시된다. 여기에서의 주요 개념은, 권선 시트들(11)이 평면적이고, 층들 또는 선회들 내에서 권선 시트들(11) 사이의 연결들은 압축만을 이용하여 이루어진다는 점이다. 추가의 도전체 부품이 이용되는데, 이는 냉각판들에 대해 전류 도전 경로 및 접촉을 제공하기 위함이다. 그러한 권선은 이전에 설명된 것들보다 조립하기가 더 수월하다.

권선 구조는 위에서 설명된 권선 시트들(11)로 구성된다. 권선 시트들(11)은 서로 상부 상에 하나의 적층 내로 적층된다. 냉각액이 흐르고 액체 냉각식 엘리먼트들로서의 기능을 하는 열 교환기들(23)이 권선 시트들(11) 사이에서 적층의 적합한 갭들에 위치된다. 이러한 종류의 조립된 패키지는, 권선 시트들(11), 절연체(21) 및 액체 냉각식 엘리먼트들(23) 역시 중간 삽입시키는 나사형 고정 바들(22 및 22f)과 함께 압축된다. 바들(22 및 22f)이 구조를 압축시킬 때, 상이한 층들 사이의 전기적 접촉들 및 열 전도 접촉들이 동시에 생성된다. 이러한 경우에, 예컨대, 바들(22)은 특히 열 전도 접촉들을 위한 것들이고, 바들(22f)은 전기적 접촉들을 위한 것들이다. 바들(22 및 22f)은 절연체 파이프들(43)을 통해 권선 시트들(11)과 절연된다.

본 발명에 따른 권선은 자신의 대부분의 영역에서 냉각판과 열접촉하는 반면, 종래 기술의 포일 권선은 매우 작은 영역에서만 열접촉을 한다.

50A 내지 200A와 같은 저 전류에서는, 시트 적층의 더 간단한 버전을 이용하는 것이 유리하다. 하나의 적합한 시트(11)가 도 25b에 도시된다. 그러한 간단한 박막들은 예컨대, 테이프, 코팅, 페인트, 또는 양극 산화 또는 그와 유사한 방법을 이용하여 적절한 위치들과는 절연되어서, 180도만큼 매 두 번째의 시트를 회전시켜서 함께 적층된다. 이러한 방식으로 연속적 권선 구조가 형성된다.

도 25c는, 연결들을 형성시키기 위해 압축을 이용하여 어떻게 적층이 형성되는지와 부착, 함침, 압축 엘리먼트들, 납땜, 용접 또는 레이저 용접과 같은 추가의 수단을 이용하여 층들이 함께 고정될 수 있는 방법을 도시한다. 구조는 권선 적층을 형성하는 시트들 사이에서 권선 시트들(11)을 압축하는 특수 압축 부품들(44)과 함께 장착된 기저 판(45)을 갖는다.

도 26 및 도 27에서, 액체로 권선을 냉각시키기 위한 두 개의 대안적인 예들이 도시된다. 도 25에 따른 파이프 이용예에서, 하나 또는 다수의 절연된 관들(37)이 권선 시트들(11)에 의해 형성된 스택을 통해 관통한다. 예를 들어, 세라믹 관이 이에 적합하다. 신뢰성을 증가시키기 위해 일반적 알루미늄관(38)이 세라믹 관(37) 내부에 배치될 수 있다. 대체 이용예가 도 27d에 도시되는데, 여기서 열 교환기(39)가 별개의 절연체(40) 뒤쪽에서 권선 구조의 측부에 존재한다.

본 발명에 따른 권선 구조는 단락 강도에 대해서도 역시 유리하다. 단락 동안에는 큰 전류가 권선들에 흐르고 큰 힘이 나타나게 된다. 이러한 힘들은 종래기술의 박 권선을 쉽게 변성시킬 수 있다. 본 발명에 따른 권선은 단락 전류에 대한 양호한 강도를 갖는데, 왜냐하면 권선 층들이 권선 폴 방향으로 존재하기 때문이다. 종래 기술의 포일 권선에서는 권선 층들이 권선 폴과 90도 방향으로 형성되기 때문에 힘이 더 크다. 둥근형의 시트 모서리들 역시 단락 전류에 대한 양호한 기계적 강도를 갖도록 하게 한다.

당업자라면, 본 발명의 상이한 실시예들이 위에서 설명된 예들로만 한정되지 않고 그것들이 이후에 기재된 청구항들의 범주 내에서 변형가능하다는 것을 명확히 이해할 것이다.

Claims (13)

1. 적어도 코어(9), 및 상기 코어 둘레에 형성되고 본질적으로 평면 권선 시트들(sheets)(11)로 구성되는 권선 구조를 포함하는 유도성 컴포넌트를 위한 권선 어레인지먼트로서,
   상기 권선 구조에는, 초과 열을 상기 권선 구조로부터 멀리 제거하기 위해 상기 권선 시트들(11)과 연결되는 냉매가 존재하는,
   권선 어레인지먼트.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 냉매는 하나 이상의 권선 시트들(11)로 구성되는 권선 층들 사이에서 순환되는 기체 및/또는 액체인,
   권선 어레인지먼트.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 냉매는 상기 권선 시트들(11) 표면 상의 또는 그 내부의 고체 재료인,
   권선 어레인지먼트.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 권선 시트들(11) 중 적어도 일부 또는 모두는 상기 권선 구조 내부의 냉매를 순환시키기 위해 상기 권선 시트들 사이에 공간(3,4,5,20,27,32)을 갖는,
   권선 어레인지먼트.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 권선 시트들(11) 사이에서 선택된 위치들에 연결 구조들을 생성하기 위해, 적층된 권선 시트들(11) 및/또는 액체 냉각식 엘리먼트들(23)과 같은 구조의 층들이 절연체(21)를 이용함으로써 선택된 장소들에서 서로로부터 절연되는,
   권선 어레인지먼트.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   완전한 권선 구조를 형성하기 위해, 요구된 양의 동일한 권선 시트들(11)이 매 두 번째의 권선 시트를 미러링함으로써 서로의 상부 상에 적층되는,
   권선 어레인지먼트.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 액체 냉각 엘리먼트들(23) 바로 옆의 권선 시트들(11j)은 상기 액체 냉각식 엘리먼트들(23)을 통해 상기 권선 엘리먼트들을 연결하기 위해 그의 하나의 종단부에서, 만곡된 돌출부들(36)을 갖는,
   권선 어레인지먼트.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 권선 구조를 냉각시키기 위해, 하나 이상의 절연된 관들(37)이 상기 권선 시트들(11)의 스택을 통해 관통하도록 배열되고, 또는 상기 권선 구조의 측부 또는 종단부에는 절연체(40)의 뒤쪽에 배치되는 평면 열 교환기(39)가 존재하는,
   권선 어레인지먼트.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 권선 구조는, 상기 권선 구조 및 상기 코어에 대해 가능한 한 강력한 냉각을 달성하기 위해, 상기 권선 시트들(11) 사이의 공간(3,4,5,20,27,32)을 통해 냉각 공기흐름을 최소 및 최적의 경로를 통해 요구된 위치로 안내하도록 자체가 맞추어 지는,
   권선 어레인지먼트.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 권선 층은 하나 이상의 권선 시트들(11)을 포함하고, 상기 권선 층은 자신의 접촉 영역들을 제외한 모든 곳에서, 인접한 권선층으로부터 절연되는,
    권선 어레인지먼트.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스택 내의 권선 층들은 코어 폴들(9b) 내의 자속 방향으로 차례로 적층되는,
    권선 어레인지먼트.
12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적층된 권선은, 단계(41a)에서 화학적 또는 기계적 수단에 의해 상기 시트들(11)의 표면들로부터 산화를 제거하고, 그후 단계(41b)에서 시트들(11)이 적층되고, 단계(41c)에서 함께 압축되고, 이후에, 단계(41d)에서 조립된 권선 스택이 레진에 먼저 딥핑되고, 그후 단계(41e)에서 약 100...200 ℃, 유리하게는 약 150 ℃로 가열된 후 단계(41f)에서 냉각됨으로써 제조되는,
    권선 어레인지먼트.
13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 산화의 제거는 상기 권선 시트들(11)을 연마함으로써 이루어지고, 그후 상기 적층되어 압축된 권선 스택, 및 특히 상기 연결 영역들은 바니쉬 또는 유사한 물질들에 의해 보호되는,
    권선 어레인지먼트.

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