KR20220130083A - 전자기 유도 장치의 전기 권선을 제조하는 방법 및 도체 구조 - Google Patents

Abstract

전자기 유도 장치의 전기 권선을 제조하는 방법으로서, - 주 연장 방향 (L) 을 따라 길이방향으로 연장되는 도체 엘리먼트 (2) 및 상기 주 연장 방향 (L) 을 따라 상기 도체 엘리먼트 둘레에 전기 절연 재료의 하나 이상의 스페이서 테이프들 (3) 을 포함하는 도체 구조 (1) 를 제공하는 단계로서, 각각의 스페이서 테이프는 상기 도체 엘리먼트의 대응하는 측면들 (2A, 2B) 에 스페이서 부분들 (3A, 3B) 을 갖고, 상기 스페이서 부분들 (3A, 3B) 은 상기 도체 엘리먼트의 측면들 (2A, 2B) 을 따라 서로 이격되는, 상기 도체 구조 (1) 를 제공하는 단계; - 상기 도체 구조에 의해 전기 권선 (100) 을 형성하는 단계로서, 상기 전기 권선은 권취 방향 (DW) 을 따라 축방향으로 연장되고 상기 권취 방향 주위에 배열된 복수의 턴들 (101) 을 갖는, 상기 전기 권선 (100) 을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 전기 권선 (100) 의 각 턴 (101) 은 상기 도체 엘리먼트 (2) 의 대응하는 길이방향 부분 (2E, 2F) 에 의해 형성된다. 각각의 스페이서 테이프 (3) 의 스페이서 부분들 (3A, 3B) 은 상기 턴들 (101) 의 대향 측면들 (101A, 101B) 에서 상기 전기 권선 (100) 의 인접한 턴들 사이에 삽입된다. 스페이서 부분들 (3A; 3B) 은 각각 상기 전기 권선(100) 의 방사상 채널 (104) 을 형성하도록 빈 공간 (3C) 을 정의하도록 서로 이격되어 위치되고, 방사상 채널 (104) 은 전기 절연 매체의 통로를 위해 구성된다.

Description

전자기 유도 장치의 전기 권선을 제조하는 방법 및 도체 구조

본 발명은 전력 송전 및 배전 그리드용 전자기 유도 장치의 분야, 예를 들어 전력 변압기에 관한 것이다.

보다 상세하게는, 본 발명은 전자기 유도 장치의 전기 권선을 제조하기 위한 방법 및 도체 구조에 관한 것이다.

전자기 유도 장치의 전기 권선은 다양한 방법에 따라 산업적 수준에서 제조될 수 있다.

널리 사용되는 방법은 권취 방향 주위에 도체를 감는 것으로 구성되어 전기 권선이 상기 권취 방향 주위에 배열된 복수의 인접한 턴들 (turns) 을 갖게 된다.

알려진 바와 같이, 일반적으로 전자기 유도 장치용 전기 권선은 턴들 사이에 전기 절연 매체(예를 들어, 절연 유체 또는 고체 주형 수지)의 통과를 보장하기 위해 축방향 및 방사상 채널을 갖는다.

전통적으로, 전기 권선의 축 방향 채널은 권취 방향에 평행하게 배향된 절연 블록을 배열함으로써 얻어지는 반면, 전기 권선의 인접한 턴 사이에 삽입되고 권취 방향에 대해 방사상으로 배향된 전기 절연 스페이서는 방사상 채널을 정의하도록 배열된다.

종래 기술의 대부분의 전통적인 솔루션에 따르면, 상기 절연 스페이서는 권취 과정에서 인접한 턴들의 각 쌍 사이에 수동으로 삽입된다.

보다 최근의 제조 방법에 따르면, 절연 스페이서는 전기 권선의 턴을 형성하도록 의도된 도체의 적절한 측면을 따라 고정된다. 그렇게 얻어진 도체 구조는 그 후 권취 방향으로 감긴다. 이러한 방식으로, 절연 스페이서는 상기 전기 권선의 인접한 턴들의 각 쌍 사이에 위치를 잡는다.

일반적으로 전자기 유도 장치용의 종래 기술 전기 권선들은 다소 만족스러운 방식으로 그들의 기능을 수행한다. 그러나 여전히 다루어야 할 몇 가지 중요한 측면이 있다.

WO 2019/219226 A1은 첫째로 연속 전치 케이블에 고정된 복수의 전기 절연 블록들을 포함하는 연속 전치 케이블에 관한 것으로, 여기서 블록들은 케이블의 길이 방향을 따라 블록들과 교대되는 빈 공간들을 이러한 면들에서 제한한다. Stefan Beckm

ller: "TRANSFORM Partner WIRES AND TRANSPOSED CABLES IN TRANSFORMERS” 를 참조하며, 연속 전치 케이블을 절연하기 위한 상이한 접근법들이 제시된다. DE 26 57 607 A1은 전기 코일의 도체를 절연하고 이격시키는 공정에 관한 것으로, 절연 테이프와 이격 테이프 또는 이러한 테이프들의 조합을 가진 도체가 권취된다. 절연 권선은 중첩으로 수행되는 반면 이격 권선은 도체의 축 방향으로 연장되는 간극을 남기는 효과가 있다.

작동 중, 전기 권선은 특히 방사상 채널이 있는 영역에서 종종 변형된 턴들을 보여준다. 기본적으로, 이 현상은 작동 중에 전기 권선이 권취 방향과 실질적으로 평행한 방향을 따라 엄청난 압축력을 받는다는 사실에 기인한다.

위에 설명된 기술적인 문제는 전체 권선 구조의 위험한 불균형 상태로 이어질 수 있으며, 이는 특정 작동 조건에서, 예를 들어 단락 전류가 전기 권선을 따라 흐르고 이러한 전기 권선이 큰 기계적 응력을 받는 경우 그것의 붕괴를 일으킬 수 있다.

본 발명의 주요 목표는 전술한 중요한 양태들이 극복되거나 완화되는 것을 허용하는, 전자기 유도 장치의 전기 권선을 제조하기 위한 방법 및 도체 구조를 제공하는 것이다.

이러한 목표 내에서, 본 발명의 다른 목적은 높은 구조적 균형 및 기계적 응력에 대한 높은 저항을 갖는 전기 권선을 획득하는 것을 허용하는, 전기 권선을 제조하기 위한 방법 및 도체 구조를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 산업적 수준에서 구현하기에 비교적 용이하고 저렴한, 전기 권선을 제조하기 위한 방법 및 도체 구조를 제공하는 것이다.

이러한 목표 및 이러한 목적들은, 후속 설명 및 첨부 도면으로부터 더 명백해질 다른 목적들과 함께, 본 발명에 따라, 청구항 1 및 관련된 종속항들에 따라, 전자기 유도 장치의 전기 권선을 제조하는 방법에 의해 달성된다.

일반적인 정의에서, 본 발명에 따른 방법은 다음의 단계들을 포함한다:

- 주 연장 방향을 따라 길이방향으로 연장되는 도체 엘리먼트 및 상기 주 연장 방향을 따라 상기 도체 엘리먼트 둘레에 전기 절연 재료의 하나 이상의 스페이서 테이프들을 포함하는 도체 구조를 제공하는 단계. 각각의 스페이서 테이프는 상기 도체 엘리먼트의 대응하는 대향 측면들에 스페이서 부분들을 갖는다. 상기 스페이서 부분들은 상기 도체 엘리먼트의 측면들을 따라 서로 이격되고;

- 상기 도체 구조에 의해 전기 권선을 형성하는 단계. 상기 전기 권선은 권취 방향을 따라 축방향으로 연장되고, 그것은 상기 권취 방향 주위에 배열된 복수의 턴들을 갖는다.

실시형태에 따르면, 스페이서 테이프는 스페이서 테이프가 권선의 턴들을 이격시키고 단순한 절연 또는 분리 테이프가 아니며, 이것은 매우 얇게 실행될 수 있다는 점에서 이해되어야 한다. 따라서, 스페이서 테이프는 도체 엘리먼트의 반경 방향을 따라 0.5mm와 10mm 사이의 두께를 가질 수 있다. 0.5mm 이상의 두께는 절연유체로서 냉각수의 흐름을 방해하지 않는다. 10mm 이하의 두께는 권선의 안정성 문제를 회피한다. 따라서, 실시형태에 따르면, 0.5mm와 10mm 사이의 두께는 신뢰할 수 있는 냉각수의 흐름과 신뢰할 수 있는 권선의 안정성을 가능하게 한다. 방사형 채널이 전기 절연 매체를 의미한다고 정의함으로써 절연 테이프를 완전히 생략할 수 있다. 결과적으로, 권선의 제조는 덜 힘들고 더 빠르다. 또한 절연 매체가 도체에 직접 접촉하므로 권선 냉각이 더 효율적이다. 실시형태에 따르면, 방사상 채널은 전기 절연 매체를 의미한다. 따라서 예를 들어 추가 절연 테이프를 완전히 생략할 수 있다. 따라서, 권선의 제조는 덜 힘들고 더 빠르다. 또한, 절연 매체가 도체에 직접 접촉하기 때문에 권선의 냉각이 더 효율적이다. 본 발명에 따르면, 상기 전기 권선의 각 턴은 상기 도체 엘리먼트의 대응하는 길이방향 부분에 의해 형성된다.

본 발명에 따르면, 각 스페이서 테이프의 스페이서 부분은 상기 턴들의 대향 측면들에서 상기 전기 권선의 인접한 턴들 사이에 삽입된다.

본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 상기 도체 구조는 상기 도체 엘리먼트 둘레에 감긴 단일 스페이서 테이프를 포함한다.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 상기 도체 구조는 복수의 스페이서 테이프들을 포함한다.

본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 상기 도체 구조의 하나 이상의 스페이서 테이프는 상기 도체 엘리먼트의 전체 길이를 따라 상기 도체 엘리먼트 주위에 권취된다.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 도체 구조가 상기 도체 엘리먼트 주위에 권취된 다수의 스페이서 테이프들을 포함할 때, 각각의 스페이서 테이프는 상기 도체 엘리먼트의 대응하는 길이방향 부분 둘레에 권취된다. 상기 길이방향 부분은 상기 전기 권선의 턴을 형성하도록 의도된다.

바람직하게는, 각 스페이서 테이프의 스페이서 부분들은 상기 도체 엘리먼트의 주 연장 방향에 횡단하는 제1 및 제2 고정 방향을 따라 배향된다.

바람직하게는, 상기 도체 구조의 하나 이상의 스페이서 테이프는 접착에 의해 또는 상기 도체 엘리먼트 주위에 감긴 전기 절연 인클로저 엘리먼트에 의해 상기 도체 엘리먼트에 고정된다.

바람직하게는, 상기 도체 엘리먼트는 연속적으로 전치된 도체이다.

또 다른 양태에서, 본 발명은 하기 청구항 10에 따른 전자기 유도 장치의 전기 권선을 제조하기 위한 도체 구조에 관한 것이다.

본 발명에 따른 도체 구조는 주 연장 방향을 따라 길이방향으로 연장되는 도체 엘리먼트 및 상기 주 연장 방향을 따른 상기 도체 엘리먼트 둘레의 전기 절연 재료의 하나 이상의 스페이서 테이프들을 포함한다.

각각의 스페이서 테이프는 상기 도체 엘리먼트의 대응하는 측면들에 스페이서 부분들을 갖고, 상기 스페이서 부분들은 상기 도체 엘리먼트의 측면들을 따라 서로 이격되어 있다.

본 발명에 따르면, 도체 구조는 권취 방향을 따라 축방향으로 연장되고 상기 권취 방향 주위에 배열된 복수의 턴들을 갖는 전기 권선을 형성하도록 의도된다.

상기 전기 권선의 각 턴은 상기 도체 엘리먼트의 대응하는 길이방향 부분에 의해 형성된다.

각 스페이서 테이프의 스페이서 부분들은 상기 턴들의 대향 측면들에서 상기 전기 권선의 인접한 턴들 사이에 삽입된다.

또 다른 양태에서, 본 발명은 하기 청구항 11에 따른 전자기 유도 장치의 전기 권선에 관한 것이다.

또 다른 양태에서, 본 발명은 하기 청구항 12에 따른 전력 송전 및 배전 그리드를 위한 전자기 유도 장치에 관한 것이다.

바람직하게는, 상기 전자기 유도 장치는 전력 송전 및 배전 그리드용 전기 변압기이다.
본 발명의 추가 특징 및 이점은 순전히 설명 및 비제한적인 목적으로 제공된 첨부 도면 및 아래에 주어진 설명을 참조하여 더 명백할 것이다. 여기서:
- 도 1은 본 발명에 따른 제조 방법 및 도체 구조에 사용되는 도체 엘리먼트를 개략적으로 도시한다.
- 도 2는 본 발명에 따른 제조 방법에 의해 얻어진 전자기 유도 장치용 전기 권선을 개략적으로 도시한다.
- 도 2a 및 도 2b는 본 발명의 방법의 실시형태에 따라 제조된 도 2의 전기 권선의 턴 부분의 대향하는 뷰들 (views) 을 개략적으로 도시한다.
- 도 3 및 도 4 는 본 발명의 여러 실시형태에 따른 도체 구조의 부분들을 개략적으로 예시한다.

전술한 도면을 참조하면, 본 발명은 전력 송전 및 배전 그리드용 전자기 유도 장치 (미도시) 의 전기 권선(100) 을 제조하는 방법에 관한 것이다.

이러한 전자기 유도 장치는 전력 송전 및 배전 그리드용 전기 변압기, 예를 들어 전력 변압기 또는 배전 변압기일 수 있다.

본 발명에 따른 제조 방법은 전기 권선(100)(도 3, 4)을 형성하도록 의도된 도체 구조(1)를 제공하는 단계를 포함한다.

도체 구조(1)는 주 연장 방향(L)(도 1)을 따라 길이방향으로 연장되는 도체 엘리먼트(2)를 포함한다.

바람직하게는, 도체 엘리먼트(2)는 전도성 재료를 포함하는 세장형 (elongated) 평행육면체로서 형상화된다.

바람직하게는, 도체 엘리먼트(2)는 형상화된 단면 (예를 들어, 직사각형 또는 정사각형 단면) 대향 제1 및 제2 측면들 (2A, 2B) 및 대향 제3 및 제4 측면들 (2C, 2D) 을 갖는다.

본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 도체 엘리먼트(2)는 연속적으로 전치된 도체이다.

이 경우, 도체 엘리먼트(2)는 도 1에 도시된 구성에 따라 제조될 수 있다.

본 발명의 이 실시형태에 따르면, 도체 엘리먼트(2)는 상기 도체 엘리먼트의 연장 방향(L)을 따라 나란히 배치되는 2개 이상의 도체 스택들 (21, 22)을 포함한다.

적층 도체들(20)은 전술한 스택들(21, 22) 사이에서 교번하는 부분을 갖는다. 이러한 방식으로, 적층된 도체들(20)의 부분들은 도체 엘리먼트(2)의 전체 길이방향 연장을 따라 모든 가능한 단면 위치를 교대로 점유한다.

적층된 전도체(20)는 전기 절연 재료에 의해 적어도 부분적으로 덮일 수 있다.

도체 엘리먼트(2)는 상기 도체의 연장 방향(L)을 따라 도체의 스택(21, 22) 사이에 배열된 절연 분리기(23)를 포함할 수 있다.

도체 엘리먼트(2)는 권취 작업 동안 제 위치에 이들을 유지하기 위해 적층된 도체들(20) 주위에 감긴 절연 밴드 또는 메쉬(미도시)를 포함할 수 있다.

그러나, 본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 도체 엘리먼트(2)는 상이한 구성들(이는 공지된 유형일 수 있음)을 가질 수 있다.

예를 들어, 그것은 단일 도체, 나란히 배열된 복수의 도체들 또는 꼬인 도체들의 묶음을 포함할 수 있다.

추가 예로서, 도체 엘리먼트(2)는 하나 이상의 전도성 바에 의해 또는 하나 이상의 전도성 포일 또는 디스크에 의해 형성될 수 있다.

본 발명의 일부 실시형태(도시되지 않음)에 따르면, 도체 구조(1)는 상기 도체 엘리먼트의 도체들을 외부적으로 덮는 방식으로 배열된 전기 절연 재료의 하나 이상의 층을 포함한다.

이러한 전기 절연 재료는 공지된 유형의 솔루션에 따라 배열될 수 있다. 예를 들어, 그것은 종이, 폴리에스테르 재료, 아라미드 또는 안정화된 PE 재료, 유리 섬유 재료 등을 포함하는 재료들의 그룹에서 선택될 수 있다.

도체 구조(1)는 도체 엘리먼트(2)의 주 연장 방향(L)을 따라 도체 엘리먼트(2) 주위에 전기 절연 재료의 하나 이상의 스페이서 테이프(3)를 포함한다.

각각의 스페이서 테이프(3)는 도체 엘리먼트(2)의 도체에 직접 고정되거나, 상기 도체 엘리먼트의 절연층 상에 또는 상기 도체 엘리먼트를 둘러싸는 추가적인 절연 밴드 또는 메쉬 상에 고정될 수 있다.

바람직하게는, 각 스페이서 테이프(3)의 전기 절연 재료는 압축 판지, 플라스틱 재료, 유리 섬유 재료, 나일론계 재료를 포함하는 재료 그룹에서 선택된다.

각각의 스페이서 테이프(3)는 도체 엘리먼트(2)의 대응하는 측면(2A, 2B)에서 복수의 스페이서 부분(3A, 3B)을 갖는다.

바람직하게는, 각 스페이서 테이프(3)의 스페이서 부분(3A, 3B)은 세장형 형상을 갖고, 이들은 상기 도체 엘리먼트의 주 연장 방향(L)에 대해 횡방향으로 도체 엘리먼트(2)의 측면(2A, 2B)상에 배열된다.

스페이서 부분(3A, 3B)은 도체 엘리먼트(2)의 하나 이상의 측면(2A, 2B)을 따라 적절한 빈 영역(3C)을 한정하기 위해 서로 이격되어 배열된다. 일 실시형태에 따르면, 0.5mm와 10mm 사이의 스페이서 테이프(3) 두께는 냉각제, 특히 전기 절연 매체를 위한 방사상 채널(104)을 형성하기에 적절한 빈 공간(3C)을 형성하는데 매우 적합하다.

본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 각각의 스페이서 테이프(3)는 접착에 의해 도체 엘리먼트(2)에 고정된다.

접착제는 공지된 방식으로, 예를 들어 분무, 브러싱, 더스팅, 침지에 의해 또는 UV 방사선 또는 열에 의해 활성화 가능한 프리프레그 필름을 적용함으로써 각 스페이서 테이프(3) 및/또는 도체 엘리먼트(2)의 대응하는 고정 표면(2A, 2B)에 적용될 수 있다.

고온(예를 들어, 최대 250°C)을 견디도록 설계된 특수 접착제를 사용할 수 있다. 이 솔루션은 전자기 유도 장치의 절연 매체가 에폭시 수지 또는 유사한 재료로 만들어질 때 특히 유리한다.

위에서 설명한 솔루션은 상당히 유리하다. 도체 엘리먼트(2) 주위에 권취된 하나 이상의 스페이서 테이프(3)를 접착함으로써 스페이서 부분(3A, 3B)의 가능한 바람직하지 않은 전위를 방지하거나 감소시킬 수 있다. 스페이서 부분(3A, 3B)의 이러한 전위는 전자기 유도 장치의 작동 또는 제조 중에 권선 턴들에 가해지는 접선력으로 인해 발생할 수 있다 (이 현상은 또한 전기 권선의 "나선화 (spiraling)"로 지칭됨).

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 각각의 스페이서 테이프(3)는 예를 들어 유리 섬유 재료 또는 폴리에스테르로 만들어진, (예를 들어, 도체 엘리먼트(2) 및 하나 이상의 스페이서 테이프 (3) 에 의해 형성된 어셈블리 주위에 감긴 전기 절연 밴드 또는 메쉬에 의해 형성된) 추가적인 전기 절연 인클로저에 의해 도체 엘리먼트(2)에 고정된다.

이 경우에도, 스페이서 테이프(3)는 전기 도체 엘리먼트(2)의 도체에 직접 고정되거나, 상기 도체의 절연층 상에 또는 상기 도체를 둘러싸는 절연 테이프 또는 메쉬 상에 고정될 수 있다.

본 발명의 방법에 따르면, 일단 도체 구조(1)가 얻어지면, 전술한 도체 구조(1)에 의해 전기 권선(100)을 형성하는 단계가 수행된다.

전기 권선(100)은 권취 방향(DW)을 따라 축방향으로 연장된다(도 2).

바람직하게는, 예를 들어 도체 구조가 적절한 굽힘 장치에 의해 구부러질 수 있는 경우, 전기 권선(100)을 형성하는 단계는 권취 방향(DW) 주위에 도체 구조(1)를 권취하는 것을 포함한다.

대안적인 실시형태에 따르면, 예를 들어 도체 구조가 구부러질 수 없는 경우, 전기 권선(100)을 형성하는 단계는 도체 구조(1)의 분리된 부분들을 기계적으로 연결하여 전기 권선(100)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

전기 권선(100)은 권취 방향(DW) 주위에 배열된 복수의 인접한 턴들(101)을 갖는다(도 2).

각각의 턴(101)은 권선 구조(1)에 포함된 도체 엘리먼트(2)의 대응하는 길이방향 부분에 의해 형성된다.

전기 권선(100)에서, 도체 엘리먼트(2)의 제1 및 제2 측면(2A, 2B)은 권취 방향(DW)에 수직으로 위치되고, 각 턴(101)의 제1 및 제2 측면(101A, 101B)을 형성하며, 이들은 상기 권취 방향에 대해 방사상으로 연장되는 반면, 도체 엘리먼트(2)의 제3 및 제4 측면(2C, 2D)은 권취 방향(DW)에 평행하게 위치되고 각 턴(101)의 제3 및 제4 측면(101C, 101D)을 형성하며, 이들은 상기 권취 방향에 평행하고 동축적으로 연장된다(도 2a, 도 2b).

전기 권선(1)에서, 각 스페이서 테이프(3)의 스페이서 부분(3A, 3B)은 인접한 턴들 (101) 의 제1 및 제2 측면(101A, 101B)에서 이들 인접한 턴들 (101) 사이에 삽입된다. 이러한 방식으로, 스페이서 부분(3A, 3B)은 상기 권취 방향(DW)에 수직인 반경 방향 평면을 따라 연장된다(도 2).

스페이서 부분(3A, 3B)에 의해 구획된 빈 영역(3C)은 전기 권선(100)의 방사상 채널(104)을 형성하며, 이들은 인접한 턴들(101) 사이에서 전기 절연 매체(예를 들어, 절연 유체 또는 고체 주형 수지)의 통과를 보장한다. 일 실시형태에 따르면, 스페이서 테이프(3)에 대한 0.5mm와 10mm 사이의 두께는 냉각제가 통과하는 데 사용될 수 있는 방사상 채널(104)을 형성하기에 적절한 빈 공간(3C)을 형성하기 위한 피팅 치수이다.

본 발명의 중요한 양태는, 전기 권선(100)에서, 전기 권선의 턴(101)의 한 측면(101A, 101B)에 있는 각각의 스페이서 부분(3A, 3B)이 상기 턴의 반대쪽 측면(101B, 101A)에서 적어도 2개의 스페이서 부분(3B, 3A)과 부분적으로 중첩된다는 점이다 (도 2, 도 2a, 도 2b, 도 3, 도 4).

즉, 전기 권선(100)에서, 턴(101)의 측면(101A, 101B)에 있는 각각의 스페이서 부분(3A, 3B)은 상기 턴의 대향 측면(101B, 101A)에서 스페이서 부분 (3B, 3A) 의 대응하는 중첩 부분(30B, 30A)과 각각 중첩하는 적어도 2개의 중첩 부분(30A, 30B)을 갖는다 (도 3).

도 2a, 도 2b는 본 발명의 방법의 실시형태에 따라 제조된 전기 권선(100)의 턴(101) 의 부분의 (반대 측면(101A, 101B)에 관련된) 대향하는 뷰들을 도시한다.

턴(101)은 전술한 바와 같이 제조될 수 있는 도체 엘리먼트(2)에 의해 형성된다.

(상기 설명된 바와 같이, 도체 엘리먼트(2)의 제1 및 제2 측면(2A, 2B)에 의해 형성되는) 턴(101)의 제1 및 제2 측면(101A, 101B)에서, 각각의 스페이서 테이프(3)의 제1 스페이서 부분(3A) 및 제2 스페이서 부분(3B)은 각각 전기 권선(100)의 방사상 채널(104)을 형성하도록 의도된 중간의 빈 공간(3C)을 정의하기 위해 서로 이격되어 위치된다. 일 실시형태에 따르면, 스페이서 밴드의 0.5mm와 10mm 사이의 두께는 권선(1)을 통한 냉각수의 최적 흐름을 보장하는 반경 방향 채널(104)에 대한 높이를 제공한다.

편리하게는, 각 테이프(3)의 제1 및 제2 스페이서 부분(3A, 3B)은 도체 엘리먼트(2)의 주 연장 방향(L)(길이방향 축)에 횡단하는 제1 및 제2 고정 방향(F1, F2)에 따라 각각 배향된다 (도 3).

알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 위에 예시된 모든 실시형태에서, 턴(101)의 제1 측면(101A)에 있는 각 스페이서 부분(3A)은 턴(101)의 제2 측면(101B)에 있는 2개의 스페이서 부분들(3B)과 중첩된다.

특히, 각각의 스페이서 부분(3A)은 권취 방향(DW)에 평행한 적절한 중첩 방향을 따라 2개의 스페이서 부분들(3B)의 대응하는 중첩 영역들(30B)과 중첩되는 2개의 중첩 영역들(30A)을 갖는다.

유사하게, 턴(101)의 제2 측면(101B)에 있는 각 스페이서 부분(3B)은 턴(101)의 제1 측면(101A)에 있는 2개의 스페이서 부분(3A)과 중첩된다.

특히, 각각의 스페이서 부분(3B)은 권취 방향(DW)에 평행한 적절한 중첩 방향을 따라 2개의 스페이서 부분(3A)의 대응하는 중첩 영역(30A)과 중첩되는 2개의 중첩 영역(30B)을 갖는다.

청구된 발명에 의해 제공되는 솔루션은 최적의 구조적 균형을 보장하기 때문에 압축력에 대한 전기 권선(100)의 전체 저항을 크게 향상시키는 것으로 나타났다.

따라서, 전자기 유도 장치의 작동 중에 전기 권선(100)의 턴의 변형 현상의 개시를 방지하거나 현저하게 완화하는 것이 가능하다.

도 3 및 도 4의 예로부터 이해할 수 있는 바와 같이, 전술한 결과는 도체 구조(1)에 하나 이상의 스페이서 테이프(3)를 적절하게 배열함으로써 달성된다.

본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 도체 구조 (1) 는 도체 엘리먼트 (2) 둘레에 감긴 단일 스페이서 테이프 (3) 를 포함한다.

이 경우에, 도 3에 도시된 바와 같이 스페이서 테이프(3)는 이 도체 엘리먼트(2)의 전체 길이를 따라 도체 엘리먼트(2) 둘레에 편리하게 감겨진다.

이 솔루션에 따르면, 전기 권선(100)의 인접한 턴들 (101) 사이에 배열되는 스페이서 테이프(3)의 스페이서 부분(3A, 3B)이 중첩되어 서로 접촉할 수 있다. 이것은 인접한 턴들(101)의 각 쌍 사이의 간격을 증가시킬 수 있더라도 전기 권선(100)의 전체 구조적 견고성을 더욱 향상시킨다.

본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 도체 구조 (1) 는 복수의 스페이서 테이프들 (3) 을 포함한다.

바람직하게는, 각각의 스페이서 테이프(3)는 전기 권선(100)의 턴(101)을 형성하도록 의도되는 도체 엘리먼트(2)의 대응하는 길이방향 부분 둘레에 감긴다.

스페이서 테이프(3)는 도 3에 도시된 솔루션과 유사하게 도체 엘리먼트(2)의 전체 길이를 따라 도체 엘리먼트(2) 주위에 감길 수 있다.

그러나, 본 발명의 다른 실시형태(도 4)에 따르면, 전술한 다수의 스페이서 테이프들(3)은 도체 엘리먼트(2)의 선택된 길이방향 부분(2E)에서 주 연장 방향(L)을 따라 도체 엘리먼트(2) 주위에 감길 수 있으며, 이들은 스페이서 테이프가 존재하지 않는 길이방향 부분(2F)과 교대한다. 편리하게는, 각각의 길이방향 부분(2E, 2F)은 전기 권선(100)의 턴(101)의 길이와 동일한 (주 연장 방향 (L) 을 따라 측정된) 길이를 갖는다.

이 솔루션은 전기 권선(100)의 인접한 턴들(101)의 각 쌍 사이의 간격을 줄이는 것을 허용한다.

본 발명에 따른 방법 및 도체 구조는 관련 이점을 제공한다.

본 발명에 따른 방법 및 도체 구조는 높은 구조적 균형 및 기계적 응력, 특히 압축 응력에 대한 높은 저항을 갖는 전기 권선을 얻을 수 있게 한다.

이는 작동 중 전기 권선의 턴들의 변형을 방지하거나 감소시켜 결과적으로 오류 이벤트 또는 단락 이벤트가 있는 경우에도 작동 중인 전자기 유도 장치의 신뢰성을 현저하게 증가시는 것을 허용한다.

본 발명에 따른 방법 및 도체 구조는 종래 기술의 공지된 솔루션과 관련하여 경쟁력 있는 비용으로 산업적 수준에서 구현하기가 비교적 쉽다.

Claims (14)

1. 전자기 유도 장치의 전기 권선 (100) 을 제조하는 방법으로서,
   - 주 연장 방향 (L) 을 따라 길이방향으로 연장되는 도체 엘리먼트 (2) 및 상기 주 연장 방향 (L) 을 따라 상기 도체 엘리먼트 둘레에 전기 절연 재료의 하나 이상의 스페이서 테이프들 (3) 을 포함하는 도체 구조 (1) 를 제공하는 단계로서, 각각의 스페이서 테이프는 상기 도체 엘리먼트의 대응하는 측면들 (2A, 2B) 에 스페이서 부분들 (3A, 3B) 을 갖고, 상기 스페이서 부분들 (3A, 3B) 은 상기 도체 엘리먼트의 상기 측면들 (2A, 2B) 을 따라 서로 이격되는, 상기 도체 구조 (1) 를 제공하는 단계;
   - 상기 도체 구조에 의해 전기 권선 (100) 을 형성하는 단계로서, 상기 전기 권선은 권취 방향 (DW) 을 따라 축방향으로 연장되고 상기 권취 방향 주위에 배열된 복수의 턴들 (101) 을 갖는, 상기 전기 권선 (100) 을 형성하는 단계를 포함하고;
   상기 전기 권선 (100) 의 각 턴 (101) 은 상기 도체 엘리먼트 (2) 의 대응하는 길이방향 부분 (2E, 2F) 에 의해 형성되며,
   각각의 스페이서 테이프 (3) 의 스페이서 부분들 (3A, 3B) 은 상기 턴들 (101) 의 대향 측면들 (101A, 101B) 에서 상기 전기 권선 (100) 의 인접한 턴들 사이에 삽입되고, 및
   상기 스페이서 부분들 (3A; 3B) 은 각각 상기 전기 권선(100) 의 방사상 채널 (104) 을 형성하도록 빈 공간 (3C) 을 정의하도록 서로 이격되어 위치되고, 상기 방사상 채널 (104) 은 전기 절연 매체의 통로를 위해 구성되는 것을 특징으로 하는 전자기 유도 장치의 전기 권선 (100) 을 제조하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 스페이서 테이프 (3) 는 0.5 mm 와 10 mm 사이의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 전자기 유도 장치의 전기 권선 (100) 을 제조하는 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 도체 구조 (1) 는 상기 도체 엘리먼트 (2) 둘레에 감긴 단일 스페이서 테이프 (3) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 유도 장치의 전기 권선 (100) 을 제조하는 방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 도체 구조 (1) 는 복수의 스페이서 테이프들 (3) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 유도 장치의 전기 권선 (100) 을 제조하는 방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 하나 이상의 스페이서 테이프들 (3) 은 상기 도체 엘리먼트의 전체 길이를 따라 상기 도체 엘리먼트 (2) 둘레에 감기는 것을 특징으로 하는 전자기 유도 장치의 전기 권선 (100) 을 제조하는 방법.
6. 제 4 항에 있어서,
   각각의 스페이서 테이프 (3) 는 상기 전기 권선 (100) 의 턴 (101) 을 형성하도록 의도되는 상기 도체 엘리먼트 (2) 의 대응하는 길이방향 부분 둘레에 감기는, 전자기 유도 장치의 전기 권선 (100) 을 제조하는 방법.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   각각의 스페이서 테이프 (3) 의 상기 스페이서 부분들 (3A, 3B) 은 상기 도체 엘리먼트의 상기 주 연장 방향 (L) 에 횡단하는 제 1 및 제 2 고정 방향들 (F1, F2) 을 따라 배향되는 것을 특징으로 하는 전자기 유도 장치의 전기 권선 (100) 을 제조하는 방법.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 스페이서 부분들 (3A, 3B) 은 접착에 의해 또는 상기 도체 엘리먼트 (2) 주위에 감긴 전기 절연 인클로저 엘리먼트에 의해 상기 도체 엘리먼트 (2) 에 고정되는 것을 특징으로 하는 전자기 유도 장치의 전기 권선 (100) 을 제조하는 방법.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 도체 엘리먼트 (2) 는 연속적으로 전치된 도체인 것을 특징으로 하는 전자기 유도 장치의 전기 권선 (100) 을 제조하는 방법.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전자기 유도 장치는 전력 송전 및 배전 그리드용 전기 변압기인 것을 특징으로 하는 전자기 유도 장치의 전기 권선 (100) 을 제조하는 방법.
11. 전자기 유도 장치의 전기 권선 (100) 을 제조하기 위한 도체 구조 (1) 로서,
    주 연장 방향 (L) 을 따라 길이방향으로 연장되는 도체 엘리먼트 (2) 및 상기 주 연장 방향 (L) 을 따라 상기 도체 엘리먼트 둘레에 전기 절연 재료의 하나 이상의 스페이서 테이프들 (3) 을 포함하고,
    각각의 스페이서 테이프는 상기 도체 엘리먼트의 대응하는 측면들 (2A, 2B) 에 스페이서 부분들 (3A, 3B) 을 갖고, 상기 스페이서 부분들 (3A, 3B) 은 상기 도체 엘리먼트의 상기 측면들 (2A, 2B) 을 따라 서로 이격되며,
    상기 도체 구조는 전기 권선 (100) 을 형성하도록 의도되며, 상기 전기 권선은 권취 방향 (DW) 을 따라 축방향으로 연장되고 상기 권취 방향 주위에 배열된 복수의 턴들 (101) 을 갖고,
    상기 전기 권선 (100) 의 각 턴 (101) 은 상기 도체 엘리먼트 (2) 의 대응하는 길이방향 부분 (2E, 2F) 에 의해 형성되며,
    각각의 스페이서 테이프 (3) 의 스페이서 부분들 (3A, 3B) 은 상기 턴들 (101) 의 대향 측면들 (101A, 101B) 에서 상기 전기 권선 (100) 의 인접한 턴들 사이에 삽입되고, 상기 스페이서 부분들 (3A, 3B) 은 각각 상기 전기 권선 (100) 의 방사상 채널 (104) 을 형성하기 위해 빈 공간 (3C) 을 정의하기 위해 서로 이격되어 위치되고, 상기 방사상 채널 (104) 은 전기 절연 매체의 통로를 위해 구성되는, 전자기 유도 장치의 전기 권선 (100) 을 제조하기 위한 도체 구조 (1).
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 스페이서 테이프 (3) 는 0.5 mm 와 10 mm 사이의 두께를 갖는, 전자기 유도 장치의 전기 권선 (100) 을 제조하기 위한 도체 구조(1).
13. 제 10 항에 따른 도체 구조 (1) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 유도 장치용 전기 권선 (100).
14. 제 11항 에 따른 전기 권선 (100) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 송전 및 배전 그리드용 전자기 유도 장치.

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