制造变压器线圈的方法和用该方法制造的变压器线圈

摘要

本发明提供了一种用于缠绕变压器的线圈的方法，其中线圈绕组形成于圆筒形的管状绝缘体中。为了缩短线圈长度和减少绝缘材料的量，并且减小芯体的重量，在绕组金属线层彼此相连的位置，各绕组金属线层缠绕成在径向上上下布置，使得各相邻的绕组端部均位于一个径向平面内。通过设置用于引导绝缘绕组或者绝缘层并且保持绝缘绕组或者绝缘层的形状的端壁部分来实现这一点。

说明书

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的前序部分所述的方法和根据权利要求4的前序部分所述的变压器线圈。

背景技术

变压器线圈包括线圈管，该线圈管被次级绕组和初级绕组围绕，初级绕组嵌入在一块绝缘材料中，其中，次级绕组和初级绕组是用所谓的细丝缠绕方法制造的。为此，在借助间隔件与次级绕组隔开的线圈管上缠绕第一绝缘层，在该第一绝缘层上缠绕第一层绕组金属线。在该第一层绕组金属线上施加一层绝缘材料，在该层绝缘材料上再施加一层绕组金属线，其中该层绕组金属线具有两个层部分，该两个层部分从内侧的一层绕组金属线的两端向内(即彼此相向地)延伸，并且这两个层部分的末端之间隔开一定的距离。内侧的一层绕组金属线的相反端部与相邻的第二层部分的端部连接。因此，对于已知的缠绕方法来说，必须确保第二层部分的相反端部不要越过内侧的第一层向外滑落。通过下面的方法来实现这一点，即：第二层部分的相反的绕组端部与内侧的一层绕组金属线的绕组端部沿轴向隔开一定距离，使得相邻的绕组端部的连接与内侧的第一层绕组金属线的环形面均形成锐角；这样形成的两个角度共同构成V形，该V形的开口侧朝向内侧的第一层绕组金属线。

第二层部分的彼此面对的端部均与第三层部分邻接，又在第二和第三层部分之间设置由绝缘材料的中间层。第三层部分的彼此面相的端部再次与相邻的第二层部分的端部隔开一定距离，使得第二和第三层部分的里侧的彼此面对的端部的连接同样共同形成锐角，两个这样的连接构成V形，该V形的尖端径向朝内。在该第三层部分之后是例如两个第四层部分和第五层部分，这两个层部分的长度相对于前面缠绕的层轴向缩短，从而也形成V形。

这种绕组形式，即向后偏移，导致了没有最佳且完全地利用可用的绕组空间。

发明内容

本发明的目的是提供一种制造变压器线圈的方法以及利用该方法制造的前述类型的变压器线圈，其中更好地利用了绕组空间。

根据本发明，通过权利要求1的特征来达到该目的。

本发明还包括一种方法，该方法的特征在于如下步骤：

在由绝缘材料制成的圆筒形主体上缠绕内侧的第一绝缘层，在该圆筒形主体的端部设置有径向向外伸出的端壁部分，其中第一绝缘层一直缠绕到端壁部分，

缠绕内侧的第一绕组金属线层，该第一绕组金属线层的端部绕组与端壁部分相隔一定距离，

在内侧的第一绕组金属线层上缠绕第二绝缘层，该第二绝缘层一直缠绕到端壁部分，

缠绕第二绕组金属线层，该第二绕组金属线层可以缠绕成一个层部分或者两个层部分，其中第二绕组金属线层或者层部分的相反端部绕组位于内侧的第一绕组金属线层的端部绕组所在的径向平面内，

借助径向连接件将第一和第二绕组金属线层的相邻端部连接起来，

缠绕第三绝缘层，该第三绝缘层一直缠绕到端壁部分，

缠绕第三绕组金属线层或者两个第三层部分，该第三绕组金属线层或者两个第三层部分的端部绕组在径向上位于第二层部分的端部绕组的平面内，

将第三层部分的位于径向平面内的端部绕组与第二层部分的端部连接，

缠绕第四绝缘层，该第四绝缘层一直缠绕到端壁部分，

等等，以及

在需要的情况下，在绝缘材料硬化之后去除端壁部分。

还可以将端壁部分一体地形成在内管上。

另一个有利的改进在于，提供金属制成的L形的弯曲件以形成端壁部分，该弯曲件的一个支腿本身构成端壁部分，该弯曲件的另一个支腿布置成与线圈管平行并且包裹在单独的绝缘层中。在绝缘材料硬化之后可以容易地去除该L形的弯曲件。由此形成的裂缝形开口可以容易地用绝缘材料封闭，或者保持敞开。

在该情况下，可以设计弯曲件，使得构成端壁部分的支腿在线圈的整个端面上延伸；当然，也可以这样设计，即：多个L形的弯曲件布置成径向隔开，其中内侧的L形弯曲件被内侧的绝缘层包裹，外侧的L形弯曲件由相应的外侧的绝缘层包裹。更有利的是按照如下方式构成弯曲件，即：提供弧形的管，在该弧形的管的一端设置裂缝，将管的端部垂直于弧形区域弯曲，从而通过垂直弯曲的支腿构成端壁部分。

采用根据本发明的缠绕方法，特别是通过在线圈的轴向端部设置用于引导绝缘绕组或者绝缘层并且保持绝缘绕组或者绝缘层的形状的端壁部分，可以借助径向延伸的连接件将上下布置的绕组金属线层连接起来，由于端壁部分，避免了各外侧的绕组金属线层的上下布置的端部绕组因为滑落而轴向向外或者向内偏移，相应地，待连接的绕组处于径向上上下布置的状态。因此，变压器线圈的外部形状具有径向端面，并且在由各种绝缘层构成的绝缘部分内部最佳地利用了绕组空间。这导致线圈长度更短，并且减少了绝缘材料的量。而且，还可以减小匹配的芯体的支腿长度，由此还减小芯体的重量。

从属权利要求2和3给出了根据本发明的方法的其它有利的形式和改进方案。

从属权利要求4至9给出了借助根据本发明的方法获得的线圈。

因此，根据本发明，在线圈主体内设置了金属线绕组部分，这些金属线绕组部分的相互连接的绕组端部均处于径向平面内，从而全部的绕组部分都位于两个径向平面之间，彼此所属且彼此连接的绕组端部同时也位于这两个径向平面中，所述线圈设置有径向延伸的连接件。端壁部分可以形成在被线圈主体包围的绝缘管或者线圈管上；还可以设置L形的弯曲件，该弯曲件的支腿相互垂直地延伸，其中一个支腿被绝缘层可靠地保持成与绕组部分平行，而另一个支腿径向向外伸出并且用于形成端壁部分。

还可以将弯曲件设计成弧形的弯曲件，其中一个支腿构成弧形形状，另一个支腿与上述构成弧形形状的支腿垂直地向外弯曲的凸缘。

在此，用于构成端壁部分的支腿覆盖整个端面；还可以在不同的半径上布置多个弯曲件，使得构成端壁部分的支腿仅仅覆盖线圈主体的端面的一部分。

下面借助示出本发明的实施例的附图更详细地解释和描述本发明和本发明的其它有利的实施方式及其它优点。

附图说明

在附图中，

图1是根据本发明的线圈的第一实施例的纵向剖视图，

图2是根据本发明的线圈的第二实施例的与图1类似的纵向剖视图，

图3是用于第二实施例的弯曲件的改进例的立体图，以及

图4是图3的“A”部的放大图。

具体实施方式

现在参考图1。

采用根据本发明的方法制造的线圈主体10围绕线圈管11，径向向外延伸的凸缘形端壁部分12、13连接在线圈管11的端部上，在第一实施例中，径向向外延伸的凸缘形端壁部分12、13一体地形成在线圈管11的端部上。在端壁部分12、13之间，在线圈管11上施加第一绝缘层14，优选的是缠绕第一绝缘层14。和所有的其它绝缘层(如下所述)一样，该绝缘层14可以含有用可硬化的树脂浸渍的织造织物。绝缘层14一直延伸到端壁部分12、13。在该绝缘层14上缠绕第一绕组层15，该绕组层15在图1(以及图2)中用直线示出。如图4所示，可以使用矩形绕组金属线。作为矩形绕组金属线的替代方案，还可以使用具有圆形横截面的绕组金属线。因此，横截面形状对本发明来说是不重要的。绕组金属线层15的端部与端壁部分12、13隔开一定的距离D。

在第一绕组层或者绕组金属线层15上施加第二绝缘层16，即缠绕第二绝缘层16，并且第二绝缘层16一直缠绕到端壁部分12、13。在该第二绝缘层16上又缠绕两个绕组层部分17、18，这两个绕组层部分17、18的相反端部位于第一绕组层15的端部所处的径向平面内，并且两个绕组层部分17、18的彼此面对的端部19、20布置成彼此隔开距离D1。如图4所示，绕组层15、17和18利用径向延伸的连接件21、22相互连接，其中连接件21、22分别位于第一绕组层15的端部所处的平面内。

在第二绕组部分17、18上缠绕第三绝缘层23，在该第三绝缘层23上缠绕两个第三绕组部分24、25，这两个第三绕组部分24、25的长度与第二绕组部分17、18的长度相等，并且这两个第三绕组部分24、25在它们的彼此面对的端部借助径向连接件与第二绕组部分17、18连接，其中该径向连接件与附图标记21、22所示的径向连接件类似，然后，施加第四绝缘层(无附图标记)并在第四绝缘层上施加两个第四绕组部分26、27，施加下一个绝缘层并在该下一个绝缘层上施加两个第五绕组部分26、27，然后在该第五绕组部分上施加外侧绝缘层。第三绕组部分24、25与第四绕组部分26、27借助连接件在第一绕组层15的端部所处的径向平面内连接，第四绕组部分和第五绕组部分在它们的彼此面对的端部连接，其中第四绕组部分和第五绕组部分的长度小于第二绕组部分和第三绕组部分17、24；18、25的长度。

在线圈管11内部设置有多个围绕周边均匀分布的分隔件30。在分隔件30内部设置有次级绕组31(在图中仅示意性地示出)。分隔件30之间的空间径向排列并且在线圈管11的整个长度上延伸，冷却液体轴向流过该空间。为线圈管11设置的次级绕组31以及分隔件对本发明来说不重要。

在第二改进例中，如图3中的透视图所示，端壁部分由弯曲件构成。在与线圈管11匹配的弧形件35的一端设置有裂缝36、37。在边缘端部38、39和裂缝36、37之间形成的凸缘40、41和42径向向外弯曲，使得裂缝36、37变成V形。弧形件35构成弯曲件的支腿43，弯曲件在图4中总体上以附图标记44表示。轴向延伸的支腿43被第一绝缘层16包围在线圈主体中。对于整个线圈主体来说需要多个弯曲件(如图3所示)，使得这些如图3所示的弯曲件覆盖线圈管的整个圆周。在绝缘材料硬化后，可以取出弯曲件。由此产生的开口可以保持敞开或者用绝缘材料封闭。

在图2所示的实施例中设置了多个弯曲件，这些弯曲件的径向排列的支腿覆盖了线圈主体的整个端面。当然，还可以在线圈主体的端面或者端部上设置在径向上上下布置的多个弯曲件，其中弧形件35与(例如在第三绕组部分附近的)更靠外的半径相匹配。凸缘的径向长度与在线圈主体上的安装位置相匹配，其中全部弯曲件的凸缘均位于与线圈主体的端面对应的径向平面内。外面的弯曲件的支腿43被相应的绝缘层包裹。

为了完成变压器，设置了用虚线示出的芯体50，芯体50与次级绕组30内部区域中的支腿51接合。然而，这与本发明没有关系，而是仅用于更好地理解本发明的目的。