包括与金属电感器壳体热耦合的至少一个感应线圈的电感器组件的制作方法

文档序号:12288591阅读:253来源:国知局
包括与金属电感器壳体热耦合的至少一个感应线圈的电感器组件的制作方法与工艺

覆盖电感器绕组的外圆周的电绝缘体可以是单独的电绝缘体,比如,围绕电感器绕组的外圆周缠绕的电绝缘箔。然而,如果电导体的这个电绝缘体具有足够的强度,则覆盖电感器绕组的外圆周的电绝缘体也可以由缠绕在线轴连同电导体上的电绝缘体提供。通常,缠绕在感应线圈的线轴上的电导体被提供有电绝缘漆的薄层。这种电绝缘漆将仅足够用于提供电感器绕组朝向彼此而不是朝向金属电感器壳体的足够的电绝缘。因此,覆盖电感器绕组的外圆周的单独的电绝缘体是必需的。

电感器组件的金属壳体是罐状的以接收灌封材料。在罐状金属壳体的开口侧,电感器组件可以采用在金属壳体内的至少部分地包围感应线圈灌封材料来终止,或者其可以由金属封闭板或任何其他类型的金属封闭来闭合。

例如,在一开始定义的电感器组件可以例如用作AC扼流圈或DC扼流圈、用作AC滤波器或DC滤波器、或者用作电能储存电感器。在这些应用中的任何应用中,有必要把电感器绕组与金属电感器壳体电绝缘。通常,也有必要把电感器绕组与在其上布置了至少一个感应线圈的线轴的电感器组件的磁芯电绝缘。另一方面,分别需要电感器壳体至感应线圈的良好的热耦合以及磁芯,以使在感应线圈和磁芯二者中通过流过感应线圈的电流生成的热量消散。因此,对灌封材料有相异的要求,因为提供良好电绝缘的灌封材料一般不提供良好的热耦合。另外,包括电绝缘树脂基质(比如,聚氨酯、环氧树脂或者硅树脂)以及导热颗粒(比如,陶瓷颗粒、石英颗粒、AIN或BN颗粒)的过滤器的灌封材料为了满足两个要求通常显示由于过滤器而在它们的流体状态中的大的粘度。因此,灌封材料不适合填充在感应线圈和金属壳体之间的小间隙而不形成空隙。然而,在灌封材料中的空隙降低了感应线圈至金属壳体的热耦合,并且可以触发在电感器绕组和金属壳体之间的电绝缘体的故障。另外,在电感器绕组和金属壳体之间的电绝缘体的故障也可以由在树脂基质内侧的导热颗粒的装填物触发。这通常是在其中导热颗粒之间的平均距离相对小的区域处的情况。在金属壳体内侧处的灌封材料的通常的总体积内,导热颗粒的分布并不是理想地均匀的。此外,总体积由于在灌封过程期间特别是在小间隙处(例如,在电感器绕组和金属壳体之间)可能生成凝聚物而变化。在这些凝聚物内,导热颗粒之间的平均距离相对小,并且因此触发电故障的风险相对高。因此,导热填充物通常危害灌封材料的电绝缘能力。另外,因为在感应线圈和金属壳体之间的小距离,有必要在金属壳体内准确地定位感应线圈,使得在感应线圈和将要填充灌封材料的金属壳体之间的所有间隙具有统一的宽度。

现有技术

US 2013/0265129A1公开了一种包括变压器组件的电磁设备。变压器组件具有芯体、绕组、以及设置在核芯和绕组中的至少一部分周围的壳体。外壳至少部分地包围变压器组件。变压器组件安装于外壳的第一部分,使得热量从变压器组件被传递到外壳的第一部分。外壳的第二部分具有从其中延伸的延伸部,使得延伸部被放置成与变压器组件热接触,以将热量从变压器组件传递至延伸部。

DE 102011076227A1公开了一种电感部件,例如扼流圈,其用于在电导体中使电压平滑。电感部件具有感应线圈,其包括电线导体的至少一个电感器绕组。感应线圈被包含在壳体中。在感应线圈和壳体之间布置导热垫。垫可以是热垫,或者垫可以由相变材料、类凝胶稠度的材料或者间隙填充材料制成。

WO 2005/052964A1公开了一种用于环状芯体有感电阻器的热传导桥。环状芯体由至少一个绕组围绕。热传导桥由基部元件和从基部元件延伸进入环状芯体的中央的元件形成,使得环状芯体围绕这个元件放置。基部元件封闭了罐状壳体,在罐状壳体中,环状芯体由灌封材料包围。

DE 3522740A1公开了又一种变压器或者扼流圈,其包括环状芯体。在此,热传导元件从金属壳体延伸进入环状芯体的中央,在金属壳体中,环状芯体和环状芯体上的绕组由粒状材料(例如,石英砂)包围。金属壳体包括冷却肋,其用于使来自绕组和环状芯体的热量消散。

DE 19814897A1公开了一种用于大功率的电感部件,其中,具有绕组的环状芯体被布置在罐状壳体中,并且嵌入灌封材料。热管从壳体延伸进入环状芯体的中央。

从DE 9406996U1中已知另一种电感部件,其包括环状芯体以及在金属壳体内由灌封材料包围的绕组。在此,延伸进入环状芯体的中央的壳体的元件包括环状肋,其增加了这个热传递元件朝向由树脂制成的灌封材料的表面。

US 4,000,483A公开了一种变压器,其包括层叠的磁芯、初级线圈缠绕于其上的电绝缘塑料线轴、次级线圈缠绕于其上的电绝缘塑料线轴、以及两个互相接合的电绝缘塑料封盖,其包围初级线圈并且在初级线圈和层叠磁芯之间、以及在初级线圈和次级线圈之间提供另外的电绝缘。塑料部件被形成以在初级线圈和次级线圈之间、以及在初级线圈和层叠磁芯之间提供2mm的电绝缘体。塑料部件被布置成在初级线圈和次级线圈之间提供至少10mm的爬电距离,并且在初级线圈和层叠磁芯之间提供至少8mm的爬电距离。提供的绝缘体应允许将层叠磁芯直接安装在器具的金属框架上。

US 2008/0079525A1公开了一种用于真空设备的同轴灯丝变压器。灯丝变压器包括芯体、初级绕组以及围绕芯体缠绕的磁芯绕组。次级绕组偏置在高电压处,并且初级绕组被放置为与次级绕组成一行。初级绕组和次级绕组在单独的线轴中或者在共同的线轴中结合。在初级绕组和次级绕组之间的爬电距离由结合初级绕组和次级绕组的线轴部分之间的距离提供。进一步地,在线轴的初级部分提供屏蔽,用于屏蔽初级绕组与次级绕组。这个屏蔽可以是薄导线的屏蔽绕组形式。在次级线轴部分内结合的次级绕组的外圆周由绝缘体包围。朝向磁芯,绝缘体可以由电绝缘聚合材料制成的弯曲成“C”形的绝缘薄片或者帽状物制成。这个薄片或者帽状物锚固在结合次级绕组的次级线轴部分两侧上的空闲的线轴部分中。

仍然需要一种电感器组件,其中感应线圈有效地热耦合至电感器壳体但与其电绝缘,并且仍然生产成本低。

发明概述

本发明提供了根据独立权利要求1的电感器组件。在从属权利要求中限定了根据本发明的电感器组件的优选实施例。

发明描述

根据本发明的电感器组件包括至少一个感应线圈、至少部分地包围感应线圈的金属电感器壳体以及灌封材料,灌封材料既与感应线圈和电感器壳体接触又将感应线圈热耦合至电感器壳体。感应线圈包括由电绝缘材料制成的线轴、以及由缠绕在线轴上的电导体制成的电感器绕组。电感器绕组具有外圆周和两个端面。电绝缘体覆盖电感器绕组的外圆周。同样由电绝缘材料制成的线圈盖至少部分地覆盖电感器绕组的端面以及覆盖电感器绕组的外圆周的电绝缘体的邻近区域,使得电感器绕组的端面的任何点沿着不经过线圈盖或线轴的电绝缘材料的任何途径至金属壳体的距离至少是必需的最小爬电距离。

本发明基于发现相对于在感应线圈和金属电感器壳体之间的电绝缘体的最临界点是感应线圈的电感器绕组的端面的那些与金属电感器壳体最接近的点。即使这些端面同样由电感器绕组缠绕于其上的线轴的凸缘覆盖,并且如果电感器绕组在其外圆周处由电绝缘体覆盖,那么将会有电感器绕组的端面的点非常接近金属电感器壳体。与灌封材料无关,本发明通过提供线圈盖确保了在感应线圈和金属电感器壳体之间的电绝缘体在这些点不会发生击穿。线圈盖通过至少部分地覆盖电感器绕组的端面以及覆盖电感器绕组的外圆周的电绝缘体的邻近区域确保了在电感器绕组的端面和金属电感器壳体之间保持必需的最小爬电距离。在此,从电感器绕组至金属电感器壳体的相关途径仅是不经过线圈盖或线轴的电绝缘材料的那些途径,假设线圈盖和线轴的电绝缘材料有足够的介电强度。因此,在根据本发明的电感器组件中,线圈盖的设计(特别是线圈盖与覆盖电感器绕组的外圆周的电绝缘体的邻近区域的重叠)影响在感应线圈和金属电感器壳体之间的爬电距离。这反过来在不显著增加电感器组件必需的安装空间的情况下经由线圈盖设计的改变生成爬电距离的定向修改的选项。这将在下面的图中更详细地解释。

如果在任何情况下在根据本发明的电感器组件中存在任何这种通过空气的路径,则保持必需的最小爬电距离(即,沿着在电感器绕组的端面和金属电感器壳体之间的绝缘体表面的最小距离)将确保在电感器绕组的端面和金属电感器之间也保持最小间隙距离(即,经由通过空气的任何路径的距离)。

本发明并不依赖灌封材料的任何介电强度。相反,通过保持对于电感器绕组的端面的所有点的最小爬电距离,灌封材料仅提供另外的电绝缘体。进一步地,凭借线圈盖保持最小爬电距离意味着电感器绕组本身可以被布置在距金属电感器壳体非常小的距离处。结果是,在电感器绕组和金属电感器壳体之间的小距离提供了在这些部件之间的优良的热耦合。本发明同样并不(至少并不显著)依赖灌封材料的导热性。这是由于事实上本发明的电感器组件经由并不直接通过灌封材料而是通过以下将更详细地解释的传热强化界面的路径向金属电感器壳体提供显著的热传递。因此,灌封材料并不必然需要导热颗粒的填充物以便提供灌封材料的足够的导热性。在灌封材料内没有导热颗粒的填充物的情况下,也消除了由该填充物触发的介电击穿的风险。另外,灌封材料在它不必提供足够导热性的情况下通常更廉价。

另外,在几个方面中,线圈盖可以帮助生产本发明的电感器组件。这些方面之一是相对于金属电感器壳体布置感应线圈。另一方面是相对于其他感应线圈和/或电感器组件的磁芯布置感应线圈。

在根据本发明的电感器组件中,灌封材料例如可以对于其流体状态中的低粘度进行优化,使得甚至在感应线圈和金属电感器壳体之间的小间隙也被牢固填充。由于这些间隙的宽度小,因此灌封材料的导热性并不如在较宽间隙的情况中一样重要。当然,考虑到灌封材料的成本以及把灌封材料填充进金属电感器壳体的步骤,对于感应线圈至金属电感器壳体的最优热耦合,人们可以优化间隙宽度和灌封材料的导热性。

除了保持朝向金属电感器壳体的电感器绕组的端面的所有点之间的必需的最小爬电距离之外,也可以保持朝向感应线圈的线轴布置于其上的磁芯的这个必需的最小爬电距离。

必需的最小爬电距离的值将会取决于电感器组件的实际应用以及几个参数,如,例如,在各个部件之间的电势差、在灌封材料之内的或者在灌封材料的表面处的杂质、和/或在各个部件的操作期间存在的环境条件通常要考虑。对于本领域技术人员已知的是必需的最小爬电距离的合适的值。例如,在不绝缘的带电部件和金属外壳的壁之间的必需的最小爬电距离的绝对值,取决于在部件和金属外壳之间的电势差的峰值,可以是1.6mm、6.4mm或12.7mm。

在根据本发明的电感器组件中,线圈盖实际上可以接触金属电感器壳体。以这种方式,例如,它们可以用于在填充进灌封材料之前在金属电感器壳体内对齐感应线圈。

在根据本发明的电感器组件中,线圈盖(或者线圈盖连同线轴)可以完全覆盖电感器绕组的端面,以通过线圈盖和线轴的电绝缘材料而使整个端面完全绝缘。清楚的是,线圈盖和线轴必须重叠以在端面和这个封盖的外侧处的所有点之间提供必需的最小爬电距离。在这种实施例中,在电感器绕组的电导体和外部电气或电子部件之间的电接触可以在线圈盖和覆盖电感器绕组的外圆周的电绝缘体之间选择路线。

在本发明的另一个实施例中,线圈盖或者线圈盖连同线轴完全覆盖电感器绕组的仅除了提供对电感器绕组的通道的电接触窗口之外的端面。这个电接触窗口具体可以用于在使用了根据本发明的电感器组件的器具内将电感器绕组的电导体连接至外部电气或电子部件。清楚的是,如果需要,电接触窗口的任何点沿着不经过线圈盖或线轴的电绝缘材料的任何路径至金属壳体以及磁芯(如果提供的话)的距离也至少是必需的最小爬电距离。

例如,电接触窗口的这个爬电距离可被提供,在于电接触窗口(特别是朝向磁芯的)至少部分地由延伸通过邻近的线圈盖的开口的连续肋框住。可选地或者另外地,可以由邻近的线圈盖的肋遮蔽电接触窗口,特别是朝向金属壳体遮蔽电接触窗口。

在根据本发明的电感器组件中,线圈盖覆盖电绝缘体的对电感器绕组的外圆周进行覆盖的区域,其与电感器绕组的端面相邻。然而,这并不意味着线圈盖完全覆盖把电感器绕组的外圆周覆盖了的整个电绝缘体。相反,线圈盖特别地并不覆盖电绝缘体的并不接近端面但接近金属电感器壳体的区域。因此,电绝缘体的这些未覆盖区域并不通过线圈盖的电绝缘材料与金属电感器壳体热解耦,而是可以特别良好的热耦合至金属电感器壳体用于热量从电感器绕组快速传递至金属电感器壳体。具体来说,热耦合可以经由电绝缘体的未覆盖区域与同时热耦合至金属电感器壳体的传热强化元件的直接接触来实现。

在根据本发明的电感器组件的一个实施例中,电感器绕组的外圆周的电绝缘体由包围电感器绕组的外圆周的连续绝缘箔提供。电导体绕组可以是导体箔,并且导体箔可以以绝缘箔在轴向(即,在电感器绕组的两个端面处)上延伸超出导体箔的方式缠绕在线轴连同绝缘箔上,以防电感器绕组的邻近层的短路。然而,连续绝缘箔也可以包围由涂漆的电导体(比如,涂漆的导线)制成的电感器绕组。在较低温度的应用中,绝缘箔可以是聚氯乙烯、聚乙烯或者橡胶的热塑带。在较高温度的应用中,绝缘箔可以是绝缘纸。合适的绝缘箔的厚度通常将会是在25μm至100μm的范围中。

为了增强从电感器绕组的外圆周至金属电感器壳体的热传递,可以在覆盖电感器绕组的外圆周的电绝缘体的区域(而不是由线圈盖覆盖的)与金属电感器壳体之间提供至少一个传热强化界面。这个传热强化界面可以例如包括围绕电感器绕组的圆周缠绕的金属腹带。可选地或者另外地,传热强化界面可以是“C”形的,仅覆盖电感器绕组的外圆周的与罐状金属电感器壳体的内表面相对的那三个侧面。作为对金属腹带的替换,也可以使用由具有优良的导热性的另一种材料制成的腹带。

当感应线圈的线轴被布置在磁芯上时,另外地或者可选地,在磁芯的区域和金属电感器壳体之间可以提供至少一个传热强化界面。在电感器组件的运行期间,如果在金属电感器壳体和磁芯之间没有产生电势差,类似这种情况,例如,具有PE接地的金属电感器壳体和PE接地的磁芯,则至少一个传热强化界面有利地可以是金属元件,其直接接触磁芯和金属电感器壳体,并且因此在磁芯和金属电感器壳体之间提供导电性。另一方面,在电感器组件的运行期间,如果在金属电感器壳体和磁芯之间产生电势差,则确保优良的热耦合的间接接触有利地与两个部件之间的足够的电绝缘体结合。这种间接接触防止在金属电感器壳体和磁芯之间的电连接,并且可以由薄绝缘层(比如,覆盖磁芯的外表面和/或金属电感器壳体的漆或者薄绝缘箔)提供。也可以使用有利地采用灌封材料填充的两个部件之间的小间隙。当两个感应线圈的线轴同轴布置在磁芯上时,至少一个传热强化界面可以延伸到在两个感应线圈的电感器绕组的相对的端面之间的轴向间隙中。

当两个感应线圈的线轴布置在磁芯的平行管脚(即,并排)时上,在覆盖两个感应线圈的电感器绕组的外圆周的电绝缘体的相对的区域之间可以(可选地或者另外地)提供传热强化界面。这种传热强化界面通常是板状的。

在根据本发明的电感器组件中,任何传热强化界面可以是金属壳体的突出部或者延伸部或者是位于金属电感器壳体内的单独的元件。尽管如此,这种单独的元件可以附接、安装或者结合至金属电感器壳体,或者其可以附接、安装或者结合至感应线圈或者放置在金属电感器壳体连同感应线圈中的任何部件。例如,传热强化界面可以是C形元件,其夹在覆盖感应线圈的电感器绕组的外圆周的电绝缘体上。单独的元件的材料可以是任何高导热性材料,包括绝缘体等(例如,氮化铝、氧化铝和钻石)、电导体等(例如,铝、铜、黄铜、石墨等)、或者在另外的磁参数是理想的情况下甚至是铁。

在本发明的电感器组件中,每个感应线圈的电感器绕组的两个端面由两个单独的线圈盖覆盖。然而,这两个线圈盖也可以覆盖与至少一个感应线圈并排地布置的第二感应线圈的端面。另一方面,两个同轴布置的感应线圈的邻近的电感器绕组的相对的端面将会由两个单独的线圈盖覆盖。然而,单独的线圈盖可以被配置成以预先定义的方式相互彼此接合,这种预先定义的方式例如使得两个同轴布置的感应线圈对齐和/或使得在两个同轴布置的感应线圈之间保持预先定义的距离。它们也可被配置成保持电感器组件的磁芯的一部分或管脚。

本发明的有益改进由权利要求书、说明书和附图造成。在说明书的开始提到的特征以及多个特征的组合的益处仅用作示例,并且可以可选地或者累加地使用,而不需要根据具有获得这些益处的本发明的实施例。在不改变由所附的权利要求限定的保护范围的情况下,以下相对于原始申请和专利的公开而适用:进一步的特征可以从附图中得知,特别是从多个部件相对彼此示出的设计和尺寸以及从它们的相对布置和它们的有效连接中得知。本发明的不同实施例的特征、或者独立于权利要求的已选参考的不同权利要求的特征的组合也是可能的,并且在此有动机。这同样涉及在单独的附图中示出的特征,或者在描述它们时提到的特征。这些特征同样可以与不同权利要求的特征组合。另外,本发明的其他实施例不具有在权利要求中提到的特征是有可能的。

在权利要求书中和说明书中提到的特征的数量被理解为覆盖这个准确数量以及比提到的数量更大的数量,而不必明确使用副词“至少”。例如,如果提到感应线圈,则要理解的是这样:存在正好一个感应线圈或者存在两个感应线圈或者更多个感应线圈。可以把另外的特征添加到这些特征,或者这些特征可以仅仅是各个产品的特征。

在权利要求书中包含的参考标记并不限制由权利要求书保护的主题的范围。它们唯一的功能是使权利要求书更容易理解。

附图简述

在下面,参照在附图中示出的优选示例性实施例进一步解释并描述本发明。

图1是根据本发明的在将灌封材料填充到电感器组件的金属电感器壳体中之前的电感器组件的第一实施例的俯视图。

图2单独描绘根据图1的电感器组件的罐状金属电感器壳体。

图3是从下面单独描绘了图1中的电感器组件除了根据图2的金属电感器壳体之外的所有部件的立体图。

图4是根据本发明的在将灌封材料填充到电感器组件的金属电感器壳体中并且采用金属封闭板封闭其金属电感器壳体之前的电感器组件的另一个实施例的俯视图。

图5单独描绘由图4中的点划线围绕的根据图4的电感器组件的感应线圈中的一对感应线圈。

图6是根据图5的一对感应线圈的分解视图。

图7单独描绘根据图4的电感器组件的罐状金属电感器壳体。

图8是单独描绘了图4中显示的电感器组件除了在图7中显示的金属电感器壳体部分之外的所有部件的立体图。

图9是根据本发明的在将灌封材料填充到电感器组件的金属电感器壳体之前的电感器组件的又一个实施例的立体顶视图。

图10是在第一实施例中的通过根据本发明的电感器组件的感应线圈的纵向部分。

图11是在第二实施例中的通过根据本发明的电感器组件的感应线圈的纵向部分;以及

图12是通过根据本发明的电感器组件的实施例的感应线圈的部分总线部分,其中指示了金属电感器壳体的位置和电感器组件的磁芯的位置。

附图说明

在图1的俯视图中,显示了在将灌封材料填充到包围多个感应线圈3的金属电感器壳体2之前的电感器组件1。在此,描绘了六个感应线圈3。每个感应线圈3均包括通过由连续绝缘箔制成的电绝缘体5覆盖的电感器绕组4。每个电感器绕组4的电导体均缠绕在线轴(不在图1的视图中)上。所有六个感应线圈3的线轴布置在共同的磁芯6上,共同的磁芯6由纵向部分和垂直部分7组成,每个纵向部分在线轴中的一个内延伸。纵向部分布置成平行的多对。这些对由垂直部分7分离,并且另外垂直部分7布置在磁芯6的两端处。磁芯6的部分由延伸通过端部元件10并且螺母9拧在其上的两个有头拉力螺钉8保持在一起。在电感器组件1的共同的磁芯6上的感应线圈3的基本布置可以与在WO 2013/170906A1中公开的相同。

在磁芯的平行的一对纵向部分上并排布置的每对感应线圈3的电感器绕组4的端面由电绝缘材料制成的一对线圈盖11覆盖,该材料可以与感应线圈3的线轴的电绝缘材料相同。线圈盖11也覆盖电感器绕组4的由电绝缘体5覆盖的外圆周的区域。因此,线圈盖11确保电感器绕组4的端面的所有点保持必需的最小爬电距离以及至金属电感器壳体2的最小间隙距离。线圈盖11连同承载电感器绕组4的线轴也确保相对于磁芯6(特别是相对于磁芯6的垂直部分7)保持必需的最小爬电距离和最小间隙距离。

然而,线圈盖11并不覆盖电绝缘体5的以及因此的电感器绕组4的外圆周的主要部分。相反,传热强化界面12将保持不由线圈盖11覆盖的电感器绕组4的外圆周的这个主要部分热耦合于金属电感器壳体2。额外的传热强化界面13在每一对的同轴布置的感应线圈3之间延伸,以将磁芯6热耦合于金属电感器壳体2。另外的传热强化界面14在并排布置的每对感应线圈3的电感器绕组4的相对的外圆周之间延伸,并且将电感器绕组4的外圆周的邻近区域热耦合于金属电感器壳体2的底部。拉力螺钉8延伸通过并且固定这些传热强化界面14。线圈盖11包括芯体保持延伸部15,芯体保持延伸部15部分地包围并因此保持磁芯6的垂直部分7。覆盖了轴向上相邻的感应线圈3的端面的相对的线圈盖11的芯体保持延伸部15以它们在轴向上相互重叠的方式来配置。通过在芯体保持延伸部15上设计指定的形状配合的元件,也有可能确保在轴向上相邻的感应线圈3之间的预先定义的距离。

根据图1的电感器组件1尚未结束。将会通过在金属电感器壳体2内填充包围感应线圈3的灌封材料并且将感应线圈3热耦合于金属电感器壳体2来结束。进一步地,在图1中没有描绘与电感器绕组4的电接触,其在灌封材料被填充到电感器壳体2后就延伸通过灌封材料。具体来说,至电感器绕组4的接触导线可以从在绕组盖11和电绝缘体5之间的电感器绕组4的端面延伸,并且然后可以向上弯曲直通到灌封材料的外面。由传热强化界面12、13、14提供的热耦合确保从感应线圈3至金属电感器壳体2的最优热传递。另外,热传递不依赖灌封材料的导热性,这是由于它并不由灌封材料支配。因此,灌封材料可以被设计为主要具有低粘度,以便在灌封过程期间填充小间隙。

在图2中单独描绘的电感器壳体2包括在它外侧的冷却肋24。在其内侧,电感器壳体2包括对于传热强化界面12和13的接触区域16和17。在这些接触区域16和17中,金属传感器壳体2可以在插入传热强化界面之前由诸如导热膏的一些热传递材料覆盖,和/或传热强化界面12和13可以结合至接触区域16和17。

根据图3的立体仰视图显示相对于电感器绕组4和磁芯6的传热强化界面12和13的位置。并排布置的感应线圈3的每一对可以设有连续金属腹带而不是C形的传热强化界面12。

根据图4的电感器组件1的实施例包括金属电感器壳体2,其将要由金属封闭板或在此没有描绘的任何其他金属封闭物来封闭。进一步地,电接触窗口18被提供用于接触感应线圈3的电感器绕组4。由共同的线圈盖11覆盖的感应线圈3中的一对感应线圈3在图5和图6被单独描绘,其显示下列细节。朝向磁芯6,电接触窗口18由线轴20的肋19框住,以保持朝向磁芯6的电接触窗口18的任何点的必需的最小爬电距离和间隙距离。朝向金属电感器壳体2的金属封闭板,电接触窗口18由邻近的线圈盖11的肋21遮蔽,以同样保持电接触窗口18朝向金属封闭板的任何点的必需的最小爬电距离和间隙距离。在此,保持最小间隙距离将会是更重要的方面。有益的是,邻近线圈盖11的肋21相互接合和/或互相重叠。并不是通过使用在相邻线圈盖11的芯体保持延伸部15的形状配合的元件之间的直接接触来保持在轴向相邻的感应线圈4之间的预先定义的距离,而是可选地或附加地也能够通过使用位于邻近线圈盖11的肋21处的形状配合的元件之间的直接接触来保持所述预先定义的距离。甚至可以从以下描述的图8中看见这些细节。线圈盖11另外包括管状突出部23,管状突出部23在拉力螺钉8延伸通过线圈盖11的情况下围绕拉力螺钉8。这确保电感器绕组4的端面的所有点的必需的最小爬电距离和间隙距离同样保持朝向拉力螺钉8。进一步地,在此传热强化界面14仅在拉力螺钉8之间延伸,也即,传热强化界面14并没有设置有像是在图1至图3的实施例中的用于拉力螺钉8的通孔。尽管如此,传热强化界面14朝向金属电感器壳体2传递来自两个相邻的感应线圈3之间的热量。

在图5和图6中示出线圈盖11被配置成在感应线圈3的轴向上附接于感应线圈3。换句话说,参见示出的实施例,每个线圈盖11从上方以及从下侧附接于感应线圈3的各自的端面27。因此,经由线圈盖11确保了两个平行取向的感应线圈3相对于彼此定位在预先定义的轴向上。从感应线圈3的轴向上附接于其各自的感应线圈3的线圈盖11被示出为对于共同的线圈盖11同时附接于两个感应线圈3。然而,用于单一感应线圈3的线圈盖11同样优选地从感应线圈3的轴向附接于感应线圈3。线圈盖11可以形成为杯状的结构,其完全地覆盖线轴20的侧面,仅具有用于芯体6的开口,并且提供在电绝缘体5上的期望的重叠;或者线圈盖11可以形成为环状的结构,覆盖正好足够大的线轴20的侧面的外部,并且提供期望的重叠。也可考虑其他形式。

图7显示更多细节,在此传热强化界面12和13是金属电感器壳体2的一部分。进一步地,提供安装点22以将根据图6的子组件螺旋安装于根据图4的金属电感器壳体2。

图8显示根据图4的除了金属电感器壳体2之外的布置在其共同的磁芯6上的感应线圈3的立体图。在此,在将感应线圈3插入金属电感器壳体2之前,感应线圈3的全部布置及其共同的磁芯6由端部元件10、拉力螺钉8和螺母9固定。

根据图9的电感器组件1的实施例类似于在图4至图8中描绘的电感器组件。仅有的区别在于电接触窗口18并不由朝向金属电感器壳体2的开口侧的线圈盖11的肋21遮蔽,这是由于在此金属封闭板不会用于封闭金属电感器壳体2。

图10更详细地显示,根据本发明的电感器组件1的感应线圈3的电感器绕组4如何围绕线轴20缠绕。在本实施例中,电感器绕组4的电导体25是箔状的,并且电导体25的各个层由绝缘箔26分开。由电绝缘材料制成的绝缘箔25同样形成覆盖电感器绕组4的外圆周的电绝缘体5。绝缘箔26的宽度大于箔状的电导体25的宽度,并且绝缘箔26在电感器绕组4的两个端面27处均延伸超出电导体25。因此,电导体25的各个层相互足够电绝缘。为了同样提供朝向其中将会布置感应线圈3的任何金属电感器壳体的必需的最小爬电距离28,除了线轴20之外,提供电绝缘材料的线圈盖11。与线轴20类似,线圈盖11同样由电绝缘材料制成,并且线圈盖11要么是单独覆盖电感器绕组4的端面27,要么与线轴20一起覆盖电感器绕组4的端面27。线圈盖11同样覆盖把电感器绕组4的外圆周覆盖了的电绝缘体5的邻近区域。所描述的线圈盖11的覆盖范围确保电感器绕组4的端面27的任何点沿着不经过线圈盖11或线轴20的电绝缘材料的任何途径至金属壳体2的距离至少是必需的最小爬电距离28。

在两个电导体部分之间的爬电距离通常是在并不经过任何绝缘疏松材料但沿着绝缘体表面的这些电导体部分之间的任何可能的表面取向路径的最短距离。在图10中,通过实例的方式明确描绘了在电感器绕组4和金属电感器壳体2之间的、没有经过电绝缘体5、线轴20以及线圈盖11的电绝缘材料的一个可能的爬电距离。仅有线圈盖11的设计,保持所述爬电距离28比必需的最小爬电距离28更长,以下将更详细地解释:

通过参见图10,变得明显的是可以产生的任何爬电路径(并且具体是从电感器绕组4的端面27开始的任何爬电路径)沿着在线圈盖11和覆盖电感器绕组4的外圆周的电绝缘体5的邻近区域之间的重叠部分来定向。因此,通过改变重叠部分,可以有目的地修改爬电距离。例如,减少线圈盖11的重叠部分(以及同样可选地增加传热强化界面12的宽度)导致爬电距离的减少;然而增加线圈盖11的重叠部分(以及同样可选地减少传热强化界面12的宽度)导致爬电距离的增加。因此,经由改变线圈盖11的设计,特别是经由改变线圈盖11相对于其重叠部分的设计,可以确保可以产生的任何可能的爬电路径包括必需的最小爬电距离28。最小爬电距离28的值取决于个体的应用,并且特别是取决于在感应线圈3和金属电感器壳体2之间的电势差的峰值。最小的必需的爬电距离28的值在规范文档中的指明并且因此是本领域技术人员已知的。以上解释的关于爬电距离的相同原理同样适用于间隙距离。

在图11的感应线圈3的实施例中,电导体25是采用漆绝缘的导线。漆绝缘足够用于导线的各个线匝相对于彼此进行电绝缘。然而,为了电感器绕组4的外圆周的电绝缘,提供了由绝缘箔制成的单独的电绝缘体5。可选地,电导体25可以是箔状的,其具有将导线的各个线匝相对于彼此进行绝缘的漆绝缘以及在电感器绕组4的外圆周处的单独的电绝缘体5。线圈盖11再次用于确保在电感器绕组4(特别是考虑到电感器绕组4的端面27)与在其中放置感应线圈3的任何金属电感器壳体2之间的必需的最小爬电距离28。在端面27和这样的金属电感器壳体之间的爬电距离也是在它们之间不延伸通过电绝缘体5、线轴20以及线圈盖11的电绝缘材料的最短距离。

根据图12的实施例包括图10的感应线圈3的实施例。另外,描绘了金属腹带29,其可以封闭没有由位于电绝缘体5的外侧的线圈盖11覆盖的电感器绕组4的整个外圆周,并且用作朝向在图12中指示的金属电感器壳体2的传热强化界面12。这个金属腹带29并不影响凭借朝向金属电感器壳体2的线圈盖11保持的必需的最小爬电距离28。线圈盖11连同线轴20同样用于保持朝向磁芯6的必需的最小爬电距离28,即使这样,其中磁芯6的垂直部分7沿着电感器绕组4的端面27延伸。

同样在图11和图12中显示的实施例提供了选项,以通过改变线圈盖11和覆盖电感器绕组4的外圆周的电绝缘体5的邻近区域的重叠部分来有目的地修改爬电距离。因此,关于图10提到的爬电距离的修改原理也可适用于在图11和图12中显示的实施例。

参考数字的列表

1 电感器组件

2 金属电感器壳体

3 感应线圈

4 电感器绕组

5 电绝缘体

6 磁芯

7 垂直段

8 拉力螺钉

9 螺母

10 端部元件

11 线圈盖

12 传热强化界面

13 传热强化界面

14 传热强化界面

15 延伸部

16 接触区域

17 接触区域

18 电接触窗口

19 肋

20 线轴

21 肋

22 安装点

23 突出部

24 冷却肋

25 电导体

26 绝缘箔

27 端面

28 必需的最小爬电距离

29 金属腹带

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