绕线管组件及用于制造绕线管组件的方法与流程

本发明涉及用于线圈的绕线管领域。具体而言，本发明涉及绕线管组件以及用于制造绕线管组件的方法。

背景技术：

用于产生高压的变压器输送数十千伏范围内的电压，所述电压指的是变压器次级端口的端部之间的电压差。实质上，该电压差平等地分布到次级绕组的所有线匝上，使得电压沿着导线逐步地累积。典型地，次级绕线管包括具有既长又薄的壁的槽，其宽度例如为1mm。

us4462016a1描述了一种具有可机械地联接的绕线管的感应线圈。其中所述的感应线圈包括在绕线管的卷筒上的由绝缘导线形成的主绕组，该绕线管具有从绕线管的端部凸缘中的一个突出的两个轴向凸耳，并且具有形成在这些凸缘中另一个的外表面上的两个凹槽。

us2008/0284551a1描述了变压器及其绕组单元。其中所述的变压器包括铁磁芯单元；与铁磁芯单元联接的绕线管；作为初级绕组的至少一个绕组单元以及作为次级绕组的至少一个板。而且，所述绕组单元中的一些可用作次级绕组。至少一个绕组单元和至少一个板以交错的方式交替地层叠。导线围绕所述绕组单元缠绕。

us2011/0115598a1描述了一种绕线管结构以及具有该绕线管结构的变压器。其中所述的绕线管结构包括彼此连接的多个模块化的绕线管构件。每个模块化的绕线管元件包括穿孔通道、布置在所述穿孔通道的一端上并垂直于所述穿孔通道设置的第一挡板，以及布置在所述穿孔通道的另一端上并与所述第一挡板相反地设置的第二挡板。

us2010/0214049a1描述了一种变压器，其能够通过增加缠绕在由线圈缠绕的内绕线管的外周表面上的外绕线管的数量以及围绕所述外绕线管缠绕其它线圈的输出端子的数量而利用一个变压器驱动多个灯。

技术实现要素：

存在着改进用于线圈的绕线管的需求。这些需求通过独立权利要求的主题来满足。其它示例性实施例从从属权利要求和下面的描述中变得明显。

本发明的一方面涉及一种绕线管组件，该绕线管组件包括多个绕组槽，所述绕组槽中的每一个包括绕组，所述绕组的多个回圈是每层一个线匝；和多个隔离槽，所述隔离槽中的每一个包括所述绕组的一个单回圈，且所述隔离槽中的每一个邻近所述多个绕组槽中的至少一个，且所述绕组槽中的每一个邻近所述多个隔离槽中的至少一个。

换句话说，所述隔离槽通常包括所述绕组的一个单回圈。

进一步地，本发明的第二方面涉及一种电感应部件，所述电感应部件包括根据本发明的第一方面或根据本发明的第一方面的任何实施方式的至少一个绕线管组件。

进一步地，本发明的第三方面涉及一种医学成像系统，所述医学成像系统包括根据本发明的第二方面或根据本发明的第二方面的任何实施方式的至少一个电感应部件。

进一步地，本发明的第四方面涉及一种用于制造绕线管组件的方法，所述方法包括步骤：提供包括第一开口的第一构建块并导引导线穿过所述第一开口进入到所述第一构建块中；提供包括大于所述第一开口的第二开口的第二构建块并导引所述穿过所述第二开口进入到所述第二构建块中；以及使用所述第一构建块和所述第二构建块组装所述绕线管组件，所述绕线管组件包括：多个绕组槽，所述多个绕组槽中的每一个包括绕组，所述绕组的多个回圈是每层一个线匝；和多个隔离槽，所述多个隔离槽中的每一个包括所述绕组的一个单回圈。

本发明有益地提出一种绕组，该绕组在任何给定的槽中每层仅有一个线匝。每一个线匝在其周边仅有一个或两个其它的线匝。

本发明有益地提供一种用于次级绕组的绕线管，其包括大量的窄槽。本发明有益地允许相邻线匝之间的电压具有最小的可能值。本发明有益地允许使电容最小并且还使闪络的危险最小。

本发明有益地允许在制造绕组布置结构期间减小误差和偏差的数量并且允许在其间具有较大电压的线匝不会被彼此相邻地放置。

本发明有益地允许高频运行的高压变压器不需要多个线匝来适应所容许的磁芯感应，这表示层之间的电压变得非常高，即使仅有少量线匝。

本发明有益地提供如果缠绕过程从一个槽进行到下一个槽，即不回到已经填充有线匝的槽，那么在绕组布置结构中不会出现错误的绕组并且在其间具有较大电压的线匝不会被彼此相邻地放置。

本发明所使用的术语“邻近”可表示一种布置结构，其中例如第一构建块布置在第二构建块旁边，并且第一构建块可联接至第二构建块。

根据本发明的示例性实施例，所述多个绕组槽中的每一个绕组槽以及所述多个隔离槽中的每一个隔离槽被构造成如同所述绕组一样容纳次级绕组。

这有益地将出现的电压差限制成所述绕组的邻近导线之间减小的电压差。

根据本发明的示例性实施例，所述多个绕组槽中的每一个绕组槽以及所述多个隔离槽中的每一个隔离槽由构建块形成。这有益地允许提供一种改进的模块化构造，例如高度模块化，达到系统的部件可被分离和重组的程度。

根据本发明的示例性实施例，所述构建块中的每一个包括第一连接器模块和第二连接器模块，并且第一连接器模块和第二连接器模块被构造成联接邻近的构建块。这有益地允许用于制造所述绕线管组件的模块化方案。

根据本发明的示例性实施例，所述第一连接器模块是内螺纹，并且所述第二连接器模块是外螺纹。

这有益地允许邻近的构建块的机械地稳固联接。

根据本发明的示例性实施例，所述构建块中的每一个包括开口，所述开口被构造成使所述绕组穿过。这有益地允许了牢固且安全的缠绕过程。

根据本发明的示例性实施例，所述构建块中的每一个大致为盘形的。这有益地允许增加线圈装配出绕线管组件的效率。

本发明所使用的术语“大致为盘形的”指的是具有环形形状的物体，例如回转的固体或盘、圆柱体，其中半径大于厚度的数倍，例如5倍。

根据本发明的示例性实施例，所述构建块中的每一个包括盘部分和管部分。这有益地允许根据所需的绕组层宽度通过调节所述管部分的长度来构建厚的绕组层。

根据本发明的示例性实施例，所述绕线管组件被构造成在高达1kv，优选地高达10kv并且尤其优选地高达80kv的电压下工作。这有益地允许将ac电压供应至作为x-射线生成器的一部分的高压级联。所述高压级联可放大、整流并平滑该ac电压，并且可将产生的dc电压供应至x-射线管。

根据本发明的示例性实施例，所述绕线管组件是变压器中的次级绕组绕线管组件，所述变压器进一步包括初级绕组绕线管组件，并且升压匝数比大于1，优选地大于4，并且尤其优选地大于10。这有益地允许提高高压发电机的效率。

附图说明

通过参照下面的示意图，显然将更加容易理解本发明的更完整的理解及其带来的优点，所述示意图没有按照比例绘制，其中：

图1示出了根据本发明示例性实施例的构建块的示意图；

图2示出了根据本发明示例性实施例的绕线管组件的示意图；

图3示出了根据本发明示例性实施例的模块化的构建块的示意图；

图4示出了根据本发明示例性实施例的绕线管组件的示意图；

图5示出了用于解释本发明的绕线管组件的示意图；

图6示出了根据本发明示例性实施例的用于制造绕线管组件的方法的流程示意图；

图7示出了根据本发明示例性实施例的医学成像系统的示意图。

具体实施方式

附图中的图示完全是示意性的，并不旨在提供比例关系或尺寸信息。在不同的附图中，类似或相同的元件具有相同的附图标记。通常，在说明书中相同的部件、单元、实体或步骤具有相同的附图标记。

图1示出了根据本发明示例性实施例的模块化的构建块的示意图。

构建块100可包括盘部分100-1和管部分100-2。此外，构建块100可包括第一连接器模块100-3和第二连接器模块100-4。

第一连接器模块100-3可被构造成对于盘状构建块来说是内螺纹。第二连接器模块100-4可被构造成对于盘状构建块100来说是外螺纹。该构建块可进一步包括开口100-5，该开口被构造成使绕组穿过。

在图1的右侧，示出了第二类型的构建块，其与图1左侧示出的第一类型的构建块100相比，包括不同的开口100-6来取代开口100-5。

第二种开口100-6比第一类型的开口100-5大。换句话说，在图1所示的两个盘或构建块100中，一个盘在外径处具有小开口100-5，以实现来自整个绕制槽的绕组导线的出口。另一类型，例如第二类型，具有长槽开口，作为来自前一个绕组腔室的导线的入口，从而开始填充新的腔室。

根据本发明的示例性实施例，螺纹无需任何移位便可锁定所述盘，使得小开口和长开口可相对于所述绕线管组件的旋转对称轴线移位180°。

根据本发明的示例性实施例，构建块100可以是中空的，使得初级绕线管和芯体可容纳在内部空间中。构建块100具有连接其它模块化元件的内螺纹，所述管以连接其它模块化元件的外螺纹终止。

图2示出了根据本发明示例性实施例的绕线管组件。

使用构建块100和稍后在图3中详细示出的模块化的隔离器200，可如图2所示构造成绕线管组件。绕线管起始于呈构建块100形式的模块化的盘，其底部具有大开口。呈模块化的隔离器200形式的隔离器被用于提供足够的槽宽度以容纳全部线匝。随后使用呈构建块100形式的另一模块化的盘，这一个在顶部具有小开口，小是因为该开口可小于位于底部的大开口。随后是模块化的隔离器200，成对的构建块100和模块化的隔离器200可以根据需要多次重复。

根据本发明的示例性实施例，绕组槽之间的间隙提供了绝缘。呈模块化的端部盘300形式的端部盘可用作绕线管组件的端部部件，其可包括两个内螺纹且不具有开口。

在本发明的示例性实施例中，也可使用场控电极20。场控电极20可被构造成呈具有平滑外边缘的金属环形式。该金属环还可具有连接所述盘的外螺纹。

根据本发明的示例性实施例，所述绕线管组件可包括多个隔离槽和多个绕组槽，其中所述绕组槽和所述隔离槽交替布置。

根据本发明的示例性实施例，呈构建块100形式的模块化的盘可在没有内置管的情况下使用，例如没有管部分100-2，仅仅是盘部分100-1上的螺纹。所述槽的宽度可根据需要变窄。

对于中心支腿不是圆形(例如，方形)的芯体来说，不必使用螺纹。对于非圆形的构建块，可使用销钉或任何其它的连接器(可能需要外部夹具，或者将模块化的部件胶接)。螺纹的优点是它们提供额外的机械坚固性。

根据本发明的示例性实施例，均匀的盘用作构建块100，其中大开口和小开口间隔180°+/-5°的转角，大开口和小开口通常彼此相反，即间隔180°+/-5°或180°+/-15°的转角。

此外，螺纹止挡件可被布置成使得相邻的盘的开口至少间隔90°。相邻的盘可具有不同的开口，例如小开口和大开口：它们当中的一个可包括大开口，且它们当中的另一个可具有小开口。此外，代替螺纹，可使用其它连接装置，其导致所述部件形成彼此固定的方位，如同具有角度锁定特征的扣合装置。

螺纹或其它连接装置可被成形以使得无法实现将具有大开口的盘彼此连接或将具有小开口的盘彼此连接。这有益地保证了大开口和小开口的预期且有益的交替。此外，构建块的顺序可概述如下：首先提供具有大开口的盘，然后是限定槽的宽度的隔离器，接下来是具有小开口的盘，然后是限定隔离槽的宽度的隔离器。进一步地，提供具有大开口的盘，接下来是隔离器，并以此类推。如果省略隔离器，(则隔离)槽的宽度可由所述盘的尺寸限定。

图3示出了根据本发明示例性实施例的模块化的隔离器。图3中所示的模块化的隔离器200可用作另一模块化的块。模块化的隔离器200的形状或结构类似于构建块100，但不具有盘部分100-1。

根据本发明的示例性实施例，模块化的隔离器200被构造成给所述槽提供额外的宽度，从而允许产生宽槽和窄槽。模块化的隔离器200还包括第一连接器模块200-2，其对应于模块化的盘或构建块100的第二连接器模块100-4。第一连接器模块200-2可形成为外螺纹。

根据本发明的示例性实施例，所述螺纹可锁定在相同的位置，也就是，即使隔离器连接在模块化的盘之间，小开口仍然位于顶侧上且大开口位于底侧处。这些隔离器是小的，需要较少的空间并且易于制造，因此槽的宽度应当通过使用具有一定宽度的(多个)隔离器来调节。

模块化的隔离器200可进一步包括呈第二连接器模块形式的不可见的内螺纹。模块化的隔离器200可包括管部分200-1。

模块化的隔离器200可联接至构建块并且可用在绕线管组件的端部。

图4示出了根据本发明示例性实施例的绕线管组件的示意图。

电感应部件400可包括软磁芯体1000-1、初级绕组1000-2和次级绕组绕线管组件1000-3。

对于软磁芯体1000-1来说，可使用宽范围的高导磁材料。高导磁材料是铁磁性的，进一步而言，是烧结的铁芯体，例如由硅钢、非晶体或纳米晶体材料制成的层叠或带材绕制的磁芯体，或者可使用例如由羰基铁制成的粉末芯体以避免高涡流。

初级绕组1000-2包括多匝绕组40。绕组40一般使用李兹(litz)线制造，即具有实心线形成的若干平行股线30的导线。

根据本发明的示例性实施例，次级绕组绕线管组件1000-3包括多个绕组槽1000-4和多个隔离槽1000-5以及绕组10。

根据本发明的示例性实施例，绕组槽1000-4可包括每层一个线匝的绕组10。隔离槽1000-5可包括绕组10的一个单回圈。次级绕组绕线管组件1000-3使用在任意给定槽中只具有每层一个线匝的绕组构建。

根据本发明的示例性实施例，每个线匝在其周边只具有一个或两个其它的线匝。此外，相邻线匝之间的电压具有最小的可能值。作为其结果，电容得以最小化并且闪络的危险也最小。

图5示出了用于解释本发明的绕线管组件的示意图。图5示出了高压变压器2000的设计。高压变压器2000可包括软磁芯体2000-1和初级绕组2000-2以及次级绕组绕线管组件2000-3。

次级绕组绕线管组件2000-3的绕组槽填充有多个绕组10，次级绕组绕线管组件2000-3的隔离槽可不承载完整的绕组线匝。隔离槽可承载连接与其相邻的槽内的绕组线匝的一短截导线。通常地，在隔离槽内的导线的长度可以是半个线匝。这对应于将相邻的盘内的大开口与小开口间隔180°的转角。

次级绕组绕线管组件2000-3可包括多个槽，具有长(高度)且薄(正常为1mm宽或更小)的壁。所述槽的宽度也可以非常小(也是大约1mm)，尤其是用于绝缘的槽。

次级绕组绕线管组件2000-3可被划分为多个槽，以使每个槽内的电压差(以及相邻线匝之间的电压差)仅仅是次级端口中的电压差的一部分。绕组槽之间的绝缘薄槽是必需的，以避免在绕线管表面上出现放电。

根据本发明的示例性实施例，这些绝缘槽还被用于使绕组导线从一个槽的顶部返回至下一个凹槽的底部。由于绝缘槽及其槽壁的宽度，可用的绕组长度减小。因此，需要增大槽的高度。

工作在高频的高压变压器不需要多个线匝来适应所容许的芯体电感，这意味着层之间的电压变得非常高，即使只存在少量的线匝。

当将导线缠绕到次级绕线管上时，可能会意外地没有把导线设置到所期望的层中而是其下面的层中。然后它会与设置在槽中更深位置的层中的绕组线匝接触。与这些绕组线匝的电压差可能会太大而发生闪络。

此外，即使是具有槽的普通次级绕组的小电容都会产生谐振频率，该谐振频率对于在高频下的预期工作来说太小。

图6示出了根据本发明示例性实施例的用于制造绕线管组件的方法的流程示意图。

作为方法的第一步，可执行提供s1包括第一开口100-5的第一构建块100，并导引导线穿过第一开口100-5进入到第一构建块100中。换句话说，导引导线穿过第一开口进入到底部绕组槽中。然后，用绕组线匝填充该底部绕组槽。

作为方法的第二步，执行提供s2包括大于第一开口100-5的第二开口100-6的第二构建块100，并导引所述导线穿过第二开口100-6进入到第二构建块100中。导引所述导线穿过该开口进入到相邻的隔离槽中。

作为方法的第三步，使用第一和第二构建块100执行组装s3次级绕组绕线管组件1000-3，该次级绕组绕线管组件包括：多个绕组槽1000-4和多个隔离槽1000-5。

对于b绕线管组件的模块化制造来说，可以重复该方法的步骤。

图7示出了根据本发明示例性实施例的医学成像系统的示意图。医学成像系统500可包括至少一个具有次级绕组绕线管组件1000-3的电感应部件400。

必须注意本发明的实施例是参照不同的主题进行描述的。具体而言，一些实施例参照方法类型的权利要求进行描述，而其它实施例参照装置类型的权利要求进行描述。

然而，所属领域技术人员将从以上和前面的描述得知，除非另有所指，除了属于一种类型主题的特征的任意组合以外，涉及不同主题的特征之间的任意组合也被认为被本申请公开。

然而，所有特征可组合，从而提供大于这些特征的简单叠加的协同作用。

尽管本发明已经在附图和前面的描述中进行了详细地例示及描述，但该例示及描述被认为是说明性或示例性的，而非限制性的；本发明不限于所公开的实施例。通过研究附图、公开内容和所附的权利要求，所公开实施例的其它变形可被所属领域技术人员理解和实现，以及实践所要求保护的本发明。

在权利要求中，词语“包括”并不排除其它元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”并不排除多个。权利要求中的任何附图标记不应被认为是对范围的限制。