专利名称:环形变压器低压绕组的绕制方法及设备的制作方法
本发明是对下列共同未决申请所公开的发明的补充发明，这些申请是1982年1月6日提交，序号为337，356的题为“环形变压器及其制作方法”的申请和1984年10月17日提交，序号为662，312，题为“环形变压器低压绕组绕制的方法及设备”，1984年10月17日提交，序号为662，467，题为“环形变压器高压绕组的绕制方法及设备”和1984年10月17日提交，序号为662，330，题为“环形变压器磁芯绕线方法及设备”的后续共同未决申请，上述共同未决申请所公开的全部内容均作为参考结合在本发明中。
在1968年5月14日和1969年8月5日颁布给Fahrbach的第3，383，059和3，459，385号专利中可找到先有技术的采用可旋转的梭板和储线箱的环形绕线机。这种机器(以后称为通用机器)由通用制造有限公司(Univeral Manufacturing Co.Inc.)(新泽西州07111，阿文顿，Grove大街1168号)作为系列产品销售。
总的讲，本申请和前面提到的共同未决申请都针对新的环形变压器的设计以及制作方法和设备，并能改善变压器的功率转换效率。本发明虽与上述共同未决申请一样在效率上有类似的改善，但它在一些重要方面与共同未决申请的发明不同。特别是，本发明提供一种新的利用薄膜绝缘的圆形导线的多股低压线圈，以及环形变压器多股低压线圈的绕制方法及设备。该方法和设备采用了一个储线箱和绕制梭板，梭板可绕着弧形或环形线圈胎芯转动，来在线圈胎芯上绕制多股低压线圈，线圈胎芯径向内侧的厚度比胎芯径向外侧的厚度要大。
通过环形胎芯的窗口利用转动的绕线梭板和储线箱绕制环形线圈在先有技术中已被熟知，其例子如前面所提到的通用机器，本发明对通用机器和设备作了实质性的改进，在一些主要方面与这些机械有着差别。特别是，本发明的机器和方法适于绕制环形多股线圈，因而线圈的多股导体是以单一一层并排地排列在胎芯的径向外侧面上，在胎芯径向内侧面是叠合缠绕在多层上。多股线圈可用一组绝缘导线一次缠绕在线圈胎芯上，或用单股绝缘导线多次缠绕在线圈胎芯上，或在每次绕制时绝缘导线留有空隙分几次缠绕在线圈胎芯上。每一次绕制开始和结束时，导线的剩余长度作为引线，当采取一次或多次绕制时，作为引线用的导线可在线圈胎芯的钩子，栓销或类似部件上固定，在进行多次绕制时，每次绕制结束时，绕制方向要相反，因此当并联作为多股线圈时，导线的排列应使通过铁芯的磁通方向一致。导线采用并联接法时，组成多股线圈的每股导线都具有相同的电压。
低压绕组最好是缠绕在弧形，半环形绝缘芯筒上，它用可延伸的胎芯支撑定位。当低压绕组的一段绕完后，导线在环形胎芯径向外侧排列成一层，在环形胎芯径向内侧排列成二层或更多层，绝缘隔层包在线圈第一段上，最好用绝缘纸包裹线圈第一段。此后低压绕组的第二段以相同的结构缠绕在线圈第一段和绝缘隔层上。在绕制低压绕组完成后或在绕制过程中，线匝就固定在位。最好将初级低压绕组的一段与120/240伏输出电路的一半相连接，低压绕组的另一段与120/240伏输出电路的另一半相连接。同样，最好在每个变压器内采用两个弧形低压绕组，其弧形同心地排列形成约为330°穿过低压绕组的环形通路。而后，把高压绕组装配到低压绕组上，同时用铁芯材料的片材绕入到低压绕组内的弧形延伸通路，以形成一个环形变压器，它具有连续的绕组和连续的铁芯，如同上面提到的共同未决申请中描述的那样。
说明书中的描述并不包括所有的特征和优点，尤其是对本领域的一般技术人员来说，从附图，说明书和权利要求
中可以明显看出本发明的其它特征和优点。此外，还需指出，说明书中所用的语言主要是为便于阅读和指导的目的而选择的，并没限制发明主题，还应借助于权利要求
来确定发明主题。
图1是根据本发明的低压绕组绕制机透视图。
图2是图1绕组绕制机右视图。
图3是图1绕组绕制机的储线箱和梭板的局部正视图。
图4是绕组绕制过程开始时，线圈胎芯顶视图。
图5是绕组绕制过程结束时，线圈胎芯顶视图。
图6是梭板和线圈胎芯在图4中沿6-6截面处左视图。
图7A和7B为线圈绕制过程中线圈胎芯的透视图。
图8A-8E是线圈胎芯顶视略图，用以说明制作多股线圈时采用多次单股绕制方法的绕组模式。
图9是绕制完第一组线圈后线圈胎芯局部顶视图。
图10是绕制完第二组线圈后线圈胎芯局部顶视图。
图11是绕制过程完成后，线圈胎芯的透视图。
图12是可延展的线圈胎芯的分解透视图。
图13安装和不安装铁芯绝缘筒时线圈胎芯的顶视图。
图14是在图12中沿14-14截面处线圈胎芯交叉支撑架的详细局部视图。
图15是另一个可供选择的实施例的顶视图。
图16是另一可供选择的绕线梭板实施例的右视图。
图17是图16中沿17-17截面处梭板部件的详细局部视图。
图18是沿图16箭头18看去的梭板和储线箱的视图。
图19A-19E线圈胎芯的顶视略图，以说明绕制多股线圈时使用多股导线一次绕制的方式。
图1和2示出了本发明的低压绕组绕制机10的较佳实施方案。除了下面叙述的几个重要的改进外，线圈绕制机10是一个由新泽西州，阿文顿的通用机械有限公司制造的“BW”型环形线圈绕制机。它是在上述Fahrbach专利中所公开的机器的基础上设计的。
线圈绕制机10包括一个线圈绕制架装置12和一个可旋转的平台14。线圈绕制架装置12包括一个线圈绕制主框架16，主框架16通常为月牙形造型，如图所示，它提供了一个具有环形中心开口的夹板以容纳环形导线储存箱18，一个环形梭板20。导线储存箱18和环形梭板20分别借助于不同的支架轮22和24能相对于线圈绕制主框架16作独立的转动。支架轮22和24分别分布在线圈绕制主框架16的环形夹板圆周上。导线储存箱18用合适的齿轮和压缩空气驱动机相连接，后者驱动导线储存箱18围绕水平方向绕线轴转动。梭板20通过合适的齿轮和数控电机相连接，后者驱动梭板20围绕水平方向绕线轴独立于导线储存箱18转动。
导线储存箱18有一个环状U形储存沟槽27，(如图3所示)它能被驱动旋转把从外面供给的导线25卷紧，因此，一个合适长度的导线被储存在储存沟槽27内，借助于从导线储存箱18内松开的导线25把它绕到弧形线圈胎芯38上以绕制低压绕组48。驱动导线储存箱18的气动马达也适于提供一个制动力，以在导线25从导线储存箱中松开时阻止导线储存箱18的旋转。梭板20通过圆周环形齿轮21的驱动旋转，以松开储存在导线储存箱18中的导线25，并把它绕到线圈胎芯38上。为此目的，梭板20具有托钩26(如图3所示)用来从导线储存箱18中提起导线25，一对导向轮28a和28b围绕与绕线轴平行的轴旋转把导线25导引到线圈胎芯38上。导向轮28a是当梭板20逆时针方向旋转时导引导线25用的(当从机器右侧投视时)，如图2所示，导向轮28b是当梭板20沿顺时针方向旋转时用来引导导线25的，如图6中所示的剖视图。
旋转平台14包括一个胎芯支撑部件29和一个胎芯夹钳30，它具有上、下夹头32和34，用作夹紧线圈胎芯38的装配部件36，线圈胎芯38具有弧形或半环形的结构，弧或环的中心正好位于旋转平台14的旋转轴线40上，由此旋转平台14的旋转使弧形胎芯38围绕它的轴线旋转。
旋转平台14与合适的驱动齿轮和数控电机连接起来，当梭板20和导线储存箱18旋转时，在电子控制器44的控制下，通过线圈胎芯38的往复转动，提供了一个精确的定位，把导线按预定模式绕到线圈胎芯38上，给电子控制器的各种指令能在示波管(CRT)45上显示出来。控制器44和CRT45都可从通用制造有限公司买到。
在线圈绕制机10的工作过程中，导线25从一散装导线源以顺时针方向绕到导线储存箱18内，如图2中所看到的，一直到导线25在导线储存箱18中储有预先确定的长度以满足以后绕线操作需要时为止。此后，从散装导线源来的导线25被切断。或将储存在导线储存箱18内的导线25的端头用钩子或销栓64固定住，后者装在线圈胎芯38的一端，以提供绕线前的始端引线。如图3所示，借助于梭板20的旋转，导线25从导线储存箱18中取出来，并通过导向轮28a或28b，绕到线圈胎芯38上，采用28a或是28b取决于梭板20的旋转方向。托钩26用来提起导线储存箱18的储存沟槽27内的导线25，并导引导线25到导向轮28a或28b。由于线圈胎芯38的有效绕制直径显著地小于导线储存箱18的直径，导线储存箱18可以独立于梭板20转动，以适应由于线圈直径不同而引起的不同的速度。
借助于转动梭板20和导线储存箱18把导线25绕到线圈胎芯38上时，线圈胎芯38围绕旋转轴40转动，使导线25按预定的模式排列在线圈胎芯38上面。
图4和5示出了导线一次绕到线圈胎芯38上的绕制模式。注意，如图4所示，线圈从胎芯上面部分开始绕，并随着线圈胎芯38绕轴40逆时针方向转动不断进行。当线圈胎芯38绕轴线40作逆时针方向旋转时，梭板20和导线储存箱18围绕水平绕线轴逆时针方向旋转(相对于图2所示投视方向)，把导线25绕到线圈胎芯38上。在上述绕制过程中，线圈胎芯38也完成某些往复“摇动”，也就是说在控制器44的控制下，绕轴40向前，向后转动，使导线按预定的模式排列，图5示出了这样一个例子。线圈胎芯38绕轴40顺时针和逆时针往复旋转的总和，是图4视图到图5视图所示的逆时针方向旋转。既然线圈胎芯38持续的转动导致螺旋形线圈结构，线圈胎芯38的推荐的往复摆动，更利于构成非螺旋形线圈。
图8A-8E示出了五根导线的多股低压绕组48的绕制顺序，应指出的是五股导线是用单股相继缠绕以制成五股多线线圈的，缠绕之前，铁芯绝缘筒46套在线圈胎芯38上，这将在下面详述。
第一股绕制中，如图8A所示，单股导线25首先固定在接线柱64上，并在胎芯38的端板114(图12)上绕一卷，以提供一个导线的余量作为线圈绕组始端的引线。导线25继而被导引到铁芯绝缘筒46上。第一股是梭板20逆时针方向旋转进行绕制，图8A中的横向实线表示线匝绕在线圈胎芯38顶部那部分，横线虚线表示绕在线圈胎芯38的底部那部分。在完成第一股绕制后，导线的剩余长度从线圈胎芯38向外伸拉，用作末端引线绕在第二个接线柱66上。为了使第一股缠绕的线匝和以后缠绕的区别开，在线圈径向内侧和外侧那部分的导线的横截面用涂黑一半的小圆圈表示。
其后，第二股绕制在已绕线匝的间隙内反绕(即梭板20顺时针方向旋转)如图8(B)所示，用横向实线和横向虚线以及小圆圈内带一个单一的水平线来辨别。在完成第二股绕制后，一段剩余长度的导线从胎芯38向外伸拉，提供一个缠绕的始端引线，并绕在第一接线柱64上。第一股和第二股导线隔行交织地缠绕在紧贴绝缘芯筒46的那一层上。
在图8(c)中，同样用实横线和虚横线示出了第三股绕制。在第三股绕制过程中，导线25借助于梭板20逆时针方向转动进行绕制。图中用带“+”字的小圆圈表示。第三股导线绕制时，每匝间几乎均匀地留出间隔，线匝在环形胎芯外侧，紧贴铁芯绝缘筒46排列，然而在环形胎芯内侧，一部分绕在紧贴铁芯绝缘筒46的第一层，另一部分以近似相同的比例绕在径向内的第二层。换言之，需要两次半缠绕的匝数形成径向内侧第一层，第三股导线缠绕完成后，导线25的剩余长度同样向外伸拉绕在第二个接线柱66上，以提供线圈的末端引线。
图8(d)中示出了第四股导线的绕制，梭板20顺时针方向转动。线圈的第四次绕制的路径用实横线，虚横线和内有二个平行线的小圆圈表示。在环形胎芯径向外侧，线匝绕在紧贴铁芯绝缘筒46的第一层上，在环形胎芯径向内侧，线匝绕在第二层上，绕制完毕后，剩余导线向外伸拉，绕在接线柱64上作为线圈的始端引线。
图8(E)示出了最后一股导线的绕制，它完成低压绕组部分的制作。线匝由梭板20逆时针方向转动来绕制，每匝填充在已绕的几股导线剩下的间隙内，第五股导线绕制的路径用实横线、虚横线和涂黑的小圆圈表示。最后一股导线的绕制基本上填满了径向外侧第一层可利用的空间和径向内侧第二层空间。在完成第五股导线绕制后，末端引线向外伸拉绕到接线柱66上，此后，所有引向接线柱64上的引线绞合在一起，所有引向接线柱66上的引线绞合在一起，以形成多股线圈。
作为图8(A)-8(E)中示出的五股导线绕制方法的一种替换，通过一次缠绕多股导线，可以用比多股导线绕制少的步骤完成绕制。在第一次绕制时，借助于梭板20围绕线轴以一个方向转动，同时线圈胎芯绕轴40按复往摇动的方式转动，二根或多根导线绕到胎芯38上，二根或多根导线的每一匝并排地排列在胎芯38的径向内侧表面，在胎芯38的径向外侧表面沿圆周方向上，两相邻匝之间相互分隔开。在第二次绕制时，借助于梭板20围绕其绕线轴线以另一个方向转动，线圈胎芯38绕轴40作相反方向的复往摇动，两根或多根导线绕在胎芯38上。第二次绕制的二根或多根导线的每一匝，在线圈胎芯38径向内侧表面上，叠绕在第一次绕制的线匝上，在线圈胎芯38的径向外侧表面上，排列在第一次绕制的相邻两匝之间。
低压绕组48的线匝最好不用螺旋形。更确切地说，线匝在线圈径向内侧和外侧那部分(相对于轴40)有轴向定位的线段，线圈在顶部和底部通常都有沿径向或非径向的过渡。线匝在径向内侧和外侧缠绕的位置决定于如图8(A)-8(E)所示的线圈的模式。线匝横跨顶部和底部那部分的位置决定于连接内侧表面和外侧表面的位置。这一定位由摇动工作过程来确定，如图6、7A和7B所示。
梭板20在一个固定的垂直平面上转动，胎芯轴40也在该垂直平面上，而线圈胎芯38绕轴40顺时针和逆时针方向摇动或摆动时，决定了导线25在线圈胎芯38上的位置。四个摇动位置A-D示于图6，它可从通用机械现成的商业性说明书中找到。摇动的结果示于图7A和7B。在所公开的实施方案中，梭板20顺时针方向和逆时针方向转动时，摇动位置A-D是相同的，但是也能修改以为每个缠绕方向提供四个摇动位置，而对每个相对于其它缠绕方向稍有偏差的方向提供相关的摇动位置。
并不需要了解摇动过程，才能充分了解本发明，这一过程随设计者的要求而改变。实质上，为了使导线非螺旋形绕制，线圈胎芯38绕轴40顺时针和逆时针方向摇动，如图7A和7B所示。为了使导线25横跨线圈某一部分定位，在导线已经接触到线圈胎芯的一条棱之后到导成接触到线圈胎芯38另一条棱之前，即棱边39A和39B，对应于摇动过程D，线圈胎芯38围绕轴40以摇动过程A-D顺时针或逆时针方向转动，以将导线25沿非螺旋方向投射，如图7A所示。随着梭板20继续绕它的轴逆时针方向转动，导线25接触到线圈胎芯38外侧下方的棱边39B，确定了横跨线圈胎芯底部表面的导线25的位置。这使摇动过程D结束。随着梭板20绕线圈胎芯38转动，顺时针或逆时针摇动过程继续，以使导线25绕到胎芯38上，如此提供轴向定向的内侧和外侧线匝，并按图8A-8E的模式，连接顶部和底部线匝。一般来说，导线25绕过线圈胎芯38上每条棱边的位置决定于前面已绕的胎芯38的那条棱边相对于梭板20的导向轮28的位置，导线25在前面已绕的胎芯38的棱边和导向轮28之间形成一条直线。随着梭板20的转动，导线25沿前面已绕的棱边和导向轮28之间的直线在中间一点与胎芯38上相邻的棱边相接触，因此在两个棱边之间确定了导线25的位置，每一次摇动过程的目的是转动线圈胎芯38，使导线25在胎芯38每一条棱边上正确地定位。图8A-8E示出了按绕制顺序确定线匝在棱边上的位置。
参照图9和10，可以看到在绕制低压线圈48的过程中，在线圈胎芯38上安装了一个用纸板模压成的铁芯绝缘筒46。低压线圈48包括一个内层线匝部分50和一个外层线匝部分52(后者只在图10中示出)，二者靠一个绝缘层54隔开。铁芯绝缘筒46的形状正好环包着变压器的绕线磁性铁芯，所以其截面呈弧形，而且可以将它与第二个这样的绝缘筒按同一轴线排列，形成一段大约330°的环形芯筒。铁芯绝缘筒46的每一端都带有一对端块56和58，端块58安装在铁芯绝缘筒46的径向外侧表面上，而端块56安装在铁芯绝缘筒46的径向内侧表面上。如图11所示，径向外侧端块58带有斜槽59和61，以将内层线匝50的引线60及外层线圈52的引线62定位并装入。内层线匝50的起始引线60从线圈胎芯38的始端38A处伸出，并且被端块58的上部狭槽61固定。内层线匝50的末端引线60从线圈胎芯38的末端38B处伸出，并且被固定在端块58的下部狭槽59中。同样，外层线匝52的引线62，在绕线开始及结束时，亦分别在狭槽59和61的其余部分被固定。按上述方法安排低压线圈引线的位置，可绕成一个可调换方向的半环形的线圈，其中线圈的引线从同样的相应位置引出，而且不论线圈在变压器整体中的安装位置如何，都能维持正确的绕线方向。
参照图9，其中示出了多股导线低压线圈48的内层部分50的绕制结果。应注意，内层部分50在环形绝缘筒的径向外侧表面上有单独一层导线，在环状绝缘筒的径向内侧表面上有两层导线。另外，在图9中可以看到由绝缘材料制成的绝缘隔层54，该层宜采用绉纹纸带，包裹住低压线圈48的内层线匝50。应注意，为了在内层线匝50的径向外侧表面上至少包有一层绉纹纸，绉纹纸带在缠裹时其相邻处实际上是重叠的。在缠裹绝缘层54将内层线匝50盖住后，再绕制外层低压线匝52，如图10所示。应注意，外层部分52用与内层线匝50同样的方式绕制，在环状绝缘筒径向外侧表面绕单层导线，而在环状绝缘筒径向内侧表面绕双层导线。在低压线圈48的绕制过程中或绕完后，宜使用粘合剂固定导线线匝在位，可使用B级热凝导线涂层，通过边绕线边进行烘干处理，干燥到可以触摸;另一个办法是在绕线过程中应用湿态的热凝粘合剂。
现在参照图12，其中以分解的透视图示出了线圈胎芯38。线圈胎芯38包括上部和下部弧形支撑盘70和72，它们由三个可以伸缩的横向支柱74、76和78进行连结。每一个横向支柱74、76和78都包括一个可扩展的接缝80，例如，该接缝80可包括一对锥形垫片82和84，该垫片处在压力螺栓86上，而螺栓86又拧入且穿过压力板88，如图14所示。压力板的装配可使其能沿导向螺栓89移动。锥形垫片82和84的内表面分别压在横向支柱的上部和下部支撑件94和96上的锥形凸面90和92上。转动压力螺栓86，就使锥形垫片82和84一起动，其作用使得支撑部件94和96趋向远离，因此就将上部和下部的弧形支撑盘70和72距离加大。在横向支柱74上有一个开口97(图12)，以便使工具99可以进入到压力螺栓86的端头处。工具99与三个可伸缩的中间支柱74·76和78的每一个压力螺栓86的端头相啮合，去转动螺栓86，就可使胎芯38撑开或紧缩。
通过将胎芯38撑开，可以迫使上部和下部弧形支撑盘70和72压紧铁芯绝缘筒46的上部和下部的内侧壁及壁角部位，相对于线圈胎芯38而言，将铁芯绝缘筒46牢固地支撑住，并且也防止在绕制低压线圈48的过程中铁芯绝缘筒塌陷和变形。对于这一点，倘若支撑得不牢固，在绷紧绕线情况下，绕制低压线圈48，在接着要进行的固定处理以前就会导致铁芯绝缘筒模压纸板结构塌陷或变形。当然，若以较高的成本将绝缘筒结构制造得较坚实，可以避免这种变形。然而，可伸缩的胎芯38在提供支撑结构的同时，亦为在绕成过程中拆装铁芯绝缘筒46提供了一种简便的手段。另外，通过向内缩小支撑盘70和72的距离，绕制完毕后，低压线圈48可以很方便地从线圈胎芯38上取下来。
端板98和100被紧固在可伸缩的线圈胎芯38的端部，以将绝缘筒46在线圈胎芯38上的位置固定。端板100在横向支柱78上被固定住，而且设有一个孔口104，以便使工具99可以进入到压力螺栓86的端头处，如图12所示。端板100还带有一个装配堵头106，该装配堵头106与装配板100和横向支柱78刚性固定连接，并且，其外形可与胎芯夹钳30的夹头32和34牢固地啮合。为了这个目的，夹头32和34带有短柱108，而装配堵头106则带有相应的凹槽110。
端板98与横向支柱74间的装配是可以拆卸的，以便于装入和取出铁芯绝缘筒46。端板98带有一个孔口112，以便使工具99可以进入到螺栓86的端头处，用来撑开及缩紧横向支柱74。端板98还带有一个装配堵头114，一般情况下，装配堵头114可与端板98一起取下来。带丝扣的固定件116用来实现装配堵头114和端板98与支柱74之间的可拆卸连接。如图13所示，在去掉带丝扣的固定件116时，端板98和带着绕线柱的装配堵头114一起取下来，借此即可将绝缘筒46装到线圈胎芯38上，并且在绕制结束后，同样可以将它取下来。装配堵头114带有绕线钩64，而装配堵头106带有绕线钩66。
图15中示出了另一种线圈胎芯120。线圈胎芯120不同于线圈胎芯38之处在于它是用枢轴124在轴枢上装配到装配堵头122上，因此带着铁芯绝缘筒46的那一部分线圈胎芯120可以相对于装配堵头122转动，使得在绕制低压线圈48之前和之后易于装入和取出铁芯绝缘筒46。由于铁芯绝缘筒46必须在圆周运动中从线圈胎芯38上取下直到完全脱离线圈胎芯38为止，所以枢轴124就特别便于取出铁芯绝缘筒46。由于铁芯绝缘筒46具有一定长度，直到靠紧装配堵头106而没有提供装入和取下的间隙时，它才能脱开线圈胎芯38。由于允许在外侧绞接带有铁芯绝缘筒46的胎芯120，所以采用枢轴连接装配堵头122显著地增加了用以取出铁芯绝缘筒46的间隙。
在图16、17和18中示出了根据本发明的第二个低压线圈绕制机130。该低压线圈的绕制机130适于一次绕制多股导线低压线圈。为便于多股线一次缠绕，从一个多股导线源或从多个单股导线源将多股导线各股同时绕在储线箱134中。将导线132的各股顺时针绕到储线箱134中之后，梭板136和储线箱134即逆时针转动，将多股导线132绕在铁芯绝缘筒46上，如图19A-19E所示。当梭板136逆时针转动时，多股导线132就被提起来，并且借助于多股导线托钩138从储线箱134中松开。为便于实现该目的，多股导线托钩138具有多个导向凹槽，多股导线132的每一股利用一个凹槽。
梭板136装有多个导线张紧轮140-150，每个轮圆周边缘都带一圈凹槽。多股导线132的每一股都分别至少环绕张紧轮140～150中的一个缠绕，多股导线132的其余股线则压在其它张紧轮的顶部。因此，每一个张紧轮140～150都起着拉紧一股线的作用，而与其它股无关。但是，在某些情况下，为了充分拉紧一股线，所需要的张紧轮可能多于一个。这种对多股导线132的每一股线单独拉紧的方法可以调节在储线箱134或装在线圈胎芯38上的铁芯绝缘筒46上缠绕多股导线132各股线时的不均匀性。
为了逆时针方向进行多股线圈的一次缠绕，采用了一个带凹槽的导向轮152a，多股导线132的每一股线利用该凹槽。通过导向轮152a之后，随着梭板136和储线箱134的逆时针转动，多股导线132就绕到铁芯绝缘筒46上。一个相邻的导向轮152b也带有凹槽，多股导线132的每一股线利用该凹槽，该导向轮152b用以作顺时针方向缠绕。
在图19A到19E中示出了一次缠绕多股导线132的较佳方法及模式。多股导线132同时绕到线圈胎芯38上，用一次缠绕形成一层低压线圈48，在线圈胎芯38径向外侧表面，多股导线在一层中并列排列，在线圈胎芯38径向内侧表面，则叠绕在二层中。简言之，此方法就是将多股导线缠绕并紧贴着线圈胎芯38排列成一个或多个第一种线匝，然后将多股导线缠绕成第二种线匝，紧靠线圈胎芯38径向外侧表面上与原先绕上的第一种线匝并排排列，在线圈胎芯38径向内侧表面叠绕在一个或多个第一种线匝上，然后交替缠绕第一和第二两种线匝，直到这种线圈绕完为止。
如图19A中所示的一次缠绕多股导线132的方法中，第一步是将多股导线132的各股紧贴着线圈胎芯38上的铁芯绝缘筒46并排缠绕几圈第一种类型的线匝。图示由5根导线组成的多股导线132最好按上述同样的方法缠绕到线圈胎芯38上，即通过线圈胎芯38围绕着胎芯轴40以往复摇动方式转动，梭板136围绕着梭板的水平绕线轴逆时针方向转动(如图16中所见)，导线在线圈胎芯38径向内侧表面和径向外侧表面上相对于胎芯轴40轴向排列，并跨过线圈胎芯38的上部和下部表面。图19A示出了两个这样的第一种线匝。
下一步，如图19B所示，借助梭板136转动，绕制第二种多股导线线匝，在线圈胎芯38径向内侧表面上，叠绕在一个或多个第一种类型线匝之上，在线圈胎芯38径向外侧表面上与原先绕好的第一种线匝并列排列。在缠绕第二种线匝之前，最好在线圈胎芯38的内侧表面上先缠绕上至少两个第一种线匝，这样就使内层宽一些，以便第二种线匝层叠在上面。如果一个第二种线匝层叠在一个第一种线匝上，这样一股或多股的第二种线匝就可能从排在下面的第一种线匝的边缘滑下来，进而贴着线圈胎芯38上属于下一个第一种线匝的位置。在开始缠绕第二种线匝并且将第二种线匝的多股导线层叠到两个原先绕好的第一种线匝之前，先缠绕两个或更多第一种线匝就消除了这个问题。
在将第二种线匝绕到线圈胎芯38上并层叠到线圈胎芯38径向内侧表面上原先绕好的第一种线匝上以及与线圈胎芯38径向外侧表面上原先绕好的第一种线匝并列排列后，继续交替进行第一种及第二种线匝的缠绕过程。每个第一种线匝在线圈胎芯38径向外侧表面都与原先绕好的第二种线匝并列排列，在线圈胎芯径向内侧表面都与原先绕好的第一种线匝并列排列。每个第二种线匝在线圈胎芯径向内侧表面层叠在一个或多个原先绕好的第一种线匝的一部分上，并在线圈胎芯38径向外侧表面与原先绕好的第一种线匝并列排列。
如图19B-19E所示，这个缠绕过程一直继续到线圈胎芯38径向外侧表面完全绕满并排着的导线以及线圈胎芯38径向内侧表面完全绕满两层并排着的导线为止，以完成绕到低压线圈48的里面一组线匝，如上面参照图9和10的描述，最好环绕着线匝表面缠绕上绝缘材料带，将线匝的外部表面进行绝缘，然后再用相同的一次缠绕法环绕着里面一组线匝进行外面一组线匝的缠绕。
虽然是用一个以逆时针方向(如图16中所见)缠绕的实例来说明一次缠绕多股导线的方法，但还可以利用在梭板136上的导向轮152b，作为导线的导向和排列用，进行顺时针缠绕。另外，虽然在图19A-19E中举的例子所示的绕线过程是从线圈胎芯38的内侧表面开始的，但该方法同样适用于缠绕过程从线圈胎芯38的外侧表面开始的情况。此外，导线132在径向内侧和外侧表面无需进行轴向定向，它可以螺旋定向。
上述讨论只揭示和介绍了本发明的典型的方法及具体实施例。本领域的技术人员从这样的讨论中会很容易地认识到，在不脱离下面权利要求
所述的本发明的精神实质和范围的情况下，可以对其作很多改进和变更。
权利要求
1、一种用以制作环形多股导线线圈的方法，该方法采用弧形结构的线圈胎芯和一个环形线圈绕制机，该绕制机具有一个可以围绕着与上述线圈胎芯的旋转轴相垂直的绕线轴转动的导线贮存箱，并装载着一定量的供往上述线圈胎芯上缠绕的导线，还有一个可以围绕上述绕线轴转动的梭板，该梭板与上述导线贮存箱同轴定位并绕上述线圈胎芯旋转，该梭板装有导向部件，可用它将导线从上述导线贮存箱引到上述线圈胎芯上，上述方法包括下列步骤
支撑并使上述线圈胎芯围绕该线圈胎芯的旋转轴往复转动；
使上述线圈胎芯围绕着其旋转轴以一个方向转动，上述梭板和导线贮存箱围绕着上述绕线轴以一个方向转动，将一股或多股导线绕到上述线圈胎芯上，进行第一次缠绕；
使上述线圈胎芯围绕着其旋转轴以相反方向转动，上述梭板和导线贮存箱围绕着上述缠绕轴反方向转动，将一股或多股导线绕到上述线圈胎芯上，进行第二次缠绕，上述第二次缠绕的每一匝都位于上述线圈胎芯上第一次缠绕的线匝之间。
2、权利要求
1的方法进一步包括下述步骤在每一次缠绕结束时，将上述线圈胎芯上缠绕的一股或多股导线向外拉出，以形成一段引线，并将上述一段或多股导线绕在位于上述线圈胎芯一端邻近的一个钩上;
接着进行另几次缠绕，将上述一股或多股导线绕到上述线圈胎芯上原先绕好的线匝与线匝之间，并继续将上述一股或多股导线引线绕在上述的钩上，直到上述线圈胎芯径向内侧表面完全并排绕满导线为止，以形成线圈的第一层;
继续进行另几次绕制，将上述一股或多股导线绕到上述线圈胎芯上，导线在上述线圈胎芯径向外侧表面上排列在原先绕好的线匝与线匝之间而在上述线圈胎芯径向内侧表面上则径向地层叠在上述第一层线匝上，并且继续将上述一股或多股导线的引线绕在上述的钩上。
3、权利要求
1中所列举的绕制半环形的多股导线线圈的方法，其中，上述线圈胎芯为半环形。
4、权利要求
2中所列举的方法进一步包括的步骤是将绕在上述一个钩上的各股导线电气连接在一起，并将绕在上述另一个钩上的各股导线电气连接在一起，以增加上述线圈中的并联的多股导线数目。
5、权利要求
1中所列举的方法，其中上述导线贮存箱装载着两股或多股导线，并且将上述导线绕到上述线圈胎芯上的步骤包括将上述两股或多股导线并列地绕到上述线圈上。
6、权利要求
2中所列举的绕制一个具有两组线匝的多股导线线圈的方法，其中第一组线匝根据前面提到的步骤绕制，而在上述线圈胎芯上的第一组线匝上缠绕第二组线匝，其绕制是按照另外的步骤进行，即进行第一次缠绕，将上述线圈胎芯围绕着其旋转轴以一个方向转动，上述梭板和导线贮存箱围绕着上述绕线轴以一个方向转动，将一股或多股上述第二组导线绕到上述线圈胎芯上的第一组线匝上面;进行第二次缠绕，使上述线圈胎芯围绕着其旋转轴以相反方向转动，上述梭板和导线贮存箱围绕着上述绕线轴以相反方向转动，将上述一股或多股导线绕到上述线圈胎芯上的第一组线圈的上面，上述第二次缠绕的每一线匝都排列在上述线圈胎芯上第一次缠绕的线匝与线匝之间;继续进行下面的缠绕，将上述第二组的一股或多股导线绕到上述线圈胎芯的第一组线匝上面，且导线排列在原先绕好的线匝与线匝之间，直到上述线圈胎芯径向内侧表面完全排满一层上述第二组导线为止，继续进行下一步的缠绕，即把上述第二组的一股或多股导线绕到上述线圈胎芯上的第一组线匝上面，且导线排列在上述线圈胎芯径向外侧表面上，并把上述第二组导线排列叠绕在上述线圈胎芯径向内侧表面上。
7、权利要求
1中列举的方法进一步包括的步骤是将上述两股或多股导线的各股电气连接在一起，以增加上述线圈中的并联多股导线的数目。
8、一种用以绕制环形多股导线线圈的方法，该方法采用弧形结构的线圈胎芯和一个环形线圈绕制机，该绕制机具有一个可以围绕着与上述线圈胎芯的旋转轴相垂直的绕线轴转动的导线贮存箱，并装载着一定量的要往上述线圈的芯上缠绕的二股或多股导线;还具有一个可以围绕上述绕线轴转动的梭板，该梭板与上述导线贮存箱同轴并绕上述线圈胎芯旋转;该梭板装有导向部件，可用它将导线从上述导线贮存箱引到上述线圈胎芯上;上述方法包括下列步骤
支撑并使上述线圈胎芯围绕该线圈胎芯的旋转轴转动。
将两股或多股导线的第一种线匝的一匝或多匝绕到上述线圈的胎芯上。
将上述两股或多股导线的第二种线匝的一匝绕到上述线圈胎芯上，在上述线圈胎芯径向外侧表面上与上述一个或多个第一种线匝并列排列，并层叠在上述线圈胎芯径向内侧表面上的一个或多个第一种部分线匝上。
继续交替地将上述两股或多股导线的第一和第二种线匝绕到上述线圈胎芯上，直到多股导线绕制完成为止。每一个上述第一种线匝都与上述线圈胎芯径向内侧表面上的原先绕上的第一种线匝并列排列，并且在上述线圈胎芯径向表面上与原先的第二种线匝并列排列，在上述线圈胎芯径向内侧表面上，每一个上述第二种线匝都层叠到一个或多个原先绕上的第一种线匝上，并在上述线圈胎芯径向外侧表面上与原先绕上的第一种线匝并列排列。
9、权利要求
8中所列举的一个用以绕制一个具有两组线匝的多股导线线圈的方法;其中，第一组线匝根据前边提到的各步骤绕制，而在上述线圈胎芯上的第一组线匝上面缠绕第二组线匝，其绕制按另外的步骤进行，将上述第二组的两股或多股导线的第一种线匝的一个或多个线匝绕到上述线圈胎芯上的第一组线匝的上面，将上述两股或多股导线的第二种线匝的一个线匝绕到上述线圈胎芯上，在上述线圈胎芯径向外侧表面上与一个或多个第一种线匝并列排列，并且层叠在上述线圈胎芯径向内侧表面上的一个或多个第一种线匝上;继续交替地将上述两股或多股导线的第一和第二种线匝绕到上述线圈胎芯上的第一组线匝上，上述第一种线匝的每一匝在上述线圈胎芯径向内侧表面上都与原先的第一种线匝并列排列，并且在上述线圈胎芯径向外侧表面上与原先的第二种线匝并列排列，上述第二种线匝的每一匝都层叠列在上述线圈胎芯径向内侧表面上的一个或多个原先的第一种线匝上，且在上述线圈胎芯径向外侧表面上与原先的第一种线匝并列排列。
10、一种用以绕制环形多股导线线圈的设备，该设备包括
一个环状的线圈胎芯;
用以支撑和固定上述线圈胎芯的位置的转动支撑部件，用它可实现线圈胎芯围绕其旋转轴的转动。
一个可以在两个方向绕与上述胎芯轴相垂直的绕线轴转动的导线贮存箱，它可装载一定量的要缠绕到上述线圈胎芯上的导线。
一个可围绕上述缠绕轴以两个方向转动并与上述导线贮存箱和线圈胎芯同轴定位的梭板;
装在上述梭板上并可用来将导线从上述导线贮存箱引导到上述线圈胎芯上的导向部件;
其中，使上述线圈胎芯围绕着上述胎芯轴以一个方向转动，上述导线贮存箱和梭板围绕着上述缠绕轴线的一个方向的转动，将导线绕到上述线圈胎芯上，然后使上述线圈胎芯围绕着上述胎芯轴以另一方向转动，上述导线贮存箱和梭板围绕着上述缠绕轴线以另一方向转动，以绕成多股导线线圈。
11、权利要求
10中所列举的设备，其中上述导线贮存箱可装载两股或多股导线，并且上述梭板可将两股或多股导线并列置于上述线圈胎芯上。
专利摘要
本发明揭示了一种绕制环形变压器多股导线低电压绕组的绕线设备和方法。该方法和设备使用了一个导线贮存箱18和一个绕线梭板20，该梭板围绕一半环形线圈胎芯38转动，以在其上绕制一个多股导线低电压线圈48，在胎芯径向内侧表面的径向厚度比径向外侧表面的径向厚度大得多，多股导线线圈可以用一组导线一次缠绕在线圈胎芯上，或采用一根导线多次缠绕方法绕在线圈胎芯上，或采用多次绕制，每次绕适中数量的导线。
文档编号H01F41/06GK86100947SQ86100947
公开日1986年11月5日 申请日期1986年2月5日
发明者兰达尔·L·施拉克, 克拉克·J·哈姆金斯, 詹姆斯·D·理彻尔森 申请人:库曼公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan