专利名称：盘形绕组的制作方法
盘形绕组
背景技术：
本发明涉及包括两个或数个平行单股绞合导体或双芯电缆的扼流圈或电源变压 器或配电变压器的盘形绕组。要使导体更易于弯曲以及为了减小涡流，电源变压器绕组的导体通常由若干平行 扁平铜或铝绞合导体构成而不是一个大矩形导体。各绞合导体在其表面具有绝缘层，从而允许相邻绞合导体之间的电位差，并且因 此阻止涡流从一个绞合导体到另一个绞合导体。仍然存在严重的问题。平行绞合导体的长度随着与变压器磁芯的平均距离的不同 而变成这些导体之间是不同的。因此，绞合导体之间的感应电压变成彼此不同并且两端是 电连接，从而存在加热绕组的环流。另外，负载电流没有相等地分流到各绞合导体，从而降 低总负载容量。在现有技术中，存在两种避免这些问题的主要解决方案。常规绕组结构在每两个相邻盘之间具有镜像类型换位交叉，其中各交叉上的每个 单独绞合导体分别弯曲。这种解决方案的问题是大量独立绞合导体将要人工弯曲并且小心 绝缘。在W003/067616中，图6中，申请人介绍一种盘形绕组，它在轴向被分摊在多个段 中，段中的各交叉是其中所有绞合导体基本平行弯曲的类型。每两个相邻段之间的双式类 型换位交叉引起绞合导体之间的电流和电压平衡。优选地，该绕组被分摊至与导体中存在 的平行铜或铝绞合导体同样多的轴向段，以便取得良好的电压平衡。备选地，该绕组被分摊 至平行绞合导体数量的倍数的数量的段。在偶数个段、如6或8段的情况下，段与段之间存在奇数个换位交叉，并且镜像换 位交叉位于绕组中间，从而使交叉位置优化计算过程是不必要的。在W003/067616图7中，申请人介绍一种盘形绕组，它与图6中接近相同，但是在 绕组中间的复杂镜像换位交叉由对半类型换位交叉代替。平行弯曲表示各平行绞合导体使用例如气动、液压或电驱动手工工具在一个阶段 中弯曲。上述改良绕组对于全匝盘是优秀的，但是不能用于具有半匝盘的绕组。半匝的使 用增加设计绕组的灵活性，以便优化制造过程。平行弯曲若干绞合导体，需要许多机械动力。半自动绕线机现在通常配备有用于 进行双式类型交叉的两个弯曲头。为了进行平行弯曲，绞合导体将在这两个弯曲头之间被 分摊，以便分享弯曲所需的机械动力。需要对弯曲头来严格定位两束绞合导体以获得实际 平行的弯曲，并且使在两个相邻隔离片之间具有一个隔离片间距。用于每个第二绞合导体 的绝缘纸扩大平行弯曲导体。本发明的思路是使绕组一般更适合半自动绕线机并且具体来 说适合半匝盘。
发明内容
本发明的目的是提供一种盘形绕组，使得上述问题可得到解决。这通过特征在于独立权利要求1所公开的绕组来实现。在独立权利要求书中公开本发明的优选实施例。主 要思路是在适合于具有两个弯曲头的半自动绕线机的段中具有均勻交叉类型以及在各相 邻段之间具有标准化换位交叉。
下面将参照附图、结合优选实施例更详细地描述本发明，附图包括图1是具有其中绞合导体分两组弯曲的双式交叉的绕组的示意图；图2示出具有附加绝缘带的双式交叉的示意图；图3示出其中八个平行绞合导体分两组弯曲的双式交叉的原理图；图4示出其中八个平行绞合导体分两组弯曲的双式换位交叉的原理图；图5示出用于全匝盘的五个平行绞合导体的盘形绕组交叉图；图6示出用于半匝盘的六个平行绞合导体的盘形绕组交叉图。
具体实施例方式图1示出根据本发明的电源变压器的盘形绕组的局部示意图。盘形绕组由绕在绝 缘线圈柱⑵上的导体⑴组成。杆⑶确保冷却剂的轴向流动，但是也设置成对齐绝缘 隔离片(4)。一个盘(5)通常由若干径向匝的导体(1)组成，并且通过绝缘隔离片(4)与前 一个盘和后一个盘轴向分隔。两个隔离片(4)之间的空间称作隔离片间距(8)。根据本发 明，在一段中，通过将导体(1)弯曲为双式交叉(twin cross-over) (6)来使导体(1)从一 个盘转移到另一个盘。图2示出双式交叉(6)的详细示意图。一个导体(1)由八个基本平行的绞合导体 (la,... ,Ih)组成。在双式交叉(6)中，具有三个相邻绞合导体(la, lb, Ic)的第一组在两 个相邻隔离片(4)之间的第一隔离片间距(8)中从一个盘(5)弯曲到另一个盘，而具有最 后五个绞合导体(Id, le, If, lg, Ih)的第二组在下一个隔离片间距(8)中弯曲。为了确保导体(1)的充分绝缘等级，每第二个绞合导体通常由附加绝缘带(7)包 裹。如果在平行弯曲中具有八个绞合导体，则四个绝缘带(7)平行设置成扩大盘(5)的径 向直径。与此相比，这个示例中的双式交叉仅需要平行的一个或两个绝缘带(7)，因而节省 绕组的径向空间。图3示出其中绞合导体分两组弯曲的双式交叉(6)的原理。八个绞合导体 (la, ...，lh)分为三个(la, lb, lc)和五个绞合导体(Id, ...，lh)的编组。根据本发明，这两组绞合导体的分摊可根据绞合导体的总量而改变。通常，在电源 变压器绕组中，存在四至八个，但是在导体中甚至可以有更多绞合导体。这意味着，第一组 中的绞合导体的数量可从两个至绞合导体的总数的一半，而第二组由其余绞合导体组成。在四个绞合导体的情况下，编组为两个和两个，对于五个绞合导体为两个和三个， 对于六个统合导体为两个和四个或者三个和三个。对于七个绞合导体，编组为两个和五个 或者三个和四个，对于八个绞合导体为两个和六个、三个和五个或者四个和四个。对于半匝 盘，必须存在偶数个绞合导体，它们必须分摊至两个相等编组中，即对半。由于段中的各交叉彼此相等，所以两束绞合导体穿过半自动绕线机的两个弯曲 头。由于在一段中的绕线期间不需要从弯曲头移开绞合导体，所以避免了人工并且节省时间。图4示出根据本发明、在各相邻的两个段之间使用的标准双式换位交叉。在任何 情况下，最外面的绞合导体将独立于所有其它绞合导体首先弯曲。其余绞合导体保持其内 部顺序，并且将在下一个隔离片间距(8)中弯曲。用户无需读取各换位的任何指令，因为它 们在任何情况下都标准化成这一种类型。对一个绕组换位交叉的数量是对于奇数个绞合导体(η)为η-1，而对于具有偶数 个绞合导体(η)的绕组为n/2-l。图5示出示范用于五个平行绞合导体(la，. . .，Ie)的盘形绕组交叉图。绕组在这 个示例中包括五段，其中各段包括四个盘(5)。绕组中的盘的总数取决于电气要求。通常， 在电源变压器中，它在60至130之间。在这个图中，整个绕组的第一盘处于底部，而最后一 个盘处于顶部。起初，两个最外面的绞合导体(la，lb)穿过第一弯曲头，而所有其余三个(lc，ld， le)绞合导体穿过第二弯曲头。这些组在绕组的最低盘中为(la，lb)、(lC，ld，le)。在各双 式交叉(6)中，这两组将交叉，使得最外面的组到达最里面，反过来也是一样。在第一段末 尾，这些组为(lC，ld，le)、(la、lb)。相应地，第一组可由两个最里面的绞合导体组成，而另 一组由所有其余绞合导体组成。标准化双式换位交叉(9)也由两组组成。首先，用户必须将两个绞合导体(ld，le) 从第二弯曲头移动到第一弯曲头，然后弯曲最外面的绞合导体(Ic)，再然后在下一个隔离 片间距(8)中完全另一组(ld，le，la，lb)。当已经进行第一个双式换位交叉(9)时，编组为 (Id, le, la, lb), (Ic)。这时，用户必须将绞合导体排列成使得(Id, Ie)的编组将移动到第 一弯曲头，而编组(la，lb，lc)进入第二弯曲头。将由这两个弯曲编组延伸整个段二。图6示出示范用于半匝盘类型的绕组的六个平行绞合导体(la，...，If)的盘形 绕组交叉图。绕组在这个示例中包括三段，各段包括四个盘(5)。由于三段，仅存在与公式 n/2-l对应的两个换位交叉(9)，其中绞合导体的数量(η)为六。对于半匝盘绕组，一段中的双式交叉(6)始终在第一组中具有一半绞合导体，而 在另一组中具有其余一半绞合导体。当阅读任何半匝盘形绕组的简图时，必须理解，在双式交叉(6)中，两个弯曲将在 彼此的线圈柱(2)的相对侧进行。在第一盘中，第一组(la，lb，lc)在双式交叉的第一部分之前仅具有两个半匝，而 另一组(ld，le，lf)在双式交叉的第二部分之前具有完整三匝。在第二盘上，情况与此相 反，使得因此对于绕组中的各绞合导体存在相等数量匝。这种排列使得能够不仅具有完整 匝(例如每个盘2或3匝)，而且还具有半匝(例如每两个盘5匝，从而使每个盘平均2. 5 匝)，这如这个示例中那样。
权利要求
一种用于具有筒形绕组的扼流圈或电源变压器的盘形绕组，其中，导体(1)包括多个平行扁平绞合导体(1a，...，1h)，所述绕组分摊在多个轴向段中，每段包括多个盘(5)，各盘(5)包括多匝导体(1)，其特征在于，段中的各交叉是双式交叉(6)，其中所述绞合导体分两组弯曲，至少两个绞合导体在第一组中，而其余绞合导体在第二组中，以及双式换位交叉(9)在每两个轴向相邻段之间，其中最外面的绞合导体弯曲到最里面，并且所有其余绞合导体在另一组中弯曲。
2.如权利要求1所述的盘形绕组，其特征在于，所述段的数量为奇数个平行绞合导体 (la,..., Ie)的倍数或者与其相等。
3.如权利要求1所述的盘形绕组，其特征在于，所述段的数量为偶数个平行绞合导体 (la, . . .，lh)的一半。
4.如权利要求1或3所述的盘形绕组，其特征在于，双式交叉(6)的两个弯曲基本上设 置在彼此的绝缘线圈柱(2)的相对侧，用于提供每盘半匝类型的绕组。
全文摘要
本发明涉及包括多个平行单股绞合导体的扼流圈或电源变压器的盘旋绕组。用于弯曲交叉的绞合导体的工作时间通过在多个段中轴向分摊绕组来减少，一段中的交叉是相同的双式交叉(6)，其中，绞合导体分两组弯曲，并且标准化双式换位交叉(9)在段与段之间，其中绞合导体分两组弯曲，最外面的绞合导体在第一组中，而其余绞合导体在另一组中。
文档编号H01F27/28GK101960541SQ200980108365
公开日2011年1月26日 申请日期2009年3月4日 优先权日2008年3月4日
发明者T·托米斯托 申请人:Abb技术有限公司