一种线圈的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种线圈的制作方法，尤其涉及一种高强度高绝缘线圈的制作方法。其特征在于：导线和加固绝缘带同向同步绕制在骨架上，并保证导线和加固绝缘带始终有秩序交错整齐排列。相对于现有技术，本发明用很简便经济的方法，在保证脉冲功率线圈性能要求的前提下，使线圈在大电流的工作条件下，能够承受住更大的电磁力而不散开，同时匝间和层间绝缘性能的提高也使线圈能耐受更高的电压而不被击穿。相比传统的线圈，本发明提出的线圈结构并未显得复杂多少，而且所使用的材料非常常见，加固绝缘带与线圈的组合绕制，却能极大的提高线圈强度和绝缘的性能，可谓事半功倍，是一种十分有效而值得类似科研工作和生产实际借鉴的线圈制作方法。
【专利说明】一种线圈的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于脉冲功率线圈领域，具体涉及一种线圈的制作方法，尤其涉及一种高 强度高绝缘线圈的制作方法。
[0002]
【背景技术】
[0003]脉冲功率线圈在当代军事、科研和航天发射等领域有着不可或缺的重要作用，其 性能好坏直接关系到设备的工作效率，例如脉冲强磁场所用线圈必须满足高强度、温升小、 磁场集中、绝缘特性好等要求，而线圈炮中的线圈首先要满足高强度、磁场集中、绝缘性能 高的特点，温升要求相对较小。虽然选用优质材料进行线圈优化设计也是提高线圈性能的 一个方法，但在此之前，线圈制作工艺和方法的改良所起的作用是事半功倍的，应当首先予 以考虑。
[0004]传统的线圈绕制方法很简单直接，即从固定装置一头开始匝间、层间紧密缠绕，一 层绕完直接换方向往回绕，以此类推，直至完成。这样的结构存在一些问题:
(1)由于线圈采用顺序绕制，方向为交替往返，因此线圈端部层与层之间的电压是很大 的，这可能会造成层间绝缘击穿，因此过电压问题是线圈传统绕制方法的一大难点；
(2)线圈工作在大电流、强磁场的环境下，所受到的电磁力十分巨大。若仅靠匝间密绕 和层间紧挨的结构，线圈很容易在巨大的受力情况下发生崩坏、散落而破坏。
[0005]以上是伴随脉冲发射线圈设计和制作必须面对和解决的普遍存在的问题，同时又 是在传统单根导线绕制方法下很难解决的问题，与大电流、强磁场始终是一对矛盾。
[0006]
【发明内容】
[0007]正是基于以上两个突出的问题，本发明提出一种高强度、高绝缘线圈的制作方法， 线圈在绕制过程中不再仅仅是单根导线的紧密排布顺序绕制，另有加固绝缘带伴随导线同 步同向绕制，从而使最终制作的线圈匝与匝之间以及层与层之间都有加固绝缘带的隔离， 同时也能提供很强的固定作用以免工作时线圈因电磁力被破坏。
[0008]本发明所采用的技术方案是:一种线圈的制作方法，其特征在于:导线和加固绝 缘带同向同步绕制在骨架上，并保证导线和加固绝缘带始终有秩序交错整齐排列。
[0009]作为优选，所述的加固绝缘带的宽度为所述的导线直径的两倍或者三倍，使线圈 在满足高强度和高绝缘的条件下，本身结构整洁美观。
[0010]作为优选，每匝所述的加固绝缘带同时缠绕N匝所述的导线，其中NS I。
[0011]作为优选，所述的加固绝缘带或连续不断的绕制在所述的骨架上，或每匝都间断 的绕制在所述的骨架上，或根据需要绕制的导线匝数，采用相同的数量间断的绕制在所述 的骨架上，或根据情况断开后再从断开的地方开始绕制在所述的骨架上，使所述的线圈结 构更加紧凑和均匀。[0012]作为优选，所述的加固绝缘带采用透明胶带、绝缘胶带、芳纶布或卡夫拉布材料制 作而成。
[0013]作为优选，所述的线圈包括单层线圈和多层线圈，对于单层线圈，在线圈首端，每 匝绕制至少一层加固绝缘带。
[0014]作为优选，所述的线圈包括单层线圈和多层线圈，对于多层线圈，在每层绕完后再 在层上绕制一层所述的加固绝缘带，进一步增强线圈的绝缘性能，提高线圈承受电磁力破 坏的能力。
[0015]作为优选，在前一层的加固绝缘带上绕制完一匝导线以后，用胶带或胶水固定住 所述的导线末端，然后进行下一匝加固绝缘带的绕制。
[0016]作为优选，当所述的加固绝缘带采用透明胶带或绝缘胶带材料制作而成时，在线 圈绕制成型后采用环氧树脂用真空浸溃法加固线圈，待静置干燥后，完成线圈制作，用于提 高线圈的绝缘特性，增强结构强度。
[0017]作为优选，当所述的加固绝缘带采用芳纶布或卡夫拉布材料制作而成时，在绕制 过程中采用湿式浸溃法加固，每绕完一层线圈，涂抹环氧树脂材料，然后继续绕制下层线 圈，重新涂抹环氧，如此持续进行，直至线圈绕制完成，最后继续在线圈外层采用加固绝缘 带进行绕制，涂抹环氧，进一步加固线圈，待静置干燥后，完成线圈制作，用于提高线圈的绝 缘特性，增强结构强度。
[0018]相对于现有技术，本发明提出的高强度、高绝缘线圈的制作方法，用很简便经济的 方法，在保证脉冲功率线圈性能要求的前提下，使线圈在大电流的工作条件下，能够承受住 更大的电磁力而不散开，同时匝间和层间绝缘性能的提高也使线圈能耐受更高的电压而不 被击穿。相比传统的线圈，本发明提出的线圈结构并未显得复杂多少，而且所使用的材料非 常常见，加固绝缘带与线圈的组合绕制，却能极大的提高线圈强度和绝缘的性能，可谓事半 功倍，是一种十分有效而值得类似科研工作和生产实际借鉴的线圈制作方法。
[0019]
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1:为本发明实施例的缠绕了第一匝导线的线圈和骨架。
[0021]图2:为本发明实施例的缠绕了第一匝加固绝缘带的线圈和骨架。
[0022]图3:为本发明实施例的缠绕了第二匝导线的线圈和骨架。
[0023]图4:为本发明实施例的缠绕了第二匝加固绝缘带的线圈和骨架。
[0024]图5:为本发明实施例的缠绕了二十匝导线和二十匝加固绝缘带后的线圈过轴线 的面所截得的截面图。
[0025]图6:为本发明实施例的缠绕了二十匝导线和二十匝加固绝缘带后的线圈效果 图。
[0026]
【具体实施方式】
[0027]下面结合说明书附图和实施例对本发明做进一步说明。
[0028]本发明提出一种高强度、高绝缘线圈的制作方法，线圈在绕制过程中不再仅仅是单根导线2的紧密排布顺序绕制，另有加固绝缘带3伴随导线2同步同向绕制，从而使最终 制作的线圈匝与匝之间以及层与层之间都有加固绝缘带3的隔离，同时也能提供很强的固 定作用以免工作时线圈因电磁力被破坏。
[0029]请见图1、图2、图3、图4、图5和图6，本发明所采用的技术方案是:一种线圈的制 作方法，导线2和加固绝缘带3同向同步绕制在骨架I上，并保证导线2和加固绝缘带3始 终有秩序交错整齐排列，加固绝缘带3的宽度为所述的导线2直径的两倍或者三倍。
[0030]请见图1，导线2所缠绕的骨架I为圆柱筒状，其材质可以为PE管等，要求外壁光 滑，有一定的厚度，有厚度是为了方便用螺钉连接两端的法兰环11，还要求具有足够的强度 以支撑缠绕在上面的线圈，并且能经受住线圈受到电磁力的作用时施予的力。
[0031]图1中缠绕在骨架I上的导线2为整体线圈的第一匝，本示意图为了将线圈的绕 制过程展示的更清楚，特地从第I匝开始画图。接下来的图2至图4分别以绕制导线2和 加固绝缘带3的顺序逐图展示了两者同步绕制的过程。其中图2为缠绕第一层加固绝缘带 3的效果图，图3为在之前的基础上，缠绕第2匝导线后的效果图，图4为缠绕第2匝加固绝 缘带3以后的线圈示意图。图5和图6示意了一个用本方法绕制完成的20匝导线图，其中 图5为线圈骨架中间的截面图，图6为整体效果图。
[0032]本实施例的线圈在制作时，每匝都先绕制导线2部分，完成后用加固绝缘带3的边 缘与对应导线2的边缘对齐绕制，使加固绝缘带3的边缘恰好完全覆盖导线2，然后进行下 一匝的导线2绕制时，导线2置于前一匝加固绝缘带3上并紧贴前一匝导线2绕制，完成后 再绕制一匝加固绝缘带3，另外，也可以根据需要每匝加固绝缘3带包绕若干匝导线2，因为 匝间的电压相对较小，这样也能达到很好的加固效果，制作上更加简便。以此类推，直至该 层线圈依次密绕全部绕制完成。若要在此基础上回头继续绕制第二层线圈，则可以考虑在 层间绕制一层加固绝缘带3，进一步提高线圈的结构和绝缘性能，提高线圈承受电磁力破坏 的能力。
[0033]本实施例可以实际根据需要，加固绝缘带3或连续不断的绕制在所述的骨架I上， 或每匝都间断的绕制在所述的骨架I上，或根据需要绕制的导线匝数，采用相同的数量间 断的绕制在所述的骨架I上，或根据情况断开后再从断开的地方开始绕制在所述的骨架I 上，使所述的线圈结构更加紧凑和均匀。
[0034]本实施例的加固绝缘带3可以选择采用透明胶带、绝缘胶带、芳纶布或卡夫拉布 材料制作而成；当加固绝缘带3采用透明胶带或绝缘胶带材料制作而成时，如有特定需要， 可在线圈绕制成型后采用环氧树脂用真空浸溃法加固线圈，带静置干燥后，完成线圈制作， 提高线圈的绝缘特性，增强结构强度。当加固绝缘带3采用芳纶布或卡夫拉布材料制作而 成时，如有特定需要，可在绕制过程中采用湿式浸溃法加固，每绕完一层线圈，涂抹环氧树 脂材料，然后继续绕制下层线圈，重新涂抹环氧，如此持续进行，直至线圈绕制完成，最后可 继续在线圈外层采用加固绝缘带进行绕制，涂抹环氧，可进一步加固线圈，待静置干燥后， 完成线圈制作，可提高线圈的绝缘特性，增强结构强度。
[0035]对于单层线圈，因为绕制方法固有的特点，造成线圈首端较后面部分略薄，可以根 据加固绝缘带3的宽度适当增加线圈起始每匝的层数，即在首端每匝绕制多层加固绝缘带
3。但对于多层线圈来说，由于采用后一层从前一层尾端往回绕制，这种每层起始部分加固 绝缘带3较薄的结构特征可以抵消，因此不必考虑消除。此外，如果要在端部使用多层加固绝缘带3，则需要根据情况单独选择恰当的加固绝缘带3宽度，以实现线圈整体的厚度均 匀。
[0036]本实施例的每匝导线2的绕制可以用透明胶带辅助，即在前一层的加固绝缘带上 3绕制完一匝导线2以后，可以用胶带或胶水等固定住导线2末端的位置，然后进行下一匝 加固绝缘带3的绕制，避免因为绕制加固绝缘带3导致已绕好的导线2松散。
[0037]以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，因此，凡在 本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范 围之内。
【权利要求】
1.一种线圈的制作方法，其特征在于:导线(2)和加固绝缘带(3)同向同步绕制在骨架(I)上，并保证导线(2 )和加固绝缘带(3 )始终有秩序交错整齐排列。
2.根据权利要求1所述的线圈的制作方法，其特征在于:所述的加固绝缘带(3)的宽度为所述的导线(2)直径的两倍或者三倍。
3.根据权利要求1所述的线圈的制作方法，其特征在于:每匝所述的加固绝缘带(3)同时缠绕N匝所述的导线(2)，其中N≥1。
4.根据权利要求1、2或3所述的线圈的制作方法，其特征在于:所述的加固绝缘带(3) 或连续不断的绕制在所述的骨架(1)上，或每匝都间断的绕制在所述的骨架(1)上，或根据需要绕制的导线匝数，采用相同的数量间断的绕制在所述的骨架(1)上，或根据情况断开后再从断开的地方开始绕制在所述的骨架(1)上，使所述的线圈结构更加紧凑和均匀。
5.根据权利要求4所述的线圈的制作方法，其特征在于:所述的加固绝缘带(3)采用透明胶带、绝缘胶带、芳纟仑布或卡夫拉布材料制作而成。
6.根据权利要求1所述的线圈的制作方法，其特征在于:所述的线圈包括单层线圈和多层线圈，对于单层线圈，在线圈首端，每匝绕制至少一层加固绝缘带(3)。
7.根据权利要求1所述的线圈的制作方法，其特征在于:所述的线圈包括单层线圈和多层线圈，对于多层线圈，在每层绕完后再在层上绕制一层所述的加固绝缘带(3)，进一步增强线圈的绝缘性能，提高线圈承受电磁力破坏的能力。
8.根据权利要求1所述的线圈的制作方法，其特征在于:在前一层的加固绝缘带(3)上绕制完一匝导线(2)以后，用胶带或胶水固定住所述的导线(2)末端，然后进行下一匝加固绝缘带(3)的绕制。
9.根据权利要求5所述的线圈的制作方法，其特征在于:当所述的加固绝缘带(3)采用透明胶带或绝缘胶带材料制作而成时，在线圈绕制成型后采用环氧树脂用真空浸溃法加固线圈，待静置干燥后，完成线圈制作，用于提高线圈的绝缘特性，增强结构强度。
10.根据权利要求5所述的线圈的制作方法，其特征在于:当所述的加固绝缘带(3)采用芳纶布或卡夫拉布材料制作而成时，在绕制过程中采用湿式浸溃法加固，每绕完一层线圈，涂抹环氧树脂材料，然后继续绕制下层线圈，重新涂抹环氧，如此持续进行，直至线圈绕制完成，最后继续在线圈外层采用加固绝缘带进行绕制，涂抹环氧，进一步加固线圈，待待置干燥后，完成线圈制作，用于提高线圈的绝缘特性，增强结构强度。
【文档编号】H01F41/12GK103500647SQ201310514205
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年10月28日 优先权日:2013年10月28日
【发明者】张亚东, 阮江军, 张为杰 申请人:武汉大学