一种大散热面积的线圈绕制方法与流程

本发明涉及应用于低压电气及电子设备的技术领域，特别涉及一种大散热面积的线圈绕制方法。

背景技术：

在目前市场上应用的单相电感、三相电抗器普遍采用的线圈结构是用单根或多根绝缘线平绕在骨架上。优点是材料市场上供应充足，工艺较成熟。缺点是按匝数多少一般绕成内外两层或两层以上，由于层与层之间绕线时需要爬坡，而且层间会受力，容易造成绝缘层受损，进而造成线圈短路烧毁，所以层间需要绝缘，爬坡时需要加强绝缘。这样做就存在以下缺点：

1.绕线作业效率低下：在绕线时要做层间及爬坡时绝缘就需要停机并花费工时。

2.绝缘材料成本增加：做绝缘就需要绝缘材料，增加绝缘就增加绝缘材料成本。

3.线圈尺寸增大：绝缘材料都有一定的厚度，增加绝缘材料就一定会增加线圈厚度。

4.温升高、散热性差：由于线圈存在多层，加上绝缘层导热系数差，从里到外温度从高到低分布，即线圈内侧温度高、线圈外侧温度低，温差10-20℃。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于针对现有单相电感、三相电抗器普遍采用的线圈所存在的上述技术问题而提供一种大散热面积的线圈绕制方法。旨在降低单相电感的损耗及材料成本、提高产品电气效率及作业效率、降低产品内外的温差以提高产品的可靠性。

本发明所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现：

一种大散热面积的线圈绕制方法，其特征在于，线圈采用扁线立绕形成，所述线圈从垂直于所述左芯柱和右芯柱轴线方向看均为单层结构，所述线圈和从平行于芯柱轴线方向看由若干上匝线圈和若干下匝线圈交错排列而成，其中下匝线圈的内腔在前后方向或左右方向比上匝线圈的内腔放大一个扁线宽度尺寸。

在本发明的一个优选实施例中，所述扁线的宽厚比为1:2～15。

由于采用了如上的技术方案，本发明线圈的散热面积较原有方案增大1.5-10倍。通过实际测试，本发明与传统技术相比，有下列优点：相同条件下成本降低20％以上，有风冷下温升降低30％以上，作业效率提升2倍以上。

附图说明

图1为本发明实施例1的大散热面积的单相cd型电感的铁芯结构示意图。

图2为本发明实施例1的大散热面积的单相cd型电感外形示意图。

图3为图2的a-a剖视图。

图4为本发明实施例2的大散热面积的三相电抗器的主视图。

图5为发明实施例2的大散热面积的三相电抗器的剖面图。

图6为本发明实施例3的大散热面积ei型单相电感的主视图。

图7为本发明实施例3的大散热面积ei型单相电感的左视图(剖面图)。

具体实施方式

实施例1

参见图1至图3，图中所示的一种大散热面积的单相cd型电感，包括铁芯，铁芯呈cd字型，铁芯采用不锈钢扎带紧固。铁芯采用低损耗的非晶材料或纳米晶材料制成。

铁芯具有左芯柱2和右芯柱2a，左芯柱2的上端与右芯柱2a的上端通过上轭1连接起来，左芯柱2的下端与右芯柱2a的下端通过下轭3连接起来，左芯柱2的上端和右芯柱2a的上端与上轭3之间、左芯柱2的下端和右芯柱2a的下端与下轭3之间均设置有气隙4a、4b、4c、4d，在左芯柱2和右芯柱2a上分别绕制有左线圈6和右线圈7，左线圈6与右线圈7串联，左线圈6与左芯柱2之间设置有左内部绝缘10，右线圈7与右芯柱2a之间设置有右内部绝缘10a。左线圈6的一端和右线圈7的一端通过左右线圈连接头8连接，左线圈6的另一端和右线圈7的另一端分别连接出线头9、9a。

本发明的特点是左线圈6和右线圈7均采用宽厚比为1:2～15的扁线6a、7a立绕形成，左线圈和右线圈从垂直于所述左芯柱和右芯柱轴线方向看均为单层结构，左线圈6和右线圈7从平行于左芯柱2和右芯柱2a轴线方向看均有若干上匝线圈6b、6c和若干下匝线圈7b、7c交错排列而成，其中下匝线圈6c、7c的内腔在前后方向或左右方向比上匝线圈的内腔放大一个扁线宽度尺寸。采用这样的设计方案，左线圈6和右线圈7线圈的散热面积较原有方案增大1.5-10倍。通过实际测试，本发明与传统技术相比，有下列优点：相同条件下成本降低20％以上，有风冷下温升降低30％以上，作业效率提升2倍以上。

实施例2

参见图4和图5，本发明的三相电抗器包括铁芯和三个线圈组件，整个铁芯呈倒日字型，其包括一对拉板10、六个穿心紧固螺杆20、一对下夹件60、上轭70、下轭70a和三个芯柱90，三个芯柱90平行，三者的上端通过上轭70连接起来，三者的下端通过下轭70a连接起来，上轭70和下轭70a相互平行。三个芯柱90与上轭70、下轭70a之间用绝缘板80做气隙。一对拉板10由绝缘板或铝板或不锈钢等不导磁材料制成。

上轭70和三个芯柱90的上端通过一对拉板10以及穿过一对拉板10、上轭70和三个芯柱90上端的三个穿心紧固螺杆连接起来，下轭70a和三个芯柱90的下端通过一对下夹件60以及穿过一对下夹件60、下轭70a和三个芯柱90下端的三个穿心紧固螺杆70a连接起来。线圈的两端各自连接一出线端子100。

每个线圈组件包括套在线圈骨架30和通过采用宽厚比达1：2～15扁线40立绕方式绕制而成，线圈从平行于芯柱90的轴线方向看由若干上匝线圈41和若干下匝线圈42交错设置而成，其中下匝线圈42的内腔尺寸在内腔的前后方向或左右方向均放大一个线圈宽度尺寸。本发明的线圈的散热面积较原有方案增大1.5-10倍。通过实际测试，本发明与现有技术相比有下列优点：相同条件下成本降低20％及以上，有风冷下温升降低30％以上，作业效率提高2倍以上。

实施例3

参见图6和图7，图中所示的本发明的一种大散热面积ei型单相电感，包括铁芯和线圈。

铁芯呈倒ei型，其包括一对拉板100、四个紧固螺杆200、一对夹件600、若干“i”片700、绝缘板800、若干“e”片900，若干“i”片700和若干“e”片900之间通过一对拉板100夹紧并通过两个紧固螺杆200固定在一起。若干“e”片90通过一对夹件600夹紧并通过两个紧固螺杆200固定在一起。在铁芯的气隙处设置有绝缘板800。

线圈包括线圈骨架300和绕在线圈骨架300上的线圈，线圈骨架300套在铁芯的中间芯柱上。线圈采用宽厚比为1:2～15的扁线400立绕方式绕制成形，一对出线端子100a与线圈的两端连接。

线圈由若干上匝线圈410和若干下匝线圈420沿线圈骨架300的轴线方向交错排列而成，在每一上匝线圈41与每一下匝线圈420之间的设置有绝缘纸500。下匝线圈420的内腔比上匝线圈410内腔的前后方向或左右方向放大一个线圈宽度尺寸。由于线圈只有一层，所以无层间绝缘，又因为无绝缘层线圈散热系数提高，温升降低10％以上。

技术特征：

技术总结
本发明公开的一种大散热面积的线圈绕制方法，其特征在于，线圈采用扁线立绕形成，所述线圈从垂直于所述左芯柱和右芯柱轴线方向看均为单层结构，所述线圈和从平行于芯柱轴线方向看由若干上匝线圈和若干下匝线圈交错排列而成，其中下匝线圈的内腔在前后方向或左右方向比上匝线圈的内腔放大一个扁线宽度尺寸。本发明线圈的散热面积较原有方案增大1.5‑10倍。通过实际测试，本发明与传统技术相比，有下列优点：相同条件下成本降低20％以上，有风冷下温升降低30％以上，作业效率提升2倍以上。

技术研发人员：李宾;王孝武;聂纪雪;孙小勇
受保护的技术使用者：安徽兆晟新能源科技有限公司
技术研发日：2018.09.14
技术公布日：2019.01.08