线圈装置制造方法及图纸

本发明专利技术建议一种用于换流器的线圈装置(1)，所述线圈装置包括冷却板(2)和多个、N≥3个线圈绕组(4)，其中，所述冷却板(2)与其中一个线圈绕组(4)的至少一个端侧(400)热学地耦连。按照本发明专利技术，线圈绕组(4)在空间上相互错开2π/N的角(41)地布置，并且冷却板(2)具有冷却通道(24)，所述冷却通道至少部分地围绕N个线圈绕组(4)中的每一个线圈绕组延伸。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】线圈装置本专利技术涉及一种按照权利要求1的前序部分所述的线圈装置。由现有技术已知多种线圈装置，例如由多个隔绝的导体层卷绕而成的扼流线圈。由于线圈装置的电荷载，例如在线圈装置的绕组内或者在线圈装置的例如由铁构成的线圈铁芯中产生热损失。线圈装置的各个单独的绕组通常通过置入绝缘材料彼此电绝缘。在此应当确保线圈装置足够好地散热。线圈装置或者线圈装置的绕组层的优选的散热结构或者冷却结构接触式设计尺寸，从而能够尽可能最佳地充分利用预设的结构空间。为此例如在线圈装置中置入冷却板，所述冷却板尤其必须相对于线圈装置的绕组的轭架电绝缘。然而，在线圈装置内置入冷却板、尤其金属的冷却板所具有的缺点在于，由于出现的磁场而在其中感应产生导致损耗(由于涡流产生的欧姆损耗)的电流。此外由现有技术已知尤其用于扼流线圈的水冷装置，所述水冷装置的基础是向线圈装置中置入金属的冷却体。由现有技术已知用于线圈装置的绕组的空心导体。使线圈装置散热的冷却剂能够导引通过所述空心导体。由专利文献DE102012217607A1已知由塑料制成的具有Y形结构的冷却袋，所述冷却袋能够被置入线圈装置或者线圈装置的其中一个绕组中。为了提高线圈装置的绕组和所述Y形结构之间的导热性，将所述绕组和Y形结构至少部分地嵌入树脂中，从而能够减少气泡或者在最好的情况下防止产生气泡。此外已知，完全地浇铸线圈装置、尤其扼流线圈，从而达到改善的内部导热性。由专利文献EP2977996A1已知一种换流器的扼流线圈，所述扼流线圈具有空心圆柱形的线圈绕组，在所述线圈绕组的覆盖面上热学地连接有冷却板。在此存在的缺点是，在冷却板内产生了导致损耗的涡流。此外业已证明，为了冷却板的散热而对冷却板进行冷却在技术上是困难的。本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种具有改善的冷却结构的线圈装置。所述技术问题通过具有按照独立权利要求1所述特征的线圈装置解决。在从属权利要求中给出了本专利技术的有利的设计方案和扩展设计。按照本专利技术的用于换流器的线圈装置包括冷却板和多个即N≥3个线圈绕组，其中，所述冷却板与其中一个线圈绕组的至少一个端侧热学地耦连。按照本专利技术，线圈绕组在空间上相互错开2π/N(＝360°/N)的角地布置并且冷却板具有冷却通道，所述冷却通道至少部分地围绕每个线圈绕组延伸。换言之，线圈装置具有至少两个线圈绕组。冷却通道在此围绕两个线圈绕组中的每一个延伸。由此有利地确保了线圈绕组的改善的散热。在此特别优选的是线圈绕组的端侧，因为所述端侧通常具有足够大的面积并且由此特别好地适用于线圈绕组的散热。通过线圈装置的按照本专利技术的对称结构，产生了在电磁方面有利的、尤其对于线圈装置的冷却也特别优选的布置结构，所述对称结构通过线圈绕组以2π/N的角的空间布置产生。冷却板以及所述冷却板的冷却通道例如可以借助再生式工艺、尤其3D打印制造。此外冷却通道适用于容纳用于线圈装置的冷却或者散热的冷却剂、例如水、尤其氟化酮。设置用于冷却的冷却剂特别优选是不导电的。由此能够有利地减少冷却板内的涡流。本专利技术的另一个优点在于，线圈装置的所有线圈绕组借助共同的冷却通道散热。按照本专利技术，冷却通道在此至少部分地围绕每个线圈绕组延伸。由此能够实现线圈装置在机械上有利的并且紧凑的构造方式。此外通过冷却板改善了线圈装置的机械稳定性。例如可以借助所述冷却板或者借助多个冷却板压紧线圈装置，从而能够减少按照本专利技术的线圈装置的重量并且附加地节省结构空间。按照本专利技术的一种特别有利的设计方案，线圈装置准确地包括三个线圈绕组。由此提供了线圈装置的特别优选的对称设计。三个线圈绕组尤其对应三相交流电的三个已知的相。换言之，为三相交流电的每个相都设置有线圈装置。按照本专利技术的线圈装置因此能够设置用于换流器、尤其变流器。此外，冷却通道在此这样延伸，使得所述冷却通道尽可能长地并且尽可能靠近地围绕线圈绕组延伸。由此有利地借助冷却板改善了线圈装置的散热。在此特别优选的是，冷却通道围绕相应的线圈绕组在至少为5π/3(＝300°)、尤其11π/6(＝330°)、特别优选为2π(＝360°)的角上延伸。换言之，围绕线圈绕组优选产生最高π/3(＝60°)、尤其最高π/6(＝30°)的的角范围，在所述角范围中冷却通道未包围线圈绕组。由此进一步有利地改善了线圈装置、尤其是所述线圈装置的线圈绕组的散热。在本专利技术的一种优选的设计方案中，冷却通道的横截面在线圈绕组的区域中增大。通过冷却通道在线圈绕组的区域中增大的横截面能够有利地使更多热量从线圈绕组中放出。由此整体上进一步改善了线圈装置或者线圈绕组的散热。按照本专利技术的一种有利的设计方案，冷却板三角状地或者三角形地构造。由此有利地产生了冷却板的对称设计，这种设计对于准确的三个线圈绕组而言是特别有利的。由此使冷却板的几何形状或者几何设计与准确的三个线圈绕组适配。由此能够有利地节省结构空间。尤其在此规定，三角状或者三角形地构造的冷却板的角部是倒圆的，从而能够节省更多结构空间。在此特别优选的是冷却板具有三个侧边缘，其中，冷却通道沿着所述三个侧边缘中的两个侧边缘延伸。由此有利地使热量通过至少两个侧边缘排放到冷却板的周围环境中。在冷却通道未在其上延伸的其它侧边缘处可以有利地设置用于冷却通道的入流管和回流管和/或用于线圈装置的其它机械的、电气的、热学的和/或流体的接口。在本专利技术的一种有利的设计方案中，冷却板具有至少一个凹处、尤其是缝隙。由此能够有利地减少涡流的出现和涡流的影响。由此有利地改善了线圈装置以及冷却板的散热。此外改善了例如包括线圈装置的电机的效率。在此特别优选的是，凹处星状地或者星形地构造。由此特别有利地实现了冷却板内部的涡流的减少。在此还优选的是，凹处由多个缝隙构成，其中，所述缝隙从共同的中心出发星状地沿不同的方向延伸。按照本专利技术的一种特别优选的设计方案，冷却通道在此舌状地在缝隙之间延伸。由此有利地改善了冷却板的散热以及实现了涡流的减少。之所以这样的原因是，冷却通道通过其舌状的延伸增大了其长度并且由此能够传递更多的热量。在本专利技术的另一种有利的设计方案中，冷却板布置在线圈绕组的绕组芯上，其中，冷却板的面向绕组芯的侧面具有电绝缘的层或者涂层。换言之，冷却板至少构造为双件式。冷却板的包括冷却通道的第一部分例如由铝和/或铜、也就是由金属的并且良好地导热的材料构成。借助电绝缘的层或者涂层构成冷却板的第二部分。为此有利地设置改性聚苯醚(Noryl)和/或聚苯硫醚纤维(Ryton)用于电绝缘的层或者涂层。由此能够有利地使冷却板相对于线圈装置的导引电压的部分电绝缘。此外为电绝缘的层设置电绝缘的导热界面材料(ThermalInterfaceMaterial)。此外有利的是使用吸水少的塑料、尤其PPS或者陶瓷、例如氮化铝。由此在整体上实现了线圈装置的成本效率更高的结构，在所述结构中，冷却剂的导引结构布置在冷却板的金属部分(第一部分)中，并且冷却板的电绝缘的构件、也就是电绝缘的层通过简单的封闭板在没有接触和造型的情况下构造。在此优选的是，冷却板的背离绕组芯的侧面例如如前所述地具有电绝缘的层或者涂层。由此能够使绕组芯以及线圈装置的线圈绕组相对于轭架、尤其是铁轭绝缘。按照本专利技术的一种有利的设计方案，冷却板由铝、铜、精炼钢或者铜镍铁氧体或者由所述材料的混合物构成。冷却本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于换流器的线圈装置(1)，所述线圈装置包括冷却板(2)和多个、N≥3个线圈绕组(4)，其中，所述冷却板(2)与其中一个线圈绕组(4)的至少一个端侧(400)热学地耦连，其特征在于，所述线圈绕组(4)在空间上相互错开2π/N的角(41)地布置，并且冷却板(2)具有冷却通道(24)，所述冷却通道至少部分地围绕N个线圈绕组(4)中的每一个线圈绕组延伸。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.25 EP 16185586.11.一种用于换流器的线圈装置(1)，所述线圈装置包括冷却板(2)和多个、N≥3个线圈绕组(4)，其中，所述冷却板(2)与其中一个线圈绕组(4)的至少一个端侧(400)热学地耦连，其特征在于，所述线圈绕组(4)在空间上相互错开2π/N的角(41)地布置，并且冷却板(2)具有冷却通道(24)，所述冷却通道至少部分地围绕N个线圈绕组(4)中的每一个线圈绕组延伸。2.按权利要求1所述的线圈装置(1)，其特征在于，所述线圈装置准确地包括三个线圈绕组(4)。3.按权利要求1或2所述的线圈装置(1)，其特征在于，冷却通道(6)在至少为5π/3、尤其是至少11π/6、特别优选为2π的角(42)上围绕相应的线圈绕组(4)延伸。4.按前述权利要求之一所述的线圈装置(1)，其特征在于，冷却通道(24)的横截面在线圈绕组(4)的区域中增大。5.按前述权利要求之一所述的线圈装置(1)，其特征在于，所述冷却板(2)三角状地或者三角形地构造。6.按权利要求5所述的线圈装置(1)，其特征在于，所述冷却板(2)具有三个侧边缘(21、22、23)，其中，冷却通道(24)沿着所述三个侧边缘(21、22、23)中的两个侧边缘(21、22)延伸。7.按前述权...

【专利技术属性】
技术研发人员：I霍夫曼，S鲁克特，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE