线圈制造技术

本披露涉及一种线圈(100)，该线圈包括：多部分导体(110)，该多部分导体具有(相对于其截面而言的)长延伸部，该多部分导体包括彼此电绝缘的两个或更多个导体(A，B)，其中，在该多部分导体(110)的截面中，所述两个或更多个导体(A，B)中的至少两个导体在中心轴线(120)的方向上彼此邻近地布置，其中，所述多部分导体(110)绕该中心轴线(120)缠绕多于一匝，使得该多部分导体(110)的第一部分(130)在该中心轴线(120)的方向上与该多部分导体(110)的第二部分(132)邻近地布置，并且其中，对于每一匝，所述两个或更多个导体(A，B)的所述邻近布置相对于彼此并且相对于该线圈(100)的中心轴线(120)的方向是相同的。

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【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】线圈
本披露涉及一种线圈。更具体地，本披露涉及一种电磁线圈。
技术介绍
电磁线圈是电导体，诸如呈线圈、螺线或螺旋形状的导线。电磁线圈用于电气工程中、用于电流与磁场相互作用的应用中、用于诸如电感器、电磁体、变压器和传感器线圈等设备中。对于需要相对较大交流电流的应用，即有源前端输出滤波器的扼流圈、驱动器的输出滤波器的dU/dt扼流圈、有源谐波滤波器的电网侧扼流圈，将存在较大的时变磁场。这种磁场将通过电磁感应影响在电导体内流动的电流的分布。交变磁场在邻近导体中感应涡流，从而影响流过这些邻近导体的电流的分布。结果是电流集中在导体的距承载同一方向电流的附近导体最远的区域。与邻近导体对DC电流的电阻相比，这种所谓的邻近效应(proximityeffect)可以显著增加这些邻近导体的AC电阻。效果随频率增加。在更高的频率下，导体的AC电阻可以很容易超过其DC电阻的十倍。此外，由于交流电流而感应的涡流也会影响单条导线内的电流分布。这种所谓的趋肤效应(skineffect)也将有助于增加导体的AC电阻。顾名思义，电流将主要在导体的“表皮”上流动。更具体地，电流将主要在导体的外表面与导体内被称为趋肤深度的水平之间流动。因此，趋肤效应和邻近效应实际上是相同的整体物理机制的结果，即由于时变磁场的存在而感应的涡流。由于邻近效应和趋肤效应而增加的导体中的AC电阻对于高能量交流电流应用可能会成为一个重大问题。一个缺点是更高的电阻将在系统中引入不想要的功率损耗。这进而将在导体内生成不想要的热量，并从而升高系统的温度。此外，这将使线圈较为低效。
技术实现思路
因此，需要一种允许降低线圈导体内电流分布的不均匀性的经改进的线圈。因此，根据第一方面，提供了一种线圈，该线圈包括：多部分导体，该多部分导体具有相对于其截面而言的长延伸部，该多部分导体包括具有基本相等截面的彼此电绝缘的两个或更多个导体，其中，在该多部分导体的截面中，所述两个或更多个导体中的至少两个导体在中心轴线的方向上彼此邻近地布置，其中，所述多部分导体绕该中心轴线缠绕多于一匝，使得该多部分导体的第一部分在该中心轴线的方向上与该多部分导体的第二部分邻近地布置，并且其中，对于每一匝，所述两个或更多个导体的所述邻近布置相对于彼此并且相对于该线圈的中心轴线的方向是相同的。该多部分导体充当传统线圈中的导线，但是该多部分导体的导体很大并且看起来更像弯曲的金属杆或金属带。该多部分导体中的该多个导体相当于传统线圈的导线中的线股。该线圈可以是有利的，因为其有助于两个导体内部更均匀的电流分布。其原因之一是，在趋肤深度与导体大小相比较小的情况下，在该多部分导体内使用两个或更多个导体可以帮助更有效地分布电流，从而降低最大电流密度。另一个原因是，由于该多部分导体的缠绕方式，该两个或更多个导体相对于该线圈的边缘的位置发生了变化。因此，该多部分导体中的第一导体在第一部分中将位于靠近该线圈的边缘的位置，使得该第一导体沿该中心轴线的方向具有仅位于该第一导体的一侧的与该第一导体不同的导体。然而，在该多部分导体中的第二部分中，该第一导体将位于该线圈内部，使得该第一导体沿该中心轴线的方向具有位于该第一导体的两侧的与该第一导体不同的(多个)导体。位于边缘处的导体部分将经受最强的邻近效应，这是因为由邻近导体生成的磁场将相长地添加到该位于边缘处的导体部分内的场。沿该中心轴线的方向位于该线圈内的导体部分将经受较弱的邻近效应，因为由两侧的邻近导体生成的磁场将部分相消地添加到位于该线圈内的导体部分内的磁场。由于每个导体将部分地位于靠近边缘的位置并且部分地位于线圈内部的位置，因此整体的邻近效应将减小，并且因此该线圈的整体电阻将降低。进一步的优点是，该两个或更多个导体将受到相似程度的涡流的影响。因此，当该两个或更多个导体并联连接到AC电源时，该两个或更多个导体中的每个导体中的AC电阻以及因此电流将是相似的。仍进一步的优点是，该多部分导体中的导体将具有相同的长度，从而呈现相等的电阻。根据一些实施例，该线圈进一步包括插入所述第一部分与所述第二部分之间的至少一个电绝缘元件。该电绝缘元件具有使该多部分导体的一层匝与该多部分导体的另一层匝电绝缘的功能，其中，这些层在该线圈的中心轴线的方向上彼此插叠。该电绝缘元件具有使该线圈的谐振频率增加到更高频率的效果。根据一些实施例，该线圈进一步包括输入接口，其中，该输入接口被适配用于将电流输入到该多部分导体的该两个或更多个导体中。该输入接口用于在该多部分导体中的所有导体中输入相同的电流，并且可以例如是焊接方案或者将该多部分导体中的导体连接在一起的任何解决方案。根据一些实施例，该多部分导体绕该中心轴线缠绕多匝。根据一些实施例，该多部分导体绕该中心轴线缠绕，使得在第一匝中该中心轴线与该多部分导体之间的距离大于在第二匝中该中心轴线与该多部分导体之间的距离。根据一些实施例，该多部分导体进一步包括将该第一部分与该第二部分进行连接的中间部分，其中，该中间部分位于同该中心轴线与该多部分导体之间的最近距离相对应的位置。通过将该中间部分朝向该中心轴线放置，并且从该线圈的中间缠绕匝，该线圈的连接部分将相对于该中心轴线位于该线圈的外部。线圈的这种绕组有时称为α线圈或α绕组。这些线圈相对于该线圈的中心轴线从中间缠绕两层匝。这些层沿相反的方向缠绕，其中后来的匝相对于中心轴线位于先前的匝之外，使得缠绕导体的连接部分都相对于该中心轴线位于该线圈的外围。根据一些实施例，该两个或更多个导体具有基本上矩形的截面，该两个或更多个导体中的每个导体都布置成使得该导体的截面的最长尺寸垂直于该中心轴线。由此使该多部分导体的邻近效应最小化。根据一些实施例，该两个或更多个导体具有基本上矩形的截面，该两个或更多个导体中的每个导体都布置成使得该导体的截面的最长尺寸与该中心轴线共线。由于每个导体于是更容易弯曲，因此有助于对使用多部分导体的线圈的制造。根据一些实施例，该两个或更多个导体的截面的尺寸分别在1mm至8mm和5mm至25mm的范围内。根据一些实施例，该两个或更多个导体通过绝缘材料与彼此电绝缘。根据一些实施例，每个导体被以重叠方式缠绕该导体的绝缘带材料电绝缘开。根据一些实施例，每个导体的电绝缘进一步包括浸渍到该绝缘带材料中的热固性聚合物。根据一些实施例，该热固性聚合物为以下各项中的一项或多项：树脂、环氧树脂、聚氨酯、清漆。根据一些实施例，该多部分导体包括两个导体。这可以是优点，因为该两个导体中的每个导体都将布置在该线圈的边缘，从而有效地减小了由于邻近效应引起的电阻。应当理解，该多部分导体可以具有多于两个导体。例如，根据一些实施例，该多部分导体包括三个导体。使用多于两个导体的优点在于，由于趋肤效应而导致的AC电阻将降低。但是，使用多于两个导体将增加由于邻近效应而导致的AC电阻，因为某些导体不会存在于边缘处。因此，将存在影响AC电阻的竞争过程。因此，可以根据线圈的优选性能来不同地选择导体的数量。根据以下给出的详细说明，本专利技术的进一步适用范本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种线圈(100)，包括：/n多部分导体(110)，该多部分导体具有(相对于其截面而言的)长延伸部，该多部分导体包括(具有相等截面的)彼此电绝缘开的两个或更多个导体(A，B)，/n其中，在该多部分导体(110)的截面中，所述两个或更多个导体(A，B)中的至少两个导体在该线圈(100)的中心轴线(120)的方向上彼此邻近地布置，/n其中，所述多部分导体(110)绕该中心轴线(120)缠绕多于一匝，使得该多部分导体(110)的第一部分(130)在该中心轴线(120)的方向上与该多部分导体(110)的第二部分(132)邻近地布置，并且/n其中，对于每一匝，所述两个或更多个导体(A，B)的所述邻近布置相对于彼此并且相对于该线圈(100)的中心轴线(120)的方向是相同的。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170515 SE 1750596-71.一种线圈(100)，包括：
多部分导体(110)，该多部分导体具有(相对于其截面而言的)长延伸部，该多部分导体包括(具有相等截面的)彼此电绝缘开的两个或更多个导体(A，B)，
其中，在该多部分导体(110)的截面中，所述两个或更多个导体(A，B)中的至少两个导体在该线圈(100)的中心轴线(120)的方向上彼此邻近地布置，
其中，所述多部分导体(110)绕该中心轴线(120)缠绕多于一匝，使得该多部分导体(110)的第一部分(130)在该中心轴线(120)的方向上与该多部分导体(110)的第二部分(132)邻近地布置，并且
其中，对于每一匝，所述两个或更多个导体(A，B)的所述邻近布置相对于彼此并且相对于该线圈(100)的中心轴线(120)的方向是相同的。


2.根据权利要求1所述的线圈(100)，进一步包括至少一个电绝缘元件(114)，该至少一个电绝缘元件插在所述第一部分(130)与所述第二部分(132)之间。


3.根据权利要求1或2所述的线圈(100)，进一步包括输入接口，其中，该输入接口被适配用于将电流输入到该多部分导体(110)的该两个或更多个导体(A，B)中。


4.根据前述权利要求中任一项所述的线圈(100)，其中，所述多部分导体(110)绕该中心轴线(120)缠绕多匝。


5.根据前述权利要求中任一项所述的线圈(100)，其中，所述多部分导体(110)绕该中心轴线(120)缠绕，使得在第一匝中该中心轴线(120)与该多部分导体(110)之间的距离大于在第二匝中该中心轴线(120)与该多部分导体(110)之间的距离。


6.根据权利要求5所述的线圈(100)，其中，该多部分导体(110)进一步...

【专利技术属性】
技术研发人员：托德·赛德尔，
申请(专利权)人：科姆赛斯公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE