制造环形变压器高压绕组的设备和方法技术

被公开的环形变压器有一低压线圈，一高压线圈和一圆环形磁芯．最佳的低压和高压线圈各自连续，并穿过其内形成一弧形的延长通道．最佳的环形磁芯利用一种由磁性材料制成的连续带材被牢牢地绕入所述弧形延长通道内的适当位置，制成一个具有连续绕组和一连续卷绕磁心的环形变压器．各种部件和组件随同生产这些环形电力变压器，其部件及其组件的各种装置和方法一起也予以公开．（*该技术在2007年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及环形变压器设计以及制造设备和方法，这些设计以及制造设备和方法在若干方面提高了变压器的效率。例如，本专利技术提供了一种高能量效率的环形变压器，因为该变压器在能量转换期间以及很少或无能量转换的空载期间都能减少电能转变成热能的损失。由于较低的铁心损耗和较低的绕组损耗使能量效率得以提高。本专利技术提供了一种高压线圈绕线机及其方法，这种绕线机将导线绕入绕线模芯的模槽内，模芯具有向着模槽开口收缩的侧壁，而且这种绕线机有导向装置，即使导向装置位于模槽的外部，而并不径向地移动或绕从导向装置向模芯延伸的导线的轴线倾斜，导向装置也能在模芯转动时，将导线准确地定位在模槽内。尤其是，本专利技术根据被卷绕线圈匝的内支线(inside leg)和外支线(ouside leg)的位置使导向装置定位。最好被绕的线圈匝内、外支线平行配置，以便限定一平面，在卷绕包括内支线的线圈匝那部分时，导线离开导向装置的出发点位于该平面内。从外柱(outside leg)向内柱(inside leg)延伸的逐渐收缩的轭柱相对于饼形的线模槽侧壁的汇合点径向地配置，或者作为另一种选择，如果这个入口宽度大约为一条导线直径，轭柱相对于到饼形的线模槽内柱的窄入口中点径向地配置。由一线圈匝(N)的内、外支线限定的平面和下一线圈匝(N+1)内、外支线限定的平面之间的所有转移都发生在内、外柱之间的逐渐扩展的轭柱上。由于被一线圈匝内、外支线限定的平面一般相对于模芯的放置轴线倾斜，导线导向装置必须以一通常正弦波状的方式沿模芯旋转轴线前后横移。借助于沿导线导向装置运动路径限定数点和这些点之间的变化率，可以逼近这种运动，并且利用常用的数字控制程序和控制器可以方便地实现这种运动。本文所述的这些产品、方法和机器的各种特性和优点从本专利技术的最佳实施例的以下描述中就会显而易见，这些实施例参考其中的附图只是作为例子给出。图1是根据本专利技术的一种最佳的环形电力变压器被局部分解、局部切去的透视图。图2是去掉支撑机构的图1的环形电力变压器局部切去的顶视图。图3是沿图2的3-3线而画出的去掉变压器支撑机构的一部分环形电力变压器的横断面视图。图4是说明安装磁心前，变压器主要部件最佳组装的示意图。图5是一个方框图，概括地说明制造一种根据本专利技术的环形电力变压器的最佳方法。图6是在本专利技术中所用的一种最佳高压线圈绕线机的一个总体视图。图6a是图6的高压线圈绕线机的布线组件之一部分的详细视图。图7是图6的高压线圈绕线机的模芯和模芯位置检测装置一个详细的侧视图。图7a是图7的模芯和模芯位置检测装置的一个透视图。图8至图11是图3的高压线圈绕线机的模芯和布线组件的一系列连续的视图。图8是在用高压线圈组成的绕组的起始阶段的模芯和布线组件的一个侧视图。图8a是沿图8的箭头8a而观察的模芯的正视图。图9是在用高压线圈组成的绕组的较后一个阶段的模芯和布线组件的一个侧视图。图9a是沿图9的线9a-9a而观察的模芯的一个截面详图。图10是在用高压线圈组成的绕组的更后一个阶段的模芯和布线组件的一个侧视图。图10a是沿图10的线10a-10a而观察的模芯的一个截面详图。图11是在用高压线圈组成的绕组的再后一个阶段的模芯和布线组件的一个侧视图。图11a是沿图11的线11a-11a而观察的模芯的一个截面详图。图12是在用高压线圈组成的绕组的还要后一个阶段的模芯的截面详图。图13是供高压线圈绕线机用的布线导架的另一个实施例之一部分的一个透视详图。图13a是图13的布线导架和绕线模芯的一个截面详图。图14是供高压线圈绕线机用的布线导架另一个可选择的实施例的侧视详图。图15说明本专利技术的另一个实施例的布线组件的绕线头部分。图16a和图16b说明支持根据图15的实施例的模槽内的导线最佳布置的原理。图17a和17b，18a和18b，19a和19b，以及20a和20b表示在直到图20a和20b中一线圈匝完成的各个转动位置上绕线模芯和布线轮的侧视和顶视图。这些附图只是为了说明起见描绘了本专利技术的各种最佳的实施例。本
的技术人员从以下的讨论中很容易认识到可以使用本文中所说明的结构和方法的可供选择的实施例，只要不脱离本文中所述的本专利技术的原理。图1至图3说明一个最佳的环形电力变压器10，变压器10包括一个配置在一磁心绝缘管30内的、被连续卷绕的、环形或圆环形磁心20。一个低压线圈或低压绕组40绕在磁心绝缘管30上，并且被一高/低压绝缘隔板50所包围，再在其上绕置一高压线圈或高压绕组60。高压绕组60最好由两个基本上半环形部分61和62所组成，每个半环形部分包括多个用普通导线连续绕成的饼形或楔形线束或线圈，并用上述普通导线制成的回线将线圈连接起来，例如，20个8.25°的线圈在每个上述半环形部分内形成一个总计大约165°的圆弧。至少接近部分61和62端部的高压绕组60的线圈最好用绝缘衬垫或垫圈70隔开，上述回线绕半环形部分延伸，以便抵抗由于高压绕组可能经受到的非线性电压分布而引起的冲击应力，例如由雷电引起的高电压脉冲时所遇到的诸如此类的那些冲击应力。在某些情况下，图中所示的所有的高压绕组件之间都需要这些垫圈70，或者各个绕组件之间可能需要一个以上的垫圈。垫圈70包括一个分隔高压绕组60的相邻的线圈的径向突缘，而且垫圈70最好用一种可成型的纸板、牛皮纸或一种合成绝缘材料，例如聚酯薄膜或聚酰亚胺薄膜所制成。如图2中所示，利用高压绕组件下面的径向和周围延伸的突缘71或模制的套箍将垫圈70保持在一定位置。类似地，对应于高压绕组部分61和62，最佳的低压绕组40同样是由两个基本上为半环形的部分41和42所组成。这些最佳的低压线圈部分41和42可以各自包括以间距结构的或是单股绕组导体，双股或是多股平行导体，对于每个电压绕组，这些平行导体的一种下文会作详细的说明。在如附图所示的最佳实施例中，高压绕组部分61和62以及低压绕组部分41和42各自沿圆周延伸经过变压器10每侧上大约165°的一段弧。相应地，磁心绝缘管30和高/低压绝缘隔板50也制成两个半环形部分，这些部分的每一个沿圆周延伸经过最佳变压器10两侧的各方上大约165°的一段圆弧。因而，低压线圈40最好配置在高压线圈60内，并且这两组线圈最好围绕环形或圆环形磁心20圆周长度大约165°。如本文中所用的与高压绕组或线圈60，以其部分61和62有关的术语“连续”包括一种最佳的结构，其中饼形线束或线圈以及连接回线是用单股导线或导体绕制而成的，这种导线或导体是在每个高压线圈部分61或62的整个长度范围内连续的，即换言之，基本上环形变压器10的一半长度是连续的。这样术语“连续”也涉及高压线圈60各种替换的结构，其中至少每个饼形线圈是用这样一种连续导线或导体绕成的。对于低压绕组或绕圈40，及其部分41和42，术语“连续”包括上述最佳的单股、双股或多股的布置，其中导体在各低压线圈部分41或42的整个长度上是连续的。因而在这个最佳实施例中，基本上环形变压器10一半的低压线圈是连续的。术语“连续”也包括若干种可替换的低压线圈结构中的任何一种，其中至少低压导体，无论单股、多股或其它股数，也无论是否具有交错，至少其三匝是连续。如对于磁心20所示的术语“连续”包括用连续的磁性材料制成的单组或多组本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将导线绕成饼形线圈束的装置，其特征在于，所述装置包括：配置有限定一环形模槽的一个底壁和两个侧壁用于容纳多匝导线的一个绕线模芯，每匝有一内支线、一外支线、一收缩轭和一扩张轭对应于所述环形模槽的一个内柱部分、一个外柱部分、一个收缩轭 部分和一个扩张轭部分，所述侧壁在所述环形模槽的所述内柱部分向着通向所述环形模槽的一窄开口收缩，以形成一个凹进的模槽部分；用于在所述导向装置和所述绕线模芯相对转动时，使导线轴向地定位，以使导线绕入所述环形模槽的导向装置，所述导向装置包括位 于所述环形模槽外和导线协同操作用于将导线横向地布置在所述环形模槽所述凹进部分内的所述窄开口的预定的轴向位置上的一个定位部分；以及用于在一个线圈匝的绕线过程中，调整所述导向装置的所述定位部分的轴向位置，以使被绕的所述线圈匝的所述内支线和所 述外支线基本上位于一预定平面内的调整装置，所述调整装置通常根据所述预定平面至少对于所述线圈匝的一部分的绕线调整所述导向装置的所述定位部分的轴向位置，以调整所述环形模芯的所述凹进部分内导线的所述预定轴向位置。

【技术特征摘要】
US 1986-5-15 863,6331.一种用于将导线绕成饼形线圈束的装置，其特征在于，所述装置包括配置有限定一环形模槽的一个底壁和两个侧壁用于容纳多匝导线的一个绕线模芯，每匝有一内支线、一外支线、一收缩轭和一扩张轭对应于所述环形模槽的一个内柱部分、一个外柱部分、一个收缩轭部分和一个扩张轭部分，所述侧壁在所述环形模槽的所述内柱部分向着通向所述环形模槽的一窄开口收缩，以形成一个凹进的模槽部分；用于在所述导向装置和所述绕线模芯相对转动时，使导线轴向地定位，以使导线绕入所述环形模槽的导向装置，所述导向装置包括位于所述环形模槽外和导线协同操作用于将导线横向地布置在所述环形模槽所述凹进部分内的所述窄开口的预定的轴向位置上的一个定位部分；以及用于在一个线圈匝的绕线过程中，调整所述导向装置的所述定位部分的轴向位置，以使被绕的所述线圈匝的所述内支线和所述外支线基本上位于一预定平面内的调整装置，所述调整装置通常根据所述预定平面至少对于所述线圈匝的一部分的绕线调整所述导向装置的所述定位部分的轴向位置，以调整所述环形模芯的所述凹进部分内导线的所述预定轴向位置。2.一种用于将导线绕成饼形线圈束的装置，其特征在于，所述装置包括配置有限定一环形模槽的一个底壁和两个侧壁用于容纳多匝导线的一个绕线模芯，每匝有一内支线、一外支线、一收缩轭和一扩张轭对应于所述环形模槽的一个内柱部分、一个外柱部分、一个收缩轭部分和一个扩张轭部分，所述侧壁在所述环形模槽的所述内柱部分向着通向所述环形模槽的一窄开口收缩，以形成一凹进的模槽部分;用于在所述导向装置和所述绕线模芯相对转动时，使导线轴向地定位，以使导线绕入所述环形模槽的导向装置，所述导向装置包括位于所述环形模槽外和导线协同操作用于将导线横向地布置在所述环形模槽所述凹进部分内的所述窄开口的预定的轴向位置上的一个定位部分;以及用于在一个线圈匝的绕线过程中，调整所述导向装置的所述定位部分的...

【专利技术属性】
技术研发人员：赫伯特J梅斯蒙，兰德尔L施莱克，
申请(专利权)人：库尔曼公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]