制造变压器线圈的方法技术

一种借助模具来制造变压器线圈的方法，该变压器线圈包括封闭于树脂中的导电绕组，该模具包括两个管形内模具部分和长度至少为内模具部分的长度之和的一个外模具部分，该方法包括以下步骤：在所述内模具部分中的第一内模具部分周围缠绕第一导体；在所述内模具部分中的第二内模具部分周围缠绕第二导体；将第一内模具部分的一端接合到第二内模具部分的一端，从而在模具部分之间形成密封接头；电连接第一和第二导体从而形成一个绕组；在外模具部分中布置具有绕组的接合的内模具部分；将绕组封闭于内模具部分与外模具部分之间；向封闭于模具部分之间的空间中填充树脂；固化树脂；并且移除模具部分。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，该变压器线圈包括封闭于树脂中的导电绕组。
技术介绍
变压器线圈包括导体的一个或者多个绕组。变压器包括铁心和布置于铁心周围的 线圈。通常通过在内模具与外模具之间布置绕组来制造干式变压器中使用的线圈。然后向 绕组内的封闭体积填充树脂并且允许树脂固化。EP1216140描述了一种制造封装于树脂中 的变压器线圈的方法。US5396210示出了一种三相浇铸线圈变压器设计。通常在缠绕机中制造绕组，其中在心轴周围缠绕导体以产生成品绕组。制造的绕 组的与导体垂直的长度受限于缠绕机中允许的最大长度。对于大功率和/或高电压变压器 而言，线圈所需长度可能很长。如果在变压器中需要的线圈所需长度大于缠绕机中允许的 最大长度，则解决方案于是为缠绕两个单独绕组并且单独地浇铸它们、然后连接两个单独 浇铸线圈。变压器将每相具有各自在树脂中单独浇铸的两个单独线圈，然后它们可以并联 或者串联连接并且放置于铁心周围。让两个单独线圈相互电连接具有诸多弊端-在两个线圈之间的连接点机械性弱。如果变压器遭受地震，则在两个单独线圈之 间的机械和电连接可能中断。在变压器中的振动可能弱化在两个单独线圈之间的连接点， 这可能导致将来的机械或者电断开问题。如果变压器遭受短路，则在两个线圈之间的连接 点为电性最弱点。-需要增加机械设计的复杂性以支撑和固定单独线圈。-在使用连接于每一个铁芯上的两个单独浇铸线圈时，变压器的制造更复杂和耗 时。必须将第一线圈固定于铁芯上，然后将另一线圈放置于第一线圈上面，然后保证电连 接，然后必须固定两个线圈并且将其固接在一起。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于，提供一种用于制造克服上述弊端中的至少一些弊端的长 变压器线圈的改进方法。这一目的由如权利要求1中限定的方法实现。根据本专利技术，使用如下模具，该模具包括两个管形内模具部分和长度至少为内模 具部分的长度之和的一个外模具部分。该方法包括在第一内模具周围缠绕第一导体，在第二内模具周围缠绕第二导体， 将第一内模具部分的一端接合到第二内模具部分的一端从而在模具部分之间形成密封接 头，电连接第一和第二导体从而形成一个绕组，在外模具中放置具有绕组的接合的内模具 部分，将绕组封闭于内模具部分与外模具部分之间，向封闭于模具部分之间的空间中填充 树脂，使树脂固化，并且移除外模具部分。在本专利技术的另一实施例中，具有绕组的接合的内模具部分还封闭于端部部分(6) 中，这些端部部分封闭外模具( 与接合的内模具部分(1’、1”)之间的体积。在本专利技术的另一实施例中，该方法还包括以下步骤通过将所述树脂加热至预定 温度持续预定时间，来固化树脂。在本专利技术的另一实施例中，该方法还包括以下步骤通过向线圈施加直流电流来 加热树脂，以将导体和所述环氧树脂以电阻方式加热至预定温度持续预定时间。在本专利技术的另一实施例中，该方法还包括以下步骤串联连接第一和第二导体。在本专利技术的另一实施例中，该方法还包括以下步骤并联连接第一和第二导体。在本专利技术的另一实施例中，该方法还包括以下步骤在真空室中将绕组放置于水 平位置，并且经过外模具中的开放区7引入浇铸树脂。本专利技术特别地适合于制造用于在大功率或者高电压应用中使用的变压器的线圈。当制造干式变压器线圈、即嵌入于树脂中的绕组时，绕组的长度受限于缠绕机的 长度。对于大电流和/或大电压(> IkV)而言，每相需要多个线圈以操作变压器。在每相 有两个单独线圈时，在两个绕组之间的连接点为弱的电和机械点。本专利技术的想法在于，在浇 铸之前连接绕组、然后将两个绕组浇铸为一个集成线圈。这将解决
技术介绍
中描述的问题。包括两个互连绕组的单个浇铸线圈将由于器身(active part)和连接点在树脂绝 缘体内，而更容易获得间隙或者定型。在两个绕组之间的连接点现在机械性强，因为它是铸件的集成部分。它不再对变 压器振动或者地震活动如地震敏感。该连接的机械强度使两个单独线圈之间的电连接更稳 固。无需附加机械解决方案以固定和支撑两个单独线圈，并且解决变压器上装配的单独线 圈的连接问题。铁心和线圈的组装更容易，因为与两个单独线圈相比，仅需将一个集成线圈安装 于铁心上，并且所有器身封闭于树脂中。绕组的导体以层或者盘型形式在常规缠绕机上从备选导体(例如铜或者铝)层和 绝缘带缠绕于内模具上。附图说明附图构成本说明书的一部分，并且包括可以用多种形式实施的本专利技术的示例实施 例。图1示意地示出了如在缠绕机中制造的绕组。图2示出了根据该方法的一个实施例的在组装之前的绕组和外模具部分。图3示出了已经组装的线圈和内模具。图4示出了外模具已经组装于线圈周围。图5示出了在两个内模具之间的防漏接头的实施例。具体实施例方式这里提供对优选实施例的详细描述。然而，将理解可以用各种形式实施本专利技术。因 此，这里公开的具体细节将不解释为限制，而是理解作为权利要求书的基础和用于以实质 上任何适当详细的系统、结构或者方式向本领域技术人员传授运用本专利技术的有代表性的基石出。图1示意地示出了绕组1在缠绕机中被制造时所看到的绕组。导体2缠绕于内模 具或者心轴3周围。内模具可以由某个支撑结构4(例如横梁)支撑。绕组的最大长度为 L0图2示出了根据本专利技术一个实施例的在组装之前的绕组1’、1”和外模具5。两个 绕组1’、1”各自缠绕于如图1中的内模具3周围。模具还包括在内模具的末端布置的侧模 具6或者侧板。外模具5可以是一个部件或者包括接合在一起的若干部件。图3示出了已经组装的绕组1’、1”和内模具3。内模具布置有固定件，这些固定 件保证它们可以相互附着，并且在两个内模具之间的接头是防漏的。这一固定件可以是布 置于两个内模具之间的H形高温橡胶封装(例如硅)。接头也可以由带(聚合物和/或金 属，例如铝)和/或一些其它粘合剂材料密封。接头可以是紧密地布置于两个内模具3之 间的接头内侧上的钢环。这一线圈的长度与图1中的单个绕组的长度L相比为2L。图4图示了外模具已经组装于绕组周围。浇铸模具组件10在真空室中放置于水 平位置，并且经过外模具5中的开放区7引入浇铸树脂，比如环氧树脂，以用浇注树脂填充 模具。这样的真空浇铸工艺在本领域中众所周知。优选的是在凝胶化和固化工艺期间，维 持模具组件10在水平或者水平面。在已经完成固化工艺之后，移除外模具5，并且从浇铸模 具组件移除封装的长线圈。内模具1’、1”可以移除或者可选地留在线圈上。如果模具为一 次性，则可以丢弃它们，而如果它们可重新使用，则清洁并且再次使用它们。树脂材料可以 仅为树脂，或者具有混合于树脂中的诸如玻璃纤维或者碳纤维等的纤维。也可以在模具中， 在内模具与导体之间的绕组的外侧上和/或在绕组的内侧上，包括比如玻璃纤维网的纤维 网或者垫的层，这些层将为成品浇铸线圈的集成部分。图5示出了作为在两个内模具1’、1”之间布置的H形封装的在两个内模具之间的 接头的两个可能实施例。外模具5布置有集成圆顶和分接区7。分接或者圆顶区7 (线圈和模具的开放暴露 区)使它很好地适合于用于封装工艺的环氧树脂填充位置。这也适于作为用于由任何环氧 树脂收缩组成的保留区。在浇铸之前，如本领域众所周知的那样向模具部分涂敷树脂释放剂。模具部分通 常包括钢片。当已经填充模具时，允许通过使模具组件暴露于预定温度持续预定时间加热树 脂，来固本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种借助模具来制造变压器线圈的方法，所述变压器线圈包括封闭于树脂中的导电绕组（２），所述模具包括两个管形内模具部分（１’、１”）和长度至少为所述内模具部分的长度之和的一个外模具部分（５），所述方法包括以下步骤：－在所述内模具部分中的第一内模具部分周围缠绕第一导体，－在所述内模具部分中的第二内模具部分周围缠绕第二导体，－将所述第一内模具部分的一端接合到所述第二内模具部分的一端，从而在所述模具部分之间形成密封接头，－电连接所述第一和第二导体，从而形成一个绕组，－在所述外模具部分中布置具有所述绕组的所述接合的内模具部分，－将所述绕组封闭于所述内模具部分与外模具部分之间，－向封闭于所述模具部分之间的空间中填充树脂，－固化所述树脂，并且－移除所述外模具部分（５）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：林钟润，李昶勋，
申请(专利权)人：ABB技术有限公司，
类型：发明
国别省市：CH