制造線圈裝置的方法、端環(huán)元件和有端環(huán)元件的線圈裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及制造例如用于高電壓/高功率應(yīng)用的線圈裝置的領(lǐng)域。具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種用于線圈裝置的制造工藝，其中繞組在線圈導(dǎo)線卷繞之后是緊湊的。
【背景技術(shù)】
[0002]在例如用于高電壓/高功率應(yīng)用的線圈裝置的制造中，線圈導(dǎo)線逐層卷繞在圓柱形線圈芯體上。各個(gè)層可通過(guò)絕緣片/間隔片而分隔開(kāi)，在絕緣片/間隔片之上盤繞下一層繞組。繞組在軸向方向上成螺旋形，所以各個(gè)繞組層的端面相對(duì)于整個(gè)線圈裝置的端面并非平面。
[0003]然而，為了能夠在以軸向方向?qū)⒗@組卷繞到線圈芯體上之后將壓力應(yīng)用于線圈繞組上，端面必須形成平的平面，從而可在軸向方向上將壓力均勻地應(yīng)用于繞組上。因此，通常提供端環(huán)，其形狀設(shè)置成與各個(gè)繞組的不平的端面相對(duì)應(yīng)，從而形成垂直于軸向方向的平的端面。這容許均勻地應(yīng)用力以壓緊繞組。
[0004]在線圈裝置用于變壓器單元的情況下，端環(huán)進(jìn)一步用于使繞組居中，從而最大限度地減小短路情況下應(yīng)用于繞組上的力。
[0005]傳統(tǒng)地，這種端環(huán)從具有與必須應(yīng)用端環(huán)的繞組層相同的內(nèi)徑的圓筒上切割而成，并且具有與繞組層的厚度基本相對(duì)應(yīng)的厚度。這種用于端環(huán)的制造工藝是非常昂貴的，因?yàn)閷?duì)于各個(gè)不同的端環(huán)直徑都需要相應(yīng)的圓筒。因此，當(dāng)將圓筒切割成端環(huán)時(shí)，大部分圓筒材料是廢料。此外，直接切入到圓筒中需要專用且昂貴的工具和設(shè)備。
[0006]文獻(xiàn)CN 201584277-U公開(kāi)了一種用于變壓器線圈的絕緣端環(huán)。這種端環(huán)具有設(shè)置在疊片墊塊中的內(nèi)紙板圓筒以及設(shè)置在疊片墊塊外部的外紙板圓筒。
[0007]文獻(xiàn)CN 202102865公開(kāi)了一種具有絕緣墊塊的變壓器絕緣環(huán)，絕緣墊塊設(shè)于在內(nèi)紙圓筒和外紙圓筒之間。絕緣鉚釘連接在內(nèi)紙圓筒和外紙圓筒之間。
[0008]文獻(xiàn)CN 201549344-U公開(kāi)了一種變壓器絕緣端環(huán)裝置，其具有位于變壓器中的環(huán)件的上面部分和下面部分之間并且與線圈相適應(yīng)的空心的環(huán)體套筒。空心的環(huán)體的橫截面定制為矩形形狀。
[0009]文獻(xiàn)US3657808A公開(kāi)了一種寬度以梯形方式變化的軸環(huán)，其形成了設(shè)置在電線圈的各個(gè)末端的端環(huán)。軸環(huán)由多個(gè)絕緣層片制成，絕緣層片堆疊起來(lái)以形成恒定厚度的分層結(jié)構(gòu)。
[0010]文獻(xiàn)US 5 717 373 A公開(kāi)了一種恒定厚度的軸環(huán)，其纏繞在圓柱形芯體的頂部和底部。這樣，芯體的陡峭邊緣被平滑化了，并且線圈可在沒(méi)有損傷的條件下卷繞到纏繞芯體上。
[0011]本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種端環(huán)元件、端環(huán)和用于制造這種端環(huán)元件的方法，以便用于線圈裝置的制造。具體地說(shuō)，目的是可在較少的廢料下制造端環(huán)元件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]上面的目的通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的用于為線圈裝置形成端環(huán)的端環(huán)元件以及根據(jù)其它獨(dú)立權(quán)利要求所述的端環(huán)、用于制造端環(huán)的方法、端環(huán)元件組、端環(huán)組、線圈裝置以及用于制造線圈裝置的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0013]在從屬的分項(xiàng)權(quán)利要求中指出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
[0014]根據(jù)第一方面，提供了一種端環(huán)元件，其用于為線圈裝置形成端環(huán)，其中端環(huán)元件由沿著縱向方向和寬度方向延伸的平面條帶形成，其中條帶提供了恒定的全局厚度，以容許在其沿縱向方向的整個(gè)長(zhǎng)度上具有恒定的間隔，在寬度方向上具有比縱向方向更高的剛度，以及平面條帶的形狀具有筆直縱向邊緣。平面條帶沿著縱向方向具有橫截面，其具有柔性部分以容許沿著縱向方向彎曲成環(huán)，并且在柔性部分之間具有間隔部分，從而提供恒定間隔能力。根據(jù)一個(gè)備選實(shí)施例，平面條帶可沿著縱向方向具有橫截面，其具有波紋結(jié)構(gòu)，其中波紋結(jié)構(gòu)具有沿著寬度方向延伸的波紋元件，從而提供了沿著寬度方向的剛度，其中波紋元件提供了與恒定的全局厚度相對(duì)應(yīng)的波紋深度。
[0015]根據(jù)另一方面，提供了一種由上面的端環(huán)元件形成的端環(huán)，其中端環(huán)元件成形為圓形的圓筒，使得筆直的縱向邊緣限定了垂直于圓筒軸線的平面。
[0016]本發(fā)明的一個(gè)思想是提供端環(huán)，其可由用于制造線圈裝置的片材制成。這容許產(chǎn)生較少的廢料，并使用更簡(jiǎn)單的刀具。
[0017]用于形成端環(huán)的端環(huán)元件設(shè)計(jì)為用于形成/彎曲成圓柱形狀。具體地說(shuō)，端環(huán)元件可至少部分地由柔性材料制成。端環(huán)元件為厚度提供了間隔能力，該厚度至少部分地與有待應(yīng)用于線圈裝置的制造工藝中的繞組層的厚度相對(duì)應(yīng)。端環(huán)元件在縱向方向上的長(zhǎng)度基本上適合于相對(duì)應(yīng)的繞組層的內(nèi)徑，所以長(zhǎng)度基本上等于或略短于內(nèi)徑。端環(huán)元件在縱向方向上具有一個(gè)筆直的縱向邊緣和相反的筆直的縱向邊緣，相反的筆直的縱向邊緣的相對(duì)于縱向方向可為傾斜的。這兩個(gè)筆直的縱向邊緣在端環(huán)元件的相反的末端邊緣之間延伸，端環(huán)元件在寬度方向上延伸。由端環(huán)元件形成的整個(gè)形狀是梯形的。
[0018]通過(guò)制造端環(huán)元件，使其可柔韌地彎曲成環(huán)形形狀，使得縱向方向?qū)?yīng)于周向方向，從而可形成用于線圈裝置的繞組層的端環(huán)。端環(huán)必須由一種材料制成，并且設(shè)有容許端環(huán)元件彎曲成環(huán)形形狀的結(jié)構(gòu)，同時(shí)仍然提供用于在制造線圈裝置之后執(zhí)行軸向方向上的壓緊所需要的剛度。因此，端環(huán)元件需要具有合適的柔性，以便在縱向方向上彎曲成環(huán)，同時(shí)其需要提供足夠的剛度，以便接收寬度方向上(與線圈裝置的軸向方向相對(duì)應(yīng))的壓力，尤其足以在形成端環(huán)時(shí)壓緊繞組層的繞組的壓緊壓力。
[0019]由上面的端環(huán)元件形成的端環(huán)具有可產(chǎn)生平的且強(qiáng)壯的機(jī)械接口的優(yōu)點(diǎn)，從而當(dāng)在軸向方向應(yīng)用壓力時(shí)在繞組的軸向末端處保護(hù)繞組層的繞組。此外，端環(huán)元件具有在線圈直徑方面產(chǎn)生的線圈裝置公差可以很容易得到補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)，因?yàn)樵谛纬啥谁h(huán)的端環(huán)元件的縱向末端之間的距離可在廣泛的范圍內(nèi)變化，而不會(huì)對(duì)端環(huán)和線圈裝置的功能性具有負(fù)面效應(yīng)。在用于變壓器中的情況下，不同寬度的端環(huán)元件可分別用于高電壓初級(jí)繞組層和低電壓二次繞組層，這容許它們居中，因而在最大限度地減小短路情況下應(yīng)用于初級(jí)繞組和二次繞組上的軸向力。
[0020]因?yàn)槎谁h(huán)元件的厚度必須與繞組層的厚度相對(duì)應(yīng)，所以所需要的柔性可通過(guò)借助于提供沿著端環(huán)元件的寬度方向延伸的槽而減少厚度來(lái)實(shí)現(xiàn)?；旧?，可以假定端環(huán)元件的厚度沿著其縱向方向而變化，提供彼此間隔開(kāi)的低厚度部分，所以端環(huán)元件可沿著線圈裝置的周向方向進(jìn)行彎曲。
[0021]可以假定恒定的間隔能力通過(guò)恒定的全局厚度來(lái)提供，從而容許在其沿縱向方向的整個(gè)長(zhǎng)度上提供恒定的間隔；
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，條帶可具有帶筆直縱向邊緣的形狀。
[0022]此外，條帶可具有沿著縱向方向的橫截面，其具有容許沿著縱向方向彎曲成環(huán)的柔性部分，并且在柔性部分之間具有間隔部分，其可在整個(gè)條帶寬度上延伸，從而提供了沿著寬度方向的剛度。
[0023]可以假定條帶由片材形成，其設(shè)有槽，以形成柔性部分，其中這些槽通過(guò)獨(dú)立的間隔部分和/或通過(guò)切入到片材中的槽來(lái)形成，各個(gè)間隔部分附連成沿著縱向方向有間隔。
[0024]此外，條帶可具有厚度，其容許沿著縱向方向相當(dāng)大的彎曲。
[0025]可以假定平面條帶具有與筆直的縱向邊緣相反的另一縱向邊緣，使得平面條帶具有變化的寬度，其中具體地說(shuō)，所述另一縱向邊緣可為筆直的，并且相對(duì)于縱向方向是傾斜的。
[0026]根據(jù)另一方面，提供了一組上面的端環(huán)元件，其中至少兩個(gè)端環(huán)元件具有不同的長(zhǎng)度，以用于形成具有不同直徑的端環(huán)。
[0027]根據(jù)另一方面，提供了一種用于制造端環(huán)的方法，其中上面的端環(huán)元件尤其在線圈裝置的芯體或另一端環(huán)