[发明专利]盘绕变压器及其制造方法

说明书

背景技术

本发明涉及变压器，更具体地，涉及具有盘绕线圈的变压器。

众所周知，变压器将处于一电压的电转换为处于另一电压(或者具有 更高的值，或者具有更低的值)的电。变压器利用初级线圈和次级线圈来 实现该电压转换，其中每个线圈被缠绕在铁磁芯上，并包括许多匝电导体。 初级线圈连接到电压源，次级线圈连接到负载。初级线圈中的匝相对于次 级线圈中的匝的比率(“匝比”)与源电压相对于负载电压的比率相同。两 种主要的缠绕技术(即，层绕和盘绕)被用于形成线圈。主要根据线圈中 的匝数和线圈中的电流来确定被利用以形成线圈的缠绕技术的类型。对于 具有大的所需匝数的高压绕组而言，典型地使用盘绕技术，而对于具有较 小的所需匝数的低压绕组而言，典型地使用层绕技术。

在层绕技术中，线圈所需的导体匝被缠绕在一个或更多个串联的同心 导体层中，并且每个导体层的匝被沿着线圈的轴向长度而并排缠绕，直到 该导体层被充满。在每对导体层之间布置有绝缘材料层。还可以在多对导 体层之间形成轴向延伸的通风管道。在美国专利7023312中，在线圈的缠 绕期间将预先形成的冷却管道插入在导体层之间。

在盘绕技术中，线圈所需的导体匝被缠绕在沿着线圈的轴向长度而串 联布置的多个盘中。在每个盘中，所述匝被沿径向而逐一叠置(即，每层 一匝)地缠绕。所述盘被以串联电路关系连接，并且典型地被交替地从内 向外缠绕和从外向内缠绕，使得可以从相同的导体形成所述盘。在美国专 利5167063中示出了这种交替缠绕的示例。

在具有传统的盘绕线圈的变压器中，盘之间的电容与盘和地之间的电 容相比相当低。因此，当变压器遭受到陡波前沿脉冲或瞬态电压时(例如 可能作为雷击的结果而发生)，沿着线圈的轴向长度发生显著的非线性电 压分布，并且在邻近高压端的起初几匝处出现很高的电压梯度。该高电压 梯度产生了显著的局部电介质应力。

为了增大串联电容和改善脉冲电压分布，可以使所述盘交织，即，可 以使相邻盘的匝交织。在美国专利3958201中示出了具有交织的盘的变压 器的示例。但是，形成交织的盘是复杂的，并且减少了盘之间的自由空间， 这对冷却有不利影响。

因此，期望提供一种具有盘绕线圈的变压器，其改善了脉冲电压分布 和冷却。本发明涉及这种变压器以及用于制造这种变压器的方法。

发明内容

根据本发明，提供了一种用于制造变压器的方法。根据该方法，通过 以下方式来形成盘绕线圈：形成具有沿所述盘绕线圈的轴向布置的多个串 联的盘形绕组的第一导体层。第一导体层中的每个盘形绕组包括被缠绕成 多个同心匝的导体。在第一导体层上方形成第二导体层。第二导体层具有 沿所述盘绕线圈的轴向布置的多个串联的盘形绕组。第二导体层中的每个 盘形绕组包括被缠绕成多个同心匝的导体。

根据本发明，还提供了一种具有盘绕线圈的变压器，所述盘绕线圈具 有第一导体层，所述第一导体层具有沿所述盘绕线圈的轴向布置的多个盘 形绕组。第一导体层中的每个盘形绕组包括被缠绕成多个同心匝的导体。 第二导体层被布置在第一导体层上方，并且包括沿所述盘绕线圈的轴向布 置的多个盘形绕组。第二导体层中的每个盘形绕组包括被缠绕成多个同心 匝的导体。

附图说明

参考下面的描述、所附的权利要求以及附图，本发明的特征、方面和 优点将变得更好理解，其中：

图1是根据本发明实现的变压器的示意性剖视图；

图2示出了在绕组心轴上形成的变压器线圈的侧面透视图；

图3示出了在所述心轴上形成的线圈的一部分的端部透视图；

图4示出了所述线圈在被构造完全时的透视图，其中所述线圈的一部 分被切去，以示出所述线圈的一部分的横截面；

图5示出了图4所示的线圈的横截面的一部分的放大图，其中所述线 圈具有盘形绕组，所述盘形绕组被设有下拉部(drop-down)；

图6示出了图4所示的线圈的横截面的一部分的放大图，其中所述线 圈具有连续缠绕的盘形绕组；

图7示出了根据本发明的第二实施例实现的线圈的横截面的一部分 的放大图；

图8示出了根据本发明的第三实施例实现的线圈的横截面的一部分 的放大图；

图9示出了根据本发明的第四实施例实现的线圈的横截面的一部分 的放大图；