專利名稱：具有排線帶的磁通返回路徑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種形成包括結(jié)構(gòu)閉合、緊湊的若干層磁線繞組的磁芯或磁芯的部分的方法。
背景技術(shù)：
就磁線而言，其被理解為導(dǎo)磁的線或具有磁性的線，尤其是具有高磁導(dǎo)率、例如用于制造諸如變壓器、感應(yīng)線圈、電動(dòng)機(jī)等的磁芯這樣的磁通返回路徑的線。已知用磁線代替變壓器磁芯的堆疊的片或板的想法。以下專利文獻(xiàn)中對此有說明加拿大專利no. 1309149，德國公報(bào)DE 19937073A1 ；國際專利公報(bào)WO 00/44006和日本公報(bào)2004-363512以及國際專利公報(bào)WO 91/09442。如在上述專利文獻(xiàn)中已經(jīng)說明的那樣，使用磁線代替磁片或磁板來制造磁芯具有許多優(yōu)點(diǎn)。如在WO 91/09442中特別提及的，由于以下事實(shí)獲得了利用磁線來代替磁片或磁板的一些重要優(yōu)點(diǎn)磁性材料線的各層可構(gòu)造為任何線的幾何形狀，例如方形、扁平狀、圓形、橢圓形、三角形或其它期望的截面，從而允許這些磁芯層具有用于不同用途的各種緊湊排布(packing)特性。在WO 91/09442中清楚地說明的另一重要特征是將標(biāo)準(zhǔn)線圈卷繞技術(shù)用于制造形成變壓器的磁通返回路徑的磁芯。這些標(biāo)準(zhǔn)線圈卷繞技術(shù)在于通過以緊密相鄰的關(guān)系卷繞多個(gè)分開的或分散的磁性材料線繞組來形成至少一層磁芯，從而形成磁芯或磁通返回路徑。由于通過將大量相鄰的、分開的磁線繞組相互緊密地卷繞來形成每層磁芯，這對于形成磁芯是相當(dāng)麻煩和昂貴的操作。而且，由全部分開的單獨(dú)的磁線以該方式構(gòu)建的磁芯不能形成穩(wěn)定的排布結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的第一目的是提供用于形成包括結(jié)構(gòu)非常閉合緊湊的若干層磁線繞組的磁芯或磁芯的部分的新方法，其中，可使用標(biāo)準(zhǔn)卷繞技術(shù)，但是制造成本會(huì)極大降低。本發(fā)明的另一重要目的是獲得非常閉合緊湊的磁線芯，其中，若干層的磁線形成非常穩(wěn)定的排布結(jié)構(gòu)，在該緊湊的磁線芯的進(jìn)一步處理期間，該繞組層保持緊湊的結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明，形成磁線芯的方法的特征在于通過并排卷繞若干層排線帶 (collated band of wires)直到獲得線芯或線芯的部分的期望層數(shù)來形成線芯或至少部分線芯。根據(jù)本發(fā)明，磁線芯包括結(jié)構(gòu)非常閉合緊湊的若干層磁線繞組，其特征在于，全部層或至少部分層由相鄰線的排列帶形成。
本發(fā)明的其它實(shí) 施方式在從屬權(quán)利要求中提及。這樣的相鄰線的排列帶，其中相鄰的單獨(dú)的線優(yōu)選相互膠粘，已經(jīng)長期為人所知， 如在申請人為NV BEKAERT SA的比利時(shí)專利796. 955和歐洲專利0812292B1中所說明的。


現(xiàn)在，將參考附圖更詳細(xì)地說明本發(fā)明，其中圖1示出包括根據(jù)本發(fā)明的芯線的變壓器的示意性截面。圖2示出圖解矩形截面線的尺寸(寬度/厚度)與轉(zhuǎn)換因數(shù)(conversion factor) (可能的緊湊度)之間的關(guān)系的圖。圖3示出具有橢圓形結(jié)構(gòu)的特殊線芯的示意性透視圖。圖4和圖5均示出根據(jù)本發(fā)明的線芯的截面。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在，參考圖1，其示出了變壓器1的示意性縱截面。變壓器1包括初級繞組2、次級繞組3和磁芯4。如從圖1可見，整個(gè)磁芯4由磁線6的相鄰繞組的若干重疊層5構(gòu)建， 其中，各線6的截面大致為矩形。明顯的是，由于使用這種具有大致矩形截面的線6，所形成的磁線芯4的緊湊度非常高。然而，通過將線6軋制或拉制為矩形形狀，線的邊緣被圓角化。各線截面的寬度與厚度之比越高，線邊緣的圓角越小，從而可獲得的緊湊度越高。圖2示出圖解矩形截面線6的尺寸(寬度/厚度)與轉(zhuǎn)換因數(shù)之間的關(guān)系的圖。 轉(zhuǎn)換因數(shù)是可能的緊湊程度。例如，對于具有0. 51mmX0. 58mm的截面的線6，給出0. 9的轉(zhuǎn)換因數(shù)。這意味著90%的緊湊度。如圖1所示，完全通過并排卷繞若干層的排線帶5直到獲得期望數(shù)目的芯層而形成根據(jù)本發(fā)明的磁芯4。使用排線帶使得所形成的線芯非常緊湊，也使得具有高的繞制效率。使用許多線來代替單個(gè)線的事實(shí)相對于已知的現(xiàn)有技術(shù)的磁線芯具有許多優(yōu)點(diǎn)。例如， 排線帶的寬度可以是從IOOmm到200mm不等，并且完全由所使用的磁線和將被制造的磁線芯的尺寸來限定。例如，排線帶由超過200個(gè)相鄰布置的磁鋼線構(gòu)成，其中，鋼線幾乎呈矩形截面。線6相互膠合。排線帶的膠優(yōu)選為非導(dǎo)電型膠。如前文已經(jīng)提到的，這種鋼線的排列帶或條是眾所周知的，但是不在磁芯的背景技術(shù)中。從制造的觀點(diǎn)看，現(xiàn)今可以同時(shí)處理許多線(例如多達(dá)200個(gè)以及更多)，這極大減少了制造成本。一旦排線帶被生產(chǎn)出來并且被卷繞在線軸上，通過將若干排線帶并排放置而構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明的磁線芯4，制備磁芯4變得非常高效。不管設(shè)計(jì)如何，將這樣的磁線芯4，用于環(huán)形配置或者切成兩部分以插入初級繞組和次級繞組是可能的，并且可以基于任何最經(jīng)濟(jì)的方式來構(gòu)造變壓器。一旦排線帶卷繞在線軸上，還可對整個(gè)線軸退火。由磁線的排列帶組成的磁線芯4的另一個(gè)非常重要的優(yōu)點(diǎn)在于所形成的磁線芯非常穩(wěn)定的事實(shí)。這意味著在磁線芯的進(jìn)一步使用或進(jìn)一步變形期間，例如，在繞磁線芯4 應(yīng)用初級繞組2和次級繞組3期間，根據(jù)本發(fā)明的磁線芯4保持其緊湊的堆疊結(jié)構(gòu)。如上所述，有時(shí)需要將緊湊的線芯切成兩部分以應(yīng)用這些繞組2和3。在所有這些情況中，所形成的鋼線芯4具有非常穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)是非常有利的。同樣明顯的是，還可使用具有較小寬度的幾個(gè)排線帶來代替具有將被制造的磁線芯的正確寬度的一個(gè)排線帶。此外，還可借助于排線帶僅形成磁芯的一部分，其中，磁芯的待形成的其余部分由多層單獨(dú)的線來填補(bǔ)。圖3示出具有橢圓形結(jié)構(gòu)或具有長的長度和小的寬度的特殊線芯4的示意性透視圖。借助于若干層的排線帶5來構(gòu)建線芯。該磁線芯結(jié)構(gòu)可用作特殊變壓器設(shè)計(jì)所用的磁芯。圖4示出線芯4的截面。線芯4具有若干層的排線帶5，每層5具有多個(gè)相互非?？拷蛳嗷ソ佑|的單獨(dú)的線6。膠或粘合劑7將相鄰線粘合在一起。一些膠或粘合劑7可以存在或不存在于單獨(dú)的線6之間。在使用圓形線6的情況中，圖5示出可獲得增加的填充度的實(shí)施例。通過將下一排線帶偏移半個(gè)節(jié)距(=線6的一半直徑)使得線被容納在“谷”中來獲得該增加的填充度，并獲得圖5的非常緊湊的結(jié)構(gòu)。關(guān)于磁線的直徑，其被定義為具有相同截面的圓形線的直徑。該直徑可在 0. 05mm 1. OOmm的范圍中，例如在0. 05mm 0. 50mm。關(guān)于磁線的金屬組分，JP2004363352 公開了下列行中的優(yōu)選組分C、S、0和N的總含量低于0. 025重量％，以及從下列選擇中選出的一種或多種元素-0. 01 重量％ 8. 0 重量％的 Si ；-上至3.0重量％的Mn ；-低于0.2重量％的P;-上至2.0重量％的Al；-上至2.0重量％的Cu ；-上至5.0重量％的Ni ；-0. 01重量％ 15重量％的Cr。該組分在線拉延性方面以及在提供高頻下良好的磁性方面十分優(yōu)異。其它普通碳鋼組分，例如具有非常低的碳含量但沒有明顯添加其它材料(不可避免的雜質(zhì)除外)的鋼組分，可形成合適且廉價(jià)的可選方案。顯然，其它磁線的組分也是合適的。合適的合金組分符合通式NiaFebCrcCodCueMofMngPhNbiBjVkSiiCm，其中，a 至 m 代表整數(shù)。更特別的合金組分具有52% 85%的鎳(Ni)和不同含量的其它成分。好的加工合金組分的例子是80. 00%的Ni，4. 20%的船，0. 50%的Μη，0· 35%的 Si ；0. 02%的C，剩余部分為Fe。其它典型的組分是Ni82Fe14Mo3Mn1Ni79Fe16Mo4Mn1Ni70Fe11Cu12Mo2Mrv
權(quán)利要求
1.一種形成磁芯或磁通返回路徑或磁芯的部分的方法，該磁芯或磁通返回路徑或磁芯的部分包括結(jié)構(gòu)非常緊湊的若干層磁線繞組，其特征在于，通過并排卷繞若干層的磁線的排列帶直到獲得所述磁芯或所述磁芯的部分的期望層數(shù)來形成所述磁芯或所述磁芯的部分。
2.一種磁芯或磁通返回路徑，其包括結(jié)構(gòu)緊湊的若干層磁線繞組，其特征在于，全部所述層或部分所述層由磁線的排列帶形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁芯，其特征在于，所述排列帶的膠是非導(dǎo)電型膠。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的磁芯，其特征在于，所述排列帶的磁線是退火后的線。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種形成磁芯(4)或磁芯的部分的方法，該磁芯或磁芯的部分包括結(jié)構(gòu)非常緊湊的若干層的磁線(6)的繞組(5)，其特征在于，通過并排卷繞若干層的線的排線帶(5)直到獲得磁芯或磁芯的部分的期望層數(shù)來形成磁芯(4)或磁芯的部分。
文檔編號H01F27/25GK102360681SQ201110278828
公開日2012年2月22日 申請日期2007年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月30日
發(fā)明者J·斯托克梅爾, W·馬雷考 申請人:貝卡爾特股份有限公司