一種線圈的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種線圈的制作方法，尤其涉及一種高強(qiáng)度高絕緣線圈的制作方法。其特征在于：導(dǎo)線和加固絕緣帶同向同步繞制在骨架上，并保證導(dǎo)線和加固絕緣帶始終有秩序交錯(cuò)整齊排列。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明用很簡(jiǎn)便經(jīng)濟(jì)的方法，在保證脈沖功率線圈性能要求的前提下，使線圈在大電流的工作條件下，能夠承受住更大的電磁力而不散開(kāi)，同時(shí)匝間和層間絕緣性能的提高也使線圈能耐受更高的電壓而不被擊穿。相比傳統(tǒng)的線圈，本發(fā)明提出的線圈結(jié)構(gòu)并未顯得復(fù)雜多少，而且所使用的材料非常常見(jiàn)，加固絕緣帶與線圈的組合繞制，卻能極大的提高線圈強(qiáng)度和絕緣的性能，可謂事半功倍，是一種十分有效而值得類似科研工作和生產(chǎn)實(shí)際借鑒的線圈制作方法。
【專利說(shuō)明】一種線圈的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于脈沖功率線圈領(lǐng)域，具體涉及一種線圈的制作方法，尤其涉及一種高 強(qiáng)度高絕緣線圈的制作方法。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]脈沖功率線圈在當(dāng)代軍事、科研和航天發(fā)射等領(lǐng)域有著不可或缺的重要作用，其 性能好壞直接關(guān)系到設(shè)備的工作效率，例如脈沖強(qiáng)磁場(chǎng)所用線圈必須滿足高強(qiáng)度、溫升小、 磁場(chǎng)集中、絕緣特性好等要求，而線圈炮中的線圈首先要滿足高強(qiáng)度、磁場(chǎng)集中、絕緣性能 高的特點(diǎn)，溫升要求相對(duì)較小。雖然選用優(yōu)質(zhì)材料進(jìn)行線圈優(yōu)化設(shè)計(jì)也是提高線圈性能的 一個(gè)方法，但在此之前，線圈制作工藝和方法的改良所起的作用是事半功倍的，應(yīng)當(dāng)首先予 以考慮。
[0004]傳統(tǒng)的線圈繞制方法很簡(jiǎn)單直接，即從固定裝置一頭開(kāi)始匝間、層間緊密纏繞，一 層繞完直接換方向往回繞，以此類推，直至完成。這樣的結(jié)構(gòu)存在一些問(wèn)題:
(1)由于線圈采用順序繞制，方向?yàn)榻惶嫱?，因此線圈端部層與層之間的電壓是很大 的，這可能會(huì)造成層間絕緣擊穿，因此過(guò)電壓?jiǎn)栴}是線圈傳統(tǒng)繞制方法的一大難點(diǎn)；
(2)線圈工作在大電流、強(qiáng)磁場(chǎng)的環(huán)境下，所受到的電磁力十分巨大。若僅靠匝間密繞 和層間緊挨的結(jié)構(gòu)，線圈很容易在巨大的受力情況下發(fā)生崩壞、散落而破壞。
[0005]以上是伴隨脈沖發(fā)射線圈設(shè)計(jì)和制作必須面對(duì)和解決的普遍存在的問(wèn)題，同時(shí)又 是在傳統(tǒng)單根導(dǎo)線繞制方法下很難解決的問(wèn)題，與大電流、強(qiáng)磁場(chǎng)始終是一對(duì)矛盾。
[0006]
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]正是基于以上兩個(gè)突出的問(wèn)題，本發(fā)明提出一種高強(qiáng)度、高絕緣線圈的制作方法， 線圈在繞制過(guò)程中不再僅僅是單根導(dǎo)線的緊密排布順序繞制，另有加固絕緣帶伴隨導(dǎo)線同 步同向繞制，從而使最終制作的線圈匝與匝之間以及層與層之間都有加固絕緣帶的隔離， 同時(shí)也能提供很強(qiáng)的固定作用以免工作時(shí)線圈因電磁力被破壞。
[0008]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種線圈的制作方法，其特征在于:導(dǎo)線和加固絕 緣帶同向同步繞制在骨架上，并保證導(dǎo)線和加固絕緣帶始終有秩序交錯(cuò)整齊排列。
[0009]作為優(yōu)選，所述的加固絕緣帶的寬度為所述的導(dǎo)線直徑的兩倍或者三倍，使線圈 在滿足高強(qiáng)度和高絕緣的條件下，本身結(jié)構(gòu)整潔美觀。
[0010]作為優(yōu)選，每匝所述的加固絕緣帶同時(shí)纏繞N匝所述的導(dǎo)線，其中NS I。
[0011]作為優(yōu)選，所述的加固絕緣帶或連續(xù)不斷的繞制在所述的骨架上，或每匝都間斷 的繞制在所述的骨架上，或根據(jù)需要繞制的導(dǎo)線匝數(shù)，采用相同的數(shù)量間斷的繞制在所述 的骨架上，或根據(jù)情況斷開(kāi)后再?gòu)臄嚅_(kāi)的地方開(kāi)始繞制在所述的骨架上，使所述的線圈結(jié) 構(gòu)更加緊湊和均勻。[0012]作為優(yōu)選，所述的加固絕緣帶采用透明膠帶、絕緣膠帶、芳綸布或卡夫拉布材料制 作而成。
[0013]作為優(yōu)選，所述的線圈包括單層線圈和多層線圈，對(duì)于單層線圈，在線圈首端，每 匝繞制至少一層加固絕緣帶。
[0014]作為優(yōu)選，所述的線圈包括單層線圈和多層線圈，對(duì)于多層線圈，在每層繞完后再 在層上繞制一層所述的加固絕緣帶，進(jìn)一步增強(qiáng)線圈的絕緣性能，提高線圈承受電磁力破 壞的能力。
[0015]作為優(yōu)選，在前一層的加固絕緣帶上繞制完一匝導(dǎo)線以后，用膠帶或膠水固定住 所述的導(dǎo)線末端，然后進(jìn)行下一匝加固絕緣帶的繞制。
[0016]作為優(yōu)選，當(dāng)所述的加固絕緣帶采用透明膠帶或絕緣膠帶材料制作而成時(shí)，在線 圈繞制成型后采用環(huán)氧樹(shù)脂用真空浸潰法加固線圈，待靜置干燥后，完成線圈制作，用于提 高線圈的絕緣特性，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
[0017]作為優(yōu)選，當(dāng)所述的加固絕緣帶采用芳綸布或卡夫拉布材料制作而成時(shí)，在繞制 過(guò)程中采用濕式浸潰法加固，每繞完一層線圈，涂抹環(huán)氧樹(shù)脂材料，然后繼續(xù)繞制下層線 圈，重新涂抹環(huán)氧，如此持續(xù)進(jìn)行，直至線圈繞制完成，最后繼續(xù)在線圈外層采用加固絕緣 帶進(jìn)行繞制，涂抹環(huán)氧，進(jìn)一步加固線圈，待靜置干燥后，完成線圈制作，用于提高線圈的絕 緣特性，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
[0018]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提出的高強(qiáng)度、高絕緣線圈的制作方法，用很簡(jiǎn)便經(jīng)濟(jì)的 方法，在保證脈沖功率線圈性能要求的前提下，使線圈在大電流的工作條件下，能夠承受住 更大的電磁力而不散開(kāi)，同時(shí)匝間和層間絕緣性能的提高也使線圈能耐受更高的電壓而不 被擊穿。相比傳統(tǒng)的線圈，本發(fā)明提出的線圈結(jié)構(gòu)并未顯得復(fù)雜多少，而且所使用的材料非 常常見(jiàn)，加固絕緣帶與線圈的組合繞制，卻能極大的提高線圈強(qiáng)度和絕緣的性能，可謂事半 功倍，是一種十分有效而值得類似科研工作和生產(chǎn)實(shí)際借鑒的線圈制作方法。
[0019]
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1:為本發(fā)明實(shí)施例的纏繞了第一匝導(dǎo)線的線圈和骨架。
[0021]圖2:為本發(fā)明實(shí)施例的纏繞了第一匝加固絕緣帶的線圈和骨架。
[0022]圖3:為本發(fā)明實(shí)施例的纏繞了第二匝導(dǎo)線的線圈和骨架。
[0023]圖4:為本發(fā)明實(shí)施例的纏繞了第二匝加固絕緣帶的線圈和骨架。
[0024]圖5:為本發(fā)明實(shí)施例的纏繞了二十匝導(dǎo)線和二十匝加固絕緣帶后的線圈過(guò)軸線 的面所截得的截面圖。
[0025]圖6:為本發(fā)明實(shí)施例的纏繞了二十匝導(dǎo)線和二十匝加固絕緣帶后的線圈效果 圖。
[0026]
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0028]本發(fā)明提出一種高強(qiáng)度、高絕緣線圈的制作方法，線圈在繞制過(guò)程中不再僅僅是單根導(dǎo)線2的緊密排布順序繞制，另有加固絕緣帶3伴隨導(dǎo)線2同步同向繞制，從而使最終 制作的線圈匝與匝之間以及層與層之間都有加固絕緣帶3的隔離，同時(shí)也能提供很強(qiáng)的固 定作用以免工作時(shí)線圈因電磁力被破壞。
[0029]請(qǐng)見(jiàn)圖1、圖2、圖3、圖4、圖5和圖6，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種線圈的制 作方法，導(dǎo)線2和加固絕緣帶3同向同步繞制在骨架I上，并保證導(dǎo)線2和加固絕緣帶3始 終有秩序交錯(cuò)整齊排列，加固絕緣帶3的寬度為所述的導(dǎo)線2直徑的兩倍或者三倍。
[0030]請(qǐng)見(jiàn)圖1，導(dǎo)線2所纏繞的骨架I為圓柱筒狀，其材質(zhì)可以為PE管等，要求外壁光 滑，有一定的厚度，有厚度是為了方便用螺釘連接兩端的法蘭環(huán)11，還要求具有足夠的強(qiáng)度 以支撐纏繞在上面的線圈，并且能經(jīng)受住線圈受到電磁力的作用時(shí)施予的力。
[0031]圖1中纏繞在骨架I上的導(dǎo)線2為整體線圈的第一匝，本示意圖為了將線圈的繞 制過(guò)程展示的更清楚，特地從第I匝開(kāi)始畫(huà)圖。接下來(lái)的圖2至圖4分別以繞制導(dǎo)線2和 加固絕緣帶3的順序逐圖展示了兩者同步繞制的過(guò)程。其中圖2為纏繞第一層加固絕緣帶 3的效果圖，圖3為在之前的基礎(chǔ)上，纏繞第2匝導(dǎo)線后的效果圖，圖4為纏繞第2匝加固絕 緣帶3以后的線圈示意圖。圖5和圖6示意了一個(gè)用本方法繞制完成的20匝導(dǎo)線圖，其中 圖5為線圈骨架中間的截面圖，圖6為整體效果圖。
[0032]本實(shí)施例的線圈在制作時(shí)，每匝都先繞制導(dǎo)線2部分，完成后用加固絕緣帶3的邊 緣與對(duì)應(yīng)導(dǎo)線2的邊緣對(duì)齊繞制，使加固絕緣帶3的邊緣恰好完全覆蓋導(dǎo)線2，然后進(jìn)行下 一匝的導(dǎo)線2繞制時(shí)，導(dǎo)線2置于前一匝加固絕緣帶3上并緊貼前一匝導(dǎo)線2繞制，完成后 再繞制一匝加固絕緣帶3，另外，也可以根據(jù)需要每匝加固絕緣3帶包繞若干匝導(dǎo)線2，因?yàn)?匝間的電壓相對(duì)較小，這樣也能達(dá)到很好的加固效果，制作上更加簡(jiǎn)便。以此類推，直至該 層線圈依次密繞全部繞制完成。若要在此基礎(chǔ)上回頭繼續(xù)繞制第二層線圈，則可以考慮在 層間繞制一層加固絕緣帶3，進(jìn)一步提高線圈的結(jié)構(gòu)和絕緣性能，提高線圈承受電磁力破壞 的能力。
[0033]本實(shí)施例可以實(shí)際根據(jù)需要，加固絕緣帶3或連續(xù)不斷的繞制在所述的骨架I上， 或每匝都間斷的繞制在所述的骨架I上，或根據(jù)需要繞制的導(dǎo)線匝數(shù)，采用相同的數(shù)量間 斷的繞制在所述的骨架I上，或根據(jù)情況斷開(kāi)后再?gòu)臄嚅_(kāi)的地方開(kāi)始繞制在所述的骨架I 上，使所述的線圈結(jié)構(gòu)更加緊湊和均勻。
[0034]本實(shí)施例的加固絕緣帶3可以選擇采用透明膠帶、絕緣膠帶、芳綸布或卡夫拉布 材料制作而成；當(dāng)加固絕緣帶3采用透明膠帶或絕緣膠帶材料制作而成時(shí)，如有特定需要， 可在線圈繞制成型后采用環(huán)氧樹(shù)脂用真空浸潰法加固線圈，帶靜置干燥后，完成線圈制作， 提高線圈的絕緣特性，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。當(dāng)加固絕緣帶3采用芳綸布或卡夫拉布材料制作而 成時(shí)，如有特定需要，可在繞制過(guò)程中采用濕式浸潰法加固，每繞完一層線圈，涂抹環(huán)氧樹(shù) 脂材料，然后繼續(xù)繞制下層線圈，重新涂抹環(huán)氧，如此持續(xù)進(jìn)行，直至線圈繞制完成，最后可 繼續(xù)在線圈外層采用加固絕緣帶進(jìn)行繞制，涂抹環(huán)氧，可進(jìn)一步加固線圈，待靜置干燥后， 完成線圈制作，可提高線圈的絕緣特性，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
[0035]對(duì)于單層線圈，因?yàn)槔@制方法固有的特點(diǎn)，造成線圈首端較后面部分略薄，可以根 據(jù)加固絕緣帶3的寬度適當(dāng)增加線圈起始每匝的層數(shù)，即在首端每匝繞制多層加固絕緣帶
3。但對(duì)于多層線圈來(lái)說(shuō)，由于采用后一層從前一層尾端往回繞制，這種每層起始部分加固 絕緣帶3較薄的結(jié)構(gòu)特征可以抵消，因此不必考慮消除。此外，如果要在端部使用多層加固絕緣帶3，則需要根據(jù)情況單獨(dú)選擇恰當(dāng)?shù)募庸探^緣帶3寬度，以實(shí)現(xiàn)線圈整體的厚度均 勻。
[0036]本實(shí)施例的每匝導(dǎo)線2的繞制可以用透明膠帶輔助，即在前一層的加固絕緣帶上 3繞制完一匝導(dǎo)線2以后，可以用膠帶或膠水等固定住導(dǎo)線2末端的位置，然后進(jìn)行下一匝 加固絕緣帶3的繞制，避免因?yàn)槔@制加固絕緣帶3導(dǎo)致已繞好的導(dǎo)線2松散。
[0037]以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，因此，凡在 本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范 圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種線圈的制作方法，其特征在于:導(dǎo)線(2)和加固絕緣帶(3)同向同步繞制在骨架(I)上，并保證導(dǎo)線(2 )和加固絕緣帶(3 )始終有秩序交錯(cuò)整齊排列。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線圈的制作方法，其特征在于:所述的加固絕緣帶(3)的寬度為所述的導(dǎo)線(2)直徑的兩倍或者三倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線圈的制作方法，其特征在于:每匝所述的加固絕緣帶(3)同時(shí)纏繞N匝所述的導(dǎo)線(2)，其中N≥1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的線圈的制作方法，其特征在于:所述的加固絕緣帶(3) 或連續(xù)不斷的繞制在所述的骨架(1)上，或每匝都間斷的繞制在所述的骨架(1)上，或根據(jù)需要繞制的導(dǎo)線匝數(shù)，采用相同的數(shù)量間斷的繞制在所述的骨架(1)上，或根據(jù)情況斷開(kāi)后再?gòu)臄嚅_(kāi)的地方開(kāi)始繞制在所述的骨架(1)上，使所述的線圈結(jié)構(gòu)更加緊湊和均勻。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的線圈的制作方法，其特征在于:所述的加固絕緣帶(3)采用透明膠帶、絕緣膠帶、芳纟侖布或卡夫拉布材料制作而成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線圈的制作方法，其特征在于:所述的線圈包括單層線圈和多層線圈，對(duì)于單層線圈，在線圈首端，每匝繞制至少一層加固絕緣帶(3)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線圈的制作方法，其特征在于:所述的線圈包括單層線圈和多層線圈，對(duì)于多層線圈，在每層繞完后再在層上繞制一層所述的加固絕緣帶(3)，進(jìn)一步增強(qiáng)線圈的絕緣性能，提高線圈承受電磁力破壞的能力。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線圈的制作方法，其特征在于:在前一層的加固絕緣帶(3)上繞制完一匝導(dǎo)線(2)以后，用膠帶或膠水固定住所述的導(dǎo)線(2)末端，然后進(jìn)行下一匝加固絕緣帶(3)的繞制。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的線圈的制作方法，其特征在于:當(dāng)所述的加固絕緣帶(3)采用透明膠帶或絕緣膠帶材料制作而成時(shí)，在線圈繞制成型后采用環(huán)氧樹(shù)脂用真空浸潰法加固線圈，待靜置干燥后，完成線圈制作，用于提高線圈的絕緣特性，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的線圈的制作方法，其特征在于:當(dāng)所述的加固絕緣帶(3)采用芳綸布或卡夫拉布材料制作而成時(shí)，在繞制過(guò)程中采用濕式浸潰法加固，每繞完一層線圈，涂抹環(huán)氧樹(shù)脂材料，然后繼續(xù)繞制下層線圈，重新涂抹環(huán)氧，如此持續(xù)進(jìn)行，直至線圈繞制完成，最后繼續(xù)在線圈外層采用加固絕緣帶進(jìn)行繞制，涂抹環(huán)氧，進(jìn)一步加固線圈，待待置干燥后，完成線圈制作，用于提高線圈的絕緣特性，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
【文檔編號(hào)】H01F41/12GK103500647SQ201310514205
【公開(kāi)日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2013年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月28日
【發(fā)明者】張亞?wèn)|, 阮江軍, 張為杰 申請(qǐng)人:武漢大學(xué)