平面變壓器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及平面變壓器。平面變壓器包括導(dǎo)體板，每個(gè)導(dǎo)體板具有將導(dǎo)體板的區(qū)域分離成第一部分和第二部分的通道。每個(gè)導(dǎo)體板對應(yīng)于繞組線圈的一個(gè)導(dǎo)線匝，其中所述第一部分和所述第二部分中的一個(gè)是所述導(dǎo)線匝的起點(diǎn)，并且所述第一部分和所述第二部分中的另一個(gè)是所述導(dǎo)線匝的終點(diǎn)。
【專利說明】
平面變壓器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及平面電力變壓器。
[0002] 背景
[0003]電力變壓器通常包括纏繞磁芯的初級繞組和次級繞組。來自初級繞組的能量通過 使用磁芯的電磁感應(yīng)轉(zhuǎn)移到次級繞組。
[0004] 在常規(guī)變壓器中，初級繞組是導(dǎo)電導(dǎo)線（例如銅導(dǎo)線）。導(dǎo)線的一部分是以利用一 定量的繞組匝來纏繞磁芯的繞組線圈的形式。繞組線圈的每個(gè)繞組匝是導(dǎo)線的一個(gè)回路。 同樣地，次級繞組是另一個(gè)導(dǎo)線，并且該導(dǎo)線的一部分是以利用一定量的繞組匝來纏繞磁 芯的繞組線圈的形式。
[0005] 在平面變壓器中，繞組線圈是平的或平面的導(dǎo)電元件而不是導(dǎo)線回路。例如，在某 些平面變壓器中的繞組線圈是在平面表面上的螺旋銅跡線。在這種類型的平面變壓器中， 初級繞組的繞組線圈是在第一板上的螺旋跡線，并且次級繞組的繞組線圈是在第二板上的 螺旋跡線。
[0006] 概述
[0007] 平面變壓器包括導(dǎo)體板，每個(gè)導(dǎo)體板具有將導(dǎo)體板的區(qū)域分離成第一部分和第二 部分的通道。每個(gè)導(dǎo)體板對應(yīng)于第一繞組線圈的一個(gè)導(dǎo)線匝（其中第一部分和第二部分中 的一個(gè)是導(dǎo)線匝的起點(diǎn)以及第一部分和第二部分中的另一個(gè)是導(dǎo)線匝的終點(diǎn)）。
[0008] 變壓器還包括絕緣片。導(dǎo)體板堆疊在彼此的頂部上（其中絕緣片在每對導(dǎo)體板之 間）并且導(dǎo)體板被在導(dǎo)體板的第一部分和第二部分的連接區(qū)域處連接在一起以建立從一個(gè) 導(dǎo)體板到下一個(gè)導(dǎo)體板的電氣連續(xù)性并且據(jù)此形成對應(yīng)于第一繞組線圈的第一分組 (packet)〇
[0009] 導(dǎo)體板中的第一個(gè)的終點(diǎn)被連接至導(dǎo)體板中的第二個(gè)的起點(diǎn)，并且導(dǎo)體板中的第 二個(gè)的終點(diǎn)被連接至導(dǎo)體板中的第三個(gè)的起點(diǎn)。
[0010]絕緣片包括與導(dǎo)體板的連接區(qū)域?qū)R的窗口，其中，導(dǎo)體板通過絕緣片的窗口在 連接區(qū)域處被連接在一起，并且絕緣片在所述窗口之外處防止導(dǎo)體板被連接在一起，使得 導(dǎo)體板不會被不經(jīng)意地短路在一起。
[0011] 導(dǎo)體板可以包括終端導(dǎo)體板，該終端導(dǎo)體板具有從終端導(dǎo)體板的第一部分延伸的 終端翼片，并且終端導(dǎo)體板的第二部分包括第一連接區(qū)域和第二連接區(qū)域，供終端導(dǎo)體板 在第一連接區(qū)域和第二連接區(qū)域中的一個(gè)處被連接至導(dǎo)體板中的另一個(gè)。
[0012] 導(dǎo)體板還可以包括翼片導(dǎo)體板，翼片導(dǎo)體板具有從翼片導(dǎo)體板的第二部分延伸的 彎曲翼片，并且翼片導(dǎo)體板的第一部分包括連接區(qū)域，供翼片導(dǎo)體板在該連接區(qū)域處被連 接至導(dǎo)體板中的另一個(gè)。
[0013] 導(dǎo)體板還可以包括至少一個(gè)公共導(dǎo)體板。每個(gè)公共導(dǎo)體板的第一部分包括第一連 接區(qū)域，供該公共導(dǎo)體板在該第一連接區(qū)域處被連接至導(dǎo)體板中的另一個(gè)，并且每個(gè)公共 導(dǎo)體板的第二部分包括第二連接區(qū)域，供該公共導(dǎo)體板在該第二連接區(qū)域處被連接至導(dǎo)體 板中的其它一個(gè)。
[0014] 第一公共導(dǎo)體板和第二公共導(dǎo)體板具有相同類型的結(jié)構(gòu)并且相對于彼此翻轉(zhuǎn)，使 得第一公共導(dǎo)體板的第二部分是第一公共導(dǎo)體板的終點(diǎn)，并且第二公共導(dǎo)體板的第二部分 是第二公共導(dǎo)體板的起點(diǎn)。
[0015] 導(dǎo)體板可以是全平面銅沖壓導(dǎo)體板。
[0016] 絕緣片可以由諾梅克斯（Nomex? )絕緣材料制成。
[0017] 另一個(gè)平面變壓器包括分組，每個(gè)分組包括導(dǎo)體板和絕緣片。每個(gè)導(dǎo)體板具有將 導(dǎo)體板的區(qū)域分離成第一部分和第二部分的通道。分組分別地與繞組線圈對應(yīng)，并且每個(gè) 分組的導(dǎo)體板分別地對應(yīng)于與該分組對應(yīng)的繞組線圈的導(dǎo)線匝。在每個(gè)分組中，分組的導(dǎo) 體板堆疊在彼此的頂部上，其中絕緣片在分組的每對導(dǎo)體板之間，并且分組的導(dǎo)體板在第 一部分和第二部分的連接區(qū)域處被連接在一起以建立分組的導(dǎo)體板之間的電氣連續(xù)性。
[0018] 第一組分組的導(dǎo)體板可以被連接在一起以形成次級繞組，并且不包括該第一組分 組的分組的第二組分組的導(dǎo)體板可以被連接在一起以形成初級繞組。
[0019] 所有分組的導(dǎo)體板可以只包括三種類型的導(dǎo)體板。在任何分組中的絕緣片可以只 包括三種類型的絕緣片。
[0020] 附圖簡述
[0021] 圖1示出了平面變壓器的電氣示意圖，該平面變壓器包括具有纏繞磁芯的兩個(gè)繞 組線圈的初級繞組和具有纏繞磁芯的三個(gè)繞組線圈的次級繞組；
[0022] 圖2A示出了形成次級繞組的第一繞組線圈的第一分組的導(dǎo)體板和絕緣片的分解 圖；
[0023] 圖2B示出了形成初級繞組的第一繞組線圈的第二分組的導(dǎo)體板和絕緣片的分解 圖；
[0024]圖2C示出了形成次級繞組的第二繞組線圈的第三分組的導(dǎo)體板和絕緣片的分解 圖；
[0025]圖2D示出了形成初級繞組的第二繞組線圈的第四分組的導(dǎo)體板和絕緣片的分解 圖；
[0026]圖2E示出了形成次級繞組的第三繞組線圈的第五分組的導(dǎo)體板和絕緣片的分解 圖；
[0027] 圖3示出了平面變壓器的部件的分解圖，該平面變壓器包括被疊加在彼此上以形 成組裝的平面變壓器的第一分組、第二分組、第三分組、第四分組和第五分組；以及
[0028] 圖4示出了組裝的平面變壓器的透視圖。
[0029] 詳細(xì)描述
[0030] 本文公開了本發(fā)明的詳細(xì)的實(shí)施方式;然而，將理解的是，所公開的實(shí)施方式僅是 可以被以各種和可替代的形式體現(xiàn)的本發(fā)明的示例。附圖不必按比例繪制；一些特征可能 被夸大或最小化以顯示特定部件的細(xì)節(jié)。因此，本文公開的特定的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)和功能細(xì)節(jié)不 應(yīng)被理解為限制性的，而是僅僅作為用于教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員以各種方式使用本發(fā)明的代 表性基礎(chǔ)。
[0031] 現(xiàn)在參考圖1，示出了平面變壓器10的電氣示意圖。平面變壓器10包括初級繞組 12、次級繞組14和磁芯16。初級繞組12包括第一初級繞組線圈18和第二初級繞組線圈20。初 級繞組線圈18和20包括纏繞磁芯16的各自的多個(gè)繞組匝。初級繞組線圈18和20的繞組匝在 同一方向上纏繞磁芯16。次級繞組14包括第一次級繞組線圈22、第二次級繞組線圈24和第 三次級繞組線圈26。次級繞組線圈22、24和26包括纏繞磁芯16的各自的多個(gè)繞組匝。次級繞 組線圈22、24和26的繞組匝在同一方向上纏繞磁芯16。
[0032]如圖1中所示，初級繞組線圈18和20以及次級繞組線圈22、24和26在沿著磁芯的長 度的相應(yīng)的位置處纏繞磁芯16。此外，初級繞組線圈和次級繞組線圈沿著磁芯16縱向地交 錯(cuò)。第一初級繞組線圈18沿著磁芯16的長度在第一次級繞組線圈22和第二次級繞組線圈24 之間；第二次級繞組線圈24沿著磁芯16的長度在第一初級繞組線圈18和第二初級繞組線圈 20之間；以及第二初級繞組線圈20沿著磁芯16的長度在第二次級繞組線圈24和第三次級繞 組線圈26之間。
[0033]每個(gè)繞組線圈18、20、22、24和26包括一對分接頭。繞組線圈的每個(gè)分接頭是繞組 線圈的起點(diǎn)或終點(diǎn)。第一初級繞組線圈18包括分接頭A和分接頭B;且第二初級繞組線圈20 包括分接頭C和分接頭D。第一初級繞組線圈18的分接頭B和第二初級繞組線圈20的分接頭C 被連接在一起以從而電氣連接初級繞組線圈18和初級繞組線圈20并且形成初級繞組12。第 一初級繞組線圈18的分接頭A代表初級繞組12的開始分接頭。第二初級繞組線圈20的分接 頭D代表初級繞組12的結(jié)束分接頭。
[0034]同樣地，第一次級繞組線圈22包括分接頭A'和B'；第二次級繞組線圈24包括分接 頭C'和D' ；并且第三次級繞組線圈26包括分接頭E'和F'。第一次級繞組線圈22的分接頭B' 和第二次級繞組線圈24的分接頭C'被連接在一起以從而電氣連接次級繞組線圈22和次級 繞組線圈24。第二次級繞組線圈24的分接頭D'和第三次級繞組線圈26的分接頭E'連接在一 起以從而電氣連接次級繞組線圈24和次級繞組線圈26。次級繞組線圈22、次級繞組線圈24 和次級繞組線圈26被電氣連接在一起以形成次級繞組14。第一次級繞組線圈22的分接頭A' 代表次級繞組14的開始分接頭。第一次級繞組線圈22的分接頭F'代表次級繞組14的結(jié)束分 接頭。
[0035] 繞組線圈18、20、22、24和26是平的或平面的，使得平面變壓器10是"平面"變壓器。 繞組線圈由平面部件的各自的分組形成。如圖1中所指示的，第一分組28(分組-1)形成第一 次級繞組線圈22,第二分組30(分組-2)形成第一初級繞組線圈18,第三分組32(分組-3)形 成第二次級繞組線圈24,第四分組34(分組-4)形成第二初級繞組線圈20,以及第五分組36 (分組-5)形成第三次級繞組線圈26。
[0036] 現(xiàn)在參考圖2A、圖2B、圖2C、圖2D和圖2E，并繼續(xù)參考圖1，將描述分別地形成繞組 線圈18、20、22、24和26的分組28、30、32、34和36。分組包括一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)體板。導(dǎo)體板具有 平面形狀并且由導(dǎo)電材料(例如銅）制成。導(dǎo)體板具有頂部表面和底部表面。表面中的一個(gè) 的至少一部分包括導(dǎo)電材料。在一個(gè)實(shí)施方式中，導(dǎo)體板是銅板。在一個(gè)實(shí)施方式中，導(dǎo)體 板是完全地由銅形成的全平面銅沖壓導(dǎo)體板。
[0037]導(dǎo)體板是繞組線圈的一個(gè)繞組匝。因此，具有三個(gè)導(dǎo)體板的分組形成具有三個(gè)繞 組匝的繞組線圈；具有七個(gè)導(dǎo)體板的分組形成具有七個(gè)繞組匝的繞組線圈；等等。分組中的 導(dǎo)體板在指定的連接區(qū)域被物理地連接(例如，焊接)在一起以建立從一個(gè)導(dǎo)體板到下一個(gè) 導(dǎo)體板的電氣連續(xù)性。因此，由第一導(dǎo)體板形成的第一繞組匝在其中第一繞組匝過渡到第 二繞組匝的位置處被電氣連接至由第二導(dǎo)體板形成的第二繞組匝。
[0038] 分組28、30、32、34和36還包括絕緣片。在分組中，成對的絕緣片夾住導(dǎo)體板中的相 應(yīng)的導(dǎo)體板。除了在導(dǎo)體板的指定連接區(qū)域之外，絕緣片使導(dǎo)體板彼此絕緣。絕緣片不防止 導(dǎo)體板在指定的連接區(qū)域處被電氣連接在一起，但是在所述指定的連接區(qū)域之外處防止導(dǎo) 體板被電氣連接在一起，使得導(dǎo)體板不會不經(jīng)意地被短路在一起。這類似于被連續(xù)地連接 而不會不經(jīng)意地被短路在一起的絕緣覆蓋的繞組線圈的導(dǎo)線回路。絕緣片具有與導(dǎo)體板的 平面區(qū)域?qū)?yīng)的平面形狀。在一個(gè)實(shí)施方式中，絕緣片由諾梅克斯（Noniex? )絕緣材料 制成。導(dǎo)體板可以可選擇地通過絕緣涂層(例如應(yīng)用于導(dǎo)體板的清漆)而彼此絕緣。
[0039]圖2A示出了第一分組28的分解圖，該第一分組28形成第一次級繞組線圈22。第一 分組28包括四個(gè)導(dǎo)體板:終端導(dǎo)體板38,兩個(gè)公共導(dǎo)體板40,和翼片導(dǎo)體板42。第一分組28 還包括多個(gè)絕緣片。導(dǎo)體板和絕緣片將以圖2中示出的布局的順序堆疊在彼此的頂部上來 形成組裝的第一分組28 (示出在圖3中）。
[0040]因?yàn)榈谝环纸M28包括四個(gè)導(dǎo)體板，所以第一次級繞組線圈22具有四個(gè)繞組匝。導(dǎo) 體板38、40和42是具有相同平面輪廓和矩形周邊結(jié)構(gòu)的全平面銅沖壓導(dǎo)體板。導(dǎo)體板38、40 和42包括在導(dǎo)體板的矩形區(qū)域的中心區(qū)中的圓形孔44。
[0041]終端導(dǎo)體板38包括終端翼片46。參考圖1，終端翼片46與第一次級繞組線圈22的分 接頭A'對應(yīng)。分接頭A'是第一次級繞組線圈22的起點(diǎn)。終端翼片46伸出超過終端導(dǎo)體板38 的矩形周邊并且與終端48a相關(guān)聯(lián)。終端48a將被物理地連接至終端翼片46。例如，終端翼片 46被物理地連接至終端48a的縫隙。
[0042] 終端導(dǎo)體板38包括徑向通道50。徑向通道50在終端導(dǎo)體板38的周邊和孔44之間徑 向地延伸。徑向通道50起作用以中斷鄰近徑向通道的終端導(dǎo)體板38的第一部分52和第二部 分54之間的電氣連續(xù)性。第一部分52鄰近終端翼片46,該終端翼片46是第一次級繞組線圈 22的起點(diǎn)。同樣地，第一部分52與導(dǎo)線匝的起點(diǎn)對應(yīng)并且第二部分54與導(dǎo)線匝的終點(diǎn)對應(yīng)。 [0043] 終端導(dǎo)體板38還包括軸向通道56 (被標(biāo)記在圖2B中）。軸向通道56從徑向通道50軸 向地延伸到終端導(dǎo)體板38的第二部分54的區(qū)域中。軸向通道56起作用以在第二部分54中物 理地形成第一連接區(qū)域58和第二連接區(qū)域60(被標(biāo)記在圖2B中）。連接區(qū)域58和連接區(qū)域60 在軸向通道56的相應(yīng)側(cè)上彼此相對。第一連接區(qū)域58提供了終端導(dǎo)體板38的第二部分54 (即，終點(diǎn)）的用于被焊接至另一個(gè)導(dǎo)體板的區(qū)域。以這種方式，終端導(dǎo)體板38和另一個(gè)導(dǎo)體 板可以在終端導(dǎo)體板的第二部分54(終點(diǎn)）處被電氣連接在一起。同樣地，第二連接區(qū)域60 提供了終端導(dǎo)體板38的用于被焊接至另一個(gè)導(dǎo)體板的區(qū)域。以這種方式，終端導(dǎo)體板38和 另一個(gè)導(dǎo)體板可以被以交替的方式在終端導(dǎo)體板的第二部分54(終點(diǎn))處電氣連接在一起。 [0044] 公共導(dǎo)體板40包括蛇形通道62。蛇形通道62以蛇形樣式在公共導(dǎo)體板40的周邊和 孔44之間延伸。蛇形通道62起作用以中斷鄰近蛇形通道62的公共導(dǎo)體板40的第一部分64和 第二部分66之間的電氣連續(xù)性。公共導(dǎo)體板40的第一部分64與導(dǎo)線匝的起點(diǎn)或終點(diǎn)中的一 個(gè)對應(yīng)。公共導(dǎo)體板40的第二部分66與導(dǎo)線匝的起點(diǎn)或終點(diǎn)中的另一個(gè)對應(yīng)。
[0045]蛇形通道62還起作用以在公共導(dǎo)體板40的第一部分64中物理地形成第一連接區(qū) 域68和在公共導(dǎo)體板的第二部分66中的第二連接區(qū)域70。連接區(qū)域68和連接區(qū)域70在蛇形 通道62的軸向延伸部分的相應(yīng)側(cè)上彼此相對。第一連接區(qū)域68提供了公共導(dǎo)體板40的第一 部分64(例如，起點(diǎn)）的用于被焊接至另一個(gè)導(dǎo)體板的區(qū)域。以這種方式，公共導(dǎo)體板40和另 一個(gè)導(dǎo)體板可以在公共導(dǎo)體板的第一部分64 (例如，起點(diǎn))處被電氣連接在一起。同樣地，第 二連接區(qū)域70提供了公共導(dǎo)體板40的第二部分66(例如，終點(diǎn)）的用于被焊接至另一個(gè)導(dǎo)體 板的區(qū)域。以這種方式，公共導(dǎo)體板40和另一個(gè)導(dǎo)體板可以在公共導(dǎo)體板的第二部分66(例 如，終點(diǎn))處被電氣連接在一起。
[0046] 第一分組28的兩個(gè)公共導(dǎo)體板40連同分別被示出在圖2B、2C、2D和2E中的分組30、 32、34和36的公共導(dǎo)體板40是相同類型的導(dǎo)體板。也就是說，具有蛇形樣式62和其它描述的 特征的一種類型的公共導(dǎo)體板被用于分組中的公共導(dǎo)體板。在分組中，公共導(dǎo)體板40從一 個(gè)公共導(dǎo)體板到下一個(gè)公共導(dǎo)體板相對于彼此是翻轉(zhuǎn)過來的，如圖2A、2B、2C和2D中所示， 并且在圖2D中最佳示出。同樣地，由于公共導(dǎo)體板具有相同的類型，所以相鄰的公共導(dǎo)體板 40相對于彼此在"鏡像"結(jié)構(gòu)中。
[0047]因此，第一公共導(dǎo)體板的終點(diǎn)的連接區(qū)域與第二公共導(dǎo)體板的起點(diǎn)的連接區(qū)域?qū)?齊;第二公共導(dǎo)體板的終點(diǎn)的連接區(qū)域與第三公共導(dǎo)體板的起點(diǎn)的連接區(qū)域?qū)R;等等。 [0048]例如，在圖2A中示出的第一分組28中，進(jìn)一步被用相應(yīng)的參考數(shù)字40a和40b指定 的兩個(gè)公共導(dǎo)體板40相對于彼此是翻轉(zhuǎn)的。第一公共導(dǎo)體板40a的第二部分66是第一公共 導(dǎo)體板40a的終點(diǎn)，反之，第二公共導(dǎo)體板40b的第二部分66是第二公共導(dǎo)體板40b的起點(diǎn)。 公共導(dǎo)體板40a和公共導(dǎo)體板40b將被在第一公共導(dǎo)體板40a的第二部分66的連接區(qū)域70 (即，第一公共導(dǎo)體板40a的終點(diǎn)）和第二公共導(dǎo)體板40b的第二部分66的連接區(qū)域70(即，第 二公共導(dǎo)體板40b的起點(diǎn))處電氣連接在一起。由于"鏡像"結(jié)構(gòu)，第一公共導(dǎo)體板40a的第二 部分66(終點(diǎn)）的連接區(qū)域70和第二公共導(dǎo)體板40b的第二部分66(起點(diǎn)）的連接區(qū)域70彼此 對齊以使兩個(gè)連接區(qū)域70能夠被焊接在一起，并且從而將第一公共導(dǎo)體板40a的終點(diǎn)電氣 連接至第二公共導(dǎo)體板40b的起點(diǎn)。以這種方式，與公共導(dǎo)體板40a和公共導(dǎo)體板40b對應(yīng)的 兩個(gè)導(dǎo)線匝被電氣連接。
[0049]此外，第一公共導(dǎo)體板40a和終端導(dǎo)體板38將被電氣連接在一起。第一公共導(dǎo)體板 40a的第一部分64是第一公共導(dǎo)體板40a的起點(diǎn)，且終端導(dǎo)體板38的第二部分54是終端導(dǎo)體 板的終點(diǎn)。導(dǎo)體板40a和導(dǎo)體板38將被在第一公共導(dǎo)體板40a的第一部分64的連接區(qū)域68 (即，第一公共導(dǎo)體板40a的起點(diǎn)）和終端導(dǎo)體板38的第二部分54(即，終端導(dǎo)體板38的終點(diǎn)） 處電氣連接在一起。第一公共導(dǎo)體板40a的連接區(qū)域68和終端導(dǎo)體板38的連接區(qū)域58彼此 對齊。因此，第一公共導(dǎo)體板40a的連接區(qū)域68和終端導(dǎo)體板38的連接區(qū)域58可以被焊接在 一起以從而電氣連接第一公共導(dǎo)體板40a的起點(diǎn)和終端導(dǎo)體板38的終點(diǎn)。
[0050]現(xiàn)在將更詳細(xì)地描述終端導(dǎo)體板38的第二部分54在該終端導(dǎo)體板的第二部分54 中具有兩個(gè)單獨(dú)的連接區(qū)域58和60的重要性。如上文描述的，第一公共導(dǎo)體板40a的第一部 分64(即，起點(diǎn)）的連接區(qū)域68和終端導(dǎo)體板38的第二部分54(即，終點(diǎn)）的連接區(qū)域58為了 被焊接在一起而彼此對齊。然而，如果第一公共導(dǎo)體板40a被翻轉(zhuǎn)過來以具有第二公共導(dǎo)體 板40b的布置，那么第二部分66將是第一公共導(dǎo)體板40a的起點(diǎn)。同樣地，第一公共導(dǎo)體板 40a的第二部分66 (即，起點(diǎn)）的連接區(qū)域70將被電氣連接至終端導(dǎo)體板38的第二部分54 (即，終點(diǎn)）。由于第一公共導(dǎo)體板40a的第二部分66的連接區(qū)域70和終端導(dǎo)體板38的第二部 分54的連接區(qū)域60(代替連接區(qū)域58)彼此對齊，所以在第二部分54中具有兩個(gè)單獨(dú)的連接 區(qū)域58和60的終端導(dǎo)體板38使這種電氣連接成為可能。
[00511翼片導(dǎo)體板42包括(彎曲）翼片72。參考圖1，翼片72與第一次級繞組線圈22的分接 頭B'對應(yīng)。分接頭B'是第一次級繞組線圈22的終點(diǎn)。翼片72伸出超過翼片導(dǎo)體板42的矩形 周邊。
[0052]翼片導(dǎo)體板42包括蛇形通道73。蛇形通道73以蛇形樣式在翼片導(dǎo)體板42的周邊和 孔44之間延伸。蛇形通道73起作用以中斷鄰近蛇形通道73的翼片導(dǎo)體板42的第一部分74和 第二部分76之間的電氣連續(xù)性。翼片導(dǎo)體板42的第二部分76鄰近翼片73,該翼片73是第一 次級繞組線圈18的終點(diǎn)。同樣地，翼片導(dǎo)體板42的第一部分74與導(dǎo)線匝的起點(diǎn)對應(yīng)且第二 部分76與導(dǎo)線匝的終點(diǎn)對應(yīng)。蛇形通道73還起作用以在翼片導(dǎo)體板42的第一部分74中物理 地形成連接區(qū)域78,該連接區(qū)域78將用作用于被焊接至另一個(gè)導(dǎo)體板的指定的連接區(qū)域。 [0053]翼片導(dǎo)體板42和公共導(dǎo)體板40將被電氣連接在一起。特別是，在第一分組28中，翼 片導(dǎo)體板42的起點(diǎn)和第二公共導(dǎo)體板40b的終點(diǎn)將被焊接在一起。連接區(qū)域78提供了翼片 導(dǎo)體板42的第一部分74(即，起點(diǎn)）的用于被焊接至第二公共導(dǎo)體板40b的終點(diǎn)的區(qū)域。第二 公共導(dǎo)體板40b的終點(diǎn)是第二公共導(dǎo)體板40a的第一部分64。翼片導(dǎo)體板42的第一部分74的 連接區(qū)域78和第二導(dǎo)體板40b的第一部分64的連接區(qū)域68彼此對齊。因此，翼片導(dǎo)體板42的 連接區(qū)域78和第二公共導(dǎo)體板40b的連接區(qū)域68可以被焊接在一起以從而電氣連接翼片導(dǎo) 體板42的起點(diǎn)和第二公共導(dǎo)體板40b的終點(diǎn)。
[0054] 如上文表明的，分組28、30、32、34和36還包括絕緣片。在分組中，成對的堆疊的絕 緣片夾住堆疊的導(dǎo)體板中的相應(yīng)的導(dǎo)體板。除了在導(dǎo)體板的指定的連接區(qū)域之外，絕緣片 使導(dǎo)體板彼此絕緣。絕緣片不會防止導(dǎo)體板在指定的連接區(qū)域處電氣連接在一起，但是在 所述指定的連接區(qū)域之外處防止導(dǎo)體板被電氣連接在一起，使得導(dǎo)體板不會不經(jīng)意地被短 路在一起。
[0055] 如圖2A中所示，第一分組28包括五個(gè)絕緣片:兩個(gè)端部絕緣片82;具有徑向向內(nèi)定 位的窗口 86的兩個(gè)絕緣片84;和具有徑向向外定位的窗口 90的絕緣片88。絕緣片82、84和88 具有相同的平面輪廓和矩形周邊結(jié)構(gòu)。絕緣片82、84和88包括在絕緣片的矩形區(qū)域的中心 區(qū)中的圓形孔92。與導(dǎo)體板的圓形孔44相比，圓形孔92具有更小的周長。圓形孔44和92在組 裝的分組的堆疊的導(dǎo)體板和絕緣片中是對齊的。
[0056]在第一分組28中，具有徑向向內(nèi)定位的窗口86的第一絕緣片84被定位在終端導(dǎo)體 板38和第一公共導(dǎo)體板40a之間。窗口 86與終端導(dǎo)體板38的第一部分56(終點(diǎn)）的連接區(qū)域 58和第一公共導(dǎo)體板40a的第一部分64(起點(diǎn)）的連接區(qū)域68對齊。在這些連接區(qū)域之外，第 一絕緣片84使終端導(dǎo)體板38和第一公共導(dǎo)體板40a彼此絕緣。同樣地，終端導(dǎo)體板38的終點(diǎn) 和第一公共導(dǎo)體板40a的起點(diǎn)可以被焊接在一起，而終端導(dǎo)體板38的剩余的全部和第一公 共導(dǎo)體板40a的剩余的全部彼此絕緣以從而防止其任何不經(jīng)意的短路。
[0057]同樣地，具有徑向向內(nèi)定位的窗口86的第二絕緣片84被定位在翼片導(dǎo)體板42和第 二公共導(dǎo)體板40b之間。窗口 86與翼片導(dǎo)體板42的連接區(qū)域78(起點(diǎn)）和第二公共導(dǎo)體板40b 的第一部分64(終點(diǎn)）的連接區(qū)域68對齊。在這些連接區(qū)域之外，第二絕緣片84使翼片導(dǎo)體 板42和第二公共導(dǎo)體板40b彼此絕緣。同樣地，翼片導(dǎo)體板42的起點(diǎn)和第二公共導(dǎo)體板40b 的終點(diǎn)可以被焊接在一起，而翼片導(dǎo)體板42的剩余的全部和第二公共導(dǎo)體板40b的剩余的 全部彼此絕緣以從而防止其任何不經(jīng)意的短路。
[0058]此外在分組28中，具有徑向向外定位的窗口90的絕緣片88被定位在公共導(dǎo)體板 40a和公共導(dǎo)體板40b之間。窗口 90與第一公共導(dǎo)體板40a的第二部分66(終點(diǎn)）的連接區(qū)域 70和第二公共導(dǎo)體板40b的第二部分66(起點(diǎn)）的連接區(qū)域70對齊。在這些連接區(qū)域之外，絕 緣片88使公共導(dǎo)體板40a和公共導(dǎo)體板40b彼此絕緣。同樣地，第一公共導(dǎo)體板40a的終點(diǎn)和 第二公共導(dǎo)體板40b的起點(diǎn)可以被焊接在一起，而公共導(dǎo)體板的剩余的全部彼此絕緣以從 而防止其任何不經(jīng)意的短路。
[0059] 繼續(xù)參考圖1和圖2A，圖2B、圖2C、圖2D和圖2E分別示出了第二分組30、第三分組 32、第四分組34和第五分組36的導(dǎo)體板和絕緣片的分解圖。第二分組30和第四分組34分別 形成初級繞組12的初級繞組線圈18和初級繞組線圈20。第一分組28、第三分組32和第五分 組36分別形成次級繞組14的次級繞組線圈22、次級繞組線圈24和次級繞組線圈26。分組30、 32、34和36的導(dǎo)體板和絕緣片的結(jié)構(gòu)遵循了第一分組28的導(dǎo)體板和絕緣片的描述。
[0060]首先轉(zhuǎn)向次級繞組14,如所描述的，第一分組28包括在終端導(dǎo)體板38和翼片導(dǎo)體 板42之間的兩個(gè)公共導(dǎo)體板40,其中，終端導(dǎo)體板的終端翼片46與第一次級繞組線圈22的 分接頭A'對應(yīng)并且翼片導(dǎo)體板的翼片72與第一次級繞組線圈22的分接頭B'對應(yīng)(圖2A)。第 一分組28的導(dǎo)體板和絕緣片以圖2A中所示的布局的順序堆疊在彼此的頂部上以形成組裝 的第一分組28(圖3中所示）。第三分組32包括在第一翼片導(dǎo)體板42a和第二翼片導(dǎo)體板42b 之間的兩個(gè)公共導(dǎo)體板40,其中，第一翼片導(dǎo)體板42a的翼片72與第二次級繞組線圈24的分 接頭C'對應(yīng)并且第二翼片導(dǎo)體板42b的翼片72與第二次級繞組線圈24的分接頭D'對應(yīng)（圖 2C)。第三分組32的導(dǎo)體板和絕緣片以圖2C中所示的布局的順序堆疊在彼此的頂部上以形 成組裝的第三分組32(圖3中所示）。第三分組32包括在翼片導(dǎo)體板42和終端導(dǎo)體板38之間 的一個(gè)公共導(dǎo)體板40,其中，翼片導(dǎo)體板的翼片72與第三次級繞組線圈26的分接頭E'對應(yīng) 并且終端導(dǎo)體板的終端翼片46與第三次級繞組線圈26的分接頭F'對應(yīng)（圖2E)。第五分組36 的導(dǎo)體板和絕緣片以圖2E中所示的布局的順序堆疊在彼此的頂部上以形成組裝的第五分 組36(圖3中所示）。
[0061]如所指出的，第五分組36的終端導(dǎo)體板38的終端翼片46與第三次級繞組線圈26的 分接頭F'對應(yīng)。分接頭F'是第三次級繞組線圈26的終點(diǎn)，該分接頭F'是次級繞組14的端部 分接頭。第五分組36的終端導(dǎo)體板38的終端翼片46與第二終端48b相關(guān)聯(lián)。第二終端48b將 被物理地連接到第五分組36的終端導(dǎo)體板38的終端翼片46。
[0062]由第一分組28形成的第一次級繞組線圈22和由第二分組32形成的第二次級繞組 線圈24將被電氣連接在一起并且由第二分組形成的第二次級繞組線圈24和由第三分組32 形成的第三次級繞組線圈26將被電氣連接在一起以形成次級繞組14。特別是，第一分組28 的分接頭B'和第三分組32的分接頭C'和第三分組32的分接頭D'和第五分組36的分接頭E' 將被電氣連接在一起以形成次級繞組14。在組裝的平面變壓器10中，第一分組28的翼片72 (分接頭B'）和第三分組32的翼片72(分接頭C'）被推向彼此以接觸在一起并且然后被焊接 在一起以建立電氣連接;且第三分組32的翼片72(分接頭D'）和第五分組36的翼片72(分接 頭E '）被推向彼此以接觸在一起并且然后被焊接在一起以建立電氣連接。因此，分別形成次 級繞組線圈22、24和26的分組28、32和36被連接以從而形成次級繞組14。
[0063]通過連接到被連接到第一分組28的終端導(dǎo)體板38的終端翼片46(分接頭A'）的終 端48a和通過連接到被連接到第五分組36的終端導(dǎo)體板38的終端翼片46(分接頭E'）的第二 終端48b，負(fù)載(未示出)被連接到次級繞組14。
[0064]現(xiàn)在轉(zhuǎn)向初級繞組12,第二分組30包括在終端導(dǎo)體板38和翼片導(dǎo)體板42之間的兩 個(gè)公共導(dǎo)體板40,其中，終端導(dǎo)體板的終端翼片46與第一初級繞組線圈18的分接頭A對應(yīng)并 且翼片導(dǎo)體板的翼片72與第一初級繞組線圈18的分接頭B對應(yīng)（圖2B)。第二分組30的導(dǎo)體 板和絕緣片以圖2B中所示的布局的順序堆疊在彼此的頂部上以形成組裝的第二分組30(圖 3中所示）。第四分組34包括在翼片導(dǎo)體板42和終端導(dǎo)體板38之間的三個(gè)公共導(dǎo)體板40,其 中，翼片導(dǎo)體板的翼片72與第二初級繞組線圈20的分接頭C對應(yīng)并且終端導(dǎo)體板的終端翼 片46與第二初級繞組線圈20的分接頭D對應(yīng)（圖2D)。第四分組34的導(dǎo)體板和絕緣片以圖2D 中所示的布局的順序堆疊在彼此的頂部上以形成組裝的第四分組34(圖3中所示）。
[0065]如所指出的，第二分組30的終端導(dǎo)體板38的終端翼片46與第一初級繞組線圈18的 分接頭A對應(yīng)，該分接頭A是初級繞組12的起點(diǎn)。第二分組30的終端導(dǎo)體板38的終端翼片46 與第三終端48c相關(guān)聯(lián)。第三終端48c將被物理地連接到第二分組30的終端導(dǎo)體板38的終端 翼片46。第四分組34的終端導(dǎo)體板38的終端翼片46與第二初級繞組線圈20的分接頭D對應(yīng)， 該分接頭D是初級繞組12的端部分接頭。第二分組34的終端導(dǎo)體板38的終端翼片46與第四 終端48d相關(guān)聯(lián)。第四終端48d將被物理地連接到第四分組34的終端導(dǎo)體板38的終端翼片 46 〇
[0066]由第二分組30形成的第一初級繞組線圈18和由第四分組34形成的第二初級繞組 線圈20將被電氣連接在一起以形成初級繞組12。特別是，第二分組30的分接頭B和第四分組 34的分接頭C將被電氣連接在一起以形成初級繞組12。在組裝的平面變壓器10中，第二分組 34的翼片72(分接頭B)和第四分組34的翼片72(分接頭C)被推向彼此以接觸在一起并且然 后被焊接在一起以建立電氣連接。因此，分別形成初級繞組線圈18和初級繞組線圈20的分 組30和分組34被連接以從而形成初級繞組12。
[0067]通過連接到被連接到第二分組30的終端導(dǎo)體板38的終端翼片46(分接頭A)的第三 終端48c和連接到被連接到第四分組34的終端導(dǎo)體板38的終端翼片46(分接頭D)的第四終 端48b，電源(未示出）被連接到初級繞組12。
[0068] 如與圖2A、圖2C和圖2E相比較在圖2B和圖2D中表明的，形成初級繞組12的第二分 組30和第四分組34的導(dǎo)體板和絕緣片相對于形成次級繞組14的第一分組28、第三分組32和 第五分組36的導(dǎo)體板和絕緣片旋轉(zhuǎn)180°。以這種方式，初級繞組分組的終端翼片46和翼片 72在一個(gè)方向上延伸出組裝的平面變壓器10,反之，次級繞組分組的終端翼片46和翼片72 在相反的方向上延伸出組裝的平面變壓器1〇(見圖3和圖4)。因此，初級繞組分組的翼片72 可以被推在一起并且被焊接而沒有來自次級繞組分組的翼片72的干擾并且反之亦然。此 外，初級繞組分組的終端翼片46可以被用相應(yīng)的終端來接入而沒有來自次級繞組分組的終 端翼片46的干擾并且反之亦然。
[0069] 圖3示出了平面變壓器10的部件的分解圖，該平面變壓器10包括被疊加在彼此上 以形成組裝的平面變壓器的第一分組28、第二分組30、第三分組32、第四分組34和第五分組 36。該組裝的平面變壓器10的其它部件包括中間絕緣片94,該中間絕緣片94分別被定位在 分組之間用于附加的絕緣;頂部和底部端部絕緣片96,其夾住堆疊的分組并且形成外包裝 部分98。兩個(gè)端部絕緣片96的外包裝部分98在組裝的平面變壓器中彼此接觸以形成將分組 一起保持在其中的外殼。因此，用于將分組保持在一起的指定的夾具(carrier)或線軸不被 使用在平面變壓器中。絕緣片94和98具有相同的平面輪廓和矩形周邊結(jié)構(gòu)并且包括在矩形 區(qū)域的中心區(qū)中的圓形孔92。絕緣片94和98具有比在分組內(nèi)的絕緣片的厚度更大的厚度。 分組可以包括在其上的卡普頓? :( Kapton?):膠帶，如圖3中所示。
[0070] 平面變壓器10還包括被圍繞堆疊的部件放置的一對磁芯構(gòu)件100a和100b。磁芯構(gòu) 件100a和100b包括具有磁芯16的中央臂，其貫穿在分組和絕緣片的矩形區(qū)域的中心區(qū)中的 孔44和9 2。如圖3中所示，磁芯16具有與分組的導(dǎo)體板的孔44的圓形周長對應(yīng)的圓形周長。 [0071 ]圖4示出了組裝的平面變壓器10的透視圖。
[0072] 如本文描述的平面變壓器10適用于包括高壓電池充電器應(yīng)用的高壓（例如，7kW) 應(yīng)用。對應(yīng)于繞組線圈匝的導(dǎo)體板的使用使得平面變壓器10能夠被使用在這種高壓應(yīng)用 中。
[0073] 盡管以上描述了示例性的實(shí)施方式，但是其不意在這些實(shí)施方式描述本發(fā)明的所 有可能的形式。相反，本說明書中使用的詞語是描述的詞語而不是限制的詞語，且應(yīng)理解的 是，可做出各種變化而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。另外，實(shí)現(xiàn)實(shí)施方式的各種特征可以被 組合以形成本發(fā)明的另外的實(shí)施方式。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種平面變壓器，包括： 多個(gè)導(dǎo)體板，每個(gè)導(dǎo)體板具有通道，所述通道將所述導(dǎo)體板的區(qū)域分離成第一部分和 第二部分，每個(gè)導(dǎo)體板對應(yīng)于第一繞組線圈的一個(gè)導(dǎo)線匝，其中所述第一部分和所述第二 部分中的一個(gè)是所述導(dǎo)線匝的起點(diǎn)并且所述第一部分和所述第二部分中的另一個(gè)是所述 導(dǎo)線匝的終點(diǎn)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面變壓器，還包括： 多個(gè)絕緣片;并且 其中，所述導(dǎo)體板堆疊在彼此的頂部上，其中絕緣片在每對導(dǎo)體板之間，并且所述導(dǎo)體 板在所述導(dǎo)體板的所述第一部分和所述第二部分的連接區(qū)域處被連接在一起以建立從一 個(gè)導(dǎo)體板到下一個(gè)導(dǎo)體板的電氣連續(xù)性，并且從而形成與所述第一繞組線圈對應(yīng)的第一分 組。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的平面變壓器，其中： 所述導(dǎo)體板中的第一個(gè)的終點(diǎn)被連接到所述導(dǎo)體板中的第二個(gè)的起點(diǎn)，并且所述導(dǎo)體 板中的所述第二個(gè)的終點(diǎn)被連接到所述導(dǎo)體板中的第三個(gè)的起點(diǎn)。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的平面變壓器，其中： 所述絕緣片包括窗口，所述窗口與所述導(dǎo)體板的所述連接區(qū)域?qū)R，其中，所述導(dǎo)體板 通過所述絕緣片的所述窗口在所述連接區(qū)域處被連接在一起，并且所述絕緣片在所述窗口 之外處防止所述導(dǎo)體板被連接在一起，使得所述導(dǎo)體板不會不經(jīng)意地被短路在一起。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的平面變壓器，其中： 所述導(dǎo)體板包括終端導(dǎo)體板，所述終端導(dǎo)體板具有從所述終端導(dǎo)體板的所述第一部分 延伸的終端翼片，并且所述終端導(dǎo)體板的所述第二部分包括第一連接區(qū)域和第二連接區(qū) 域，所述第一連接區(qū)域和所述第二連接區(qū)域用于所述終端導(dǎo)體板在所述第一連接區(qū)域和所 述第二連接區(qū)域中的一個(gè)處被連接到所述導(dǎo)體板中的另一個(gè)。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的平面變壓器，其中： 所述導(dǎo)體板還包括翼片導(dǎo)體板，所述翼片導(dǎo)體板具有從所述翼片導(dǎo)體板的第二部分延 伸的彎曲翼片，并且所述翼片導(dǎo)體板的第一部分包括連接區(qū)域，供所述翼片導(dǎo)體板在所述 連接區(qū)域處被連接到所述導(dǎo)體板中的另一個(gè)。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的平面變壓器，其中： 所述導(dǎo)體板還包括至少一個(gè)公共導(dǎo)體板，每個(gè)公共導(dǎo)體板的第一部分包括第一連接區(qū) 域，供所述公共導(dǎo)體板在所述第一連接區(qū)域處被連接到所述導(dǎo)體板中的另一個(gè)，并且每個(gè) 公共導(dǎo)體板的第二部分包括第二連接區(qū)域，供所述公共導(dǎo)體板在所述第二連接區(qū)域處被連 接到所述導(dǎo)體板中的其它一個(gè)。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的平面變壓器，其中： 第一公共導(dǎo)體板被連接到所述終端導(dǎo)體板，所述第一公共導(dǎo)體板還被連接到第二公共 導(dǎo)體板，并且所述第二公共導(dǎo)體板還被連接到所述翼片導(dǎo)體板。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的平面變壓器，其中： 所述第一公共導(dǎo)體板和所述第二公共導(dǎo)體板具有相同類型的結(jié)構(gòu)并且相對于彼此是 翻轉(zhuǎn)的，使得所述第一公共導(dǎo)體板的第二部分是所述第一公共導(dǎo)體板的終點(diǎn)，并且所述第 二公共導(dǎo)體板的第二部分是所述第二公共導(dǎo)體板的起點(diǎn)。10. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的平面變壓器，還包括： 形成與第二繞組線圈對應(yīng)的第二分組的第二多個(gè)所述導(dǎo)體板和所述絕緣片。11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的平面變壓器，其中： 所述第一繞組線圈是初級繞組和次級繞組中的一個(gè)的繞組線圈，并且所述第二繞組線 圈是所述初級繞組和所述次級繞組中的另一個(gè)的繞組線圈。12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的平面變壓器，其中： 所述第二分組的導(dǎo)體板和所述第一分組的導(dǎo)體板被連接在一起，使得所述第一繞組線 圈和所述第二繞組線圈被連接在一起。13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的平面變壓器，其中： 所述第一繞組線圈和所述第二繞組線圈是初級繞組和次級繞組中的一個(gè)的繞組線圈。14. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的平面變壓器，還包括： 磁芯，所述磁芯貫穿所述導(dǎo)體板和所述絕緣片。15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的平面變壓器，還包括： 形成與第二繞組線圈對應(yīng)的第二分組的第二多個(gè)所述導(dǎo)體板和所述絕緣片，其中，所 述第二分組的導(dǎo)體板和所述第一分組的導(dǎo)體板被連接在一起，使得所述第一繞組線圈和所 述第二繞組線圈被連接在一起，并且所述第一繞組線圈和所述第二繞組線圈是初級繞組和 次級繞組中的一個(gè)的繞組線圈； 形成與第三繞組線圈對應(yīng)的第三分組的第三多個(gè)所述導(dǎo)體板和所述絕緣片，其中，所 述第三繞組線圈是初級繞組和次級繞組中的另一個(gè)的繞組線圈；并且 其中，所述第三分組沿著所述磁芯的長度被夾在所述第一分組和所述第二分組之間。16. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面變壓器，其中： 所述導(dǎo)體板是全平面銅沖壓導(dǎo)體板。17. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的平面變壓器，其中： 所述絕緣片由Nomex?絕緣材料制成。18. -種平面變壓器，包括： 多個(gè)分組，每個(gè)分組包括多個(gè)導(dǎo)體板和多個(gè)絕緣片，每個(gè)導(dǎo)體板具有通道，所述通道將 所述導(dǎo)體板的區(qū)域分離成第一部分和第二部分，所述分組分別地與繞組線圈對應(yīng)，并且每 個(gè)分組的所述導(dǎo)體板分別地對應(yīng)于與所述分組對應(yīng)的所述繞組線圈的導(dǎo)線匝，其中，在每 個(gè)分組中，所述分組的所述導(dǎo)體板堆疊在彼此的頂部上，其中絕緣片在所述分組的每對所 述導(dǎo)體板之間，并且所述分組的所述導(dǎo)體板在所述第一部分和所述第二部分的連接區(qū)域處 被連接在一起以建立所述分組的所述導(dǎo)體板之間的電氣連續(xù)性。19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的平面變壓器， 第一組所述分組的導(dǎo)體板被連接在一起以形成次級繞組;并且 除了所述第一組所述分組中的分組之外的第二組所述分組的導(dǎo)體板被連接在一起以 形成初級繞組。20. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的平面變壓器，其中： 所述導(dǎo)體板只包括三種類型的導(dǎo)體板。
【文檔編號】H01F27/32GK105931815SQ201610084485
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年2月14日
【發(fā)明人】文卡特·R·亞拉曼奇利, 理查德·J·哈姆珀
【申請人】李爾公司