[0001] 本申请是PCT申请日为2007年3月7日、国家申请号为200780011559.2、申请人为“贝卡尔特股份有限公司”的发明专利申请的分案申请。

[0002] 本发明涉及一种形成包括结构闭合、紧凑的若干层磁线绕组的磁芯或磁芯的部分的方法。

[0003] 就磁线而言，其被理解为导磁的线或具有磁性的线，尤其是具有高磁导率、例如用于制造诸如变压器、感应线圈、电动机等的磁芯这样的磁通返回路径的线。

[0004] 已知用磁线代替变压器磁芯的堆叠的片或板的想法。以下专利文献中对此有说明：加拿大专利no.1309149，德国公报DE 19937073A1；国际专利公报WO 00/44006和日本公报2004-363512以及国际专利公报WO 91/09442。

[0005] 如在上述专利文献中已经说明的那样，使用磁线代替磁片或磁板来制造磁芯具有许多优点。

[0006] 如在WO 91/09442中特别提及的，由于以下事实获得了利用磁线来代替磁片或磁板的一些重要优点：磁性材料线的各层可构造为任何线的几何形状，例如方形、扁平状、圆形、椭圆形、三角形或其它期望的截面，从而允许这些磁芯层具有用于不同用途的各种紧凑排布(packing)特性。

[0007] 在WO 91/09442中清楚地说明的另一重要特征是将标准线圈卷绕技术用于制造形成变压器的磁通返回路径的磁芯。这些标准线圈卷绕技术在于：通过以紧密相邻的关系卷绕多个分开的或分散的磁性材料线绕组来形成至少一层磁芯，从而形成磁芯或磁通返回路径。由于通过将大量相邻的、分开的磁线绕组相互紧密地卷绕来形成每层磁芯，这对于形成磁芯是相当麻烦和昂贵的操作。而且，由全部分开的单独的磁线以该方式构建的磁芯不能形成稳定的排布结构。

[0008] 因此，本发明的第一目的是提供用于形成包括结构非常闭合紧凑的若干层磁线绕组的磁芯或磁芯的部分的新方法，其中，可使用标准卷绕技术，但是制造成本会极大降低。

[0009] 本发明的另一重要目的是获得非常闭合紧凑的磁线芯，其中，若干层的磁线形成非常稳定的排布结构，在该紧凑的磁线芯的进一步处理期间，该绕组层保持紧凑的结构。

[0010] 根据本发明，形成磁线芯的方法的特征在于：通过并排卷绕若干层排线带(collated band of wires)直到获得线芯或线芯的部分的期望层数来形成线芯或至少部分线芯。

[0011] 根据本发明，磁线芯包括结构非常闭合紧凑的若干层磁线绕组，其特征在于，全部层或至少部分层由相邻线的排列带形成。

[0012] 本发明的其它实施方式在从属权利要求中提及。

[0013] 这样的相邻线的排列带，其中相邻的单独的线优选相互胶粘，已经长期为人所知，如在申请人为NV BEKAERT SA的比利时专利796.955和欧洲专利0812292B1中所说明的。附图说明

[0014] 现在，将参考附图更详细地说明本发明，其中：

[0015] 图1示出包括根据本发明的芯线的变压器的示意性截面。

[0016] 图2示出图解矩形截面线的尺寸(宽度/厚度)与转换因数(conversion factor)(可能的紧凑度)之间的关系的图。

[0017] 图3示出具有椭圆形结构的特殊线芯的示意性透视图。

[0018] 图4和图5均示出根据本发明的线芯的截面。

[0019] 现在，参考图1，其示出了变压器1的示意性纵截面。变压器1包括初级绕组2、次级绕组3和磁芯4。如从图1可见，整个磁芯4由磁线6的相邻绕组的若干重叠层5构建，其中，各线6的截面大致为矩形。明显的是，由于使用这种具有大致矩形截面的线6，所形成的磁线芯4的紧凑度非常高。然而，通过将线6轧制或拉制为矩形形状，线的边缘被圆角化。各线截面的宽度与厚度之比越高，线边缘的圆角越小，从而可获得的紧凑度越高。

[0020] 图2示出图解矩形截面线6的尺寸(宽度/厚度)与转换因数之间的关系的图。转换因数是可能的紧凑程度。例如，对于具有0.51mm×0.58mm的截面的线6，给出0.9的转换因数。这意味着90％的紧凑度。

[0021] 如图1所示，完全通过并排卷绕若干层的排线带5直到获得期望数目的芯层而形成根据本发明的磁芯4。使用排线带使得所形成的线芯非常紧凑，也使得具有高的绕制效率。使用许多线来代替单个线的事实相对于已知的现有技术的磁线芯具有许多优点。例如，排线带的宽度可以是从100mm到200mm不等，并且完全由所使用的磁线和将被制造的磁线芯的尺寸来限定。例如，排线带由超过200个相邻布置的磁钢线构成，其中，钢线几乎呈矩形截面。线6相互胶合。排线带的胶优选为非导电型胶。如前文已经提到的，这种钢线的排列带或条是众所周知的，但是不在磁芯的背景技术中。

[0022] 从制造的观点看，现今可以同时处理许多线(例如多达200个以及更多)，这极大减少了制造成本。一旦排线带被生产出来并且被卷绕在线轴上，通过将若干排线带并排放置而构成根据本发明的磁线芯4，制备磁芯4变得非常高效。不管设计如何，将这样的磁线芯4，用于环形配置或者切成两部分以插入初级绕组和次级绕组是可能的，并且可以基于任何最经济的方式来构造变压器。一旦排线带卷绕在线轴上，还可对整个线轴退火。

[0023] 由磁线的排列带组成的磁线芯4的另一个非常重要的优点在于所形成的磁线芯非常稳定的事实。这意味着在磁线芯的进一步使用或进一步变形期间，例如，在绕磁线芯4应用初级绕组2和次级绕组3期间，根据本发明的磁线芯4保持其紧凑的堆叠结构。如上所述，有时需要将紧凑的线芯切成两部分以应用这些绕组2和3。在所有这些情况中，所形成的钢线芯4具有非常稳定的结构是非常有利的。

[0024] 同样明显的是，还可使用具有较小宽度的几个排线带来代替具有将被制造的磁线芯的正确宽度的一个排线带。此外，还可借助于排线带仅形成磁芯的一部分，其中，磁芯的待形成的其余部分由多层单独的线来填补。

[0025] 图3示出具有椭圆形结构或具有长的长度和小的宽度的特殊线芯4的示意性透视图。借助于若干层的排线带5来构建线芯。该磁线芯结构可用作特殊变压器设计所用的磁芯。

[0026] 图4示出线芯4的截面。线芯4具有若干层的排线带5，每层5具有多个相互非常靠近或相互接触的单独的线6。胶或粘合剂7将相邻线粘合在一起。一些胶或粘合剂7可以存在或不存在于单独的线6之间。

[0027] 在使用圆形线6的情况中，图5示出可获得增加的填充度的实施例。通过将下一排线带偏移半个节距(＝线6的一半直径)使得线被容纳在“谷”中来获得该增加的填充度，并获得图5的非常紧凑的结构。

[0028] 关于磁线的直径，其被定义为具有相同截面的圆形线的直径。该直径可在0.05mm～1.00mm的范围中，例如在0.05mm～0.50mm。关于磁线的金属组分，JP2004363352公开了下列行中的优选组分：C、S、O和N的总含量低于0.025重量％，以及从下列选择中选出的一种或多种元素：

[0029] -0.01重量％～8.0重量％的Si；

[0030] -上至3.0重量％的Mn；

[0031] -低于0.2重量％的P；

[0032] -上至2.0重量％的Al；

[0033] -上至2.0重量％的Cu；

[0034] -上至5.0重量％的Ni；

[0035] -0.01重量％～15重量％的Cr。

[0036] 该组分在线拉延性方面以及在提供高频下良好的磁性方面十分优异。

[0037] 其它普通碳钢组分，例如具有非常低的碳含量但没有明显添加其它材料(不可避免的杂质除外)的钢组分，可形成合适且廉价的可选方案。

[0038] 显然，其它磁线的组分也是合适的。合适的合金组分符合通式：

[0039] NiaFebCrcCodCueMofMngPhNbiBjVkSiiCm，其中，a至m代表整数。

[0040] 更特别的合金组分具有52％～85％的镍(Ni)和不同含量的其它成分。

[0041] 好的加工合金组分的例子是：80.00％的Ni，4.20％的Mo，0.50％的Mn，0.35％的Si；0.02％的C，剩余部分为Fe。

[0042] 其它典型的组分是：

[0043] Ni82Fe14Mo3Mn1

[0044] Ni79Fe16Mo4Mn1

[0045] Ni70Fe11Cu12Mo2Mn5。