制造模塑成型绕组的方法.pdf

图1和图2表示按照体现本发明的方法在绕线圆筒上制作的绕组。在图示的这种绕组的制造方法的步骤中，先在通用的绕线圆筒[1]的圆柱面上制成一内绝缘层[21]，接着把一个绕组[22]成螺旋线形地缠绕在这层内绝缘层[21]上。正如通过下述描述将会明白的那样，通用绕线圆筒是以一种允许对绕线圆筒的圆周尺寸进行调整的方式构成的，薄片[2]包缠在绕线圆筒[1]上并与其固定，从而可使绕线圆筒具有连续的外圆周表面。

这种通用绕线圆筒[1]具有适合于同绕线机的主动轴（未示出）耦接的中心轴[10]，并具有多个径向和同轴地配置在中心轴[10]周围的筒条[12]。按照将要制造的绕组的直径的大小对这些筒条[12]的数量作适当地选择，并对这些筒条加以配

置以便形成绕线圆筒[1]的外圆柱面。正如通过表示绕线圆筒形成细节的图3将会明白的那样，这种中心轴[10]沿着轴向的某个长度上具有螺纹部分[11]，有一个滑块[14]可以在上面滑动，与螺纹部分[11]接合的手柄[13]在转动时能沿着中心轴[10]的轴移动。滑块[14]与手柄[13]连接以便使滑块能随着手柄[13]的旋转而沿着中心轴来回滑动。每一根筒条通过连杆[15]，[16]和[17]连接到中心轴[10]上。这些连杆[15]，[16]和[17]在各自的一端枢轴式地分别与滑块[14]的两端的支撑部件和固定在中心轴[10]上的支撑部件相连接，并且在各自的另一端枢轴式地与每一个筒条[12]的两端相连接。对连杆的装配是这样的，即在手柄[13]旋转时，滑杆[14]相对中心轴[10]移动，从而使筒条[12]通过连杆[15]，[16]和[17]作径向移动，据此改变绕线圆筒[1]的圆周尺寸。通用的绕线圆筒和绕线机的结构可以是与专利号为4061，289的美国专利的说明书所披露的绕线圆筒和绕线机相同，该专利已转让给本申请的申请人。因此，为了使描述简化起见，在本文中省略了涉及到绕线圆筒和绕线机的进一步描述。

正如上面所陈述的，通用的绕线圆筒[1]的外圆柱面是由多个在圆周方向上分开加以安置的筒条[12]所限定的。因此，除了将筒条安排成最小的筒径的情况外，在相邻筒条[12]之间都留有一定的圆周空隙，这会引起在模塑成型过程中由加热而被液化的树脂通过空隙流进绕线圆筒，这是不合要求的，因此，显然就不可能直接在绕线圆筒上进行模塑成型操作。在采用热固性树脂预先浸渍过的诸如玻璃纤维之类的绝缘材料作为预浸渍材料

时，直接在通用的绕线圆筒上的导线和经预浸处理的绝缘材料会使绕组具有多边形的横断面。这样还会使预浸材料下垂到筒条之间的空隙，并导致绝缘的质量低劣。为此，按照本发明将一种具有适当的硬度的薄片包缠在通用绕线筒上并与绕线筒构成可拆卸的固定连接，这样就形成了一种带有连续的外圆柱表面的芯子。

在本实施例中，薄片[2]是按照足以复盖绕线圆筒[1]的尺寸大小来制作的，薄片[2]包缠在直径按照要制作的绕组的直径配置的绕线圆筒[1]的周围，接着再通过采用诸如一种耐热的树脂粘接带（参见图1）以将薄片[2]的末端固定的方式使薄片可拆卸地固定起来。此后，通过诸如对薄片[2]的外圆柱表面施加一种分型剂和使绕组带有一种分型面薄膜来进行适当的分型处理。这种薄片[2]应具有适当的硬度，因为过大的硬度会使薄片的端部回弹起来，从而损害圆柱形芯子的光滑的表面，同样，太小的硬度也不能提供模芯所需要的强度。因此，这种薄片最好是用0.2至1.0毫米厚度的不锈钢或含有四氟乙烯化合物薄膜的聚合绝缘材料的薄片制成。出于经济上的考虑，可适当地使用耐热的树脂绝缘用合成纤维板，但是也能采用对本技术领域的那些专业人员来说是明显的等效的其他材料。

下面将对在以上述描述的方式所提供的绕线芯上制作绕组的方法进行部分描述。

作为第一步，将一种部分凝固的预浸材料，即一种由玻璃纤维或由环氧树脂浸渍过的带包缠在薄片[2]上，与此同时，通过绕线机（未示出）的动力来使绕线圆筒旋转，由此可制成预定厚度的内绝缘层[21]。其次，在预定的轴向区域上和以预定的

层数对导线[22]进行缠绕以形成一个绕组。在导线[22]的相邻层次之间至少安放一层诸如绝缘纸之类的层间绝缘层，其目的是为了对相邻的导线层之间的感应电压进行绝缘隔离。再次，按照与制作内绝缘层[21]相同的方式在线圈的外表面制作一外绝缘层。

接着，将上面所制成的绕组连同绕线圆筒[1]一起放到烘干炉中，并按照适当的方法对其加热。作为加热的结果，层间绝缘层被烘干，构成内层和外层绝缘层的原先已部分热凝固的树脂基本被完全凝固起来。从而使绕组的内、外圆柱面固定。把凝固的内层、外层绝缘层用作为浇注树脂的模具，将呈粘状的热固性树脂填入绕组的两个轴向端口。接着，作为一个整体的绕组再次放到烘干炉中加热以便进行第二阶段的凝固，在这一过程中，在绕组的两个轴向端口内的树脂与内层、外层绝缘层以及层间绝缘层相粘合，从而制成了一个完整的模塑成型绕组。在第二阶段的凝固之后，通用的绕线圆筒[1]作径向收缩，并从由薄片[2]所制成的圆柱体中脱出。接着，薄片[2]的端部[3]脱开，薄片[2]作径向收缩，从而使其与模塑成型的绕组分离。借助于在薄片[2]的表面的分型面处理能方便地实行这种分离。

在所描述的实施例中，在绕组还固定在绕线圆筒[1]上时，实行对树脂凝固的第一和第二阶段。然而，这种做法不是唯一的，第二阶段的凝固也可以在把绕组从绕线圆筒中卸下后再进行。在后一种情况中，在通过第一阶段的凝固使绕组的外部和内部圆柱面固定以后，以一种同上面所描述的方式相类似的方式把绕组从绕线圆筒[1]和薄片[2]中脱开。接着将呈粘状的热

固性树脂填入到已拆卸下来的绕组的两个轴向端，再对绕组加热以便使热固性树脂凝固。这种经过改进的方法与已描述的实施例相比，能更方便把热固性粘状物填入到绕组的两端。

在前述的实施例中，内部和外部的绝缘层是由预浸材料制成的。然而这种做法不是唯一的，对于在绕组制成以后再把热固性树脂填入的方式，本发明也同样是适用的。正如图4所表明的那样，在这种方式中，绕组[30]按照前述的实施例的方式被制作在绕线圆筒上，这种绕组具有一内层绝缘层[31]，导线层[32]，层间绝缘层[35]以及外层绝缘层[34]。参考数字[35]表示一个保证导线的两个轴向端处的导线的各层之间能达到满意的绝缘作用的绝缘体。因此，每一个端部绝缘层填满了位于相邻两层间绝缘层的末端之间的空隙，这种层间绝缘层被设计成略为超出导线层[32]的轴向端。在绕组[30]制成后，绕线圆筒作径向收缩，接着从由薄片[2]所构成的圆柱体的内腔中脱出，但薄片[2]因具有回弹性能，故仍然与绕组保持接触。其次，把支撑部件[5]和[6]放到薄片[2]的腔室中以便使其将薄片[2]撑住。再其次，按图6中所表示的那样，把端部成形板[7]放置在与绕组[30]的两个轴向端相接触处，并用连接杆[8]将它们固定。然后，把热固性树脂[9]填入端部成形板[7]之间的绕组[30]中，同时，将薄片[2]作为模塑成型的芯子使用。再通过加热使树脂凝固。从而，通过在绕组[30]制成后填入热固性树脂的方式，也能利用本发明的方法来制造模塑成型绕组。

尽管只要绕组尺寸比较小，不使用端部成形板[7]也能使

得与树脂的粘合达到令人满意的程度，但最好还是在前述的、利用预浸材料作为内、外绝缘层的实施例中也采用这种端部成形部件[7]。

图7和图8表示可以用本发明所提供的方法制造的模塑成型的结构。图7中所表示的模塑成型绕组[40]具有的结构基本上与结合图4加以描述的绕组[30]的结构相同，也就是说，这种结构是由内层绝缘层[41]，导线层[42]，层间绝缘层[43]，外层绝缘层[44]和端部绝缘层[45]构成。然而，绕组[40]和绕组[30]是有区别的，在绕组[40]中，导线层[42]是由具有扁平形状的横截面的导线制成的。

另一方面，图8中所表示的导线具有的结构是：它是由内层绝缘层[51]，导线层[52]，层内间绝缘体[53]和[54]以及外层绝缘体[55]构成的。在这种方式中，导线层[52]也是由具有扁平形状的横截面的导线制成的。然而，绕组[50]与图7中所表示的绕组[40]的结构在层间绝缘层[53]、[54]和端部绝缘层[56]的安排方式上是有区别的。换句话说，在绕组[50]中，每个端部绝缘层是由单侧绝缘粘结带构成的，这种粘结带被连续折叠后再与导线层[52]的一侧相粘合。这种绝缘粘结带是通过对绝缘纸的一面加上适当的粘结剂制成的。层间绝缘层[53]和[54]是由绝缘纸构成的，这种绝缘纸各自具有足够大的宽度来覆盖端部绝缘层[56]之间的这部分导线层[52]，并且还具有与导线层相等的宽度。绕组[50]的这种结构使得导线层的端部绝缘层制作简便，并能减少制造绕组的工艺步骤。此外，可在树脂和端部绝缘层之间达到较高的绝缘强度，从

而使模塑成型绕组更为坚固耐用。