[发明专利]用于旋转变压器的电气组件及其制造方法

说明书

技术领域

本文描述的实施例大体涉及旋转变压器，并且，更具体而言，涉及用于旋转变压器的电气组件。

背景技术

至少一些已知的旋转变压器包括具有活性材料制成的至少一个环和联接在环的周围的至少一个绕组的电气组件，例如转子和定子。如本文所用，用语“电气组件”指的是转子和/或定子，而用语“活性材料”指的是具有使得能够塑造磁场(即控制磁场中的通量线的方向和/或幅度)的属性的材料。至少一种已知的旋转变压器包括各自由多个节段形成的电气组件环。已知的分段式电气组件构造成在高功率应用和/或高频应用(例如使用20千赫(kHz)的功率来对发电机励磁)中使用。

例如，这种已知的旋转变压器包含具有大约500毫特斯拉(mT)磁通量密度的铁氧体作为活性材料。用于旋转变压器和/或电磁芯体中的已知铁氧体包含镍、锌和/或锰化合物。这样的铁氧体具有低的矫顽性，并且被称为软铁氧体。低矫顽性使得软铁氧体的磁化能够倒转方向，而不浪费太多能量，即磁滞损耗。另外，软铁氧体的高电阻率防止变压器和/或芯体中有涡电流，涡电流也会导致能量损耗。因为它们在高频处有相当低的损耗的原因，软铁氧体广泛地用于射频变压器的芯体中。

此外，已知的电气组件的活性材料制成的各个节段均具有基本长方形的轴向截面形状，使得节段的周向截面积随半径的增大而增大。因而，电气组件的活性材料的截面随半径而改变。另外，沿着轴向截面，环的各个节段为基本U形，并且由一个或三个零件形成。

至少一些已知的电气组件包括从电气组件的绕组向外延伸通过电气组件的活性材料的电缆。在至少一些已知的电气组件中，通过活性材料而钻出孔，以使得电缆能够延伸通过活性材料。但是，钻削可在活性材料中产生应力和/或损害活性材料。例如，至少一些已知的电气组件包括易碎材料作为活性材料，并且因而，钻削可损害或压迫易碎材料。

发明内容

在一方面，提供了一种电气组件。该电气组件包括具有至少两个环形节段的环。各个环形节段均包括第一部分和第二部分。第二部分从第一部分朝向第二部分的端部渐缩，以限定沿着电气组件的半径基本恒定的环的周向截面积。至少一个绕组联接在环的周围。

在另一方面，提供了一种旋转变压器。该旋转变压器包括定子和定位成紧邻该定子的转子。定子和转子中的至少一个包括具有至少两个环形节段的环。各个环形节段均包括第一部分和第二部分。第二部分从第一部分朝向第二部分的端部渐缩，以限定沿着电气组件的半径基本恒定的环的周向截面积。至少一个绕组联接在环的周围。

在又一方面，提供了一种制造具有纵向轴线和基本垂直于该纵向轴线的半径的电气组件的方法。该方法包括在电气组件的纵向轴线的周围沿周向联接至少两个环形节段，以形成环。该至少两个环形节段各自包括第一部分和第二部分。第二部分从第一部分朝向第二部分的端部渐缩，以限定沿着电气组件的半径基本恒定的环的周向截面积。至少一个绕组联接在该至少两个环形节段的周围。

附图说明

图1-10显示了本文描述的组件和方法的示例性实施例。

图1是一个示例性旋转变压器的轴向截面图。

图2是可用于图1中显示的旋转变压器的示例性环的轴向截面图。

图3是可用于图1和2中显示的旋转变压器的一次环的节段的透视轴向视图。

图4是由如图3中显示的多个节段形成的示例性一次子环的透视径向视图。

图5是可用于图1和2中显示的旋转变压器的二次环的节段的透视轴向视图。

图6是由如图5中显示的多个节段形成的示例性二次子环的透视径向视图。

图7是图2中显示的环的一部分的轴向截面图。

图8是图7中显示的部分在第一半径值处的周向截面图。

图9是图7中显示的部分在第二半径值处的周向截面图。

图10是图2中显示的环的轴向截面图，其示出了通量线和磁场密度。

图11是可用于图1中显示的旋转变压器的备选二次子环的透视径向视图。

部件列表：

10旋转变压器

12壳体

12壳体

14芯体

16纵向轴线

18转子

20定子

22导线

25绕着

100电气组件

102一次环

104绕组

106第一一次子环

108第二一次子环

110节段

112节段

114基部

116支腿