[发明专利]电导线布置和用于制造电导线布置的方法

说明书

本发明涉及一种电导线布置，包括导线束，所述导线束具有至少一根单独的电缆和至少一条冷却管路，冷却流体要流过所述冷却管路。为了将所述导线束热连接至所述至少一条冷却管路，所述至少一条冷却管路的一部分和所述导线束嵌入低熔化温度金属中，其中，所述至少一根单独的电缆的绝缘护套实施为塑料绝缘材料、优选地为聚酰亚胺绝缘材料或为聚酯绝缘材料。本发明还涉及一种用于制造这类布置的方法。

技术领域

本发明涉及一种电导线布置，其包括导线束，所述导线束具有至少一根单独的电缆和至少一条冷却管路，冷却流体要流过所述冷却管路。本发明还涉及一种用于制造这类电导线布置的工艺。

背景技术

水冷式电线形式的电导线布置已经在现有技术中已知一段时间，例如，带有由电线匝形成的绕组的电线圈或电磁线圈的形式。线圈的电阻引起线圈加热，从而使得被供应较高功率的线圈通常必须冷却以将线圈保持在某一最佳工作温度范围内。

从冷却这类线圈的实际经验已知将线圈的电导线实施为空心导线(例如，空心铜导线形式)，电线冷却流体(通常为水)流过其空心内部来使产生的焦耳热效应消散。从实际经验中还已知将线圈的绕组做成平整几何形状，例如，做成所谓的“煎饼形状”，从而使得绕组的边缘冷却高效。在较低功率密度下，还已知通过风冷来冷却绕组。

现有技术中已知的空心铜导线的缺点在于，对于小线圈而言，它们相对低效且昂贵，因为流阻ρ随着冷却通道半径的减小而急剧升高，因为根据泊肃叶公式，流阻ρ与r^-4成比例(ρ～r^-4)。另一方面，扁平的煎饼形几何形状对于许多应用而言不切实际。已知的风冷仅对于低电输出和对于非紧凑几何形状而言起作用。

JP 3841340 B2提出了带有矿物绝缘电缆(NIC)的线圈，其中，例如，铜导线通过氧化镁包围层绝缘，所述氧化镁包围层进而被铜护套包围。为了冷却线圈，提出了用低熔化温度金属包裹线圈的矿物绝缘电缆，所述金属在电缆与线圈的、水流过其中的一个或多个冷却管路之间形成热连接。然而，这种方法的缺点为矿物绝缘电缆的使用不适合于许多应用，因为它们比较昂贵，并且特别是由于这类矿物绝缘电缆的直径比较大，不能以期望的功率密度实现小的高性能线圈。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种改进的流体冷却式电导线布置，通过其可以避免常规技术的缺点。具体地，本发明的目的是提供一种流体冷却式电导线布置，其可以被紧凑地布置并且同时甚至在被供应高功率密度时高效地冷却，并且其优选地制造成本低。本发明的另一个目的是提供一种用于制造这类布置的方法，其具体特征在于简化的过程控制。

这些目的通过具有独立权利要求1所述的特征的电导线布置和通过具有独立权利要求2所述的特征的方法实现。本发明的有利实施例和应用是从属权利要求的主题并且部分参考各图在以下描述中进行了更详细的描述。

根据本发明的电导线布置包括导线束，所述导线束具有至少一根单独的电缆和至少一条冷却管路，冷却流体要流过所述冷却管路。单独的电缆应理解为绝缘金属电线，即带有绝缘护套的金属电线。金属电线可以是铜电线。至少一个冷却通道可以被实现为铜管。导线束优选地由多根单独的电缆组成，但还可以由仅一根单独的电缆组成。

根据本发明的一般方面，达到所提到的目的在于，为了将导线束(即，该或这些单独的电缆)热连接到至少一条冷却管路，所述至少一条冷却管路的一部分和所述单独的电缆嵌入低熔化温度金属中，其中，所述单独的电缆的绝缘护套实施为塑料绝缘材料。

使用根据本发明的布置，一方面由于低熔化温度金属的通常固有的高导热性和另一方面由于电线上的薄绝缘护套形成金属电线的塑料绝缘材料与低熔化温度金属之间的大接触表面，从单独的电缆的金属电线到冷却管路之间实现高导热。

令人惊奇地，发明人发现尽管常规电线的薄塑料绝缘材料，当所述电线嵌入熔化后的导电低熔化温度金属时也不发生短路。在本发明的范围内的实验表明市售的电线的电气塑料绝缘材料足以防止这类短路。