專利名稱：一種灌封式電感及其裝配工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高壓大電流電感，具體涉及一種灌封式電感及其裝配工藝。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電感在電路中的應(yīng)用非常普遍，其種類、形狀也趨于多樣化，精度更高，外觀更漂亮，更加安全可靠；但是很多電感可以在高壓狀態(tài)下工作，卻不能在大電流及瞬時大電流沖擊下正常工作；在大電流或是瞬時大電流的沖擊下，電感甚至將發(fā)生爆炸的狀況；例如電感在20 30kV、平均電流幾百安培、瞬時電流二千安培以上的高壓電路中工作。目前，電感在應(yīng)用時，通常通過增加電感繞線的直徑來滿足大電流或是瞬時大電流沖擊的需求；但這種做法會帶來兩方面的問題，一是，增加電感繞線的直徑勢必會增加線圈的制作難度，對電感上附件的結(jié)構(gòu)強度提出了很高的要求，電感的制作難度增大； 另一方面，電感的體積和重量都會大大增加，給制造、裝配、運輸都帶來不變，不論是其加工制造，還是材料成本都會大大增加，如果大批量生產(chǎn)這種電感，將大幅度增加電感的制造成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種體積小，制作難度小，制造成本低，安全可靠，能滿足高電壓、大電流/瞬時大電流沖擊工作需求的灌封式電感及其裝配工藝。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為所述灌封式電感，包括保護(hù)罩及表面上纏繞有銅線圈的骨架，所述骨架設(shè)于所述保護(hù)罩內(nèi)部，且所述骨架與所述保護(hù)罩同心；在所述保護(hù)罩上設(shè)有用于銅線圈的銅線伸出的出線口 ；在保護(hù)罩內(nèi)所述骨架的兩端上分別設(shè)有母排，所述銅線圈的兩端分別卡在所述母排上；在所述保護(hù)罩的兩端上設(shè)有端蓋板，在所述端蓋板與所述母排之間設(shè)有壓板，壓板與所述母排相連接；在所述保護(hù)罩上設(shè)有絕緣柱銷；在所述保護(hù)罩與所述端蓋板接觸位置、所述絕緣柱銷與所述保護(hù)罩接觸位置、所述骨架與端蓋板之間以及所述骨架外表面與保護(hù)罩內(nèi)壁之間設(shè)有固化環(huán)氧樹脂層。所述骨架和保護(hù)罩為層壓式的環(huán)氧筒結(jié)構(gòu)。在所述骨架表面上設(shè)有便于銅線圈繞制的卡槽。所述壓板與所述母排通過沉頭螺釘相連接。所述灌封式電感的裝配工藝，包括以下步驟；(1)選取骨架、保護(hù)罩及銅絲，將銅絲繞制于骨架外表面上；在骨架上直接繞制銅線形成銅線圈，繞制后銅線圈兩端臨時固定在骨架上；銅線圈繞制完成后，將繞有銅線圈的骨架裝入保護(hù)罩中，調(diào)整骨架使得銅線圈的出線位置在保護(hù)罩的出線口處；(2)從保護(hù)罩一端插入母排，將銅線圈一端卡在母排上，裝上壓板，再裝上沉頭螺釘并預(yù)緊；然后依次在保護(hù)罩另一端插入母排、壓板和沉頭螺釘并預(yù)緊；使用襯板調(diào)整骨架使其與保護(hù)罩同心，使得骨架表面與保護(hù)罩內(nèi)壁之間的間隙一致，然后再緊固兩端的沉頭螺釘；在保護(hù)罩的一端裝上端蓋板，調(diào)整各孔位對齊，裝入絕緣柱銷；(3)首先在保護(hù)罩與端蓋板、保護(hù)罩與絕緣柱銷的接觸處填充冷固化環(huán)氧樹脂，使得保護(hù)罩與端蓋板的縫隙填實，在骨架與端蓋板的接觸處用冷固化環(huán)氧樹脂填實；待填充的環(huán)氧樹脂固化后，再次用冷固化環(huán)氧樹脂填充保護(hù)罩和骨架之間的間隙，待再次填充的冷固化環(huán)氧樹脂固化后，在保護(hù)罩的另一端上裝上端蓋板和絕緣柱銷；最后在保護(hù)罩與端蓋板接觸處及保護(hù)罩與絕緣柱銷接觸處填充冷固化環(huán)氧樹脂，待最后填充的環(huán)氧樹脂完全固化后，完成裝配。所述步驟(1)中，骨架及保護(hù)罩選取層壓式的環(huán)氧筒。所述步驟(1)中，當(dāng)銅線線徑小于等于IOmm時，銅線圈選取截面為圓形的純銅線繞制；當(dāng)銅線線徑要求大于IOmm時，銅線圈選擇多跟扁銅線疊在一起進(jìn)行繞制；每根扁銅線截面的長度為5 15mm，寬度為3 5mm。所述灌封式電感及其裝配工藝采用的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)占.
^ \\\ ·所述灌封式電感，通過設(shè)置安全可靠的結(jié)構(gòu)形式及便于加工制造的結(jié)構(gòu)件；進(jìn)一步通過灌封式結(jié)構(gòu)的設(shè)計，使得灌封式電感結(jié)構(gòu)牢固，不僅能夠滿足高壓工作需求，同時能滿足大電流及瞬時大電流的工作需求；同時所述灌封式電感，選取的結(jié)構(gòu)件體積小、重量較輕，安全可靠，且加工制作成本低。所述灌封式電感的裝配工藝，首先，通過電感線圈的繞制方法及線徑的選擇，滿足電感線圈性能的要求；其次，通過選擇安全可靠的結(jié)構(gòu)形式及便于加工制造的結(jié)構(gòu)件，滿足電感耐壓要求、電感強度要求及加工制作成本低的要求；最后，選擇了合適的灌封材料、灌封結(jié)構(gòu)及灌封工藝，確保不出現(xiàn)虛灌的現(xiàn)象，進(jìn)而保證電感的質(zhì)量，滿足電感高壓、大電流及瞬時大電流的工作需求。


下面對本發(fā)明說明書各幅附圖表達(dá)的內(nèi)容及圖中的標(biāo)記作簡要說明圖1為本發(fā)明灌封式電感的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明灌封式電感裝配完成后的結(jié)構(gòu)示意圖；上述圖中的標(biāo)記均為1、保護(hù)罩，2、端蓋板，3、母排，4、壓板，5、銅線圈，6、骨架，7、絕緣柱銷，8、沉頭螺釘。
具體實施例方式下面對照附圖，通過對最優(yōu)實施例的描述，對本發(fā)明的具體實施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。如圖1及圖2所示，所述灌封式電感，包括表面上纏繞有銅線圈5的筒狀骨架6及筒狀保護(hù)罩1，骨架6設(shè)于保護(hù)罩1內(nèi)部，且骨架6與保護(hù)罩1同心；在保護(hù)罩1上設(shè)有用于銅線圈5的銅線伸出的出線口 ；在保護(hù)罩1內(nèi)骨架6的兩端上分別設(shè)有母排3，銅線圈5 的兩端分別卡在母排3上，母排3上設(shè)有線槽；在保護(hù)罩1的兩端上設(shè)有端蓋板2，在端蓋板2與母排3之間設(shè)有壓板4，壓板4與母排3相連接，壓板4與母排3通過沉頭螺釘連接； 在保護(hù)罩1上設(shè)有絕緣柱銷7 ；在保護(hù)罩1與端蓋板2接觸位置、絕緣柱銷7與保護(hù)罩1接觸位置、骨架6與端蓋板2之間以及骨架6外表面與保護(hù)罩1內(nèi)壁之間設(shè)有固化環(huán)氧樹脂層。骨架6和保護(hù)罩1為層壓式的環(huán)氧筒結(jié)構(gòu)；骨架6及保護(hù)罩1不選擇灌注的環(huán)氧筒，而選擇層壓式的環(huán)氧筒，因?qū)訅菏降沫h(huán)氧筒結(jié)構(gòu)能確保在同一截面徑向受力均勻，不會出現(xiàn)應(yīng)力集中的問題。在骨架6表面上設(shè)有便于銅線圈5繞制的卡槽，骨架6采用嵌槽式設(shè)計可確保精確的電性能參數(shù)和匝間耐壓，這樣銅線圈5可直接準(zhǔn)確繞制在骨架6上，有利于大批量生產(chǎn)，降低生產(chǎn)成本；骨架6為筒狀結(jié)構(gòu)，這樣的灌封式電感中心為空心結(jié)構(gòu)，不僅大大減少電感的重量，為搬運、裝配提供了便利，而且不會增加電感的膨脹量。所述灌封式電感，通過灌封工藝將固化環(huán)氧樹脂填充到保護(hù)罩1與端蓋板2接觸位置、絕緣柱7銷與保護(hù)罩1接觸位置、骨架6與端蓋板2之間及骨架6與保護(hù)罩1之間； 進(jìn)而滿足灌封式電感的設(shè)計性能與結(jié)構(gòu)強度的要求，電感能滿足高壓、大電流或瞬時大電流的需求。所述灌封式電感，通過設(shè)置安全可靠的結(jié)構(gòu)形式及便于加工制造的結(jié)構(gòu)件，如需求層壓式的骨架6及保護(hù)罩1，在骨架6上設(shè)置便于銅線繞制的卡槽；進(jìn)一步通過灌封式結(jié)構(gòu)的設(shè)計及灌封方法和灌封材料的選擇，使得灌封式電感結(jié)構(gòu)牢固，不僅能夠滿足高壓工作需求，同時能滿足大電流及瞬時大電流的工作需求；同時所述灌封式電感，選取的結(jié)構(gòu)件體積小、重量較輕，安全可靠，且加工制作成本低。所述灌封式電感的裝配工藝，包括以下步驟；(1)選取骨架6、保護(hù)罩1及銅絲，將銅絲繞制于骨架6外表面上；具體為，骨架6 及保護(hù)罩1選取徑向抗拉伸強度及電氣絕緣性好的層壓式的環(huán)氧筒；層壓式的環(huán)氧筒，相對于灌注的環(huán)氧筒，徑向強度更好，而且從力學(xué)的角度來說，圓形結(jié)構(gòu)設(shè)計可以確保在同一截面的徑向方向上受力均勻，不會出現(xiàn)應(yīng)力集中的現(xiàn)象；根據(jù)電性能的要求選擇銅線圈5的線徑，當(dāng)銅線圈5線徑要求小于等于IOmm時， 銅線圈5選取截面為圓形的純銅線繞制，因線徑越大的銅線越不便于繞制，且繞制后的線圈應(yīng)力較大；當(dāng)銅線圈5線徑要求大于IOmm時，銅線圈5選擇多跟扁銅線疊在一起繞制，這樣不僅可以分散整個線圈的應(yīng)力，且單根扁銅線成形后應(yīng)力也會很?。幻扛忏~線截面的長度取5 15mm，寬度取3 5mm，截面的選擇要求易成形且不變形，一個繞組中銅線的根數(shù)在滿足電流條件下越少越好，主要是方便繞制且便于操作；在骨架6上直接繞制銅線形成銅線圈5，繞制后銅線圈5兩端臨時固定在骨架6上；銅線圈5繞制完成后，取下骨架6， 將繞有銅線圈5的骨架6裝入保護(hù)罩1中，調(diào)整骨架6使得銅線圈5的出線位置在保護(hù)罩 1的出線口處；(2)從保護(hù)罩1 一端插入母排3，將銅線圈5 —端卡在母排3上，裝上壓板4，再裝上沉頭螺釘8并預(yù)緊；然后依次在保護(hù)罩1另一端插入母排3、壓板4和沉頭螺釘8并預(yù)緊； 使用襯板調(diào)整骨架6使其與保護(hù)罩1同心，使得骨架6表面與保護(hù)罩1內(nèi)壁之間的間隙均勻，然后再緊固兩端的沉頭螺釘8 ；在保護(hù)罩1的一端裝上端蓋板2，調(diào)整各孔位對齊，裝入絕緣柱銷7 ；
(3)在保護(hù)罩1與端蓋板2、保護(hù)罩1與絕緣柱銷7的接觸處填充冷固化環(huán)氧樹脂， 使得保護(hù)罩1與端蓋板2的縫隙填實，不能滲漏；骨架6與端蓋板2的接觸處用冷固化環(huán)氧樹脂填實，不能滲漏；待環(huán)氧樹脂固化后，用冷固化環(huán)氧樹脂填充保護(hù)罩1和骨架6之間的間隙；灌封固化環(huán)氧樹脂時，采用典型的灌封工藝，采用手工真空灌封，先在烘箱中120 度預(yù)熱灌注件和環(huán)氧樹脂2小時，配冷固化環(huán)氧樹脂，將冷固化樹脂灌入灌注件中，在120 度真空罐中，保持真空度，絕對大氣壓IOOPa以下，待無氣泡溢出后，打開真空罐，補加樹脂后，重復(fù)以上操作，待冷卻后即完成該工序的灌注，通過灌封工藝來保證電感性能與結(jié)構(gòu)強度的要求；冷固化環(huán)氧樹脂填充完畢后，待環(huán)氧樹脂固化后，在保護(hù)罩1的另一端上裝上端蓋板2和絕緣柱銷7，保護(hù)罩1與端蓋板2及保護(hù)罩1與絕緣柱銷7接觸處填充冷固化環(huán)氧樹脂，待環(huán)氧樹脂完全固化后，裝配完成；通過沖擊試驗，制作完成后可在外表噴漆來達(dá)到外表美觀的效果。所述灌封式電感的裝配工藝，從以下幾個方面保證電感抗擊大電流的性能，首先， 針對高壓大電流抗沖擊電感自身需求的特點，通過電感線圈的繞制方法及線徑的選擇，滿足電感性能的要求；其次，通過設(shè)置安全可靠的結(jié)構(gòu)形式及便于加工制造的結(jié)構(gòu)件(如骨架6及保護(hù)罩1的結(jié)構(gòu)形式及骨架6表面卡槽結(jié)構(gòu)等)，滿足電感耐壓要求、電感強度要求及加工制作成本低的要求；最后，選擇了合適的灌封材料(灌封材料采用固化環(huán)氧樹脂)、 灌封結(jié)構(gòu)(保證骨架與保護(hù)罩之間的間隙一致，進(jìn)而保證該處的灌封層均勻)及灌封工藝(灌封工藝采用易于操作的典型灌封工藝)，確保不出現(xiàn)虛灌的現(xiàn)象，進(jìn)而保證電感的質(zhì)量；同時所述灌封式電感，原材料使用較為普遍，易于購買制造，且電學(xué)性能較好，在高壓設(shè)備中使用較多；因而制作出的電感不僅價格便宜，而且電性能、力學(xué)性能較好；在結(jié)構(gòu)上， 電感中心為空心，不僅大大減少電感的重量，為搬運、裝配提供了便利，而且不會增加電感的膨脹量；灌封式電感，在骨架和保護(hù)罩之間留有間隙，該間隙能讓灌封材料很好的灌入， 進(jìn)一步保證電感性能。上面對本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實現(xiàn)并不受上述方式的限制， 只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種灌封式電感，其特征在于包括保護(hù)罩(1)及表面上纏繞有銅線圈(5)的骨架 (6)，所述骨架(6)設(shè)于所述保護(hù)罩(1)內(nèi)部，且所述骨架(6)與所述保護(hù)罩(1)同心；在所述保護(hù)罩(1)上設(shè)有用于銅線圈(5)的銅線伸出的出線口 ；在保護(hù)罩(1)內(nèi)所述骨架(6) 的兩端上分別設(shè)有母排(3)，所述銅線圈(5)的兩端分別卡在所述母排C3)上；在所述保護(hù)罩(1)的兩端上設(shè)有端蓋板(2)，在所述端蓋板( 與所述母排C3)之間設(shè)有壓板，壓板(4)與所述母排(3)相連接；在所述保護(hù)罩(1)上設(shè)有絕緣柱銷(7)；在所述保護(hù)罩(1) 與所述端蓋板( 接觸位置、所述絕緣柱銷(7)與所述保護(hù)罩(1)接觸位置、所述骨架(6) 與端蓋板( 之間以及所述骨架(6)外表面與保護(hù)罩(1)內(nèi)壁之間設(shè)有固化環(huán)氧樹脂層。
2.按照權(quán)利要求1所述的灌封式電感，其特征在于所述骨架(6)和保護(hù)罩(1)為層壓式的環(huán)氧筒結(jié)構(gòu)。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的灌封式電感，其特征在于在所述骨架(6)表面上設(shè)有便于銅線圈(5)繞制的卡槽。
4.按照權(quán)利要求3所述的灌封式電感，其特征在于所述壓板(4)與所述母排(3)通過沉頭螺釘(8)相連接。
5.一種權(quán)利要求1所述的灌封式電感的裝配工藝，其特征在于包括以下步驟；(1)選取骨架、保護(hù)罩及銅絲，將銅線繞制于骨架外表面上；在骨架上直接繞制銅線形成銅線圈，繞制后銅線圈兩端臨時固定在骨架上；銅線圈繞制完成后，將繞有銅線圈的骨架裝入保護(hù)罩中，調(diào)整骨架使得銅線圈的出線位置在保護(hù)罩的出線口處；(2)從保護(hù)罩一端插入母排，將銅線圈一端卡在母排上，裝上壓板，再裝上沉頭螺釘并預(yù)緊；然后依次在保護(hù)罩另一端插入母排、壓板和沉頭螺釘并預(yù)緊；使用襯板調(diào)整骨架使其與保護(hù)罩同心，使得骨架表面與保護(hù)罩內(nèi)壁之間的間隙一致，然后再緊固兩端的沉頭螺釘；在保護(hù)罩的一端裝上端蓋板，調(diào)整各孔位對齊，裝入絕緣柱銷；(3)首先在保護(hù)罩與端蓋板、保護(hù)罩與絕緣柱銷的接觸處填充冷固化環(huán)氧樹脂，使得保護(hù)罩與端蓋板的縫隙填實，在骨架與端蓋板的接觸處用冷固化環(huán)氧樹脂填實；待填充的環(huán)氧樹脂固化后，再次用冷固化環(huán)氧樹脂填充保護(hù)罩和骨架之間的間隙，待再次填充的冷固化環(huán)氧樹脂固化后，在保護(hù)罩的另一端上裝上端蓋板和絕緣柱銷；最后在保護(hù)罩與端蓋板接觸處及保護(hù)罩與絕緣柱銷接觸處填充冷固化環(huán)氧樹脂，待最后填充的環(huán)氧樹脂完全固化后，完成裝配。
6.按照權(quán)利要求5所述的灌封式電感的裝配工藝，其特征在于所述步驟(1)中，骨架及保護(hù)罩選取層壓式的環(huán)氧筒。
7.按照權(quán)利要求6所述的灌封式電感的裝配工藝，其特征在于所述步驟(1)中，當(dāng)銅線線徑小于等于IOmm時，銅線圈選取截面為圓形的銅線繞制；當(dāng)銅線線徑大于IOmm時，銅線圈選擇多跟扁銅線疊在一起進(jìn)行繞制；每根扁銅線截面的長度為5 15mm，寬度為3 5mm ο
全文摘要
本發(fā)明公開了一種灌封式電感及其裝配工藝，所述灌封式電感，包括表面上纏繞有銅線圈的骨架及保護(hù)罩，骨架設(shè)于保護(hù)罩內(nèi)部，且骨架與保護(hù)罩同心；在保護(hù)罩上設(shè)有用于銅線圈的銅線伸出的出線口；在保護(hù)罩內(nèi)骨架的兩端上分別設(shè)有母排，銅線圈的兩端分別卡在母排上；在保護(hù)罩的兩端上設(shè)有端蓋板，在端蓋板與母排之間設(shè)有壓板，壓板與母排相連接；在保護(hù)罩上設(shè)有絕緣柱銷；在保護(hù)罩與端蓋板接觸位置、絕緣柱銷與保護(hù)罩接觸位置、骨架與端蓋板之間以及骨架外表面與保護(hù)罩內(nèi)壁之間設(shè)有固化環(huán)氧樹脂層；所述灌封式電感的裝配工藝，包括三大步驟。本發(fā)明不僅能滿足高電壓、大電流/瞬時大電流沖擊工作需求，且制造成本低，安全可靠。
文檔編號H01F27/29GK102436913SQ201110427820
公開日2012年5月2日 申請日期2011年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月20日
發(fā)明者劉林, 宮龍, 李成, 程輝 申請人:蕪湖國睿兆伏電子股份有限公司