一種線圈的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種線圈的制作方法，尤其涉及一種高強度高絕緣線圈的制作方法。其特征在于：導線和加固絕緣帶同向同步繞制在骨架上，并保證導線和加固絕緣帶始終有秩序交錯整齊排列。相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明用很簡便經(jīng)濟的方法，在保證脈沖功率線圈性能要求的前提下，使線圈在大電流的工作條件下，能夠承受住更大的電磁力而不散開，同時匝間和層間絕緣性能的提高也使線圈能耐受更高的電壓而不被擊穿。相比傳統(tǒng)的線圈，本發(fā)明提出的線圈結構并未顯得復雜多少，而且所使用的材料非常常見，加固絕緣帶與線圈的組合繞制，卻能極大的提高線圈強度和絕緣的性能，可謂事半功倍，是一種十分有效而值得類似科研工作和生產(chǎn)實際借鑒的線圈制作方法。
【專利說明】一種線圈的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于脈沖功率線圈領域，具體涉及一種線圈的制作方法，尤其涉及一種高 強度高絕緣線圈的制作方法。
[0002]
【背景技術】
[0003]脈沖功率線圈在當代軍事、科研和航天發(fā)射等領域有著不可或缺的重要作用，其 性能好壞直接關系到設備的工作效率，例如脈沖強磁場所用線圈必須滿足高強度、溫升小、 磁場集中、絕緣特性好等要求，而線圈炮中的線圈首先要滿足高強度、磁場集中、絕緣性能 高的特點，溫升要求相對較小。雖然選用優(yōu)質(zhì)材料進行線圈優(yōu)化設計也是提高線圈性能的 一個方法，但在此之前，線圈制作工藝和方法的改良所起的作用是事半功倍的，應當首先予 以考慮。
[0004]傳統(tǒng)的線圈繞制方法很簡單直接，即從固定裝置一頭開始匝間、層間緊密纏繞，一 層繞完直接換方向往回繞，以此類推，直至完成。這樣的結構存在一些問題:
(1)由于線圈采用順序繞制，方向為交替往返，因此線圈端部層與層之間的電壓是很大 的，這可能會造成層間絕緣擊穿，因此過電壓問題是線圈傳統(tǒng)繞制方法的一大難點；
(2)線圈工作在大電流、強磁場的環(huán)境下，所受到的電磁力十分巨大。若僅靠匝間密繞 和層間緊挨的結構，線圈很容易在巨大的受力情況下發(fā)生崩壞、散落而破壞。
[0005]以上是伴隨脈沖發(fā)射線圈設計和制作必須面對和解決的普遍存在的問題，同時又 是在傳統(tǒng)單根導線繞制方法下很難解決的問題，與大電流、強磁場始終是一對矛盾。
[0006]
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]正是基于以上兩個突出的問題，本發(fā)明提出一種高強度、高絕緣線圈的制作方法， 線圈在繞制過程中不再僅僅是單根導線的緊密排布順序繞制，另有加固絕緣帶伴隨導線同 步同向繞制，從而使最終制作的線圈匝與匝之間以及層與層之間都有加固絕緣帶的隔離， 同時也能提供很強的固定作用以免工作時線圈因電磁力被破壞。
[0008]本發(fā)明所采用的技術方案是:一種線圈的制作方法，其特征在于:導線和加固絕 緣帶同向同步繞制在骨架上，并保證導線和加固絕緣帶始終有秩序交錯整齊排列。
[0009]作為優(yōu)選，所述的加固絕緣帶的寬度為所述的導線直徑的兩倍或者三倍，使線圈 在滿足高強度和高絕緣的條件下，本身結構整潔美觀。
[0010]作為優(yōu)選，每匝所述的加固絕緣帶同時纏繞N匝所述的導線，其中NS I。
[0011]作為優(yōu)選，所述的加固絕緣帶或連續(xù)不斷的繞制在所述的骨架上，或每匝都間斷 的繞制在所述的骨架上，或根據(jù)需要繞制的導線匝數(shù)，采用相同的數(shù)量間斷的繞制在所述 的骨架上，或根據(jù)情況斷開后再從斷開的地方開始繞制在所述的骨架上，使所述的線圈結 構更加緊湊和均勻。[0012]作為優(yōu)選，所述的加固絕緣帶采用透明膠帶、絕緣膠帶、芳綸布或卡夫拉布材料制 作而成。
[0013]作為優(yōu)選，所述的線圈包括單層線圈和多層線圈，對于單層線圈，在線圈首端，每 匝繞制至少一層加固絕緣帶。
[0014]作為優(yōu)選，所述的線圈包括單層線圈和多層線圈，對于多層線圈，在每層繞完后再 在層上繞制一層所述的加固絕緣帶，進一步增強線圈的絕緣性能，提高線圈承受電磁力破 壞的能力。
[0015]作為優(yōu)選，在前一層的加固絕緣帶上繞制完一匝導線以后，用膠帶或膠水固定住 所述的導線末端，然后進行下一匝加固絕緣帶的繞制。
[0016]作為優(yōu)選，當所述的加固絕緣帶采用透明膠帶或絕緣膠帶材料制作而成時，在線 圈繞制成型后采用環(huán)氧樹脂用真空浸潰法加固線圈，待靜置干燥后，完成線圈制作，用于提 高線圈的絕緣特性，增強結構強度。
[0017]作為優(yōu)選，當所述的加固絕緣帶采用芳綸布或卡夫拉布材料制作而成時，在繞制 過程中采用濕式浸潰法加固，每繞完一層線圈，涂抹環(huán)氧樹脂材料，然后繼續(xù)繞制下層線 圈，重新涂抹環(huán)氧，如此持續(xù)進行，直至線圈繞制完成，最后繼續(xù)在線圈外層采用加固絕緣 帶進行繞制，涂抹環(huán)氧，進一步加固線圈，待靜置干燥后，完成線圈制作，用于提高線圈的絕 緣特性，增強結構強度。
[0018]相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明提出的高強度、高絕緣線圈的制作方法，用很簡便經(jīng)濟的 方法，在保證脈沖功率線圈性能要求的前提下，使線圈在大電流的工作條件下，能夠承受住 更大的電磁力而不散開，同時匝間和層間絕緣性能的提高也使線圈能耐受更高的電壓而不 被擊穿。相比傳統(tǒng)的線圈，本發(fā)明提出的線圈結構并未顯得復雜多少，而且所使用的材料非 常常見，加固絕緣帶與線圈的組合繞制，卻能極大的提高線圈強度和絕緣的性能，可謂事半 功倍，是一種十分有效而值得類似科研工作和生產(chǎn)實際借鑒的線圈制作方法。
[0019]
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1:為本發(fā)明實施例的纏繞了第一匝導線的線圈和骨架。
[0021]圖2:為本發(fā)明實施例的纏繞了第一匝加固絕緣帶的線圈和骨架。
[0022]圖3:為本發(fā)明實施例的纏繞了第二匝導線的線圈和骨架。
[0023]圖4:為本發(fā)明實施例的纏繞了第二匝加固絕緣帶的線圈和骨架。
[0024]圖5:為本發(fā)明實施例的纏繞了二十匝導線和二十匝加固絕緣帶后的線圈過軸線 的面所截得的截面圖。
[0025]圖6:為本發(fā)明實施例的纏繞了二十匝導線和二十匝加固絕緣帶后的線圈效果 圖。
[0026]
【具體實施方式】
[0027]下面結合說明書附圖和實施例對本發(fā)明做進一步說明。
[0028]本發(fā)明提出一種高強度、高絕緣線圈的制作方法，線圈在繞制過程中不再僅僅是單根導線2的緊密排布順序繞制，另有加固絕緣帶3伴隨導線2同步同向繞制，從而使最終 制作的線圈匝與匝之間以及層與層之間都有加固絕緣帶3的隔離，同時也能提供很強的固 定作用以免工作時線圈因電磁力被破壞。
[0029]請見圖1、圖2、圖3、圖4、圖5和圖6，本發(fā)明所采用的技術方案是:一種線圈的制 作方法，導線2和加固絕緣帶3同向同步繞制在骨架I上，并保證導線2和加固絕緣帶3始 終有秩序交錯整齊排列，加固絕緣帶3的寬度為所述的導線2直徑的兩倍或者三倍。
[0030]請見圖1，導線2所纏繞的骨架I為圓柱筒狀，其材質(zhì)可以為PE管等，要求外壁光 滑，有一定的厚度，有厚度是為了方便用螺釘連接兩端的法蘭環(huán)11，還要求具有足夠的強度 以支撐纏繞在上面的線圈，并且能經(jīng)受住線圈受到電磁力的作用時施予的力。
[0031]圖1中纏繞在骨架I上的導線2為整體線圈的第一匝，本示意圖為了將線圈的繞 制過程展示的更清楚，特地從第I匝開始畫圖。接下來的圖2至圖4分別以繞制導線2和 加固絕緣帶3的順序逐圖展示了兩者同步繞制的過程。其中圖2為纏繞第一層加固絕緣帶 3的效果圖，圖3為在之前的基礎上，纏繞第2匝導線后的效果圖，圖4為纏繞第2匝加固絕 緣帶3以后的線圈示意圖。圖5和圖6示意了一個用本方法繞制完成的20匝導線圖，其中 圖5為線圈骨架中間的截面圖，圖6為整體效果圖。
[0032]本實施例的線圈在制作時，每匝都先繞制導線2部分，完成后用加固絕緣帶3的邊 緣與對應導線2的邊緣對齊繞制，使加固絕緣帶3的邊緣恰好完全覆蓋導線2，然后進行下 一匝的導線2繞制時，導線2置于前一匝加固絕緣帶3上并緊貼前一匝導線2繞制，完成后 再繞制一匝加固絕緣帶3，另外，也可以根據(jù)需要每匝加固絕緣3帶包繞若干匝導線2，因為 匝間的電壓相對較小，這樣也能達到很好的加固效果，制作上更加簡便。以此類推，直至該 層線圈依次密繞全部繞制完成。若要在此基礎上回頭繼續(xù)繞制第二層線圈，則可以考慮在 層間繞制一層加固絕緣帶3，進一步提高線圈的結構和絕緣性能，提高線圈承受電磁力破壞 的能力。
[0033]本實施例可以實際根據(jù)需要，加固絕緣帶3或連續(xù)不斷的繞制在所述的骨架I上， 或每匝都間斷的繞制在所述的骨架I上，或根據(jù)需要繞制的導線匝數(shù)，采用相同的數(shù)量間 斷的繞制在所述的骨架I上，或根據(jù)情況斷開后再從斷開的地方開始繞制在所述的骨架I 上，使所述的線圈結構更加緊湊和均勻。
[0034]本實施例的加固絕緣帶3可以選擇采用透明膠帶、絕緣膠帶、芳綸布或卡夫拉布 材料制作而成；當加固絕緣帶3采用透明膠帶或絕緣膠帶材料制作而成時，如有特定需要， 可在線圈繞制成型后采用環(huán)氧樹脂用真空浸潰法加固線圈，帶靜置干燥后，完成線圈制作， 提高線圈的絕緣特性，增強結構強度。當加固絕緣帶3采用芳綸布或卡夫拉布材料制作而 成時，如有特定需要，可在繞制過程中采用濕式浸潰法加固，每繞完一層線圈，涂抹環(huán)氧樹 脂材料，然后繼續(xù)繞制下層線圈，重新涂抹環(huán)氧，如此持續(xù)進行，直至線圈繞制完成，最后可 繼續(xù)在線圈外層采用加固絕緣帶進行繞制，涂抹環(huán)氧，可進一步加固線圈，待靜置干燥后， 完成線圈制作，可提高線圈的絕緣特性，增強結構強度。
[0035]對于單層線圈，因為繞制方法固有的特點，造成線圈首端較后面部分略薄，可以根 據(jù)加固絕緣帶3的寬度適當增加線圈起始每匝的層數(shù)，即在首端每匝繞制多層加固絕緣帶
3。但對于多層線圈來說，由于采用后一層從前一層尾端往回繞制，這種每層起始部分加固 絕緣帶3較薄的結構特征可以抵消，因此不必考慮消除。此外，如果要在端部使用多層加固絕緣帶3，則需要根據(jù)情況單獨選擇恰當?shù)募庸探^緣帶3寬度，以實現(xiàn)線圈整體的厚度均 勻。
[0036]本實施例的每匝導線2的繞制可以用透明膠帶輔助，即在前一層的加固絕緣帶上 3繞制完一匝導線2以后，可以用膠帶或膠水等固定住導線2末端的位置，然后進行下一匝 加固絕緣帶3的繞制，避免因為繞制加固絕緣帶3導致已繞好的導線2松散。
[0037]以上僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍，因此，凡在 本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范 圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種線圈的制作方法，其特征在于:導線(2)和加固絕緣帶(3)同向同步繞制在骨架(I)上，并保證導線(2 )和加固絕緣帶(3 )始終有秩序交錯整齊排列。
2.根據(jù)權利要求1所述的線圈的制作方法，其特征在于:所述的加固絕緣帶(3)的寬度為所述的導線(2)直徑的兩倍或者三倍。
3.根據(jù)權利要求1所述的線圈的制作方法，其特征在于:每匝所述的加固絕緣帶(3)同時纏繞N匝所述的導線(2)，其中N≥1。
4.根據(jù)權利要求1、2或3所述的線圈的制作方法，其特征在于:所述的加固絕緣帶(3) 或連續(xù)不斷的繞制在所述的骨架(1)上，或每匝都間斷的繞制在所述的骨架(1)上，或根據(jù)需要繞制的導線匝數(shù)，采用相同的數(shù)量間斷的繞制在所述的骨架(1)上，或根據(jù)情況斷開后再從斷開的地方開始繞制在所述的骨架(1)上，使所述的線圈結構更加緊湊和均勻。
5.根據(jù)權利要求4所述的線圈的制作方法，其特征在于:所述的加固絕緣帶(3)采用透明膠帶、絕緣膠帶、芳纟侖布或卡夫拉布材料制作而成。
6.根據(jù)權利要求1所述的線圈的制作方法，其特征在于:所述的線圈包括單層線圈和多層線圈，對于單層線圈，在線圈首端，每匝繞制至少一層加固絕緣帶(3)。
7.根據(jù)權利要求1所述的線圈的制作方法，其特征在于:所述的線圈包括單層線圈和多層線圈，對于多層線圈，在每層繞完后再在層上繞制一層所述的加固絕緣帶(3)，進一步增強線圈的絕緣性能，提高線圈承受電磁力破壞的能力。
8.根據(jù)權利要求1所述的線圈的制作方法，其特征在于:在前一層的加固絕緣帶(3)上繞制完一匝導線(2)以后，用膠帶或膠水固定住所述的導線(2)末端，然后進行下一匝加固絕緣帶(3)的繞制。
9.根據(jù)權利要求5所述的線圈的制作方法，其特征在于:當所述的加固絕緣帶(3)采用透明膠帶或絕緣膠帶材料制作而成時，在線圈繞制成型后采用環(huán)氧樹脂用真空浸潰法加固線圈，待靜置干燥后，完成線圈制作，用于提高線圈的絕緣特性，增強結構強度。
10.根據(jù)權利要求5所述的線圈的制作方法，其特征在于:當所述的加固絕緣帶(3)采用芳綸布或卡夫拉布材料制作而成時，在繞制過程中采用濕式浸潰法加固，每繞完一層線圈，涂抹環(huán)氧樹脂材料，然后繼續(xù)繞制下層線圈，重新涂抹環(huán)氧，如此持續(xù)進行，直至線圈繞制完成，最后繼續(xù)在線圈外層采用加固絕緣帶進行繞制，涂抹環(huán)氧，進一步加固線圈，待待置干燥后，完成線圈制作，用于提高線圈的絕緣特性，增強結構強度。
【文檔編號】H01F41/12GK103500647SQ201310514205
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年10月28日 優(yōu)先權日:2013年10月28日
【發(fā)明者】張亞東, 阮江軍, 張為杰 申請人:武漢大學