[發明專利]具有多點接觸的大電流變壓器、變壓器元件、接觸板和次級繞組以及用于制造這種大電流變壓器的方法

有效

• 申請號: 201280064964.1
• 申請日: 2012-10-31
• 公開（公告）號: CN104010758B
• 公開（公告）日: 2016-10-26
• 發明（設計）人: 伯恩哈德·阿特爾斯梅爾;克里斯托弗·舒爾茨希克;約翰內斯·諾伊伯克;斯特凡·沃爾夫斯格魯貝爾
• 申請（專利權）人: 弗羅紐斯國際有限公司
• 主分類號: B23K11/24
• 分類號: B23K11/24;B23K11/31;H01F27/40
• 代理公司: 北京金思港知識產權代理有限公司 11349
• 代理人: 邵毓琴

技術領域

本發明涉及一種特別地用于電源以提供電阻焊接裝置的焊接電流的大電流變壓器，該大電流變壓器包括至少一個初級繞組和至少一個次級繞組。

本發明進一步涉及一種用于包括至少一個初級繞組和具有中央抽頭的至少一個次級繞組的大電流變壓器的變壓器元件。

本發明還涉及一種用于具有至少一個初級繞組和具有中央抽頭的至少一個次級繞組的大電流變壓器的接觸板以及特別地用于電源以提供電阻焊接裝置的焊接電流的大電流變壓器的次級繞組。

最后，本發明涉及一種制造包括至少一個初級繞組和具有用于接觸的表面的至少一個次級繞組的大電流變壓器的方法。

背景技術

本發明主要但并非排他地涉及一種用于電阻焊接裝置特別是點焊裝置(其中尤其出現大約幾千安培的大直流電流)的大電流變壓器及其組成部件。在本專利申請的主題內容中也覆蓋用于采用這種大直流電流的其他裝置的大電流變壓器。這種裝置的示例有電池充電器、粒子加速器、用于電鍍的設備等。例如，WO?2007/041729A1描述了一種電池充電器和用于產生相應的大直流電流的電流變壓器。

在電阻焊接裝置中，使用適當的大電流變壓器和整流器來提供所需的大直流電流。由于發生大電流，二極管整流器因為相對較高的損失而不利，因此主要采用包括由相應的晶體管形成的控制元件的有源整流器。然而，具有有源整流器(例如同步整流器)的電阻焊接裝置也具有相對較高的損失，因此效率相對較低。由于在現有技術中由例如大電流變壓器和整流裝置的通常分離設計而導致線路長度相當長并因而招致功率損失，因此由于大電流導致效率非常差。

例如，DE?10?2007?042?771?B3描述了一種通過使用同步整流器操作電阻焊接裝置的電源的方法，通過該方法能夠降低功率損耗并能夠提高效率。

在汽車工業的生產線中，使用多個點焊裝置(經常有大約有100到1000個個體單元)來準備將要制造的車輛的車身或底盤上的各種連接。由于個體點焊裝置已經因為大電流變壓器和電力線路和電路元件而導致高損失，在這種生產線中產生的總損失在極其高的尺寸范圍內，例如在1MW和50MW之間。因為損失主要反映為熱損失的形式，因此必須再次采取措施將這些熱消散，從而甚至進一步劣化了總體能量平衡。

由該事實產生的另一個缺點是，因為這種設施的高損失，所以電網需要非常高的連接瓦數，從而導致這種設施的制造、試運轉和操作費用非常高。

為了利用20kA的焊接電流產生單個點焊，根據現有技術，從當前觀點來看，例如需要高達150kW的電網連接瓦數，其中使用所述焊接電流，產生了高達135kW的損失，從而獲得了僅大約10％的非常低的效率。

發明內容

因此，本發明的目的是創造出一種大電流變壓器、用于這種大電流變壓器的變壓器元件、接觸板、次級繞組和制造這種大電流變壓器的方法，通過這種大電流變壓器，能夠降低損失，并且能夠提高能量平衡和效率。應該能夠避免或減少已知裝置的缺點。

根據本發明的目的通過以上提到的大電流變壓器來解決，該大電流變壓器特別地用于用以提供電阻焊接裝置的焊接電流的電源，其中設置至少四個觸頭以形成多點接觸，所述觸頭由四個接觸面形成，所述至少一個初級繞組和所述至少一個次級繞組以串聯/并聯連接方式布置在所述四個接觸面內。由于所述多點接觸，能夠防止將所述大電流變壓器的次級側連接至消費負載通常需要的線路或能夠降低該線路的長度，因而能夠顯著降低歐姆損失以及接觸損失。因而，優選地，能夠采用具有優選大橫截面的較短線路。另一個優點在于，由于這種接觸，降低了損失，特別是降低了接觸電阻損失。由于所述至少四個觸頭，待傳輸的電流能夠被減半，由此還致使接觸損失降低。這還實現了能夠基本增加有源接觸面積，這轉而降低接觸電阻。通過根據本發明的這種大電流變壓器，可以將用于產生例如20kA的電流的連接瓦數降低至僅僅75kW(與相當的現有技術裝置的150kW相比)，其中發生了60kW的損失。因此，與現有技術相比，能夠實現近似兩倍高的高達20％以上的效率。