ES2296675T3 - Procedimiento de fabricacion de una bobina de transformador con la ayuda de un mandril y de un molde desechable. - Google Patents

Procedimiento de fabricacion de una bobina de transformador con la ayuda de un mandril y de un molde desechable. Download PDF

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ES2296675T3 ES00992055T ES00992055T ES2296675T3 ES 2296675 T3 ES2296675 T3 ES 2296675T3 ES 00992055 T ES00992055 T ES 00992055T ES 00992055 T ES00992055 T ES 00992055T ES 2296675 T3 ES2296675 T3 ES 2296675T3
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Abstract

Un método de fabricar una bobina de transformador encapsulada en resina de vaciado (48; 48'') utilizando un molde de vaciado desechable, incluyendo los pasos de: formar un molde interior anular (12; 52) de forma predeterminada, colocar el molde interior sobre un mandril de devanado expansible de una devanadora de bobinas, devanar una bobina (30; 56) sobre el molde interior, sacar el molde interior y la bobina enrollada encima de la devanadora, insertar elementos de soporte interiores (18; 58) dentro del molde interior para mantener la forma de la bobina enrollada en el molde interior durante la encapsulación, formar un molde exterior anular (24; 54) de forma predeterminada que tiene una cúpula de molde (26), colocar el molde exterior sobre la bobina, colocar material de junta estanca (34; 34'') en los extremos de los moldes interior y exterior, colocar chapas de extremo (36; 36'') contra el material de junta estanca en los extremos de los moldes interior y exterior para formar un molde de vaciado, colocar chapas de soporte de bobina (42; 42'') en la parte superior y cada extremo de la cúpula de molde del molde exterior para soportar el peso de la bobina durante los procesos de encapsulación y curado, aplicar una fuerza de compresión predeterminada a las chapas de extremo del molde de vaciado, colocar el molde de vaciado conteniendo la bobina enrollada en una posición horizontal en una cámara rarificada y verter resina de vaciado (48; 48'') a través de un agujero en la cúpula de molde en el molde exterior del molde de vaciado para encapsular la bobina, dejar que la resina de vaciado endurezca en la bobina, y sacar la bobina encapsulada del molde de vaciado.

Description

Procedimiento de fabricación de una bobina de transformador con la ayuda de un mandril y de un molde desechable.
Solicitud relacionada
Una solicitud relacionada es la número de serie 09/405.017, titulada "Método de fabricar una bobina de transformador con una envuelta desechable y molde de banda y mandril de devanado integrado" presentada simultáneamente con la presente por Thomas J. Lanoue, Wayne Lambert y Charles Sarver y cedida al mismo cesionario que la presente solicitud.
Antecedentes de la invención 1. Campo de la invención
Esta invención se refiere a un método de fabricar devanados de transformador incrustados en resina de vaciado y más en particular a un método de fabricar una bobina de transformador encapsulada en resina de vaciado utilizando un molde de vaciado desechable donde el molde desechable actúa como un mandril de devanado y como una envuelta de molde interior para encapsulación en resina. La invención es especialmente adecuada para la fabricación de bobinas encapsuladas en epoxi de forma circular u oval no estándar para transformadores de distribución de tipo seco.
Descripción de la técnica anterior
Actualmente el estado de la técnica son los mandriles y moldes de forma redonda, reutilizables, de dimensiones estándar, hechos con precisión en incrementos de tamaño fijos con costosos insertos de toma. Se describen ejemplos de métodos de la técnica anterior de encapsular bobinas de transformador en las Patentes de Estados Unidos números 4.337.219, 4.540.536, 5.036.580 y 5.633.019.
En particular, la Patente de Estados Unidos número 4.540.536 describe un método para fabricar un devanado de transformador embebido en resina de vaciado, donde se colocan bobinas devanadas en un molde anular de vaciado que tiene una camisa interior y otra exterior. El molde de vaciado conteniendo las bobinas devanadas se coloca en una cámara rarificada y se vierte resina de vaciado al molde de vaciado a través de una ranura axialmente paralela formada en la camisa exterior. La resina de vaciado se endurece en el molde a temperatura elevada y a una presión al menos igual a la presión atmosférica. La camisa interior del molde de vaciado se difunde en dirección radial con el fin de deformar permanentemente el espaciador interior a una dimensión en la que la extensión radial del espaciador interior se reduce. La camisa interior está formada con bordes axialmente paralelos en sus extremos que se solapan en dirección circunferencial y pueden deslizar uno en otro durante la deformación con el fin de extender la camisa interior en dirección radial, fijando las bobinas del devanado en el espaciador interior contra el movimiento en dirección axial.
La Patente de Estados Unidos número 4.151.640 describe un método de hacer un conjunto de bobina EMR que tiene un alojamiento dividido incluyendo un elemento de cuerpo de retención de bobina y un elemento de aro unido a él. El conjunto de bobina EMR incluye una bobina que tiene una pluralidad de hojas frontales de poliimida dispuestas entre una hoja frontal de poliéster que forma la superficie de desgaste exterior de la bobina y una superficie principal de la bobina.
Resumen de la invención
Un objeto de la invención es proporcionar un método de fabricar una bobina de transformador encapsulada en resina de vaciado utilizando un molde de vaciado desechable donde el molde desechable actúa como un mandril de devanado y como una envuelta de molde interior para encapsulación en resina. Otro objeto de la invención es proporcionar un método de fabricar una amplia variedad de bobinas de transformador encapsuladas en resina de forma circular u oval haciendo los moldes interior y exterior desechables de hoja de metal de bajo costo. El proceso de la invención proporciona las ventajas de tamaños dimensionales ovales o circulares flexibles, formas circulares u ovales incrementales y flexibles que proporcionan costos del mandril y moldeo sustancialmente reducidos, eliminación de almacenamiento costoso de moldes estándar, eliminación de la necesidad de mandriles de devanado estándar, y facilita la oportunidad de fabricar bobinas de transformador en una configuración redonda a oval.
Según los objetos y ventajas anteriores, la presente invención proporciona un método de fabricar una bobina de transformador encapsulada en resina de vaciado utilizando un molde de vaciado desechable donde el molde desechable actúa como un mandril de devanado y como una envuelta de molde interior para encapsulación en resina. El método incluye los pasos de formar un molde interior anular de forma predeterminada alrededor de un mandril de devanado de una devanadora de bobinas para producir una forma de devanado integrado/mandril/molde interior para uso en el proceso de devanado, colocar el devanado integrado/mandril/molde interior en una devanadora, devanar una bobina alrededor del molde interior mientras está en la devanadora, sacar de la devanadora el molde interior y la bobina enrollada encima, formar un molde exterior anular de forma predeterminada sobre la bobina acabada para proporcionar un conjunto de molde y bobina fabricado, proporcionar una junta estanca para el conjunto de molde y la bobina fabricada con el fin de evitar que escape resina de vaciado durante el proceso de encapsulación, llenar el conjunto de molde con resina de vaciado para encapsular la bobina, permitir que la resina de vaciado endurezca en la bobina, y sacar la bobina encapsulada del conjunto de molde de vaciado.
Según otro aspecto de la invención el molde exterior anular está provisto de una cúpula de molde. El método de la invención incluye colocar material de junta estanca en los extremos de los moldes interior y exterior y colocar chapas de extremo contra el material en los extremos de los moldes interior y exterior para formar un molde de vaciado. El método incluye además colocar chapas de soporte de bobina en la parte superior y cada extremo de la cúpula de molde del molde exterior para soportar el peso de la bobina durante los procesos de encapsulación y curado, aplicar una fuerza de compresión predeterminada a las chapas de extremo del molde de vaciado y colocar el molde de vaciado conteniendo la bobina enrollada en una posición horizontal en una cámara rarificada y verter resina de vaciado a un agujero en la cúpula de molde en el molde exterior del molde de vaciado para encapsular la bobina.
Según otro aspecto de la invención, los moldes interior y exterior se hacen de hoja de metal.
Según otro aspecto de la invención, la forma predeterminada de los moldes interior y exterior es oval para la producción de una bobina oval.
Según otro aspecto de la invención, la forma predeterminada de los moldes interior y exterior es circular para la producción de una bobina redonda.
Según otro aspecto de la invención al menos uno de los moldes interior y exterior es de construcción de una pieza.
Según otro aspecto de la invención, el molde interior incluye pestañas vueltas hacia dentro en los extremos radiales de la hoja de metal y fijadas extraíblemente conjuntamente mecánicamente para facilitar el desmontaje del molde y el método incluye el paso de colocar una junta estanca entre las pestañas vueltas hacia dentro del molde interior antes de fijar extraíblemente conjuntamente las pestañas y aplicar un sellante líquido al exterior de la zona de junta estanca del molde.
Según otro aspecto de la invención, el método incluye el paso de aplicar un agente de liberación de resina a todas las superficies expuestas del molde interior, aplicar una red de vidrio a las superficies expuestas del molde interior después de la aplicación del agente de liberación de resina y antes del devanado de la bobina sobre el molde interior.
Según otro aspecto de la invención, el método incluye el paso de aplicar una red de vidrio sobre la bobina devanada acabada y aplicar un agente de liberación de resina al interior del molde exterior antes de colocar el molde exterior sobre la bobina.
Según otro aspecto de la invención, el método incluye el paso de instalar una pluralidad de vástagos de compresión para interconectar las chapas de extremo, y aplicar un par a los vástagos de compresión para aplicar la fuerza de compresión predeterminada a las chapas de extremo del molde de vaciado.
Según otro aspecto de la invención, al menos uno de los moldes interior y exterior es de construcción en dos piezas.
Para una descripción más detallada de la invención y para otros objetos y ventajas de la misma, se debe consultar la siguiente descripción tomada en unión con los dibujos acompañantes.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es una vista en perspectiva de un conjunto de molde de vaciado útil para llevar a la práctica el método de la presente invención.
La figura 2 es una vista en perspectiva del conjunto de molde similar a la figura 1 pero con algunas partes quitadas para mayor claridad.
La figura 3 es una vista en sección tomada a lo largo de las líneas 3-3 en la figura 1.
La figura 4 es una vista en planta superior del conjunto de molde ilustrado en la figura 1.
La figura 5 es una vista en perspectiva de un conjunto de molde de vaciado para fabricar una bobina de transformador oval según la presente invención.
La figura 6 es una vista en sección tomada a lo largo de las líneas 6-6 en la figura 5.
Descripción de la realización preferida
La presente invención es especialmente adecuada para fabricar bobinas de alto voltaje encapsuladas en epoxi de forma redonda u oval no estándar para transformadores de distribución de tipo seco. La invención a describir aquí incluye un nuevo proceso de devanar una bobina oval o redonda de alto voltaje sobre un molde desechable que actúa como un mandril de devanado y una envuelta de molde interior para encapsulación en epoxi. La invención también incluye una técnica simple de hacer los moldes interior y exterior usando hoja de metal de bajo costo. Todos los procesos de devanado y moldeo completos pueden ser realizados en una devanadora estándar de conductores de aluminio o cobre enrollados en un formato del tipo de capa o disco. Con referencia a los dibujos se verá que las figuras 1-4 se refieren a un conjunto de molde de vaciado para fabricar una bobina de transformador redonda o circular según la presente invención y las figuras 5 y 6 se refieren a un conjunto de molde de vaciado para fabricar una bobina de transformador de forma oval según la presente invención.
Con referencia a la figura 1 se ilustra un conjunto de molde de vaciado 10 útil para llevar a la práctica el método de la presente invención. Un conjunto de molde 10 incluye un molde interior anular 12 de forma predeterminada. Como se puede ver en la figura 2, el molde interior 12 es de forma circular y se hace preferiblemente de hoja fina de metal de modo que sea desechable y barato. En una forma de la invención, el molde interior 12 se formó de un acero suave estándar de laminación de 0,048 de grosor comúnmente denominado material de calibre 18. Para las clases de bobinas de transformador KVA de más de 1500 KVA se prefiere un material de calibre 14 (1,88 mm). El molde interior 12 se puede hacer de construcción en una o dos piezas. La construcción en dos piezas se ilustra en las figuras 1-3. El método de fabricación preferido es laminación; sin embargo, es posible un procesado convencional de múltiples pasos de curvado y rotura en prensa de la construcción de molde en dos piezas ilustrada en las figuras 1-3. El molde interior 12 tiene pestañas 12a que se pueden fijar mecánicamente mediante empernado o fijación. Se inserta un material de junta estanca, tal como por ejemplo como caucho de 6,3 mm (no representado) entre los componentes de pestaña del molde 12a para sellado y espaciación. La espaciación generada por la junta estanca mejora en gran medida la facilidad de desmontaje del molde. La resistencia mecánica del diseño redondo y oval de la bobina requiere soporte interno longitudinalmente a través de la bobina para mantener la forma sistemáticamente. Típicamente hay tres soportes mecánicos igualmente espaciados dentro del molde 12, comenzando a aproximadamente 101,6 mm (4 pulgadas) del extremo del molde. En la realización ilustrada en las figuras 1-4, con respecto a la bobina redonda se ilustran dos barras de soporte de molde interior 18. Los extremos de las barras de soporte de molde interior 18 están conectados a barras espaciadoras 20 por pernos 22, figura 3.
El molde exterior anular 24, figuras 2 y 3, se fabrica en una forma redonda u oval y se hace de acero laminado en frío de calibre 18 o 1,22 mm de grosor de manera que sea desechable. El molde exterior 24 es una construcción en una pieza con una cúpula y zona de toma integradas 26. La zona de toma o cúpula 26, al ser una zona expuesta abierta de la bobina y molde, la hace adecuada para la posición de llenado de epoxi para el proceso de encapsulación. Esto también sirve como una zona de reserva para compensar todo encogimiento de la epoxi.
A continuación se detalla paso a paso el proceso de fabricación para la construcción de una bobina vaciada según la presente invención. El molde interior de hoja de metal 12 se prepara instalando una junta estanca de caucho en las pestañas del molde y fijándola mediante empernado o fijación. Se aplica preferiblemente un sellante líquido de silicona al exterior de la zona de junta estanca del molde y se deja secar al aire durante un período predeterminado. Se ha hallado que un mínimo de cuatro horas para secado al aire es adecuado y éste puede tener lugar durante el proceso de devanado. El molde interior 12 se instala entonces sobre un mandril de expansión de una devanadora estándar (no representada) y se expande hasta que se fije. Se aplica preferiblemente un agente de liberación de epoxi preferiblemente a todas las superficies expuestas del molde interior 12 según recomendaciones del fabricante de la epoxi. Se aplica una red de material de vidrio impregnado 28 al molde interior 12 para asegurar buena cobertura superficial. Es preferible aplicar la red de vidrio con los hilos grandes en la dirección radial de la bobina. Se puede utilizar tiras en sección en la superficie exterior de la bobina para reducir el contenido de material. A continuación se aplica un devanado helicoidal 30 con la devanadora al molde interior 12. Posteriormente se instala una red de vidrio preimpregnada 32 sobre el devanado helicoidal acabado 30 para proporcionar una capa exterior de red de vidrio que también se aplica preferiblemente radialmente. El molde exterior 24 se instala y fija entonces sobre la bobina acabada 30. Este proceso puede ser realizado mientras el molde interior 12 está en el mandril o puede ser realizado en un lugar de montaje remoto.
Después de sacar la bobina 30 del equipo de devanado, se insertan los elementos de soporte interiores 18. Estos elementos de soporte 18 mantienen la forma helicoidal en bobinas grandes y permanecen dentro del molde interior 12 durante todo el proceso de encapsulación. Antes de instalar el molde exterior 24, se aplica un agente de liberación de epoxi al interior del molde exterior 24. Para obtener mejores resultados, es esencial una cobertura continua y consistente. A continuación, se instala el molde exterior 24 sobre el devanado helicoidal 30. Se coloca un material de junta estanca 34 sobre los extremos interior y exterior del molde desechable como se representa en las figuras 1 y 4. La aplicación de una pequeña cantidad de adhesivo adecuado, tal como supercola, a las superficies de acoplamiento del molde y la junta estanca ayudará a fijar la junta estanca 34 en los extremos del molde. Se ponen en posición un par de chapas de extremo 36, 36 contra la junta estanca y las superficies de molde y fijan temporalmente en posición mientras se verifica la cuadratura y colocación de los moldes interior y exterior 12 y 24. Se instalan una pluralidad de vástagos de compresión 38 para conectar las chapas de extremo 36. Los vástagos de compresión 38 tienen extremos roscados para recibir elementos de tuerca 40. En este punto del proceso, los elementos de tuerca 40 no se aprietan para aplicar par a los vástagos de compresión 38. Se instala una pluralidad de chapas de soporte de bobina 42 en la parte superior y cada extremo de la zona de cúpula de molde 26 usando pequeñas abrazaderas 44. Esto soportará el peso de la bobina 30 durante los procesos de encapsulación y curado. Ahora se aplica par a los vástagos de compresión 38 apretando los elementos de tuerca 40. Esto se hace preferiblemente comenzando en un lado de las chapas de extremo y moviendo en una secuencia cruzada hasta que se establecen valores de par del orden de 14.689 Nm (130 libras/pulgada) a 15.817 Nm (140 libras/pulgada) en todos los vástagos de compresión restantes 38. Se establecen preferiblemente valores de par en incrementos de 4.520 a 5.649 Nm (40 a 50 libras/pulgada). La longitud de los moldes interior y exterior 12 y 24 se fabrica preferiblemente a tolerancias estrechas del orden de 0,4 mm. Esto es deseable para obtener un sellado consistente en las chapas de extremo. Con el proceso descrito es deseable la ventilación de la zona de molde interior en las chapas de extremo en 36a para igualar la presión durante el proceso de vaciado.
Con el conjunto de molde de vaciado 10 en una posición horizontal, se coloca en una cámara de vacío y se introduce una resina de vaciado 48, por ejemplo una resina epoxi, a través de los agujeros en las chapas de soporte 42 para llenar el molde con la resina de vaciado. Tal proceso de vaciado por vacío es conocido en la técnica. Es preferible que el conjunto de molde 10 se mantenga horizontal o a nivel durante el proceso de gelificación y curado. Una vez terminado el proceso de curado, se quitan los moldes exterior e interior y se saca la bobina encapsulada del conjunto de molde de vaciado.
Aunque la presente invención se ha descrito en conexión con un método de hacer una configuración de devanado redonda, en las figuras 1-4, es igualmente aplicable a configuraciones de devanado ovales. La principal diferencia está en la forma de los moldes interior y exterior. Un ejemplo de un conjunto de molde para bobinas de forma oval se ilustra en las figuras 5 y 6. El conjunto de molde de vaciado 50 representado en las figuras 5 y 6 incluye un molde interior de forma oval 52 y un molde exterior de forma oval 54. Ambos moldes interior y exterior 52 y 54 son de hoja de metal de bajo costo similar a los moldes interior y exterior 12 y 24 ilustrados en las figuras 1-4. Se aplica un material de red de vidrio sobre el molde interior 52 y posteriormente se aplica un devanado helicoidal 56 con la devanadora al molde interior 52. A continuación se instala otra capa de red de vidrio sobre el devanado helicoidal acabado 56 para obtener una capa exterior de red de vidrio. El molde exterior 54 se instala entonces y fija sobre la bobina acabada 56. La resistencia mecánica del diseño de bobina oval requiere soporte interno longitudinalmente a través de la bobina para mantener la coherencia de forma. Típicamente hay tres soportes mecánicos en forma de discos 58 igualmente espaciados dentro del molde, comenzando a aproximadamente 101,6 mm (4 pulgadas) del extremo del molde. Las piezas de los soportes mecánicos se pueden hacer en una máquina punzonadora para obtener la forma oval. El grosor del material para el soporte interior puede ser de calibre 14 (1,88 mm) o de calibre 11 (3,17 mm). Las otras partes del conjunto de molde de vaciado 50 son similares a las partes del conjunto de molde de vaciado 10 y se han identificado con caracteres de referencia similares con la adición del signo primo.
Se verá por lo anterior que la presente invención incluye un nuevo proceso de devanar bobinas de transformador redondas u ovales sobre un molde desechable que actúa como un mandril de devanado y como una envuelta de molde interior para encapsulación en epoxi. La invención también incluye una técnica simple de hacer los moldes interior y exterior usando hoja de metal de bajo costo. La invención tiene muchas ventajas sobre los mandriles y moldes de vaciado estándar de tamaño fijo convencionales. Dos características o ventajas son el uso de hoja de metal de bajo costo para formar un mandril oval o circular de dimensiones flexibles y el concepto de molde horizontal. Todos los procesos de devanado y moldeo completos se pueden realizar en una devanadora estándar para conductores de aluminio o cobre enrollados en formato del tipo de capa o disco. El proceso de la presente invención proporciona las ventajas de tamaños dimensionales redondos u ovales flexibles, formas redondas u ovales flexibles e incrementales que proporcionan costos del mandril y moldeo sustancialmente reducidos, eliminación del almacenamiento costoso estándar de los moldes, eliminación de la necesidad de mandriles de devanado estándar, grosor controlado de la epoxi para mayor resistencia dieléctrica y fiabilidad, mejor capacidad de fabricación, reducción del costo de epoxi, vaciado horizontal de la epoxi, y facilita la oportunidad de fabricar bobinas de transformador en una configuración redonda u oval. El proceso de la presente invención usando un mandril de devanado desechable integrado representa una mejora sustancial sobre el estado corriente de la técnica que usa mandriles y moldes de forma redonda, reutilizables, de dimensiones estándar, hechos con precisión en incrementos de tamaño fijos.

Claims (15)

  1. \global\parskip0.970000\baselineskip
    1. Un método de fabricar una bobina de transformador encapsulada en resina de vaciado (48; 48') utilizando un molde de vaciado desechable, incluyendo los pasos de:
    formar un molde interior anular (12; 52) de forma predeterminada,
    colocar el molde interior sobre un mandril de devanado expansible de una devanadora de bobinas,
    devanar una bobina (30; 56) sobre el molde interior,
    sacar el molde interior y la bobina enrollada encima de la devanadora,
    insertar elementos de soporte interiores (18; 58) dentro del molde interior para mantener la forma de la bobina enrollada en el molde interior durante la encapsulación,
    formar un molde exterior anular (24; 54) de forma predeterminada que tiene una cúpula de molde (26),
    colocar el molde exterior sobre la bobina,
    colocar material de junta estanca (34; 34') en los extremos de los moldes interior y exterior,
    colocar chapas de extremo (36; 36') contra el material de junta estanca en los extremos de los moldes interior y exterior para formar un molde de vaciado,
    colocar chapas de soporte de bobina (42; 42') en la parte superior y cada extremo de la cúpula de molde del molde exterior para soportar el peso de la bobina durante los procesos de encapsulación y curado,
    aplicar una fuerza de compresión predeterminada a las chapas de extremo del molde de vaciado,
    colocar el molde de vaciado conteniendo la bobina enrollada en una posición horizontal en una cámara rarificada y verter resina de vaciado (48; 48') a través de un agujero en la cúpula de molde en el molde exterior del molde de vaciado para encapsular la bobina,
    dejar que la resina de vaciado endurezca en la bobina, y
    sacar la bobina encapsulada del molde de vaciado.
  2. 2. Un método de fabricar una bobina de transformador según la reivindicación 1, caracterizado porque los moldes interior y exterior (12, 24; 52, 54) se hacen de hoja de metal.
  3. 3. Un método de fabricar una bobina de transformador según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la forma predeterminada de los moldes interior y exterior (52, 54) es oval para la producción de una bobina oval (56).
  4. 4. Un método de fabricar una bobina según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la forma predeterminada de los moldes interior y exterior (12, 24) es circular para la producción de una bobina redonda (30).
  5. 5. Un método de fabricar una bobina de transformador según cualquier reivindicación precedente, caracterizado porque el molde interior (12; 52) incluye pestañas vueltas hacia dentro (12a) en los extremos radiales de la hoja de metal y unidas extraíblemente de forma mecánica para facilitar el desmontaje del molde.
  6. 6. Un método de fabricar una bobina de transformador según cualquier reivindicación precedente, caracterizado porque al menos uno de los moldes interior y exterior es de construcción de una pieza.
  7. 7. Un método de fabricar una bobina de transformador según la reivindicación 5, incluyendo el paso de colocar una junta estanca entre las pestañas vueltas hacia dentro (12a) del molde interior antes de fijar extraíblemente conjuntamente las pestañas.
  8. 8. Un método de fabricar una bobina de transformador según la reivindicación 7, incluyendo el paso de aplicar un sellante líquido al exterior de la zona de junta estanca del molde.
  9. 9. Un método de fabricar una bobina de transformador según cualquier reivindicación precedente, incluyendo el paso de aplicar un agente de liberación de resina a todas las superficies expuestas del molde interior (12; 52) antes de devanar la bobina (30; 56) sobre el molde interior.
  10. 10. Un método de fabricar una bobina de transformador según la reivindicación 9, incluyendo el paso de aplicar una red de vidrio (28) a las superficies expuestas del molde interior después de la aplicación del agente de liberación de resina y antes de devanar la bobina sobre el molde interior.
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  11. 11. Un método de fabricar una bobina de transformador según la reivindicación 10, incluyendo el paso de aplicar una red de vidrio (32) sobre la bobina devanada acabada y antes de colocar el molde exterior sobre la bobina.
  12. 12. Un método de fabricar una bobina de transformador según la reivindicación 11, incluyendo el paso de aplicar un agente de liberación de resina al interior del molde exterior (24; 54) antes de colocar el molde exterior sobre la bobina.
  13. 13. Un método de fabricar una bobina de transformador según cualquier reivindicación precedente, incluyendo el paso de instalar una pluralidad de vástagos de compresión (38; 38') para interconectar las chapas de extremo (36; 36'), y aplicar un par a los vástagos de compresión para aplicar la fuerza de compresión predeterminada a las chapas de extremo del molde de vaciado.
  14. 14. Un método de fabricar una bobina de transformador según la reivindicación 13, caracterizado porque el par aplicado a los vástagos de compresión (38; 38') es del rango de aproximadamente 14,7 Newton-metro (130 libras/pulgada) a aproximadamente 15,8 Newton-metro (140 libras/pulgada).
  15. 15. Un método de fabricar una bobina de transformador según cualquier reivindicación precedente, caracterizado porque al menos uno de los moldes interior y exterior es de construcción en dos piezas.
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2276105T3 (es) * 2002-09-30 2007-06-16 Siemens Aktiengesellschaft Molde de fundicion para bobinas cilindricas de resina fundida.
US20060054758A1 (en) 2004-09-16 2006-03-16 Simpson Allen H Fixture for holding a preform during a heating process
EP2491566B1 (de) * 2009-10-21 2018-01-17 Siemens Aktiengesellschaft Wicklungskörper
EP2325852A1 (en) 2009-11-18 2011-05-25 ABB Technology AG A method of manufacturing a transformer coil
CN102378427B (zh) * 2010-08-11 2015-05-13 富士施乐株式会社 感应加热线圈的制造装置以及感应加热线圈的制造方法
CN102208281A (zh) * 2011-02-23 2011-10-05 吴江市变压器厂有限公司 一种扁圆形绕线铝模
ES2404484B1 (es) * 2011-11-10 2014-04-29 Matis Hispania, S. A. Útil de desmoldeo y moldeo de bobinas de transformador
CN104029319B (zh) * 2014-06-26 2018-11-20 国家电网公司 干式变压器成型用浇注工装
DE102016125112A1 (de) 2016-12-21 2018-06-21 Abb Schweiz Ag Transformator zur Verwendung an Masten
CN110214156A (zh) * 2017-01-26 2019-09-06 亨斯迈先进材料许可(瑞士)有限公司 用于制备电气工程用制品的热固性环氧树脂组合物,和由其获得的制品
SE1950225A1 (en) * 2019-02-21 2020-08-22 Kkm Kraftkvalitemaetning Ab Air-core inductor
CN110519951A (zh) * 2019-09-03 2019-11-29 株洲时代新材料科技股份有限公司 轨道车辆用高压绝缘复合材料电气柜体
CN111463007A (zh) * 2020-05-26 2020-07-28 江苏宝亨新电气有限公司 一种矩形箱式线圈绕制用模具
CN113954395B (zh) * 2021-10-28 2024-08-27 北玻院(滕州)复合材料有限公司 内含铜质线圈的复合材料制品及其制备方法
CN116252113A (zh) * 2023-01-05 2023-06-13 苏州东菱振动试验仪器有限公司 励磁模具的制备方法及励磁模具
CN116872414B (zh) * 2023-07-31 2025-11-14 西安西光模具制造有限公司 卧式环氧树脂浇注模具

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3041562A (en) * 1958-09-10 1962-06-26 Essex Wire Corp Ignition coil
US3577506A (en) * 1969-03-04 1971-05-04 Ibm Fabrication of ultra-thin wall bobbins
US4151640A (en) * 1978-01-23 1979-05-01 The Boeing Company Method of making a coil assembly for an electromagnetic high energy impact apparatus
DE3234098A1 (de) * 1982-09-14 1984-03-15 Transformatoren Union Ag, 7000 Stuttgart Verfahren zur herstellung in giessharz eingebetteter wicklungen fuer transformatoren
US5056214A (en) * 1989-12-19 1991-10-15 Mark Iv Industries, Inc Method of making a molded transformer enclosure
US5088186A (en) * 1990-03-13 1992-02-18 Valentine Engineering, Inc. Method of making a high efficiency encapsulated power transformer
US5331730A (en) * 1992-09-03 1994-07-26 Siemens Automotive L.P. Method of making a coil molded into a magnetic stator
US5461772A (en) * 1993-03-17 1995-10-31 Square D Company Method of manufacturing a strip wound coil to reinforce edge layer insulation
DE4426138C2 (de) * 1994-07-22 1998-04-23 Siemens Ag Gießform für eine Transformatorspule mit Kontrollmöglichkeit des Vergusses

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