TRANSFORMADOR CON DEVANADO DE CHAPA DE INSERCIÓN.

La invención se refiere a un componente inductivo, en particular un transformador plano, con un devanado de chapa de inserción. La electrónica que se ocupa de una mayor seguridad y comodidad en los más distintos campos determina el desarrollo de nuevas tecnologías en la industria del automóvil, como por ejemplo la tecnología híbrida. En este aspecto, los componentes inductivos desempeñan un papel esencial y deben cumplir para ello los requisitos en crecimiento permanente de la industria automovilística. A este respecto, la dimensión de construcción y la reducida flexibilidad geométrica de los componentes de potencia disponibles y la gran carga de temperatura representan los mayores problemas. En particular, una conversión de tensión con transformador puede llevar a una generación de calor considerable en las bobinas, debiendo disiparse el calor al entorno y a los componentes adyacentes. Además, a menudo sucede que el espacio constructivo que aloja el transformador es pequeño y está configurado de manera segmentada, de modo que la falta de flexibilidad geométrica de los componentes convencionales hace difícil una disposición y, en algunos casos, con un posicionamiento térmicamente desfavorable se asocia con una pérdida de potencia. Los transformadores conocidos, que están previstos para su uso a altas temperaturas, suelen presentar además piezas moldeadas de aislamiento como aislamiento adicional. La producción de estas piezas moldeadas de aislamiento, que están configuradas de manera relativamente complicada, resulta extremadamente costosa y cara. Una desventaja adicional en la producción de este tipo de transformadores es que, debido a las piezas conformadas de aislamiento son necesarias etapas de fabricación adicionales, con lo cual aumentan los costes de fabricación. Otro campo para los transformadores descritos aquí comprende los inversores fotovoltaicos, en los que se usa un transformador para la adaptación de tensión, situándose la mayor parte de las potencias en el ámbito de los kW. Debido a la limitada eficacia no se alimenta toda la energía producida por el generador a la red, sino que una parte de la misma se convierte en calor en el inversor y en particular en el transformador. Una mayor pérdida de potencia lleva por tanto a una reducción del rendimiento. El documento US 5.010.314 A da a conocer un transformador plano cuyas bobinas están formadas mediante componentes planos que pueden ser placas conductoras o placas metálicas. El transformador comprende además un cuerpo de bobina que se forma mediante dos componentes ensamblados, que presentan en cada caso una forma rectangular y superficies laterales que son perpendiculares a las superficies superior e inferior del componente. Las piezas del cuerpo de bobina presentan en el centro una abertura rodeada por paredes. Cuando se ensamblan las piezas del cuerpo de bobina, las paredes rodean el brazo central del núcleo magnético. El documento WO 03/030189A da a conocer un transformador plano con un cuerpo de bobina que rodea una parte de un núcleo de ferrita y que soporta al menos una bobina secundaria. Cada una de las bobinas secundarias soportadas por el cuerpo de bobina se forma mediante al menos una chapa de devanado abierta hacia un lado, que puede colocarse sobre el cuerpo de bobina y conectarse a una placa conductora. Ante estos antecedentes, el objetivo de la presente invención es configurar un transformador que garantice en condiciones operativas exigentes una elevada fiabilidad de sus componentes y una vida útil y que, a pesar de una reducida altura constructiva, presente un buen aislamiento. Este objetivo se soluciona según la invención mediante un transformador según las reivindicaciones 1 y 13. Las formas de realización preferidas de la invención se definen en las reivindicaciones dependientes. Utilizando el componente según la invención según la reivindicación 1 puede formarse, en particular, un componente compacto, fiable y conductor de calor. Las chapas de inserción forman un devanado rígido, que puede adaptarse al cuerpo de bobina, con lo cual es posible una fabricación extremadamente precisa con tolerancias reducidas. Al ensamblar el cuerpo de bobina y las chapas de inserción se mantiene esta precisión mediante la estabilidad así formada del componente. Por tanto pueden preverse con precisión ventajosamente líneas de fuga y espacios de aire requeridos. Las distancias entre las espiras del devanado de chapa de inserción posibilitan el alojamiento de la segunda bobina, de modo que la disposición alterna de bobina primaria/secundaria reduce la inductancia de dispersión y por tanto aumenta la eficiencia del transformador. Por tanto se proporciona un transformador que reacciona de manera poco crítica a las altas temperaturas o fluctuaciones de temperatura y que es un buen conductor de calor. El transformador de la presente invención presenta una reducida pérdida de potencia, una alta eficacia y una alta rigidez dieléctrica. En una forma de realización preferida adicional de la presente invención, el cuerpo de bobina presenta una mayor profundidad que el devanado de chapa de inserción. Mediante las secciones de cuerpo de bobina sobresalientes se obtiene una buena separación definida de la bobina primaria respecto de la bobina secundaria así como de otros componentes, para garantizar una rigidez dieléctrica o líneas de fuga y espacios de aire requeridos según la normativa. Este aislamiento garantiza una alta resistencia a la descarga disruptiva, lo que posibilita el uso de 2   transformadores con altas tensiones sin problemas. Según la presente reivindicación 1, el cuerpo de bobina y el devanado de chapa de inserción presentan en cada caso un elemento de unión adaptado mutuamente. Estos elementos de unión sirven para la unión sin cables de una bobina con el cuerpo de bobina, con lo cual se garantiza una fijación mecánica y una configuración compacta. En una forma de realización preferida, el cuerpo de bobina se produce con un procedimiento de colada. En otra forma de realización, el cuerpo de bobina se fabrica mediante un recubrimiento por extrusión. Estos procedimientos de fabricación posibilitan una producción con un esfuerzo relativamente reducido, ya que estos cuerpos de bobina pueden fabricarse en serie y se garantiza una independencia con respecto a los centros de producción y el fabricante. Mediante el uso de los procedimientos se consigue una alta reproducibilidad y, como consecuencia, también es posible una producción económica, con lo cual se consigue un margen de fluctuación pequeño de las propiedades de los componentes. En una configuración adicional de la presente invención, el devanado de chapa de inserción comprende chapas de inserción individuales, que presentan un extremo abierto. Estas chapas de inserción están hechas preferiblemente de cobre y se estampan, con lo cual se posibilita una producción sencilla y económica. El devanado de chapa de inserción sirve para la producción de transformadores con una altura constructiva reducida y una alta densidad de potencia. Las chapas de inserción pueden fabricarse también en serie con tolerancias reducidas y son por tanto baratas de producir. En configuraciones adicionales de la presente invención, las chapas de inserción presentan en al menos un extremo de un brazo lateral un saliente para una conexión eléctrica con un elemento de unión para chapas de inserción. Además las chapas de inserción pueden presentar en el perímetro externo de al menos un brazo lateral un saliente para una conexión eléctrica con un elemento de unión para chapas de inserción. También es posible formar en lugar de salientes depresiones con el mismo fin. Además, las chapas de inserción están formadas en al menos un lado interno del brazo lateral, con un elemento de enganche, que crea una unión de bloqueo con al menos un elemento de retención del cuerpo de bobina. A este respecto, el al menos un elemento de retención del cuerpo de bobina puede estar formado en una superficie envolvente dirigida al devanado de chapa de inserción, para garantizar una unión con el al menos un elemento de enganche. Preferiblemente el elemento de retención está configurado de manera elásticamente deformable. Esta forma de realización posibilita un ensamblaje sencillo y económico de los componentes del transformador. Una ventaja adicional consiste en que la unión de inserción sirve al mismo tiempo para la fijación mecánica, de modo que no es necesario una adhesión adicional, elementos de sujeción, tornillos o similares. En otra forma de realización de la presente invención, al menos en cada caso dos chapas de inserción están conectadas entre sí con ayuda del elemento de unión para chapas de inserción. Estos elementos de unión pueden estar soldados o unidos mediante soldadura fuerte o pueden utilizarse... [Seguir leyendo]

1. Transformador (100), que comprende un cuerpo de bobina (101) para alojar una primera bobina (102) y una segunda bobina (103), en el que al menos una de las bobinas presenta un devanado de chapa de inserción (104); el devanado de chapa de inserción comprende una o varias espiras, que están dispuestas de manera apilada, estando formadas al menos dos distancias entre las espiras del devanado de chapa de inserción para alojar la segunda bobina; caracterizado porque el cuerpo de bobina y el devanado de chapa de inserción presentan en cada caso un elemento de unión adaptado mutuamente, estando formadas en cada caso dos paredes (106) que discurren en paralelo con el elemento de unión en forma de puente (107), que impide una confusión al unir por inserción el devanado de chapa de inserción con el cuerpo de bobina. 2. Transformador según la reivindicación 1, en el que el cuerpo de bobina presenta una mayor profundidad que el devanado de chapa de inserción. 3. Transformador según la reivindicación 1, en el que el puente está colocado en las paredes laterales entre las dos paredes que discurren en paralelo. 4. Transformador según la reivindicación 1, en el que el devanado de chapa de inserción comprende chapas de inserción individuales, que presentan un extremo abierto. 5. Transformador según la reivindicación 4, en el que las chapas de inserción presentan en al menos un extremo de un brazo lateral una depresión para una conexión eléctrica con un elemento de unión para chapas de inserción. 6. Transformador según la reivindicación 4, en el que las chapas de inserción presentan en al menos un extremo de un brazo lateral un saliente para una conexión eléctrica con un elemento de unión para chapas de inserción. 7. Transformador según la reivindicación 1, en el que las chapas de inserción presentan en un perímetro externo de al menos un brazo lateral una depresión para una conexión eléctrica con el elemento de unión para chapas de inserción. 8. Transformador según la reivindicación 1, en el que las chapas de inserción presentan en un perímetro externo de al menos un brazo lateral un saliente para una conexión eléctrica con el elemento de unión para chapas de inserción. 9. Transformador según la reivindicación 1, en el que las chapas de inserción están formadas en al menos un lado interno del brazo lateral con un elemento de enganche, que crea una unión de bloqueo con al menos un elemento de retención del cuerpo de bobina. 10. Transformador según la reivindicación 9, en el que el al menos un elemento de retención del cuerpo de bobina está formado en una superficie envolvente dirigida al devanado de chapa de inserción, para garantizar una unión con el al menos un elemento de enganche. 11. Transformador según la reivindicación 10, en el que el al menos un elemento de retención está configurado de manera elásticamente deformable. 12. Transformador según la reivindicación 1, en el que en cada caso al menos dos chapas de inserción están conectadas entre sí con ayuda del elemento de unión para chapas de inserción. 13. Transformador (300) que comprende un cuerpo de bobina para alojar una bobina primaria (302) y una bobina secundaria (303) así como un núcleo magnético (312), en el que el núcleo magnético está unido con el cuerpo de bobina de manera que el cuerpo de bobina comprende un brazo central del núcleo; la bobina primaria y la bobina secundaria presentan un devanado de chapa de inserción (304), que comprende varias espiras; caracterizado porque el cuerpo de bobina está formado con varias cavidades (305) para alojar los devanados de chapa de 8   inserción, que están dispuestos de manera apilada unos sobre otros, de modo que las cavidades forman una pared (306) entre las espiras, que discurre en paralelo al devanado de chapa de inserción, y no presentando el cuerpo de bobina ninguna superficie envolvente interna que rodee el brazo central del núcleo magnético. 14. Transformador según la reivindicación 13, en el que las cavidades del cuerpo de bobina presentan una mayor profundidad que el devanado de chapa de inserción. 15. Transformador según la reivindicación 13, en el que los devanados de chapa de inserción de la bobina primaria y de la bobina secundaria comprenden chapas de inserción individuales, que presentan un extremo abierto. 9     11   12   13   14