[发明专利]一种绕制矩形高压绕组的有缓冲绕线方法

说明书

技术领域

本发明属于变压器绕组绕制领域，尤其涉及一种绕制矩形高压绕组的有缓冲绕线方法。

背景技术

绕制矩形绕组时由于模具的长短边的变化会使导线线速度会产生大幅的波动， 而且绕组每旋转一周就会有4 次使线速度突变的拐点；矩形绕组在旋转时的波动周期是180°，以外形为232mm×85mm 倒角R10 的矩形模具为例分析，在卷绕速度为20rpm 时将模具外形参数输入MATLAB 进行模拟，从得到的图中可以看出，导线的线速度从0°开始加速，在15°时达到线速度的峰值265mm/s，随后就开始减速，在90°时降到最低速100mm/s；在这一时段内分析导线的加速度可以看到，在0°~15°之间导线的加速度为正， 说明导线上由卷绕主轴牵引导线产生有张力，在15°~90°之间导线的加速度已经变为负值，说明此时张力已经为零，90°~180°的区间与0°~90°的线速度和加速度是对称的， 只是加减速和张力变化都是相反的；在90°时导线的变化是比较特殊的，在短暂的时间内绕组由短边向长边转换，导线立刻由减速状态变为加速状态；导线的加速度也瞬时从负值变为正值；用动量定理对导线张力分析如下：FT=M×ΔV式中 F——导线承受的张力N，T——线速度变化的时间s ，M——导线质量kg，ΔV——线速度的变化值m/s；在导线速度变化的瞬间内，M 是固定值，而ΔV和T 是与绕线时的速度密切相关的，当速度增高到一定程度时间T 迅速缩短， 同时ΔV 线速度变化同时增大，两者同时作用的结果就是导线上的张力F增大，当张力值超过导线的弹性形变所允许的范围后轻者导线的绝缘层破损， 重者导线将产生塑性变形甚至拉断。

发明内容

本发明的目的是提供了一种绕制矩形高压绕组的有缓冲绕线方法，解决了现有技术中绕制矩形绕组无法降低导线张力波动，导致导线的绝缘层破损及导线将产生塑性变形甚至拉断的问题。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种绕制矩形高压绕组的有缓冲绕线方法，采用主要由变频器、上位机、缓冲气缸、编码器、开卷电机、开卷线盘、浮动辊和卷绕机组成的装置，其中变频器与上位机相连接，上位机与缓冲气缸相连接，缓冲气缸与浮动辊相连接，变频器与编码器相连接，编码器与开卷电机相连接，开卷电机与开卷线盘相连接，开卷线盘通过导线与卷绕机相连接。

一种绕制矩形高压绕组的有缓冲绕线方法，在开卷线盘和卷绕机之间的缓冲装置，用一个气缸支撑浮动的辊筒，辊筒安装于两个固定的辊子之间，导线经过固定辊并被浮动辊顶起；当导线张力过大时将压缩气缸以吸收额外的张力， 当导线张力过小甚至失张时则气缸伸出绷紧导线，气缸在张力波动的过程中起到一个削峰平谷的缓冲作用；另外仅有缓冲装置也不能够完全满足张力波动的需要，开卷电机的工作模式也需要从被动的反转收紧导线模式变更为主动的速度跟随模式，上位机根据模具或绕组的外形尺寸计算出在当前卷绕机转速下的导线的平均线速度， 将此数值传递给驱动开卷电机的变频器，一方面开卷电机稳定地向卷绕机侧送线， 另一方面缓冲机构抑制导线张力的大幅波动就可使举行绕组平稳地进行卷绕。

本发明的有益效果是：解决了现有技术中绕制矩形绕组无法降低导线张力波动，导致导线的绝缘层破损及导线将产生塑性变形甚至拉断的问题，在所适用的范围内矩形绕组的生产过程中对于张力波动的抑制产生了较好的效果， 能够帮助变压器企业生产出品质可靠的矩形绕组并提高生产效率。

附图说明

图1是一种绕制矩形高压绕组的有缓冲绕线方法系统示意图。

图1中，1、变频器，2、上位机，3、缓冲气缸，4、编码器，5、开卷电机，6、开卷线盘，7、浮动辊，8、卷绕机。

具体实施方式

 如图1中所示，一种绕制矩形高压绕组的有缓冲绕线方法，主要由变频器1、上位机2、缓冲气缸3、编码器4、开卷电机5、开卷线盘6、浮动辊7和卷绕机8组成，其中变频器1与上位机2相连接，上位机2与缓冲气缸3相连接，缓冲气缸3与浮动辊7相连接，变频器1与编码器4相连接，编码器4与开卷电机5相连接，开卷电机5与开卷线盘6相连接，开卷线盘6通过导线与卷绕机8相连接。

 如图1中所示，一种绕制矩形高压绕组的有缓冲绕线方法，在开卷线盘6和卷绕机8之间的缓冲装置，用一个气缸支撑浮动的辊筒，辊筒安装于两个固定的辊子之间，导线经过固定辊并被浮动辊7顶起；当导线张力过大时将压缩气缸以吸收额外的张力， 当导线张力过小甚至失张时则气缸伸出绷紧导线，气缸在张力波动的过程中起到一个削峰平谷的缓冲作用；另外仅有缓冲装置也不能够完全满足张力波动的需要，开卷电机5的工作模式也需要从被动的反转收紧导线模式变更为主动的速度跟随模式，上位机2根据模具或绕组的外形尺寸计算出在当前卷绕机8转速下的导线的平均线速度， 将此数值传递给驱动开卷电机5的变频器1，一方面开卷电机5稳定地向卷绕机8侧送线， 另一方面缓冲机构抑制导线张力的大幅波动就可使举行绕组平稳地进行卷绕。