精密电流互感器绕线机的设计与验证

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      在发电厂、变电所等输、供电系统中, 电流互感器是不可缺少的一种电器。测量用电流互感器根据变换电 压时所产生的 误差规定电流互感器的准确等级。0. 2 级及以上的电流互感器一般叫做精密电流互感器,主 要用于试验室,配合标准表扩大量限,进行电流、功 率和电能的精密测量;或者作为标准,用来检验低标 准、低准确度的电流互感器;也可以与标准表配合, 用来检验相应的仪表。

      随着科学技术和电子应用技术的飞速发展,对电流互感器的额定一次电流和准确等级等技术指标的要求越来越高,各种类型的电流互感器需求量越来越多。从前,电流互感器大多采用环形铁芯和粗漆包线人工绕制,产品体积大、重量大,在日常绕制、加工和生产过程中,机械化程度不高,工人劳动强度大,生产效率低,所以很有必要改进电流互感器设计工艺, 研制一种新型电流互感器绕组绕线的机械设备。

      精密电流互感器的结构:

      精密电流互感器主要由一次绕组、二次绕组、铁芯和绝缘材料构成。一次绕组 直接绕 在 R 形阶梯铁芯上, 二次绕组的匝数随着二次电流和电流互感器误差等级   的变化而变化,少则几万匝,多则几十万匝。

      精密电流互感器绕线机的设计思路:

精密电流互感器二次绕组线圈有很多匝数,绕制用的漆包线很细,人工根本无法完成。如果采用机械设备缠绕,只能是承载二次绕组的线架做回转运动,使绕线工装上的漆包线有序地缠绕到固定在二次绕组的线架 上。

      由于本机需要传递的功率较低,传动效率要求也不是太高,所以一级传动采用带传动,平带将电动机的运动和动力传递给主传动轴。

文本框: 7由千摩擦传动结构简单、传动平稳、传动比调节方便、过载时能产生打滑而避免损坏装置。因此,二级传动采用摩擦轮传动,即固定在主传动轴上的传动轮与二次绕组的线架回转摩擦,把运动和动力传递给二次绕组的线架,

      绕线机的主要部件

     传动装置

     电流互感器绕线机的动力源是为直流无刷电机, 功率0.6Kw, 转速 6000 r/ min 。

      二次绕组线圈用高强度聚酣漆包圆漆包线绕制,漆包线直径为 0. 08 mm - 0. 1 mm , 强度极限约为 882 MPa。如果二次绕组线架的回 转速度太慢或者太快,极易把漆包线拉断。通过经验类比、相关试验、传动的工作特点和具体工况要求以及计数器的计数速度等综合技术指标, 选择小带轮直径 d1    =32 mm ,    大带轮直径 d2    =80 mm , 主传动轮直径 d3    =40  mm ,   各型号电压互感器二次绕组线架的直径 d4   大致 为 120  mm   左右。

  

      传动轴

      本机为小功率传动,轴的转速也不高。传动轴选用 45 钢,调质 处理, 硬度为 217 HBS ~235 HBS , 强度极限为 650 MPa。

此轴承受的轴向力 不大, 故轴承采用 6201 深沟球轴承, 轴承周向固定采用 .H7/ k6 过盈配合,用 轴承盖轴向固定。传动轴上的主传动轮与传动轴采用  H9/ h9 间隙配合,并 用 M5 紧定螺钉轴向和周向固定。

绕线工装上的高强度聚酷漆包圆漆包线需要源源不断地缠绕在二次绕组的线架上,当线圈匝数达到设计要求时,承载二次绕组的线架就必须停止回转运动。

      本机采用REPOSAL®精密绕线控制器对线圈匝数进行计数。圈数解析度为0.1匝,当线圈匝数达到设置数后,继电器触头换位,停止计数或继续计数,从而达到精确计数线圈匝数的目的。

  

       改进方向:

      随着精密电流互感器技术性能和精度要求的不断提高,一次绕组和二次绕组的匝数也会增加,同时绕线质量也要提高,这样才能保证一次绕组和二次绕组 的匝间、层间以及绕组间的绝缘材料质量。因此,在保证 不损坏漆包线的前提下,可以适当提高线架的旋转速 度,改进排线机构;或者在设计二次绕组时采用铜包 钢线,以提高其强度、耐弯折性、韧性和耐扭转性、 耐振动性。

       结论:

      电流感器绕线机在绕制 35 kV 精密电压互感器二次绕组时,用 0. 0 8 mm 高强度聚酣漆包圆漆包线 , 二次绕组线圈匝数 11 万匝, 绕制共用时 300 min , 传动效率 91. 5% , 达到预期设计要求。该机在绕线过程中,各部分运行状况良好,计数准确,漆包线断线次 数极少,并且通过导向轮的作用,漆包线基本上能有次序地排列在线架各个格内。

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         空心杯电机与老式传统的带铁芯的电机相比,比后者的能量转换效率较明显较高,而且反应速度也会快很多,,而空心杯电机效率极高,响应速度快,性能稳定。由于空心杯电机没有滞后,额外的电磁干扰低,可以达到非常高的电机转速,而且高速运行时速度设定灵敏,因此具有相对稳定和稳定的性能。此外,空心杯电机的能量密度远大于其他电机,重量将远小于相同功率的铁芯电机。

       现在按照线圈的成型方式,在空心杯电机线圈中,它的生产技术大致可分为绕卷生产技术和一次成型生产技术两种工艺路线。

        两种方式相比较,第一种卷绕生产技术比较复杂,绕制线圈时效率比较低。为了提高线圈生产绕制效率,绕线机可以加入一次成型的生产工艺。根据空心杯线圈形状和绕线方式的不同,常见的空心杯绕线方式可分为平行直绕形、马鞍形绕制和斜绕形三种。第一项平行直绕形一般多用于匝数相对比较少的空心杯电机线圈绕组。而后两项是目前国外相对先进的空心杯电机厂家比较常用的两种线圈绕制工艺。

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通过与医疗器械公司的深度合作,我们的射频消融导管绕线机经过多次迭代,很大程度上提高了合作方的产品竞争力,合作方反馈,射频消融导管绕线机的绕线工艺提高了射频能量向目标组织传递的效率。精确的绕线工艺能够确保能量的有效传递,从而提高消融的效率和一致性。精密缠绕的线圈的均匀性影响消融区域的温度分布,避免局部过热或热量不足,这对于确保消融效果和减少并发症至关重要。绕线工艺的稳定性保证了在手术操作中的可靠性。高质量的绕线工艺能够承受手术操作中的拉伸和弯曲,减少断裂或功能失效的风险。高质量的绕线工艺具有更长的使用寿命,能够在多次手术中保持性能稳定,从而降低医疗成本和提高资源的利用效率。绕线工艺的质量还影响着消融过程中的精确控制。高精度的绕线工艺有助于医生更精确地控制消融区域的大小和形状,以达到最佳的治疗效果。

               

而且射频消融导管绕线机的设计考虑到了操作安全,减少了操作过程中的潜在风险,保护操作人员和产品免受损害。能够适应不同类型的射频消融导管生产需求,具有良好的灵活性和扩展性。专用绕线机的结构和设计通常更加简化,易于维护和保养,从而降低了长期的运营成本。

射频消融导管绕线机的优点主要体现在专业化设计、高效率生产、精确控制、质量稳定性、操作简便、节省材料、安全性、适应性强、维护成本低以及技术创新等方面。这些优点使得射频消融导管绕线机成为射频消融导管生产过程中不可或缺的关键设备。

 协普®绕线机关于精密绕线机排线速度曲线控制的研究

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想象一下,你是一名线圈绕制工厂的负责人。您的工厂正在使用传统的绕线机,你们的线线机结构合理,机械精度很高,电机也是采用的大品牌的电机,但是在绕制精密线圈的时候,还是会有较高的不良率,你们认真分析前改进各种因素-设备结构,加工精度,工装精度,骨架精度,漆包线品质,张力控制等等,但还是解决不了问题。但有告诉你,这不仅仅是硬件的问题,而是算法的问题,或许会让你很吃惊。因为在你看来,绕线轴每转运一周,排线轴都有相应的响应,但事实上,你或许没有考虑过,在精密线圈的绕线过程中,排线导针在接接线圈两端时,速度的突然变化可能会导致线圈跨线、凸起。这些缺陷会线圈降低性能。

           

针对这一问题,我们提出了一种基于5段S型曲线的加减速方法。该算法采用在排线运动控制的末端和收尾线性加速或减速的方式,以期有助于减少线圈的缺陷。我们先是利用ADAMS软件验证了该算法的可行性。软件模拟了精密绕线线圈的运动,得到了运动过程中的速度变化曲线和位移曲线。后来通过实验结果表明,这种在排线速度控制中采用S 形曲线的方法最多可将线圈缺陷降低 50%。这说明,5 段 S 形曲线运动控制算法是提高电动精密线圈绕制过程精度和效率的一种很有前途的方法。通过使用该算法,线圈制造商可以降低线圈缺陷的风险并提高线圈的性能。 

光纤陀螺绕线机-协普®绕线机

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         光纤陀螺仪相对于机械式陀螺仪,因无运动部件且耐冲击、灵敏度高、寿命长,所以光纤陀螺仪在高精高速定位场景得到广泛应用,将逐渐取代机电陀螺仪..

         

         光纤陀螺仪的基本组成部分一是由光路二是电路,而光纤则是陀螺仪的核心部件,制备高精度的光纤线圈的光纤绕线机亦成为陀螺仪的关键点.

         但由于其相关技术受到封锁,光纤陀螺绕线机一直是难以逾越的一项关键技术。协普电子机械设备有限公司应市场需求,积极研发光纤陀螺绕线机。

         我们通过持续钻研、改进,在光纤陀螺绕制过程自动化,对各类光纤线圈的绕制方法的对比与分析,得到光纤绕制过程中张力控制与排线精度是影响绕制光纤线圈结构成型的关键因素.

         通过优化前述张力控制因素与排线精度算法,合理张力的有效平稳控制,高精密排线控制的有效、可靠,过程全参数记忆,操控便利性,研制出新一代光纤绕线机,并投入生产.

         随着研发成果的实际应用,我们将持续完善,生产高可靠性与高效率的光纤陀螺绕线机。

牵引电机绕线机的工艺要求

牵引电机绕线机的工艺要求

       牵引的电机主要用于铁路干线电力机车、工矿电力机车、电力传动内燃机车和各种电动车辆(如蓄电池车、城市电车、地下铁道电动车辆)上.

       其线圈在绕线机绕制过程中,受到的约束主要来自设计要求与工艺条两方面.具体表现在:

        

       

       线圈和绕组的结构设计,除必须符合电气性能和温升限度要求外,还必须注意现有绕线机的适用性,电磁线和绝缘材料的经济合理使用,结构简单,制造方便,即应具有良好的工艺性。为了达到较好的工艺性及可靠性,有一些控制点必须在前期考虑到,对于该类问题,协普绕线机与各位分享一些内容。

环形绕线机绕线张力的分析

环形绕线机绕线张力的分析

                 环形绕线机绕线张力的分析

                 环形绕线机-环形线圈绕线机-在封闭的环形结构件上程辐射状的绕漆包线(具体参见环形绕线机使用教程):随着国内电力产业的迅猛发展,对电流互感器线圈需求量日益增大,开发电流互感器线圈绕制设备迫在眉睫为了满足市场的需求,我们在参考进口设备的基础上,开发出了电流互感器环形线圈绕线机,在设计,试验过程中,我们发现,环形绕线机的设计关键在绕线张力的控制。

    该款自动绕线机由机架、放线机构、绕线机头、包带机头、夹持装置、控制系统等组成。

    环形绕线机,自动绕线机,

     

   

1、环形绕线机工作原理

    先把导线均匀的缠绕在储线环上,然后再通过梭子把缠绕在储线环上的导线缠绕在骨架上,骨架由伺服电机带动旋转,使导线均匀地排列在骨架上线缠绕到一定量时,再把带通过储线环缠绕在骨架上,然后绕制。

    2、绕线张力的分析

    通过我们不断实践发现,在绕制整个过程中,用适当的力把导线拉紧缠绕在骨架上,是影响绕制好坏的关键所在,因此在下面我们着重说明影响绕线张力的因素。

    1.线梭转动部分的磨察力矩

    2.线梭部分(包括缠在线梭内的导线)加速度变化引起的惯性力矩。

    摩擦力矩的主要部分是由张力机构产生的,它阻止线梭的放线运动而把导线拉紧,产生绕线张力。

    由于绕线环形面及其在绕线齿轮中偏离中心位置的影响,即使是匀速绕线,线梭的运动速度也小是均匀的,这就产生了由加速度引起的惯性力矩,影响了绕线张力。

    线梭的运动速度可看作由两种速度组成:一是与绕线齿轮上的滑轮速度相等的速度Vo,一是线梭放出导线的用量的速度,前者是常数,后者的计算如下(见图1)

    3.环形绕线机绕线张力的分析1

         所以为了减小线梭加速度,要求:

     1.骨架型面H要小,型面尽量靠近绕线齿轮中心即1值小。

     2.线梭平径R应尽量小。

     3.绕线速度ω不能太高(这是与提高生产效率相抵触的)。

     通过图解法得山线梭速度Vx与加速度а的近似曲线,说明如(见图2、图3):

    4.环形绕线机绕线张力的分析2

         1.当绕线齿轮上的小滑轮处于0°位置时,线梭的速度与小滑轮速度V0相等,当а从0-60°时线梭速度逐渐加快,此时有正的加速度当。=600-180`)范围时线梭等速运动,速度为Vm>Vo。当а=180°~263°时线梭速度逐渐减小,此时有负的加速度a = 263°线梭速度与滑轮速度V相等,当а=263°~345°时,线梭速度继续减小,即低于V并有负的加速度,当а=345°时,线梭速度为最小Vo,当а=345°~360°时,线梭速度逐渐上升即有正的加速度。

         2.在绕线齿轮为匀速转动时,线梭速度小会为零,所以摩擦张力机构始终起制动作用,保持导线被拉紧。

         3.若Vp为线梭平均线速度; Vo为绕线齿轮上的滑轮线速度;L为电位器一圈导线的俄周长,则

         4.当绕线速度ω不大:线梭平径R较小,电位器型面尺寸H也较小,型面尽量靠近绕线齿轮中心时加速度的变化是小大的,由加速度引起的惯性力矩要小得多,所以影响绕线张力的主要因素是摩擦力矩。

         我们在绕线机上使用凸轮控制摩擦张力,用以克服速度变化的影响,实践证明没什么效果,反而机构复杂制造调整都不方便,通过对张力的分析,设计时应考虑:

         1.尽量减小绕线齿轮和线梭的直径。

         2.线梭及其传动部件的转动惯量应尽量小。

         3.张力机构产生的摩擦力矩要稳定。

         4.机床的起动和转动应平稳。

绕线机的调试方法和视频

绕线机的调试方法和视频

绕线机的调试方法和视频

一、        绕线机开机之前的准备工作.

作为一种精密设备,为使绕线机能长期保持好较好的工作精度,同时绕线机作为以旋转为主要运动特点的设备,为保证制程安全,所以工机之前我们需仔细检查绕线机工作台上有无杂物,绕线机上的螺丝有无松动,电源开关有没有连接好,漆包线的规格是否符合要求,确认以上问题点都没有问题才可以开机。

二、        精密绕线机的参数设置

按绕线机控制器上的复位键,或是按下绕线机正面的复位按钮,绕线机将自动复位,此时如果需要根据生产安排设置好绕线机参数。则依次按绕线机控制器上的“步序设定””输入”按钮,然后再按输入键,光标则依次在屏幕上的提示灯处依次向后跳跃“起绕点”、“幅宽”、“线径”、“圈数”、“起绕慢撤”、“停止慢车”、“高速”、“低速”、“排线方向”、“绕线方向”等参数,最后按“确认”键确认,并按”复位”键机器存入数据并自动复位,参数设置完成。

在按步序设定输入进入设置界面后,注意,再按输入为向后翻,按-号为往前翻,翻到每个参数都可以根据实际工艺要求键入相应的数字,在起绕点的这个参数时,可以通过键入数字的方式修改参数,也可以通过绕线机控制器右下方的向右或向右的键头为实时调整位置,同时,其参数框的数字会相应实时改变.

高速互感器绕线机

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齿轮式环形线圈包胶带机

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齿轮式环形线圈包胶带机相对于皮带式环形线圈包胶带机,加工范围更大,储带量更多,我们公司的齿轮式环形线圈包带机,经过优分,可以包聚脂薄膜,聚酰亚胺,布带,玻纤带等.

我们现在把齿轮式环形线圈包胶带机的夹持座打开,储带环打开,然后产品放上去,储带环扣上,夹持座合并,然后注意绝缘带的话一定要从剪刀中间经过,等一下要靠剪刀把它剪断,然后从储带环上面的任意一个轴承从外往里穿进去,固定好储带环后面胶带头。前面几圈比较慢,是因为在储带。好,产品完成了,现在我们把它取下来,然后储带环合上,夹持座复原。