协普®在分频器绕线机的优势

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在我们沉浸于美妙音乐的世界中时,那清晰悦耳、层次分明的音频效果背后,分频器起着至关重要的作用。分频器能够精准地将输入的音频信号按照不同的频率范围进行分离,随后准确地输送到不同的扬声器单元,从而实现优质的音频输出。而在分频器当中,线圈作为核心部件之一,其质量的优劣直接决定着分频器的性能表现。

 

倘若线圈的质量不尽人意,那么音频信号在传输的过程中就会出现不稳定的情况,进而极大地影响音乐的播放效果。正是在这样的背景下,分频器线圈绕线机应运而生。它的出现为线圈的生产带来了重大的变革,使线圈的生产实现了自动化和标准化。绕线机能够以极高的精度和惊人的速度绕制线圈,有力地确保了线圈的参数一致且稳定性极强。与传统的手工绕线方式相比,绕线机不仅大大提高了生产效率,降低了生产成本,还为产品的质量提供了坚实的保障。

 

分频器线圈绕线机主要由放线机构、绕线机构、排线机构以及控制系统等多个部分组成。这些部分相互协作,共同承担起线圈绕制的重任。

 

在实际工作时,首先需要将骨架安装在绕线机的绕线轴上。接着,放线机构开始放出导线,绕线轴在电机的强力驱动下旋转,带动导线绕制在骨架上。排线机构则根据控制系统的指令,不断调整导线的位置,确保导线能够均匀地排列在骨架上。当绕制的匝数达到设定值时,绕线机会自动停止工作,至此,一个线圈的绕制工作顺利完成。

 

 

分频器线圈绕线机在音频设备制造、电子电器、通信设备等领域有着广泛的应用。在音频设备制造中,它是生产分频器的关键设备之一。通过精确绕制线圈,为音频设备提供高质量的分频器,从而实现出色的音频效果。在电子电器和通信设备中,它可以用于绕制各种电感线圈、变压器线圈等。这些线圈在电子电器和通信设备中起着重要的作用,如滤波、储能、耦合等。

 

随着科技的不断进步,分频器线圈绕线机的应用领域还在不断扩大。例如,在新能源汽车领域,它可以用于绕制电动汽车的电机线圈。电动汽车的电机需要高效、稳定的线圈来实现动力输出,绕线机的高精度和高效率正好满足了这一需求。在航空航天领域,它可以用于绕制卫星和航天器的电子元件线圈。这些电子元件线圈需要极高的可靠性和稳定性,绕线机的先进工艺和严格检测能够确保线圈的质量符合航空航天领域的严格要求。

 

协普公司在分频器线圈绕线机领域投入了大量的研发精力,取得了一系列显著的成果。

 

在绕线精度方面,通过对排线机构和控制系统的深入研究与优化,协普的分频器线圈绕线机能够将绕线精度控制在极小的误差范围内。例如,对于线径较细的导线,绕线机可以精确地按照设定的匝数和排列方式进行绕制,确保每一圈导线的位置精度达到±0.05毫米,极大地提高了线圈的质量和性能稳定性,使得分频器在音频信号处理中能够更加精准地实现分频功能。

 

在绕线效率提升上,协普公司研发了独特的高速绕线技术。通过采用先进的电机驱动系统和高效的传动装置,绕线机的绕线速度相比传统机型提高了 30%。同时,结合智能的控制系统,能够实现连续不间断绕线,大大缩短了单个线圈的绕制时间。以一款常见的分频器线圈为例,原来手工绕制需要 10 分钟左右,而使用协普的绕线机仅需 3 - 4 分钟,显著提高了生产效率,为大规模生产提供了有力支持。

 

在多功能性方面,协普的分频器线圈绕线机具备强大的适应性。通过设计可更换的绕线模具和灵活的参数调整功能,能够绕制多种不同规格、形状和参数要求的分频器线圈。无论是小型化的音频设备用分频器线圈,还是大型专业音响系统中的分频器线圈,都能在同一台绕线机上实现高质量的绕制。例如,对于不同内径、外径和高度要求的线圈骨架,绕线机都可以通过简单的模具更换和参数设置,快速切换生产模式,满足多样化的市场需求。

 

此外,协普公司还注重绕线机的操作便捷性和智能化程度的研究。研发了简洁易懂的人机交互界面,操作人员只需经过简单培训,即可熟练掌握操作方法。同时,绕线机还具备智能故障诊断和预警功能,能够实时监测绕线过程中的各项参数,一旦出现异常情况,如导线断裂、绕线张力异常等,会立即发出警报并提示故障原因,方便操作人员及时处理,减少生产中断和设备损坏的风险。

 

分频器线圈绕线机作为电子制造业中的重要设备,其重要作用不可忽视。它以高精度、高效率、多功能等显著特点,为分频器的生产提供了有力的支持。随着科技的不断进步,绕线机也在不断发展和创新。未来,它将更加智能化、高速化、多功能化和绿色环保,为电子制造业带来更加辉煌的明天。相信在不久的将来,分频器线圈绕线机将在电子制造业中发挥更加重要的作用,为我们的生活带来更多的惊喜和便利。

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 协普®绕线机蜂房线圈绕线机

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                                                         蜂房线圈绕线机
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协普数控蜂房绕线机,专为蜂房电感线圈设计,蜂房线圈以其体积小,分布电容小,而且电感量大在一些特殊场合具有不可替代性。之所有有这些优良特性,是因为蜂房线圈的独特结构,

传统蜂房式绕线机是靠一套复杂的齿轮系统实现功能,如果需要绕制不同的蜂房线圈,需要制造并更换不同的齿轮,相当繁琐而且效率极低,协普数控蜂房绕线机采用高精度控制系统,配合特定算法,绕制精度高,速度快,通过不同的设置即可绕制不同宽度,不同折点,不同匝数的蜂房线圈,让您绕制蜂房线圈时得心应手。 


蜂房线圈的电感量大,主要是是因为其特殊的结构致。它在绕制成型后,从外观来看,就像是一个蜂房,由线圈形缠规则的缠绕形成一个一个蜂房,在这一个一个蜂房中,每个蜂房的磁通量都是相互连通的,并且这些小磁体的磁通量密度是随着时间和位置的变化而变化的,就像在一个蜂房中的食物一样。这种磁通量孔隙的分布使得蜂房线圈的电感量较大,因为它有更多的磁体相互作用,从而形成更多的磁通,提高了电流的磁导率,使得电感量增加。

同时,由于蜂房线圈中每个小磁体的磁通量是相互连通的,所以可以通过增加蜂房的大小来增加电感量。蜂房线圈的电感量较大是由其形状和磁通量孔隙分布所致,而并不是因为电阻会增加。

绕制蜂房式线圈的绝缘导线可以是单股漆包线,也可以是多股漆包线或是丝包线。

人们通常很好奇这种线圈怎么绕出来的,下面用我们公司开发的数控蜂房线圈绕线机给大家演示。


 协普®绕线机成功发布热式微量流量计绕线机

协普®绕线机成功发布热式微量流量计绕线机

                                                  

     热式微量流量计有很多优点,主要优点是精度较高,能够测量流量范围较小的微小流体,精度通常可以在1%以内。再就是体积小,可以方便的设计成模块单元,方便安排排布。还可以直接输出电信号,与数据采集器通讯便捷。

     但是其制造难度高,特别是铂金电阻加热线圈,需要热式微量流量计绕线机,在一根直径极小的毛细管上绕制直径0.02-0.05的铂金丝,铂金丝的直径小本身质地较脆弱,毛细管同样需要克服在缠绕过程中铂金丝张力引起的径向位移,而且要求排列整齐,张力稳定,电阻一致,所以其工艺难度极高,目前这种热式微量流量计绕线机微精密缠绕技术长期由日本,荷兰,德国的传感器企业所撑握。

    国内的精密绕线机制造体系从低端走向高端,存在着巨大的挑战,因为在制造设备环节上存在不足,并不只是热式微量流量计绕线机等个别设备的问题,而是整个精密绕线机产业都缺乏自主开发的条件,业界长时间热衷于模仿国外同业技术,而使用者长期迷信进口设备,也是国内绕线机企业缺乏自主开发的条件之一,所以国产热式微量流量计成本一直居高不下。

   所以,协普作为国内专注于特殊精密缠绕的技术公司,多年来关注此一领域,并受邀于国内相关领域的科技公司,科研院所,将开发热式微量流量计绕线机提上日程。

目前,协普已经掌握的热式微量流量计绕线机最先进的工艺是直径0.35的毛细管绕制0.02mm铂金丝,呈整列状态,其工艺效率,绕制方案同比国外同业亦具有先进性。我们在成功开发热式微量流量计绕线机,国内使用单位不必再迷信进口热式微量流量计绕线机的先进性。

国内微流量传感器企业发展这么多年,已经和国外绕线机供应商形成了一种默契度,多年的合作可能很难瞬间打破,也是出于这种考量,协普从一些细分特性较强的绕线机种类,比如光纤绕线机,带绊钛板绕线机,扫描式电镜线圈绕线机,极化线栅绕线机,热式微量流量计绕线机等,寻找突破口。

  

 协普®绕线机成功为电镜绕组工艺提供有竞争力的解决方案

协普®绕线机成功为电镜绕组工艺提供有竞争力的解决方案

扫描电子显微镜中的漆包线绕组

扫描电子显微镜其主要组成部分:电子光学系统、信号收集处理系统、真空系统、图像处理显示和记录系统、电源系统和计算机控制系统等组成。而其中核心部分为电子光学系统,其主要由电子枪、电磁聚光镜、光阑、扫描系统、消像散器、物镜和各类对中线圈组成.

         协普®绕线机作为专业的精密绕线方案解决供应商,我们重点关注其中电磁聚光镜,物镜及消像散器,因为其主要部件构成是漆包线绕组,而且其绕组的精度与一致性与扫描电子显微镜的成像质量高度相关。

电磁透镜线圈.

           

电磁透镜主要是对电子束起约束汇聚作用,可以将它看作是光学中的凸透镜。由于电子束在旋转对称的磁场中会受到洛伦兹力的作用,从而产生聚焦作用。所以能产生这种旋转对称而非均匀磁场并使得电子束聚焦成像的漆包线绕组线圈的质量就显得非常重要。

     磁透镜中的漆包线绕组线圈,当电流通过线圈的时,极靴被磁化,并在心腔内建立磁场,对电子束产生聚焦作用。磁透镜中的漆包线绕组有两种,分别为聚光镜漆包线绕组和物镜漆包线绕组,靠近电子枪的透镜是聚光镜漆包线绕组,靠近试样的是物镜漆包线绕组。一般聚光镜是强励磁透镜漆包线绕组,强励磁透镜漆包线绕组匝数多,呈圆柱状多层排列,要求旋转对称性好

 协普®绕线机关于精密绕线机排线速度曲线控制的研究

协普®绕线机关于精密绕线机排线速度曲线控制的研究

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。 

 协普®绕线机大型变压器绕线机的优化设计

协普®绕线机大型变压器绕线机的优化设计

协普®大型电力变压器绕线机的优化设计

   在制造电力变压器的时候,绕制变压器线圈是一个超重要的步骤,你想想,变压器线圈绕得更牢靠、整齐一点,变压器的强度和防护短路能力都能大大提高。但现在的变压器绕线机大多都得靠人工来对线圈进行额外整理,整个设备自动化程度低,生产效率也不高,所以,研发一台优秀的大型变压器绕线机对我们公司来说是至关重要的事情。

                                   

    我们对变压器绕线机的主轴技术、压紧力与绕组质量之间的关系以及压紧力的控制等关键技术进行了深入研究。根据变压器绕制原理和工艺流程,我们提出了一整套大型变压器绕线机的整体设计方案,包括机械结构和电气控制。从机械上来说,我们简化了传统变压器绕线机的复杂结构。而在电气控制方面,我们确保电机启停时的稳定性,保证绕组线圈在绕制过程中的松紧度均匀。对于变压器绕线机的核心部件——主轴系统和压紧装置,我们进行了类型和参数的计算和选择。通过压紧装置,我们能够在变压器绕组线圈绕制的过程中提供实时的轴向和辐向压紧力,这对于提高绕组的紧密度非常有效。

    我们还利用了有限元对绕线机的辐向压紧装置进行了静力学分析,并根据分析结果进行了结构优化。我们发现,随着绕组层数和匝数的增加,所需的轴向和辐向压紧力也会相应变化。通过分析实验数据,我们发现在绕制质量要求范围内,绕制压紧力有一个最大值和一个最小值,而将绕制压紧力与层数及匝数近似成正比关系是最合理的选择。

    我们公司开发的大型变压器绕线机已经初步调试完毕并投入市场。经过测试,这台变压器绕线机各项性能参数都符合设计要求,运行稳定高效。它能绕制出紧密规整的变压器绕组线圈,而且得到了市场的充分肯定。

   电力变压器作为电网设备,通过变压器绕组线圈间的电磁感应进行电压的转换。随着市场的不断发展,对变压器的制造水平提出了更高的要求,市场需要更节能、高效的变压器。因此,变压器制造工艺的优化显得尤为关键质量和性能都取决于工艺设备。变压器绕线机的技术水平直接反映了变压器的制造水平。因此,加快变压器绕线机的开发是提高变压器性能的重要保障。

 协普®绕线机成功克服极化线栅精密缠绕技术

协普®绕线机成功克服极化线栅精密缠绕技术

由于这些由精密绕线机绕制的极化线栅没有底层基板,因此它们的优点是不受基板相关的色散和吸收影响,并且在传输时也不会出现光束偏差。这提供了一种薄、紧凑和通用的偏振元件,在广泛的传输范围内具有高度偏振。

    

目前,我国使用的极化线栅因为没有专业的绕线机,大多数为进口极化线栅,价格昂贵;而国内加工线栅的方法主要以人工缠绕为主,精度较低,生产周期较长。同时,国内外的绕线机主要应用在电子元器件、传感器等,控制变量较为单一,且主要控制方式多为紧密排布,即使是高精度绕线机,也少有针对极化线栅的等间距排布,所以精度不能达到其需要的要求。因此,协普绕线机成功克服极化线栅精密缠绕技术显得极为重要。

 协普®绕线机成功发布射频消融导管绕线机

协普®绕线机成功发布射频消融导管绕线机

                    协普®绕线机成功发布射频消融导管绕线机

        射频消融技术具有消融和切割功能,治疗机理主要为热效应。射频是指无线电频率,频率达到每秒15万次的高频振动,但它不属于无线电通信中波段的划分。     

       协普®绕线机经过不断试验优化,将此绕线工艺完成。

         

      此绕线机的工作流程如下:

             1. 射频消融导管绕线机主动送线装置确保放线过程不断线,不打节.

            2.双折A段计量出线.

            3.人工折线头.

            4人工固定线头. (线头固定暂定两种方案)

                  4.1胶水固定起头位置.夹具锁紧PEEK管.

                  4.2康铜丝挂在钢管一特征上.绕制完成后胶水固定首尾两端.)

            5.按射频消融导管绕线机启动键绕制.

            6.( 射频消融导管绕线机绕制过程中AB两段线均有可调整的张力)

            7.绕制到指定位置跳格.(具体跳的长度可以设置,跳格时旋转的角度可以设置.

            8. 射频消融导管绕线机绕制完成后馈线点停止在结束处并保持张力.

            9.人工点胶固定线尾

            10. 射频消融导管绕线机两端同轴,旋转方向同步.

            11.锁紧轴芯后两端需要有可调整的预拉伸力.

协普/REPOSAL®精密绕线机

协普/REPOSAL®精密绕线机

协普/REPOSAL®精密绕线机

协普®绕线机发布分频器电感专用绕线机

协普®绕线机发布分频器电感专用绕线机

                协普®绕线机发布分频器电感专用绕线机

        在日常生活中,你是否会注意到汽车上不止有一个喇叭呢?而且造价越昂贵的汽车上的喇叭也就越多。按正常人的思维,汽车只要有一个喇叭能发出声音讯号就行,多的喇叭是为什么呢?原因很简单,比如转向灯和警示的喇叭声是完全不同的,发出的声音频率不同,高音和低音要使用的扬声器的声音范围自然也不同。单个扬声器无法播放全频率的声音,一种声音可能需要多种频道的声音组合起来才能达到明确提示人们的效果。

        于是,为了让每一个扬声器都发出适合它的音频,就要用到分频器这样的工具。分频器用简单的话来说就是用电容与分频器绕线机绕制的分频器电感线圈组成的滤波电路,用电容过滤低频留高频给高音扬声器,而用分频器绕线机绕制的分频器电感过滤高底留低频给低音扬声器,这样就把一段声音中的不同频段的声音信号区分开来。它有着不同的声音频率通道,高频率声音通道只能通过高频率声音,中低频率声音同理。将声音区分后再将声音放入相应的声音放大器中放大声音并播放,最终就能得到我们想要的最准确的音频。

                                        

         分频器分为两类,一是功率分频器,二是电子分频器。

         功率分频器是设置在音箱中的,音箱中的功率放大器先将声音功率放大,再由功率分频器将其分为高中低三段音频信号,最后送到不同扬声器中播放。这种功率分频器的优点就是连接和使用简单便捷,但它的缺点也很明显,那就是它的消耗功率大且参数偏离值大,声音频率的误差大,它的误差是与扬声器的阻抗有关,因此不方便调整。

         为了更加灵活地播放音频,我们就生产出了电子分频器。电子分频器是先将音频信号进行区分,再放到不同的功率放大器中放大,最后再送到相应扬声器中。电子分频器的优点是损耗小,便于调整。功率放大器和扬声器直接连接,扬声器单元之间的干扰小,高中低的信号频率独立出来,信号的频率干扰小更准确,音质也更清晰。这种缺点是区分后的声音频率每个都要有独立的功率放大器,造价高且电路相对复杂。

         这里我们着重讲的是电子分频器,通过以上内容我们大致了解了一些,接下来是更加深入分析它的特点。

         现在的音箱种类多而复杂,要使用的电子分频器也要灵活多变,比如2分频、3分频、4分频等,顾名思义就是将音频的频率分为几档。

         使用分频器也在一定程度上保证了扬声器的工作效率。因为不同的扬声器的工作频率是不同的,不同频率的音频得用口径不同的扬声器才能播放出好的效果,例如低频声音用口径大的扬声器效果更好,而中频相反要用口径小的扬声器。如此种类多样的扬声器为了高效率高安全地工作,就得用电子分频器为其提供合适的音频,分频器除了分频声音外还能保护好扬声器,在这个过程中,专业的分频器电感绕线机绕制的优质分频器电感功不可没。

协普®绕线机成功实现无骨架毛细管式磁性液体加速度传感器的线圈制备工艺

协普®绕线机成功实现无骨架毛细管式磁性液体加速度传感器的线圈制备工艺


磁性液体既能像液体一样流动,又能像固体磁性材料一样被磁场吸引的胶体溶液,如果在纳米级的固体磁性颗粒周围包覆一层能够防止固体颗粒相互结合的表面活性剂,那么磁性液体就具有足够的稳定性,在重力和磁场的长期作用下也不会发生团聚和沉降。

特别是磁性液体中的非磁性物质在非均匀磁场中会受到一个指向弱磁场区域的磁场力,这使得许多磁性液体加速度传感器便可基于该种特性而设计。

         

  这些特性使得磁性液体加速度传感器与传统加速度传感器相比具有无磨损,灵敏度高,结构简单等诸多优点。

然而现有磁性液体加速度传感器大多采用了固体质量块作为非磁性物质,并利用线圈检测不同加速度情况下电感的变化来获得输出信号,但其缺点是导致磁路复杂,传感器稳定性较差。

新的解决方案应运而生-采用毛细管式的磁性液体加速度传感器,稳定性好、磁路简单、测量结果准确可靠且使用时效长。



绝缘带缠绕机器

绝缘带缠绕机器

绝缘带缠绕机器

视频中的线圈用于铁路制动,包的绝缘材料是璃璃纤维.

产品内呈纺锤形,两头略尖,所以用机器实现难以实现.

协普通过优化缠绕轮的截面形状,配合实时人工介入控制达到客户要求.


马蹄形空心杯电机线圈及绕线机研发

马蹄形空心杯电机线圈及绕线机研发

  马蹄形空心杯电机线圈及绕线机

现在中国在空心杯电动机制造方面愈发关注,因为国内自动化空心杯电机产品发展和研究的时间较短,所占有的比例不高,并且中国的人口密集劳动力低廉,即使卷绕式生产即使工序多、酬劳成本巨大,还是拥有占比例极高。最近几年,中国愈发关注空心杯电机和自动绕线技术,在绕线机设备研发制造方面有了不错的进步和突破。

对电机性能的产生影响的关键原因之一是电机中的转子线圈,空心杯电机中的转子没有铁芯,惯量小,功能性卓越而且适用应用的范围广。另外在对线圈绕制设备的研发中,马鞍形线圈排列规整,磁体的利用效率高。

                         

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。

协普®绕线机关于变压器绕线机张力控制的研究

协普®绕线机关于变压器绕线机张力控制的研究

             在现代社会,电力如同奔腾不息的洪流,为我们的生活和生产注入强大动力。随着我国科学技术和经济的迅猛发展,对电力的需求与日俱增,输配电变压器作为电力系统的重要基石,其需求量也节节攀升。

变压器,堪称电力系统的心脏,而其内部的绕组线圈则是这颗心脏的关键组成部分。绕组线圈中漆包线与绝缘带的绕制质量,直接决定了变压器工作的可靠性。而这绕制质量的优劣,在很大程度上取决于变压器绕线机的性能。

随着变压器需求的大幅上扬,对变压器绕线机的性能要求也越来越苛刻。一台性能卓越的变压器绕线机,不仅要满足安全性、智能化和高效率等要求,还需具备高稳定性的硬件、易用的软件以及出色的张力控制等功能。

然而,目前我国变压器绕线机行业的发展仍面临诸多挑战。智能化水平相对较低,稳定性也有待提高,高端设备大多依赖进口,价格高昂。

协普绕线机 深知这些挑战,一直在努力提升自身产品的性能和品质。其不断加大研发投入,致力于改善绕线机的智能化水平和稳定性,力求为行业发展贡献力量。

变压器绕线机在工作时,其卷材通常是金属导线与绝缘纸张,由于它们具有一定弹性,卷材输送速度或卷辊半径的变化,都会导致绕线张力的改变。例如在收放卷过程中,若卷辊角速度恒定,卷材半径变化就会引发张力波动。张力过大,卷材可能变薄甚至断裂;张力过小,物料排布会不均或产生褶皱,进而影响变压器绕组线圈的质量。

与国外相比,我国现有的国产变压器绕线机在张力控制方面存在不足。其张力通常通过机械摩擦产生,不够稳定,容易导致导线与绝缘带排布稀疏、线圈外径超差等问题。此外,我国变压器绕线机整体发展水平与欧美发达国家相比,在加工质量和生产效率方面存在差距。

具体表现为:其一,排线布线、添加绝缘层等工序依赖人工操作,效率低下且质量不稳定。其二,绕线过程中电机频繁启停和反转,张力波动大,线圈绕制不规律,质量难以保证。其三,国内绕线机机械结构相对简单,无法胜任复杂线圈的绕制任务。

国外的变压器绕线机发展较为成熟。印度 TrishulEngineers 公司的 T-600AH 全自动变压器绕线机,能同步缠绕导线与绝缘带,精度高、张力稳、效率高。瑞士 TubolyAstronic AG 公司的 EFECO 800 全自动绕线机更是出色,在高速、高精缠绕的同时,还拥有智能排线系统。加拿大 MTM、意大利 LAE 和韩国 UPI 等公司的产品也具备较高的智能化和稳定性。

在张力控制研究方面,自上世纪 90 年代起,众多学者就开始深入探索。Bastogne TKoc H 等学者开启了理论研究与建模仿真的先河。进入 21 世纪,更多学者投入其中。

协普绕线机积极关注国内外相关研究成果,并将有益的理论和技术应用于自身产品的改进中。

Mahawan B 等人于 2001 年提出的绕线机电控跟踪系统,在较大干扰下仍能实现设备的轨迹跟踪控制。2008 年,Wen P 等人设计的张力控制方案,在保证质量的前提下允许一定张力波动下改变绕制速度。2010 年,Ponsart J C 等人将观测器理论应用到变压器绕线机上,提高了张力控制精度。2017 年,Mahesh Ghate 等人针对特定绕线机的张力系统进行优化,展现出良好的鲁棒性。2020 年,Ma Quanjin 等人针对长丝绕线技术应用的 3 轴纤维绕线机中张力波动问题,设计的双 PID 张力控制系统效果显著。

我国从上世纪 70 年代开始研制变压器绕线机,通过仿制和学者们的努力,取得了一定成果。但受国外核心技术垄断影响,与国外仍存在差距,尤其在制造工艺和控制方案方面。

目前,国内的变压器绕线机主要处于半自动化阶段。例如东莞市纵横机电科技有限公司的 FTWloo CXL 变压器绕线机,适用于中小型变压器线圈绕制。江西亿博自动化设备有限公司的 ZBR80010001200 多头自动布线绕线机,可实现导线自动排线。

协普绕线机一直致力于推动国内变压器绕线机向全自动化、智能化方向发展,不断优化自身的制造工艺和控制方案。

然而,国内在绝缘带排布和张力控制方面仍有待突破,这极大地影响了绕制线圈的质量和生产效率。因此,研发能自动排布导线与绝缘带且张力恒定的控制系统意义重大。

张力控制是变压器绕线机设备的关键技术。张力过小,导线或绝缘带会松弛、堆积、褶皱;张力过大,会导致其变形、拉伸过量甚至断裂。对于变压器绕线机来说,张力控制状况直接影响绕组线层间的致密性。

目前,张力控制主要有手动、半自动和全自动三种方案。手动控制需人工分阶段调节,半自动控制通过检测卷径变化调整张力,全自动控制则通过张力检测器直接测定并反馈张力数据来调节。

上世纪 80 年代,国内多采用手动控制张力,后因需求提高逐渐被取代。本世纪以来,国内学者对收放卷全自动张力控制系统进行了深入研究。

2005 年,天津工业大学杨涛等人用 PLC 设计的方案,精准控制细微漆包线绕制速度。2010 年,史耀耀等人研究非连续卷材工艺,通过 PID 算法实现缠绕。2018 年,Zhiyong w 等人针对三轴纤维绕线机问题建立恒张力控制系统。2020 年,宋辰亮等人通过摆杆式张力调节机构和变形的 PID 控制算法,优化绕线机张力调节效果。

协普绕线机在张力控制方案的探索上也从未停止,不断尝试创新,以提升产品的竞争力。

但由于变压器绕制设备结构复杂、影响因素众多,张力控制系统在不同情况下存在非线性与耦合性,这仍是设备控制的难点。恒张力控制对保证绕线质量至关重要,因此研究适用于工业生产的恒张力控制系统具有现实意义。

在配电变压器绕组线圈结构中,导线层之间需留绝缘间隙排布绝缘纸带,所以变压器绕组线圈通常分层缠绕。其绕制过程较为复杂,先导线放卷并送至主轴模架,期间摆动辊调整张力与速度,主轴电机驱动主轴绕线。然后绝缘带放卷并送至主轴模架,多个卷辊配合调整张力。最后多个电机协同驱动排线轴等进行第一层绕制与排线,完成后导线电机反转,压辊剪切绝缘纸,喷胶机粘合,再进行下一层绕制。

以瑞士 EFECO 800 型变压器绕线机为例,其机械结构主要包括主轴模架、卷绕主轴、喷胶机等。卷绕主轴包含主轴电机、减速机等,驱动主轴旋转,脚踏开关控制启停。导线绕制机构有放线轮、调节手轮等,绝缘带绕制机构有张力反馈装置等。排线机构由排线轴、排线小车等组成,能实现精准排线。

对于变压器绕线机来说,张力控制情况直接影响绕组线层间的致密性。实际工程中,机械加工精度、传感装置性能等都会对张力控制产生影响。比如卷径变化、收放卷轴启停和加减速、设备制造与装配精度、电机正反转以及硬件性能等。

张力检测有三种方式。直接使用张力传感器测量,操作简单但局限性大;浮辊张力检测,测量器件灵活但精度低;浮辊/反馈复合张力检测,精度高但方式复杂。

在变压器绕线机的排线过程中,排线机构与绕线位置的调整以及排线角度的控制是保证绕制线层致密性的关键。

排线机构通过主轴上的旋转编码器测量角度,将数据传输给控制器,控制器处理后驱动排线电机,实现卷绕和排线的速度耦合。

在实际绕线中,导线和绝缘带的张力要保持恒定,并与排线机构配合。自动排线控制方案中,主控制器控制电机组协同运作,主轴与排线机构配合分层绕制,编码器实时反馈数据,按控制算法调整各轴速度,确保排线精确。

排线角度至关重要,角度过大或过小都会影响排线效果。绕线时根据角度变化调整线、带进给速度,并遵循总体轨迹。由于绕制是分层进行的,分为导线层(奇数层)和绝缘层(偶数层),排线过程可分为多个阶段循环进行。

变压器绕线机的自动排线对电机控制算法要求很高,需要各轴电机协同操作,驱动执行机构紧密配合,共同完成变压器线圈的全自动绕制与排布。常见的多电机协同控制结构有并联同步控制、主从电机控制、交叉耦合协同控制、相邻交叉耦合控制和偏差耦合同步控制,各有优劣。

总之,变压器绕线机在电力领域中至关重要。我国在这一领域虽取得一定成果,但仍需不断努力,加强自主研发,提升技术水平,缩小与国外的差距,推动行业发展,为电力事业贡献更多力量。协普绕线机也将继续秉承创新、进取的精神,为提升我国变压器绕线机的整体水平不懈努力。