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一种用于电感的绕线装置和绕线补偿方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于电感的绕线装置，包括机架、绕线轮、线夹、骨架电机、绕线电机、PLC控制器、张力传感器、第一温度传感器、报警电路、电机驱动器和、电机软启动器。本发明还公开了一种用于电感的绕线补偿方法，包括：步骤一、初始设定；步骤二、测量；步骤三、张力比较；步骤四、绕线电机加速补偿；步骤五、绕线电机减速。本发明绕线装置结构简单、设计合理，通过张力传感器检测绕线轮的张力，实时将绕线轮的张力传送给PLC控制器，PLC控制器根据当前绕线电机的转子温度对绕线电机转速进行补偿，起到了保护绕线电机的作用，自动化程度高，使用操作方便，实用性强，使用效果好，便于推广使用。

Description

一种用于电感的绕线装置和绕线补偿方法
技术领域
本发明属于电感技术领域，具体涉及一种用于电感的绕线装置和绕线补偿方法。
背景技术
电感绕制过程多采用电机带动绕制装置进行，大多数绕制机采用测量-比较-反馈的闭环方式对电机转速进行控制，由于电机是电流控制的，电流通过绕组线圈一方面产生电磁力矩一方面又在绕组的电阻上产生热量，由于绕组阻值是不变的，可知发热与电流大小成正比。当电机转速提高以后，由于反向电动势的作用使得电机相电流无法达到设定值，所以产生在绕组上的热量也就随之减小。大多绕制机并没有考虑到基于温度与电机转速的补偿，一方面由于电机温度与当前环境温度不匹配造成电机损耗，另一方面使得电机驱动效果差，造成电感绕线精度不高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种用于电感的绕线装置和绕线补偿方法，其结构简单、设计合理，通过张力传感器检测绕线轮的张力，实时将绕线轮的张力传送给PLC控制器，PLC控制器根据当前绕线电机的转子温度对绕线电机转速进行补偿，起到了保护绕线电机的作用，自动化程度高，使用操作方便，实用性强，使用效果好，便于推广使用。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种用于电感的绕线补偿装置，其特征在于：包括机架、设置在机架上的绕线机构和用于控制绕线时导线张力的张力控制机构，所述绕线机构包括绕线轮和用于牵引绕线轮上导线的线夹，所述张力控制机构包括PLC控制器和用于带动电感骨架旋转的骨架电机和用于带动所述绕线轮旋转的绕线电机，所述PLC控制器的输入端接有电源模块、用于检测所述绕线轮张力的张力传感器和用于检测所述绕线电机转子温度的第一温度传感器，所述PLC控制器的输出端接有报警电路、用于驱动骨架电机的电机驱动器和用于控制所述绕线电机软启动的电机软启动器。
上述的一种用于电感的绕线装置，其特征在于：所述PLC控制器的输入端接有用于检测所述骨架电机转子温度的第二温度传感器。
利用上述的绕线补偿装置进行绕线的补偿方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、初始设定：通过输入模块设定绕线轮的张力设定值、骨架电机的设定转速、绕线电机的设定转速以及绕线电机的转子最大温度值和转子最小温度值；
步骤二、测量：张力传感器检测所述绕线轮的张力测量值，第一温度传感器检测绕线电机的转子温度；
步骤三、张力比较：若L'<L，进入步骤四，若L'>L，进入步骤五，其中L'表示张力测量值，L表示张力设定值，
步骤四、绕线电机加速补偿：
步骤401、补偿转速计算：PLC控制器根据公式计算绕线电机的补偿转速N'，其中f表示绕线电机的电源频率，P表示绕线电机的磁极对数，S表示绕线电机的转差率，表示温度系数，T表示由第一温度传感器检测到的绕线电机的转子温度；
步骤402、绕线电机加速：PLC控制器控制绕线电机加速，使得N＝N'，其中N表示绕线电机的设定转速，使得绕线电机以补偿转速N'进行工作；
步骤五、绕线电机减速：PLC控制器控制绕线电机减速，使得绕线电机的转速等于绕线电机的设定转速，同时PLC控制器驱动电机降温单元对绕线电机进行降温，使得Tmin≤T≤Tmax，其中Tmin表示转子最大温度值，Tmax表示转子最小温度值；
上述的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：其中C表示绕线电机转子材料的比热容，T1表示t1时刻绕线电机转子的温度，T0表示t0时刻绕线电机转子的温度，t0表示采样起始时刻，t1表示采样结束时刻。
上述的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：所述PLC控制器的输入端接有用于检测所述骨架电机转子温度的第二温度传感器，通过输入模块设定骨架电机的转子最大温度值T'min，当T'≥T'max时，PLC控制器控制报警电路报警，同时切断电源模块，其中T'表示由第二温度传感器检测到的骨架电机的转子温度。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明的结构简单，设计合理，实现及使用操作方便。
2、本发明通过张力传感器检测绕线轮的张力，实时将绕线轮的张力传送给PLC控制器，PLC控制器根据当前绕线电机的转子温度对绕线电机转速进行补偿，起到了保护绕线电机的作用，使用效果好。
3、本发明通过第一温度传感器检测绕线电机的转子温度，通过绕线电机的转子温度在绕线电机的运行过程中对绕线电机转速进行补偿，使得绕线电机在不同温度环境下均能有效实现同步补偿，并减小了张力误差，提高了绕线精度，实用性强，自动化程度高，使用效果好，便于推广使用。
综上所述，本发明结构简单、设计合理，通过张力传感器检测绕线轮的张力，实时将绕线轮的张力传送给PLC控制器，PLC控制器根据当前绕线电机的转子温度对绕线电机转速进行补偿，起到了保护绕线电机的作用，自动化程度高，使用操作方便，实用性强，使用效果好，便于推广使用。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的电路原理框图。
图2为本发明的方法流程图。
附图标记说明:
1—PLC控制器； 2—电源模块； 3—电机软启动器；
4—绕线电机； 5—骨架电机； 6—电机降温单元；
7—报警电路； 8—张力传感器； 9—第一温度传感器；
10—第二温度传感器； 11—磁性传感器； 12—电机驱动器。
具体实施方式
如图1所示，本发明包括机架、设置在机架上的绕线机构和用于控制绕线时导线张力的张力控制机构，所述绕线机构包括所述绕线轮和用于牵引所述绕线轮上导线的线夹，所述张力控制机构包括PLC控制器1和用于带动电感骨架旋转的骨架电机5和用于带动所述绕线轮旋转的绕线电机4，所述PLC控制器1的输入端接有电源模块2、用于检测所述绕线轮张力的张力传感器8和用于检测所述绕线电机4转子温度的第一温度传感器9，所述PLC控制器1的输出端接有报警电路7、用于驱动骨架电机5的电机驱动器12和用于控制所述绕线电机4软启动的电机软启动器3。
如图1所示，本实施例中，所述PLC控制器1的输入端接有用于检测所述骨架电机5转子温度的第二温度传感器10，所述PLC控制器1的输出端接有电机降温单元6。
如图2所示的一种用于电感的绕制补偿方法，包括以下步骤：
步骤一、初始设定：通过输入模块11设定所述绕线轮的张力设定值、骨架电机5的设定转速、绕线电机4的设定转速以及绕线电机4的转子最大温度值和转子最小温度值；
步骤二、测量：张力传感器8检测所述绕线轮的张力测量值，第一温度传感器9检测绕线电机4的转子温度；
步骤三、张力比较：若L'<L，进入步骤四，若L'>L，进入步骤五，其中L'表示张力测量值，L表示张力设定值，
步骤四、绕线电机加速补偿：
步骤401、补偿转速计算：PLC控制器1根据公式计算绕线电机4的补偿转速N'，其中f表示绕线电机4的电源频率，P表示绕线电机4的磁极对数，S表示绕线电机4的转差率，表示温度系数，T表示由第一温度传感器9检测到的绕线电机4的转子温度；
步骤402、绕线电机加速：PLC控制器1控制绕线电机4加速，使得N＝N'，其中N表示绕线电机4的设定转速，使得绕线电机4以补偿转速N'进行工作；
步骤五、绕线电机减速：PLC控制器1控制绕线电机4减速，使得绕线电机4的转速等于绕线电机4的设定转速，同时PLC控制器1驱动电机降温单元6对绕线电机4进行降温，使得Tmin≤T≤Tmax，其中Tmin表示转子最大温度值，Tmax表示转子最小温度值；
本实施例中，其中C表示绕线电机4转子材料的比热容，T1表示t1时刻绕线电机4转子的温度，T0表示t0时刻绕线电机4转子的温度，t0表示采样起始时刻，t1表示采样结束时刻。
本实施例中，所述PLC控制器1的输入端接有用于检测所述骨架电机5转子温度的第二温度传感器10，通过输入模块11设定骨架电机5的转子最大温度值T'min，当T'≥T'max时，PLC控制器1控制报警电路7报警，同时切断电源模块2，其中T'表示由第二温度传感器10检测到的骨架电机5的转子温度。
具体实施时，通过张力传感器8将绕线轮的张力信号转换成电信号，用于控制绕线电机4的扭矩，以保持绕线轮的张力恒定，PLC控制器1通过电机软启动器3控制绕线电机4的转速。当张力测量值小于张力设定值时，PLC控制器1根据绕线电机4的转子温度对绕线电机4的转速进行同步补偿，使得绕线电机4以补偿转速进行工作，弥补了由温度引起的转速误差；当张力测量值大于张力设定值时，绕线电机4减速，同时由于张力测量值大于张力设定值时绕线电机4转速较大，因此绕线电机4减速后对绕线电机4进行降温，从而保护绕线电机4。
当第二温度传感器10检测到的骨架电机5的转子温度大于骨架电机5的转子最大温度值，PLC控制器1控制报警电路7报警，同时切断电源模块2，保护骨架电机5。
以上所述，仅是本发明的实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (5)

1.一种用于电感的绕线补偿装置，其特征在于：包括机架、设置在机架上的绕线机构和用于控制绕线时导线张力的张力控制机构，所述绕线机构包括绕线轮和用于牵引所述绕线轮上导线的线夹，所述张力控制机构包括PLC控制器(1)和用于带动电感骨架旋转的骨架电机(5)和用于带动所述绕线轮旋转的绕线电机(4)，所述PLC控制器(1)的输入端接有电源模块(2)、用于检测所述绕线轮张力的张力传感器(8)和用于检测所述绕线电机(4)转子温度的第一温度传感器(9)，所述PLC控制器(1)的输出端接有报警电路(7)、用于驱动骨架电机(5)的电机驱动器(12)和用于控制所述绕线电机(4)软启动的电机软启动器(3)。
2.按照权利要求1所述的一种用于电感的绕线装置，其特征在于：所述PLC控制器(1)的输入端接有用于检测所述骨架电机(5)转子温度的第二温度传感器(10)，所述PLC控制器(1)的输出端接有电机降温单元(6)。
3.一种利用权利要求1所述的绕线补偿装置进行绕线的补偿方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、初始设定：通过输入模块(11)设定所述绕线轮的张力设定值、骨架电机(5)的设定转速、绕线电机(4)的设定转速以及绕线电机(4)的转子最大温度值和转子最小温度值；
步骤二、测量：张力传感器(8)检测所述绕线轮的张力测量值，第一温度传感器(9)检测绕线电机(4)的转子温度；
步骤三、张力比较：若L'<L，进入步骤四，若L'>L，进入步骤五，其中L'表示张力测量值，L表示张力设定值，
步骤四、绕线电机加速补偿：
步骤401、补偿转速计算：PLC控制器(1)根据公式计算绕线电机(4)的补偿转速N'，其中f表示绕线电机(4)的电源频率，P表示绕线电机(4)的磁极对数，S表示绕线电机(4)的转差率，表示温度系数，T表示由第一温度传感器(9)检测到的绕线电机(4)的转子温度；
步骤402、绕线电机加速：PLC控制器(1)控制绕线电机(4)加速，使得N＝N'，其中N表示绕线电机(4)的设定转速，使得绕线电机(4)以补偿转速N'进行工作；
步骤五、绕线电机减速：PLC控制器(1)控制绕线电机(4)减速，使得绕线电机(4)的转速等于绕线电机(4)的设定转速，同时PLC控制器(1)驱动电机降温单元(6)对绕线电机(4)进行降温，使得Tmin≤T≤Tmax，其中Tmin表示转子最大温度值，Tmax表示转子最小温度值。
4.按照利用权利要求3所述的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：其中C表示绕线电机(4)转子材料的比热容，T1表示t1时刻绕线电机(4)转子的温度，T0表示t0时刻绕线电机(4)转子的温度，t0表示采样起始时刻，t1表示采样结束时刻。
5.按照利用权利要求3所述的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：所述PLC控制器(1)的输入端接有用于检测所述骨架电机(5)转子温度的第二温度传感器(10)，通过输入模块(11)设定骨架电机(5)的转子最大温度值T'min，当T'≥T'max时，PLC控制器(1)控制报警电路(7)报警，同时切断电源模块(2)，其中T'表示由第二温度传感器(10)检测到的骨架电机(5)的转子温度。
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