CN110212716B - 一种电机生产智能化绕线设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及转子绕线机技术领域，且公开了一种电机生产智能化绕线设备，包括固定转轴的外部固定安装的定磁铁，绕线针的端部固定安装的随绕线针同步移动的动磁铁，以及绕线机头的端面固定安装有用于测量电流大小的霍尔电流传感器。本发明通过在转子架的内外两侧分别安装定磁铁和动磁铁，由定磁铁和动磁铁形成的强磁场，利用绕线针的周向运动带动该强磁场通过已绕接的线圈产生变化的磁通量，从而使得已绕接的线圈产生感应电动势，并利用破皮形成闭合回路的线圈内存在感应电流的特点，以检测电流参数为参考，达到破皮检测效果，进而达到边绕线边检测的目的，以节省残次品上的线圈消耗以及加工时间消耗，降低生产成本，提高生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及转子绕线机技术领域，具体为一种电机生产智能化绕线设备。
背景技术
当前，电机的转子上的漆包线绕线安装均是通过机械自动化安装，分全自动化与半自动化，存在两种绕线工艺，一种是直接绕线法，采用绕线机将单股漆包线直接绕在转子的极翼上面，另一种是间接绕线法，即先将漆包线绕成额定匝数，再将额定匝数的线圈嵌设进转子极翼上，由专业安装设备拉紧线圈。
上述两种安装工艺，由于漆包线需要适度拉紧并以较为密实的状态按序绕接，漆包线之间的相互压擦，会存在绕线过程中，漆包线的破皮问题，当前，对于漆包线的破皮问题，均是采用在绕线机安装完成之后使用检测设备对产品进行检测以剔除残次品，此举，不仅会造成已安装转子的成品线圈浪费，而且，生产的效率不高，为此，提出一种绕线设备，可在绕线过程中，实现边绕线边检测的功能，从而有效解决上述问题。
发明内容
针对背景技术中提出的现有自动化转子绕线机在使用过程中存在的不足，本发明提供了一种电机生产智能化绕线设备，具备绕线过程中检测的优点，解决了上述背景技术中提出的问题。
本发明提供如下技术方案：一种电机生产智能化绕线设备，包括固定转轴和绕线机头，以及安装于绕线机头的端部并可进行周向运动的绕线针和套设于固定转轴外部的转子架，所述固定转轴的外部固定安装有定磁铁，所述绕线针的端部固定安装有随绕线针同步移动的动磁铁，所述定磁铁与动磁铁磁极相异且对应布置，所述绕线机头的端面固定安装有用于测量电流大小的霍尔电流传感器。
优选的，所述霍尔电流传感器固定安装在绕线机头相对转子架的中轴线偏心位置。
优选的，所述霍尔电流传感器的磁补偿线圈产生的磁通量补偿增设定磁铁和动磁铁综合磁场效应。
优选的，所述定磁铁在固定转轴的外部设定个数与转子架的极翼数量相同且对应布置，所述定磁铁的磁力面大于转子架的绕线断面。
优选的，所述动磁铁为电磁铁，且所述电磁铁采用脉冲电流。
优选的，所述霍尔电流传感器的输出端电连接控制器，所述控制器用于判定电流大小并控制绕线针的绕线电机启闭。
优选的，所述控制器判定电流大小的准则为是否高于非零预设值，是则动作，否则不动作。
本发明具备以下有益效果：
本发明通过在转子架的内外两侧分别安装定磁铁和动磁铁，由定磁铁和动磁铁形成的强磁场，利用绕线针的周向运动带动该强磁场通过已绕接的线圈产生变化的磁通量，从而使得已绕接的线圈产生感应电动势，并利用破皮形成闭合回路的线圈内存在感应电流的特点，以检测电流参数为参考，达到破皮检测效果，进而达到边绕线边检测的目的，以节省残次品上的线圈消耗以及加工时间消耗，降低生产成本，提高生产效率。
附图说明
图1为本发明结构安装位置示意图；
图2为本发明电气控制流程图。
图中：1、固定转轴；2、绕线机头；3、绕线针；4、转子架；5、定磁铁；6、动磁铁；7、霍尔电流传感器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，一种电机生产智能化绕线设备，包括固定转轴1和绕线机头2，以及安装于绕线机头2的端部并可进行周向运动的绕线针3，进行电机转子的绕线生产时，将转子架4套设于固定转轴1的外部，由固定转轴1依据智能设备的程序设定做额定角度转动，以切换不同转子架4的绕线，绕线针3可在绕线机头2的端部由设备驱动做周向运动，该周向可为椭圆或矩形，以驱使绕线针3端部的漆包线绕接在转子架4的极翼上，为实现检测的目的，在固定转轴1的外周向固定安装有定磁铁5，并且在绕线针3的端部安装能够随绕线针3同步移动的动磁铁6，动磁铁6与定磁铁5磁极异向相对布置，同时，在绕线机头2的端面固定安装一组用于测量电流的霍尔电流传感器7。
由此，在绕线针3以周向运动进行漆包线的绕线安装时，动磁铁6与定磁铁5相吸组成的磁场也会随着绕线针3做周向运动，同时转子架4的铁质材料亦会加强磁场强度，从而使得绕线针3绕接在转子架4上的线圈发生磁通量的变化，根据磁感应原理，转子架4上已绕接的线圈即产生感应电动势，由于绕线针3的轨迹一定，即动磁铁6与定磁铁5形成的磁场穿过转子架4上绕接线圈的磁通量变化率一定，故而，由磁感应原理可知，转子架4上绕接的线圈产生的感应电动势大小随着绕接匝数的增多而成正比提高，此时，霍尔电流传感器7检测不到电流的存在，当转子架4上绕接的漆包线出现破皮现象后，即转子架4上绕接的线圈会产生一个闭合回路的线圈，此时，动磁铁6和定磁铁5形成的磁场在此闭合回路产生磁通量的变化，会使得该闭合线圈产生方向不断变化的瞬时电流，从而霍尔电流传感器7会检测到电流而产生预警措施，阻止绕线工作的继续进行，节约漆包线，降低残次品产生率以及返工所带来的重复劳作，提高生产效率。
其中，为了实现霍尔电流传感器7的精确检测，霍尔电流传感器7安装在绕线机头2相对转子架4的中轴线偏心位置，具体地，将霍尔电流传感器7的检测点正对转子架4的内边缘安装且不影响绕线针3的轨迹运动，由此，转子架4上破损漆包线形成的闭合回路线圈的一个侧边上电流带来的相对霍尔电流传感器7处的磁场变化更加明显，使得霍尔电流传感器7更易检测。
按照霍尔电流传感器7的检测原理，为避免动磁铁6和定磁铁5产生的磁场对霍尔电流传感器7的影响，在检测前，需要对霍尔电流传感器7的作出补偿磁场设定，使得霍尔电流传感器7的补偿磁场平衡动磁铁6和定磁铁5相对霍尔电流传感器7磁场的变化。
其中，定磁铁5在固定转轴1的外部设定个数与转子架4的极翼数量相同，且对应布置，同时，定磁铁5的磁力面要大于转子架4的绕线断面，设定是为了保障定磁铁5和动磁铁6形成的磁场能够包围转子架4上的绕线面积，以产生磁通量的稳定变化效果，即磁通量变化率不变，相应的，由此设定所带来的即时绕线设备使用对象的范围限定，凡低于上述设定要求的，均不能采用此设备安装。
其中，由于转子架4上漆包线破皮产生的闭合回路线圈通常情况下都是一圈，根据法拉第电磁感应定律：E＝ΔΦ/Δt，动磁铁6可设为电磁铁，且电磁铁的电流采用脉冲电流，从而使得产生的电流符合霍尔电流传感器7的检测精度要求。
其中，由霍尔电流传感器7检测的电流采取预警措施包括发出警报以及由控制器控制绕线电机停止对绕线针3的驱动，由工作人员换下转子架4，重新安装新的转子架4，并将已换下的转子架4上漆包线取下后再利用。
为避免检测误差对加工过程的影响，控制器对接受到来自于霍尔电流传感器7的电流进行判定，判定准则为非零预设值，高于非零预设值即动作，否则不动作，此设定是考虑加工环境中可能存在的磁场变化对于霍尔电流传感器7的影响。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种电机生产智能化绕线设备，包括固定转轴（1）和绕线机头（2），以及安装于绕线机头（2）的端部并可进行周向运动的绕线针（3）和套设于固定转轴（1）外部的转子架（4），其特征在于：所述固定转轴（1）的外部固定安装有定磁铁（5），所述绕线针（3）的端部固定安装有随绕线针（3）同步移动的动磁铁（6），所述定磁铁（5）与动磁铁（6）磁极相异且对应布置，所述绕线机头（2）的端面固定安装有用于测量电流大小的霍尔电流传感器（7）。
2.根据权利要求1所述的一种电机生产智能化绕线设备，其特征在于：所述霍尔电流传感器（7）固定安装在绕线机头（2）相对转子架（4）的中轴线偏心位置。
3.根据权利要求1所述的一种电机生产智能化绕线设备，其特征在于：所述霍尔电流传感器（7）的磁补偿线圈产生的磁通量补偿增设定磁铁（5）和动磁铁（6）综合磁场效应，在检测前，使得霍尔电流传感器（7）的补偿磁场平衡动磁铁（6）和定磁铁（5）相对霍尔电流传感器（7）磁场的变化。
4.根据权利要求1所述的一种电机生产智能化绕线设备，其特征在于：所述定磁铁（5）在固定转轴（1）的外部设定个数与转子架（4）的极翼数量相同且对应布置，所述定磁铁（5）的磁力面大于转子架（4）的绕线断面。
5.根据权利要求1所述的一种电机生产智能化绕线设备，其特征在于：所述动磁铁（6）为电磁铁，且所述电磁铁采用脉冲电流。
6.根据权利要求1所述的一种电机生产智能化绕线设备，其特征在于：所述霍尔电流传感器（7）的输出端电连接控制器，所述控制器用于判定电流大小并控制绕线针（3）的绕线电机启闭。
7.根据权利要求6所述的一种电机生产智能化绕线设备，其特征在于：所述控制器判定电流大小的准则为是否高于非零预设值，是则动作，否则不动作。
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