CN115527767B - 一种变压器线圈绕线装置 - Google Patents

Abstract

一种变压器线圈绕线装置，包括放线台、调节器和绕线台；所述放线台包括缠绕铜线的线盘，所述线盘连接伺服驱动机构，且由伺服驱动机构驱动转动，用于对铜线的放线，所述调节器包括底板，所述底板通过第一升降器连接有第一调节部，所述第一调节部通过第二升降器连接有第二调节部，所述铜线经过第一调节部和第二调节部后，到达所述绕线台；所述绕线台上设置有变压器铁芯，所述变压器铁芯由转动驱动装置驱动转动，且所述变压器铁芯固定经调节器穿过的铜线一端，用于绕线。相比于传统结构，缺少张力检测机构，不需要进行张力检测，而是通过调节器的使用，分别释放补充和涨紧铜线，用于实现变压器线圈的绕线工艺。

Description

一种变压器线圈绕线装置

技术领域

本发明涉及变压器加工设备技术领域，具体为一种变压器线圈绕线装置。

背景技术

常规的变压器中，都需要设置变压器线圈，例如三相变压器，就需要设置三个变压器线圈，现有的变压器线圈，是通过均匀缠绕铜线获得的，如果变压器铁芯为圆柱形，缠绕线圈的方式就比较简单，但是当变压器铁芯为其他非圆形时，缠绕铜线的过程就比较麻烦，需要单独配置工作人员，完成对线圈的缠绕，并且工作人员主要的工作内容，就是通过手动调节铜线的松紧，使缠绕后的铜线能够正常使用，如果缺少这个步骤，缠绕的铜线就存在部分位置疏松，部分位置拉伸变形的现象，影响后续的使用。

现有自动化调节铜线松紧的结构，主要原理在于通过检测铜线的张力，调节铜线的放线速度，来实现对铜线的缠绕，能够解决基本市面上所有规格形状变压器铁芯的铜线绕线工艺，但是上述结构的问题在于，由于需要检测张力，因此绕线速度比较缓慢。

发明内容

为解决上述通过张力控制铜线放线速度，完成变压器线圈绕线工艺，绕线速度比较慢的问题，本发明提供了一种变压器线圈绕线装置。

本发明技术方案如下：

一种变压器线圈绕线装置，包括放线台、调节器和绕线台；

所述放线台包括缠绕铜线的线盘，所述线盘连接伺服驱动机构，且由伺服驱动机构驱动转动，用于对铜线的放线，所述放线台还设置有检测轮，所述检测轮连接有转速测量仪，所述铜线绕过所述检测轮后到达所述调节器；

所述调节器包括底板，所述底板通过第一升降器连接有第一调节部，所述第一调节部包括对称设置的第一滚轮和第三滚轮，所述第一调节部通过第一升降器连接有第二调节部，所述第二调节部包括第二滚轮，所述铜线依次经过第一滚轮、第二滚轮和第三滚轮后，到达所述绕线台；

所述绕线台上设置有变压器铁芯，所述变压器铁芯由转动驱动装置驱动转动，且所述变压器铁芯固定铜线一端，用于绕线，且所述铜线缠绕方向与变压器铁芯的当前工作面时刻保持相切。

进一步的，所述变压器铁芯、第二滚轮和检测轮与铜线的切点，位于铜线的相同一侧，所述第一滚轮和线盘与铜线的切点，均位于铜线的另一侧。

具体的，所述变压器铁芯包括矩形柱体和矩形柱体两侧的半圆形柱体，本装置主要适用于上述的腰型结构。

在上述结构的基础上，进一步的，所述变压器铁芯、第二滚轮和检测轮与铜线的切点位于铜线的下侧，相应的，所述第一滚轮和线盘与铜线的切点位于铜线的上侧。

基于上述结构，设计与所述变压器铁芯中心重合，周长相同的圆与变压器铁芯截面轨迹相交得到四个相交的基准点，根据所述基准点位置将变压器铁芯依次分隔为第一分区、第二分区、第三分区和第四分区。

进一步的，所述第一分区和第三分区位于变压器铁芯两侧半圆形柱体所在的两侧，所述第二分区和第四分区均位于第一分区和第三分区之间。

在上述结构的基础上，所述第一升降器和第二升降器均由PLC控制单元控制升降，当铜线与变压器铁芯的接触位置变换至相邻分区时，第一升降和第二升降器即进行换向。

为了避免第二滚轮失效，所述第二滚轮在第二升降器带动下能到达的最高位置不低于第一滚轮和第三滚轮。

进一步的，所述第一升降器与第二升降器运动方向相反

为了保证绕线更加紧凑，所述变压器铁芯固定在平移托台上，且能够转动，所述平移托台设置在导轨上，能够移动，且所述平移托台的移动方向与绕线方向垂直。

为了保证检测轮能够准确检测放线长度，所述检测轮靠近线盘的一侧设置有导向板，所述导向板用于铜线的导向。

为了适用于更多规格长度的变压器铁芯使用，所述平移托台上设置有转动夹紧器，所述转动夹紧器能够调节，用于固定所述变压器铁芯。

本发明的有益效果在于：本发明为一种变压器线圈绕线装置，相比于传统的通过检测张力调速控制铜线缠绕的结构，本装置更适合于腰型结构的变压器线圈使用，且腰型结构包括椭圆和本装置公开的中间为矩形两侧为半圆的结构，在使用时，控制放线长度为变压器铁芯的周长长度，并且通过控制余量补充和涨紧的方式，应对非圆形的结构，保证绕线过程中，能够基本保持统一张力，并且每次绕线都会补充余量，以能够应对下一圈的绕线使用，由于不需要检测张力，因此在获得准确补充余量和涨紧数值后，能够快速实现变压器线圈绕线。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，本申请的方案和优点对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。

在附图中：

图1为本发明侧视结构示意图；

图2为本发明俯视结构示意图；

图3为本发明不同状态结构示意图；

图4为本发明结构原理示意图；

图中各附图标记所代表的组件为：

1、绕线台；11、底座；12、导轨；13、平移托台；14、直线驱动装置；15、转动夹紧器；16、转动驱动装置；2、变压器铁芯；21、第一分区；22、第二分区；23、第三分区；24、第四分区；25、基准点；3、调节器；31、底板；32、升降器；33、第一调节部；331、第一滚轮；34、第二调节部；341、第二滚轮；4、放线台；41、线盘；42、检测轮；43、转速测量仪；44、伺服驱动机构；45、导向板；5、铜线。

具体实施方式

下面将结合附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。需要说明，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员，可以以各种形式实现本公开，而不应被这里阐述的实施方式所限制。

实施例

如图1-3所示的一种变压器线圈绕线装置，包括依次设置的放线台4、调节器3和绕线台1；

其中，如图1、2所示，放线台4的具体结构为：所述放线台4包括缠绕铜线5的线盘41，所述线盘41连接伺服驱动机构44，且由伺服驱动机构44驱动转动，伺服驱动结构44的特点在于，转速可控，能够根据需求调节转速，因本装置需要具备这种功能，因此伺服驱动结构44为必要结构。

通过上述结构，即可实现对铜线5的放线，由于放线过程中，铜线5时不规则缠绕在线盘41上的，因此在使用时，为了方便把控铜线5的放线长度和放线速度，还需要以下结构：

即，所述放线台4还设置有检测轮42，所述检测轮42连接有转速测量仪43，所述铜线5绕过所述检测轮42后到达所述调节器3；综上可以看出，铜线5在放线过程中，是能够带动检测轮42转动的，而检测轮42转动，并且通过转速测量仪43的测量，就能够得到铜线5的放线长度和放线速度，进而实现对放线的控制。

并且，上述过程中，由于线盘41存在长度，并且铜线5在放线过程中，相对于检测轮42的角度也是存在变化的，因此，在上述结构的基础上，进一步的，所述检测轮42靠近线盘41的一侧设置有导向板45，所述导向板45用于铜线5的导向。从图上可以看出，导向板45远离检测轮42的一侧为弧形，而靠近检测轮42的一侧为直线结构，因此，在铜线5的放线过程中，线盘41上的铜线始终会经过导向板45的矫正，进而达到检测轮42，完成对放线长度和速度的检测和控制。

进一步的，在上述结构的基础上，设置调节器3，且所述调节器3的具体结构为：

所述调节器3包括底板31，所述底板31通过第一升降器32连接有第一调节部33，即第一调节部33相对于底板31的高度能够调节。且所述第一调节部33包括对称设置的第一滚轮331和第二滚轮332。

进一步的，所述第一调节部33通过第二升降器(图中未示出)连接有第二调节部34，即第二调节部34相对于第一调节部33的高度能够调节，且与此同时，第一调节部33相对于底板31的高度进行调节的同时，第二调节部34会与之同步移动，并且，所述第二调节部34包括第二滚轮341。

所述第一滚轮331和第三滚轮332对称设置在第二滚轮341的两侧，且所述铜线5依次经过第一滚轮331、第二滚轮341和第三滚轮3312后，到达所述绕线台1。

最后，在上述结构基础上，用于实现绕线的结构为：

所述绕线台1上设置有变压器铁芯2，所述变压器铁芯2由转动驱动装置16驱动转动，且所述变压器铁芯2固定经调节器3穿过的铜线5一端，用于绕线，当变压器铁芯2固定铜线5一端后，通过转动，就能够完成铜线5的绕线过程，且所述铜线5缠绕方向与变压器铁芯2的当前工作面时刻保持相切。

进一步的，如图2所示，所述变压器铁芯2固定在平移托台13上，且能够转动，所述平移托台13设置在导轨12上，能够移动，且所述平移托台13的移动方向与绕线方向垂直，转动过程中，需要伴随移动过程，由于变压器线圈的铜线是一层一层的缠绕获得，因此需要在铜线5绕圈的同时，与之同步移动，从而依次排列，完成成层的绕线。

进一步的，上述的直线移动过程中，需要连接直线驱动装置14，用于驱动平移托台13同步移动，并且，直线驱动装置14的结构可以为丝杆及丝杆座的组合，将丝杆座与平移托台13固定后，即可带动其在直线方向上移动。

除上述结构外，为了适用于更多规格长度的变压器铁芯2使用，所述平移托台13上设置有转动夹紧器15，所述转动夹紧器15能够调节，用于固定所述变压器铁芯2。通过调节所述转动夹紧器15，即可实现对变压器铁芯2的夹固或者释放。相关结构比较简单，因此不再赘述。

上述过程中，变压器铁芯2的转动，需要依托于连接转动驱动装置16的输出轴实现，即为电机带动的结构，且所述转动驱动装置16同样可以选择为伺服电机，方便控制。

进一步的，所述变压器铁芯2、第二滚轮341和检测轮42与铜线5的切点，位于铜线5的相同一侧，所述第一滚轮331和线盘41与铜线5的切点，均位于铜线5的另一侧。

即可分为两种情况，一种为如图1-3所示，所述变压器铁芯2、第二滚轮341和检测轮42与铜线5的切点位于铜线5的下侧，相应的，所述第一滚轮331和线盘41与铜线5的切点位于铜线5的上侧，并且，此过程中，变压器铁芯2和检测轮42需要高于第一滚轮331设置。

另一种则为变压器铁芯2、第二滚轮341和检测轮42与铜线5的切点位于铜线5的上侧，相应的，所述第一滚轮331和线盘41与铜线5的切点位于铜线5的下侧。并且，此过程中，变压器铁芯2和检测轮42需要低于第一滚轮331设置。

一般情况下，调节器3高度过高影响稳定性，因此，最佳选择为第一种情况。也就是如图1-3所示的结构。

完成上述结构后，即可进行对变压器线圈的绕线。

以腰型结构的变压器铁芯2来说，即所述变压器铁芯2包括矩形柱体和矩形柱体两侧的半圆形柱体。

实现上述变压器铁芯2绕线的具体原理和方式为：

如图4所示，假设变压器铁芯2矩形主体的长度为D，半圆形主体的半径为B，则变压器铁芯2均匀绕线一周的长度为2πB+2D(不考虑误差)。

此时，放线台4的放线长度就为2πB+2D，如果把变压器铁芯2看做圆形，则半径为A，且A＝B+D/π，也就是如图所示的虚线圆。

并且，上述与所述变压器铁芯2周长相同的虚线圆在与变压器铁芯2中心点重合时，还存在四个相交的基准点25。

在上述基准点25的划分下，变压器铁芯2分为四个部分，且分别为第一分区21、第二分区22、第三分区23和第四分区24。

如图4所示，所述第一分区21和第三分区23位于变压器铁芯2两侧半圆形柱体所在的两侧，所述第二分区22和第四分区24均位于第一分区21和第三分区23之间.

当铜线2与基准点25位置相切时，不需要对铜线进行涨紧或者释放铜线5进行余量补充，但是当第一分区21和第三分区23部分与铜线相切时，就需要释放铜线5进行余量补充，不然的话，由于直径变化较大，但是铜线5的放线速度恒定，因此，就会造成拉绳铜线5的情况，进而导致装置变压器线圈成品的质量降低。

相应的，如果第二分区22和第四分区24部分与铜线相切时，如果不将铜线5进一步涨紧，就会导致铜线5在绕线过程中疏松，同样导致装置变压器线圈成品的质量降低。

对此，解决办法为：

所述第一升降器32和第二升降器均由PLC控制单元控制升降，当铜线5与变压器铁芯2的接触位置变换至相邻分区时，第一升降32和第二升降器即进行换向。

且如图1、3所示，所述变压器铁芯2在基准点25与铜线5相切时，存在两种状态，一种为所述第一滚轮331位于最上方位置，所述第二滚轮341位于最下方位置，此时不存在预留铜线5，仅能够进行对铜线5的涨紧；

另一种为，第一滚轮331位于最下方位置，所述第二滚轮341位于最上方位置，此时存在大量预留铜线5，仅能够完成对铜线5的预留存量释放，无法完成对铜线5的涨紧。

综上所述，在变压器铁芯2逆时针转动绕线的情况下，进一步的。

如图1所示，装置到达第二分区22或者第四分区24部分末端时，此时调节器3存在大量预留铜线5，因此，进一步的，到达第一分区21或者第三分区23位置后，预留的所述铜线5需要被释放补充，也就需要第二滚轮341从最上方位置下降，直至所述第二滚轮341到达最下方位置，与此同时，第一滚轮331持续上升，达到最高位置，此时调节器3达到最大疏松状态，并且如图3所示。

之后的切换，也就是从第一分区21或者第三分区23部分末端，转入第二分区22或者第四分区24的起始端时，所述第一滚轮331持续下降，直至到达最下方位置，与此同时，第二滚轮341持续上升，直至所述第二滚轮341位于最上方位置，此时调节器3达到最大涨紧状态，补充铜线5余量。

且上述过程中，所述第二滚轮341在第二升降器带动下能到达的最高位置不低于第一滚轮331和第三滚轮332，以免失效。

通过上述过程往复进行，即可完成变压器线圈绕线过程。

并且，此过程中，第一滚轮331和第二滚轮341的高度调节的速度是不同的，是存在线性调节的。

Claims (5)

1.一种变压器线圈绕线装置，其特征在于，包括放线台（4）、调节器（3）和绕线台（1）；

所述放线台（4）包括缠绕铜线（5）的线盘（41），所述线盘（41）连接伺服驱动机构（44），且由伺服驱动机构（44）驱动转动，用于对铜线（5）的放线，所述放线台（4）还设置有检测轮（42），所述检测轮（42）连接有转速测量仪（43），所述铜线（5）绕过所述检测轮（42）后到达所述调节器（3）；

所述调节器（3）包括底板（31），所述底板（31）通过第一升降器（32）连接有第一调节部（33），所述第一调节部（33）包括两个对称设置的第一滚轮（331）和第三滚轮（332），所述第一调节部（33）通过第二升降器连接有第二调节部（34），所述第二调节部（34）包括第二滚轮（341），所述铜线（5）依次经过第一滚轮（331）、第二滚轮（341）和第三滚轮（332）后，到达所述绕线台（1）；

所述第二滚轮（341）在第二升降器带动下能到达的最高位置不低于第一滚轮（331）和第三滚轮（332）；

所述绕线台（1）上设置有变压器铁芯（2），所述变压器铁芯（2）由转动驱动装置（16）驱动转动，且所述变压器铁芯（2）固定铜线（5）一端，用于绕线，且所述铜线（5）缠绕方向与变压器铁芯（2）的当前工作面时刻保持相切；

设计与所述变压器铁芯（2）中心重合，周长相同的圆与变压器铁芯（2）截面轨迹相交得到四个相交的基准点（25），根据所述基准点（25）位置将变压器铁芯（2）依次分隔为第一分区（21）、第二分区（22）、第三分区（23）和第四分区（24）；

所述第一分区（21）和第三分区（23）位于变压器铁芯（2）两侧半圆形柱体所在的两侧，所述第二分区（22）和第四分区（24）均位于第一分区（21）和第三分区（23）之间；

所述第一升降器（32）和第二升降器均由PLC控制单元控制升降，当铜线（5）与变压器铁芯（2）的接触位置变换至相邻分区时，第一升降器（32）和第二升降器即进行换向，且所述第一升降器（32）与第二升降器运动方向相反。

2.根据权利要求1所述的一种变压器线圈绕线装置，其特征在于，所述变压器铁芯（2）、第二滚轮（341）和检测轮（42）与铜线（5）的切点，位于铜线（5）的相同一侧，所述第一滚轮（331）和线盘（41）与铜线（5）的切点，均位于铜线（5）的另一侧。

3.根据权利要求2所述的一种变压器线圈绕线装置，其特征在于，所述变压器铁芯（2）包括矩形柱体和矩形柱体两侧的半圆形柱体。

4.根据权利要求3所述的一种变压器线圈绕线装置，其特征在于，所述变压器铁芯（2）、第二滚轮（341）和检测轮（42）与铜线（5）的切点位于铜线（5）的下侧，相应的，所述第一滚轮（331）和线盘（41）与铜线（5）的切点位于铜线（5）的上侧。

5.根据权利要求1所述的一种变压器线圈绕线装置，其特征在于，所述变压器铁芯（2）固定在平移托台（13）上，且能够转动，所述平移托台（13）设置在导轨（12）上，能够移动，且所述平移托台（13）的移动方向与绕线方向垂直。