KR101673029B1 - 테이핑 장치 및 변압기용 코어 조립체의 제조장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 변압기용 코일의 도선에 테이핑을 하여 방수가 확실하고 공정을 단순화한 테이핑 장치 및 변압기용 코어 조립체의 제조장치에 관한 것으로 도선 다발을 수평 이송하는 수평 이송부와; 수평 이송되는 상기 도선 다발을 테이핑하는 테이핑부와; 상기 수평 이송부의 도선 이동속도를 검출하여 테이핑부의 구동을 제어하는 제어부;를 포함한다.

Description

테이핑 장치 및 변압기용 코어 조립체의 제조장치{TAPING UNIT AND MACHINE OF TRANSFORMER CORE ASSEMBLY}
본 발명은 변압기용 코일의 도선에 테이핑을 하여 방수가 확실하고 공정을 단순화한 테이핑 장치 및 변압기용 코어 조립체의 제조장치에 관한 것이다.
변압기를 보면, 전원을 연결하는 1차권선과 부하에 연결하는 2차권선이 같은 철심 위에 감겨져 있고, 철심에 감은 권선수에 따라 전압 및 전류의 크기가 정해지게 된다.
한편, 도 1은 종래의 제작 방식으로 변압기용 코어 조립체(10)를 제작한 모습이며, 우선 철심(12)에 도선(11)을 권선한 후에 완성된 코어 조립체(10)를 작업자가 일일이 수작업으로 테이핑을 하였다.
특히, 코어 조립체(10)의 외부와 달리 내부에는 손이 닿질 않아 테이핑 작업하는데 많은 어려움이 있었으며, 내부가 방수에 상당히 취약했다. 또한, 코어 조립체(10)에 접착된 테이프(13)의 텐션이 일정하지 않고, 일부분은 테이프(13)의 접착이 제대로 이루어지지 않아 이를 방지하고자 여러 겹의 테이핑 작업을 실시했다.
따라서 작업 시간이 오래 걸려 효율이 떨어졌으며, 테이프(13)에서 발생하는 분진으로 작업자는 열악한 작업 환경에서 작업을 하는 등의 많이 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 종래기술로서, 철심에 적은 수의 권선으로도 빈 공간을 감소시켜 최상의 변압기 효율을 올릴 수 있는 변압기용 코어 조립체의 제조 방법을 제안하고 있다.
예를 들어, 등록특허공보 제10-0740437호(등록일자:2007.07.11.)는 코일의 권선을 하측에서 상측으로 진행을 하고 권선 후, 층간절연지를 상측에서 하측으로 이동시키는 과정을 반복하여 권선층을 형성하고, 절연용 랩튜브를 결합하는 변압기의 구조를 제안하고 있다.
등록특허공보 제10-0740437호(등록일자:2007.07.11.)
본 발명은 이러한 종래기술의 변압기용 코어 조립체의 제조장치를 개선하여 테이핑 장치를 포함한 변압기용 코어 조립체의 제조장치를 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 권선 전에 테이핑 작업을 하여 도선과 코팅제와의 함침이 확실히 되도록 하여 방수효과를 극대화한다.
또한 본 발명은 코어 조립체를 효율적으로 제작하며, 테이핑 작업시 발생하는 분진으로부터 작업자를 보호할 수 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 테이핑 장치 및 변압기용 코어 조립체의 제조장치는, 도선 다발을 수평 이송하는 수평 이송부와; 수평 이송되는 상기 도선 다발을 테이핑하는 테이핑부와; 상기 수평 이송부의 도선 이동속도를 검출하여 테이핑부의 구동을 제어하는 제어부;를 포함한다.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 테이핑부는 구동기에 의해 도선을 중심으로 회전하며 테이핑하는 테이프 고정치차를 더 포함한다.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 테이프 고정치차는 복수개의 테이프를 설치할 수 있는 적어도 2개의 고정드럼을 더 포함한다.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 테이핑부에 회동가능하게 설치되는 테이프 고정치차의 양 측면에 구비된 휠을 더 포함한다.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 휠은 도선이 통과하게 되는 중공부가 형성됨을 특징으로 한다.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 테이핑부에서 인출하는 도선의 테이핑 부착을 한번 더 확인하는 압착부가 구비된다.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 제어부는 테이핑부에 인입하는 도선의 이동속도와 연동되어 상기 테이핑부의 구동을 제어한다.
본 발명에 따른 테이핑 장치 및 변압기용 코어 조립체의 제조장치는 도선에 테이핑을 한 후 권선 작업을 하여, 철심에 일정한 텐션으로 테이핑되며, 작업시간과 노동력을 절감하고, 적은 양의 테이프를 소비하고도 방수성능을 향상 시키는 효과가 있다.
본 발명은 필요에 따라 테이핑 장치에 복수개의 테이프를 구비할 수 있어, 보다 견고한 테이핑 작업을 통해 방수성능을 극대화 하는 효과가 있다.
도 1은 종래방식으로 제작한 변압기용 코어 조립체,
도 2는 본 발명에 따른 테이핑 장치를 포함한 변압기용 코어 조립체의 제조장치에 대한 입면도,
도 3은 본 발명에 따른 테이핑 장치를 포함한 변압기용 코어 조립체의 제조장치에 대한 측면도,
도 4는 본 발명에 따른 테이핑부의 부분 확대도,
도 5는 본 발명에 따른 테이핑부의 구동부에 대한 상세도,
도 6은 본 발명에 따른 철심에 도선을 권선하는 권선기에 대한 도면,
도 7은 본 발명에 따른 변압기용 코어 조립체.
도 2를 참고하면, 스탠드(100)에 다수의 도체 드럼(101)이 위치하고, 상기 도체 드럼(101)에서 나오는 도체(110) 다발이 테이핑부(200)에서 테이핑 되며, 테이핑된 도선(230)은 권선기(300)에 위치한 철심(301)에 권선되어 하나의 코어 조립체(330)가 완성된다.
다수의 도체 드럼(101)이 스탠드(100)에 2열로 나란히 고정되어 있으며, 도체 드럼(101)에서 나오는 도체(110) 다발은 일방향으로 수평 이동하여 테이핑부(200)로 진입한다.
테이핑부(200)에 진입하는 다수의 도체(110)는 적층되어 하나의 도선(120)이 되며, 이 도선(120)은 구동모터(240)에 의해 회동하는 테이프 고정치차(220)를 통과하면서 테이핑 과정을 거치게 된다. 테이핑된 도선(230)은 테이핑부(200)의 출구에 위치한 한쌍의 롤러(211) 사이를 통과하면서 도선(120)의 테이프(225) 부착을 한번 더 압착해주는 역할을 수행한다.
위처럼 테이핑된 도선(230)은 권선기(300)에 고정된 철심(301)을 권선하게 된다.
도 3을 참고하면, 철심은 권선기(300)에 고정되어 있으며, 전동기(310)는 철심(301)을 일정한 속도를 유지한 체 일방향으로 회전시켜 테이핑된 도선(230)이 권선되도록 하여 코어 조립체(330)를 완성한다.
또한, 이 권선기(300)는 스탠드(100)에서 두 개의 층을 형성하는 다수의 도체 드럼(101)으로부터 도체(110)를 테이핑부(200)로 수평 이동시키며, 테이프 고정치차(220)를 통과시켜 도선(120)에 테이핑이 될 수 있게 한다.
철심(301)은 사용하는 변압기의 용도 및 사용 inductance, dc-bais특성 등에 따라 재질 달라지는데, 일반적으로 Fe-Si-Al(Sendust)계열의 재질이 가장 많이 사용되며, 퍼말로이(Permalloly)계통의 Ni-Mo-Fe(MPP:Molypermalloy powder core)와 Ni-Fe(High Flux Core)가 사용되고, 저렴한 가격의 Ferrite 등을 사용할 수도 있을 것이다.
철심(301)에 권선을 하는 도선(120)으로는 가장 경제적이면서 전기 저항이 작은 구리를 주로 사용하며, 그밖에 은, 구리, 알루미늄, 텅스텐, 철 등을 이용할 수 있을 것이다.
도 4는 도선이 테이핑부를 통과하면서 테이핑되는 과정을 도식화 한 것이다.
도 4를 참고하면, 케이스(210)에 인입한 도선(120)은 수평 이동방향으로 진행하면서, 테이프 고정치차(220)에 의해 테이핑이 되어 상기 케이스(210)의 출구를 통해 인출된다.
테이핑부(200)는 일단면이 개방된 케이스(210)에 테이프 고정치차(220)가 회동 가능하게 구비되어 있으며, 상기 테이프 고정치차(220)의 양단에는 중공형 휠(221)과 중공형 기어(222)가 더 포함되어 있고, 도선(120)이 이 중공부를 관통하여 지나가게 된다.
케이스(210)의 출구 부근에 한 쌍의 롤러(211)가 위치하고 있으며, 이 롤러(211)가 인출하는 테이핑된 도선(230)의 상, 하면을 압착하여 테이프(225)가 밀착하도록 해준다.
이 한 쌍의 롤러(211)는 케이스(210)의 출구 부근에 있는 좌, 우로 위치한 한 쌍의 제1고정대(241) 사이에 위치하며, 상측의 롤러(211)는 구동모터(240)와 동일축 선상에 놓여있다.
도 5는, 구동모터에 의해 구동되는 다수의 기어가 테이프 고정치차를 회동하게 하는 모습을 도식화 한 것이다.
도 5를 참고하면, 제1고정대(241)의 일측면에 위치한 구동모터(240)는 상기 제1고정대(241)의 또 다른 일측면에 위치한 제1기어(250)를 직접 구동시키며, 제1기어(250)의 연직하단에 위치한 제2기어(251)가 제2고정대(242)에 위치하고 있다.
상기 제1기어(250)와 제2기어(251)는 벨트로 연결되어 구동하고 있으며, 상기 제2기어(251)의 동일 축선상에 평기어(252)가 위치하고 있다.
이 평기어(252)는 돌출벽(243)에 위치한 바벨기어(253)와 치결합 되어있으며, 상기 바벨기어(253)는 제3기어(254)와 동축 선상에서 회동이 가능하게 위치하고 있다. 상기 제3기어(254)는 테이프 고정치차(220)와 일체로 구비된 중공형 기어(222)와 벨트로 연결이 되어 상기 테이프 고정치차가(220) 회동 가능하도록 연결되어 있다.
위처럼 기어와 벨트를 이용한 구동뿐만 아니라, 타이밍 기어와 타이밍 벨트를 이용한 연결 또는 스프로킷을 이용한 연결도 가능하며, 그밖에 테이프 고정치차(220)를 회동할 수 있는 수단으로 다양한 기어의 사용이 가능할 것이다.
상기 테이프 고정치차(220)에는 테이프(225)를 고정하는 고정드럼(223)이 포함되어 있으며, 보통 한겹으로 도선(120)을 테이핑 하지만, 변압기의 설치장소의 여건이나 그 밖의 다른 기후조건으로 인해 도선에 여러겹의 테이핑이 필요하다.
복수개의 고정드럼(223)에 각각 테이프(225)를 설치하고, 이렇게 이중, 삼중으로 테이핑된 도선(230)을 코팅제에 함침 할 경우 한겹으로 테이핑 했을 때보다 흡수성이 높아져 방수효과가 더욱 상승한다.
한편, 고정치차(220)가 도선(120)을 테이핑함에 있어서, 도선(120)이 테이핑부(200)를 너무 빨리 통과하게 되면, 테이핑이 제대로 되지 않는 경우가 발생하기 때문에 도선(120)의 수평이동 속도를 제어해줄 필요가 있다.
도선(120)이 인입하는 테이핑부(200)의 입구 부근에 속도 감지용 인코더(224)를 설치하여 도선(120)의 인입하는 이동속도를 검출한다. 상기 인코더(224)가 인버터에 신호를 보내 테이프 고정치차(220)를 회전시키는 구동모터(240)의 회전 속도를 조절하여 도선(120)의 이동속도가 증가하면 증가하는 만큼 테이프(225)를 더 빨리 감아 테이핑된 도선(230)의 테이프(225) 간격을 일정하게 유지한다.
도 6을 참고하면, 전동기(310)를 포함한 권선기(300)가 위치하고 있으며, 권선기(300)의 양 축 사이에 철심(301)이 위치하여 테이핑된 도선(230)으로 권선하게 된다.
철심(301)이 회전하는 동안 작업자는 철심(301)의 일측면에서부터 다른 타측면으로 차례대로 권선이 되도록 망치질을 하며 단단히 밀착시킨다.
상기 권선기(300)에는 발로 밟아 작동을 제어하는 스위치(302)가 구비되어 있으며, 작업자가 스위치(302)를 밟아 권선기(300)를 작동시켜 작업을 실시하고, 권선된 철심(301)에 보완해야할 작업이 있거나 잠시 멈출 경우 스위치(302)에서 발을 떼면 권선기(300)의 작동이 멈추게 된다.
권선이 완료된 도선(120)은 본 도식에는 표시되어 있지 않지만, 따로 구비해 놓은 유압 절단기를 이용하여 절단하고, 코어 조립체(330)의 미관을 위해 작업자가 접착 테이프로 한번 더 테이핑 작업을 하여 마무리 한다.
작업이 완료된 코어 조립체(330)를 권선기(300)로부터의 분리에 있어서, 고정대(320)를 고정방향의 반대방향으로 이동시켜 상기 철심(301)과 권선기(300) 양축 사이의 유격이 생기면서 착탈을 할 수 있다.
다음 작업을 위해서 새 철심(301)을 권선기(300)의 양축에 위치하고 고정대(320)를 고정방향으로 이동시켜 단단히 고정을 한 후, 상기와 같은 방법으로 권선 작업을 실시한다. 한편, 상기 철심(301)을 이용하여 코어 조립체(330)를 만드는 대신 철심과 동일 크기의 형틀인 보빈(bobbin)을 권선기(300)에 설치하여 테이핑된 도선(230)을 먼저 권선하고 차후에 철심(301)에 삼입하는 방법도 있을 것이다.
도 7을 참고하면, 철심(301)에 테이핑된 도선(230)을 권선한 코어 조립체(330)로, 권선기(300)에서 도선(120)으로 철심(301)에 권선을 하기 전, 구비된 테이핑부(200)로 도선(120)에 미리 테이핑을 하고, 그 테이핑된 도선(230)을 가지고 권선 작업한다.
테이프(225)는 도선(120)의 사선 방향으로, 일정한 간격과 텐션을 유지한체 테이핑 되어 있어 추가 테이핑 작업이 필요없으며, 도선(120)을 테이핑 하는 테이프(225)는 내후성과 내구성이 뛰어나야 한다.
따라서 도선에 코팅제의 함침이 잘 이루어지도록 흡수성이 좋은 Nomex나 Glass fiber와 같은 재질의 테이프를 사용한다.
또는 따로 코팅제에 함침할 필요가 없는 테이프 자체에 방수 성능이 포함된 고무, 비닐, 플라스틱 필름 등의 재질로 이루어진 테이프를 이용하여 테이핑 작업을 할 수도 있을 것이다.
한편, 코어 조립체(330)의 방수작업을 위해 변압기의 코어 조립체의 내부와 외부에 니스나 바니쉬와 같은 코팅제를 발라 방수효과가 확실하게 한다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
10 : 코어 조립체 11 : 도선
12 : 철심 13 : 테이프
100 : 스탠드 101 : 도체 드럼
110 : 도체 120 : 도선
200 : 테이핑부 210 : 케이스
211 : 롤러 220 : 테이프 고정치차
221 : 중공형 휠 222 : 중공형 기어
223 : 고정드럼 224 : 인코더
225 : 테이프 230 : 테이핑된 도선
240 : 구동모터 241 : 제1고정대
242 : 제2고정대 243 : 돌출벽
250 : 제1기어 251 : 제2기어
252 : 평기어 253 : 바벨기어
254 : 제3기어 300 : 권선기
301 : 철심 302 : 스위치
310 : 전동기 311 : 전동 축
320 : 고정대 321 : 고정 축
330 : 코어 조립체

Claims (13)

  1. 도선 다발을 수평 이송하는 수평 이송부;
    구동기에 의해 상기 도선 다발의 중심으로 회전하는 테이프 고정치차가 마련되어 테이핑하는 테이핑부;
    상기 고정치차의 양 측면에 구비된 휠;
    상기 수평 이송부의 도선 이동속도를 검출하여 테이핑부의 구동을 제어하는 제어부;를 포함하는 테이핑 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 테이프 고정치차는 복수개의 테이프를 설치할 수 있는 적어도 2개의 고정드럼을 더 포함하는 테이핑 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 휠은 도선이 통과하게 되는 중공부가 형성됨을 특징으로 하는 테이핑 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 테이핑부에서 인출하는 도선의 테이핑 부착을 한번 더 확인하는 압착부가 구비된 테이핑 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 테이핑부에 인입하는 도선의 이동속도와 연동되어 상기 테이핑부의 구동을 제어하는 테이핑 장치.
  8. 도선 다발을 수평이동 하여 철심에 권선시키는 권선부;
    상기 도선 다발을 중심으로 회전하며 테이핑하는 테이프 고정치자가 마련되되, 복수개의 테이프를 설치할 수 있는 고정드럼이 구비된 테이핑부;
    상기 테이핑부에 회동가능하게 설치되는 테이프 고정치차의 양 측면에 도선이 통과할 수 있는 중공형태의 휠;
    상기 도선 다발의 이동속도를 검출하여 테이핑부의 구동을 제어하는 제어부;를 포함하는 변압기용 코어 조립체의 제조장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제8항에 있어서,
    상기 테이핑부에서 인출하는 도선의 테이핑 부착을 한번 더 확인하는 압착부가 구비된 변압기용 코어 조립체의 제조장치.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는 테이핑부에 인입하는 도선의 이동속도와 연동되어 상기 테이핑부의 구동을 제어하는 변압기용 코어 조립체의 제조장치.
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