变压器组合式绕线机的主要设备从右至左依次如下:扁线放卷、圆线放卷、箔料开卷、箔料自动纠偏、去毛刺、清洁、层间绝缘开卷、端部绝缘开卷、自动排线、收卷主机和焊接等装置。下面将分绕线使用设备、绕箔使用设备和绕线绕箔共用设备三部分进行介绍。

1、绕线使用设备

绕线机的结构原理如下图所示。

(1)扁线放卷装置和圆线放卷装置

如下图所示,扁平线放卷装置上装有气动碟式刹车片,该气动刹车片由气缸驱动,当气缸动作时,两片刹车片相互夹紧,使扁平线放卷圆盘受到摩擦力的作用以产生张力,可以通过人工调整减压阀的气压值来调节张力的大小。

圆线绕制过程的张力是通过将圆线在舒张辊上缠绕产生的。圆线料卷是按轴向在竖直方向上放置的,这样当收卷主轴突然减速时,圆线放卷装置上的圆线料卷不会因为惯性造成松散脱落。

(2)绕线机的自动排线装置

如下图所示,自动排线装置由排线机头、伺服电机、直线导轨和滚珠丝杠等组成,排线机头安装在滚珠丝杠上,伺服电机驱动滚珠丝杠,就可以实现排线机头沿着直线导轨左右移动,排线装置的左右两端装有限位开关,其中排线伺服电机的功率为200W。

2、绕箔使用设备

绕线机的结构原图如图2-5所示。

(1)箔料开卷装置

箔料开卷装置上装有 卷压辑,由气缸驱动,箔料卷被安装在开卷装置上, 开卷压辊压下;当剪断箔料或开卷装置反转收卷时, 开卷压辊一直处于压紧状态就可以防止箔料卷脱落。开卷装置是通过磁粉制动器来产生张力的，如图2-6所示,磁粉制动器的基座固定在整个T型墙的基座上,磁粉制动器通轴的一端连接着减速箱,减速箱的输出轴作为卷装置的主轴,减速比为17.49。磁粉制动器的型号为ZKB-5XN,额定转矩50Nm,最大电流2A,磁粉制动器通轴的另一端与开卷电机通过皮带传动。

正常绕箔时,开卷电机不得电,磁粉制动器通电产生制动力矩, 卷电机和磁粉制动器被收卷主轴拖动旋转;当进行自动退绕时,磁粉制动器失电,收卷主轴和开卷电机均反转, 卷电机与皮带之间一直处于打滑状态,保证了退绕过程中张力不消失,其中开卷电机的功率为150W。

(2)去毛刺装置和清洁装置

去毛刺装置是一个由气虹驱动的钢制压棍,当气虹动作时,上压親压下将箔料上的毛刺压平。箔料上的毛刺有可能会刺穿绝缘层,导致不同层之间发生短路。毛刺的存在还会引起尖端放电,严重时会击穿变压器内部绝缘层。清洁装置利用自身带有的毛毡清除箔料上的灰尘。箔料上的灰尘同样会降低层与层之间的电气绝缘强度,严重时也会造成绝缘层的击穿。

(3)绕线机的自动纠偏装置

绕线机的纠偏装置由光电模拟量纠偏传感器、伺服系统、减速机、滚珠丝杜、直线导轨和T型墙组成, 卷轴、绕箔的各个引导棍、去毛刺和清洁装置均装在T型墙上,其中伺服电机的功率为200W,减速机的减速比为5。导轨的两端各装有一个接近 关和限位开关,接近开关为金属感应式,用于产生纠偏伺服电机的初始定位信号;限位开关用于保证T型墙不会滑出直线导轨。

(4)焊接装置

根据变压器的工艺要求,需要在箔式线圈的起始端和末端分别燥接一个铜排,作为变压器低压侧线圈的两极。焊接装置包括移动小车、焊接压板、焊接夹具和焊枪等,移动小车是通过异步电机、减速箔和滚珠丝杠驱动,移动小车电机的功率为90W,通过三菱变频器进行调速,可以方便地调整焊接的速度;焊接装置的两端各装有一个限位开关,用于限制移动小车的位置;连接电流可以利用电位器进行调整,采用自动辉接方式可以保证焊缝均匀,提高焊接质量。

3、绕线和绕箔组合式绕线机

(1)收卷主机

收卷主机其轴上可以固定工件,工件跟随主轴旋转完成线圈的绕制。收卷电机的功率为5.5KW,由变频器驱动,利用脚踏开关控制其启动和停止,收卷电机同时配有电磁制动器,可以满足收卷主轴的快速制动要求。收卷电机与主轴间通过机械换档减速机箔传递动力,有两个档位可供选择,绕箔时采用1档,1档的减速比为55.2,主轴上能够获得较大的额定转矩和较低的额定转速以满足绕箔的工艺要求;绕线时采用2档,2档的减速比为32.5,主轴上能够获得较小的额定转矩和较高的额定转速以满足绕线的工艺要求。收卷主机上的卷绕压棍由气缸驱动,工作时卷绕压棍压下,为收卷主机上的箔料提供一个辅助的压力。当绕箔完成停车并剪断箔料进行焊接时,该卷绕压猫将箔料压紧,防止已绕箔料松散脱落。

(2)层间绝缘开卷装置

该组合式绕线机共有两套层间绝缘开卷装置,可以同时实现两层绝缘纸的开卷,其中层间绝缘开卷电机的功率为120W。由于层间绝缘所需的张力值较小,因此层间绝缘的张力可以利用气缸推动刹车片产生,该张力值的调节可以通过人工调整减压阀的气压值来实现。自动绕线时,联动开关切换至自动状态,箔料和层间绝缘重叠在一起被卷绕在收卷主轴上,开卷电机反转,气虹动作推动其中一片刹车片与开卷电机的刹车片摩擦产生张力,当层间绝缘退绕时需要手动操作。