非晶带材卷绕方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及超薄非晶带材卷绕技术领域，尤其是一种非晶带材卷绕方法及装置，该方法包括：驱动圆角矩形铁芯以恒定角速度旋转，使圆角矩形铁芯与可往复平移的压辊滑轮转动配合，对非晶带材进行卷绕；获取圆角矩形铁芯的角速度和圆角矩形铁芯的偏转角度；根据偏转角度确定当前的卷绕阶段以及计算待绕范围内的带材长度，求取待绕范围内的带材长度关于时间的导数；根据圆角矩形铁芯的卷绕阶段，调节非晶带材的出带速度，使非晶带材的出带速度与当前的卷绕线速度一致。本发明专利技术根据圆角矩形铁芯的线速度变化规律对非晶带材的出带速度进行调节，使两者的瞬时值相同且均维持相同的规律发生变化，维持非晶带材张力恒定。维持非晶带材张力恒定。维持非晶带材张力恒定。

【技术实现步骤摘要】
非晶带材卷绕方法及装置


[0001]本专利技术涉及超薄非晶带材卷绕
，尤其是一种非晶带材卷绕方法 及装置。

技术介绍

[0002]非晶薄带因具有优良的软磁性能、力学性能、化学性能以及低损耗率等 特性而被大量应用于变压器铁心的制备。非晶带材在卷绕成形变压器过程 中，要求卷绕张力有足够精度的恒定不变。由于变压器铁芯模型为圆角矩形， 以及在卷绕过程中设备误差和一些干扰扰动等因素的影响，非晶带材在卷绕 过程中容易出现绕卷走偏、带材卷绕的宽度和厚度的不均匀，甚至带材断裂 的现象，严重影响变压器的成品质量。非晶带材的卷绕设备应添加张力控制 装置，以保证非晶带材的卷绕张力恒定。
[0003]传统的非晶带材卷绕控制多见于圆形卷筒卷绕，一般采用控制卷绕的角 速度随放绕角速度比例同步调节进而控制张力。但是，一方面由于变压器铁 芯呈圆角矩形机构，带材在铁芯的直边卷绕、圆角卷绕中，线速度呈现非线 性变化的特点，即使在恒定的卷绕角速度下，卷绕线速度存在变化不均匀， 张力变化不连续等现象。而张力过大会导致带材被拉长和变薄，或者起褶皱 甚至断裂；张力过小会导致卷绕带材松弛，卷偏，甚至脱落，恒张力直接影 响产品质量；另一方面由于卷绕机构加上铁芯质量较大，且随着卷绕厚度增 加质量也增加，转动惯量很大，角速度响应时间很长，难以调速响应张力的 非线性变化，传统的系统直接对卷绕铁芯调速从而控制张力的方法难以实现 圆角矩形铁芯卷绕时张力的恒定。本专利技术设计一种圆角矩形铁芯的恒张力卷 绕装置，以提高卷绕效率和产品质量。

技术实现思路
r/>[0004]本专利技术的目的是提供一种非晶带材卷绕方法及装置，以解决现有技术中 所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
[0005]第一方面，提供一种非晶带材卷绕方法，包括以下步骤：
[0006]驱动圆角矩形铁芯以恒定角速度旋转，使圆角矩形铁芯与可往复平移的 压辊滑轮转动配合，对非晶带材进行卷绕；
[0007]获取圆角矩形铁芯的角速度和圆角矩形铁芯的偏转角度；
[0008]根据所述偏转角度确定当前的卷绕阶段以及计算待绕范围内的带材长 度，求取待绕范围内的带材长度关于时间的导数，从而获得圆角矩形铁芯的 偏转角度与圆角矩形铁芯的卷绕线速度的关系；
[0009]根据圆角矩形铁芯的卷绕阶段，调节非晶带材的出带速度，使非晶带材 的出带速度与当前的所述卷绕线速度一致。
[0010]进一步，所述根据所述偏转角度确定当前的卷绕阶段以及计算待绕范围 内的带材长度，包括：
[0011]计算圆角矩形铁芯的各边的临界偏转角；
[0012]根据圆角矩形铁芯的偏转角度所在的临界偏转角范围，确定圆角矩形铁 芯的卷
绕阶段以及计算待绕范围内的带材长度。
[0013]进一步，所述根据圆角矩形铁芯的偏转角度所在的临界偏转角范围，确 定圆角矩形铁芯的卷绕阶段以及待绕范围内的带材长度，包括：
[0014]当圆角矩形铁芯处于长边卷绕时，以圆角矩形铁芯的长边中点为起始卷 绕位置，通过以下公式计算待卷绕带材长度：
[0015][0016]当圆角矩形铁芯处于短边卷绕时，以圆角矩形铁芯的短边中点为起始卷 绕位置，通过以下公式计算待卷绕带材长度：
[0017][0018]其中，l1为铁芯表面的带材长度，l2为压辊滑轮表面的带材长度，l3为压 辊滑轮到固定点的带材长度，l为待绕范围内的带材长度，a为卷绕边的短边 的一半边长，b为长边的一半边长，r为圆角矩形铁芯的外层圆角半径，θ
x
为 长边卷绕阶段时圆角矩形铁芯的偏转角度，θ
y
为短边卷绕阶段时圆角矩形铁 芯的偏转角度，r
p
为压辊滑轮的半径，D为压辊滑轮平移至最远处到圆角矩 形铁芯中心的距离。
[0019]进一步，所述根据圆角矩形铁芯的偏转角度所在的临界偏转角范围，确 定圆角矩形铁芯的卷绕阶段以及待绕范围内的带材长度，包括：
[0020]当圆角矩形铁芯处于圆角卷绕时，以圆角矩形铁芯的圆角起点为起始卷 绕位置，通过以下公式计算待绕范围内的带材长度：
[0021][0022]其中，l1为铁芯表面的带材长度，l2为压辊滑轮表面的带材长度，l3为压 辊滑轮到固定点的带材长度，l为待绕范围内的带材长度，λ为压辊滑轮的切 点角，r为圆角矩形铁芯的外层圆角半径，θ
z
为圆角卷绕阶段时圆角矩形铁 芯的偏转角度，r
p
为压辊滑轮的半径，D为压辊滑轮平移至最远处到圆角矩 形铁芯中心的距离，R为圆角矩形铁芯的内矩形的对角线的一半距离。
[0023]进一步，该非晶带材卷绕方法还包括以下步骤：
[0024]根据实际的起始卷绕位置，在各个卷绕阶段中确定圆角矩形铁芯的实际 绕线角
度，从而获得所述实际偏转角度和所述出带速度的关系
[0025]进一步，所述根据实际的起始卷绕位置，在各个卷绕阶段中确定圆角矩 形铁芯的实际绕线角度，从而获得所述实际偏转角度和所述出带速度的关 系，包括：
[0026]以圆角矩形铁芯的长边中点为起始卷绕位置；
[0027]当
‑
θ
x0
≤θ≤θ
x0
时，确定圆角矩形铁芯处于长边卷绕阶段，则θ
x
＝θ，令 v
c
＝v
cx
(θ)；
[0028]当时，确定圆角矩形铁芯处于圆角卷绕阶段，则θ
z
＝θ
‑
β， 令v
c
＝v
cz
(θ
‑
β)；
[0029]当时，确定圆角矩形铁芯处于短边卷绕阶段，则 令
[0030]当时，确定圆角矩形铁芯圆角卷绕阶段，则令
[0031]当π
‑
θ
x0
≤θ≤2π
‑
θ
x0
时，由于圆角矩形铁芯的线对称性，令v
c
＝v
c
(θ
‑
π)；
[0032]当2π
‑
θ
x0
≤θ≤2π时，由于转动圆周的周期性，令v
c
＝v
c
(θ
‑
2π)；
[0033]其中，
‑
θ
x0
和θ
x0
分别为两个长边临界偏转角，
‑
θ
y0
和θ
y0
分别为两个短边 临界偏转角，θ为圆角矩形铁芯的实际绕线角度，θ
x
为长边卷绕阶段时圆角 矩形铁芯的偏转角度，θ
y
为短边卷绕阶段时圆角矩形铁芯的偏转角度，θ
z
为 圆角卷绕阶段时圆角矩形铁芯的偏转角度，v
c
为非晶带材的出带速度，v
cx
为 长边卷绕面的线速度，v
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非晶带材卷绕方法，其特征在于，包括以下步骤：驱动圆角矩形铁芯以恒定角速度旋转，使圆角矩形铁芯与可往复平移的压辊滑轮转动配合，对非晶带材进行卷绕；获取圆角矩形铁芯的角速度和圆角矩形铁芯的偏转角度；根据所述偏转角度确定当前的卷绕阶段以及计算待绕范围内的带材长度，求取待绕范围内的带材长度关于时间的导数，从而获得圆角矩形铁芯的偏转角度与圆角矩形铁芯的卷绕线速度的关系；根据圆角矩形铁芯的卷绕阶段，调节非晶带材的出带速度，使非晶带材的出带速度与当前的所述卷绕线速度一致。2.根据权利要求1所述的非晶带材卷绕方法，其特征在于，所述根据所述偏转角度确定当前的卷绕阶段以及计算待绕范围内的带材长度，包括：计算圆角矩形铁芯的各边的临界偏转角；根据圆角矩形铁芯的偏转角度所在的临界偏转角范围，确定圆角矩形铁芯的卷绕阶段以及计算待绕范围内的带材长度。3.根据权利要求2所述的非晶带材卷绕方法，其特征在于，所述根据圆角矩形铁芯的偏转角度所在的临界偏转角范围，确定圆角矩形铁芯的卷绕阶段以及待绕范围内的带材长度，包括：当圆角矩形铁芯处于长边卷绕时，以圆角矩形铁芯的长边中点为起始卷绕位置，通过以下公式计算待卷绕带材长度：当圆角矩形铁芯处于短边卷绕时，以圆角矩形铁芯的短边中点为起始卷绕位置，通过以下公式计算待卷绕带材长度：其中，l1为铁芯表面的带材长度，l2为压辊滑轮表面的带材长度，l3为压辊滑轮到固定点的带材长度，l为待绕范围内的带材长度，a为卷绕边的短边的一半边长，b为长边的一半边长，r为圆角矩形铁芯的外层圆角半径，θ
x
为长边卷绕阶段时圆角矩形铁芯的偏转角度，θ
y
为短边卷绕阶段时圆角矩形铁芯的偏转角度，r
p
为压辊滑轮的半径，D为压辊滑轮平移至最远处到圆角矩形铁芯中心的距离。4.根据权利要求2所述的非晶带材卷绕方法，其特征在于，所述根据圆角矩形铁芯的偏转角度所在的临界偏转角范围，确定圆角矩形铁芯的卷绕阶段以及待绕范围内的带材长
度，包括：当圆角矩形铁芯处于圆角卷绕时，以圆角矩形铁芯的圆角起点为起始卷绕位置，通过以下公式计算待绕范围内的带材长度：其中，l1为铁芯表面的带材长度，l2为压辊滑轮表面的带材长度，l3为压辊滑轮到固定点的带材长度，l为待绕范围内的带材长度，λ为压辊滑轮的切点角，r为圆角矩形铁芯的外层圆角半径，θ
z
为圆角卷绕阶段时圆角矩形铁芯的偏转角度，r
p
为压辊滑轮的半径，D为压辊滑轮平移至最远处到圆角矩形铁芯中心的距离，R为圆角矩形铁芯的内矩形的对角线的一半距离。5.根据权利要求1所述的非晶带材卷绕方法，其特征在于，还包括以下步骤：根据实际的起始卷绕位置，在各个卷绕阶段中确定圆角矩形铁芯的实际绕线角度，从而获得所述实际偏转角度和所述出带速度的关系。6.根据权利要求5所述的非晶带材卷绕方法，其特征在于，所述根据实际的起始卷绕位置，在各个卷绕阶段中确定圆角矩形铁芯的实际绕线角度，从而获得所述实际偏转角度和所述出带速度的关系，包括：以圆角矩形铁芯的长边中点为起始卷绕位置；当
‑
θ
x0
≤θ≤θ
x0
时，确定圆角矩形铁芯处于长边卷绕阶段，则θ
x
＝θ，令v
c

【专利技术属性】
技术研发人员：乔健，李浩，杨景卫，卢清华，
申请(专利权)人：佛山科学技术学院，
类型：发明
国别省市：