智能监控变压器高压线圈生产中的关键尺寸的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于高压线圈制造技术领域，具体涉及智能监控变压器高压线圈生产中的关键尺寸的装置及方法，轴向位置传感器用于监测各段高压线圈的绕制位置以及各段高压线圈最内层电磁线的各圈电磁线的位置；第二位置传感器用于监测高压线圈的各层的位置；所述行走滚轮用能够带动轴向位置传感器和第二位置传感器沿绕线模具的轴向移动；张力控制机构对电磁线的绕制进行导向，所述电磁线导向套能够沿绕线模具轴线的平行方向进行移动，并由第一位置传感器进行位置监测；采用动态张力补偿机构实时确保线圈绕制时导线的张力一致性，采用光栅位移传感技术既保证了线圈绕制时各饼线圈起绕的位置精度，采用角度位移传感器准确测量线圈绕制的角度以确保线圈段数的准确性。的角度以确保线圈段数的准确性。的角度以确保线圈段数的准确性。

【技术实现步骤摘要】
智能监控变压器高压线圈生产中的关键尺寸的装置及方法


[0001]本专利技术属于变压器高压线圈制造
，具体涉及智能监控变压器高压线圈生产中的关键尺寸的装置及方法。

技术介绍

[0002]为了降低变压器的制造成本，变压器线圈往往采用长圆形分段饼式结构，这种线圈结构导致线圈绕制时在长轴方向上和短轴方向上存在受力不均匀的问题，以影响线圈的轴向和辐向尺寸以及由不同匝数组成的段间距尺寸，这些轴向、辐向及段间距的关键尺寸将严重影响变压器的电气性能、阻抗和质量可靠性，同时将影响变压器的制造成本和原材料的用量。为了有效控制变压器线圈绕制时关键尺寸精度，行业内采用高压线圈绕制时操作工人用木槌轻敲和卷尺停歇监测等措施以保障线圈尺寸精度。
[0003]这些措施存在以下问题：
[0004]1.木槌轻敲容易导致线圈外层绝缘破损，而肉眼难以识别；
[0005]2.木槌轻敲只解决了线圈绕制后的尺寸问题，没有从根本上解决线圈绕制时的受力不均匀问题；
[0006]3.卷尺测量存在较大的人为操作误差，且只能保障测量位置的尺寸，难以保障其他层及各层的轴向、辐向尺寸和垂直度问题；
[0007]4.通过测量绕线机绕制时所转圈数来记录线圈绕制匝数，难以避免设备空及人为的操作误差。
[0008]因此，有必要设计一种能够在变压器线圈绕制过程中，对线圈各层、各匝的轴向、辐向尺寸及其垂直度进行精确监控的设备。

技术实现思路

[0009]为了解决现有变压器高压线圈绕制过程中难以对线圈关键尺寸进行监控的问题，本专利技术提供了一种智能监控变压器高压线圈生产中的关键尺寸的装置及方法。
[0010]本专利技术所采用的技术方案为：
[0011]一种智能监控变压器高压线圈生产中的关键尺寸的装置，包括段间距监测机构、张力控制机构和控制中心；
[0012]高压线圈于横卧设置的绕线模具上绕制而成，所述高压线圈为长圆型的分段式饼状结构，该高压线圈包括沿绕线模具轴向布置的多段，每段均具有多层，每层均具有多圈螺旋绕制的电磁线；
[0013]所述段间距监测机构可拆卸的连接于绕线模具上，所述段间距监测机构包括行走滚轮、轴向位置传感器和第二位置传感器；轴向位置传感器用于监测各段高压线圈的绕制位置以及各段高压线圈最内层电磁线的各圈电磁线的位置；第二位置传感器用于监测高压线圈的各层的位置；所述行走滚轮用能够带动轴向位置传感器和第二位置传感器沿绕线模具的轴向移动；
[0014]所述张力控制机构包括电磁线导向套和第一位置传感器，电磁线导向套能够由电磁线穿过并对电磁线的绕制进行导向，所述电磁线导向套能够沿绕线模具轴线的平行方向进行移动，并由第一位置传感器进行位置监测；
[0015]所述控制中心能够根据轴向位置传感器和第二位置传感器的反馈值，对电磁线导向套的位置进行控制。
[0016]作为上述装置的备选结构或补充设计：所述段间距监测机构还包括有角位移传感器，所述角位移传感器随绕线模具转动，并对绕线模具的旋转角度和旋转圈数进行监测。
[0017]作为上述装置的备选结构或补充设计：所述段间距监测机构还包括有磁吸座、升降器和升降座；所述磁吸座的一面呈圆弧形并磁吸连接到绕线模具外周壁上；升降座通过所述升降器连接到磁吸座上，并由升降器进行高度控制；所述轴向位置传感器和第二位置传感器能够随升降座同步升降。
[0018]作为上述装置的备选结构或补充设计：在升降座的一侧设置有横向伸缩器，在横向伸缩器最远端的伸缩节连接有延伸台，轴向位置传感器和第二位置传感器均设置于该延伸台上。
[0019]作为上述装置的备选结构或补充设计：在延伸台上还设置有第一径向伸缩器和第二径向伸缩器，第一径向伸缩器和第二径向伸缩器均垂直于横向伸缩器；行走滚轮设置于第一径向伸缩器的自由端，并能够控制带动延伸台沿绕线模具的轴向移动；第二径向伸缩器的自由端设置有磁性定位块，该磁性定位块磁吸于绕线模具的外周壁上，并用于延伸台的定位。
[0020]作为上述装置的备选结构或补充设计：第二位置传感器采用光栅传感器，并设置于第二径向伸缩器靠近于电磁线绕制位置的一侧。
[0021]作为上述装置的备选结构或补充设计：电磁线导向套连接在一张力控制弹簧上，所述张力控制弹簧的弹力范围能够由控制中心进行调节和设定。
[0022]作为上述装置的备选结构或补充设计：所述张力控制机构还包括横向轨杆和滑座组件，所述横向轨杆平行于绕线模具的轴向，滑座组件能够沿横向轨杆移动；张力控制弹簧连接于滑座组件上，所述滑座组件内置有驱动电机，所述驱动电机与横向轨杆之间通过齿轮和齿条实现动力传递，以控制滑座组件的位置；所述第一位置传感器采用光栅传感器。
[0023]作为上述装置的备选结构或补充设计：绕线模具属于变压器高压线圈的绕线装置，该绕线装置还包括底座、主控机体和副支撑机体；主控机体和副支撑机体均设置于底座上，绕线模具和张力控制机构均设置于主控机体与副支撑机体之间；所述副支撑机体能够沿底座上设置的轨道滑动，以脱离与绕线模具和张力控制机构的连接。。
[0024]一种智能监控变压器高压线圈生产中的关键尺寸的方法，使用上述的智能监控变压器高压线圈生产中的关键尺寸的装置，方法包括如下步骤：
[0025]步骤A：打开主控机体的控制开关，将用来绕制长圆形高压线圈的绕线模具安装好；
[0026]步骤B：将段间距监测机构安装在绕线模具上，将所要绕制的高压线圈的长轴内外径、短轴内外径、线圈轴向尺寸、段间间距、各段层数、段数、各段轴向尺寸、各段轴向尺寸的关键尺寸以及电磁线的长宽尺寸和补偿张力最大限值输入控制中心；
[0027]步骤C：操作人员通过控制中心根据长轴外径调整升降器至预设高度，调整第一径
向伸缩器的高度使其等于上述预设高度，调整第二径向伸缩器的高度使其小于上述预设高度；
[0028]步骤D：操作人员通过控制中心根据线圈轴向尺寸调整第一径向伸缩器，根据段间距调整横向伸缩器，将段间距监测机构调整到将要绕制线圈段数的所对应位置上，调整第二径向伸缩器的高度使其等于上述预设高度，通过磁性定位块将第二径向伸缩器固定；
[0029]步骤E：操作人员通过控制中心对张力控制弹簧的张力最大限值进行调整和标定；
[0030]步骤F：操作人员通过控制中心对角位移传感器进行归零标定；
[0031]步骤G：操作人员根据高压线圈绕制图纸和工艺文件要求开始所绕制长圆形高压线圈时，控制中心自动记录各关键尺寸的变化并由触控屏显示操作人员所需的实时数据；
[0032]步骤H：绕制完一段高压线圈后，重复步骤D、E、G，直至全部段的线圈绕制结束。
[0033]本专利技术的有益效果为：
[0034]1.本方案中的轴向位置传感器能够在高压线圈最内层的绕制过程中，对各圈电磁线的位置进行监测，同时还可以对各段高压线圈的绕制位置进行监测；
[0035]2.本方案中的第二位置传感器可以采用光栅传感器，从而在每一层高压线圈绕制时都进行电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能监控变压器高压线圈生产中的关键尺寸的装置，其特征在于：包括段间距监测机构(5)、张力控制机构(4)和控制中心；高压线圈于横卧设置的绕线模具(3)上绕制而成，所述高压线圈为长圆形的分段式饼状结构，该高压线圈包括沿绕线模具(3)轴向布置的多段，每段均具有多层，每层均具有多圈螺旋绕制的电磁线(7)；所述段间距监测机构(5)可拆卸的连接于绕线模具(3)上，所述段间距监测机构(5)包括行走滚轮(509)、轴向位置传感器(513)和第二位置传感器(511)；轴向位置传感器(513)用于监测各段高压线圈的绕制位置以及各段高压线圈最内层电磁线(7)的各圈电磁线(7)的位置；第二位置传感器(511)用于监测高压线圈的各层的位置；所述行走滚轮(509)用能够带动轴向位置传感器(513)和第二位置传感器(511)沿绕线模具(3)的轴向移动；所述张力控制机构(4)包括电磁线导向套(406)和第一位置传感器(402)，电磁线导向套(406)能够由电磁线(7)穿过并对电磁线(7)的绕制进行导向，所述电磁线导向套(406)能够沿绕线模具(3)轴线的平行方向进行移动，并由第一位置传感器(402)进行位置监测；所述控制中心能够根据轴向位置传感器(513)和第二位置传感器(511)的反馈值，对电磁线导向套(406)的位置进行控制。2.根据权利要求1所述的智能监控变压器高压线圈生产中的关键尺寸的装置，其特征在于：所述段间距监测机构(5)还包括有角位移传感器(504)，所述角位移传感器(504)随绕线模具(3)转动，并对绕线模具(3)的旋转角度和旋转圈数进行监测。3.根据权利要求2所述的智能监控变压器高压线圈生产中的关键尺寸的装置，其特征在于：所述段间距监测机构(5)还包括有磁吸座(501)、升降器(502)和升降座(503)；所述磁吸座(501)的一面呈圆弧形并磁吸连接到绕线模具(3)外周壁上；升降座(503)通过所述升降器(502)连接到磁吸座(501)上，并由升降器(502)进行高度控制；所述轴向位置传感器(513)和第二位置传感器(511)能够随升降座(503)同步升降。4.根据权利要求3所述的智能监控变压器高压线圈生产中的关键尺寸的装置，其特征在于：在升降座(503)的一侧设置有横向伸缩器(507)，在横向伸缩器(507)最远端的伸缩节连接有延伸台(514)，轴向位置传感器(513)和第二位置传感器(511)均设置于该延伸台(514)上。5.根据权利要求4所述的智能监控变压器高压线圈生产中的关键尺寸的装置，其特征在于：在延伸台(514)上还设置有第一径向伸缩器(508)和第二径向伸缩器(510)，第一径向伸缩器(508)和第二径向伸缩器(510)均垂直于横向伸缩器(507)；行走滚轮(509)设置于第一径向伸缩器(508)的自由端，并能够控制带动延伸台(514)沿绕线模具(3)的轴向移动；第二径向伸缩器(510)的自由端设置有磁性定位块(512)，该磁性定位块(512)磁吸于绕线模具(3)的外周壁上，并用于延伸台(514)的定位。6.根据权利要求5所述的智能监控变压器高压线圈生产...

【专利技术属性】
技术研发人员：康意雄，聂贵锋，李梦军，刘梓洋，陈佳枚，
申请(专利权)人：广州中车骏发电气有限公司，
类型：发明
国别省市：