变压器线圈绕制张力自动控制系统技术方案

本发明专利技术涉及一种变压器线圈绕制张力自动控制系统，其包括开卷机、收卷机、开卷机旋转扭矩调节装置和收卷机旋转扭矩调节装置；其中，开卷机旋转扭矩调节装置包括开卷筒卷径检测组件，用于检测开卷筒的卷径变化量；和调节控制器，用于根据所述卷径变化量，动态地调节所述开卷筒的旋转扭矩，使得旋转过程中开卷筒上所缠绕的绕制卷料的当前张力位于预设张力值的误差范围内；所述收卷机旋转扭矩调节装置包括线圈卷径检测组件，用于检测绕制载体的卷径变化量；和变频器用于动态地调节所述绕制载体的旋转扭矩，以使得绕制载体上所绕制的绕制卷料的张力恒定。实现变压器线圈的电阻不平衡率能满足国家标准的相关要求，例如，相间电阻不平衡率≤4％，线间电阻不平衡率≤2％。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及线圈绕制系统，更具体地说，涉及一种变压器线圈绕制张力自动控制系统。
技术介绍
三相变压器绕组的直流电阻不平衡率是变压器试验中的一项重要性能参数，它的大小影响到变压器三相线圈的电压、电流的平衡。三相变压器直流电阻不平衡会使变压器相间或相对地间有循环电流，增加变压器的附加损耗，甚至导致变压器不对称运行，将会引起事故。国家标准GB/T6451-1999中已明确规定了变压器直流电阻不平衡率的偏差限值。 变压器线圈在绕制过程中若不能保证恒张力控制，其线圈的电阻不平衡率就不能满足国家标准的相关要求(例如，要求相间电阻不平衡率< 4%，线间电阻不平衡率< 2% )目前国内变压器线圈绕制设备绝大部分仍采用机械式气动刹车盘产生摩擦制动扭矩，进而满足绕制卷料的张力的绕制要求。这种控制方式成本低。但由于是开环控制，张力不能根据绕制卷料的半径变化而进行自动调整，张力不能保持恒定状态。虽然，目前国内某设备厂家已研制了一种采用直流电机反向扭矩产生张力的自动张力控制系统(精度 ^ 士 10%)，但是这种系统投资成本高，而且没有考虑到收卷机一侧由于线圈半径变化(特别是对于绕制矩形线圈时，卷径的时时交替变化)要求收卷机侧的扭矩也需随之变化的要求。另外，尽管在造纸、纺织的轻纺工业，开发了张力控制系统，但在变压器制造行业运用很少。过去国内一些设备厂家也曾尝试过采用造纸、纺织的轻纺工业的张力控制系统， 但不适用，主要原因是绕制卷料的张力较大，张力反馈速度慢。因此急需开发一种完全专用并适合于变压器线圈绕制的精度要求，经济实用的张力恒定的变压器线圈绕制张力自动控制系统。专利
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种变压器线圈绕制张力自动控制系统，旨在解决现有技术中目前尚无一种完全专用并适合于变压器线圈绕制的精度要求，经济实用的张力恒定的变压器线圈绕制张力自动控制系统等方面的问题。为了实现专利技术目的，提供了一种变压器线圈绕制张力自动控制系统，其包括开卷机和收卷机。其中，所述开卷机包括用于缠绕绕制卷料的开卷筒、带动所述开卷筒旋转的开卷机转轴、与所述开卷机转轴键连接的气动刹车盘和至少一个用于夹持所述气动刹车盘的空压制动器；所述收卷机包括用于接收所述开卷筒输送的绕制卷料并绕制成线圈的绕制载体、用于安装并带动所述绕制载体旋转的收卷机转轴和带动所述收卷机转轴旋转的电机， 所述变压器线圈绕制张力自动控制系统还包括开卷机旋转扭矩调节装置和收卷机旋转扭矩调节装置；其中，所述开卷机旋转扭矩调节装置包括开卷筒卷径检测组件，用于检测开卷筒的卷径变化量；调节控制器，用于根据所述卷径变化量，控制为所述空压制动器提供气体输入的气压源的当前气体压力值的大小，以相应地调节空压制动器在夹持所述气动刹车盘时所施加的夹持力，从而动态地调节所述开卷筒的旋转扭矩，使得旋转过程中开卷筒上所缠绕的绕制卷料的的当前张力Fl位于(F士 δ)的范围内，其中，F为启动绕制变压器线圈时的预设张力值，δ为误差值； 所述收卷机旋转扭矩调节装置包括线圈卷径检测组件，用于检测绕制载体的卷径变化量；变频器，用于根据所述线圈卷径变化量，调节所述电机的旋转速度，从而动态地调节所述绕制载体的旋转扭矩，以使得绕制载体上所绕制的绕制卷料的张力恒定。优选的，所述开卷机包括多个空压制动器；在初始绕制变压器线圈时，所述调节控制器可选择地控制每个空压制动器夹持或松开所述气动刹车盘，以使得旋转过程中开卷筒上所缠绕的绕制卷料的的张力为预设张力值F。优选的，由多个气压源以不同的预设气体压力值为所述空压制动器提供气体输入；在任意一时刻，仅由一个气压源为所述空压制动器提供气体输入，以使得所述空压制动器以相应大小的夹持力，夹持所述气动刹车盘。优选的，由两个气压源以不同的预设气体压力值为四个空压制动器提供气体输入，以使得所述四个空压制动器以相应大小的夹持力，夹持所述气动刹车盘。优选的，所述开卷机旋转扭矩调节装置还包括参数输入单元，用于将接收到的输入的预设张力值F发送到调节控制器。优选的，所述变压器线圈绕制张力自动控制系统还包括异常处理单元，用于获取开卷筒的卷径变化量和当前气体压力值，计算出旋转过程中开卷筒上所缠绕的绕制卷料的当前张力F1，并当Fl> (F+δ)或Fl< (F-δ)时，进行异常报警和/或控制所述电机运行。优选的，所述开卷筒卷径检测组件包括与开卷筒的表面相接触的位移传感器和与所述位移传感器电连接的信号转换单元；所述信号转换单元与所述调节控制器电连接。优选的，所述位移传感器是拉绳式位移传感器，所述调节控制器是可编程控制器。优选的，所述线圈卷径检测组件包括与绕制载体的表面相接触的电位器，所述电位器与所述变频器电连接。优选的，所述绕制载体是变压器线圈铁心或变压器线圈骨架模具。实施本专利技术的变压器线圈绕制张力自动控制系统，具有以下有益效果通过设置开卷机旋转扭矩调节装置和收卷机旋转扭矩调节装置可实时检测开卷筒上绕制卷料的卷径变化和实时检测绕制载体上线圈的卷径变化，从而相应地调节气压源为气动刹车盘提供的输入气体的压力值和电机的转速，以此相应地调节气动刹车盘的摩擦制动扭矩和绕制载体的旋转扭矩，使得绕制过程中，开卷筒上绕制卷料的张力恒定和线圈载体上绕制的绕制卷料的张力恒定，最终实现变压器线圈的电阻不平衡率能满足国家标准的相关要求，例如， 相间电阻不平衡率< 4%，线间电阻不平衡率< 2% ；通过由多个气压源择一地为多个空压制动器提供气体输入，及由多个空压制动器可选择地夹持或松开气动刹车盘，从而可排列出多组气动刹车盘摩擦制动扭矩，使得可满足不同变压器产品线圈的预设张力值要求。又进一步地，通过设置异常处理单元，可实时获取开卷筒的卷径变化量和当前气体压力值，从而计算出开卷筒上所缠绕的绕制卷料的的当前张力是否位于预设张力值的误差范围内，即是否以恒定张力值进行线圈绕制，若当前张力位于预设张力值的误差范围外时，则进行报警提示或者控制电机停止运行。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中图1是本专利技术变压器线圈绕制张力自动控制系统的结构示意图；图2是图1所示的变压器线圈绕制张力自动控制系统第一实施例的系统框图；图3是图1所示的变压器线圈绕制张力自动控制系统第二实施例的系统框图；图4是图1所示的变压器线圈绕制张力自动控制系统第三实施例的系统框图。具体实施例方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1所示的本专利技术的变压器线圈绕制张力自动控制系统中，其主要包括开卷机 1和收卷机2，其中，用于制作变压器线圈的绕制卷料3首先是缠绕在开卷机1，收卷机2则用于安装绕制载体21，在绕制前，将缠绕到开卷机1上的绕制卷料3的自由端牵引到绕制载体21上，再启动运行后，由收卷机2和开卷机1的同步转动，将开卷机1上的绕制卷料3 源源不断的输送到收卷机2，由安装在收卷机2的绕制载体21接收绕制卷料3，同时绕制成线圈，绕制完一个变压器线圈后，将绕制好线圈的绕制载体21卸下，再装上别的绕制载体 21，继续进行绕制，从而形成对变压器线圈的批量绕制。在具体设计时，该绕制卷料3可以是铝箔，也可以是由别本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种变压器线圈绕制张力自动控制系统，包括开卷机和收卷机，其中，所述开卷机包括用于缠绕绕制卷料的开卷筒、带动所述开卷筒旋转的开卷机转轴、与所述开卷机转轴键连接的气动刹车盘和至少一个用于夹持所述气动刹车盘的空压制动器；所述收卷机包括用于接收所述开卷筒输送的绕制卷料并绕制成线圈的绕制载体、用于安装并带动所述绕制载体旋转的收卷机转轴和带动所述收卷机转轴旋转的电机，其特征在于，所述变压器线圈绕制张力自动控制系统还包括开卷机旋转扭矩调节装置和收卷机旋转扭矩调节装置；其中，所述开卷机旋转扭矩调节装置包括：开卷筒卷径检测组件，用于检测开卷筒的卷径变化量；调节控制器，用于根据所述卷径变化量，控制为所述空压制动器提供气体输入的气压源的当前气体压力值的大小，以相应地调节空压制动器在夹持所述气动刹车盘时所施加的夹持力，从而动态地调节所述开卷筒的旋转扭矩，使得旋转过程中开卷筒上所缠绕的绕制卷料的的当前张力Ｆ１位于（Ｆ±δ）的范围内，其中，Ｆ为启动绕制变压器线圈时的预设张力值，δ为误差值；所述收卷机旋转扭矩调节装置包括：线圈卷径检测组件，用于检测绕制载体的卷径变化量；变频器，用于根据所述线圈卷径变化量，调节所述电机的旋转速度，从而动态地调节所述绕制载体的旋转扭矩，以使得绕制载体上所绕制的绕制卷料的张力恒定。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓阳，
申请(专利权)人：艾默生网络能源有限公司，
类型：发明
国别省市：94