卧式自动绕线机方案设计是设计工作的第一步,是产品设计的重要组成部分。卧式自动绕线机方案设计从总体上决定了设计水平,对所设计的产品的先进性和创造性起着至关重要的作用。因此在完成先期对现在国内外自动化变压器绕线机设备分析及进行技术消化吸收的基础上确定整机的合理设计方案,主要包括机械部分的组成和结构、电气部分的控制系统和伺服系统的确定。电力变压器卧式自动绕线机整机系统由控制部分、主机、放线机构三大部分组成。自动绕线机结构图如下图所示,系统组成图如下图所示。

1、主机:

主机主要实现绕线时模具的旋转运动,由床身、主轴箱、排线机构、尾座构成。

主轴箱包括箱体、主轴驱动系统、主轴传动系统,主轴驱动系统是由变频器、主轴电机组成,主轴传动系统包括皮带、皮带轮、主轴、固定支承部件、旋转编码器。电力变压器卧式自动绕线机主轴箱的主轴传动系统还装有变速轴承;变速轴承外圈固定在主轴箱上,内圈通过轴、皮带轮与主轴电机连接在一起,变速轴承的中圈通过销轴与主轴连接。

自动排线机构主要实现线圈绕制时线匝轴向的定位,排线机构的精度直接影响整个绕线机的性能和产品质量;排线机构包括锁紧机构、转臂、底座、滚珠丝杠、直线导轨,底座通过锁紧机构连接转臂,转臂上装有校直轮组件和导线轮组件。

尾座由箱体、移动支承部件、锁紧手轮、移动支承手轮、尾座移动手轮、减速机构、齿条组成。

2、控制部分:

计算机装有实现远程管理控制的网络连接卡和工业组态软件;主机的主轴箱内还装有交流伺服系统、可编程序控制系统,交流伺服系统由伺服放大器、交流伺服电机、连接电缆组成;可编程序控制系统包括可编程序控制器、伺服定位控制器、直流电源、连接电缆、脚踏开关、位置传感器。

3、放线机构:

放线机构主要用于放置导线线盘,通过张力装置为导线的缠绕提供稳定的张力,同时具备倒线、移动等相应功能。放线机构包括磁粉制动器、电机、电磁离合器、变速轴承。

电力变压器卧式自动绕线机整机布置图如下图所示。

整机分为主机和辅机即放线机构两部分,辅机伺服电机驱动,实现了主机和辅机同步,从而实现全自动排线。与同类型的绕线机对比,主机主轴对中性好,结构合理,受力均匀,从而保证绕线模具运行稳定,绕制线圈不会出现椭圆、松动等质量缺陷,保证了绕制线圈质量。解决了由于排线和张紧均采用人工操作,在绕制过程中需要不断地敲打、整形,由此绕制出来的线圈向和轴向尺寸必然偏大,致使变压器铁心窗口尺寸和油箱尺寸随之加大,最终导致变压器生产用料增多、成本提高,变压器的重量和体积增加的问题。同时解决了由于每个人在绕制线圈时用力不同,致使绕制的线圈松紧程度不同,变压器三相平衡差,影响变压器质量的问题。