精密矩形線圈繞線機的張力控制
本文介紹的是設計張力控制系統的測試，盡量減小張力的變化。在模擬上進行理論的分析。仿真結果表明，漆包線由于速度的變化產生的長度變化的導致張力頻繁波動。該模型的張力傳感器驗證了預測。成功設計的關鍵是消除張力的變化。我們增加一項包括高速氣缸的張力系統，取代傳統的羊毛氈與彈簧機構。仿真結果表明，新的原型系統幾乎增加了一倍的繞線速度和承受的張力波動的能力。
關鍵詞：張力控制，繞線機，矩形線圈，,精密繞線機．
一．引言
每年都會生產不計其數的變壓器，連同電廠、變電站和電力線路，配電變壓器為全國的商業及住宅提供電能。變壓器制造涉及繞組線圈生產。這些線圈通常由一對銅線在匝數之間夾上的絕緣紙層制成。它們通常是圓形或長方形。
在線圈繞組上必須保持一致的張力。線圈的形狀對所采用的由拉緊產生的張力產生重大影響。對于一個圓形線圈的張力不會變化顯著，但矩形線圈則不同。作為一個矩形線圈，張力會隨著落線點位置的不同而急劇變化。如圖所示，這個速度的變化是由不斷變化的線的長度導致。在圓線圈的情況下這不會有問題，因為在線圈上導線的接觸點是固定的。
圖1：速度的變化導致繞組上線長度變化
在機器上的導線和不同的主軸負荷緊張的結果各不相同，導致過度的力的變化和機械振動。這反過來可能會導致變化中的線圈漆包線交叉。當這些問題出現后，在繞制現場，糾正起來時很費時間的。會極大的影響線圈工廠的產能。當今市場上普通的適用于較粗的漆線包的張力裝置，是運行在約5米/秒到30米/秒之間。我們通常的繞線速度超過10米/秒，公司的目標是0.45毫米至4毫米的線達到至少20米/秒的速度。
本文進一步考察了張力的波動問題，并且在高速的繞線矩形線圈取得一致的張力關系。在下面的部分問題的作了說明，為現有的可用技術做了綜述。
二．背景
現有的繞線系統使用羊毛氈，摩擦輪，回彈桿。張力的控制是通過的固定或松開羊毛氈與彈簧的彈力來實現。
羊毛氈是最簡單，最常用的線張力控制的方法之一。
漆包線穿過羊毛氈，因此壓緊羊毛氈也可改變漆包線的張力。在實際操作中，張力的大小，取決于羊毛氈與漆包線之前的滑動摩擦力，當改變羊毛氈的壓力時，漆包線的張力會直觀地表現出來。其優點是：簡單，隨時可用，便宜，適應任何運行速度。缺點也是顯而易見的。羊毛氈磨損很快，導致局勢壓力的損失，必須頻繁更換羊毛氈并調整。
三．模型識別
導線從線軸穿過的張力裝置，通過機器饋線孔，并上矩形線圈。理想的運行速度為每分鐘1000轉。給出了一個線速10 - 30米/秒，所以具體的轉速實際取決于在一特定時刻線圈的大小。圖３顯示了由長方形線圈繞制時漆包線線速度的變化。
圖3：線速度的變化
圖４顯示了線加速度的變化，這也可以通過該行或圖形的速度曲線看到。
圖4：線加速度變化
線路路徑長度的變化，從固定的饋線點到纏線點，如圖5所示。
線長度的變化
四．原型系統設計
下圖中的系統集成了一個高速氣缸。高速氣缸在空氣壓力下運作。預壓力取決于氣壓的大小。它有一個非常快速的反應，類似于高度動態彈簧。高速氣缸的跟隨性動作，釋放和調整了的漆包線的張力。這種集成設置適應漆包線所需的一系列張力變化。
高速氣缸張力系統
五．結論
矩形線圈是配電變壓器的重要組成部分。由于線圈形狀，線圈的漆包線張力產生波動。這些波動導致漆包線破損，漆包線排整不整齊，線圈尺寸不一致，多余的機器磨損，限制對繞線速度，并導致線圈的匝間耐壓，耐溫參數的降低。從我們對此張力系統的研究，發現此結果是對較粗漆包線繞制線圈工藝最合適的選擇。
下方視頻為精密矩形線圈繞制過程，驗證了文章中張力系統的優化后穩定結果．
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一、放線 在一臺正常運行的漆包機上，操作人員的精力和體力大部分消耗在放線部分，調換放線盤使操作者付出很大的勞動力，換線時接頭易產生質量問題及發生運行故障。有效的方法是大容量放線。
放線的關鍵是控制張力，張力大時不僅拉細導體，使導線表面失去光亮，還影響漆包線的多項性能。從外表上看，被拉細的導線，涂制出的漆包線光澤較差；從性能來看，漆包線伸長率、回彈性、柔韌性、熱沖擊都受到影響。放線張力太小，線容易跳動造成并線、線碰爐口。放線時最怕半圈張力大，半圈張力小，這樣不僅使導線松亂、扎斷，一段一段被拉細，而且還會引起烘爐內線的大跳動，造成并線、碰線故障。放線張力要均勻，適當。
在退火爐前安裝助力輪對張力的控制有很大幫助。軟銅線在室溫下其最大不延伸張力約為15kg/mm2，在400℃下最大不延伸張力約為7kg/mm2；在460℃下最大不延伸張力為4kg/mm2；在500℃下最大不延伸張力為2kg/mm2。在正常的漆包線涂制過程中，漆包線的張力要明顯小于不延伸張力，要求控制在50%左右，放線張力控制在不延伸張力的20%左右。
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對于精密電磁線圈,通常圈數多,要求排列整齊,而工藝設計也分為有骨架和無骨架兩種.
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