Способ укладки обмотки в закрытые пазы магнитопровода и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при изготовлении индуктивных элементов электрических изделий, например трубчатых трансформаторов. Цель - повышение производительности и расширение технологических возможностей путем укладки обмоток в магнитопроводы с различными расстояниями между пазами. Для осуществления способа укладки обмотки витки раскладывают в пазы двумя челноками с закрепленными на них концами провода и затягивают витки путем вытяжки концов провода. Перед раскладыванием витков челноки располагают симметрично относительно плоскости, проходящей через оси пазов магнитопровода напротив друг другу, а витки раскладывают путем одновременного встречного движения челноков сквозь каждый паз. Вытяжку провода при затягивании витков ведут в плоскости, проходящей через оси пазов магнитопровода в сторону намотанного перед этим паза. Устройство для укладки обмотки снабжено механизмами перехвата челноков, каждый из которых размещен на основании с разных сторон от каретки, а каретка установлена с возможностью дискретного возвратно-поступательного перемещения, пластина выполнена из четырех частей, установленных попарно по обе стороны от выемки основания, а основание снабжено двумя парами пластинчатых сегментов, каждый из которых установлен на нем с образованием зазора для размещения провода и зазора между смежной пластиной и сегментом для прохода соответствующего подпружиненного пальца. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (ц 4 Н 01 F 41/08

ОПИСАНИЕ. ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

КИЯОЖУ

I !1ЛЙ Ц3- 1(,;-;g) у;у, 1 23.. 1 ) 1, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

le ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ 1РИ rHHT СССР (21 ) 42381? 2/24-07 (22) 04.05.87 (46) 23.07.89. Бюл. ¹ 27 (72) В.П.Морозик (53) 621.318.44(088.8) (56) Патент США № 2896868, кл. 242-1.1, 1959.

Авторское свидетельство СССР № !324075, кл. Н 01 F 41/08, 1986. (54) СПОСОБ УКЛАДКИ ОБМОТКИ В ЗАКРЫТЫЕ ПАЗЫ МАГНИТОПРОВОДА И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

„.,ЯО„„1495865 А 1

2 (57? Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при изготовлении индуктивных элементов электрических изделий, например трубчатых трансформаторов. Целью изобретения является повьппение производительности и расширение технологических возможностей путем укладки обмоток в магнитопроводы с различными расстояниями между пазами. Для этого челноки 1 и 2 располагают сю метрично относительно плоскости, проходящей через оси пазов магнитопровода, на14 95865

10 против друг друга. Витки раскладывают при встречном движении челноков сквозь каждый паз, после чего параллельным движением магнитопровода 3 подводят следующий паз под челноки и затягивают витки путем вытяжки концов запаса провода. Устройство для осуществления способа содержит два механизма перехвата, выполненные в виде электромагнитов, накладка 30 сердечников которых имеет гнезда для размещения челноков. Меняя полярность

Изобретение относится к технологическим процессам и оборудованию для изготовления индуктивных элементов электрических изделий, например трубчатых трансформаторов, и может быть использовано в электротехнической промышленности. 25

Цель изобретения - повышение производительности и расширение технологических возможностей путем укладки ,обмоток в магнитопроводы с различны« ми расстояниями между пазами. 30

На фиг. 1 показаны схематически операции укладки обмотки в пазы магнитопровода; на фиг. 2 — устройство для осуществления способа; на фиг.

3 — разрез А-А на фиг. 2; на фиг.4— разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 5 вид В на фиг. 2; на фиг. 6 — циклы работы устройства; на фиг. 7 — циклы работы механизма перехвата челноков; на фиг. 8 — намо «ка трансформаторов кабельного типа в одночелночном режиме устройства.

Способ укладки обмотки в закрытые пазы магнитопровода осуществляют следующим образом. 45

В начальный момен т в реме ни челн оки I и 2 и магнитопровод 3 устанавливают согласно фиг. 1а: оси челноков 1 и 2 располагают симметрично пло скости Г напротив друг друга, про 50 ходящей через оси пазов 4 и 5 магнитопровода, при этом расстояние 1 между осями челноков должно удовлетворять условию d 4 1 D d, где dдиаметр челноков, D — диаметр пазов. Такое условие дает возможность одновременного перемещения челноков сквозь паз, например сквозь выбранный за первоначальный паз 4. электромагнитов, осуществляют обмен челноками. Каретка 7 имеет возможность дискретного возвратно-поступательного перемещения относительно механизмов перехвата челноков. На основании 6 крепятся пластины и сегменты, образующие зазоры 19 для прохождения подпружиненных пальцев 23 и

24, вытягивающих провод, и зазоры для размещения провода, а также упоры 26 для ограничения вытяжки-провода. 2 с.п. ф-лы, 2 з.п. ф-лы, 8 ил.

Каждый из концов запаса провода прикрепляют к .своему челноку, пропустив один из концов сквозь паз 4.

Затем перемещают магнитопровод в плоскости Г так, чтобы следующий паз 5 занял положение паза 4. Растягивают запас провода в плоскости Г в сторону намотанного паза 4 (фиг.1б).

Раскладывают виток, двигая челноки навстречу друг другу сквозь паз 5, после чего магнитопровод перемещают в плоскости F в обратном направлении так, чтобы паз 4 занял положение паза 5, и растягивают запас провода в плоскости Г в сторону паза 5.

Раскладывают следующий виток, двигая челноки навстречу друг другу сквозь паз 4, после чего магннтопровод перемещают в плоскости Г так, чтобы паз 5 занял положение паза

4, и растягивают запас провода в плоскости Г в сторону паза 4. Таким образом укладывают заданное количество витков.

Изменение расстояния между паза-,ми требует лишь изменения величищ« дискретного возвратно-поступательного перемещения магнитопровода в процессе укладки обмотки„ что исключает дополнительную операцию изменения расстояния между осями -.:елноков и увеличивает производительность способа.

Исходную установку челноков и их перемещение осуществляют так, чтобы при раскладке каждого витка ось одного из пазов лежала в плоскости

Е, проходящей через оси челноков.

В общем случае плоскость E может быть смещена относительно оси паза, на1495865!

15

55 пример, при,заполнении паза обмоточным проводом более чем на половину его диаметра. Магнитопровод устанавливают в исходное положение так, чтобы плоскость Е была смещена ко внешней относительно обмотки стороне паза (фиг. 1д). Теперь при перемещении магнитопровода перед затягиванием витка следующий паз 5 устанавливается в положение (иунктир на фиг. 1д) не совпадающее с исходным положением первоначального паза 4, т.е. паз 5 занимает положение, зеркально симметричное положению предыдущего паза

4 относительно плоскости E проходящей через оси челноков.

Вытяжка запаса провода в плоскости Г при затягивании витков на торцах магнитопровода позволяет увеличить. равномерность укладки обмоток и, следовательно, качество изделия.

Направление вытяжки провода при укладке обмотки в два соседних паза периодически изменяется на противоположное. Это позволяет избежать периодического образования пересекающихся петель провода приводят к его обрывам.

Устройство (фиг. 2) содержит основание 6, механизм установки магнитопровода 3, выполненный в виде каретки 7 с элементами 8 крепления маг" нитопровода, установленной в выемке основания с возможностью дискретного возвратно-поступательного перемещения, и снабженный приводом от шагового двигателя, два челнока 1 и 2 и два механизма их перехвата.

Устройство содержит также пластину, состоящую из четырех подпружиненных к основанию частей 9-12, установленных на винтах 13 попарно по обе стороны от выемки основания, две пары пластинчатых сегментов 14-17, установленных относительно основания с фиксированным зазором 18, равным максимальному диаметру обмоточного провода. Каждый иэ сегментов образует зазор 19 со смежной частью пластины. В основании 6 выполнены прорези, конфигурацию которых повторяет зазоры 19. На осях 20 рычагов

21 и 22 установлены подпружиненные пальцы 23 и 24 с возможностью захода ! в зазоры 19 и соответствующие этим зазорам прорези основания. Для ограничения перемещения обмоточного

50 провода 25 имеются упоры 26 и накладки 27. Обращенные к челнокам края частей пластин и сегментов ок-, руглены. Каждый механизм перехвата челноков 1 и 2 содержит электромагнит, выполненный в виде полуобмотки 28 сердечником 29 из магнитомягкого материала. На торце сердечника

29, обрашенном к магнитонроводу, установлена пластина-накладка 30 из немагнитного материала, в которой выпоЛнены два гнезда для установки челноков 1 и 2, а челноки выполнены в виде прямолинейных постоянных магнитов и имеют ушки для крепления концов запаса провода, расположенные в середине их длины. Электромагнит установлен на приводной опоре 31.

Управление циклом работы устройства, т.е. возвратно-поступательным движением; опор 31, поворотом рычагов

21 и 22 и срабатыванием механизмов перехвата челноков, может осуществляться с помощью кулачкового привода. Приводы рычагов 21 и 22 и опор

31 не показаны ввиду возможности использования различных известных конструкций. Привод каретки 7 содержит шаговый двигатель 32 с системой его управления и может быть выполнен на основе тяговой винтовой пары (фиг.8).

Устройство работает следующим образом.

Основной режим работы. Полуобмотки

28 соединяются между собой так, что при подаче на обмотку постоянного напряжения одной полярности образуется система полюсов N-S u S-N а при противоположной полярности S-К и N-S (фиг. 7а). Подается напряжение, соответствующее полюсам N-S на левом сердечнике 29 (фиг. 7а) и S-N на правом.

Челнок 1 устанавливается в нижнее гнездо левой накладки 30 (фиг.7а) полюсом N, челнок 2 — в верхнее гнездо накладки на другом сердечнике полюсом N,òàõ, что взаимодействие постоянных магнитов с магнитным .полем полуобмоток обеспечивает устойчивую фиксацию челноков в соответствующих гнездах за счет сил притяжения. Каждый из концов запаса провода прикрепляется к своему челноку, один конец при этом пропускается сквозь первоначальный паз 4 (фиг. 6).

Каретка 7 приводится в движение и перемещает магнитопровод 3 так, что

1 495865 следующий паз 5 устанавливается напротив челноков. Рычаги 21 и 22 поворачиваются и перемещают пальцы 23 и 24 вниз. Последние, захватывая привод, входят в зазоры 19 и вытягивают весь запас провода B пространство между основанием и пластинами

1 ! 9; 14, 10 и 15. После вытяжки паль цы 23 и 24 отклоняются, перескакивают 10

,через провод и приводятся в край. нее нижнее положение (фиг. бб).

Приводятся в движение опоры 31., Они перемещают челноки 1 и 2 навст1 ре у Друг другу е ЧелнОки ВхОДят В 15

1 паз, и их концы попадают в свободные гнезда противоположных накладок !

30 (фиг. 7б). В этот момент напряже1 ние с обмотки снимается, а затеи его ! полярность изменяется на противо- 20 пололную так, что образуется система полюсов S-N u N-S соответственно на левом и правом сердечниках. Теперь челнок 1 за счет взаимодействия магнитных полей фиксируется на 25 ( правом сердечнике, а челнок.2 — на левам. Перехват челноков выполнен, опоры 31 расходятся и перемещают челноки друг от друга. Проводится " раскладка первого витка (бв). 30

Затем каретка 7 приводится в движение и перемещает магнитопровод так, что паз 4 устанавливается напротив челноков. Рычаги поворачиваются и перемещают пальцы 23 и 24 вверх.

На пути пальцев встреча10тся петли провода, уже частично деформированные за счет вытяжки части провода челноками 1 и 2 при раскладке витка.

В

Пальцы проходят по периферийной части петель, вытягивая часть провода из-под пластин 14 и 15. При этом основная часть петель; прижатая подпружиненными пластинами 9 и 10, остается неподвижной. Далее пальцы пересекают плоскость осей челноков (фиг. бг). Пальцы захватывают при, крепленные к челнокам концы провода, входят в зазоры между пластинами 11 и 17, 12,и 16 и вытягивают весь за50 пас провода в пространство между основанием и этими пластинами. Проводят затягивание первого витка. После этого пальцы перескакивают через провод и останавливаются.в крайнем верхнем положении (фиг. бд), Приводятся в движение опоры 31.

Они перемещают челноки 1 и 2 навстречу друг другу. Аналогично срабатывает механизм перехвата челноков и производится раскладка второго витка (фиг. бе).

Каретка 7 приводится в движение и перемещает магнитопровод так, что следующий паз 5 устанавливается напротив челноков. Рычаги 21 и 22 поворачиваются и перемещают пальцы 23 и

24 вниз. Пальцы затягивают второй виток (фиг. бж). Такой цикл работы устройства продолжается до укладки заданного числа витков, Укладка бифилярной обмотки. Соединение обмоток 28 осуществляется по основному режиму работы. Челноки

1 и 2 устанавливаются В верхнее и нижнее гнезда накладки 30 на одном иэ сердечников 29, например, полюсами S в гнезда накладки первого. сердечника (фиг. 7г), при этом на об-. мотку подается напряжение, соответствующее системе полюсов S-N u N-S.

Средняя точка запаса провода прикрепляется к магнитопроводу, а концы к челнокам 1 и 2. Проводятся раскладка и затягивание витков по основному режиму работы. При этом челноки 1 и 2 перемещаются сквозь каждый паз как одно целое, что обеспечивается механизмом перехвата. в) Одночелночный режим. При укладке обмоток в миниатюрные магнитопроводы условие может быТь невыполнимо, т.е. два челнока не смогут одновременно пройти сквозь паз. В этом случае челнок 2 (фиг. 7а) убирается и раскладка витков проводится только челноком 1, к которому прикрепляется один конец запаса провода, другой конец фиксируется на каретке 7 или непосредственно на магнитопроводе.

Такой режим может быть использован также при последовательной укладке одной или нескольких обмоток в несколько пазоВ, например, при последовательной намотке трансформаторов кабельного типа, содержащих две или более обмоток (фнг. 8). На каретке 7 устанавливаются сразу несколько магнитопроводов. Из одного запаса провода (м) укладываются первичные обмотки всех изделий, из другого (к) вторичные и т.д. (фиг; 8) °

Соединяющая изделия трасса натянутого обмоточного провода после разрезки образует выводные концы. Маловит1495865 ковый характер обмоток большинства из таких трансформаторов, используемых в аппаратуре дальней связи, поз ! воляет осуществить намотку 4-5 изделий на один запас провода.

В данном режиме челнок может быть выполнен из магнитомягкого материала, при этом полуобмотки 28 для обеспечения его перехвата поочередно подключаются к источнику питания произ,вольной полярности.

Использование предлагаемых способа и устройства для его осуществления позволяет повысить производитель ность и осуществить намотку магнитопроводов с различными расстояниями между пазами.

Кроме того, устройство и способ просты в реализации.

Формула изобретения.1. Способ укладки обмотки в закрытые пазы магнитопровода, при котором витки раскладывают в пазы двумя челноками с закрепленными на них концами провода и затягивают витки путем вытяжки концов провода, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повьппения производительности и расширения технологических возможностей путем укладки обмоток в магнитопроводы с различными расстояниями между пазами, церед раскладыванием витков челноки располагают симметрично относительно плоскости., проходящей через оси пазов магнитопровода напротив друг друга, а витки рас1 кладывают путем одновременного встречноro движения челноков. сквозь . каждый паз, при этом перед затягива.нием каждого витка магнитопровод перемещают в плоскости, проходящей через оси пазов магнитопровода так, чтобы паз, подлежащий намотке, занял положение, зеркальйо симметричное положению намотанного перед этим паза относительно плоскости, проходящей через оси челноков.

2. Способ по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что вытяжку провода при затягивании витков ведут в плоскости, проходящей через оси

1р пазов магнитопровода в сторону намотанного перед этим паза.

3. Устройство для укладки обмотки в закрытые пазы магнитопровода, содержащее основание, механизм установки магнитопровода, выполненный в виде каретки, размещенной в выемке основания, пластины, подпружиненной к основанию, и пару подпружиненных пальцев с приводом их перемещения

2п о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено механизмами перехвата челноков, каждьп" . из которых размещен на основании с разных сторон от каретки, а.каретка установлена с воз25 можностью дискретного возвратно-поступательного перемещения, пластина выполнена из четырех частей, установленных попарно по обе стороны от выемки основания, а основание снабЗО жено двумя парами пластинчатых сегментов, каждый из которых установлен .на нем с образованием зазора для размещения провода и зазора между смеж" ной пластиной и сегментом для прохода соответствующего подпружиненного пальца.

4. Устройство по п. 3, о т л и,ч а ю щ е е с я тем, что челноки выполнены из постоянного магнита, а

40 каждый механизм перехвата выполнен в виде электромагнита и пластины иэ немагнитного материала с гнездами для размещения челноков, установленной на торце сердечника электро45 магнита, обращенном в сторону каретки.

1495865

14 95865

Г

Фиг. b

2<с-О д

14 95865 мц

Составитель И.Белая

Редактор А. Козориз Техред А. Кравчук

Корректор С.П1екмар

Заказ 4275/50 Тираж 695 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101