Полуавтоматическая система для производства индукционных электрических катушек

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для производства крупных электрических катушек. Полуавтоматическая система для производства крупных индукционных электрических катушек включает стол для производства катушек, на котором работают посредством шарнирно сочлененной головки, создающей необходимое давление на каждом витке катушки при помощи приспособления, натягивающего и подающего провод. Управление осуществляется программируемым блоком дистанционного управления, в который введены соответствующие команды, задающие характеристики катушек, которые необходимо изготовить. Изобретение значительно сокращает производственный цикл благодаря исключению ручной работы, например при контроле размера катушек и их прессовании, и, следовательно, обеспечивает большую точность размеров получаемой катушки. Технический результат состоит в повышении качества за счет управления натяжением провода без риска его растяжения. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

ЦЕЛЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к полуавтоматической системе для производства крупных индукционных электрических катушек, включающей стол для производства катушек, на котором работают посредством шарнирно сочлененной головки, создающей необходимое давление на каждом витке обмотки катушки при помощи приспособления, натягивающего и подающего провод. Управляет системой программируемый блок дистанционного управления, в который введены соответствующие команды, задающие характеристики катушек, которые необходимо изготовить.

Очевидная практическая польза изобретения заключается в том, что благодаря ему значительно усовершенствован применяемый в настоящее время производственный процесс путем значительного сокращения производственного цикла, достигаемого исключением некоторых производственных операций, например прессования катушек, что обеспечивает большую точность в размере получаемых катушек.

Кроме того, предлагаемый процесс позволяет управлять натяжением провода без риска его растяжения или деформации и, следовательно, позволяет производить катушки лучшего качества.

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к производству катушек для двигателей и электрических трансформаторов, в частности, для крупного оборудования и, в особенности, высоковольтных систем.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Производство крупных индукционных электрических катушек для крупногабаритного электрооборудования сопряжено с рядом проблем, возникающих из-за используемых материалов и размера катушек. Иначе говоря, изготовление и сборку такой катушки по существу необходимо выполнять вручную.

Форма катушки должна быть определена в самом начале производственного процесса, а провод должен быть выполнен так, чтобы обеспечивать заданное общее количество витков и заданное количество витков в каждом слое для получения требуемых характеристик катушки, соответствующих оборудованию, для размещения в котором она предназначена.

При изготовлении катушек традиционным способом провод обычно сильно натянут, что приводит к его деформации и, следовательно, к изменению формы катушки. Более того, для выравнивания каждого витка необходимо использовать ручной инструмент, деревянные молотки, клинья и т.п., т.е. эта процедура полностью ручная.

В настоящее время не известны системы, аналогичные системе, предлагаемой в данном изобретении, в которой исключены процессы разметки катушки и выравнивания каждого из ее витков благодаря замене наиболее трудоемких ручных операций, используемых при изготовлении обмоток крупного высоковольтного оборудования.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предлагаемая полуавтоматическая система для производства крупных индукционных электрических катушек содержит стол для производства катушек, шарнирно сочлененную головку с двойной прессующей системой, оборудование для автоматической подачи кабеля, комплект бобин для провода, подлежащего намотке, и программируемый пульт управления.

Намоточный стол содержит плиту, на которой расположены буфера и формы, приспособленные под размеры подлежащей производству катушки. Этим столом обеспечена возможность поднятия готовой катушки при помощи ряда полос, присоединенных к нему с возможностью перемещения при помощи гидросистемы. Ручные зажимные приспособления расположены с возможностью фиксации окончательных размеров катушки. По выполнении данной операции катушку поднимают со стола и подвергают следующей рабочей операции, так называемой «отделке» катушки, при которой ее слои соединяют, обеспечивая сохранение ими формы, что придает катушке большую жесткость, необходимую при последующей обработке.

Головка системы смонтирована на вращающейся рукоятке, которая скреплена с вертикальной опорой, прикрепленной к полу. На ее рабочем конце со стороны стола и провода расположены два ряда осей/колес, согласованная работа которых приводит к формированию из провода катушек.

Для обеспечения требуемой длины кабелей, подаваемых в ходе намотки, и создания давления для поддержания прямоугольной со скругленными углами формы витков предназначено гидравлическое прессующее колесо с вертикальной осью. Чтобы не повредить бумагу, покрывающую медные провода и изолирующую каждый их слой, формируемый витками катушки, указанное колесо выполнено из технического пластика. Давление колеса на кабель регулируют гидравлическим цилиндром, концы которого соединены с вращающейся рукояткой и вертикальной опорой и который также соединен с масляным гидравлическим механизмом, выполненным с возможностью поддержания равномерного давления вне зависимости от положения рукоятки.

Для поддержания плоскостности катушки служит комплект пневматических прессующих колес с горизонтальной осью, снабженный средствами управления пневматическими цилиндрами.

Благодаря работе обоих комплектов колес головка прессует каждый виток и придает ему форму, а также регистрирует каждый из них при их введении в катушку. Таким образом обеспечена возможность определения действительного размера катушки во время ее производства путем измерения положения прессующего колеса и сравнения его с расчетным значением. При этом рассматриваемая система на основе запрограммированных объективных показателей либо останавливает производственный процесс для выполнения оператором необходимой обработки катушки, либо просто информирует его об отклонении полученных размеров от расчетных значений.

Механизм автоматической подачи кабеля представляет собой несколько зажимов, установленных на рельсе с возможностью следования перемещению станка при введении кабелей, так что вводимый кабель всегда проходит по касательной к гидравлическому прессующему колесу головки.

Используемая система управления содержит устройство автоматизации с интерфейсом в виде сенсорного экрана и пультом ручного управления для обеспечения безопасности операторов станка. Указанное устройство непрерывно управляет всеми функциями системы, поворотом намоточного стола, прижатием механизма головки, перемещением вращающейся рукоятки и положением механизма подачи. Рассматриваемая система выполнена с возможностью импортирования в нее компьютером текстовых файлов с входными данными (информация о катушках, которые необходимо изготовить, и системных параметрах для управления их изготовлением) и экспортирования выходных данных (информация о процессе) при помощи локальной сети. Выходные данные содержат:

Действительные размеры готовых катушек,

Время наматывания,

Время запрограммированных остановок,

Время подготовки стола к работе и

Аварийные сигналы.

Такая информация позволяет установить связи между производственными процессами.

ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Для более полного понимания особенностей изобретения приведенное описание проиллюстрировано двумя страницами чертежей, которые не ограничивают объем изобретения, которые составляют его неотъемлемую часть и на которых:

фиг.1 изображает схему расположения полуавтоматической системы для производства крупных индукционных электрических катушек и ее элементы;

фиг.2 изображает подробный вид прессующей головки; и

фиг.3 изображает схему работы механизма автоматической подачи кабеля.

ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЙ ВАРИАНТ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Данными чертежами проиллюстрирован внешний вид и прочие характеристики изобретения.

На фиг.1 изображены схема расположения различных элементов полуавтоматической системы для производства крупных индукционных электрических катушек. Имеется зона, в которой расположены различные бобины (6) с подаваемым на катушку проводом. Провод, подлежащий намотке, выходит из бобин и направляется вдоль механизма (5) автоматической подачи, смонтированного на рельсе (7).

От механизма (5) автоматической подачи провода последний поступает к прессующей головке (2) по касательной к ее регулировочным колесам, которая установлена на рукоятке и может принимать, как показано на чертеже, рабочее положение (2) и исходное положение (4). Переход из одного положения в другое осуществляют вращением рукоятки на опоре (3), так что рабочий конец рукоятки остается незакрепленным и может выполнять рабочие действия на намоточном столе (1).

Стол (1) содержит плиту, на которой расположены буфера и формы, приспособленные под размеры подлежащей производству катушки. Этим столом обеспечена возможность поднятия готовой катушки при помощи ряда полос (9), присоединенных к нему с возможностью перемещения при помощи гидросистемы.

Всей рассматриваемой системой управляет блок (8) управления, в который подают результаты измерений, относящихся к:

- Числу оборотов катушки в ходе процесса,

- Времени наматывания,

- Времени запрограммированных остановок,

- Времени подготовки стола к работе и

- Аварийным сигналам.

Кроме того, в блок управления поступает информация о действительном положении головки (2), которую непрерывно сопоставляют с расчетным положением катушки. Блок управления останавливает производственный процесс, если расхождение расчетного и фактического положения прессующей головки требует внесения наполнителя оператором вручную.

Указанная головка, подробно изображенная на фиг.2, предназначена для размещения витков провода. С этой целью она оснащена вертикальными прессующими колесами (10), которые управляют высотой слоев и обеспечивают их плоскостность. Давление, создаваемое указанными колесами, поддерживается согласно программе соответствующих пневматических систем (12). Для обеспечения непрерывного взаимодействия кабелей, вводимых в катушку, с вертикальными колесами к ним прикреплены два дополнительных горизонтальных диска, поддерживающих контакт с вводимыми кабелями.

Указанная головка имеет горизонтальное прессующее колесо (11), которое прижимает провод и формирует виток поверх предыдущего слоя, благодаря чему обеспечена точность формы катушки. Давлением, создаваемым этим колесом, управляет гидроцилиндр (12).

Для поддержания натяжения провода и заданного угла, под которым его вводят в процесс намотки, использован механизм подачи кабеля, показанный на фиг.3. На указанном чертеже показан провод (13), принимаемый задними роликами механизма подачи, проводимый вдоль системы зажимов (14) к выходным роликам (15) и оканчивающийся за ними, так что они образуют касательную к горизонтальному колесу прессующей головки.

Механизм подачи кабеля смонтирован на рельсе (16), который обеспечивает выход провода с возможностью намотки последнего требуемым образом, как указано выше.

Приведенное описание достаточно для понимания специалистами объема изобретения и его преимуществ. Материалы, форма, размер и схемы деталей могут варьироваться в пределах объема изобретения. Следует также иметь в виду, что термины данного описания употребляются здесь в широком смысле и не ограничивают объема изобретения.

1. Полуавтоматическая система для производства крупных индукционных электрических катушек, отличающаяся тем, что она содержит прессующую головку (2 и 4) для размещения в изготавливаемой катушке витков наматываемого провода, причем указанная прессующая головка смонтирована на опоре (3), и выполнена с возможностью поворота вокруг нее и имеет комплект вертикальных колес (10), регулирующих высоту каждого слоя катушки и обеспечивающих их плотность, и горизонтальное колесо (11), прижимающее наматываемый провод, благодаря чему витки оказываются сформированы без необходимости в ручном воздействии.

2. Полуавтоматическая система по п.1, отличающаяся тем, что она содержит механизм подачи (5), выполненный с возможностью направления наматываемого проводника к прессующей головке (2) по касательной к комплекту вертикальных колес (10), благодаря чему устранены натяжение в наматываемом проводе и риск его растяжения.

3. Полуавтоматическая система по п.1, отличающаяся тем, что она содержит блок управления (8), который выполнен с возможностью управления работой пневматических систем, воздействующих на комплект вертикальных колес (10) и гидравлического цилиндра, воздействующего на горизонтальное колесо (11) путем подачи заранее запрограммированных команд в пневматические системы и на гидравлический цилиндр для поддержания этими системами и цилиндром заданного давления, создаваемого вертикальными (10) и горизонтальным (11) колесами, благодаря чему каждый виток катушки оказывается размещен согласно программе блока управления (8) без необходимости его прессования.

4. Полуавтоматическая система по п.3, отличающаяся тем, что блок управления (8) выполнен с возможностью получения информации о действительном положении прессующей головки (2) и ее непрерывного сопоставления с расчетными размерами катушки, а также остановки производственного процесса при расхождении расчетного и фактического положения прессующей головки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике, к изготовлению элементов импульсной техники, а именно к намотке высокочастотных импульсных силовых трансформаторов. .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в магнитных фокусирующих системах ускорителей заряженных частиц, в соленоидах, предназначенных для генерации сильных магнитных полей, когда предъявляются повышенные требования к азимутальной симметрии аксиального магнитного поля.

Изобретение относится к способам изготовления обмотки соленоида и может быть использовано для формирования магнитных полей в приборах СВЧ, например в лампах бегущей или обратной волны.
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при конструировании измерительных трансформаторов тока. .

Изобретение относится к области электротехники, а именно к технологическому оборудованию для изготовления дросселей и трансформаторов путем обмотки тороидальных сердечников обмоточными проводами, и может быть использовано в радиотехнической и электронной промышленности.

Изобретение относится к подъемно-транспортному оборудованию, в частности к электромагнитным устройствам, предназначенным для удержания и транспортирования металлических листов, профилей и скрапа.

Изобретение относится к области электротехники и касается устройств для изготовления катушек обмотки возбуждения электрических машин, в частности бескаркасных полюсных катушек статоров вентильных двигателей.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к технологии изготовления катушек сильных магнитных потоков, которые могут быть использованы в электротехнической промышленности.

Изобретение относится к электротехнике и касается технологии изготовления намотанных по шаблону обмоток статора. .

Изобретение относится к электротехнике, к трансформаторостроению и может быть использовано при изготовлении винтовых обмоток трансформаторов, реакторов и дросселей

Изобретение относится к электротехнике, к технологическому оборудованию для изготовления обмоток и катушек электрических машин, силовых трансформаторов и реакторов с использованием шаблона с технологическим цилиндром

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при изготовлении обмоток силовых трансформаторов и реакторов, в частности при их подготовке к прессованию и дальнейшей отделке

Изобретение относится к электротехнике, к технологическому оборудованию для изготовления электрических машин, силовых трансформаторов и реакторов, в частности к устройствам для намотки обмоток трансформаторов и реакторов. Технический результат состоит в повышении динамической устойчивости обмотки, сокращении времени на отделку и повышении производительности труда за счет получения геометрических размеров обмотки, близких к конструктивным расчетам на стадии ее изготовления. Установка для намотки обмоток трансформаторов и реакторов включает намоточный станок, шаблон и траверсу. На траверсе, охватывающей шаблон с обмоткой и установленной на платформе, имеющей возможность реверсивного перемещения вдоль горизонтальной оси намоточного станка, закреплено не менее трех устройств радиального и осевого прижима витков обмотки, равноудаленных друг от друга и оснащенных электромеханическим цилиндром, позволяющим устанавливать данное устройство под требуемые типоразмеры изготовляемой обмотки. Независимые друг от друга пневматические цилиндры с роликами обеспечивают радиальный или осевой прижим витков обмотки. Ролики осевого прижима витков выполнены в виде наборных колец, количество которых соответствует числу слоев обмотки, а ширина - геометрической высоте наматываемого провода в каждом слое обмотки. 4 ил.

Изобретение относится к электротехнике, к намотке катушек для электрофизических установок. Технический результат состоит в расширении возможностей намотки на каркасы сложной формы. Ручное устройство для намотки многослойной катушки содержит основание с закрепленным на нем каркасом и с рукояткой для вращения. Каркас имеет сечение в виде кольцевого сектора и закреплен на основании так, что оси цилиндрических поверхностей каркаса совпадают с осью основания. Основание выполнено с выемкой, в которой расположен качающийся рычаг с рукояткой с возможностью установки на нем сменных роликов, прижимающих провод к внутренней цилиндрической поверхности каркаса в процессе намотки. Способ намотки многослойной катушки включает вращение основания с закрепленным на нем каркасом за рукоятку. На каркас, имеющий сечение в виде кольцевого сектора, сначала наматывают часть витка до расположения провода напротив внутренней цилиндрической поверхности каркаса, останавливают вращение, устанавливают на рычаг ролик и рукоятку, переставляют рукоятку основания в положение, не препятствующее дальнейшему вращению. Поворачивая рычаг, прижимают провод к внутренней цилиндрической поверхности каркаса, удерживая ролик в прижатом состоянии. Вращают основание до соприкосновения провода с роликом, образовывая второй виток. Снимают ролик и рукоятку рычага. Рукоятку основания возвращают в исходное положение и повторяют вышеуказанные операции. Технический результат: расширение возможностей намотки на каркасы более сложной формы. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к электротехнике, к катушкам индуктивности и может быть использовано в радиотехнических устройствах различного назначения, например в фильтрах гармоник мощных высокочастотных радиопередатчиков. Технический результат состоит в расширении эксплуатационных возможностей и в обеспечении возможности подстройки. В способе изготовления катушек индуктивности, включающем рядовую цилиндрическую намотку провода на оправку с последующим скреплением витков обмотки, скрепление витков обмотки осуществляют при помощи диэлектрической пластины с двумя рядами пазов по краям для провода путем ее вращательно-поступательного перемещения внутри обмотки по винтовой линии, образованной витками обмотки, с последующим дополнительным скреплением витков обмотки с пластиной при помощи клея. При этом оба взаимно противоположных ряда пазов на пластине выполняют с шагом, равным шагу намотки, причем один ряд пазов сдвигают относительно другого ряда пазов на половину шага. Диэлектрическую пластину по длине выполняют выступающей за торцевые поверхности обмотки и по ширине, равной внутреннему диаметру обмотки и снабжают отверстиями для крепления. Расстояние между взаимно противоположными пазами в нижней их части также равно внутреннему диаметру обмотки. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к электротехнике, предназначено для изготовления бескаркасной катушки индуктивности для высоковольтного высокочастотного трансформатора напряжения и может быть использовано в конструкциях моноблочных устройств рентгенодиагностических аппаратов с выходной мощностью до 30 кВт. Технический результат состоит в уменьшении габаритов и паразитных параметров и повышении электрической прочности. Форму поперечного сечения катушки задают количеством съемных сегментов оправки, каждый из которых имеет на своей поверхности канавки для укладки провода. Намотку провода выполняют путем укладки в каждую канавку расчетного количества витков, формируют секцию обмотки с помощью средства формирования секции, гарантирующего зазор между указанными секциями. После формирования последней секции выводы обмотки распаивают на концах печатной платы, закрепленной на поверхности обмотки. Обмотку пропитывают диэлектрическим лаком, высушивают, оправку разбирают и снимают готовую катушку. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в повышении точности размеров при изготовлении. Установка для изготовления катушек включает изгибающий блок, выполненный с возможностью осуществления процесса гибки, в котором подаваемый подающим механизмом металлический лист изгибают перед перематыванием на каркас. Блок управления выполнен с возможностью управления процессом гибки, исходя из количества металлического листа, поданного подающим механизмом, так, чтобы при начале наматывания металлическому листу была придана форма, соответствующая внешней периферийной форме каркаса, а впоследствии - соответствующая внешней периферийной форме металлического листа, намотанного внахлест на каркас. 3 н. и 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в повышении надежности и уменьшении габаритов. Катушка (1) для индуктора (6) состоит из металлического провода (2), намотанного по кругу вокруг центральной оси (С). Провод имеет слой (3) электрической изоляции, изолирующий каждый виток провода в обмотке от соседних витков. Форма всей обмотки, составляющей катушку (1), является по сути тороидальной, имеет по сути эллиптическое поперечное сечение. Теплопроводность составляет выше 1 Вт/(м·К), более предпочтительно - выше 1,2 и наиболее предпочтительно - выше 1,5. Магнитный сердечник (7) для индуктора (6) изготовлен из мягкого магнитного композитного материала, изготовленного из металлических частиц и вяжущего материала. Указанные частицы имеют размер в диапазоне от 1 до 1000 мкм. Частицы размером более 150 мкм покрыты керамической поверхностью для обеспечения электрической изоляции между ними. Объем магнитных металлических частиц к общему объему сердечника составляет от 0,5 до 0,9. Индуктор (6) содержит катушку (1) и сердечник (7). По существу, все указанные частицы в сердечнике магнитно выровнены с магнитным полем катушки. Описан способ изготовления катушки (1) и сердечника (7). 4 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к электротехнике, к трансформаторостроению и может найти применение при изготовлении обмоток трансформаторов и реакторов. Технический результат состоит в расширении функциональных возможностей при относительной простоте изготовления. Обмотка индукционного устройства содержит n последовательно соединенных катушек, каждая из которых содержит m параллельных проводников, расположенных в осевом направлении. По меньшей мере, один из m параллельных проводников закреплен на наружном торце катушки. Введены гильзы из электропроводящего материала, размещенные на внутреннем диаметре каждой четной катушки, а также на наружных переходах между четной и нечетной катушками, обеспечивая соединение соответствующих катушек между собой. В способе изготовления обмотки индукционного устройства осуществляют намотку n катушек m параллельными проводниками, поступающими с намоточных барабанов, и выполняют последовательное соединение катушек. Перед намоткой катушек формируют переходы между нечетной и четной катушками, наматывают нечетную (первую) катушку в одном направлении, отрезают концы (m-m1) проводников, a m1 проводниками выполняют один виток, располагая его на торце первой катушки, отрезают m1 проводников, наматывают следующую четную катушку в противоположном направлении. Затем процедуру намотки повторяют аналогичным образом, включая предпоследнюю катушку. Последнюю катушку выполнять аналогично первой. Затем выполняют наружные переходы при помощи гильз из электропроводящего материала, где n - любое целое число, больше двух; m - любое целое число, больше единицы, m1 - любое целое число, 1≤m1<m. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх