CN114476847A - 变压器绕组恒张力供线装置及变压器绕组生产设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种变压器绕组恒张力供线装置及变压器绕组生产设备。变压器绕组恒张力供线装置包括供线机构和恒张力缓冲机构，供线机构的导线经过所述恒张力缓冲机构后进行绕制，且所述恒张力缓冲机构保持导线的张力恒定。恒张力缓冲机构能够保持导线的张力恒定，其滑辊与滑座的可移动设置，能够在绕制过程中当张力产生变化时，滑辊能够进行相应的移动而对张力进行一定程度的保持，避免滑辊受到其他力的影响，同时第一驱动电机带动滑辊进行移动，利用第一驱动电机的扭矩恒定，保证在对滑辊的调节过程中保证张力的恒定，同时控制机构能够获取滑辊的位移参数并控制供线机构的电机部件的转速，进一步保持张力的恒定。

Description

变压器绕组恒张力供线装置及变压器绕组生产设备

技术领域

本发明涉及变压器生产技术领域，具体而言，涉及一种变压器绕组恒张力供线装置及变压器绕组生产设备。

背景技术

在变压器绕组的生产过程中，变压器绕组在进行导线缠绕时，如果想要保证导线缠绕质量必须至始至终的给导线施加一个恒定的导线张力，才能保证制成的绕组表面光滑平整，绕组紧密结实。

在现有技术中，一般通过工人手动持线，操控导线以较为恒定张力绕制在转动的绕组骨架上，这就需要工人具有较高的熟练度和经验。在有些较为自动化的生产设备中，也会让实现放线装置的自动化，但是绕制装置和放线装置还是相对独立工作，绕制装置在导线时难以保证导线是以恒定张力绕制的，进而容易造成缠绕过程中张力不能保持恒定，造成影响绕组质量的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种变压器绕组恒张力供线装置及变压器绕组生产设备，以解决现有技术中绕组绕制过程中张力不稳定造成的绕制质量差的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了变压器绕组恒张力供线装置，包括：供线机构，恒张力缓冲机构，供线机构的导线经过所述恒张力缓冲机构后进行绕制，且所述恒张力缓冲机构保持导线的张力恒定。

在一个实施方式中，所述恒张力缓冲机构包括：滑座；滑辊，可滑动的部分设置于所述滑座上；恒张力驱动机构，所述恒张力驱动机构与所述滑辊传动连接；导线经过所述滑辊，且所述恒张力驱动机构能够通过所述滑辊保持导线的张力恒定。

在一个实施方式中，所述恒张力驱动机构包括第一驱动电机和传动机构，所述第一驱动电机设置于所述滑座上，且所述第一驱动电机通过所述传动机构带动所述滑辊移动。

在一个实施方式中，所述传动机构包括拉线，所述拉线缠绕于所述电机的输出轴上，且所述拉线的自由端设置于所述滑辊上。

在一个实施方式中，所述传动机构还包括导轮，所述导轮设置于所述滑座上，且所述导轮位于所述滑辊一侧，所述拉线经过所述导轮设置于所述滑辊上。

在一个实施方式中，所述变压器绕组恒张力供线装置还包括控制机构，所述控制机构与所述恒力驱动机构和所述供线机构电连接，且所述控制机构能够获取所述滑辊在所述滑座上的位移参数，并根据所述位移参数控制所述恒力驱动机构和所述供线机构。

在一个实施方式中，所述控制机构包括位移检测机构，所述位移检测机构设置于所述滑座和/或所述滑辊上，且所述位移检测机构能够获取所述滑辊在所述滑座上的位移参数。

在一个实施方式中，所述供线机构包括：线轴安装部件，用于安装供线用的线轴；电机部件，与所述线轴安装部件驱动连接，用于驱动所述线轴安装部件转动，所述控制机构与所述电机部件电连接，且所述控制机构能够控制所述电机部件的转速。

在一个实施方式中，所述电机部件包括：第二驱动电机；减速器，所述第二驱动机构通过所述减速器与所述线轴安装部件连接。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种变压器绕组生产设备，其特征在于，包括上述的变压器绕组恒张力供线装置。

应用本发明的技术方案，恒张力缓冲机构能够保持导线的张力恒定，其滑辊与滑座的可移动设置，能够在绕制过程中当张力产生变化时，滑辊能够进行相应的移动而对张力进行一定程度的保持，且滑辊的移动方向限定为水平移动，避免滑辊受到其他力(滑辊自身重力)的影响，同时第一驱动电机带动滑辊进行移动，利用第一驱动电机的扭矩恒定，保证在对滑辊的调节过程中保证张力的恒定，同时控制机构能够获取滑辊的位移参数并控制供线机构的电机部件的转速，进一步保持张力的恒定。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的变压器绕组恒张力供线装置及变压器绕组生产设备的实施例的变压器绕组恒张力供线装置的结构示意图；以及

图2示出了示出了根据本发明的变压器绕组恒张力供线装置及变压器绕组生产设备的实施例的变压器绕组恒张力供线装置的另一结构示意图；

图3示出了根据本发明的变压器绕组恒张力供线装置及变压器绕组生产设备的实施例的恒张力缓冲机构的结构示意图；

图4示出了根据本发明的变压器绕组恒张力供线装置及变压器绕组生产设备的实施例的线轴安装部件的结构示意图；

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、供线机构；2、恒张力缓冲机构；21、滑座；22、滑辊；23、第一驱动电机；24、拉线；25、导轮；11、线轴安装部件；12、电机部件；121、第二驱动电机；122、减速器；111、支撑轴；112、驱动丝杠；113、摩擦块；114、滑块。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

如图1至图4所示，本发明提供了一种变压器绕组恒张力供线装置，该变压器绕组恒张力供线装置包括供线机构1和恒张力缓冲机构2。其中，供线机构1的导线经过恒张力缓冲机构2后进行绕制，且恒张力缓冲机构2保持导线的张力恒定，供线机构1的导线在绕制过程中需要恒定的张力才能够保证绕制后的绕组质量好，而恒张力缓冲机构2能够对供线机构1的导线的张力进行调节，保证导线的张力始终恒定，从而保证绕组质量。

如图3所示，恒张力缓冲机构2包括滑座21、滑辊22和恒力驱动机构，滑辊22可滑动的设置于滑座21上，恒力驱动机构与滑辊22传动连接，导线经过滑辊22，且恒力驱动机构能够通过滑辊22保持导线的张力恒定，且恒力驱动机构对滑辊22产生第一作用力，并在第一作用力的作用下带动滑辊22向第一方向运动。导线经过滑辊22，且导线能够对滑辊22产生第二作用力，并在第二作用力的作用下带动滑辊22向第二方向运动，其中恒力驱动机构提供的第一作用力为恒力，在导线的张力恒定时，第一作用力和第二作用力以及滑座21对滑辊22的限定作用力的合力为零，此时滑辊22保持在初始位置处，当张力发生变化时，也即第二作用力发生变化，而第一作用力不会发生变化，造成合力发生变化，滑辊22会在变化后的合力的作用下进行移动，直至滑辊22不再移动，此时表明此时滑辊22受到的合力为零，从而实现恒张力的目的，同时恒力驱动机构也能够根据导线的张力(第二作用力)的变化进行相对应的控制，使滑辊22保持在初始位置处。

其中在使用变压器绕组恒张力缓冲机构2时，供线机构1提供的导线经过滑辊22后进入导线机构进行绕制，其中，导线在滑辊22处的方向发生改变，从而能够对滑辊22产生第二作用力，当滑辊22处于初始位置时，表明此时导线所对应的张力为其工作时的优选张力值，恒力驱动机构对滑辊22的恒定的第一作用力和导线对滑辊22提供的第二作用力共同保持滑辊22处于初始位置，当导线上的张力变大时，因为第一作用力不会发生变化，使得导线给予滑辊22的第二作用力带动滑辊22从初始位置向第二方向移动来使张力减小，直到导线给予滑辊22的第二作用力和恒力驱动机构给予滑辊22的第一作用力以及滑座21对滑辊22的限定作用力的合力为零时，也即导线的张力达到优选张力值时，滑辊22停止运动实现张力恒定，同时滑辊22产生位移确定导线的当前张力值过大，则供线机构1加速供给导线，从而减小导线的当前张力值，随着张力的逐渐减小，恒力驱动机构的第一作用力又大于导线的第二作用力，使得滑辊22向第一方向运动，并最终移动到初始位置处，整个过程中，因为滑辊22的移动，能够避免张力的变化，实现恒张力的目的，当导线上的张力变小时，因为第一作用力不会发生变化，恒力驱动机构给予滑辊22的第一作用力大于了导线给予滑辊22的第二作用力，滑辊22向第一方向移动拉紧导线，从而相对的增大了导线的张力，一直到导线给出滑辊22的第二作用力、恒力驱动机构给予滑辊22的第一作用力和滑座21给予滑辊22的限定作用的合力为零，滑辊22停止运动，同时滑辊22产生位移确定导线的当前张力值过小，则与变压器绕组恒张力缓冲机构2相配合的导线机构和/或供线机构1进行相应的控制，增大导线的当前张力值，当张力值增大时，导线的第二作用力又大于恒力驱动机构的第一作用力，使得滑辊22向第二方向运动，并最终移动到初始位置处，整个过程中，因为滑辊22的移动，能够避免张力的变化，实现恒张力的目的优选的，恒力驱动机构输出恒定的扭矩，能够克服现有技术中操作者因人为操作的不稳定性而造成张力不恒定的问题。

进一步的，所述滑辊22在所述滑座21上沿水平方向自由滑动，也即滑辊22在移动过程中是在水平面上进行移动的，避免滑辊22受到其他方向的作用力(如滑辊22的自重等)而造成张力波动过大的问题。

作为一种可选的实施方式，恒力驱动机构包括第一驱动电机23和传动机构，第一驱动电机23设置于滑座21上，且第一驱动电机23通过传动机构带动滑辊22移动，利用第一驱动电机23输出扭矩恒定的特点，保证恒力驱动机构对滑辊22产生的第二作用力恒定，从而避免张力波动的问题。优选的，第一驱动电机23为伺服电机。

进一步的，传动机构包括拉线24，拉线24缠绕于电机的输出轴上，且拉线24的自由端设置于滑辊22上，当第一驱动电机23的输出轴转动时，拉线24随着输出轴的转动而缠绕到输出轴上，有效长度变小，从而实现对滑辊22的拉动；当滑辊22向第二方向移动时，拉线24被滑辊22从输出轴上拉出，有效长度变大，从而实现对滑辊22的释放，其中图3中未示出拉线24与滑辊22连接的部分。

在一个实施方式中，传动机构还包括导轮25，导轮25设置于滑座21上，且导轮25位于滑辊22一侧，拉线24经过导轮25设置于滑辊22上，利用导轮25减小拉线24的布置尺寸，同时还能够保证拉线24对滑辊22的拉动方向与滑辊22的期望运动方向的夹角趋近于零或者等于零，避免拉线24对滑辊22产生其他方向的作用力而影响滑辊22的调节效果。

作为一种可选的实施方式，滑座上设置有条形滑轨，滑辊上设置有与条形滑轨相适配的滑槽，恒力驱动机构能够带动滑辊向条形滑轨的第一端移动(第一方向)，导线能够带动滑辊向条形滑轨的第二端移动(第二方向)，优选的，条形滑轨是长条形，且条形滑轨水平设置，保证滑辊在水平方向上移动。

具体的，滑座上设置有缓冲件，滑辊在条形滑轨上具有第一预设位置和第二预设位置，当滑辊处于第一预设位置时或滑辊处于第二预设位置时，缓冲件与滑轨抵接设置，利用缓冲件对滑辊移动到极限位置(第一预设位置和第二预设位置)进行缓冲抵接，避免滑辊与滑座的其他结构产生干涉而造成其他损失。

作为一种可选的实施方式，变压器绕组恒张力供线装置还包括控制机构，控制机构与恒力驱动机构电连接，且控制机构能够获取滑辊22在滑座21上的位移参数，并根据位移参数控制供线机构1，其中位移参数可以为直接测量滑辊22移动距离数据，也可以为第一驱动电机23输出轴的转动圈数所对应的拉线24缠绕长度进行获得，当滑辊22产生移动时，控制机构获取到位移参数，并从位移参数中判断导线当前张力的大小，并根据张力的大小控制供线机构1的供线速度，当滑辊22受到的第二作用力增大时，表明此时绕的张力过大，需要供线机构1加快供线速度来降低导线的张力，与此同时第一驱动电机23的扭矩恒定，使第一作用力恒定，当供线机构1的供线速度逐渐增大时，第二作用力逐渐减小，滑辊22逐渐向其初始位置移动，在整个滑辊22的移动过程中能够保证导线的张力恒定，反之同理，当滑辊22受到的第二作用力减小时，表明此时绕的张力过小，需要供线机构1减慢供线速度来增加导线的张力，与此同时第一驱动电机23的扭矩恒定，使第一作用力恒定，当供线机构1的供线速度逐渐减小时，第二作用力逐渐增大，滑辊22逐渐向其初始位置移动，在整个滑辊22的移动过程中能够保证导线的张力恒定。

其中，控制机构包括位移检测机构，位移检测机构设置于滑座21和/或滑辊22上，且位移检测机构能够获取滑辊22在滑座21上的位移参数，位移检测机构能够通过红外线或者激光等实时获取滑辊22的位置并进行比对判断，最终得出滑辊22的位移参数。

作为一种可选的实施方式，供线机构1包括线轴安装部件11和电机部件12，其中，线轴安装部件11用于安装供线用的线轴，电机部件12与线轴安装部件11驱动连接，用于驱动线轴安装部件11转动，控制机构与电机部件12电连接，且控制机构能够控制电机部件12的转速，当需要供线机构1加快供线速度时，控制机构控制电机部件12的转速增加，当需要供线机构1减小供线速度时，控制机构控制电机部件12的转速减小。

其中，电机部件包括第二驱动电机121和减速器122，第二驱动机构121通过减速器122与线轴安装部件11连接，利用减速器122使第二驱动电机121的安装方向由轴线方向调整到垂直轴向方向设置，从而减小第二驱动电机121的占用空间，同时能够与第二驱动电机121配合满足数位控制，并保证定位精度。

如图4所示的，线轴安装部件11还包括支撑轴111和调节机构，其中，线轴可拆卸的套设于支撑轴111的外周侧，调节机构设置于支撑轴内，且调节机构能够调节支撑轴111的直径，在安装线轴时，使调节机构不对支撑轴111的直径进行调节，然后将线轴套设在支撑轴111的外周侧上，然后调节机构调节支撑轴111的直径，使支撑轴111与线轴之间产生相对挤压，从而增大线轴和支撑轴111之间的摩擦力，实现线轴和支撑轴111相对固定设置的目的，优选的，支撑轴111采用可形变材料制成。

可选的，调节机构还包括驱动丝杠112、摩擦块113和滑块114，其中，驱动丝杠112处于支撑轴111的内部，且驱动丝杠112与支撑轴111之间具有间距，摩擦块113固定设置于支撑轴111的内表面上，滑块114可滑动的设置于间距内，且滑块114与对应的摩擦块113配合调节支撑轴112的直径，驱动丝杠112能够调节滑块114在间距内的位置而调节滑块114和摩擦块113配合后的厚度，在驱动丝杠112的带动下调节滑块114的位置，从而调节114与摩擦块113之间的配合程度，然后利用支撑轴111的形变实现调节支撑轴111的直径的目的。

优选的，摩擦块113和滑块114的截面均为三角形，且在滑块114与对应的摩擦块113相对滑动时，滑块114的三角形的斜边与摩擦块113的三角形的斜边配合，通过斜面之间的相对滑动，就能够调节滑块114和摩擦块113配合后的厚度，从而实现调节支撑轴111的直径的目的

其中，驱动丝杠112上设置有外螺纹，滑块114上设置有与外螺纹相匹配的螺纹结构，且滑块在外螺纹和螺纹结构的配合下在间距内移动。

需要特别说明的是，驱动丝杠112的外螺纹包括第一螺纹段和第二螺纹段，第一螺纹段的螺旋方向和第二螺纹段的螺旋方向相反，在驱动丝杠112转动时，与第一螺纹段相配合的滑块114和与第二螺纹段相配合的滑块114的运动方向相反，从而同时满足驱动丝杠的单一方向转动使多个滑块向不同的方向移动，避免因滑块均向同一方向运动而造成支撑轴或者调节机构的整体移动无法达到调节直径的目的。

更为优选的是，支撑轴111的轴线方向，调节机构的尺寸大于线轴的尺寸，或者说调节机构的调节位置与线轴的端面位置相对应，从而保证支撑轴111对线轴的摩擦力足够，特别的，当滑块114和摩擦块113在与线轴的端面相对应的位置进行配合时，支撑轴111所产生的形变还能够对线轴产生一个向线轴中部的推力，进一步保证线轴的固定可靠性。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种变压器绕组生产设备，其特征在于，包括上述的变压器绕组恒张力供线装置。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种变压器绕组恒张力供线装置，其特征在于，包括：

供线机构(1)；

恒张力缓冲机构(2)；

供线机构(1)的导线经过所述恒张力缓冲机构(2)后进行绕制，且所述恒张力缓冲机构(2)保持导线的张力恒定。

2.根据权利要求1所述的变压器绕组恒张力供线装置，其特征在于，所述恒张力缓冲机构(2)包括：

滑座(21)；

滑辊(22)，可滑动的部分设置于所述滑座(21)上；

恒力驱动机构，所述恒力驱动机构与所述滑辊(22)传动连接；

导线经过所述滑辊(22)，且所述恒力驱动机构能够通过所述滑辊(22)保持导线的张力恒定。

3.根据权利要求2所述的变压器绕组恒张力供线装置，其特征在于，所述恒力驱动机构包括第一驱动电机(23)和传动机构，所述第一驱动电机(23)设置于所述滑座(21)上，且所述第一驱动电机(23)通过所述传动机构带动所述滑辊(22)移动。

4.根据权利要求3所述的变压器绕组恒张力供线装置，其特征在于，所述传动机构包括拉线(24)，所述拉线(24)缠绕于所述第一驱动电机(23)的输出轴上，且所述拉线(24)的自由端设置于所述滑辊(22)上。

5.根据权利要求4所述的变压器绕组恒张力供线装置，其特征在于，所述传动机构还包括导轮(25)，所述导轮(25)设置于所述滑座(21)上，且所述导轮(25)位于所述滑辊(22)一侧，所述拉线(24)经过所述导轮(25)设置于所述滑辊(22)上。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的变压器绕组恒张力供线装置，其特征在于，所述变压器绕组恒张力供线装置还包括控制机构，所述控制机构与所述恒力驱动机构和所述供线机构(1)电连接，且所述控制机构能够获取所述滑辊(22)在所述滑座(21)上的位移参数，并根据所述位移参数控制所述恒力驱动机构和所述供线机构(1)。

7.根据权利要求6所述的变压器绕组恒张力供线装置，其特征在于，所述控制机构包括位移检测机构，位移检测机构设置于滑座(21)和/或滑辊(22)上，且位移检测机构能够获取滑辊(22)在滑座(21)上的位移参数。

8.根据权利要求6所述的变压器绕组恒张力供线装置，其特征在于，所述供线机构(1)包括：

线轴安装部件(11)，用于安装供线用的线轴；

电机部件(12)，与所述线轴安装部件(11)驱动连接，用于驱动所述线轴安装部件(11)转动，所述控制机构与所述电机部件(12)电连接，且所述控制机构能够控制所述电机部件(12)的转速。

9.根据权利要求8所述的变压器绕组恒张力供线装置，其特征在于，所述电机部件(12)包括：

第二驱动电机(121)；

减速器(122)，所述第二驱动机构(121)通过所述减速器(122)与所述线轴安装部件(11)连接。

10.一种变压器绕组生产设备，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的变压器绕组恒张力供线装置。

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