[发明专利]变压器线圈绕制张力自动控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及线圈绕制系统，更具体地说，涉及一种变压器线圈绕制张力自动控制系统。

背景技术

三相变压器绕组的直流电阻不平衡率是变压器试验中的一项重要性能参数，它的大小影响到变压器三相线圈的电压、电流的平衡。三相变压器直流电阻不平衡会使变压器相间或相对地间有循环电流，增加变压器的附加损耗，甚至导致变压器不对称运行，将会引起事故。国家标准GB/T6451-1999中已明确规定了变压器直流电阻不平衡率的偏差限值。变压器线圈在绕制过程中若不能保证恒张力控制，其线圈的电阻不平衡率就不能满足国家标准的相关要求(例如，要求相间电阻不平衡率≤4％，线间电阻不平衡率≤2％)

目前国内变压器线圈绕制设备绝大部分仍采用机械式气动刹车盘产生摩擦制动扭矩，进而满足绕制卷料的张力的绕制要求。这种控制方式成本低。但由于是开环控制，张力不能根据绕制卷料的半径变化而进行自动调整，张力不能保持恒定状态。虽然，目前国内某设备厂家已研制了一种采用直流电机反向扭矩产生张力的自动张力控制系统(精度≤±10％)，但是这种系统投资成本高，而且没有考虑到收卷机一侧由于线圈半径变化(特别是对于绕制矩形线圈时，卷径的时时交替变化)要求收卷机侧的扭矩也需随之变化的要求。

另外，尽管在造纸、纺织的轻纺工业，开发了张力控制系统，但在变压器制造行业运用很少。过去国内一些设备厂家也曾尝试过采用造纸、纺织的轻纺工业的张力控制系统，但不适用，主要原因是绕制卷料的张力较大，张力反馈速度慢。

因此急需开发一种完全专用并适合于变压器线圈绕制的精度要求，经济实用的张力恒定的变压器线圈绕制张力自动控制系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种变压器线圈绕制张力自动控制系统，旨在解决现有技术中目前尚无一种完全专用并适合于变压器线圈绕制的精度要求，经济实用的张力恒定的变压器线圈绕制张力自动控制系统等方面的问题。

为了实现发明目的，提供了一种变压器线圈绕制张力自动控制系统，其包括开卷机和收卷机。其中，所述开卷机包括用于缠绕绕制卷料的开卷筒、带动所述开卷筒旋转的开卷机转轴、与所述开卷机转轴键连接的气动刹车盘和至少一个用于夹持所述气动刹车盘的空压制动器；所述收卷机包括用于接收所述开卷筒输送的绕制卷料并绕制成线圈的绕制载体、用于安装并带动所述绕制载体旋转的收卷机转轴和带动所述收卷机转轴旋转的电机，所述变压器线圈绕制张力自动控制系统还包括开卷机旋转扭矩调节装置和收卷机旋转扭矩调节装置；其中，

所述开卷机旋转扭矩调节装置包括：

开卷筒卷径检测组件，用于检测开卷筒的卷径变化量；

调节控制器，用于根据所述卷径变化量，控制为所述空压制动器提供气体输入的气压源的当前气体压力值的大小，以相应地调节空压制动器在夹持所述气动刹车盘时所施加的夹持力，从而动态地调节所述开卷筒的旋转扭矩，使得旋转过程中开卷筒上所缠绕的绕制卷料的的当前张力F1位于(F±δ)的范围内，其中，F为启动绕制变压器线圈时的预设张力值，δ为误差值；

所述收卷机旋转扭矩调节装置包括：

线圈卷径检测组件，用于检测绕制载体的卷径变化量；

变频器，用于根据所述线圈卷径变化量，调节所述电机的旋转速度，从而动态地调节所述绕制载体的旋转扭矩，以使得绕制载体上所绕制的绕制卷料的张力恒定。

优选的，所述开卷机包括多个空压制动器；在初始绕制变压器线圈时，所述调节控制器可选择地控制每个空压制动器夹持或松开所述气动刹车盘，以使得旋转过程中开卷筒上所缠绕的绕制卷料的的张力为预设张力值F。

优选的，由多个气压源以不同的预设气体压力值为所述空压制动器提供气体输入；在任意一时刻，仅由一个气压源为所述空压制动器提供气体输入，以使得所述空压制动器以相应大小的夹持力，夹持所述气动刹车盘。

优选的，由两个气压源以不同的预设气体压力值为四个空压制动器提供气体输入，以使得所述四个空压制动器以相应大小的夹持力，夹持所述气动刹车盘。

优选的，所述开卷机旋转扭矩调节装置还包括参数输入单元，用于将接收到的输入的预设张力值F发送到调节控制器。

优选的，所述变压器线圈绕制张力自动控制系统还包括异常处理单元，用于获取开卷筒的卷径变化量和当前气体压力值，计算出旋转过程中开卷筒上所缠绕的绕制卷料的当前张力F1，并当F1＞(F+δ)或F1＜(F-δ)时，进行异常报警和/或控制所述电机运行。