[发明专利]一种扁绕线圈绕制装置及绕制方法

说明书

技术领域

本发明涉及到线圈绕制装置及方法，特别涉及到一种扁绕线圈绕制装置及绕制方法。

背景技术

大型水轮发电机转子或大型电动机转子中，常常需要使用由扁铜线绕制的扁绕线圈。所谓扁铜线是指横截面形状为矩形，且长边（即宽度，通常用b表示，其值常为0.80～16.00mm）远大于短边（即厚度，通常用a表示，其值常为0.80～5.60mm）的铜质导线。所谓扁绕线圈是指线圈由扁铜线绕制，并且，在绕制时沿扁铜线的长边绕制，即绕制成线圈后，扁铜线的长边在线圈径向，短边在线圈轴向。为适应铁芯形状的需要，所述扁绕线圈通常为矩形线圈，即线圈的内空形状为矩形。

现有技术扁绕线圈绕制装置通常包括由电动机带动的线模和压板，扁铜线经过压板再缠绕在线模上，电动机带动线模旋转，扁铜线根据线模的形状缠绕在线模上，从而绕制出扁绕线圈。压板的作用是在扁铜线通过时施加一定的压力，使扁铜线在线模与压板之间形成一定的张力，使扁铜线在线模上缠绕时依据线模的形状形成塑性变形，在绕制完成后形成所需的线圈形状。显然，压板的压力大小十分关键，压板压力过大，线模与压板之间扁铜线的张力过大，有可能在扁铜线还未缠绕在线模上时已经产生塑性变形，绕制后的线圈重量相差较大，最终导致转子不平衡；压板压力过小，扁铜线在线模上缠绕时不能依据线模的形状形成塑性变形，绕制后的线圈外形尺寸不准确，线圈匝与匝之间松动，严重影响转子的装配和转子质量。现有技术扁绕线圈绕制装置的压板采用螺栓施加压力，绕制初期调解后不能够随扁铜线在厚度方向上的误差而产生变化，由于扁铜线的厚度存在误差，螺栓施加的压力可能过大或过小，不能保证绕制质量。

发明内容

为解决现有技术扁绕线圈绕制装置的压板采用螺栓施加压力，存在压力可能过大或过小，不能保证绕制质量等问题，本发明提出一种扁绕线圈绕制装置及绕制方法。本发明扁绕线圈绕制装置包括线模、电动机、压力控制器和压力头；所述压力头包括上压力座、下压力座和电磁线圈，上、下压力座上均设置有衔铁且在衔铁上套装有电磁线圈，下压力座上设置有凹槽垫块，上压力座上设置有凸起压块，且凹槽垫块和凸起压块相匹配；所述压力控制器包括压力传感器、微处理器和数字显示表，压力传感器安装在下压力座的凹槽内，微处理器接收压力传感器的信号并控制电磁线圈电流的大小。

进一步的，本发明扁绕线圈绕制装置的凹槽垫块为一组，其长度分别为30.0、50.0和80.0mm；凹槽宽度在1.00至16.00mm之间，以2.00mm为间隔；并且，凸起压块与凹槽垫块相匹配并配套使用。

本发明扁绕线圈绕制方法，采用本发明扁绕线圈绕制装置绕制扁绕线圈，包括以下步骤：

（1） 根据绕制线圈所采用的扁铜线的宽度选择宽度比扁铜线宽度略大的凹槽垫块和与之相匹配的凸起压块；

（2） 根据绕制线圈所采用的扁铜线的宽度和厚度，在国家标准GB/T5584.2—2009《电工用铜、铝及其合金扁线 第二部分：扁铜线》查找对应规格的抗拉强度值σ，通过下式确定初始加压值；

式中，P₀为初始加压值；k为系数，取值0.8～1.2；σ为抗拉强度值，a为扁铜线厚度，b为扁铜线宽度，n为凹槽垫块的长度，m为凹槽垫块的宽度；

（3） 线圈试绕，调节压力控制器，使压力头施加的压力为初始加压值P₀，试绕2～4匝线圈，测量绕制线圈的直边扁铜线的宽度b和转角处扁铜线的宽度b`，并计算b减去b`后与b的比值，如果该比值为2%～5%，则说明压力头施加的压力满足设计要求，将压力头施加的压力作为绕制设定压力；如果该比值小于2%，则说明压力头施加的压力稍小，调节压力控制器增大压力头施加的压力，再进行试绕和测量，直至该比值为2%～5%，并将满足设计要求的压力作为绕制设定压力；如果该比值大于5%，则说明压力头施加的压力稍大，调节压力控制器减少压力头施加的压力，再进行试绕和测量，直至该比值为2%～5%，并将满足设计要求的压力作为绕制设定压力；其中，所述转角处扁铜线的宽度b`是指线圈转角处与线圈直边呈45度角处的扁铜线宽度；所述减少或增加压力头施加的压力是指压力控制器通过减少或增加电磁线圈的电流，从而减少或增加压力头施加的压力；