ЛИНИЯ ДЛЯ СБОРКИ ЛЕНТОЧНОГО МАГНИТОПРОВОДА РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО ТРАНСФОРМАТОРА Российский патент 2011 года по МПК H01F41/02 

Описание патента на изобретение RU2414016C1

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при изготовлении магнитопроводов распределительных трансформаторов из ленты аморфных, нанокристаллических металлов и сплавов.

В качестве аналога была выбрана линия для производства магнитопровода трансформатора из аморфных металлических лент путем оборачивания вокруг каркаса, содержащая сборочный стол, подъемно-транспортный механизм для кантования пакета аморфных лент, хомут и рычажный механизм для укладки блока пакетов на каркас, выполненный в виде четырех рычагов с расположенными на них обкатными роликами, устройство для фиксации блока пакетов на каркасе, выполненное в виде пальцевых прижимов, и распорный механизм (Patent US № 5093981, H01F 41/02, 10.03.1992 г.). Данный аналог включает в себя оборудование для получения из лент пакетов и блоков из пакетов, формирования магнитопровода из блоков, фиксации профиля магнитопровода.

Недостатком линии для изготовления магнитопровода по этому изобретению является наличие многочисленного и сложного оборудования для осуществления технологического процесса изготовления магнитопровода, кроме того, формирование магнитопровода происходит последовательно на нескольких оправках, что приводит к применению дополнительных механизмов, неплотной укладке пакетов из аморфных лент и образованию радиальной неровности в зоне стыка блоков. Все это приводит к увеличению трудоемкости изготовления магнитопровода, снижению магнитных свойств магнитопровода и увеличению уровня шума трансформатора.

Известна линия для изготовления магнитопровода трансформатора из ленты аморфных металлов и сплавов, выбранная в качестве прототипа и содержащая оборудование для намотки лент на круглую оправку, фиксатор резки лент рулона, оборудование для электроэррозионной резки рулона лент, фиксатор крепления лент рулона, прямоугольную оправку (Патент РФ № 2256974, H01F 41/02, 41/00, 03.11.2003 г.), которая предназначена для получения из лент пакета толщиной, идентичной толщине готового магнитопровода, формирование из пакета магнитопровода путем стыковки концов лент пакета с последующей фиксацией профиля магнитопровода.

Недостатком линии для изготовления магнитопровода по прототипу являются высокие требования к оборудованию для порезки пакета из аморфных лент, которое должно обеспечивать порезку пакета большой толщины (площадь сечения пакета равна площади сечения готового магнитопровода), высокую точность реза - ровные кромки, отсутствие перегрева в зоне реза; наличие антикоррозионной охлаждающей жидкости. Кроме того, формирование магнитопровода осуществляется на нескольких оправках, что приводит к применению дополнительных механизмов, неплотной укладке пакетов из аморфных лент и гарантированному зазору в стыке пакета по всему сечению. Все это снижает магнитные свойства магнитопровода и увеличивает трудоемкость технологического процесса.

Техническим результатом от применения данного изобретения является снижение трудоемкости и металлоемкости линии изготовления магнитопроводов распределительных трансформаторов, автоматизация процесса сборки магнитопровода, снижение уровня шума трансформатора и улучшение электромагнитных характеристик трансформатора с предлагаемыми магнитопроводами и, как следствие, экономия электроэнергии.

Технический результат достигается тем, что линия для сборки ленточного магнитопровода распределительного трансформатора включает оборудование для получения пакетов из аморфных лент и блоков из пакетов, выполненное в виде сборочного стола с механизмами формирования и перемещения пакетов и блоков; оборудование для формирования замкнутого контура магнитопровода из блоков, выполненное в виде оправки с устройством для фиксации блоков на оправке и возможностью перемещения в вертикальной плоскости, платформы с возможностью перемещения в вертикальной плоскости, а также групп прижимных и обкатных роликов с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости. При этом согласно изобретению формирование магнитопровода осуществляется на разъемной оправке прямоугольной формы с радиусами округления и наружными размерами, равными внутренним размерам готового магнитопровода.

Линия для изготовления ленточного магнитопровода распределительного трансформатора изображена на чертежах, где на

- Фиг.1a изображена линия для сборки ленточного магнитопровода распределительного трансформатора в процессе формирования пакета.

- Фиг.1б изображена линия для сборки ленточного магнитопровода распределительного трансформатора в процессе формирования двух блоков пакетов со смещением.

- Фиг.2а показан механизм перемещения блоков в процессе укладки пакетов в блок.

- Фиг.2б показан механизм перемещения блоков в процессе захвата блока.

- Фиг.2в показан механизм перемещения блоков в процессе перемещения блока.

- Фиг.3а проиллюстрировано оборудование для укладки пакета с опорных призм на сборочный стол.

- Фиг.3б проиллюстрировано оборудование для укладки пакетов в блок в поперечном сечении.

- Фиг.4 показана линия для сборки ленточного магнитопровода распределительного трансформатора на начальной стадии формирования магнитопровода из двух блоков.

- Фиг.5 изображена линия для сборки ленточного магнитопровода распределительного трансформатора в процессе формирования магнитопровода на оправке.

- Фиг.6 проиллюстрирована линия для сборки ленточного магнитопровода распределительного трансформатора на начальной стадии укладки левой и правой частей блоков на оправке.

- Фиг.7 показана оправка с расположением блока со смещением пакетов S друг относительно друга и собранный блок из четырех пакетов на оправке.

- Фиг.8 изображены обкатные ролики в процессе фиксации блока пакетов на оправке.

- Фиг.9 изображена разъемная оправка с собранным и зафиксированным на ней магнитопроводом из четырех блоков.

Линия для сборки ленточного магнитопровода распределительного трансформатора состоит из сборочного стола 1, станины 2, опорных призм 3, механизма формирования и перемещения пакетов 4, механизма перемещения блоков 5, узла оправки 6, устройства для фиксации блоков на оправке 7, передвижной платформы 8, групп прижимных роликов 9 и двух обкатных роликов 10, 11.

Линия для сборки ленточного магнитопровода распределительного трансформатора работает следующим образом.

Многослойная лента 12, состоящая из n параллельных слоев отдельных аморфных металлических лент (в нашем примере n=10…15), подается в зону реза, где с помощью ножниц 13 осуществляют резку первого многослойного отрезка требуемой длины (определяемой с помощью специального датчика), который укладывается на две опорные призмы 3, правый торец отрезка фиксируют механизмом формирования пакетов 4, выполненного в виде зажимного устройства с возможностью горизонтального перемещения. Затем производят рез второго многослойного отрезка, длина которого меньше первого, и укладывают на первый отрезок так, что левые торцы обоих отрезков были выровнены строго по вертикали, а правые торцы отрезков автоматически располагаются ступенями. Оба отрезка фиксируются механизмом формирования пакетов 4, и операцию реза повторяют до формирования первого пакета 14, который состоит из m многослойных отрезков (в нашем примере m=8…10). Готовый пакет 14 механизмом перемещения пакетов 4 смещают на величину

S=π(Rn+1-Rn)+δ+c,

где Rn+1 - внутренний радиус округления последующего многослойного пакета в блоке,

Rn - внутренний радиус округления предыдущего многослойного пакета в блоке,

δ - величина зазора между концами каждого отрезка из многослойных аморфных лент пакета сформированного блока пакетов магнитопровода, δ=1…4 мм в зависимости от геометрических размеров магнитопровода и мощности трансформатора,

c - расстояние между концами уложенных пакетов собранного блока пакетов магнитопровода, c=15…25 мм в зависимости от геометрических размеров магнитопровода и мощности трансформатора.

Прижимным устройством 15 центральную часть пакета 14 опускают в вертикальном направлении на сборочный стол 1, опорные призмы 3 раздвигают и весь пакет 14 укладывают на сборочный стол. Опорные призмы 3 возвращают в исходное положение и повторяют операцию по формированию второго пакета 14, который после формирования укладывают со смещением на первый пакет 14. Данные операции продолжают до получения готового блока, который состоит из k пакетов (в нашем примере k=4…8), при этом левые вертикальные торцы отдельных пакетов 14, смещены относительно друг друга в продольном направлении на величину S. Станина 2 сборочного стола 1 имеет упоры 16. С помощью механизма перемещения блоков 5 сформированный блок 17 сдвигают по поверхности сборочного стола 1 до упоров 16 на участок сборки магнитопровода. Платформу 8 перемещают в рабочее положение сборочного стола до соприкосновения с нижним пакетом 14 блока 17, одновременно оправку 6 перемещают до соприкосновения с верхним пакетом 14 блока 17, фиксируя блок 17 по высоте. Оправку 6, платформу 8 и зафиксированную горизонтальную часть блока 17 перемещают вниз в вертикальной плоскости; обкатные ролики 10, 11 перемещают в горизонтальной плоскости до соприкосновения блока 17 с вертикальными участками оправки 6 и начинают предварительное формирование и укладку левой и правой части блока 17 на вертикальных участках оправки 6. Окончательное формирование и плотную укладку блока 17 на вертикальных участках оправки 6 осуществляют с помощью групп прижимных роликов 9. После окончания укладки блока 17 на вертикальных участках оправки 5, оправку 6 и платформу 8 останавливают, выдвигают упор 18 и начинают операции формирования блока 17 на верхнем горизонтальном участке оправки 5, при этом сначала укладывают левую часть блока 17 и перемещают обкатной ролик 10 таким образом, чтобы плотно прижать левую часть блока 17 к оправке 6 и на торцах каждого из пакетов 14 блока 17 (из-за увеличения радиуса укладки отрезков пакетов 14) образовать ступени, которые направлены «вверх», а правую часть блока 17 в это время удерживают в вертикальном положении с помощью упора 18. При укладке пакетов 14 блока 17, из-за наличия предварительного смещения в продольном направлении на величину S, пакеты 14 образуют ступени друг относительно друга, которые также направлены «вверх». После укладки левой части блока 17 перемещают обкатной ролик 11 и с помощью упора 18, который перемещают в горизонтальной плоскости и одновременно поднимают вверх, начинают последовательную укладку пакетов 14 правой части блока 17. У правой части блока 17 торцы отрезков отдельных пакетов 14 и сами пакеты 14 блока 17 также образуют ступенчатую форму, ступени которых направлены «вниз». После укладки первого блока 17 на оправку 6 левые торцы отрезков всех пакетов 14 блока 17 со ступенями, направленными «вверх», образуют с правыми торцами тех же пакетов 14 со ступенями, направленными «вниз», стык с зазором, а так как пакеты 14 блока 17 уложены со смещением, то и между собой пакеты 14 образуют стык с зазором и поэтому блок 17 не имеет радиальную неровность в зоне стыка. После укладки первого блока 17 в зоне стыка внешнего пакета 14 блока 17 устанавливают устройство для фиксации 7, которое прижимает установленный блок 17 к оправке 6, обкатные ролики 10, 11 разводят и перемещают в исходное положение, оправку 6 вместе с устройством для фиксации 7 и упором 18 поднимают вверх, платформу 8 перемещают в исходное положение вниз и повторяют операции по формированию и укладке второго блока 17 на предыдущем блоке 17. При формировании второго блока 17 на верхнем горизонтальном участке оправки 6 при перемещении обкатного ролика 10 и укладки левой части блока 17 снимают устройство для фиксации 7, и после укладки правой части блока 17 снова устанавливают устройство для фиксации 7, которое прижимает два установленных блока 17 к оправке 6. Операции по формированию блока 17 на предыдущем блоке 17 повторяют до получения заданного сечения магнитопровода трансформатора.

Данная линия может быть использована для изготовления магнитопроводов из аморфной ленты распределительных трансформаторов мощностью от 10 до 1600 кВА.

Таким образом, применение предложенной линии позволит:

- автоматизировать все операции по сборке магнитопроводов за счет применения современных систем управления механизмами формирования, перемещения и укладки пакетов аморфных лент;

- снизить трудоемкость процесса сборки магнитопроводов и металлоемкость линии изготовления магнитопровода за счет уменьшения количества операций технологического процесса сборки магнитопровода и применения оптимального состава нового оборудования;

- снизить уровень шума трансформаторов с магнитопроводами из аморфной ленты за счет более плотной укладки пакетов аморфных лент с помощью групп прижимных и обкатных роликов;

- повысить электромагнитные характеристики трансформатора с предлагаемыми магнитопроводами за счет повышения точности сборки магнитопроводов.

Похожие патенты RU2414016C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛЕНТОЧНОГО МАГНИТОПРОВОДА РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО ТРАНСФОРМАТОРА 2009
  • Пасечник Николай Васильевич
  • Сивак Борис Александрович
  • Капитонов Игорь Михайлович
  • Комолов Игорь Викторович
  • Жумин Руслан Жанибекович
  • Ваньков Сергей Михайлович
  • Печенкин Валерий Иванович
  • Суконкин Виктор Васильевич
RU2408944C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ЗАМКНУТОГО КОНТУРА ЛЕНТОЧНОГО МАГНИТОПРОВОДА РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО ТРАНСФОРМАТОРА ИЗ БЛОКОВ ПАКЕТОВ МНОГОСЛОЙНЫХ АМОРФНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЛЕНТ 2012
  • Семенов Виктор Владимирович
  • Сивак Борис Александрович
  • Комолов Игорь Викторович
  • Жумин Руслан Жанибекович
  • Мойжим Валерий Орестович
RU2515494C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДОЛЬКИ КЛЕЕНОГО СОТОВОГО ЗАПОЛНИТЕЛЯ ИЗ АЛЮМИНИЕВОЙ ФОЛЬГИ И КОМПЛЕКС ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2023
  • Руденский Геннадий Евгеньевич
  • Горбиков Иван Александрович
  • Углов Тихон Сергеевич
  • Ужинский Игорь Константинович
RU2816169C1
Полуавтомат для сборки пластинчатых магнитопроводов трансформаторов 1986
  • Воробьев Борис Викторович
SU1399827A1
Поточная линия для изготовления витых ленточных магнитопроводов 1985
  • Аверьянов Генрих Павлович
  • Андрианов Василий Сергеевич
  • Клементьев Петр Константинович
  • Фокин Вадим Петрович
  • Костюшин Анатолий Павлович
SU1317570A1
Способ изготовления ячеистой решетчатой структуры и устройство для его осуществления 1978
  • Бент Хокан Хальтен
  • Ханс Торбьерн Скарфельт
  • Уно Леннарт Герц
SU1156589A3
ЖЕСТКИЙ ЛЕНТОЧНЫЙ МАГНИТОПРОВОД ДЛЯ ТРАНСФОРМАТОРА И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ 2010
  • Куклев Александр Валентинович
  • Айзин Юрий Моисеевич
  • Соснин Владимир Владимирович
  • Язвицкий Михаил Юрьевич
  • Манюров Шамиль Борисович
  • Скворцов Антон Сергеевич
RU2516438C2
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СЕРДЕЧНИКА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ 2011
  • Геча Владимир Яковлевич
RU2496212C2
Устройство для сборки магнитопроводов 1979
  • Созиев Владимир Тимофеевич
SU842995A1
Устройство для стяжки ленточных магнитопроводов 1984
  • Битяй Анатолий Гаврилович
  • Шумляев Евгений Сергеевич
SU1191959A1

Иллюстрации к изобретению RU 2 414 016 C1

Реферат патента 2011 года ЛИНИЯ ДЛЯ СБОРКИ ЛЕНТОЧНОГО МАГНИТОПРОВОДА РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО ТРАНСФОРМАТОРА

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при изготовлении магнитопроводов распределительных трансформаторов из ленты аморфных, нанокристаллических металлов и сплавов. Линия для изготовления ленточного магнитопровода трансформатора содержит две раздвижные опорные призмы, установленные на сборочном столе, прижимное устройство, размещенное с возможностью перемещения пакетов в вертикальном направлении, и зажимное устройство для смещения пакетов относительно друг друга в горизонтальном направлении, а также прижимные устройства для горизонтального перемещения блоков. Оправка для формирования замкнутого контура блоков выполнена разъемной и расположена над сборочным столом с возможностью вертикального перемещения. Устройство для фиксации блоков на оправке выполнено в виде зажима. Устройство для прижатия блоков к оправке выполнено в виде платформы с возможностью вертикального перемещения, а также групп прижимных роликов и двух обкатных роликов с возможностью горизонтального перемещения. 3 з.п. ф-лы, 10 ил.

Формула изобретения RU 2 414 016 C1

1. Линия для сборки ленточного магнитопровода распределительного трансформатора, включающая режущее устройство для получения пакетов из аморфных лент, сборочный стол и механизмы для формирования блоков из пакетов аморфных лент, оправку для формирования замкнутого контура магнитопровода из блоков, устройство для прижатия блоков к оправке, устройство для фиксации блоков на оправке, нагревательные печи для термообработки магнитопроводов, отличающаяся тем, что на сборочном столе установлены две раздвижные опорные призмы, прижимное устройство, размещенное с возможностью перемещения пакетов в вертикальном направлении, и зажимное устройство для смещения пакетов относительно друг друга в горизонтальном направлении, а также прижимные устройства для горизонтального перемещения блоков; оправка для формирования замкнутого контура блоков выполнена разъемной и расположена над сборочным столом с возможностью вертикального перемещения; устройство для фиксации блоков на оправке выполнено в виде зажима, и устройство для прижатия блоков к оправке выполнено в виде платформы с возможностью вертикального перемещения, а также групп прижимных роликов и двух обкатных роликов с возможностью горизонтального перемещения.

2. Линия для сборки ленточного магнитопровода распределительного трансформатора по п.1, отличающаяся тем, что оправка выполнена прямоугольной формы с радиусами округления, разъемами на горизонтальной оси симметрии и наружными размерами, равными внутренним размерам готового магнитопровода.

3. Линия для сборки ленточного магнитопровода распределительного трансформатора по п.1, отличающаяся тем, что платформа выполнена в виде горизонтальной металлической пластины, связанной с механизмом перемещения.

4. Линия для сборки ленточного магнитопровода распределительного трансформатора по п.1, отличающаяся тем, что устройство для фиксации блоков на оправке выполнено в виде зажима, содержащего две прижимные пластины и механизм их перемещения, расположенный на раме механизма передвижения оправки в зоне стыка внешнего пакета блока.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2011 года RU2414016C1

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРНОГО СЕРДЕЧНИКА ИЗ ЛЕНТЫ АМОРФНЫХ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ 2003
  • Егоров В.В.
  • Майоров А.И.
  • Сивак Б.А.
  • Петушков В.В.
RU2256974C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВИТОГО ЛЕНТОЧНОГО МАГНИТОПРОВОДА 1999
  • Тихомиров В.В.
  • Никитин А.Л.
  • Храмов Ю.И.
  • Беланов А.Р.
RU2156021C2
Устройство для изготовления витых ленточных магнитопроводов 1985
  • Копыт Ярослав Емельянович
  • Гурьянов Борис Иванович
SU1317499A1
Способ изготовления магнитопровода электромагнита 1990
  • Мариночкин Виктор Павлович
  • Шубин Геннадий Александрович
  • Мочалов Валерий Анатольевич
  • Кухаренко Александр Григорьевич
  • Хомский Александр Петрович
  • Ципер Виктор Михайлович
  • Кириллов Юрий Лаврентьевич
SU1830593A1
Способ изготовления ленточных витых магнитопроводов 1990
  • Шумляев Евгений Сергеевич
SU1829054A1
US 5093981 A, 10.03.1992.

RU 2 414 016 C1

Авторы

Пасечник Николай Васильевич

Сивак Борис Александрович

Тонконогов Вадим Яковлевич

Капитонов Игорь Михайлович

Комолов Игорь Викторович

Филиппов Сергей Федорович

Жумин Руслан Жанибекович

Суконкин Виктор Васильевич

Даты

2011-03-10Публикация

2010-03-03Подача