Устройство для намотки сердечников трансформаторов Советский патент 1980 года по МПК H01F41/04 

Поставленная цель достигается в устройство введена сис тема управления приводом струны, выполненная в виде двух сервоприводов с блоками коммутации, двук автотранс форматоров , движки которых кинематически соединены с сервоприводами, .задатчика величины прибавки скоросгги струны, например, гальванометра с уставками, соединенными с блоками коммутации, датчика защиты системы о перегрузок, например, гальванометра с уставкой нижнего предела, внше уст ни верхнего предела защатчика величи ны прибавки скорости, причем задахчик и датчик соединены параллельно и подключены к движкам автотрансформаторов . На фиг. 1 и 2 показано положение элементов устройства в процессе намотки; на фиг. 3 и 4 - общий вид уст ройства на.фиг, 5 - система управления приводом струны. Устройство для намотки трансформаторов содержит сердечник 1 Haiviaтываемого трансформатора, замкнутую струну 2 f связанную с приводом 3 посредством барабанов 4 и 5, На струне 2в точке б закреплен конец провода 7. Ролики 8 и 9 имеют раздельные приводы 10 и 11, управление которыт ш осуществляется от блока автоматики 1 Система 13 управления приводом струны содержит сигнальную лампу 14 регулируемые автотрансформаторы 15 и 16, движки которых кинематически связаны с сервоприводами 17 и 18, управляемыг/ И от блоков коммутации 19 и 20, эадйтчик 21 величины прибавки скорости струны и датчик 22 защлты системы от перегрузок. Задатчик 21 величины прибавки скорости струны например, гальванометр с уставкой . верхнего предела 23 и уставкой нижнего предела 24, датчик 22 захдиты с темы от перегрузок, например, галь нанометр с уставками 25 и 26 верхне го и нижнего пределов, при.чем его уставка нижнего предела 26 установлена выше уставки 23 задатчика 21 Исходное положение стрелки 27 задатчика 21 определяется положенкел5 уставки 24, а положение стрелки 28 датчика 22 - положением уставки 26. Шкала 29 задатчика 1 градуирова на в относительных единицах, наприм Б процентах {%), а шкала 30 датчика 22 - в значениях силы тока (А) или напряжения (У). В систему 13 входят также следук щие элементы: коммутирующий элемент 31 - от реле 32 коммутирующие элементы 33 и 34 - от реле 35 J комг утирующие элементы 36. и 37 - от реле 38i коммутирующие элементы 39 и 40 от реле 41 г коммутирующие элементы 42, 43, 44 - от реле 45; коммутирую щий элемент 46 - от блока автоматики 12, коммутирующие элементы 47 от реле 35 кнопка 48, коммутирующие элементы 49 и 50 задатчика 21, коммутирунадий элемент 51 датчика 22, резисторы 52, 53, 54, 55 и 56J вентили 57, 58, 59, транс.форматор 60J регулируемый автотрансформатор 61. На станине 62, расположены кронштейны 63 и 64. На кронштейнах 63 и 64 установлены поворотные барабаны 4 и 5, на которые надета замкнутая струна 2, проходящая через окна сердечника 1 закрепленного в приспособлении 65, размещенном между барабанами 4 . и 5. Барабаны 4 и 5 имеют привод 3. По обе стороны от приспособления 65 расположены механизмы вытягивания запаса провода 7, выполненные в виде кареток 66 и 67, установленных с возможностью возвратно-поступательного перемещения на направляющих элементах 68 и 69. На каретках 68 и 67 расположены ролики 8 и 9, закрепленные на подпружиненных щтоках 70 и 71, оканчивающихся толкателями 72 и 73, взаимодействующими с копирами 74 и 75. Возвратно-поступательное перемещение кареток 66 и 67 по направляющим 68 и 69 осуществляется электроприводами 10 и 11, связанными посредством тросиков 76 и 77 с барабанами 78 и 79. Устройство намотки снабжено также электромагнитными приводами 80 и 81, управляемыми от блока автоматики 12. Устройство работает следующим образом. Перед началом намотки на шкале 29 задатчика 21 уставку верхнего предела 23 устанавливают на риску, соответствующую предварительно вычисленной величине: ,, .оо%. где К - постоянный коэффициент, длина сердечника наматываемого трансформатора; половина общей, суммарной длины провода намотки трансформатора. Кроме того, перед началом намотки в соответствие с диаметром провода намотки в блоке автоматики 12 задают скорость движения роликов 8 и.9, а в системе 13 управления приводом струны автотрансформатором 61 - начальную скорость струны 2. Привод 3 сообщает замкнутой струне 2 движение, например против часовой стрелки, и, следовательно, закрепленный на ней конец провода (точка 6) перемещается сквозь первое (на чертежаверхнее) окно сердечника 1 наматываемого трансформатора справа налево. При прохождении точки 6 по рабочей поверхности барабана 4 провод 7 отделяется от струны 2. При этом закрепленный конец провода, следуя за струной, образует полузамкнутую петлю, захватывающую ролик 9, находящийся в исходном состоянии.

После этого по команде из блока автоматики 12 включается привод 11 каретки 66 с роликом 9 и перемещает их от сердечника наматываемого трансформатора влево. При этом ролик У протаскивает провод за незакрегшенную 1C струне ветвь петли через первое окно сердечника 1 до выбора всего отмеренного провода 7. и останавливается в крайнем положении, удерживая провод в натянутом состоянии.

Струна с закрепленным концом провода,- продолжая движение проходит через .второе окно сердечника 1, а. также TIO рабочей поверхности барабана 5, где провод 7 вновь отделяется от струны 2 и образует полузамкнутую петлю, которая захватывает ролик 8 при дальнейшем переме дении конца провода, закреп-пенного на струне 2.

После этого включается привод 10 каретки 67 с роликом 8, которые протаскивают провод за незакрепленную на струне ветвь петли через второе окно сердечника 1 до выбора всего отрезка провода. Одновременно ролик 9 также перемещается в ту же сторону, увлекаемый проводом 7. Ролик 9 создает некоторое натяжение провода,

При подходе ролика 9 к сердечнику 1 провод автоматически сбрасывается в него. Происходит это благодаря воздей ствию копира 74 на шток 70, и одновременному воздействию изгиба направляющей 68 на каретку 66. При этом шток 70 принимает наклонное положение, к провод 7 соскальзывает с ролика 9,

Пбсле сброса провода каретка 66 с роликом 9 возвращаются приводом 11 в исходное полижение, где каретка 66 фисируется блокированным электромагнитом 80.

Ролик 8, выйдя в крайнее правое по ложение, удерживает провод в натянуто состоянии, а струна 2 в это время второй раз протаскивает через первое окно сердечника 1 конец провода, закрепленный на струне и выводит его на барабан 4, где вновь образуется попуЗс1мкнутая петля. Далее действия устройства намотки повторяются по описанному вьаае до полного введения отмеренного отрезка провода в сердечник трансформатора.

По мере в-матывания витков в сердеч;ник трансформатора 1 выбег роликов 8 и 9 с проводом 7 от цикла к циклу сокрагаается и, например, ролик 8 в каждом новом цикле занимает последозатально позиции 8, 8, 8 и т. д. (фиг 1). Сокрашение выбега ролика 8 и аналогично-ролика 9 (фиг. 2) зависит от длины сердечника 1, и в процентком отношении приближенно равно величине К.

Пропорционально сокращению выбега ролика 8, сокращается и время его хода до конечной точки 8 (8, и т.д.

Ролики 8 и 9 в процессе намотки кинематически связаны друг с другом проводом 7 (на схеме не показано), и поэтому более раннее э ; вершение хода ролика 8 в точку 8 вызывает более ранний (на ту же величину К) приход ролика 9 в его исходную позицию, где он получает провод 7 от струны 2.

Привод 3 струны 2 получает приращение скорости также на величину К, и струна 2 быстрееподводит провод 7 к ролику 9 так, что ролик 9 не выстаивает в ожидании подхода струны с проводом.

В следукадем цикле работы ролик 8 приходит уже в точку 8. При этом время хода ролика 8 в точку 8, а, следовательно, и время хода ролика 9 и сходную позицию, вновь сокращается ка величину К, но привод 3 струны 2 вновь получает приращение скорости на ту же величину 4, и струна 2 еще быстрее подводит провод 7 к ролику 9, так, что ролик 9 не выстаивает в ожиДании подхода струны с проводом.

В новом цикле работы ролик 8 приходит уже в точку 8, и процесс повторяется по описанному. При этом каждьй раз приращение скорости струны на величину К соответствует сокращению времени хода ролика 9 на ту же величину К, к в результате работа взаимодействующ11Х рабочих органов протягиваюцей струны и роликов-оказывается согласованной во времени.

Коррекция скорости струны в процессе работы-устройств;- намотки осуществляется следукх1шм образом.

По завершении каждого цикла работы блок 12 кратковременно закрывает свои элементы 46. При этом включается цепгпитания реле 41 блока коммутации 20 элементы 43 и 44 реле 45 - закрываются при включении устройства под напряжение, подготавливая цепи питания реле 41 и 35.

Реле 41 срабатывает в его элемент 40 включает сервопривод 18 и движок автотрансформатора 16 перемещается от своего исходного (на схеме-нижнего) положения - вверх. В результате, суммарное напряжение на приводе 3 струны 2 возрастает. По мере роста напряжения на движке автотрансформатора 16 стрелка 27 задатчика 21 отклоняется вправо до элемента 50 уставки 23. При этом включается реле 38, и его элемент 36 выключает реле 41, элемент 40 которого выключает сервопривод 18.

В результате перемещения движка автотрансформатора 16 в запрограммированном уставкой 23 пределе. Произошло дозированное увеличение напряжения питания привода 3 струны 2 на величину К, и в соответствие с этим, такое же увеличение скорости движения струны 2.

Одновременно с выключением сервопривода 18, элементом 37 реле 38 включается реле 35 блока коммутации 19.

При этом элемент 34 реле 35 включает сервопривод 17, который также перемещает движок автотрансформатора 15 вверх. Потенциал на движке автотрансформатора 15 увеличивается, и. по мере приближения его потенциала к уровню потенциала на движке автотрансформатора 16, стрелка 27 задатчика 21 возвращается в свое исходное положение. По приходе стрелки 27 на нулевую риску шкалы 29, она касается элемента 49 уставки 24, и включает реле 32, элемент 31 которого выключает сервопривод 17.

В результате такого последовательного перемещения движковц автотрансформаторов 15 и 16, сначала привод 3 струны 2 получает от автотрансформатора 16 дозированное приращение напряжения (скорости), а затем - автотрансформатором 15 компенсируется отклонение стрелки задатчика 21, что обеспечивает ему возможность работы в следуквдем цикле коррекции.

В следующем цикле коррекции процесс повторяется по описанному вьлше. По окончании намотки трансформатора от программного счетчика витков блока автоматики 12 дается команда на возврат движков автотрансформаторов 15 и 16, в их исходное (нижнее) положение (цепи реверса приводов 17 и 18 на схеме не показаны), после чего система 13 управления приводом струны вновь готова к работе при намотке сле дующего .трансформатора.

В описываемом устройстве начальный уровень напряжения питания привода 3 струны 2, снимаемый со вторичной обмотки трансформатора 60 и устанавливаемый движком автотрансформатора 61 в зависимости от диаметра провода намотки, условно всегда принимается за 100%.

Ко вторичной обмотке трансформатора 60 подключен делитель напряжениярезисторы 55, 54 плечи которого подобраны так, что с резистора 54 снимается, например, 10% общего уровня напряжения на обмотке трансформатора 60.

Перед началом работы с помощью кнопки 48 задатчик 21, подключают к резистору 54 делителя напряжения для калибровки шкалы 29, и резистором 56 стрелка 27 задатчика 21 устанавливается на риску 10%. После этого кнопку калибровки шкалы 29, и резистором 56 стрелка 27 задатчика 21 устанавливается на риску 10%.После этого кнопку калибровки 4В отпускают, ее контакты переключаются в исходное положение, и стрелка 27 возвращается на нулевую риску шкалы.

В описываемом устройстве для разлиных диаметров проводов намотки величина одного процента шкалы переменная и зависит от установленного уровня напряжения на приводе 3, или от установленной начальной скорости струны 2, следовательно, и абсолютная величина прироста скорости струны в устройстве намотки является величиной переменной и прямо зависит от начальной скорости струны, т. е. от диаметра провода намотки, в том заключается одна из положительных качественных особенностей описываемого устройства намотки.

Назначение датчика 22 состоит в Зсшдите системы перегрузки в процессе работы устройства. Так если, например при перемещении движка автотрансформатора 16 произойдет отказ конт-акта между стрелкой 27 и элементом 50 уставки 23, то сервопривод 18 не выключится при достижении заданного уставкой 23 уровня и продолжит перемещения движка автотрансформатора 16, |так ч.то ток через задатчик 21 может в несколько раз превысить его предельно-допустимое значение, что приведет .к выходу задатчика 21 из строя.

Однако в описываемом устройстве предусмотрена защита системы от такой случайности. Для этого датчик 22 через контакты 47 подключен параллельно задатчику 21. При увеличении тока через Зсщатчик 21 одновременно увеличивается ток и через датчик 22. При достгижении определенного уровня тока через датчик 22 - его стрелка 28, преварительно подпружиненная элементом 51 уставки нижнего предела 26, задатчика 21, отходит от элемента 51 вправ и цепь реле 45 - обрывается. Элементы 42 реле 45 включают сигнальную лампу 14, а элементы 43 в блоке ког о тации 20 разрывают цепь реле 41, и привод 18 - выключается.

Аналогично осуществляется защита cncTeNfiJ от перегрузки при отказе контакта между стрелкой 27 и элементом 49 уставки 24.

Отличие заключается лишь в том, что ва;;едствие того, что соединенный с движком компенсирующего автотрансформатора 15 вентиль 57 дает потенциаш такой же полярности как и вентиль 58, то при работе сервопривода 1 осуществляется переключение полярности датчика 22 контактами 47 реле 35.

Таким образом, в устройстве намотки трансформаторов обеспечивается постоянное в каждом цикле соответствие длительности работы взаимодействующих рабочих органов - протягивающей струны и роликов - независимо от длины витка обмотки трансформатора и диаметра провода, что обеспечивает более высокую производительность.

Формула изобретения Устройство для намотки сердечнико трансформаторов по авт. св. W 567182

отличающееся тем, что, с целью повышения производительности, в него введена система управления приводом струны, выполненная в виде двух сервоприводов с блоками коммутации, двух автотрансформаторов, движки которых кинематически соединены с сервоприводами, эадатчика величины прибавки скорости струны, например, гальванометра с уставками, соединенными с блоками коммутации, датчика защиты системы от перегрузок, например, гальванометра с уставкой нижнего предела выше уставки верхнего предела задатчика в.еличины прибавки скорости, причем и датчик соединены параллельно и подключены к движкам автотрансформаторов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР П 567182, кл. Н 01 F 41/02, 1975,

П

.s T2ll

I V. I . j 1 fiWi I I I I

I I

г

..

19

г-р г/ р.. Ь.р

.

.

.153

30 г L

5« I

r-KM-H

5

SJtfs.