大部分國內變壓器全自動(dòng)繞線(xiàn)機生產(chǎn)企業(yè)因為制作規模較小、技術(shù)水平不足、科研經(jīng)費投入較少、自主創(chuàng )新能力較低等原因,導致很難生產(chǎn)出符合技術(shù)要求的高品優(yōu)質(zhì)專(zhuān)用設備,使之無(wú)法和國外相關(guān)企業(yè)產(chǎn)生有力競爭。在我國,大部分中小型變壓器制造廠(chǎng)使用半自動(dòng)方式進(jìn)行變壓器繞線(xiàn)作業(yè),落后的生產(chǎn)工藝以及低效生產(chǎn)更多的表現為以下幾個(gè)方面:
(1)制作流程相關(guān)的線(xiàn)體排布、纏繞緊松以及添加絕緣層均采用人工操作,設備的自動(dòng)化水平低、生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量差。
(2)異步交流電機驅動(dòng)為主的卷繞主軸,使繞線(xiàn)機啟動(dòng)與制動(dòng)機制平穩性較差,繞制線(xiàn)圈無(wú)法緊密貼合,導致張力不均衡。目前,許多公司已經(jīng)實(shí)現了對變壓器全自動(dòng)繞線(xiàn)機半自動(dòng)化控制,比如東莞龍?chǎng)坞娮佑邢薰旧a(chǎn)的自動(dòng)變壓器繞線(xiàn)機,如下圖所示,具有功能齊全、動(dòng)力強勁等特點(diǎn)能夠繞制的導線(xiàn)直徑范圍較大,線(xiàn)圈成品的尺寸范圍也較大。東莞市怡斯麥電子有限公司產(chǎn)的自動(dòng)排線(xiàn)繞線(xiàn)機,具有導線(xiàn)圈數自動(dòng)校準功能,繞線(xiàn)精度達±0.1圈,且每個(gè)段位的“起繞點(diǎn)”、“線(xiàn)徑”、“幅寬”都可在待機狀態(tài)下適時(shí)調整。
國內許多專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員對繞線(xiàn)機張力控制系統方面做出了相關(guān)的深入的研究,2010設計了一種基于矢量變頻技術(shù)的恒張力繞線(xiàn)機構,該機構完全滿(mǎn)足導線(xiàn)纏繞的工藝要求,對導線(xiàn)纏繞張力控制的精度高;2010年圍繞非連續帶材繞制工藝問(wèn)題,對繞制過(guò)程中的張力控制、布帶自動(dòng)連續及自動(dòng)校驗等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)入了深入的分析研究,設計了模糊PID控制器,實(shí)現了非連續帶材的纏繞;2011年設計了一套以ARM+CPLD為控制核心的自動(dòng)繞線(xiàn)機控制系統,并提出了一套可行的張力控制方案實(shí)現對導線(xiàn)纏繞的恒張力控制;2014年臺灣國立成功大學(xué)Jie-ShiouLu等根據傳統的繞線(xiàn)機方式,提出了一種采用有源裝置的張力控制方案,檢測機構使用稱(chēng)重傳感器采集控制回路的反饋信號,將前饋控制和迭代學(xué)習控制被集成到所提出的張力控制方案中,以改善系統響應并抑制由繞組過(guò)程引起的周期性干擾。并進(jìn)行了纏繞實(shí)驗評估了所提出的控制方案的性能;2016年利用自抗擾控制(ADRC)技術(shù),提出一種不依賴(lài)具體繞制模型的張力控制新方法,并通過(guò)仿真和實(shí)驗驗證了所設計的張力控制器的內部魯棒性和抗干擾性能。但目前國內對于層間絕緣帶及端部絕緣帶的自動(dòng)送給,矩形線(xiàn)圈繞制時(shí)張力控制等方面幾乎沒(méi)有相關(guān)文獻對其作出深入研究。而層間絕緣帶及端部絕緣帶纏繞是變壓器繞制過(guò)程中消耗工時(shí)最長(cháng)且效率最低的部分,變壓器全自動(dòng)繞線(xiàn)機控制技術(shù)的進(jìn)步首先要實(shí)現繞線(xiàn)機自動(dòng)繞線(xiàn)和繞帶,其必要條件是排線(xiàn),放帶裝置和張力控制之間的配合。因此,研制出不僅能適用于繞制矩形線(xiàn)圈,而且還能實(shí)現導線(xiàn)、端絕緣和層絕緣三者的同時(shí)纏繞的自動(dòng)化程度高、工藝設備完善、纏繞張力控制精度高的全自動(dòng)變壓器繞線(xiàn)機控制系統具有重要的意義。
自動(dòng)排線(xiàn)繞線(xiàn)機的出現雖然解決了半自動(dòng)繞線(xiàn)機生產(chǎn)的一些弊端,但現有的自動(dòng)排線(xiàn)繞線(xiàn)機為單絕緣層供給,不能實(shí)現線(xiàn)帶同步纏繞或線(xiàn)圈側邊絕緣紙纏繞,自動(dòng)化程度低,工藝不完備且生產(chǎn)的變壓器線(xiàn)圈側邊絕緣性能差。針對這一問(wèn)題,如果能針對變壓器全自動(dòng)繞線(xiàn)機的工作流程做出相關(guān)分析,設計全自動(dòng)繞線(xiàn)機的整體機械方案就會(huì )非常完美。