精密電流互感器繞線機的設計與驗證
在發(fā)電廠、變電所等輸、供電系統(tǒng)中, 電流互感器是不可缺少的一種電器。測量用電流互感器根據(jù)變換電 壓時所產(chǎn)生的 誤差規(guī)定電流互感器的準確等級。0. 2 級及以上的電流互感器一般叫做精密電流互感器,主 要用于試驗室,配合標準表擴大量限,進行電流、功 率和電能的精密測量;或者作為標準,用來檢驗低標 準、低準確度的電流互感器;也可以與標準表配合, 用來檢驗相應的儀表。
隨著科學技術和電子應用技術的飛速發(fā)展,對電流互感器的額定一次電流和準確等級等技術指標的要求越來越高,各種類型的電流互感器需求量越來越多。從前,電流互感器大多采用環(huán)形鐵芯和粗漆包線人工繞制,產(chǎn)品體積大、重量大,在日常繞制、加工和生產(chǎn)過程中,機械化程度不高,工人勞動強度大,生產(chǎn)效率低,所以很有必要改進電流互感器設計工藝, 研制一種新型電流互感器繞組繞線的機械設備。
精密電流互感器的結構:
精密電流互感器主要由一次繞組、二次繞組、鐵芯和絕緣材料構成。一次繞組 直接繞 在 R 形階梯鐵芯上, 二次繞組的匝數(shù)隨著二次電流和電流互感器誤差等級 的變化而變化,少則幾萬匝,多則幾十萬匝。
精密電流互感器繞線機的設計思路:
精密電流互感器二次繞組線圈有很多匝數(shù),繞制用的漆包線很細,人工根本無法完成。如果采用機械設備纏繞,只能是承載二次繞組的線架做回轉運動,使繞線工裝上的漆包線有序地纏繞到固定在二次繞組的線架 上。
由于本機需要傳遞的功率較低,傳動效率要求也不是太高,所以一級傳動采用帶傳動,平帶將電動機的運動和動力傳遞給主傳動軸。
文本框: 7由千摩擦傳動結構簡單、傳動平穩(wěn)、傳動比調節(jié)方便、過載時能產(chǎn)生打滑而避免損壞裝置。因此,二級傳動采用摩擦輪傳動,即固定在主傳動軸上的傳動輪與二次繞組的線架回轉摩擦,把運動和動力傳遞給二次繞組的線架,
繞線機的主要部件
傳動裝置
電流互感器繞線機的動力源是為直流無刷電機, 功率0.6Kw, 轉速 6000 r/ min 。
二次繞組線圈用高強度聚酣漆包圓漆包線繞制,漆包線直徑為 0. 08 mm - 0. 1 mm , 強度極限約為 882 MPa。如果二次繞組線架的回 轉速度太慢或者太快,極易把漆包線拉斷。通過經(jīng)驗類比、相關試驗、傳動的工作特點和具體工況要求以及計數(shù)器的計數(shù)速度等綜合技術指標, 選擇小帶輪直徑 d1 =32 mm , 大帶輪直徑 d2 =80 mm , 主傳動輪直徑 d3 =40 mm , 各型號電壓互感器二次繞組線架的直徑 d4 大致 為 120 mm 左右。
傳動軸
本機為小功率傳動,軸的轉速也不高。傳動軸選用 45 鋼,調質 處理, 硬度為 217 HBS ~235 HBS , 強度極限為 650 MPa。
此軸承受的軸向力 不大, 故軸承采用 6201 深溝球軸承, 軸承周向固定采用 .H7/ k6 過盈配合,用 軸承蓋軸向固定。傳動軸上的主傳動輪與傳動軸采用 H9/ h9 間隙配合,并 用 M5 緊定螺釘軸向和周向固定。
繞線工裝上的高強度聚酷漆包圓漆包線需要源源不斷地纏繞在二次繞組的線架上,當線圈匝數(shù)達到設計要求時,承載二次繞組的線架就必須停止回轉運動。
本機采用REPOSAL?精密繞線控制器對線圈匝數(shù)進行計數(shù)。圈數(shù)解析度為0.1匝,當線圈匝數(shù)達到設置數(shù)后,繼電器觸頭換位,停止計數(shù)或繼續(xù)計數(shù),從而達到精確計數(shù)線圈匝數(shù)的目的。
改進方向:
隨著精密電流互感器技術性能和精度要求的不斷提高,一次繞組和二次繞組的匝數(shù)也會增加,同時繞線質量也要提高,這樣才能保證一次繞組和二次繞組 的匝間、層間以及繞組間的絕緣材料質量。因此,在保證 不損壞漆包線的前提下,可以適當提高線架的旋轉速 度,改進排線機構;或者在設計二次繞組時采用銅包 鋼線,以提高其強度、耐彎折性、韌性和耐扭轉性、 耐振動性。
結論:
電流感器繞線機在繞制 35 kV 精密電壓互感器二次繞組時,用 0. 0 8 mm 高強度聚酣漆包圓漆包線 , 二次繞組線圈匝數(shù) 11 萬匝, 繞制共用時 300 min , 傳動效率 91. 5% , 達到預期設計要求。該機在繞線過程中,各部分運行狀況良好,計數(shù)準確,漆包線斷線次 數(shù)極少,并且通過導向輪的作用,漆包線基本上能有次序地排列在線架各個格內。