精密電流互感器繞線機(jī)的設(shè)計(jì)與驗(yàn)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(cè)量用電流互感器根據(jù)變換電 壓時(shí)所產(chǎn)生的 誤差規(guī)定電流互感器的準(zhǔn)確等級(jí)。0. 2 級(jí)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(yàn)室,配合標(biāo)準(zhǔn)表擴(kuò)大量限,進(jìn)行電流、功 率和電能的精密測(cè)量;或者作為標(biāo)準(zhǔn),用來(lái)檢驗(yàn)低標(biāo) 準(zhǔn)、低準(zhǔn)確度的電流互感器;也可以與標(biāo)準(zhǔn)表配合, 用來(lái)檢驗(yàn)相應(yīng)的儀表。
隨著科學(xué)技術(shù)和電子應(yīng)用技術(shù)的飛速發(fā)展,對(duì)電流互感器的額定一次電流和準(zhǔn)確等級(jí)等技術(shù)指標(biāo)的要求越來(lái)越高,各種類型的電流互感器需求量越來(lái)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(guò)程中,機(jī)械化程度不高,工人勞動(dòng)強(qiáng)度大,生產(chǎn)效率低,所以很有必要改進(jìn)電流互感器設(shè)計(jì)工藝, 研制一種新型電流互感器繞組繞線的機(jī)械設(shè)備。
精密電流互感器的結(jié)構(gòu):
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(gòu)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(jí) 的變化而變化,少則幾萬(wàn)匝,多則幾十萬(wàn)匝。
精密電流互感器繞線機(jī)的設(shè)計(jì)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(xì),人工根本無(wú)法完成。如果采用機(jī)械設(shè)備纏繞,只能是承載二次繞組的線架做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),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(jī)需要傳遞的功率較低,傳動(dòng)效率要求也不是太高,所以一級(jí)傳動(dòng)采用帶傳動(dòng),平帶將電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞給主傳動(dòng)軸。
文本框: 7由千摩擦傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)平穩(wěn)、傳動(dòng)比調(diào)節(jié)方便、過(guò)載時(shí)能產(chǎn)生打滑而避免損壞裝置。因此,二級(jí)傳動(dòng)采用摩擦輪傳動(dòng),即固定在主傳動(dòng)軸上的傳動(dòng)輪與二次繞組的線架回轉(zhuǎn)摩擦,把運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞給二次繞組的線架,
繞線機(jī)的主要部件
傳動(dòng)裝置
電流互感器繞線機(jī)的動(dòng)力源是為直流無(wú)刷電機(jī), 功率0.6Kw, 轉(zhuǎn)速 6000 r/ min 。
二次繞組線圈用高強(qiáng)度聚酣漆包圓漆包線繞制,漆包線直徑為 0. 08 mm - 0. 1 mm , 強(qiáng)度極限約為 882 MPa。如果二次繞組線架的回 轉(zhuǎn)速度太慢或者太快,極易把漆包線拉斷。通過(guò)經(jīng)驗(yàn)類比、相關(guān)試驗(yàn)、傳動(dòng)的工作特點(diǎn)和具體工況要求以及計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)速度等綜合技術(shù)指標(biāo), 選擇小帶輪直徑 d1 =32 mm , 大帶輪直徑 d2 =80 mm , 主傳動(dòng)輪直徑 d3 =40 mm , 各型號(hào)電壓互感器二次繞組線架的直徑 d4 大致 為 120 mm 左右。
傳動(dòng)軸
本機(jī)為小功率傳動(dòng),軸的轉(zhuǎn)速也不高。傳動(dòng)軸選用 45 鋼,調(diào)質(zhì) 處理, 硬度為 217 HBS ~235 HBS , 強(qiáng)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(guò)盈配合,用 軸承蓋軸向固定。傳動(dòng)軸上的主傳動(dòng)輪與傳動(dòng)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(qiáng)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(dāng)線圈匝數(shù)達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí),承載二次繞組的線架就必須停止回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
本機(jī)采用REPOSAL?精密繞線控制器對(duì)線圈匝數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)。圈數(shù)解析度為0.1匝,當(dāng)線圈匝數(shù)達(dá)到設(shè)置數(shù)后,繼電器觸頭換位,停止計(jì)數(shù)或繼續(xù)計(jì)數(shù),從而達(dá)到精確計(jì)數(shù)線圈匝數(shù)的目的。
改進(jìn)方向:
隨著精密電流互感器技術(shù)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(huì)增加,同時(shí)繞線質(zhì)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(zhì)量。因此,在保證 不損壞漆包線的前提下,可以適當(dāng)提高線架的旋轉(zhuǎn)速 度,改進(jìn)排線機(jī)構(gòu);或者在設(shè)計(jì)二次繞組時(shí)采用銅包 鋼線,以提高其強(qiáng)度、耐彎折性、韌性和耐扭轉(zhuǎn)性、 耐振動(dòng)性。
結(jié)論:
電流感器繞線機(jī)在繞制 35 kV 精密電壓互感器二次繞組時(shí),用 0. 0 8 mm 高強(qiáng)度聚酣漆包圓漆包線 , 二次繞組線圈匝數(shù) 11 萬(wàn)匝, 繞制共用時(shí) 300 min , 傳動(dòng)效率 91. 5% , 達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)要求。該機(jī)在繞線過(guò)程中,各部分運(yùn)行狀況良好,計(jì)數(shù)準(zhǔn)確,漆包線斷線次 數(shù)極少,并且通過(guò)導(dǎo)向輪的作用,漆包線基本上能有次序地排列在線架各個(gè)格內(nèi)。