掃描電子顯微鏡中的漆包線繞組

掃描電子顯微鏡其主要組成部分：電子光學(xué)系統(tǒng)、信號(hào)收集處理系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、圖像處理顯示和記錄系統(tǒng)、電源系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)等組成。而其中核心部分為電子光學(xué)系統(tǒng)，其主要由電子槍、電磁聚光鏡、光闌、掃描系統(tǒng)、消像散器、物鏡和各類對(duì)中線圈組成.

         協(xié)普?繞線機(jī)作為專業(yè)的精密繞線方案解決供應(yīng)商，我們重點(diǎn)關(guān)注其中電磁聚光鏡，物鏡及消像散器，因?yàn)槠渲饕考?gòu)成是漆包線繞組，而且其繞組的精度與一致性與掃描電子顯微鏡的成像質(zhì)量高度相關(guān)。

電磁透鏡線圈.

電磁透鏡主要是對(duì)電子束起約束匯聚作用，可以將它看作是光學(xué)中的凸透鏡。由于電子束在旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的磁場(chǎng)中會(huì)受到洛倫茲力的作用，從而產(chǎn)生聚焦作用。所以能產(chǎn)生這種旋轉(zhuǎn)對(duì)稱而非均勻磁場(chǎng)并使得電子束聚焦成像的漆包線繞組線圈的質(zhì)量就顯得非常重要。

     磁透鏡中的漆包線繞組線圈，當(dāng)電流通過(guò)線圈的時(shí)，極靴被磁化，并在心腔內(nèi)建立磁場(chǎng)，對(duì)電子束產(chǎn)生聚焦作用。磁透鏡中的漆包線繞組有兩種，分別為聚光鏡漆包線繞組和物鏡漆包線繞組，靠近電子槍的透鏡是聚光鏡漆包線繞組，靠近試樣的是物鏡漆包線繞組。一般聚光鏡是強(qiáng)勵(lì)磁透鏡漆包線繞組，強(qiáng)勵(lì)磁透鏡漆包線繞組匝數(shù)多，呈圓柱狀多層排列，要求旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性好

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。

想象一下，你是一名線圈繞制工廠的負(fù)責(zé)人。您的工廠正在使用傳統(tǒng)的繞線機(jī)，你們的線線機(jī)結(jié)構(gòu)合理，機(jī)械精度很高，電機(jī)也是采用的大品牌的電機(jī)，但是在繞制精密線圈的時(shí)候，還是會(huì)有較高的不良率，你們認(rèn)真分析前改進(jìn)各種因素-設(shè)備結(jié)構(gòu)，加工精度，工裝精度，骨架精度，漆包線品質(zhì)，張力控制等等，但還是解決不了問(wèn)題。但有告訴你，這不僅僅是硬件的問(wèn)題，而是算法的問(wèn)題，或許會(huì)讓你很吃驚。因?yàn)樵谀憧磥?lái)，繞線軸每轉(zhuǎn)運(yùn)一周，排線軸都有相應(yīng)的響應(yīng)，但事實(shí)上，你或許沒(méi)有考慮過(guò)，在精密線圈的繞線過(guò)程中，排線導(dǎo)針在接接線圈兩端時(shí)，速度的突然變化可能會(huì)導(dǎo)致線圈跨線、凸起。這些缺陷會(huì)線圈降低性能。

針對(duì)這一問(wèn)題，我們提出了一種基于5段S型曲線的加減速方法。該算法采用在排線運(yùn)動(dòng)控制的末端和收尾線性加速或減速的方式，以期有助于減少線圈的缺陷。我們先是利用ADAMS軟件驗(yàn)證了該算法的可行性。軟件模擬了精密繞線線圈的運(yùn)動(dòng)，得到了運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速度變化曲線和位移曲線。后來(lái)通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，這種在排線速度控制中采用S 形曲線的方法最多可將線圈缺陷降低 50%。這說(shuō)明，5 段 S 形曲線運(yùn)動(dòng)控制算法是提高電動(dòng)精密線圈繞制過(guò)程精度和效率的一種很有前途的方法。通過(guò)使用該算法，線圈制造商可以降低線圈缺陷的風(fēng)險(xiǎn)并提高線圈的性能。 

       變壓器繞線機(jī)是用來(lái)繞制變壓器漆包線圈的專用繞線設(shè)備，在變壓器的漆包線圈繞制過(guò)程當(dāng)中，按變壓器規(guī)格劃分繞漆包線設(shè)備，有繞制配電變壓器高、低壓漆包線圈的自動(dòng)排漆包線繞線機(jī)和箔式漆包線圈繞制機(jī);有繞制大型電力變壓器漆包線圈的立式繞線機(jī)和臥式繞線機(jī)。

     一、變壓器繞線機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

      1、該繞線機(jī)機(jī)械傳動(dòng)部分設(shè)在床頭箱內(nèi)部，電氣部分裝在床頭箱的上止。通過(guò)變頻器驅(qū)動(dòng)三相異步電機(jī),實(shí)現(xiàn)主軸轉(zhuǎn)速線性變化。

      2、該繞線機(jī)采用無(wú)極調(diào)速，用控制器輸出0-10V的模擬電壓,接入到變頻器。通過(guò)百分比的方式,總共有100個(gè)檔位,可精確計(jì)數(shù),還可以逆計(jì)數(shù)，自動(dòng)停車(chē)。

      3、該繞線機(jī)可逆計(jì)數(shù)，并配有電磁剎車(chē)裝置，防止繞漆包線停止時(shí)倒車(chē)，保證自動(dòng)記數(shù)不會(huì)產(chǎn)生誤差。如果需要手動(dòng)逆轉(zhuǎn)時(shí),則可以手動(dòng)按剎車(chē)按鍵松開(kāi),手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)同樣可以計(jì)數(shù).

      二、變壓器繞線機(jī)安全操作規(guī)程:

      1.設(shè)備及用具:

      繞線機(jī)和固定漆包線盤(pán)的架子。

      與產(chǎn)品相應(yīng)的繞漆包線繞線治具和檔板。

      剪刀，扳手，尖嘴鉗，木榔頭等工具。

      相應(yīng)的線圈加工圖紙文件。

                                 精密變壓器線圈繞線機(jī)的張力控制

      本文介紹的是設(shè)計(jì)張力控制系統(tǒng)的測(cè)試，盡量減小張力的變化。在模擬上進(jìn)行理論的分析。仿真結(jié)果表明，漆包線由于速度的變化產(chǎn)生的長(zhǎng)度變化的導(dǎo)致張力頻繁波動(dòng)。該模型的張力傳感器驗(yàn)證了預(yù)測(cè)。成功設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是消除張力的變化。我們?cè)黾右豁?xiàng)包括高速氣缸的張力系統(tǒng)，取代傳統(tǒng)的羊毛氈與彈簧機(jī)構(gòu)。仿真結(jié)果表明，新的原型系統(tǒng)幾乎增加了一倍的繞線速度和承受的張力波動(dòng)的能力。

關(guān)鍵詞：張力控制，繞線機(jī)，矩形線圈，,精密繞線機(jī)．

一．引言

      每年都會(huì)生產(chǎn)不計(jì)其數(shù)的變壓器，連同電廠、變電站和電力線路，配電變壓器為全國(guó)的商業(yè)及住宅提供電能。變壓器制造涉及繞組線圈生產(chǎn)。這些線圈通常由一對(duì)銅線在匝數(shù)之間夾上的絕緣紙層制成。它們通常是圓形或長(zhǎng)方形。

      在線圈繞組上必須保持一致的張力。線圈的形狀對(duì)所采用的由拉緊產(chǎn)生的張力產(chǎn)生重大影響。對(duì)于一個(gè)圓形線圈的張力不會(huì)變化顯著，但矩形線圈則不同。作為一個(gè)矩形線圈，張力會(huì)隨著落線點(diǎn)位置的不同而急劇變化。如圖所示，這個(gè)速度的變化是由不斷變化的線的長(zhǎng)度導(dǎo)致。在圓線圈的情況下這不會(huì)有問(wèn)題，因?yàn)樵诰€圈上導(dǎo)線的接觸點(diǎn)是固定的。

  馬蹄形空心杯電機(jī)線圈及繞線機(jī)

現(xiàn)在中國(guó)在空心杯電動(dòng)機(jī)制造方面愈發(fā)關(guān)注，因?yàn)閲?guó)內(nèi)自動(dòng)化空心杯電機(jī)產(chǎn)品發(fā)展和研究的時(shí)間較短，所占有的比例不高，并且中國(guó)的人口密集勞動(dòng)力低廉，即使卷繞式生產(chǎn)即使工序多、酬勞成本巨大，還是擁有占比例極高。最近幾年，中國(guó)愈發(fā)關(guān)注空心杯電機(jī)和自動(dòng)繞線技術(shù)，在繞線機(jī)設(shè)備研發(fā)制造方面有了不錯(cuò)的進(jìn)步和突破。

對(duì)電機(jī)性能的產(chǎn)生影響的關(guān)鍵原因之一是電機(jī)中的轉(zhuǎn)子線圈，空心杯電機(jī)中的轉(zhuǎn)子沒(méi)有鐵芯，慣量小，功能性卓越而且適用應(yīng)用的范圍廣。另外在對(duì)線圈繞制設(shè)備的研發(fā)中，馬鞍形線圈排列規(guī)整，磁體的利用效率高。

                         

空心杯電機(jī)與老式傳統(tǒng)的帶鐵芯的電機(jī)相比，比后者的能量轉(zhuǎn)換效率較明顯較高，而且反應(yīng)速度也會(huì)快很多，，而空心杯電機(jī)效率極高，響應(yīng)速度快，性能穩(wěn)定。由于空心杯電機(jī)沒(méi)有滯后，額外的電磁干擾低，可以達(dá)到非常高的電機(jī)轉(zhuǎn)速，而且高速運(yùn)行時(shí)速度設(shè)定靈敏，因此具有相對(duì)穩(wěn)定和穩(wěn)定的性能。此外，空心杯電機(jī)的能量密度遠(yuǎn)大于其他電機(jī)，重量將遠(yuǎn)小于相同功率的鐵芯電機(jī)。

現(xiàn)在按照線圈的成型方式，在空心杯電機(jī)線圈中，它的生產(chǎn)技術(shù)大致可分為繞卷生產(chǎn)技術(shù)和一次成型生產(chǎn)技術(shù)兩種工藝路線。

兩種方式相比較，第一種卷繞生產(chǎn)技術(shù)比較復(fù)雜，繞制線圈時(shí)效率比較低。為了提高線圈生產(chǎn)繞制效率，繞線機(jī)可以加入一次成型的生產(chǎn)工藝。根據(jù)空心杯線圈形狀和繞線方式的不同，常見(jiàn)的空心杯繞線方式可分為平行直繞形、馬鞍形繞制和斜繞形三種。第一項(xiàng)平行直繞形一般多用于匝數(shù)相對(duì)比較少的空心杯電機(jī)線圈繞組。而后兩項(xiàng)是目前國(guó)外相對(duì)先進(jìn)的空心杯電機(jī)廠家比較常用的兩種線圈繞制工藝。