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基于PLC的高压互感器线圈绕线机的原理

来源:福建塔罗科电子设备有限企业 发布时间:2020-05-12 点击次数:

    

     高压变压器是电力系统中不可缺少的高压电器,如发电厂、变电站等。它可以实现高精度的高、低电压转换,便于电网电压的检测和电能的测量。精密高压变压器电磁绕组是一种重要的功能部件。对于数以万计的线圈绕组,如何控制匝间绝缘和层间绝缘,减少绕组过程中分布电容的影响,满足转换测量精度、可靠、高精度的自动绕线机是保证变压器产品质量的关键因素。高压变压器和电磁绕组如图1和图2所示。

     新型高压变压器线圈绕线机的总体设计

     高压变压器的电压高达几十万伏,电磁绕组线圈的匝数高达数万圈,通常是由自动绕线机卷绕而成的。目前,国内使用的传统自动绕线机主要由机座、绕组电机、主传动机构、排线电机和排线机构组成。绕线机的主要传动机构由变频电机驱动,绕组轮毂的转速由变频器的面板旋钮调节。主传动机构的驱动机构采用微型直流电机驱动,并通过旋钮完成调速。主、从动件运行速度的协调需要根据不同的绕组规格手工计算和调整。操作复杂,难以保证绕组的质量和效率。有断线、叠线、跳线等故障。人工操作调整工作量大。因此,针对传统绕线机的不足,从电子控制和机械两个方面对其进行了改进。

     首先,对绕线机电气控制系统的设计进行了改进。选用PLC控制器、步进电机、步进电机来设计、配置触摸屏,提高绕线机的可视化操作用户界面,通过设置不同的工艺参数,调用相应的控制程序,可以完成不同规格线圈绕组的自动绕线,提高卷绕过程的自动控制程度,减少人为因素的影响,保证绕组的质量、效率和稳定性。

     其次,对绕线机的机械结构进行了改进设计。对工作台支座、铁芯夹紧平台机构、绕组轮毂压缩调整机构、主传动机构部件、自动排丝机构部件、卷绕张力控制部件和线材机构进行了重新设计。选用标准伺服拉力器,便于线材张力的稳定调整,实现引线拉拔的稳定功能。图3给出了改进后的绕线机的总体结构,图4给出了传动系统的框图。2绕线机电气控制系统的绕线机电气控制系统可分为两部分:电控箱组件和操作面板组件。电气控制箱内装有直流电源、伺服驱动器、PLC控制器和终端行。操作面板配有启动、停止操作按钮、指示灯和参数设置触摸屏人机界面等。主控制单元选用三菱FX-3U系列可编程控制器.根据PLC应用控制程序,完成了两台步进电机驱动器的指令控制,协调了绕组线圈主驱动步进电机和自动排线电机的运行。此外,PLC控制器还接收操作面板和触摸屏上按钮的指令信号,控制卷绕程序启动和停止运行,并将绕线机运行状态信息输出到相应的指示灯和触摸屏界面显示器,提供给操编辑查看被监控设备的操作。触摸屏通过串行通信接口与PLC控制器连接。通过在触摸屏上设置不同的工艺参数,调用不同的绕组工艺程序,可以对不同规格的电磁线圈进行缠绕。绕线机整体电气连接如图5所示。

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