变压器全自动绕线机国外发展现状

机械结构与张力控制是变压器绕线工艺的核心技术。国外的变压器绕制技术比较成熟，变压器全自动绕线机自动化程度高、生产效率高，如德国BRTECH公司生产的全自动绕线机如图1-1所示，可同时生产两个线圈，且缠绕的过程中张力控制精度高、动态响应快，能够绕制的导线直径范围和箔料厚度范围较大，线圈成品的尺寸范围也较大。瑞士Tuboly-AstronicAG公司生产的全自动绕线机，可缠绕用树脂封装变压器上的高压线圈，能进行两种及两种以上材料的全自动缠绕，通过滑动系统，每个圆盘可直接连续地卷绕到所制的铸模上，张紧度控制精确。印度TrishulEngineers公司生产的全自动绕线机可实现导线、绝缘层的同步缠绕，绕线精度一般在0.001~0.01mm范围之内，而且绕线转速根据线径的不同，可以高达3000~1000r/min，生产效率高，加工精度高，工作性能稳定。

在绕线机的张力控制方面，2001年设计了一种高精度的高速绕线机自动跟踪控制系统，该系统通过在线辨识绕线机伺服机构参数，并结合所设计的系统干扰状态观测器。在系统存在较大干扰情况下实现了绕线机的轨迹跟踪控制。2005年提出了一种绕线机控制器的设计，并在LTV模型基础上提出了一种绕线机传感器故障诊断方法，经过试验表明，改LTV模型非常适用于提高纸幅张力的控制。2010年对绕线机的守恒-质量-力矩平衡-阻尼模型进行了进一步优化，并基于多变量控制方法，设计了网络缠绕机的张力控制器，实验结果表明，在系统存在干扰的情况下，该控制器仍具有一定的鲁棒性。非圆形线圈绕制的张力控制方面，2008又研究了矩形绕组缠绕机张力控制问题，提出了一种因为导线的加速和减速因素而导致张力波动的模型，由此设计的新系统在容许的张力波动范围内几乎双倍的增加了缠绕速度，提高了生产效率。2009年专家就导线突然断裂或大幅度拉伸，如何控制导线波动的问题进行讨论，提出在初始位置一个张紧装置使机械臂的角度和钢丝的张力保持在误差范围内的规定值，通过仿真，确认该控制器的有效性。

通过分析变压器全自动绕线机的发展过程及目前国内外变压器全自动绕线机的研究现状，针对国内绕线机控制系统的缺陷和不足，如果可以设计一种变压器全自动绕线机控制系统，适用于矩形线圈的绕制，整体的自动化程度高，不仅能实现导线、端绝缘和层绝缘三者的同时缠绕，还能对绕制过程中导线和绝缘带的缠绕张力进行良好的控制。