详解电力变压器绕线机

一、电力变压器绕线机的性能

电力变压器的环型铁心使用高导磁率的硅钢带绕置。用环型铁心绕制的电力变压器，具有低损耗、低躁声、漏磁小的特点，是近几年电力行业推广使用的电力变压器。电力变压器绕线机是制造这种电力变压器的专用设备。

该电力变压器绕线机可以绕制kw以下的电力变压器的三相绕组。该设备能够根据绕组导线的线径调整绕制的速度，具有缓慢起动、停止的功能，以防止绕线机因快速起动造成断线的现象，能够自动记录绕组的绕制匝数，能够预置绕制匝数，当实际绕制匝数等于预置绕制匝数时，绕线机能够自动停车，具有液压压紧线装置。

二、电力变压器绕线机绕线及其液压压紧装置机械结构

绕制线圈原理：电力变压器的环型铁心呈8字型，在铁心横梁上装有分成两半的骨架，此骨架合扣在铁心横粱上，骨架两侧装有骨架齿轮，利用骨架齿轮带动骨架，从而在转动的骨架上绕制绕组。

该电力变压器绕线机机械原理（参考图1）：主轴电动机经过蜗轮蜗杆减速器，再利用一对链轮将运动传至主轴，最后经过左右两个主动齿轮同时带动铁心横梁上的两个骨架齿轮转动，从而实现在骨架上绕制线圈。为了使该绕线机可以绕制多种规格的铁心，右主动齿轮可以在主轴上沿轴向（通过长导向键）移动以便适应不同变压器铁心横梁宽度。

由于一个变压器铁心有三个需要在其上绕制线圈的铁心横梁，所以每当绕制完一组线圈后，液压缸推动压线块压紧线圈线头以便操作者对线头进行手工处理（绕线机在绕制绕组的过程中，需要经常停车调整或给绕组铺设层间绝缘），其控制回路。

随后需要后移工作台将主动齿轮和骨架齿轮脱开，使得固定在绕线机升降小车上的变压器铁心上下移至另一铁心横梁处，再前移工作台使主动齿轮和骨架齿轮啮合，以便完成该组铁心线圈的绕制。绕制线圈、铁心上下移动和压紧块前移压线三种运动必须彼此互锁，以防机械装置的损坏。

因为该种电力变压器绕线机能够绕制多种规格变压器，需要绕制多种线径（而且线径差别很大）的漆包线，因此通过变频器控制绕线机主轴电动机的转速。PLC控制变频器实现主轴电动机不同转速之间的切换，主轴电动机需要不同的转速可以事先在变频器中设置。

电力变压器绕线机使用和主轴相连的旋转编码器。数码显示计数器装置完成记录绕组匝数。当绕制到预置的匝数时，要求绕线机能够自动停车。

三、电力变压器绕线机的硬件控制系统

环型电力变压器绕线机使用松下电气公司的FPO型可编程序控制器和ABB电气公司ASCl40型变频器组成控制系统。控制面板包适各种按钮、选择开关，用于给PLC输入控制信号。绕组匝数的预置使用4位拨码盘，将4位十进制数转换成16位二进制数，送到PLC的输入口。旋转编码器将转数脉冲送到PLC的输入口，从而测定绕组的实际绕制匝数。

电力变压器绕线机旋转编码器将主轴电动机转数变为脉冲计数信号，作为比较数据，同时用数码显示管显示绕组实际绕制匝数。PLC的输出端输出各继电器控制信号，用于控制执行装置的运行状态、控制变频器实现对主轴电动机不同转速的切换。主轴电动机转速由变频器根据生产实际要求设定，变频器可以设定主轴电动机转速升速时间。

四、电力变压器绕线机系统控制软件

PLC的系统控制程序框图。程序中包括预置设定值程序，液压装置控制程序，小车上、下行控制程序，变频器控制程序包括速度选择，起停和正反转，旋转编码器转数数据输入程序，绕组实际绕制匝数和预置数比较程序。

程序开始首先执行子程序，完成从拨码器预置绕组要求绕制的匝数，数据存在WR,内。子程序执行完毕，返回主程序，起动绕线机控制程序。电力变压器绕线机要求在主轴电动机起动之前（即变频器起动之前），先使液压压线装置复位，即液压缸压限位开关X7,X7为OFF时，主轴电动机及小车控制程序才能运行。

电力变压器绕线机主轴电动机的转速选择、起停、正反向运行由Y6和Y7控制。主轴电动机转速的由Y4和Y5控制变频器进行切换。主程序中采用高速计数器记录变压器绕制匝数，高速计数器的清零由外部控制。绕组绕制匝数存在DT9044内，当DT9044内的数据和WR,中的预置数相等时，主轴电动机自动停车。

电力变压器绕线机由于使用了PLC和变频器，其性能是传统继电器控制系统所不能比拟的。这些性能很好的满足了生产实际的要求，使产品质量和生产效率明显提高，操作更安全可靠。实践证明，在生产设备中采用先进的技术手段，可以创造更多的社会效益和经济价值。

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