保定天威保变电气股份有限公司 河北保定 071056
摘要：随着时代的发展，科技的进步，我国输变电工程建设日新月异，电网规模迅速扩大，电压等级不断提高，环形铁心的应用也越来越广泛，目前国内应用的环形铁心加工设备为普通环形铁心卷制设备，主要包括开卷机、压毛机、点焊机和卷制机，本课题主要研制普通环形铁心卷制设备的自动化控制，降低硅钢片在卷制过程中的浪费，在成组的环形铁心厚度的互差控制以及环形铁心整体的质量性能上具有重要意义，本文即在环形铁心的绕制以及环形铁心的厚度控制方面进行初步分析并提出切实可行的实施方案。
关键词：环形铁心；卷铁心；变压器；环形铁心绕制自动化
一、工序简介
1、环形铁心绕制机的用途
顾名思义，环形铁心绕制机就是将硅钢片卷料绕制成环形铁心的设备。而环形铁心一般用于制作环形互感器铁心，也就是我们常说的“环互铁心”，是互感器制作的重要组成部分。
2、环型铁心绕制机的结构
环形铁心绕制机主要由开卷机、压毛机、卷制机以及电焊机4部分构成。
①开卷机：实现硅钢片卷料的进给。
②压毛机：一方面用于硅钢片的压毛，保证绕制后的铁心毛刺不超差，另一方面用于调整硅钢片的张力，保证卷铁心有一定的紧度，尽可能减少层间气隙。
③卷制机：由控制电路控制电机驱动主轴转动，实现卷制铁心的绕制。
④点焊机：用于环形铁心料头与铁心的焊接。
二、环型铁心绕制机现状分析
1、自动化方面
环型铁心绕制机是六十年代的设备，在绕制时需要用脚来控制绕制机工作，操作者的脚踩住脚踏开关时，设备运转，松开后设备停止，自动化程度较低，绕制出的整组环形铁心互差较大。
2、绕制速度方面
环形铁心在测量厚度时，需要将设备停车，用钢板尺进行测量，达不到图纸厚度时需要再次启动设备继续绕制，重复操作次数频繁，不能一次性达到图纸厚度，速度慢，而且操作不安全，容易将操作者的衣袖卷入设备引发安全事故。
3、材料方面
绕制过程中环形铁心超出图纸尺寸时也不能被及时发现，只有停车测量时才能确定。如超出图纸尺寸，只能将超出的硅钢片散下来当废料处理，造成材料浪费。
图一
三、提出方案
根据实际情况经，经过我们具体讨论后提出以下方案 ：制作自动控制装置，控制绕制机的电路的通断，自动控制设备运转。
四、方案实施
通过此种装置，控制环形铁心的厚度，到达图纸厚度后，绕制机的电路自动断电，从而自动控制设备运转。 此方案可以解决中间停车环节，也能保证厚度公差，而且简单易行。 在原有的基础上，增加自动停车装置。 更改如下：
1、线路上，保持原线路不做更改，只在脚踏开关上并联上一组接触器的常开触点，并通过一个行程开关控制接触器电流的通断，起到用行程开关自动控制电路通断的作用。
2、机械部分的改动，用磁力表座将行程开关（SB3）固定在设备的基座上，并将行程开关触点和环形铁心心模的距离n调整为图纸尺寸，启动设备，随着设备的运转，环形铁心厚度越来越大，当环形铁心厚度到达图纸尺寸后，环形铁心将于行程开关接触，从而切断电源，自动停车。
五、实际效果对比
我们对20142S07-ODFS-25万和20142S08-ODFS-25万两台产品中图号为8BB.640.P770的各一组环型铁心做了绕制试验，统计出以下实验前后的数据进行对比， 得出以下数据：
六、数据分析
1、停车时间分析：从实验数据表中也能看出每个环形铁心的停车绕制时间大概为2分钟，由实施前单个环形铁心绕制7.26分钟，下降到4.44分钟，减少了中间停车测量时间共计24分钟，效率提高了30%！
2、制作公差分析：从统计图中可以看出由改善前平均公差的1.21mm，下降到0.53mm，有利的控制了环形铁心厚度超差的现象。 保证环形屏蔽的公差范围可以保证整组环形铁心的互差更小，从而保证整组环形铁心的
性能更稳定。
图四
3、操作安全分析：因为没有了中间测量环节，做到不用停车测量，不仅提高了生产效率，也避免了操作者中途测量造成的习惯性违章，同时避免了操作者将衣服卷入卷制机的风险，提高了操作者的作业安全系数。
4、互差尺寸分析：由以上的统计表做出改善前后2组共24只环形铁心的厚度统计图（如下图），从图上也能看出改善前环形铁心厚度变化无常，毫无规律，不符合质量的正太分布图，改善后的情况明显好转，整组铁心厚度的互差要小很多，有利于整组互感器的质量，实现了批量生产。
5、废料产生分析
环形铁心到达厚度自动停车，一次成型，避免了材料多绕的浪费，废料产生几乎为0，节约了大量的硅钢片原材料，仅此一项就可每年为公司节约
原材料折合人民币约（100（单台浪费米）*0.003（厚度）*0.1（料宽）*7.86（吨/方）*2（万/吨）*150（台/年）=70.74万/年
结束语：
通过我们对环形铁心绕制机电路上和机械控制上这两方面的改进，还有后期对产品制作的数据跟踪和数据分析，我们实现了环形绕制设备的自动化批量生产，大大提高了环形铁心的绕制效率，环形铁心的整体性能得到有效的保障，环形铁心的整体兼容性也有了一定的提高，设备的安全性能也得到了有效提高，同时硅钢片原材料的浪费也得到了有效的控制。
论文作者:王建凯
论文发表刊物:《基层建设》2018年第7期
论文发表时间:2018/5/22
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