一种带气道线圈用的绕线装置及其绕制方法与流程

本发明涉及电子行业绕线技术领域，尤其涉及一种带气道线圈用的绕线装置及其绕制方法。

背景技术：

电源变压器或电感产品中通常都有线圈，线圈在工作时会产生热量，特别是对于大型的、使用电压高的线圈，如果其产生的热量不能及时排放，线圈的可靠性会受到影响，使用寿命也会大大减少，因此必须保证线圈具有良好的散热结构，在大型、高压场合使用的线圈电流大，使用时依靠对流空气冷却，线圈内部没有绕制骨架，线圈中通常设置轴向气道和幅向气道进行散热冷却，而且随着线圈容量的增大，气道数量和间隙通常都会增加，以保证散热效果。

在生产制造这种较为大型的带气道线圈时，由于线圈内部没有绕制骨架、线圈不好固定绕制成型，因此通常需要采用特制的专用设备才能进行绕制加工，这种专用设备造价昂贵，导致对于这类线圈生产数量不太大的企业，一般难以购买使用；而使用现有技术中的简易绕线装置绕制带气道线圈时，带气道线圈中的气道尺寸难以保证，而且线圈绕完后在从绕线装置中取下时存在线圈容易反弹松散，导致线圈变形。

授权公告号为cn203536218u，专利名称为一种双气道线圈双向绕制装置的实用新型专利中公开了一种由挡板、安装梁、绕线轴和固定座组成的双气道线圈双向绕制装置，挡板用于固定安装梁和线圈轴向气道的撑条以及保证线圈绕制时的轴向尺寸；安装梁连接固定所述挡板之间，在线圈绕制过程中用于支撑线圈，并在绕制时对出头引线进行固定，确保出头引线位置尺寸不产生偏差；固定座连接固定在绕线轴的一端，用于所述绕线轴与绕线机的连接，所述绕线轴另一端与绕线机的顶尖相连接，实现将整个装置安装在绕线机上，所述绕线轴用于支撑挡板和线圈绕制时的所有重量及导线的拉力和绕线机的扭矩。该专利能够确保线圈幅向尺寸、轴向气道和幅向气道尺寸、出头引线的固定以及导线匝间绝缘和股间绝缘得到有效控制，还有效地提高了作业效率和作业安全；但其在进行线圈绕制时，根据所需绕制的线圈的撑条数量将安装梁固定在两块挡板的固定孔内，在绕制过程中撑条(绝缘柱)只能固定设置，绕制时无法调节位置和改变大小；而且其没有提出绕制后线圈容易反弹松散的技术问题及解决技术方案。

申请公布号为cn106816290a，专利名称为干式变压器线圈及其绕制方法的发明专利申请中公开了一种干式变压器线圈及其绕制方法，其饼式线圈的内层线圈与外层线圈通过第一分隔块隔开，以形成第一气道。相邻的两饼饼式线圈的内层线圈通过第二分隔块隔开，相邻的两饼饼式线圈的外层线圈通过第三分隔块隔开，以形成第二气道，其第一气道、第三气道通过第一分隔块、第四分隔块隔开内层线圈与外层线圈得到；本申请主要实现类似该专利中第一气道、第三气道线圈绕制，但该专利的绕制方法只公开了需要在内外层线圈中设置分隔块，并没有公开采用何种绕线设备如何进行绕制的方法，其也没有公开分隔块是怎样调节设置的；而且其也没有提出绕制后线圈容易反弹松散的技术问题及解决技术方案。

因此，迫切需要研发出适合针对中小型企业使用的，以便能够满足小批量带有气道的线圈绕线生产制造，以便能够在绕制过程能够灵活调节气道尺寸，并且能够使绕好的线圈结构稳定，从绕线装置中取下时不容易反弹松散。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种带气道线圈用的绕线装置及其绕制方法，能够方便实现不同尺寸直径的大功率带气道多层线圈的绕制，并且在绕制过程能够灵活调节气道尺寸，每层气道高度均衡或能够将相邻气道层调整为不同的高度，还能够适应绕制不同直径和长度尺寸的线圈；而且绕好的线圈结构稳定，从绕线装置中取下时不容易反弹松散；无需购买价格昂贵的大型绕制设备，能够降低生产成本，提升生产效益。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种带气道线圈用的绕线装置，包括电机安装架和安装在其上的绕线电机，所述绕线电机的输出轴上设有绕线连接轴，所述绕线连接轴的一端设有绕线定位台阶，所述绕线定位台阶上连接有绕线轴，所述绕线轴的端头设有螺杆，所述绕线定位台阶上连接有定位轴套，所述定位轴套与绕线定位台阶之间设有左端头夹板和内夹板，所述定位轴套的另一端设有右端头夹板，所述定位轴套、所述左端头夹板、所述内夹板和右端头夹板通过锁紧螺母与螺杆锁紧固定在所述绕线连接轴上跟随所述绕线电机一同旋转。

进一步的，所述左端头夹板、所述内夹板和右端头夹板上分别设有用于穿置带气道线圈中绝缘柱的第一穿置槽、第二穿置槽和第三穿置槽，所述第一穿置槽、第二穿置槽和第三穿置槽分别等分设于所述左端头夹板、所述内夹板和右端头夹板的圆盘上。

进一步的，所述第一穿置槽、第二穿置槽和第三穿置槽的开槽长度大于带气道线圈的半径，所述绝缘柱的长度大于绕线装置上所述左端头夹板外侧端面至右端头夹板外侧端面之间的距离。

进一步的，所述定位轴套的一端设有与所述绕线定位台阶配合的两个平行的定位棱条，通过定位棱条与所述绕线定位台阶配合将所述绕线连接轴与所述定位轴套相连，所述定位轴套的另一端设有定位凸台，所述定位轴套中设有中心孔，所述定位轴套的圆柱面上对称设有两条以上工艺沟槽。

进一步的，所述左端头夹板、所述内夹板和右端头夹板上分别设有穿置绕线后用于绑紧带气道线圈中扎带的第一扎带槽、第二扎带槽和第三扎带槽，所述第一扎带槽、第二扎带槽和第三扎带槽与所述工艺沟槽位置相互对应。

进一步的，所述左端头夹板的中心设有穿置所述定位棱条的第一方形定位孔，所述内夹板的中心设有让位通孔，所述定位轴套的定位棱条从所述第一方形定位孔、所述让位通孔穿过后与所述绕线定位台阶配合连接，所述右端头夹板设有穿置所述定位凸台的第二方形定位孔。

进一步的，与所述绕线电机的输出轴相连的所述绕线连接轴中心设有连接孔，所述绕线连接轴的圆柱面上设有锁紧螺钉定位孔。

进一步的，所述左端头夹板和内夹板通过紧固件固定在一起，所述左端头夹板、内夹板和右端头夹板由绝缘板加工而成。

根据上述的一种带气道线圈用的绕线装置的绕制方法，其包括如下步骤：

s1、安装绕线装置：根据需要绕制的带气道线圈规格选择匹配的定位轴套、左端头夹板、所述内夹板和右端头夹板，然后将其固定在所述绕线连接轴上，使其能够跟随所述绕线电机一同旋转；

s2、扎带穿设：将扎带的一端从第一扎带槽、第二扎带槽中穿入，再将扎带沿工艺沟槽延伸，再从右端头夹板的第三扎带槽中穿出，使扎带的一端露在左端头夹板外、扎带的另一端露在右端头夹板外侧；

s3、带气道线圈绕制：将构成带气道线圈的绝缘导线的端头从所述左端头夹板中的一个第一穿置槽中伸出，然后启动绕线电机开始在定位轴套的外侧绕线，当第一层线圈从内夹板端排布到右端头夹板端时暂停所述绕线电机，在第一层线圈外侧对应成排的第一穿置槽、第二穿置槽和第三穿置槽中插入成型气道用的绝缘柱，使绝缘柱在每一层线圈气道中按需布置，然后从右端头夹板往内夹板方向绕制第二层线圈，当第二层线圈从右端头夹板端排布到内夹板端时暂停所述绕线电机，在第二层线圈外侧对应成排的第一穿置槽、第二穿置槽和第三穿置槽中插入成型气道用的绝缘柱，如此反复操作，直到完成从内部第一层线圈至最外层线圈全部设计匝数绕制，从右端头夹板的第三穿置槽中伸出线圈绝缘导线的另一个端头；

s4、带气道线圈整形固定：调整绝缘柱避免其歪斜脱落，利用步骤s2预先埋设的扎带将步骤s3绕制好的带气道线圈扎紧固定好，确保已完成的带气道线圈不会反弹松散；

s5、带气道线圈下料：松开锁紧螺母，将右端头夹板从绕线连接轴上取下，取出绕线连接轴上已绕制好的带气道线圈，逐一修剪带气道线圈中的绝缘柱使其与线圈高度齐平，再调整扎带的松紧度，最终完成带气道线圈的绕制加工。

进一步的，所述绕线电机连接有绕线控制器，所述绕线控制器中设有线圈绕制参数设置装置，线圈绕制到内夹板或右端头夹板位置时能够控制所述绕线电机暂停和再启动。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明通过在绕线连接轴上设置能够绕线电机一同旋转的定位轴套、左端头夹板、内夹板和右端头夹板，左端头夹板、内夹板和右端头夹板上分别设置第一穿置槽、第二穿置槽和第三穿置槽，通过在对应成排的第一穿置槽、第二穿置槽和第三穿置槽中插入能够成型控制线圈中气道形状的绝缘柱，绝缘柱在穿置槽中径向移动调节方便，能够方便实现不同尺寸直径的大功率带气道的多层线圈的绕制；

2、本发明利用左端头夹板、内夹板和右端头夹板中的第一穿置槽、第二穿置槽和第三穿置槽来放置带气道线圈中的绝缘柱，通过选择不同规格的绝缘柱来控制气道间距尺寸，能够在绕制过程能够灵活调节气道间距尺寸；利用尺寸一致的绝缘柱能够使每层气道间距高度均衡，而通过设置尺寸不一致的绝缘柱能够将相邻气道层间距调整为不同的高度；

3、本发明通过设置不同规格尺寸的定位轴套、左端头夹板、内夹板和右端头夹板，能够适应绕制不同直径和长度尺寸的带气道线圈，使用方便可靠；

4、本发明通过在绕线装置中预先埋设好带气道线圈固定用的扎带，并且定位轴套的圆柱面设置便于容纳扎带的工艺沟槽，使扎带不会从定位轴套上凸出、不影响内层线圈的绕线排布，绕完线圈后便于利用扎带将线圈扎紧固定，绕好的线圈扎紧后形状稳定；巧妙的解决了现有技术装置不适合预先布置扎带绕线，线圈绕完后在绕线装置中难以再插入扎带、导致绕好的线圈在从绕线装置中取下时容易反弹松散的问题；

5、本发明结构简洁巧妙，使用控制稳定可靠，工厂普通的绕线操作人员经过简单的培训就能够熟练使用，能够低成本的实现带气道线圈的小批量生产，也非常适合线圈研发使用。

总之，本发明能够方便实现不同尺寸直径的大功率带气道的多层线圈的绕制，绕好的线圈扎紧后形状稳定，从绕线装置中取下时不会反弹松散，无需购买价格昂贵的大型绕制设备，能够降低生产成本，提升生产效益。

附图说明

图1为本发明带气道线圈用的绕线装置的主视示意图；

图2为本发明带气道线圈用的绕线装置的俯视剖视示意图；

图3为本发明带气道线圈用的绕线装置的立体示意图；

图4为本发明绕线连接轴的立体示意图；

图5为本发明定位轴套的主视示意图；

图6为本发明定位轴套的立体示意图；

图7为本发明左端头夹板的立体示意图；

图8为本发明内夹板的立体示意图；

图9为本发明右端头夹板的立体示意图。

附图标记说明：

1、电机安装架；2、绕线电机；3、绕线连接轴；31、绕线定位台阶；32、绕线轴；33、螺杆；34、连接孔；35、锁紧螺钉定位孔；4、定位轴套；41、定位棱条；42、定位凸台；43、中心孔；44、工艺沟槽；5、左端头夹板；51、第一穿置槽；52、第一扎带槽；53、第一方形定位孔；6、内夹板；61、第二穿置槽；62、第二扎带槽；63、让位通孔；7、右端头夹板；71、第三穿置槽；72、第三扎带槽；73、第二方形定位孔；8、锁紧螺母；9、带气道线圈；91、绝缘柱；92、扎带。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明：

参见图1-9所示，一种带气道线圈用的绕线装置包括电机安装架1和安装在其上的绕线电机2，所述绕线电机2的输出轴上设有绕线连接轴3，所述绕线连接轴3的一端设有绕线定位台阶31，所述绕线定位台阶31上连接有绕线轴32，所述绕线轴32的端头设有螺杆33，所述绕线定位台阶31上连接有定位轴套4，所述定位轴套4与绕线定位台阶31之间设有左端头夹板5和内夹板6，所述定位轴套4的另一端设有右端头夹板7，所述定位轴套4、所述左端头夹板5、所述内夹板6和右端头夹板7通过锁紧螺母8与螺杆33锁紧固定在所述绕线连接轴3上跟随所述绕线电机2一同旋转。

所述左端头夹板5、所述内夹板6和右端头夹板7上分别设有用于穿置带气道线圈9中绝缘柱91的第一穿置槽51、第二穿置槽61和第三穿置槽71，所述第一穿置槽51、第二穿置槽61和第三穿置槽71分别等分设于所述左端头夹板5、所述内夹板6和右端头夹板7的圆盘上，第一穿置槽51、第二穿置槽61和第三穿置槽71数量可以设置四个、六个、八个等。所述第一穿置槽51、第二穿置槽61和第三穿置槽71的开槽长度大于带气道线圈9的半径，绝缘柱91的长度大于绕线装置上所述左端头夹板5外侧端面至右端头夹板7外侧端面之间的距离；即第一穿置槽51、第二穿置槽61和第三穿置槽71的宽度和径向长度可以按最大范围设计，在使用时只要穿置槽能够容纳下绝缘柱91，各个尺寸的带气道线圈9都可以完成绕制。

所述定位轴套4的一端设有与所述绕线定位台阶31配合的两个平行的定位棱条41，通过定位棱条41与所述绕线定位台阶31配合将所述绕线连接轴3与所述定位轴套4相连，所述定位轴套4的另一端设有定位凸台42，所述定位轴套4中设有中心孔43，所述定位轴套4的圆柱面上对称设有一条或两条以上工艺沟槽44，工艺沟槽44用于预先放置在绕线后能够捆紧线圈的紧固材料如扎带、缠绕线等。所述定位轴套4的外形根据所绕制的线圈内径形状决定，可以为圆形、方型(包含正方形或长方形)、多边型等；所述定位轴套4采用硬度大的绝缘材料加工而成，可以更好的保护线圈绝缘导线外皮，防止绝缘导线外皮被刮伤而影响线圈整体的绝缘性能。定位棱条41和定位凸台42的外形尺寸大于中心孔43尺寸，小于带气道线圈9内径尺寸。

所述左端头夹板5、所述内夹板6和右端头夹板7上分别设有穿置绕线后用于绑紧带气道线圈9中扎带92的第一扎带槽52、第二扎带槽62和第三扎带槽72，所述第一扎带槽52、第二扎带槽62和第三扎带槽72与所述工艺沟槽44位置相互对应，扎带92可以采用具有一定强度的包装捆扎线替代。

所述左端头夹板5的中心设有穿置所述定位棱条41的第一方形定位孔53，所述内夹板6的中心设有让位通孔63，所述定位轴套4的定位棱条41从所述第一方形定位孔53、所述让位通孔63穿过后与所述绕线定位台阶31配合连接，所述右端头夹板7设有穿置所述定位凸台42的第二方形定位孔73。

与所述绕线电机2的输出轴相连的所述绕线连接轴3中心设有连接孔34，所述绕线连接轴3的圆柱面上设有锁紧螺钉定位孔35。

所述左端头夹板5和内夹板6通过紧固件固定在一起，所述左端头夹板5、内夹板6和右端头夹板7由绝缘板加工而成。

所述绕线连接轴3、定位轴套4、左端头夹板5、内夹板6和右端头夹板7的尺寸根据所要绕制的带气道线圈9设置，可以加工成多种规格供绕线时选择。

根据上述的一种带气道线圈用的绕线装置的绕制方法，其包括如下步骤：

s1、安装绕线装置：根据需要绕制的带气道线圈9规格选择匹配的定位轴套4、左端头夹板5、所述内夹板6和右端头夹板7，然后将其固定在所述绕线连接轴3上，使其能够跟随所述绕线电机2一同旋转；

s2、扎带92穿设：将扎带92的一端从第一扎带槽52、第二扎带槽62中穿入，再将扎带92沿工艺沟槽44延伸，再从右端头夹板7的第三扎带槽72中穿出，使扎带92的一端露在左端头夹板5外、扎带92的另一端露在右端头夹板7外侧；

s3、带气道线圈9绕制：将构成带气道线圈9的绝缘导线的端头从所述左端头夹板5中的一个第一穿置槽51中伸出，然后启动绕线电机2开始在定位轴套4的外侧绕线，当第一层线圈从内夹板6端排布到右端头夹板7端时暂停所述绕线电机2，在第一层线圈外侧对应成排的第一穿置槽51、第二穿置槽61和第三穿置槽71中插入成型气道用的绝缘柱91，使绝缘柱91在线圈气道中按需布置，即可以在每一层气道对应的穿置槽中都插入绝缘柱91，也可以少插一些，绝缘柱91可以采用同样规格或不同规格，然后从右端头夹板7往内夹板6方向绕制第二层线圈，当第二层线圈从右端头夹板7端排布到内夹板6端时暂停所述绕线电机2，在第二层线圈外侧对应成排的第一穿置槽51、第二穿置槽61和第三穿置槽71中插入成型气道用的绝缘柱91，如此反复操作，直到完成从内部第一层线圈至最外层线圈全部设计匝数绕制，从右端头夹板7的第三穿置槽71中伸出线圈绝缘导线的另一个端头；

s4、带气道线圈9整形固定：调整绝缘柱91避免其歪斜脱落，利用步骤s2预先埋设的扎带92将步骤s3绕制好的带气道线圈9扎紧固定好，确保已完成的带气道线圈9不会反弹松散；

s5、带气道线圈9下料：松开锁紧螺母8，将右端头夹板7从绕线连接轴3上取下，取出绕线连接轴3上已绕制好的带气道线圈9，逐一修剪带气道线圈9中的绝缘柱91使其与线圈高度齐平，再调整扎带92的松紧度，最终完成带气道线圈9的绕制加工。

进一步的，所述绕线电机2连接有绕线控制器，所述绕线控制器中设有线圈绕制参数设置装置，线圈绕制到内夹板6或右端头夹板7位置时能够控制所述绕线电机2暂停和再启动。

本发明的工作时，按上述绕制方法进行操作即可，注意在步骤s3绕制带气道线圈9时，要保证绝缘柱91穿插到位；插同一层气道中的绝缘柱91过程中需要控制左端头夹板5、内夹板6和右端头夹板7与绕线连接轴3缓慢转动，避免穿插过程中绝缘柱91掉落，同一层中的绝缘柱91都被绝缘导线缠住后即控制绕线电机2高速转动进行绕线，每一层线圈绕到内夹板6或右端头夹板7端时再缓慢暂停。

以上所述仅为本发明的具体实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。