一种用于变压器线圈绕线的工装的制作方法

1.本实用新型涉及变压器线圈绕线技术领域，具体涉及一种用于变压器线圈绕线的工装。


背景技术：

2.变压器是用来变换交流电压、电流而传输交流电能的电器设备。变压器包括线圈，线圈一般包括卷绕的导线等。
3.经查，申请号为cn201610570668.9(公告号为cn105957709b)的中国发明专利公开了《一种变压器椭圆形多层线圈的绕制方法》，绕制方法包括低压线圈的绕制工序和高压线圈的绕制工序。低压线圈的绕制工序包括以下步骤：先将导线的起头揻成90
°
，再把由纸板条制成的端绝缘用布带稀绕绑在第一匝导线上，然后把起头放到绕线模的挡板的槽口中，并将起头用收缩带临时固定在绕线模上；绕制最里层线匝的第一匝导线，边绕边在导线下面沿圆周均匀放置4～6根拉紧用布带，并用拉紧用布带以八字绑法将第一匝导线和端绝缘一起拴住，绕第二匝导线时将拉紧用布带翻到上面来，绕第三匝导线时，再将拉紧用布带翻到下面去，压在其它导线下面再拉紧。该发明的绕制方法，能在保证绕组各部分的电场强度的前提下提高线圈的机械强度。
4.上述的线圈绕制方法，导线在轴向卷绕完一层后形成一段导线，这一段导线的一侧需要通过系带绑扎来固定这一侧在轴向上的位置，以防止这一段导线在轴向上滑脱(当将卷绕好的这一段导线竖起来时，特别是这一段导线的中间部分存在在轴向上滑脱的风险)，接着再反向卷绕第二层导线，并依次循环，最终形成一段线圈。上述线圈绕制的方法具有以下问题：
5.一是为了系带，需要先降低卷绕导线的速度并最终停止卷绕，这样卷绕导线的过程被系带的动作中断而不能连续，卷绕导线的速度提不上去，导线绕制效率较低，而线圈一般需要卷绕多层导线而形成一段线圈，每一层导线都需要系带绑扎，绕制每一层导线时都需要降速后停下来系带绑扎，有的还需要绕制多段线圈，这样严重影响变压器的制造进度；
6.二是因为系带有人为松紧偏差，这样容易造成这一段导线的实际轴向长度与预期的轴向长度有偏差，从而导致局放过大；
7.三是在轴向方向上这一段导线的至少一侧通过系带固定，而对这一段导线的中间部分的轴向限位效果较差，当这一段导线竖起来时，系带绑扎的带子对导线的轴向支撑力较弱，而容易导致这一段导线的局部，特别是这一段导线的中间部分在轴向上滑脱，引起烧毁。
8.因此，还需要对用于变压器绕线的工装及变压器线圈的绕线方法作进一步改进。


技术实现要素：

9.本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种导线绕制效率较高的用于变压器线圈绕线的工装。
10.本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种用于变压器线圈绕线的工装，包括绕线架，其特征在于：所述绕线架的周壁上设置有至少一个限位单元，每个限位单元至少局部有径向延伸的限位部，该限位部用于对绕制在绕线架上的导线进行轴向限位。
11.限位单元可以有多个，优选地，所述限位单元具有至少两个，所有限位单元沿绕线架的轴向间隔排列，相邻两个限位单元之间形成用于导线绕制的绕线空间。
12.限位部的形状可以有多种，优选地，至少部分限位单元呈环状，且套装在绕线架外。这样，限位部在整个周向上延伸，在轴向上与导线接触的面积较大，从而限位效果较好。
13.限位部的形状可以有多种，优选地，为了便于拆装，所述限位单元包括均套装在绕线架外的两个c型限位部，两个限位部在周向上相连。通过设置两个限位部，从而便于安装和维修。
14.为了加强对导线的轴向限位，至少部分限位单元包括至少两个限位部，所有限位部沿绕线架的周壁周向间隔分布。通过设置至少两个限位部，这样限位单元在轴向上与导线的接触面积较大，从而在轴向上对导线的限位效果较好。
15.为了使导线绕制时径向上每层的匝数相等，同一个限位单元内的所有限位部朝向绕线空间的一侧在径向上处于同一平面。这样，相邻两个限位单元在轴向上的距离沿周向一圈都相等，径向上每层导线的匝数相等。
16.为了在浇注时，便于浇注液体到达导线，所述限位部具有轴向延伸的流道，该流道与导线的外壁相连通。有的导线需要通过液体浇注从而使导线固化而增加强度，通过在限位部上设置轴向延伸的流道，这样浇注的液体可以通过流道而流向相邻的导线。浇注液体可以采用环氧树脂，或其它在浇注时呈液态，但之后可以凝固成固态而固化的材质。
17.为了减少开裂，还包括用于固化导线的浇注液体，该浇注液体固化后的膨胀系数与导线的膨胀系数基本相等。这样浇注液体固化后将导线连成一个整体，两者的膨胀系数基本相等，这样不容易因热胀冷缩而开裂，浇注液体固化后的部分不容易与导线脱开。
18.为了在绕线架上留出导线的绕线空间，还包括与绕线架或与限位单元可拆卸连接的分隔件，该分隔件用于在轴向上分隔相邻两个限位单元。通过设置分隔件，这样可以通过分隔件留出绕线空间，绕导线前，将分隔件取下即可。
19.分隔件的形状可以有多种，优选地，所述分隔件呈条状，且轴向延伸。
20.分隔件的可拆卸连接可以有多种结构，优选地，所述分隔件与绕线架的外壁通过胶布相连。
21.分隔件的个数可以有多个，优选地，为了便于较为准确地确定限位单元的位置，所述分隔件具有至少两个，所有分隔件沿绕线架周向间隔设置。
22.为了在绕线架竖向放置时支撑限位部，所述绕线架的端部具有圆环部，该圆环部在轴向方向上位于最外侧的限位单元的外侧。当导线需要浇注时，将绕线架竖起来，此时圆环部朝下，从而具有向上支撑限位部和导线的作用。
23.为了带动绕线架周向转动，所述绕线架的中部具有轴向延伸的安装孔，该安装孔用于将绕线架套装在用于带动绕线架周向转动的转轴上。通过将绕线架安装在转轴上，转轴周向转动而带动绕线架周向转动。
24.为了提高绕制导线的效率，还包括与绕线架驱动连接的驱动机构，该驱动机构具
有所述转轴而驱动绕线架沿其自身所在轴线周向转动。通过设置驱动机构来驱动绕线架周向转动，从而导线的绕制效率较高。
25.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：1、通过在绕线架的周壁上设置有至少一个限位单元，每个限位单元至少局部有径向延伸的限位部，该限位部用于对绕制在绕线架上的导线进行轴向限位，这样导线卷绕时，通过限位部就可以知道导线在轴向上需要到达的位置，导线接触到限位部时表示绕完第一层导线，再反向绕制第二层导线，并依次循环，这样可以减少甚至去除对导线进行系带绑扎来轴向限位的工序，使得卷绕导线的过程可以连续化，可以为后续自动化绕制导线做准备，卷绕导线的速度自卷绕第一层导线时开始提升后，可以一直保持较长时间甚至直到最后一层导线卷绕结束，减少甚至无需在中间进行降速，这样导线的绕制效率较高；特别是当需要绕制多段线圈时，对最后线圈的制造进度提快较多；
26.2、导线接触到限位部后开始反向绕制，这样导线绕制方向切换的标准比较一致，偏差较小，得到的这一段导线的实际轴向长度与预期的轴向长度之间偏差较小，不容易导致局放过大；
27.3、在改进的方案中，限位单元包括两个c型限位部，两个限位部在周向上相连，这样限位部在轴向上与这一段导线的两侧的接触面积较大，而对这一段导线的轴向限位效果较好，当这一段导线竖起来时，限位部对这一段导线的支撑较为有力，这样这一段导线的中间部分在轴向上不容易因滑脱而烧毁。
附图说明
28.图1为本实用新型实施例的用于变压器线圈绕线的工装的示意图；
29.图2为图1另一角度的示意图；
30.图3为图1的分解图。
具体实施方式
31.以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
32.如图1～图3所示，为本实用新型用于变压器线圈绕线的工装的一个优选实施例。
33.该用于变压器线圈绕线的工装包括绕线架1、限位单元100、分隔件3、驱动机构等。
34.其中，本实施例中，绕线架1大致呈筒状，卷绕在绕线架1上的导线5在周向上大致围成圆形。在其它实施例中，绕线架1外周壁的形状也可以根据需要调整，例如，也可以使绕线架1在周向上的截面的外壁呈五边形，这样，卷绕在绕线架1上的导线在周向上大致围成五边形。为了便于安装，绕线架1的中部具有轴向延伸的安装孔1a，该安装孔1a用于将绕线架1套装在用于带动绕线架1周向转动的转轴4上，优选地，安装孔为方孔，转轴4的外周壁也为方形，这样转轴4和安装孔1a的孔壁之间不容易周向打滑，从而确保转轴4带动绕线架1周向转动，在其它实施例中，绕线架1和驱动机构之间也可以通过卡扣等方式相连。为了在绕线架1竖向摆放时支撑限位单元100，绕线架1的端部具有圆环部11，该圆环部11在轴向方向上位于最外侧的限位单元100的外侧。
35.限位单元100的个数可以根据需要调整，限位单元100具有至少两个(本实施例中，限位单元100具有四个)，所有限位单元100沿绕线架1的轴向间隔排列，相邻两个限位单元
100之间形成用于导线5绕制的绕线空间。每个限位单元100局部有径向延伸的限位部2，该限位部2用于对绕制在绕线架1上的导线进行轴向限位。每个限位单元100上的限位部2的个数可以有1个，也可以有多个，各限位部2的形状也可以根据需要调整。例如，本实施例中，每个限位单元100具有2个限位部，所有限位部2在周向上首尾相连，因为绕线架1呈筒状，而使限位单元100呈环状。具体地，限位单元100包括套装在绕线架1外的两个c型限位部2，两个限位部2在周向上相连，两个限位部2在周向上可以通过粘贴固定、过盈配合或卡扣卡接等实现两者的连接，只要限位部2在绕线架1的外周壁上不容易轴向移动，即可。各限位部2均具有轴向延伸的流道(图中未示出)，该流道与导线5的外壁相连通。当导线5用于干式变压器时，导线5卷绕完成后，需要将导线5固化以增加自身的强度，此时需要对导线5浇注液体，浇注液体可以为环氧树脂，浇注时一般需要将绕线架1竖起来，以便环氧树脂通过流道(图中未示出)轴向流过导线5的表面，浇注液体固化而将相邻的导线5连成一个整体，此时圆环部11可以较好地支撑限位单元100，限位单元100因为与导线5在轴向的接触面积较大而可以有力地支撑导线5，这样限位单元100和导线5不容易在轴向上移动位置。为了防止因热胀冷缩而开裂，该浇注液体固化后的膨胀系数、导线5的膨胀系数、限位部2的膨胀系数相接近(也就是基本相等)，优选地，膨胀系数相等，有利于浇注液体固化后的部分与导线5、与限位部2连接紧密而不容易脱开。同一个限位单元100内的所有限位部2朝向绕线空间的一侧在径向上处于同一平面，这样每层导线5的匝数相同。如果每层导线5的匝数不同，可以将同一个限位单元100内的所有限位部2朝向绕线空间的一侧设置成与轴向方向互成角度的倾斜状态，也就是使同一个限位100单元内的所有限位部2朝向绕线空间的一侧自绕线架1的外周壁朝绕线空间内倾斜，这样绕制的单层导线5在轴向的总匝数在径向方向上逐渐减小。当导线5用于油浸式变压器时，限位部2无需设置流道，导线5无需浇注环氧树脂。
36.分隔件3与限位单元100可拆卸连接，该分隔件3用于在轴向上分隔相邻两个限位单元100。具体地，分隔件3与绕线架1的外壁通过胶布相连，这样绕制导线5时，先将分隔件3设置在两个限位单元100之间，以便预留绕线空间，一般是先在分隔件3的外周壁上缠线，以增加分隔件3与绕线架1之间的摩擦力，再通过胶布将分隔件3与绕线架1相连，需要绕制导线5时，剪断或拆下胶布再将分隔件3取下，这样分隔件3的安装和拆卸都比较方便。在其它实施例中，分隔件3和绕线架1之间也可以通过卡扣或过盈配合等方式实现两者的可拆卸连接。本实施例中，分隔件3呈条状，且轴向延伸，分隔件3的形状也可以根据需要调整(例如，分隔件3也可以呈c字型，或呈环状)，分隔件3的延伸方向也可以与轴向方向互成角度，只要分隔件3能够隔开相邻两个限位单元100即可。本实施例中，分隔件3具有多个，所有分隔件3沿绕线架1周向间隔设置，分隔件3的个数也可以需要调整。
37.驱动机构与绕线架1驱动连接，该驱动机构具有电机(图中未示出)和与电机输出轴相连的转轴4，转轴4驱动绕线架1沿其自身所在轴线周向转动。在其它实施例中，驱动机构也可以采用其它能够带动绕线架1沿其自身所在轴线周向转动的结构。
38.线圈的结构具有多种，当线圈无需设置外包绝缘时，变压器线圈的绕线方法如下。
39.步骤s1、在用于变压器绕线的工装上安装好限位单元100；
40.步骤s2、将工装安装到驱动机构的转轴4上；
41.步骤s3、将导线5的一端固定或者与轴向方向成角度放置后，驱动机构驱动绕线架(1)转动，并将导线5沿轴向方向绕制；
42.步骤s4、当导线5的另一端轴向接触到另一相邻的限位单元100的限位部2时，表示导线5已经绕完一层；
43.步骤s5、继续通过驱动机构带动绕线架1转动，导线5沿着与步骤s4相反的方向继续绕制，当导线5接触到另一相邻的限位单元100的限位部2时，表示导线5已经绕完了第二层。
44.也就是，从图1看，可以先从左往右卷绕导线5，再从右往左绕制导线5，这样左右来回往复。
45.最后，导线5的末端与外部模具(图中未示出)相固定。
46.通过限位部2就可以知道导线5在轴向上需要到达的位置，导线5接触到限位部2时，再反向绕制，这样可以减少甚至去除对导线5进行系带绑扎来轴向限位的工序，这样卷绕导线5的过程较为连续，卷绕导线的速度自卷绕第一层导线5时开始提升后，可以保持较长时间甚至直到最后一层导线5卷绕结束，减少甚至无需在中间进行降速，使得导线5的绕制效率较高，有利于提高导线5绕制的自动化水平。另外，导线绕制方向切换的标准均是与限位部2接触后反向绕制而比较一致，偏差较小，得到的这一段导线的实际轴向长度与预期的轴向长度之间偏差较小，不容易导致局放过大。
47.当需要在径向上相邻的两层导线5之间放置层间绝缘(图中未示出)时，在步骤s4之后放置层间绝缘，再在层间绝缘外卷绕下一层导线5，卷绕导线5的步骤同步骤s5。
48.当线圈需要设置外包绝缘(图中未示出)时，变压器线圈的绕线方法如下。
49.步骤s0：在用于变压器绕线的工装上绕制外包绝缘；
50.步骤s1’、将限位单元100设置在外包绝缘外。
51.步骤s2’、将用于变压器线圈绕线的工装安装到驱动机构上；
52.步骤s3’、将导线5的一端固定或者与轴向方向成角度放置在外包绝缘外，驱动机构驱动绕线架(1)转动，并将导线5沿轴向方向绕制；
53.步骤s4’、当导线5的另一端轴向接触到另一相邻的限位单元100的限位部2时，表示导线5已经绕完一层；
54.步骤s5’、继续通过驱动机构带动绕线架1转动，导线5沿着与步骤s4’相反的方向继续绕制，当导线5接触到另一相邻的限位单元100的限位部2时，表示导线5已经绕完了第二层。
55.实施例2
56.实施例2的用于变压器线圈绕制的工装的结构与实施例1的工装的结构基本相同，其区别在于：绕线架1的周壁上设置有一个限位单元100，此时，工装的圆环部11可以对导线5的绕制进行轴向限位，也就是说，圆环部11和限位单元100之间组成用于导线5绕制的绕制空间。
57.实施例3
58.实施例3的用于变压器线圈绕制的工装的结构与实施例1的工装的结构基本相同，其区别在于：至少部分限定单元100的结构不同。至少部分限位单元100包括至少两个限位部2，所有限位部2沿绕线架1的周壁周向间隔分布(也就是在同一限位单元100内，周向上相邻的两个限位部2沿周向间隔一段距离)。通过在周向上分散地设置多个限位部2，也可以到导线5的绕制起到轴向定位的作用。
59.实施例4
60.实施例4的用于变压器线圈绕制的工装的结构与实施例1的工装的结构基本相同，其区别在于：限位部2的形状不同。每个限位单元100的限位部1的个数可以是1个，当绕线架1为筒状时，限位部2可以呈c字型，优选地，c字型的缺口应尽量小一些，这样可以使限位部2在轴向上的面积较大，绕制导线5时，与导线5在轴向上接触的面积较大，从而对导线5的轴向限位效果较好。
61.可替代地，每个限位单元100的限位部1的个数可以仍然是1个，但该限位部1呈环状。
62.实施例5：
63.实施例5的用于变压器线圈绕制的工装的结构与实施例1的工装的结构基本相同，其区别在于：在轴向上相邻的两个限位部2之间不设置分隔件3，而通过软尺等量取需要的轴向距离，再将轴向相邻的两个限位部2设置在对应的位置，即可。