繞制過程的案例
【講解】變壓器線圈結構與繞制過程中的常見問題分析
工作電流通過的導線為連續繞成，與糾結式相比可減少大量焊頭，這是內屏蔽式的第一個優點；插入屏線的匝數可以自由調節，從而可以按需要調節縱向電容，這是內屏蔽式的第二個優點。
1.2.4 螺旋式線圈。螺旋式線圈用于低電壓、大電流的線圈結構，其導線為多根并聯。
全部并繞導線重迭組成一個線餅，每繞一匝前進一個線餅，稱單螺旋；
全部并繞導線組成兩個重迭線餅，每繞一匝前進兩個線餅者，稱雙螺旋；
依此推之有三螺旋、四螺旋等等。
2、線圈繞制過程中的常見問題分析
變壓器線圈繞制及絕緣件制作過程中會出現各類質量問題，針對我廠過去一年發生的質量問題歸納出以下三大類。
2.1 配合和磕碰問題。
部件配合問題在我廠變壓器的生產過程中發生的非常頻繁，從外部到內部，從金屬結構車間到線圈車間，都不能避免。此類問題一旦發生勢必會讓制造過程停止，產生嚴重的質量損失。
例：1TT.710.30348 這臺產品在超大型項目公司繞線組巡檢時發現低壓線圈用的紙板筒子上粘的內撐條寬度設計給錯了，墊塊開口21mm, 撐條寬度應為20mm 寬, 而圖紙中所給撐條寬為27mm; 針對此類問題我認為因該從以下幾個方面入手來降低磕碰類質量問題發生的可能。
a. 設計時，可把與設計部件相關的通用件排圖預覽，便于設計時核對；
b.
展開 【科普】變壓器繞組：同心式和交疊式兩種形式
在圓筒形繞組里是不能用很多根導線并聯起來繞的，因為這些導線要在同一層里一根靠著一根排列著繞，結果使線匝的螺距太大，這樣的線圈很不穩定，且高度沒有很好地利用，所以在并聯導線很多時仍采用圓筒形繞組是不合適的，于是就出現了螺旋形繞組，如圖所示。它是沿徑向一根壓著一根地疊起來繞。各個螺旋不是像圓筒形繞組那樣彼此緊靠著，而是中間留有一個空溝道。
螺旋形繞組并聯導線更多時，可把導線分成兩組，這樣就成了雙層螺旋了。在溫升和絕緣條件允許時，螺旋形繞組可以采用正常寬度的油道和小油道交錯地繞線的結構，小油道的寬度約為正常油道寬度的一半左右(約為1．5～2mm)，所以稱為半螺旋，繞組為單螺旋時稱單半螺旋；繞組為雙螺旋時稱雙半螺旋。這種半螺旋繞組的空間利用率比較高，在大、中型變壓器中都廣泛地應用著。
換位導線繞成的繞組
為了進一步把采用不完全換位的螺旋式繞組的附加損耗降至最低的程度，使用了換位導線。所謂換位導線，就是將多股分散的并繞導線，在繞線圈之前，先按一定的規律，360°連續地進行換位，最后從外表看，被編織成為單根較粗的，包有絕緣紙的導線。如圖所示。
換位導線，大部分被采用在大容量變壓器的中、低壓繞組內。應用時，把它當作一根導線來繞，例如被繞成圓筒形繞組，繞制過程中不需要再進行換位。
組成換位導線的扁線的股數必須為奇數，當換位導線的高度A≥12mm時，兩列扁線的中間必須襯墊一層0．12mm的電纜紙。換位導線在繞制線圈過程中，導線中間不允許有接頭存在，因此，換位導線的長度必須大于整個線圈所需長度3～5m。
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線圈的繞制過程直接影響電機的體積、轉速、功率密度和良率等性能。無鐵芯的自支撐繞組由漆包線制成，在制造過程中，通過施加壓力和溫度將相鄰電線的漆融化在一起，形成堅固的繞組結構。繞線技術按成型方式分為卷繞生產和一次成型生產：
卷繞生產：先將銅線繞制成幾何形狀的空心線圈，進而將線圈擠扁，制成扁平的銅線板，最后將線板繞成圓柱狀的線圈。該工藝復雜，生產效率較低，廢品率高。
一次成型：通過繞線機將銅線按照既定規則纏繞在主軸上，一次成型，不需要卷圓壓扁等工序，工藝簡單，繞制效率高。目前我國多采用卷繞式生產技術，生產高性能大尺寸線圈的技術有待提升。
繞線技術按線圈繞法分為直繞形、馬鞍形、斜繞形三種形式。其中，斜繞形和馬鞍形的繞制工藝簡單，具有電樞重量輕、轉動慣量小、時間常數小、拖動特性好、輸出力矩大等優勢，是國外先進空心杯電機廠商常用的兩種線圈形式。例如，德國Faulhaber電機采用斜繞形線圈，瑞士Maxon電機采用馬鞍形線圈，因而電機性能更加優越。
2. 繞線設備
空心杯電機的繞線設備也是技術壁壘的一部分。繞線機全球頭部廠商集中在歐美和日本，包括瑞士Meteor、日本田中精機、日本日特機械等企業。這些海外廠商設備先進，基本實現了繞線設備的自動化、智能化、網絡化，繞線設備質量可靠，生產效率高。國內繞線設備自動化程度低，技術與海外存在差距。我國繞線機研發起步晚，線圈設計以卷繞式為主，工序較為繁瑣。部分繞線機可實現一次成型繞制，但面對較大功率電機的粗線徑線圈，國產設備在可靠性和繞制精度方面相比世界先進水平仍有較大差距。國內繞線機廠商包括中特科技、勤聯科技、臺立電子等公司。
3. 設計環節
空心杯電機的設計需要結合材料細分牌號、轉子杯類型進行優化，國內廠商在這方面的技術積累與海外存在差距。
展開 【收藏】環形變壓器繞線機原理、繞線步驟
環形繞線機的工作原理
先把導線均勻的纏繞在儲線環上，然后再通過梭子把纏繞在儲線環上的導線纏繞在骨架上，骨架由伺服電機帶動旋轉，使導線均勻地排列在骨架上線纏繞到一定量時，再把帶通過儲線環纏繞在骨架上，然后繞制。
繞線張力的分析
通過生產實踐發現，在繞制整個過程中，用適當的力把導線拉緊纏繞在骨架上，是影響繞制好壞的關鍵所在，因此在下面我們著重說明影響繞線張力的因素。
1.線梭轉動部分的磨察力矩
2.線梭部分(包括纏在線梭內的導線)加速度變化引起的慣性力矩。摩擦力矩的主要部分是由張力機構產生的，它阻止線梭的放線運動而把導線拉緊，產生繞線張力。由于繞線環形面及其在繞線齒輪中偏離中心位置的影響，即使是勻速繞線，線梭的運動速度也小是均勻的，這就產生了由加速度引起的慣性力矩，影響了繞線張力。
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環形變壓器繞線機原理、繞線步驟，你清楚嗎？
環形繞線機的工作原理
先把導線均勻的纏繞在儲線環上，然后再通過梭子把纏繞在儲線環上的導線纏繞在骨架上，骨架由伺服電機帶動旋轉，使導線均勻地排列在骨架上線纏繞到一定量時，再把帶通過儲線環纏繞在骨架上，然后繞制。
繞線張力的分析
通過生產實踐發現，在繞制整個過程中，用適當的力把導線拉緊纏繞在骨架上，是影響繞制好壞的關鍵所在，因此在下面我們著重說明影響繞線張力的因素。
非晶合金鐵心變壓器幾種制作方法
從經濟角度出發，一般每個框宜采用5-9個環，填充系數在84%-90%之間，繞組通過分裂圓筒直接繞制在鐵心上。
疊環式卷鐵心的優點是鐵心性能優良，在繞組繞制和組裝等過程中鐵心受力很小，其強度也很高;缺點是為防止鐵心受力，鐵心和繞組的夾緊結構復雜。
2、單環式卷鐵心
3 氣隙分布式卷鐵心
先把帶材卷成圓環，然后壓扁，再進行切割整理，使接縫形成階梯形分布。鐵心退火后，把接縫處分開，裝入矩形繞組后，將鐵心重新恢復成原樣。
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2）工藝繁瑣，產品需要經過三十次以上的涂覆烘烤過程，行線過長，要調整部分工藝參數：一方面，因生產中烘烤次數過多，易造成漆膜固化過度，損傷漆膜，從而影響產品性能，產品偏心度也比一般產品大。另一方面，產品在生產過程中漆包線多次往復經過導輪，也必定會對漆層造成損傷，造成產品質量下滑。3）上述超厚型漆膜的設計是出于滿足驅動電機線圈耐高電壓和高PDIV的目的，但漆膜過厚會對其他性能產生負面影響；包括但不局限于出現漆膜柔韌性下降、驅動電機線圈繞制過程中漆膜易開裂、不能滿足某些驅動電機長期在惡劣的工作環境(如高溫環境)下使用等狀況，從而給漆包線生產廠家及使用客戶帶來諸多困擾。
薄漆膜+聚醚醚酮（PEEK）被認為是驅動電機領域的終極絕緣方案。塑料之王PEEK具有優良的綜合性能，在許多特殊領域可以替代金屬、陶瓷等傳統材料。該塑料的耐高溫、自潤滑、耐磨損、耐電暈腐蝕和抗疲勞等特性，使之成為當今最熱門的高性能工程塑料之一，它主要應用于航空航天、汽車工業、電子電氣和醫療器械等領域。
展開 電力變壓器絕緣故障分析及處理措施
③無堿玻璃纖維繞包浸漬絕緣。
無堿玻璃纖維繞包浸漬的變壓器是在繞制變壓器線圈的同時，完成線圈層間絕緣處理和線圈浸漬的，它不需要上述兩種方式浸漬過程中的繞組成型模具，但要求樹脂粘度小，在線圈繞制和浸漬的過程中樹脂不應殘留微小氣泡。
2、樹脂變壓器的絕緣特點及維護。
樹脂變壓器的絕緣水平與油浸變壓器相差并不顯著，關鍵在于樹脂變壓器溫升和局部放電這兩項指標上。
① 樹脂變壓器的平均溫升水平比油浸變壓器高，因此，相應要求絕緣材料耐熱的等級更高，但由于變壓器的平均溫升并不反映繞組中最熱點部位的溫度，當絕緣材料的耐熱等級僅按平均溫升選擇，或選配不當，或樹脂變壓器長期過負荷運行，就會影響變壓器的使用壽命。
展開 電力變壓器絕緣故障分析及處理措施
無堿玻璃纖維繞包浸漬的變壓器是在繞制變壓器線圈的同時，完成線圈層間絕緣處理和線圈浸漬的，它不需要上述兩種方式浸漬過程中的繞組成型模具，但要求樹脂粘度小，在線圈繞制和浸漬的過程中樹脂不應殘留微小氣泡。
2、樹脂變壓器的絕緣特點及維護。
樹脂變壓器的絕緣水平與油浸變壓器相差并不顯著，關鍵在于樹脂變壓器溫升和局部放電這兩項指標上。
① 樹脂變壓器的平均溫升水平比油浸變壓器高，因此，相應要求絕緣材料耐熱的等級更高，但由于變壓器的平均溫升并不反映繞組中最熱點部位的溫度，當絕緣材料的耐熱等級僅按平均溫升選擇，或選配不當，或樹脂變壓器長期過負荷運行，就會影響變壓器的使用壽命。
由于變壓器測量的溫升往往不能反映變壓器最熱點部位的溫度，因此，有條件時最好能在變壓器最大負荷運行下，用紅外測溫儀檢查樹脂變壓器的最熱點部位，并有針對性地調整風扇冷卻設備的方向和角度，控制變壓器局部溫升，保證變壓器的安全運行。
② 樹脂變壓器局部放電量的大小與變壓器的電場分布、樹脂混合均勻度及是否殘存氣泡或樹脂開裂等因素有關，局部放電量的大小影響樹脂變壓器的性能、質量及使用壽命。
展開 電力變壓器絕緣故障分析及處理措施
無堿玻璃纖維繞包浸漬的變壓器是在繞制變壓器線圈的同時，完成線圈層間絕緣處理和線圈浸漬的，它不需要上述兩種方式浸漬過程中的繞組成型模具，但要求樹脂粘度小，在線圈繞制和浸漬的過程中樹脂不應殘留微小氣泡。
2、樹脂變壓器的絕緣特點及維護。
樹脂變壓器的絕緣水平與油浸變壓器相差并不顯著，關鍵在于樹脂變壓器溫升和局部放電這兩項指標上。
① 樹脂變壓器的平均溫升水平比油浸變壓器高，因此，相應要求絕緣材料耐熱的等級更高，但由于變壓器的平均溫升并不反映繞組中最熱點部位的溫度，當絕緣材料的耐熱等級僅按平均溫升選擇，或選配不當，或樹脂變壓器長期過負荷運行，就會影響變壓器的使用壽命。
由于變壓器測量的溫升往往不能反映變壓器最熱點部位的溫度，因此，有條件時最好能在變壓器最大負荷運行下，用紅外測溫儀檢查樹脂變壓器的最熱點部位，并有針對性地調整風扇冷卻設備的方向和角度，控制變壓器局部溫升，保證變壓器的安全運行。
② 樹脂變壓器局部放電量的大小與變壓器的電場分布、樹脂混合均勻度及是否殘存氣泡或樹脂開裂等因素有關，局部放電量的大小影響樹脂變壓器的性能、質量及使用壽命。
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1、樹脂絕緣的類型
環氧樹指絕緣的變壓器根據制造工藝特點可分為環氧石英砂混合料真空澆注型、環氧無堿玻璃纖維補強真空壓差澆注型和無堿玻璃纖維繞包浸漬型三種。
① 環氧石英砂混合料真空澆注絕緣
這類變壓器是以石英砂為環氧樹脂的填充料，將經絕緣漆浸漬處理繞包好的線圈，放人線圈澆注模內，在真空條件下再用環氧樹脂與石英砂的混合料滴灌澆注。由于澆注工藝難以滿足質量要求，如殘存的氣泡、混合料的局部不均勻及可能導致局部熱應力開裂等，這樣絕緣的變壓器不宜用于濕熱環境和負荷變化較大的區域。
② 環氧無堿玻璃纖維補強真空壓差澆注絕緣
環氧無堿玻璃纖維補強是用無堿玻璃短纖維玻璃氈為繞組層間絕緣的外層繞包絕緣。其最外層的絕緣繞包厚度一般為1～3m的薄絕緣，經環氧樹脂澆注料配比進行混合，并在高真空下除去氣泡澆注，由于繞包絕緣的厚度較薄，當浸漬不良時易形成局部放電點，因此要求澆注料的混合要完全，真空除氣泡要徹底，并掌握好澆注料的低粘度和澆注速度，以保證澆注過程中對線包浸漬的高質量。
③無堿玻璃纖維繞包浸漬絕緣
無堿玻璃纖維繞包浸漬的變壓器是在繞制變壓器線圈的同時，完成線圈層間絕緣處理和線圈浸漬的，它不需要上述兩種方式浸漬過程中的繞組成型模具，但要求樹脂粘度小，在線圈繞制和浸漬的過程中樹脂不應殘留微小氣泡。
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【分析】電力變壓器絕緣故障分析及處理措施
其最外層的絕緣繞包厚度一般為1～3m的薄絕緣，經環氧樹脂澆注料配比進行混合，并在高真空下除去氣泡澆注，由于繞包絕緣的厚度較薄，當浸漬不良時易形成局部放電點，因此要求澆注料的混合要完全，真空除氣泡要徹底，并掌握好澆注料的低粘度和澆注速度，以保證澆注過程中對線包浸漬的高質量。
③無堿玻璃纖維繞包浸漬絕緣。
無堿玻璃纖維繞包浸漬的變壓器是在繞制變壓器線圈的同時，完成線圈層間絕緣處理和線圈浸漬的，它不需要上述兩種方式浸漬過程中的繞組成型模具，但要求樹脂粘度小，在線圈繞制和浸漬的過程中樹脂不應殘留微小氣泡。
2、樹脂變壓器的絕緣特點及維護。
樹脂變壓器的絕緣水平與油浸變壓器相差并不顯著，關鍵在于樹脂變壓器溫升和局部放電這兩項指標上。
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