Resposta ràpida:Una màquina de bobinar (màquina de bobinat) funciona fent girar un eix per fer girar una bobina, un nucli o un anell toroidal mentre un mecanisme d'alimentació-de filferro sincronitzat col·loca un filferro esmaltat al seu voltant sota tensió controlada, capa per capa, fins que s'arriba a un recompte de girs preestablert - després del qual el cable es talla i s'acaba automàticament.
Bobinadors automàtics moderns iMàquines de bobinat CNCUtilitzeu servomotors i lògica programable per controlar la velocitat del bobinat, la tensió del cable i el pas transversal, permetent que la mateixa màquina produeixi bobines inductores, bobinats del transformador, bobines d'estator del motor i bobinats del transformador toroidal amb alta repetibilitat.
La resta d'aquest article desglossa cada etapa del procés, compara l'enrotllament del cargol amb el bobinatge toroidal i cobreix les fórmules de tensió i mida-de filferro que s'utilitzen per configurar correctament un treball de bobinat.
I. Quin és el principi bàsic de funcionament d'una màquina de bobinar?
En el seu nucli, cada màquina de bobinatge de bobines - tant si es tracta d'un simple banc-bobinador de cargol superior com d'una màquina de bobinat de bobina CNC totalment automàtica - realitza les mateixes quatre funcions en seqüència: desenrotllar, tensar, enrotllar i acabar.
a. control de tensió i desenrotllament del cable
El filferro s'extreu d'una bobina de subministrament mitjançant un tensor mecànic o magnètic. La tensió s'ha de mantenir dins d'una banda estreta: massa fluixa i l'enrotllament es torna desigual o fluix (mal acoblament, problemes de ressonància); massa ajustat i l'aïllament de l'esmalt pot trencar-se o el cable pot deformar la bobina o el nucli.
b. rotació de l'eix i col·locació del cable
La bobina, el nucli o l'estator està muntat en un eix accionat per un motor. A mesura que l'eix gira, una guia transversal (broca o volant) es mou en un camí sincronitzat per col·locar el cable de manera uniforme - aquest és el mecanisme que hi ha darrere de l'enrotllament d'una-capa, de l'enrotllament de diverses capes i de l'enrotllament de pas de-precisió.
c. recompte de torns i control de parada
Un codificador o sensor fotoelèctric fa un seguiment de les rotacions del cargol. Un cop s'arriba al recompte de girs programat, la màquina s'atura, s'atura i indica automàticament el tall de filferro o el següent pas del procés.
d. terminació del cable
Els extrems dels cables es tallen i, a les màquines automàtiques, també s'enganxen, es solden o s'emboliquen a les agulles dels terminals sense intervenció de l'operador.
II. Com funciona una màquina de bobinatge toroidal de manera diferent?
A diferència de l'enrotllament d'eix d'estil de bobina-, una màquina de bobinatge toroidal ha de filferroa través del forat centrald'un nucli magnètic en forma d'anell-(en forma de donut-) repetidament - el nucli en si no gira com ho fa una bobina. Això és mecànicament més exigent i és per això que els bobinadors de transformadors toroidals formen la seva pròpia categoria d'equips.
a. bobinatge toroidal tipus anell/volant
Un anell giratori pre-carregat amb filferro orbita al voltant i a través del nucli, dipositant una volta per rotació. Aquest és el mètode més comú per a la producció de bobinadors de transformadors toroidals de volum mitjà--alt.
b. bobinatge toroidal tipus llançadora
Una llançadora que porta una petita bobina de filferro passa físicament per l'obertura del nucli i torna al seu voltant durant cada volta - més lent que l'enrotllament de l'anell, però s'adapta a diàmetres de nucli més grans o calibres de filferro més gruixuts on un mecanisme d'anell no és pràctic.
c. bobinatge toroidal de tipus-engranatge
Un mecanisme-accionat per engranatges fa avançar l'anell de transport-del filferro en passos discrets, donant un control més fi de l'espai entre girs - que s'utilitza sovint perbobinat del transformador de corrent, on la uniformitat de gir-a-afecta directament la precisió de la mesura.
| Mètode de bobinatge toroidal | Mida típica del nucli | Velocitat | Cas d'ús comú |
|---|---|---|---|
| Tipus d'anell/volant | Petita-mitjana | Ràpid | Producció de màquines de bobinat de bobines inductores de gran-volum |
| Tipus de llançadora | Mitjana-gran | Lent-mitjà | Transformadors toroidals de gran potència |
| Tipus d'engranatge | Petita-mitjana | Mitjana | Bobinat del transformador de corrent, TC de precisió |
III. Quins són els principals tipus de màquines de bobinat per aplicació?
Les diferents geometries de bobina requereixen diferents arquitectures de màquines. La taula següent associa el tipus de màquina a l'aplicació típica.
| Tipus de màquina | Estil de bobinatge | Aplicació típica |
|---|---|---|
| Màquina de bobinatge de cargols | La bobina gira sobre un eix recte | Màquina de bobinatge inductor, petits transformadors |
| Bobinador de transformador toroidal | Filferro passa a través d'un nucli d'anell | Transformadors toroidals, nuclis de filtre EMI |
| Màquina de bobinatge de l'estator del motor | Filferro enrotllat a les ranures de l'estator | Màquina de bobinatge de l'estator del motor, estators del generador |
| Màquina de bobina CNC | Bobinat multi-servo{0}}controlat per servo | Bobines personalitzades de pas complex o variable- |
| Bobinador automàtic de bobines | Cicle de finalització-vent-tall- totalment automatitzat | Producció en gran-volum de qualsevol tipus de bobina |
a. màquines de bobinatge de cargols
S'utilitza per a bobines d'inductors basades en bobina-estàndard i aplicacions de bobinatge de bobines de transformador petites on la forma de la bobina és cilíndrica.
b. Màquines de bobinatge de l'estator del motor
Aquests cables es connecten directament a les ranures d'un nucli d'estator del motor o del generador, sovint utilitzant bobinatge d'agulla o capçals de bobinat lineal en lloc d'un simple eix giratori, ja que el camí de la bobina segueix la geometria de la ranura de l'estator en lloc d'un cilindre recte.
c. Màquines de bobinat CNC
Màquines programables de diversos eixos-que poden canviar entre patrons de bobinat mitjançant programari, la qual cosa les fa adequades per a la producció de baix-volum, alta-mescla o prototips d'R+D.
IV. Com es calcula la tensió i la mida del cable per a l'enrotllament?
La configuració correcta depèn de fer coincidir la tensió del cable amb el calibre del cable i de confirmar el diàmetre de coure nu del cable esmaltat contra l'àrea de-secció transversal que ha de portar.
a. diàmetre del cable des de l'àrea de la secció transversal-
El diàmetre del cable nu es pot derivar a partir de l'àrea de secció transversal necessària- mitjançant:
d = √(4S / π)
On:
d= diàmetre de filferro esmaltat nu (no aïllat) (mm)
S= àrea de secció transversal-del cable necessària (mm²), determinada per la-capacitat de càrrega actual
b. pauta de tensió de bobinat
Com a regla general, la tensió del bobinat (T) s'estableix proporcional al quadrat del diàmetre del cable, ja que el cable més prim tolera menys força de tracció abans de deformar-se o trencar-se:
T ≈ k × d²
Onkés un coeficient de tensió determinat empíricament per tipus de cable i classe d'aïllament (normalment subministrat pel fabricant del cable o establert mitjançant bobinat de prova).
| Diàmetre del cable (mm) | Interval de tensió típic (aprox.) | Risc si es supera |
|---|---|---|
| 0.05–0.10 | Molt baix | Trencament del cable |
| 0.10–0.30 | Baix-mitjà | Esquerda de l'aïllament |
| 0.30–0.80 | Mitjana | Deformació del nucli/bobina |
| 0.80+ | Mitjà-alt | Sobrecàrrega del motor del cargol |
Aconseguir la tensió correcta és el que separa una configuració coherent i d'alt rendiment de la màquina de bobinat de bobina d'una amb trencaments freqüents de cables i reelaboració -, motiu pel qual la precisió del recompte de girs-i el control de la tensió solen ser els dos primers paràmetres que es comprova durant les proves d'acceptació.
Si busqueu equips en lloc d'investigar el mecanisme,KIOXIAfabrica una gamma completa de màquines de bobinatge toroidal i de bobines que cobreixen les categories anteriors a -, com ara bobinatges de transformador toroidal de tipus anell-, bobinatges toroidals de tipus engranatge-per a la producció de transformadors de corrent i bobinadors automàtics per a línies de bobinat d'inductor i estator.
Et pot interessar:
Quins són els problemes habituals amb les màquines de bobinat?
Com dissenyar transformadors toroidals eficients
La guia definitiva de les màquines de bobinat
