Спосіб намотки електричних котушок

Винахід стосується електротехніки і може бути використаний для виготовлення електричних котушок. Відомий спосіб намотки електричних котушок, який полягає в підрахунку поточної кількості намотаних витків, початку зниження швидкості намотки до швидкості допомоги за задану кількість витків намотки та зупинці процесу при досягненні заданої кількості витків котушки. Недолік способу - низька продуктивність намотки, оскільки будь-які зміни швидкості намотки або інтенсивності зниження швидкості в кінці намотки вимагають відповідного коригування оператором уставки команди на зниження швидкості на-мотки. Нестабільність швидкості намотки та інтенсивності її зниження в кінці намотки, є складними функціями багатьох факторів (натяг проводу, механічні втрати, залежні від температури навколишнього середовища та плину часу і т.і.), це призводить до того, що уставку на зниження швидкості намотки задають зі значним запасом, аби уникнути втрати точності намотки. Це призводить до зниження продуктивності намотки. Окрім цього, недоліком способу є необхідність експериментального підбору уставки на зниження швидкості кожний раз при зміні швидкості намотки або закону її зниження при гальмуванні. Найбільш близьким до пропонованого є спосіб намотки електричних котушок, за яким підраховують поточну кількість намотаних витків, знижують швидкість намотки до швидкості домотки за вираховувану аналітично згідно з законом зниження швидкості намотки при гапьмуванні кількість витків до закінчення намотки та зупиняють намотку при досягненні заданої кількості витків котушки - прототип способу [Опис системи керування MARS 4 до верстата WM06L фірми Марсіллі, Італія]. Спосіб дозволяє позбутися необхідності задавати оператором уставку на зниження швидкості намотки. Однак, аналітичне вираховування значення уставки не враховує відхилення фактичної швидкості намотки та закону зниження швидкості при гальмуванні, що призводить до необхідності їх точного підтримування в процесі намотки, що ускладнює його реалізацію. Із вказаної причини спосіб не може бути використаний в простому обладнанні, де процес зниження і швидкості при гальмуванні є неконтрольованим, приміром, при динамічному гальмуванні двигуна шпінделя, де механічні втрати, нестабільні за своєю природою, відіграють суттєву роль. Завдання пропонованого способу на-мотки електричних котушок, в якому визначається фактична кількість витків, необхідних для зниження швидкості намотки, є надання йому адаптивних властивостей щодо умов його застосування і розширення, завдяки цьому, сфери його застосування та спрощення реалізації. Це завдання реалізується тим, що в способі намотки електричних котушок, який полягає в підрахунку поточної кількості намотаних витків, зниженні швидкості намотки до швидкості домотки за деяку кількість витків до кінця намотки та зупинці намотки при досягненні заданої кількості витків котушки, додатково підраховують кількість витків, намотаних з моменту початку зниження швидкості до моменту досягнення швидкості домотки, а одержане значення використовують як уставку на зниження швидкості намотки в черговому циклі намотки котушки. Відмінністю способу є те, що визначається фактична кількість витків, необхідних для зниження швидкості намотки до швидкості домотки котушки з врахуванням всіх факторів, які впливають на цей процес, автоматично враховується вплив всіх дестабілізуючих факторів, котрі впливають на процес гальмування, тобто, спосіб має властивість адаптуватися до умов його застосування, що розширює сферу його застосування. Для реалізації способу нема необхідності підтримувати з високою точністю та стабільністю процес зниження швидкості намотки та знати його закон, що спрощує реалізацію способу та робить можливим його використання в умовах низьких вимог до стабільності процесу зниження швидкості намотки, що призводить до подальшого розширення сфери застосування. Зазначимо, що в такому способі не враховуються флуктуації факторів, котрі мають місце в поточному циклі намотки. При несприятливому збігу обставин може статися так, що до моменту закінчення намотки заданої кількості витків швидкість намотки не встигне знизитися до швидкості домотки, що дещо знизить точність намотки, тобто буде намотана більша кількість витків котушки, аніж задана. Для подальшого розширення сфери застосування способу намотки уставку на зниження швидкості намотки збільшують на кількість витків нестабільності процесу зниженняшвидкості намотки з таким розрахунком, щоби в найгіршому випадку забезпечити потрібку точність намотки (у витках). Враховуючи, що зміни, викликані дестабілізуючими факторами за час між двома циклами намотки незначні, практично досить збільшити уставку на зниження швидкості всього на декілька витків. З метою спрощення реалізації способу пропонується прийняти початкове значення уставки на зниження швидкості намотки (в першому циклі) рівним нулю. В цьому випадку перший цикл намотки виконується зі зниженою точністю намотки, оскільки є першим циклом адаптації, проте наступний цикл є вже оптимальним по продуктивності і точності намотки. Креслення пояснює здійснення намотки котушок запропонованим способом, де: V - швидкість намотки; N поточне число витків; Vз - задана швидкість намотки котушки; Vд - швидкість домотки котушки; Nc - уставка на зниження швидкості намотки; Ncc - кількість витків котушки, при якому розпочинається зниження швидкості намотки; Nэ - задана кількість витків котушки; N1 - кількість витків, намотана в першому циклі; σ - кількість витків, на яку збільшується уставка на зниження швидкості намотки. Отже, Із опису способу витікає, що кількість витків, при якій розпочинається зниження швидкості намотки, визначається як В першому циклі намотки Nc = 0, і швидкість намотки розпочне знижуватися при Ncc1 – Nэ - σ (індекси над позначеннями вказують номер циклу). Таким чином, швидкість намотки змінюється в першому циклі, послідовно проходячи точки о-а-д-б-в. При досягненні точки б, для якої кількість витків рівна Νз - σ, слід розпочати зниження швидкості, тобто кількість намотаних витків котушки в точці б рівна Ncc1. З цього моменту і до досягнення швидкості Vд (точка в) ведуть додаткове підраховування витків Nc1, приміром, окремим лічильником, В першому циклі намотки буде намотана кількість витків N1 = Nз – σ + Nc1, тобто похибка намотки значна. В другому циклі намотки, як і в першому, в початку циклу намотки швидкість змінюється аналогічно тому, як це мало місце в першому циклі намотки, тобто проходячи точки о-а-д. Точка д відповідає кількості намотаних витків Через зміну умов намотки, фактична крива зниження швидкості намотки дещо відмінна а ніж та, яка була в попередньому циклі намотки. З цієї причини в другому циклі намотки при підрахунку кількості витків від початку зниження швидкості намотки (точка д) до досягнення швидкості \/д (точка є) буде намотана кількість витків де σ1 - величина нестабільності процесу зниження швидкості намотки у витках. Якщо виконується умова то котушка буде намотана без похибки по кількості витків. З виразу (4) та з врахуванням (2) і (3) одержимо: або що і є достатньою умовою правильної реалізації способу. При виконанні умови (5) швидкість V досягається раніше (точка е), ніж буде намотана задана кількість витків Νз котушки, тобто забезпечується точна запинка процесу намотки котушки при досягненні заданої кількості витків (точка ж). В подальшому описаний процес повторюється постійно враховуючи зміни впливових факторів та забезпечуючи цикл намотки котушки близький до оптимального. Для реалізації способу не потрібно забезпечувати високу стабільність параметрів намотки (швидкість, закон її зниження), цілком достатньо, щоб їх зміні, від циклу до циклу задовольняли виразу (5). Звичайно це легко забезпечується при σ меншому, ніж десять витків, чим і досягається розширення сфери його застосування на верстати для намотки котушок з низькими вимогами до характеристик точності електроприводу, навіть на верстати із нереверсивним приводом шпінделя, тобто за неконтрольованого гальмування шпінделя. При практичній реалізації способу у верстаті для намотки котушок ΡΗ - 0,25 одержані такі результати при швидкості намотки Vз = 25000 об/хв, швидкості домотки Vд = 2000 об/хв в залежності від Інтенсивності динамічного гальмування шпінделя верстата. Величину σ виявилося достатнім вибрати рівною десяти виткам, що при мінімальній Інтенсивності гальмування шпінделя забезпечувало періодичну відсутність намотки витків котушки на швидкості домотки Vд за рахунок нестабільності процесу гальмування - критичний режим при цій кількості витків σ. При найвищій інтенсивності гальмування, коли воно закінчувалося за 500 витків, на швидкості домотки верстат працює приблизно 3-5 витків, що складає незначний відсоток загальної кількості витків, які потрібні для зниження швидкості.