§ 27. Намотчик катушек трансформаторов 1-го разряда
Характеристика работ. Намотка катушек с цилиндрической обмоткой из меди круглого и прямоугольного сечения трансформаторов различных габаритов на налаженных намоточных станках под руководством намотчика более высокой квалификации. Намотка цилиндров с прокладыванием по окружности деревянных или металлических реек со связыванием их.
Должен знать: назначение и правила обслуживания намоточных станков; типовые конструкции трансформаторных катушек с неслоевой и дисковой обмоткой; наименование и маркировку применяемых изоляционных материалов и меди; назначение и правила применения наиболее распространенных простых приспособлений и контрольно-измерительных приборов.
Профессиональные характеристики
Кроме профессиональных знаний, намотчик катушек, устанавливаемых в электрооборудование, должен также обладать рядом других качеств. От которых будет зависеть качество его работы.
Среди необходимых профессиональных черт выделяют следующие:
- Физическая подготовка. Работа за станком предполагает длительное пребывание «на ногах», а некоторые виды работ – подъемы тяжестей.
- Координация движений. Необходимое условие для быстрой работы на процессе.
- Концентрация. При рассеянности есть риск упустить технологический этап или выполнить операцию неправильно, что чревато серьезными последствиями.
- Зрительная память. Создание катушки происходит согласно технической карте, поэтому важно запоминать расположение деталей, их размер и количество.
§ 28. Намотчик катушек трансформаторов 2-го разряда
Характеристика работ. Намотка катушек с цилиндрической многослойной обмоткой из меди круглого сечения трансформаторов первого габарита на горизонтальных намоточных станках. Намотка дисковых катушек для печных трансформаторов первого и второго габаритов. Укладка межслоевой изоляции с применением специальных приспособлений.
Должен знать: принцип работы горизонтальных намоточных станков и тормозных устройств; типовые конструкции трансформаторных катушек; назначение и применение наиболее распространенных приспособлений и контрольно-измерительных инструментов; основные сведения по электротехнике в объеме выполняемых работ.
↑ Алгоритм работы моей программы
Опишу алгоритм работы программы, каким я для себя видел. Включаем контроллер и на семисегментном индикаторе горят «0,00» нули. С помощью кнопок «+1» и «-1» выставляем значение диаметра провода (например 0,31) и жмём кнопку «СТАРТ». Контроллер, исходя из выше изложенной константы «А = 0,02», делает пересчёт сколько импульсов ему нужно подавать на драйвер шагового двигателя для его перемещения на расстояние 0,31 мм. Т.е. 0,31/0,02 = 15,5 импульсов. Так как число импульсов должно быть целое число контроллер выдаёт 16 импульсов (или 15). Погрешность есть, куда без неё.
Жмём кнопку «СТАРТ», на самом первом индикаторе загорается маленький квадратик и программа переходит в следующий этап работы, где контроллер ждёт сигнала от датчика, который будет на оси с катушкой, для разрешения выдать пачку импульсов для шагового двигателя. Вот он получает импульс и МК выдаёт пачку импульсов. Каретка проводоукладчика перемещается и ждёт следующего разрешающего импульса.
Если в процессе работы нужно «подкорректировать» диаметр провода и вернутся в первую часть программы
, нужно нажать «СТАРТ», квадратик исчезнет и можно изменять значение диаметра провода. Одно замечание: чтобы была возможность контроллеру отреагировать на кнопку «СТАРТ», диск датчика на основной оси должен быть на чёрном сегменте, т.е. на контроллер от датчика должен подаваться уровень «лог. 1».
С прерываниями работать ещё не научился и сделал, как умею. Диск датчика расчертил на 4 части и черным лаком закрасил сегменты напротив, в шахматном порядке. Поскольку на диске будет 2 черных сектора – контроллер будет реагировать на каждые 180 градусов оборота оси, и соответственно будет на каждые 180 градусов перемещать каретку на Ѕ диаметра провода. В таком случае минимальный шаг намотки (в моем случае) =0,04 мм. Программа работает под внутренним тактированием с частотой 1 МГц.
§ 29. Намотчик катушек трансформаторов 3-го разряда
Характеристика работ. Намотка катушек с цилиндрической многослойной обмоткой из меди круглого сечения трансформаторов второго и третьего габаритов и меди прямоугольного сечения трансформаторов первого и второго габаритов на горизонтальных намоточных станках. Намотка дисковых катушек печных трансформаторов третьего габарита. Намотка непрерывных и спиральных обмоток до 12 параллелей трансформаторов второго габарита. Вывод концов и припайка регулировочных отводов. Намотка канавочных катушек и катушек напряжения с установкой и припайкой экранов.
Должен знать: устройство и способы подналадки горизонтальных намоточных станков и специальных приспособлений; режимы пайки; виды припоев и их свойства; свойства изоляционных материалов и проводников, применяемых для изготовления катушек трансформаторов; правила пользования техническими данными.
Намоточный станок на Arduino
Порой в радиолюбительской практике возникает необходимость намотки большого количества витков провода для создания трансформаторов, дросселей, катушек и им подобных моточных изделий. Если речь идет о сотне витков особых проблем нет, мотается при помощи простейших механических приспособлений. Но когда нужно намотать несколько тысяч витков, да еще и виток к витку, то тут задумываешься об автоматизации этого весьма утомительного процесса.
Устройство, о котором пойдет речь, представляет из себя автоматический намоточный станок с укладчиком витков и индикацией процесса на символьном ЖК экране. Интеллектуальным ядром устройства является знакомый многим микроконтроллер ATmega328P, расположенный на китайском варианте платы Arduino UNO. Контроллер через CNC Shield (плата расширения ЧПУ) управляет силовой частью устройства, состоящей из двух драйверов шаговых двигателей (ШД) на базе микросхемы DRV8825 и двух ШД 17HS3401 и 17HS4401 (полный оборот 200 шагов). Человеко-машинный интерфейс состоит из модуля поворотного энкодера KY-040 и символьного дисплея 16×2 с контроллером HD44780 и модулем связи по шине I2C на расширителе портов PCF8574A. Питание схема получает от импульсного БП 220AC-12DC 60W.
Микроконтроллер задействует драйвера «Z» и «A» при этом на CNC Shield-е для соединения драйвера «A» с пинами 12 и 13 ардуино необходимо установить перемычки D12-A.STP и D13-A.DIR. Режим работы DRV8825 выбираем с микрошагом 1/16 установив перемычки M2 на плате, это означает что на один шаг ШД (1,8°) необходимо подать 16 фронтов сигнала STP. Установку модулей DRV8825 необходимо произвести так как показано ниже.
После установки драйверов ШД необходимо обязательно выставить ограничение по току. При подключенном напряжении 12В к плате CNC Shield, но без электродвигателей, необходимо вращая подстроечный резистор выставить значения ограничений. Текущее значение контролируем мультиметром и вращая отверткой подстроечник, добиваемся значений напряжения для драйвера «Z» 0,68В и 0,52В для драйвера «A». Эти значения напрямую связаны с номинальным током ШД. Для 17HS4401 In = 1,7А, а для 17HS3401 In = 1,3А. Значение напряжения в щадящем для ШД режиме вычисляем по формуле Vref = 0,8*(In / 2).
Подключение I2C 1602 LCD выполняем к соответствующим выводам SCL, SDA, 5V, GND платы расширения. На модуле энкодера допаиваем подтягивающий резистор R1 10k если его там нет. Для устранения дребезга контактов необходимо собрать схему аппаратного подавления, ее можно оформить в виде модуля, дополняющего модуль KY-040 как показано ниже. Фильтры низких частот на R4-6 и C1-3 устраняют дребезг, а триггеры Шмитта МС 74НС14N восстанавливают фронт и спад сигнала.
Для подключения энкодера к ардуино соединяем пины X.STEP и CLK, Y.STEP и SW, X.DIR и DT а так же GND и +5V с соответствующими выводами платы.
Механическая часть намоточного станка это шесть стоек прикрученных к оргстеклу. Стоики напечатаны пластиком на 3D принтере, но при наличии должной пряморукости могут быть изготовлены другими способами и из других материалов. Основной вал (шпилька М6) приводится в движение ШД 4401 и на нем располагается каркас для намотки. Далее две стоики укладчика с валом диаметром 6мм и шпилькой М4 (шаг резьбы 0,7мм) на валу ШД 3401. Вращение двигателя приводит к линейному перемещению укладчика, при этом один шаг ШД дает перемещение L = шаг резьбы / шагов на оборот = 0,7/200 = 0,0035мм. Последние две стойки держат подающую катушку. Поджатием резиновой шайбы к подшипнику обеспечивается натяжение провода при намотке.
Программа для ATmega328P написана в среде разработки Arduino IDE на языке C++. Для успешной компиляции кода необходимо иметь установленную библиотеку LiquidCrystal_I2C.
Из основного меню можно попасть в подменю управления позицией шаговых двигателей POS CONTROL это необходимо для установки начальной позиции основного вала и укладчика. Подменю AUTOWINDING предназначено для ввода значений автоматической намотки. Работа с кнопкой энкодера, а также, с самим энкодером и драйверами ШД осуществляется через прерывания.
§ 30. Намотчик катушек трансформаторов 4-го разряда
Характеристика работ. Намотка катушек с цилиндрической многослойной обмоткой из меди круглого сечения трансформаторов четвертого габарита и меди прямоугольного сечения трансформаторов третьего, четвертого габаритов на горизонтальных намоточных станках. Намотка спиральных обмоток свыше 12 параллелей трансформаторов третьего габарита и одноходовой спиральной обмотки трансформаторов четвертого габарита. Намотка непрерывных катушек для трансформаторов первого, второго и третьего габаритов. Намотка обмоток на пространственный магнитопровод. Намотка квадратных обмоток сухих защитных трансформаторов. Намотка дисковых катушек для силовых и печных трансформаторов четвертого и пятого габаритов.
Должен знать: конструкцию горизонтальных намоточных станков; различные конструкции трансформаторных катушек; устройство, назначение и правила применения контрольно-измерительных приборов и инструментов.
Разряды профессии
Профессия «Намотчик катушек для трансформаторов», отзывы о которой в большей степени положительные, предполагает карьерное развитие: чем выше квалификационный разряд – тем выше заработная плата. На пути профессионального развития намотчик может достигнуть 6-ти разрядов, каждый из которых предполагает свои особенности по функционалу и требованиям.
§ 32. Намотчик катушек трансформаторов 6-го разряда
Характеристика работ. Намотка непрерывных катушек трансформаторов пятого и шестого габаритов с переключением под нагрузкой на вертикальных и горизонтальных намоточных станках. Намотка катушек электропечных трансформаторов и шунтирующих реакторов с переплетенной обмоткой.
Должен знать: устройство и принцип управления вертикальными и горизонтальными намоточными станками; способы намотки катушек с переплетенной обмоткой; требования, предъявляемые к обмоткам и изоляционным конструкциям.
Кто такой намотчик обмоток для трансформаторов?
Проходя по любому населенному пункту каждый не раз замечал большие железные будки из которых торчит много проводов, и все знают, что это трансформатор. От работы этого механизма зависит качество электрической энергии, стабильность её получения и предупреждение риска коротких замыканий, – за это отвечают специальные элементы, созданием которых и занимается намотчик. Если разобраться в том, что за работа у намотчика катушек трансформаторов, можно прийти к выводу что это «невидимые» поставщики безопасной и качественной электроэнергии.
