[科学技术]疫情后，变压器铁芯智能制造产业链服务将迎来春天

疫情过后，变压器铁芯智能制造产业链服务将迎来春天 2020-05-13 10:16:05来源:中国钢铁新闻网 作者: 目前，许多国家都采用流行的变压器铁芯切割配送模式，这也是中国一直关注或借鉴的一种先进的产业链服务模式。 近年来，我国智能制造技术的发展加快了变压器铁芯智能制造技术的进步，新冠肺炎肺炎疫情进一步推动了这一进步 据悉，全球最大变压器铁芯制造商ltc集团(年产变压器铁芯约10万吨)通过智能工厂的铁芯制造技术，实现了铁芯专家设计、全自动数字纵横切割、物流配送、一站式服务的目标，大大减少了人与人之间的直接接触，保证了变压器工厂的正常生产。 【/h/】疫情期间，我们统计了国内主要变压器铁芯智能制造企业(无锡莆田、无锡巨龙、大洪机电、无锡中普、盐城广汇、台州田丽、台州神龙等)。)，说明这些企业2019年生产变压器铁芯约30万吨，其中配电变压器铁芯消耗约占全国变压器铁芯消耗总量的40%，为我国提供变压器铁芯智能制造产业链服务奠定了坚实基础 【/h/】笔者认为，疫情过后，在“新基础设施”的强力推动下，变压器核心智能制造产业链的服务模式将迎来春天 【/h/】变压器铁心智能制造的五大技术要点【h/】变压器铁心的主要原材料为硅钢片或非晶合金带。这里主要分析硅钢片加工成变压器铁芯的过程 变压器铁心本身就是一项设计技术，主要包括以下设计过程:钢卷数据传输→智能数据存储→内部操作→自动纵、横向切割→机器人铁心叠片及总装→铁心装运入库 在此过程中，所有硅钢片均采用“软接触”，整个过程中无吊车起吊，无直接生产人员参与，无人员接触硅钢片，实现了从硅钢片入库到铁芯产品堆垛完成的全过程自动化 硅钢片具有特殊的特性，其本征晶粒以规则的方向性排列，导磁率能量的好坏与其取向直接相关 在用硅钢片制造铁芯的过程中，会产生明显的应力，该应力会使硅钢片中的晶粒排列紊乱，导致硅钢片单向磁性能下降，从而增加硅钢片的单位损耗 针对这一特点，变压器铁心智能制造的关键技术是降低硅钢片的应力损伤，减少变压器铁心的损耗 首先，压力控制和减少 在铁芯产品的智能制造和运输过程中，硅钢片会受到击打、冲压、挤压、拉伸和冲击，对硅钢片造成很大的应力损伤，这种损伤在一定程度上是不可逆的 因此，在智能制造和运输过程中，所有的“硬接触”都应该改为“软接触”，以减少应力的发生 其次是测试和选材 目前国内有2000多家变压器企业，硅钢片本身的性能会因厂家、生产工艺甚至生产批次的不同而有所不同。这就要求变压器铁心智能制造企业对硅钢片的单位损耗、磁感应强度、叠片系数、弯曲次数、镀层附着强度、镀层绝缘强度、材料厚度均匀性等重要参数进行测试，根据不同的变压器结构和不同的用途，充分了解不同硅钢片的特性。 比如在线测厚仪、损耗仪、涂层绝缘测试、针孔测量仪等。需要用于纵切检测硅钢片的表面质量、单位损耗、材料厚度、涂层绝缘等指标，使得纵切完成后，硅钢片可以进行两次审核筛选，并根据测量结果调整下一工序的生产计划；横切需要自动长度测量设备和在线堆叠厚度测量设备来自动调整监控结果 第三是环境控制和材料保护 硅钢片本身容易生锈，尤其是在剪切口 腐蚀会造成铁屑之间短路，增加涡流和铁损或热量，局部温升过大会严重损坏相邻部件的绝缘，进而烧毁变压器 在加工过程中，传统的防锈方法是涂覆防锈材料，但这种方法会对成品变压器产生一定的不利影响。比如油浸式变压器的铁芯表面涂防锈油，变压器油的介损就会超标 材料保护有两个方面:一是涂层保护 在变压器运行过程中，涂层的缺乏会增加变压器的涡流损耗，容易增加硅钢片表面腐蚀的概率。因此，在运输和智能制造过程中，需要严格控制每个工艺环节，以确保所有与硅钢片表面接触的材料不会损坏表面涂层 第二是表面清洁保护 在智能制造过程中，硅钢片不可避免地会暴露在空气体中，表面会沉积一定量的灰尘。在切割或冲孔过程中，剪切段也会产生一定量的粉尘。 如果不及时清理，过多的灰尘沉积会造成成品变压器散热不良，加速变压器绝缘老化，缩短使用寿命 第四是精度控制 在智能制造过程中，每个工序都要严格控制相应加工尺寸参数的精度 特别是在纵向切割、横向切割、层压和最终装配过程中，各加工尺寸的精度非常重要 每道工序都有很多参数需要控制，如毛刺、宽度误差、直线度、切割白边、卷绕端面平整度、长度误差、毛刺、角度误差、窗高误差、窗宽误差、对角线、铁芯上下磁轭中心线间距误差、立柱中心线间距误差等。 这些参数都必须符合国家标准，并保证各参数的一致性，以最大限度地减小剪应力对硅钢片的影响。此外，高加工精度能有效保证核心产品的性能 第五，表面处理和成品保护 首先，由于变压器的使用环境、使用条件、噪声等级要求和使用寿命不同，需要对铁芯表面进行针对性的处理。同时，考虑到环保要求，需要严格控制核心表面预处理、涂层材料选择、耐腐蚀等级控制、施工工艺选择和整体美观。 二是铁芯加工后需要运输和暂存。在这个过程中，需要对整个铁芯进行包装和保护，以保证整个铁芯不受灰尘、湿气、雨雪、盐雾等因素的影响 变压器铁芯智能制造产业链服务将成为新的模式 以无锡莆田铁芯有限公司为例，公司成立近16年，目前是全球第二大变压器铁芯智能制造企业。 其工厂拥有最先进的自动纵横剪切系统和机器人层压系统，以及智能库系统、定长硅钢包装自动化和硅钢废料自动传输系统。在mes/erp(企业资源计划/制造执行系统)信息系统的支持下，其工厂实现了内部物流系统和铁芯制造系统的高度自动化、信息化和智能化。现已形成10万吨铁芯的智能化制造能力，并牵头制定了电力变压器铁芯相关国家标准。 其先进的变压器铁心智能制造技术将“空负荷损耗”降低了3%左右，极大地推动了变压器铁心智能制造产业链服务模式的发展 【/h/】核心智能工厂应从智能制造和变压器设计发展而来，能够为变压器企业提供专业的核心优化设计、截面填充因子、接头结构、紧固节点方式和紧固结构、材料选择、夹具系统优化等建议 优化后的变压器铁芯不仅需要满足变压器的安装尺寸，而且可以提高成品变压器的性能，最大限度地减少硅钢片的使用 这种服务模式将更好地满足变压器企业的需求，合理利用社会资源，实现绿色制造，创造更大的社会价值，使核心智能工厂真正成为变压器企业的“第一道工序” (作者是中国金属学会电工钢分会秘书长) 载入更多> > 编辑:陈龙