Электропривод мотального механизма

Электропривод мотального механизма

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е (II)650I90

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 24.06.76 (21) 2377459/24-07 с присоединением заявки № (51) М. Кл.

Н 02Р 5/00//

В 65Н 59/38 (43) Опубликовано 28.02.79. Бюллетень ¹ 8 (45) Дата опубликования описания 28.02.79 (53) УДК 621.316.718 (088.8) по делам изобретений и открь.тий (72) Авторы изобретения

В. Н. Колнбо и Г. В. Боровик (71) Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский институт машин для производства синтетических волокон (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД МОТАЛЬНОГО МЕХАНИЗМА

ГосУдарстееннмй комитет (23) П1риоритет

Изобретешье относнтя к электротехнике и может быть Hcllîëüçîûàíî для намотки в

IldK0BKII тонких гибких изделий или материалов большой длины, например, нитеи, лент, волокон на ообины, шпули и т. д.

Задача ав томатизированного электропривода мотального механизма состоит в том, чтобы обеспечить постоянство линейной скорости намотки и плотности паковки в течение всего цикла наработки паковки.

Ыып лнсние этои задачи особенно затрудняется при высоких скоростях намотки и больших диаметрах паковок.

Известен ряд устройств стабилизации скорости намотки нити, позволяющих увеличить скорость намотки и диаметр паковки..(1, 2J.

Изв с ныс устройства в основном состоят из фрикциоilHofo цилиндра, приводимого во вращение синхронным двигателем, и бобинодсржателя, бооина которого находится в зацеплении с фрикционным цилиндром. Вращательное движение оооины получают за счет фрикционного сцепления с фрикционным цилиндром и от двигателя бобинодержателя. Такие устройства позволяют снизить мощность, подводимую через фрикционный контакт для вращения бобины, благодаря чему снижается проскальзывание паковки относительно фрикционного цилиндра и повышается стабильность линейной скорости намотки нити. Однако наличие достаточно большой нагрузки на фрикционный контакт не позволяет повысить скорость намотки нити выше определенного предела.

Известен мотальный механизм, содержащий приводной синхронный двигатель фрикционного цилиндра и приводной двигатель постоянного тока бобинодержателя, частота вращения которого регулируется изменением напряжения в якорной цепи в зависимости от величины момента, передаваемого через фрикционный контакт от фрикционного цилиндра к паковке (3).

Недостатком известного устройства является то, что через фрикционный контакт передается до трети всей .потребляемой механизмом мощности. 3TQ уменьшает, однако не исключает, проскальзывание паковки относительно фрикционного цилиндра. Следовательно, такое решение не удовлетворяет полностью требований к приводам мотальных механизмов при высоких скоростях намотки, т. е. не позволяет повысить производительность механизма.

Целью изобретения является повышение производительности механизма.

Для этого в известном электроприводе, содержащем приводной синхронный двига650190 тель фрикционного цилиндра, приводной регулируемый двигатель бобинодержателя, тиристорный регулятор напряжения, силовая цепь которого включена в якорную цепь двигателя бобинодержателя, цепь управления соединена с формирователем импульсов управления, один вход узла сравнения подключен к генератору пилообразного напряжения, связанному входом си,iхронизации с датчиком фазы тока синхронного двигателя, второй вход подключен через суммирующий элемент к задатчику нулевого угла отсечки и к интегратору угла отсечки, связанному с питающей сетью и выходом формирователя импульсов управления, а выход узла сравнения подключен к входу формирователя импульсов управления.

На фиг. 1 представлен электропривод, па фиг. 2 — векторные диаграммы напряжений, формируемых отдсльными узлами электропривода.

К, общему источнику 1 питания элекпропривода подключены приводной синхронный (например, синхронно-реактивный) двигатель 2 фрикционного цилиндра, в якорную цепь которого включен датчик 3 фазы тока этого двигателя, и через тиристорный регулятор 4,напряжения приводной асинхронный регулируемый двигатель

5 бобинодержателя. Датчик 3 фазы соединен со входом синхронизации генератора 6 пилообразного напряжения. Один вход узла сравнения 7 подключен к выходу генератора 6 пилообразного напряжсния, а второй вход узла сравнения 7 подключен через суммирующий элемент 8 к задатчику

9 нулевого угла отсечки и к интегратору

10 угла отсечки, имеющему связь с питающей сетью. Вход формирователя 11 импульсов управления подключен к выходу узла сравнения 7, а выход формирователя 11 соединен с тиристорным регулятором 4 напряжения и интегратором 10 угла отсечки.

Работает электропривод следующим образомм.

Датчик тока 3 обеспечивает предварительный сдвиг фазы тока на 90 эл. град.

Приводные двигатели 2 и 5 фрикционного цилиндра и бобинодержателя запитаны от общего источника 1. Диаметры бобины и фрикционного цилиндра, а также числа полюсов двигателей 2 и 5 выбраны TBKHivl образом, что при равенстве окружных скоростей бобины и фрикционного цилиндра частота вращения приводного двигателя бобинодержателя ниже на 7 — 10О О синхронной частоты вращения.

При отсутствии контакта между фрикционным цилиндром и телом намотки режим работы синхронного двигателя 2 близок к режиму холостого хода. В этом случае угол сдвига по фазе между током двигателя 2 и напряжением .питания близок к

90 эл. град. А синхронизируемое датчиком

1Î

30 с35

3 фазы тока пилообразное напряжсние генератора 6 опережает соответствующее фазное напряжение питания приводного двигателя 5 бобинодержателя на некоторый малый угол ф= (90 — cpp) эл. град. (см. фиг. 2а, кривая А), При работе механизма фрикционный цилиндр соприкасается с телом намотки.

Предположим, что нагрузка на фрикциопный контакт отсутствует. В соответствии с вышеизложенным пилообразное напряжение генератора 6, поступающее на один вход узла сравнения 7, представлено кривой А на фиг. 2а. На второй вход узла сравнения 7 подается постоянное напряжение Up (см. фиг. 2а) от задатчика 9 нулевого угла отсечки. При равенстве этих напряжений (нулевой разности) происходит запуск схемы формирователя 11 импульсов управления, которая включает тиристорный регулятор 4 напряжения. Включение тиристорного регулятора 4 напряжения соответствует подключению приводного двигателя

5 бобинодержателя к источнику питания 1.

Угол отсечки (см. фиг. 26) напряжения,питания пропорционален задержке по времени момента включения тиристорного рсгулятора относительно нулевой фазы напряжения.

Предположим, что окружная скорость фрикционного цилиндра при синхронной частоте вращения синхронного двигателя 2 меньше окружной скорости тела намотки.

Этот случай возможен при выборе начальной частоты вращения приводного двигателя 5 бобинодержателя меньше максимальной при данной нагрузке. Мощность, передаваемая через фрикционный контакт от тела намотки фрикционному цилиндру, переводит синхронный двигатель 2 в генераторный режим. В этом случае угол сдвига

:по фазе ср1 между током двигателя 2 и напряжением питания больше 90 эл. град. А синхронизирусмос датчиком 3 фазы тока пилообразное напряжение генератора 6 отстает по фазе от- напряжения питания приводного двигателя 5 бобинодержателя на угол ф= (ср1 — 90) эл. град. (см. фиг. 2а, кривая Ь). Ы моменты равенства этого напряжения и постоянного напряжения Up на входах узла сравнсния 7 приводной двигатель бобинодержателя подключается к источнику питания 1. На фиг. 2о показан угол отсечки а фазного напряжения, соответствуюший данному случаю. Одновременно с включением тиристорного регулятора 4 напряжения с формирователя 11 импульсов поступают сигналы на интегратор 10 угла отсечки,. Время запаздывания каждого сигнала относительно нулевой фазы напряжения является длительностью импульса 1„(см. фиг, 2в), формируемого в интеграторе 10 угла отсечки. Амплитуда этих импульсов постоянна, а длительность пропорциональна углу отсечки а. Импуль650190 сы интегрируются во времени, и на выходе интегратора !О формируе -ся lioi оян| ое напряжение Ь„(см. |риг. ). i To е |ычиiHa, пропорциональная углу отсечки Q,, Hdстраивается в зависимости от HHJiooupaBHoro напряжения генератора 6:, / !- >>>ЙХ г rгде а — угол отсечки питающего напряжения;

U!>spy МаКСИМаЛЬНаЯ ВСЛИЧИ1!а liii 10ооразного напряжения, снимаемого с выхода ген ра ора 1;

Tj 2 — 180 эл. град. питающего напряжения.

Выходное напряжение б„ин|егратора 10 угла отсечки складывается с напряжением

Vrs задатчика 9 нулевого угла о|сечки на су ммиру lощем элемсн >е ь и liocT) HaeT Ha второй вход узла сравнения 7 (см. !риг. 2а, ь — — 0> -г- |! . >.-с;1!! Опустить из pace!>roTpeНИЯ ПСРСХОДНЬ>Е IIPQIICCÑÚ|> iО ПО>!УЧИ>>>1; iI, РЫводной двигатель 0 ообинодержателя снижает HacTQ i) Вращения 32 c IcT у >|ели |ения угла отсечки, а приводнои двигатель !ррикционного цилиндра выходит из генерагорного режима. 11илоооразное напряжение, снимаемое с генератора 6, по фазе «смещается ВлеВО» ОтнОсительнО напряжсния питания, и IlpH по.ioiKcl>lill> соотвсгс !Ву.|Ощсх! кри>вой А на фиг. 2а, привод Восстанавливает устойчивый режим работы. А на втоРОМ ВХОДЕ УЗЛа СРаВН "ПИЯ ОСТав>CSi Напряжение U|, поддер кивающее гостоянным

УГОЛ О ССЧКИ 01,1.

АналоГично раоотает приВОд >spH poc|c

Диамс|ра iiaKoBKH. 11и.!ОобразнОс напрЯжсние Iio фазс из положения, соответсгвующс— го кривой А на фиг. 2.;, «сдвигае!.ся впраВО»> СХЕМа, OTPaodTblaaS! ВОЗМУ >ЦСНЫС, «ВОЗвращает» фазу пилоооразного напряжсыия

В ИСХОДНОС liori02KCHHC) 32ПОМИН2Я ПРИ 1>iOМ больший угол отсечки.

Пр1! Слу чайном торможении оооинодсржателя мощность чср 3 фрикционпый кОИтакт отбирается от !ррикционного цилиндра. Синхронный дВиl азсль 2 наГру жается>

Гто соответствует «сдвигу» влево от| о Hтельно кривой A. на фиг. 2и пилоооразного напряжения генера ора 6. Угол отсечки уменьшается, увеличивая нагрузочную способность приводного двигателя о оооинодержателя. А схема, отрабо"а-в возмущение, «возвращает» в исходнос положение фазу пилообразного напряжения, запоминая при этом меньший угол отсечки.

При правильном выборе напряжс1!Ия U> задатчика 9 нулевого угла отсечки нагрузк2 н2 фрикционный контакт пр2ктически

ПС!ь!Ю lае CSr В С IЕНИЕ ВССГО ЦИКЛа HaMOTKll. > реал ны ус. о>п|ях с учетом разброса характсристик двl|Гатслсп, KQHCTpyKTHB5 1.ь!х исl!О;11>сйиы !рр!|Кционнь!х цилиндроВ и

vouHH, 2 также вследствие погрешностеи самого Зада!Чика нулевого угла отсечки мощное ь, передаваемая через фрикционныи контакт, составляет не 00Jlee 2 — 3% !

О ц;,Ости, 10-реоляемои намоточным механизмом. !То позволяет обеспечить точное .,Одд ржан||е высоких скоростей намотки, что повышает производительность механизма.

11срехОД oi ОДно|l скорости намотки нити другоп oc)ществляется изменением час-! оты и ам|!.|игуды напряжения источника

;!11; а шя элсктропривода оез подрегулировок. ! |1>именение Оесl Онтактных исполнительных двигателеи значительно повышает покa3areliH надежности и долговечности элек pLIbplii>Lloyd. Тхрдме 1010> ."рсдл>агаемЫЙ СаМоriаС!Раli|>210ЩИHСЯ ЭЛСКiPОI!PHBОД НЕ ТРЕоуст сложных и относительно неточных

1!рогра мных устроиств.

Формула изобретения ,.)лев!ропрнвод моl 2JlbHril о мех2низма>

C0+Cp irr a Ir> Il lI l. j; П ВОД|,oil Cli liKр 0 Н НЫЙ ДВИГа-! с. ь |ррикциойного цилиндра, приводнои регул|!ру емыи двигатель оооинодержателя, ГИрПС|Ораb||i р,.Гупя!Ор НапряжЕНня, СИЛОвая цепь которого включена в якорную цс.ь дв а е; я Оооп Одержа! с. я, а це lb у 1>равлсния соединена с !pop ìèðÎâàòñëåì им| ульсов управления, и узел сравнения, О I Л ii Ч а 10 IЦ И li С Я 1 СМ, ЧТО, С ЦС.ЧЬ|0 ПОВЫшсния 1|ропзВОдительности> Один ВхОд ) 3ла сраВй iii!s! Ноды110чсн к Гснератору пилообРаЗНОГО На>!Ряжсния, Связайно!>1У ВХОДОМ

СИНХРОНИЗаЦНИ С Да i ЧИКОМ фаЗЫ TOKB СИНхро!|ного двигаlcëÿ, второй вход одклю45 чику ну лево-о угла отсечки и к интегратору угла отсечки, связанному с пптающеи

ССI ЬЮ li ВЫХОДОМ @QPilIHPGBaTCЛЯ Hibril) JlbcoB управления, а выход узла сравнения подкл|Очен к Входу !pop!>IHpoBaтсл11 импульсов.

Источники информации, Принятые BO B}iHblaHHC lipH BKcllepTH3C

1. Авторское свидетельство СССР № 246604, кл. D 01D 7j00, 24.08.63.

2. Авторское свидетельство СССР № 236703, кл. В 65Н 59/38, 30.01.63.

3. Патент ФРГ № 1267780, кл. 29а 6/01, 30. 05. 73.

650190

Редактор Ю. Челюканов

Заказ 2709/2 Изд, № 158 Тираж 865 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5Ê-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель В. Тарасов

Техред Н. Строганова

Корректоры: Г. Беркович и А. Степанова