SU1288876A1

SU1288876A1 - Электропривод моталки прецизионного агрегата

Info

Publication number: SU1288876A1
Application number: SU843820753A
Authority: SU
Inventors: Марк Львович Прудков
Original assignee: Государственный Проектный Институт "Электротяжхимпроект"
Priority date: 1984-12-06
Filing date: 1984-12-06
Publication date: 1987-02-07

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в механизмах, осуществл ющих обработку тончайших лент. В данном устройстве исключаютс обрывы материала в процессе его смотки в рулон, уменьшаютс вынужденные останов.ы и достигаетс повышение производительности агрегата за счет того, что оно снабжено грузовым регул тором 17 нат жени , с которым механически соединен сельсин-датчик 12, а-второй вход первого блока 10 перемножени св зан с выходом задани частоты вращени задатчика 5 интенсивности. Выход задани ускорени задатчика 5 интенсивности подключен к первому входу второго блока 11 перемножени , соединенного своим вторым входом с выходом интегро-запоминающего устройства 14. Выход датчика 9 линейной скорости наматываемого материала подключен к входу задатчика 5 интенсивности , а выход датчика 18 частоты вращени св зан с входом регул тора 6 частоты вращени . 1 ил. с S СЛ 1 Ю 00 00 00

Description

Изобретение относитс к электротехнике , а именно к электроприводам наметочно-размоточных механизмов прецизионных агрегатов, осуществл ющих обработку тончайших лент.

Цель изобретени - повышение производительности агрегата за счет уменьшени числа обрывов материала в процессе намотки.

На чертеже изображена функциональна схема электропривода.

Электропривод моталки 1, предназначенный дл намотки материала 2, содержит электродвигатель 3, корна обмотка которого подключена к вентильному преобразователю 4, в цепь управлени которого включены задат- чик 5 интенсивности и последовательно соединенные регул тор 6 частоты вращени электродвигател и регул тор 7 тока с подключенным к его входу датчиком 8 тока, датчик 9 линейной скорости наматываемого материала, первый блок 10 перемножени , выход которого подключен ко входу регул тора 6 частоты вращени , второй блок 11 перемножени , последовательно включенные сельсин-датчик 12, фазочувствительный выпр митель 13 и интегро-запоминающее устройство 14, выход которого подключен к перв.ому входу блока 10 перемножени , а также задатчик 15 начальных условий, выход которого через управл емый ключ 16 соединен со вторым входом интегро-запоминающего устрой- ства 14. Электропривод снабжен грузовым регул тором 17 нат жени , с которым механически соединен сельсин- датчик 12.

Второй вход блока 10 перемножени св зан с выходом задани частоты вращени задатчика 5 интенсивности, выход задани ускорени которого подключен к первому входу блока 11 перемножени , соединенного своим вторым входом с выходом интегро-запоминающего устройства 14, а выходом - со входом регул тора 7 тока.Выход датчика 9 линейной скорости наматываемого материала подключен ко входу задатчика 5 интенсивности, а выход датчика 18 частоты вращени св зан со входом регул тора 6 частоты вращени . Электродвигатель 3 св зан с барабаном моталки 1 через многоступенчатый редуктор 19. Датчик 9 линеной скорости соединен механически с транспортньми роликами 20

Электропривод работает следующим образом.

Нат жение Т наматываемого материала 2 определ етс величиной посто нного усили , создаваемого грузовым регул тором 17 нат жени .

При сто нке агрегата после окончани заправки материала 2 в моталку 1 усилие нат жени ленты Т, создавае-, мое грузовым регул тором 17 нат жени , компенсируетс электромагнитным моментом т, электродвигател 3 моталки 1 и моментом привода транспортных роликов 20. При этом

m

(TR /j)+m,

(1)

0

5

0

5

0

5

0

5

где R - начальный радиус рулона

на моталке 1; j - передаточное отношение

многоступенчатого редук- тора 19; Горр - момент потерь редукто ра 19.

Момент т (1) электродвигател 3 создаетс с помощью регул тора 7 т.о- ка, задающим сигналом которого вл етс сигнал ij,, образуемый интегральной частью регул тора 6 частоты вращени , а обратной св зью - сигнал i датчика 8 тока. Если поток возбуждени электродвигател 3 посто нен, то ток i пропорционален моменту т, т.е. ij, -m. Регул тор 7 тока, управл силовым преобразователем 4, поддерживает заданное значение тока i(, электродвигател 3. Механическа система при этом находитс в равновесии , а агрегат - в покое.

При пуске агрегата до рабочей скорости V увеличиваетс сигнал с датчика 9 линейной скосрости, который пропорционален текущему значению скорости V. Сигнал датчика 9 линей-- ной скорости пропускаетс через задатчик 5 интенсивности, которым ограничиваетс темп ускорени электродвигател 3 на его предельно допустимом уровне. Одновременно на втором выходе задатчика 11 интенсивности образуетс сигнал производной выходного сигнала. Если темп ускорени агрегата dV/dt и соответственно темп .увеличени сигнала датчика 9 линейной скорости ниже предельно допустимого темпа разгона электродвигател 3 моталки 1, этот темп пропускаетс задатчиком 5 интенсивности без изменени .

Поэтому сигнал на втором выходе задатчика 5 интенсивности пропорционален ускорению материала -dV/dt.

Предварительно при сто нке агрегата в интегро-запоминающее устройство 14 от задатчика 15 начальных условий вводитс через управл емый ключ 16 начальное значение величины j/Rj,, где R - соответствует начальному радиусу рулона моталки 1; j - передаточное отношение редуктора 19. Этот сигнал запоминаетс в устройстве 14 и подводи тс ко входу блока 10 перемножени , Ко второму его входу подводитс выходной сигнал задатчика 5 интенсивности, пропорциональный текущей скорости V материала, и на выходе блока 10 перемножени образуетс измен ющийс сигнал задани угловой скорости СО электродвигател 3, так к ак

СО

JV/ROСигнал со а подводитс в качестве задающего ко входу регул тора 6 частоты вращени , которым отрабатываетс задание 0, так, чтобы текуща углова скорость оэ электродвигател 3, измер ема датчиком 18 скорости, равн лась текущему значению оОо т.е. О СОа. Таким образом, текуща углова скорость со электродвигател 3 соответствует текущей линейной скорости V материала, т.е. СО jV/R.

В процессе разгона агрегата и электродвигател 3 по вл етс динами3:

Jdco/dt, (2)

ческий момент Шд электродвигател 3:

/

где J - результирующий момент инерции , приведенной к валу электродвигател 3, т.е. электромагнитный момент m электродвигател 3 в процессе разгона должен увеличитьс на величину т.

или m

га + Шд,

50

где та. соответствует статической составл ющей момента т, определ емой уравнением (1).

Дл накоплени при разгоне агрегата регул тором 6 частоты вращени .сигнала, соответствующего заданию момента m (3), некоторое врем должно иметь место рассогласование йсо СОг-13 на входе регул тора 6 .скорости, т.е. отставание угловой скорости электродвигател 3 от заданного значени o-j , соответствующего линейной скорости V

O

5

0

5

материала. Это отставание &со приведет к отклонению положени грузового регул тора 17 нат жени от исходного, что нежелательно, так как вызовет отклонение нат жени ленты йТ ра, где р - масса грузового регул тора 17; а - ускорение при изменении положени регул тора 17. Кроме того, могут возникнуть колебани груза регул тора 17, что еще больше увеличит отклонени нат жени материала и может привести к ее обрыву.

Чтобы исключить по вление и со и соответственно исключить изменени нат жени материала из-за изменени положени грузового регул тора 17 нат жени , сигнал задани динамического момента Год (2) подаетс на вход регул тора 7 тока не с выхода регул тора 6 частоты вращени , а с выхода блока 1 1 перемножител , к первому входу которого подводитс сигнал dV/dt со второго выхода задатчика 5 интенсивности , а ко второму входу - сигнал JR /RQ с выхода интегро-запоминающего устройства 14. При этом на выходе блока 11 перемножени образуетс сигнал

30

1Д°

35

40

45

50

Момент инерции J - величина практически посто нна , несмотр на изменение момента инерции рулона вследствие изменени радиуса рулона R на моталке 1. Это объ сн етс тем, что передаточное отношение j многоступенчатого редуктора 19 достигает 50-100, так как обработка тончайщих лент прецизионными агрегатами производитс на весьма низких рабочих скорост х - 2-20 м/мин. Поскольку при приведении момента инерции рулона к валу электродвигател 3 он уменьшаетс в j раз, то по сравнению с посто нной составл ющей переменна составл юща , соответствующа моменту инерции рулона, вл етс величиной второго пор дка малости и ее дол в общей величине приведенного момента инерции J весьма мала. Поэтому сигнал jJ/Ro на входе блока 11 перемножени по сравнению с сигналом J/RO на входе блока 10 перемножени измен етс лишь соответствующим изменением масштаба.

После окончани разгона агрегата i до скорости V исчезает сигнал dV/dt на втором выходе задатчика 5 интенсивности и исчезает сигнал год на выходе блока 11 перемножени . Таким образом, блок 11 перемножени освобождает регул тор 6 частоты вращени от функции задани динамической составл ющей момента Шд (2) регул тору 7 тока и благодар этому исключает отклонени регул тора 17 нат жени от исходного положени . В процессе намотки рулона моталкой 1 постепенно измен етс его радиус R. При неизменной угловой скорости со электродвигател 3 это приводит к увеличению линейной скорости ленты со сто )0

нал интeгpo-зaпoм fflaloш;eгo устройства 14 на входе блока 10 перемножени , из совместного решени уравнений (4)-(6) получаем

V-x Vj/R,(7)

или

X j/R,

что и требовалось доказать, т.е. текущий выходной сигнал интегро-запоми- нающего устройства 14 пропорционален текущему значению величины j/R.

В предлагаемом электроприводе прин то накопление на выходе интегро .„ ,г запоминающего устройства 14 сигнала,

РОНЫ моталки 1 по сравнению с линей- J - . j t-

обратно пропорционального текущему

радиусу рулона R, с тем, чтобы повысить точность задани регул тора 7 тока динамической составл ющей мо20

ной ее скоростью со стороны транспортных роликов 20. Вследствие по влени разности скоростей материала по обе стороны регул тора 17 нат жени он начинает отклон тьс от исходного положени и соответственно отклон ет сельсин-датчик 12 от исходного положени ..

При отклонении от исходного положени по вл етс выходной сигнал сельсин-датчика 12, который, поступа на ВХОД интегро-запоминающего устройства 14, измен ет его выходной сигнал. Покажем, что выходной сиг- Нал интегро-запоминающего устройства 12 следит за текущим значением величины j/R, т.е. обратно пропорционален текущему значению радиуса рулона R. Так как линейна скорость V транспортных роликов 20 неизменна, то при изменении выходного сигнала интегро- запоминающего устройства 14 вследствие -по влени сигнала сельсин-датчика 12 измен етс заданное значение СО г на входе регул тора 6 частоты вращени . Так как сигнал сельсин- датчика 12 в данном случае уменьшает первоначально установленную величину j/Rp на выходе интегро-запоминающего vcrpojicTBa 14, то значение со а на выходе блока 10 перемножени уменьшаетс и соответственно снижаетс углова скорость со электродвигател 3. При этом линейна скорость материала со стороны транспортных роликов 20 и разница этих скоростей сводитс к нулю, т.е.- в данном случае наступает равенство

WR/J V,(4)

или

со Vj/R,(5)

мента iftj (2). Наибольшего значени величина m

1д достигает при минимальном радиусе рулона R, а поскольку

т,

25

Ji dV

R dc

(8)

35

40

то необходимо, чтобы относительна ошибка в вычислении и задании величины Шд (8) была наименьшей. Это имеет место, когда значение выходного jg сигнала интегро-запоминающего устройства 14 наибольшее. Тогда относительна погрешность вычислени j/R наименьша при посто нной абсолютной погрешности.

Если разгон агрегата будет происходить с большим радиусом R рулона, то величина Шд уменьшаетс и относительна ошибка в его вычислении и задании может быть допущена большей. При этом выходной сигнал интегро-запоминающего устройства 14 уменьшаетс и при посто нной абсолютной погрешности относительна погрешность вычислени им величины j/R растет, что

в данном случае допустимо. 45 1

При снижении скорости агрегата В конце размотки рулона знак ускорени dV/dc измен етс и соответст- векно измен етс знак задающего сигнала Шд (8) на входе регул тора 7 тока. Затем цикл повтор етс .

Таким образом, в предлагаемом электроприводе исключаютс обрывы материала в процессе его смотри в рулон, уменьшаютс вынужденные остановы и достигаетс повышение производительности прецизионного агрегата.Так как CD jj со и ci- V. х, (6) где через х обозначен выхоДной сиг

V-x Vj/R,(7)

или

X j/R,

В предлагаемом электроприводе прин то накопление на выходе интегромента iftj (2). Наибольшего значени величина m

т,

Ji dV

R dc

(8)

35

40

в данном случае допустимо. 45 1

Таким образом, в предлагаемом электроприводе исключаютс обрывы материала в процессе его смотри в рулон, уменьшаютс вынужденные остановы и достигаетс повышение производительности прецизионного агрегата.

Claims

Формула изобретени Электропривод моталки прецизионного агрегата, содержащий электро- двигатель, корна обмотка которого подключена к вентильному преобразователю , в цепь управлени которого включены задатчик интенсивности и последовательно соединенные регул тор частоты вращени электродвигател и регул тор тока с подключенным к его входу Датчиком тока, датчик линейной скорости наматываемого материала , первый блок перемножени , выход которого подключен к входу регул тора частоты вращени , второй блок перемножени , последовательно включенные сельсин-датчик, фазо- чувствительный выпр митель и интегро запоминающее устройство, выход которого подключен к первому входу пер- вого блока перемножени , а также задатчик начальных условий, выход которого через управл емый ключ сое

Редактор Н.Егорова Заказ 7822/56

Составитель ВiКузнецова

Техред А.Кравчук Корректор Г.Решетник

Тираж 683Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35 Раушска наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна , 4

20 88768

динен с вторым входом минающего устройства, .вращени , о т л и ч а

интегро-запо- датчик частоты ю щ и и с

O

0

тем, что, с целью повьшени производительности агрегата за счет уменьшени числа обрывов материала в процессе намотки, он снабжен грузовым регул тором нат жени , с которым механически соединен сельсин-датчик, второй вход первого блока перемножени св зан с выходом задани частоты вращени задатчика интенсивности, выход задани ускорени которого подключен к первому входу второго 5 блока перемножени , соединенного своим вторым входом с выходом интегро- запоминающего устройства, а выходом- с входом регул тора тока, вы ход датчика линейной скорости наматываемого материала подключен к входу задатчика интенсивности, а выход датчика частоты вращени св зан с входом регул тора частоты вращени .