SU754631A1 - Многодвигательный электропривод для перемещения гибкого деформируемого материала 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в текстильной промышленности в системах многодвигательного электропривода поточных линий для обработки гибкого деформируемого материала.

Известны многодвигательные электроприводы для обработки гибкого деформируемого материала, построенные на базе электрического дифференциала. В электроприводе использована пульс-пара, состоящая из двух реле, в цепи катушек которых подключены контакты путевых переключателей крайних положений датчика, при этом контакты реле соединены последовательно и средней точкой подсоединены к преобразователю датчика, а оставшиеся зажимы контактов подсоединены со вторым полюсом преобразователя датчика, причем входы других входных потенциометров соединены параллельно со входом источника питания электрического дифференциала и преобразователем малоходового датчика, установленного вне электрического дифференциала [1].

Введение пульс-пары позволяет снизить колебательность устройства в динамических режимах, если колебания датчика натяже2

ния не доходят до крайних положений датчика, так как в этом случае работает только одна подпитка и синхронизацию скоростей двигателей ячейки электрического дифференциала обеспечивает силовой контур через

₅ проводимый материал. Если колебания датчика натяжения доходят до крайних положений в динамических режимах, то введение пульс-пары не уменьшает колебательность устройства, так как в данном случае будут работать обе подпитки. Введение пульс-пары ю снижает статическую точность системы поддержания натяжения, так если больше загружен один из двигателей и работает одна подпитка, а потом загрузка двигателей изменяется, т.е. другой двигатель загружается больше, чем первый,тогда натяжение про¹⁵ водимого материала станет возрастать, следовательно, датчик натяжения будет работать в другой половине угла, в той, где подпитка уже не работает, а другая подпитка еще не работает, так как не нажат

20 конечный выключатель, и такой переход может продолжаться значительное время, что

привлечет за собой остаточную деформацию

проводимого материала и, как следствие,

брак последнего.

754631

Использование в качестве задающего (опорного) сигнала по натяжению внутри дифференциальной ячейки сигнала с датчика, расположенного вне дифференциальной ячейки, приводит к тому, что все колебания натяжения, происходящие вне дифференциальной ячейки, будут передаваться ¹ и в дифференциальную ячейку, т.е. система будет более колебательная, причем колебания могут оказаться незатухающими, так как зона внутри дифференциальной ячейки и зона вне ее связаны обрабатываемым материалом, обладающим транспортным запаздыванием.

Наиболее близким к предлагаемому является многодвигательный электропривод для перемещения гибкого деформируемого ма- и териала, содержащий электродвигатели постоянного тока, соединенные по дифференциальной схеме, датчик натяжения, расположенный внутри дифференциальной ячейки, датчик натяжения, расположенный вне ₂₀ дифференциальной ячейки, связанный через регулятор скорости с обмотками возбуждения электродвигателей постоянного тока ячейки, блок уставки статической точности, входом подключенный к датчику натяжения, расположенному внутри ячейки, второй ре- и гулятор скорости, выход которого через датчик тока соединен с блоком коммутации, включенным в якорные цепи электродвигателей постоянного тока, подключенные к тахометрическому мосту [2].

Сигнал с тахометрического моста пропорционален разности скоростей двигателей данной пары, поэтому при вытяжке или усадке обрабатываемого материала данный сигнал вносит дополнительную погрешность в работу контура по отклонению (обратная связь с дополнительных датчиков натяжения), т.е. уменьшает точность поддержания натяжения материала. Кроме того, недостатком многодвигательного электропривода является недостаточная точность контура ре- 40 гулирования по нагрузке (силовая связь двигателей, соединенных последовательно через рабочие органы и обрабатываемый материал) . Недостаточная точность контура регулирования по нагрузке проявляется при отработке технологических возмущений, например усадке обрабатываемого материала. При усадке обрабатываемого материала посредством силовой связи двигателей через обрабатываемый материал должна меняться скорость двигателей, якорные цепи которых сое- $о динены последовательно, до такого значения, чтобы осталось прежнее натяжение материала без вмешательства контура по отклонению. В рассматриваемом электроприводе перераспределения скоростей двигателей без вмешательства контура по отклоне- ³¹⁵ нию не произойдет, так как напряжение, подаваемого с дополнительных регуляторов скорости на двигатели, не изменится.

4

Цель изобретения — повышение точности и улучшения динамических характеристик.

Указанная цель достигается тем, что в многодвигательный электропривод для перемещения гибкого деформируемого материала введен блок задержки, вход которого соединен с блоком установки статической точности,а выход — с блоком коммутации, дифференциальная цепочка, входом соединенная с тахометрическим мостом, а выходом — с одним из входов второго регулятора скорости, другой вход которого соединен с датчиком тока, а третий вход связан с выходом датчика натяжения, расположенного внутри ячейки.

На чертеже представлена функциональная технологическая схема многодвигательного электропривода для перемещения гибкого деформируемого материала с электродвигателями постоянного тока, соединенными по дифференциальной схеме.

Ткань 1 из рулона 2 в направлении, указанном стрелкой, проходит через ряд технологических машин или механизмов, объединенных в линию, транспортирующие органы которых приводятся в движение от электродвигателей постоянного тока 3, 4 и 5. Якорные обмотки электродвигателей 4 и 5 соединены последовательно, образуя одну дифференциальную ячейку, и подключены к общему источнику постоянного напряжения Ц_с. Якорная обмотка двигателя 3, приводящего в движение транспортирующие органы технологической машины, стоящей первой в поточной линии, подключена к источнику напряжения 0,5 и_с.

Соединенные последовательно шунтовые обмотки возбуждения 6 и 7 электродвигателей каждой дифференциальной ячейки подключены к выходу регулятора 8 скорости. Шунтовая обмотка 9 возбуждения двигателя 3 подключена к выходу регулятора 10 скорости, который аналогичен регулятору 8. В качестве регуляторов 8 и 10 скорости могут быть использованы любые регулируемые источники питания постоянного тока, например магнитные усилители или регулируемые сопротивления. На регуляторы скорости 8 и 10 воздействуют датчики натяжения 11 и 12, которые расположены в технологической зоне вне дифференциальных ячеек. Внутри зоны дифференциальной ячейки расположен датчик 13 натяжения, который воздействует на регулятор 14 скорости расположенный внутри ячейки. Последний подключается параллельно якорной цепи одного из двигателей ячейки посредством коммутационного блока 15.

Команда на переключение регулятора скорости 14 внутри ячейки с одного двигателя

дифференциальной ячейки на другой в блок

коммутации поступает через блок задержки

754631

6

16 с блока 17 уставки статической точности.

Блок 17 в свою очередь управляется также

с датчика натяжения 13, расположенного

внутри ячейки.

В регулятор 14 скорости внутри ячейки введены отрицательные обратные связи: по току, с датчика 18 тока и по разнице скоростей двигателей дифференциальной ячейки с тахометрического моста через дифференциальную цепочку 19.

Тахометрический мост образован якорными цепями двигателей дифференциальной ячейки и параллельно им включенным потенциометром 20, сигнал снимается со средней точки в якорных цепей двигателей ячейки и средней точки а потенциометра 20 и подается на вход дифференциальной цепочки 19, в качестве которой могут быть использованы трансформаторы или дифференциальные КС-цепочки.

Малоходовые датчики натяжения представляют собой рычаг, который вращается на оси, на другой стороне которого расположен ролик, огибаемый обрабатываемым материалом. Для обеспечения переменной характеристики датчика по натяжению в зависимости от угла поворота рычага последний подпружинен.

Электропривод работает следующим образом.

При установившемся режиме работы электропривода материал 1 между технологическими машинами проводится с заданным натяжением соответственно определенному положению ролика малоходового датчика и натяжению его пружины. На валу двигателей 4 и 5 при этом создается вращающий момент, пропорциональный токам Лг и Л з, которые при равенстве моментов статического сопротивления машины одинаковы, если имеется разница моментов статического сопротивления на валах двигателей 4 и 5, то она компенсируется током Л г или Л э от регулятора 14 скорости, внутри ячейки, величина которого задается с блока уставки статической точности и поддерживается постоянной за счет отрицательной обратной связи с датчика 18 тока.

Обратная связь с тахометрического моста в установившемся режиме не влияет на работу регуляторов скорости внутри ячейки, так как разность скоростей двигателей ячейки, а соответственно и разность их противоЭДС не меняется в установившемся режиме.

Рассмотрим воздействие изменения момента статического сопротивления на работу электропривода. Допустим, что в установившемся режиме двигатель 4 загружен больше двигателя 5, значит регулятор скорости 14 подключен к двигателю 4 и ток Л г компенсирует разницу загрузки двигателей. Пусть теперь момент статического сопротивления двигателя 5 увеличился до значения большего, чем на двигателе 4, при этом скорость и противоЭДС двигателя увеличится,

материала в зону будет поступать больше,

и натяжение в зоне уменьшится. Датчик натяжения 13 формирует команды на блок 17

и регулятор 14 скорости внутри ячейки.

Блок 17 формирует команду на блок 16 задержки. Выдержка времени в блоке 16 задержки выбирается из условия: не пропустить команду с датчика 13 натяжения в динамических режимах (пуск, разгон, торможение) к коммутационному блоку и чтобы эта команда свободно проходила при изменении момента статического сопротивления.

Поэтому в рассматриваемом случае команда с блока 17 уставки статической точности проходит через блок 16 задержки на коммутационный блок 15, который переключает регулятор 14 скорости к двигателю 5, в результате создается ток Л у Величина тока Л а определяется величиной сигнала с датчика 13 натяжения на регулятор 14 скорости. Установившаяся величина тока Л з поддерживается постоянной за счет отрицательной обратной связи по току с датчика 18 тока. Ток Л а компенсирует появившуюся разницу моментов статического сопротивления на валах двигателей 4 и 5 и уровень натяжения обрабатываемого материала восстанавливается.

Рассмотрим работу электропривода при технологических возмущениях, например усадке. Поддержание величины тока Л з постоянной за счет отрицательной обратной связи по току с датчика 18 тока позволяет отрабатывать дифференциальному электроприводу технологические возмущения без участия отрицательной обратной связи по натяжению с датчика натяжения за счет силового согласования. Если в зоне между рабочими органами происходит усадка обрабатываемого материала, это значит, что материала в зоне становится меньше и натяжение его повышается. За счет повышения натяжения момент на двигателе 5 возрастает, его скорость и противоЭДС уменьшаются, а противоЭДС и скорость двигателя 4 увеличиваются, материала в зону будет поступать больше, и натяжение его восстановится до прежнего уровня. Регулятор скорости не будет препятствовать этому перераспределению скоростей, так как его выходным параметром будет не напряжение, а постоянная величина тока Л'з, которая компенсирует разность моментов статического сопротивления на валах двигателей и не влияет на перераспределение их скоростей.

При отработке динамических режимов (пуск, разгон, торможение) блок коммутации не переключает регулятор скорости внутри ячейки с одного двигателя на другой, что снижает колебательность электропривода.

Отрицательная обратная связь с тахометрического моста через дифференцирую754631

7

8

щую цепочку также снижает колебательность электропривода в динамических режимах, так как она компенсирует возникающую в динамических режимах величину изменения разности скоростей электродвигателей путем воздействия на величину тока регулятора 14 скорости.

В поточных линиях, которые рассматриваются, имеются зоны с резким изменением натяжения обрабатываемого материала, обычно в начале линии. Например, если материал 1 в линию поступает из ролика 2, который имеет эксцентриситет, то момент, необходимый для разматывания ткани из ролика, будет переменным, поэтому и натяжение материала на входе в первые рабочие органы будет переменным. Так как в дифференциальном электроприводе каждый из двигателей в отдельности обладает мягкими механическими характеристиками, то возмущения по входному натяжению обрабатываемого материала, будут передаваться в дифференциальную ячейку и вызывать дополнительные колебания натяжения материала в ней. Поэтому после зоны с резким изменением натяжения материала в предложенном электроприводе транспортирующий орган механизма приводится в действие двигателем 3, не объединенным в пару, так как механические характеристики двигателя 3 в этом случае жесткие и колебания входного натяжения не проходят в линию.

Таким образом, в многодвигательном приводе обеспечивается повышенная точность поддержания натяжения обрабатываемого материала за счет введения блока задержки отрицательной обратной связи по току в регуляторах скорости внутри ячейки дифференцирующей цепочки в цепи отрицательной обратной связи с тахометрического моста.

Улучшение динамических характеристик электропривода обеспечивается за счет введения отрицательной обратной связи с тахометрического моста в дифференциальной

ячейке через дифференциальную систему, а

также за счет того, что после зоны с резким изменением натяжения материала транспортирующий орган приводится в движение

двигателем, не объединенным в дифферен_ί циальную ячейку.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Многодвигательный электропривод для ю перемещения гибкого деформируемого, материала, содержащий электродвигатели постоянного тока, соединенные по дифференциальной схеме, датчик натяжения, расположенный внутри дифференциальной ячейки, и датчик натяжения, расположенный вне указан¹³ ной ячейки, связанный через регулятор скорости с обмотками возбуждения электродвигателей постоянного тока дифференциальной ячейки, блок уставки статической точности, входом подключенный к датчику натя20 жения, расположенному внутри дифференциальной ячейки, второй регулятор скорости, выход которого через датчик тока соединен с блоком коммутации, включенным в якорные цепи электродвигателей постоянного тока, подключенные к тахометрическому

   ²⁵ мосту, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и улучшения динамических характеристик, в электропривод введены блок задержки, вход которого соединен с блоком уставки статической точности, а вы30 ход — с блоком коммутации, дифференциальная цепочка, входом соединенная с тахометрическим мостом, а выходом — с одним из входов второго регулятора скорости, другой вход которого соединен с датчиком тока, а третий вход связан с выходом дат31 чика натяжения, расположенного внутри ячейки.