УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ АВАРИЙНЫМ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЕМ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ТЕКСТИЛЬНОЙ МАШИНЫ Российский патент 1997 года по МПК D01H13/24 H02P5/00 

Изобретение относится к области производства машин для изготовления текстильных материалов, конкретнее, к устройствам для управления электроприводом текстильной машины в аварийных ситуациях.

Известно устройство управления электроприводом текстильной машины (см. патент ФРГ N 1273389, D ОH 1 1/34, 1971), содержащее блок программного управления, связанный с электродвигателем постоянного тока, вал которого кинематически соединен с валом тахогенератора, электрически связанного с блоком формования обратной связи по скорости электродвигателя.

Недостатком известного устройства является невысокая надежность, обусловленная тем, что случайный обрыв электрической цепи обратной связи по скорости или неисправность соединения валов электродвигателя и тахогенератора приводит к резкому увеличению скорости приводного двигателя, что, как правило, ведет либо к обрыву, либо к выпуску некачественных нитей.

Указанный недостаток устранен в другом известном устройстве для управления аварийным переключателем электропривода текстильной машины (см.а.с. СССР N 648668, D 01 H 13/24, 1979), содержащем блок управления электроприводом, связанный с электродвигателем постоянного тока, вал которого кинематически связан с валом тахогенератора, электрически соединенного через пороговый элемент с первым входом аварийного переключателя, блок формирования обратной связи по напряжению, вход которого связан с выходом блока управления электроприводом, а выход со вторым входом аварийного переключателя, и регулятор скорости, соединенный первым входом с аварийным переключателем, а вторым входом с датчиком скорости. Устройство принято за прототип заявляемого объекта по большинству совпадающих существенных признаков.

Недостатком устройства прототипа является низкая точность поддержания заданной скорости электропривода при работе от блока формирования обратной связи по напряжению, особенно в случае возникновения аварийных ситуаций. В течение полного цикла наработки поковок требуется высокая точность поддержания заданной скорости вращения электропривода для обеспечения постоянной скорости перемещения рабочей нити, определяющей ряд физико-механических параметров, например, степени вытяжки по длине нити, и в конечном счете, качество нарабатываемых поковок. Снижение точности поддержания заданной скорости обусловлено тем, что в прототипе не учитывается величина нагрузки на валу электродвигателя, которая зависит от массы поковок с нитью, наработанных к моменту срабатывания аварийного переключателя. Величина нагрузки (момента "М") на валу электродвигателя при постоянном потоке возбуждения пропорциональна току и зависит от падения напряжения в якорной цепи электродвигателя (см.И.П. Копылов, Электрические машины, М. Энергоатомиздат, 1986, с.300):
M C₁ФI_я (1)
где C₁Ф постоянная двигателя
I_я ток двигателя
(2)
где n частота вращения ротора
C₂Ф постоянная двигателя
E ЭДС вращения
V напряжение двигателя
r_я сопротивление якорной цепи
Из уравнения (2) следует, что для точного поддержания заданной частоты вращения "n" необходимо учитывать падение напряжения "I_я•r_я" в якорной цепи электродвигателя, которое является функцией его нагрузки. Причем нагрузки, изменяющей свою величину в зависимости от массы наработанных паковок, что не учтено в устройстве прототипа.

Технической задачей изобретения является повышение точности поддержания заданной скорости (или частоты) вращения электропривода при случайных обрывах в кинематической или электрической цепях тахогенератора за счет компенсации падения напряжения в якорной цепи электродвигателя от нагрузки.

Поставленная задача достигается тем, что устройство для управления аварийным переключателем электропривода текстильной машины, содержащее блок управления электроприводом, связанный с электродвигателем постоянного тока, вал которого кинематически связан с валом тахогенератора, электрически соединенного через пороговый элемент с первым входом аварийного переключателя, блок формирования обратной связи по напряжению, вход которого связан с выходом блока управления электроприводом, а выход со вторым входом аварийного переключателя, регулятор скорости, соединенный первым входом с аварийным переключателем, а вторым входом с задатчиком скорости, упомянутое устройство оснащено датчиком тока, компенсирующим резистором, блокирующим элементом и схемой сигнализации, а аварийный переключатель и пороговый элемент имеют дополнительные входы и выходы, при этом датчик тока установлен на входе блока управления электроприводом и электрически соединен с третьим входом аварийного переключателя, второй выход аварийного переключателя через компенсирующий раствор подключен к третьему входу регулятора скорости, вход схемы сигнализации связан со вторым выходом порогового элемента, а второй выход блока управления электроприводом через блокирующий элемент и его замыкающий с выдержкой времени контакт подключен к четвертому входу аварийного переключателя.

Отличительными существенными признаками заявляемого устройства, по сравнению с прототипом, являются:
1) дополнительное оснащение устройства датчиком тока, компенсирующим резистором, блокирующим элементом и схемой сигнализации;
2) оснащение аварийного переключателя, блока управления электроприводом и порогового элемента дополнительными входами и выходами;
3) установка датчика тока на входе блока управления электроприводом и его электрическая связь с третьим входом аварийного переключателя;
4) связь второго выхода аварийного переключателя через компенсирующий резистор с третьим входом регулятора скорости;
5) связь входа схемы сигнализации со вторым выходом порогового элемента;
6) связь второго выхода блока управления электроприводом через блокирующий элемент и его замыкающий с выдержкой времени контакт с четвертым входом аварийного переключателя.

Использование в устройстве отличительных признаков, наряду с существенными признаками прототипа, позволит повысить точность поддержания заданной скорости вращения электропривода при возникновении обрывов в кинематической или электрической цепях тахогенератора за счет компенсации падения напряжения в якорной цепи электродвигателя от нагрузки.

Реализуется техническая задача за счет дополнительного оснащения устройством рядом узлов: датчиком тока, компенсирующим резистором, блокирующим элементом и схемой сигнализации, а также дополнительными связями между узлами. При этом в результате того, что при аварийном переключении электропривода датчик тока через компенсирующий резистор выдает сигнал, пропорциональный падению напряжения в якорной цепи электродвигателя, на вход регулятора скорости, величина установившейся скорости вращения электродвигателя определяется обратной связью по напряжению с учетом компенсации падения напряжения в якорной цепи, т.е. с учетом величины нагрузки на валу электродвигателя, зависящей от массы поковок, наработанных к моменту срабатывания аварийного переключателя. На чертеже показана схема устройства для управления аварийным переключателем электропривода текстильной машины.

Устройство содержит блок управления электроприводом 1, связанный с электродвигателем постоянного тока 2, вал которого кинематически связан с валом тахогенератора 3, электрически соединенного через пороговый элемент 4 с размыкающим контактом 5 аварийного переключателя 6. Устройство также содержит блок формирования обратной связи по напряжению 7, вход которого 8 связан с выходом блока управления электроприводом 1, а выход со вторым входом 9 аварийного переключателя 6. Устройство имеет регулятор скорости 10, соединенный первым входом 11 с аварийным переключателем 6, а вторым входом 12 с задатчиком скорости 13.

Устройство дополнительно оснащено датчиком тока 14, компенсирующим резистором 15, блокирующим элементом 16 и схемой сигнализации 17. При этом датчик тока 14 установлен на входе блока управления электроприводом 1 и электрически соединен с третьим входом 18 аварийного переключателя 6, а второй выход 19 аварийного переключателя 6 через компенсирующий резистор 15 соединен с третьим входом 20 регулятора скорости 10. Причем вход схемы сигнализации 17 связан со вторым выходом 21 порогового элемента 4. Второй выход 22 блока управления электроприводом 1 через блокирующий элемент 16 и его замыкающий с выдержкой времени контакт 23 соединен с четвертым входом 24 аварийного переключателя.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Перед включением машины устанавливают посредством задатчика 13 на регуляторе скорости 10 заданную величину скорости привода текстильной машины. При включении блока управления электроприводом 1 текстильной машины аварийный переключатель 6 блокирован через блокирующий элемент 16 и его замыкающий контакт с выдержкой времени 23, который остается на время пуска машины в выключенном состоянии.

Возрастающий сигнал с тахогенератора 3 через пороговый элемент 4, размыкающий контакт 5 аварийного переключателя 6 и регулятор скорости 10 поступает на блок управления электроприводом 1, т.е. в процессе пуска и работы машины функционирует обратная связь по скорости. В процессе пуска машины при полном разгоне тахогенератора и повышении его напряжения срабатывает пороговый элемент 4, после чего блокирующий элемент 16 замыкает свой контакт 23, выдержка времени на котором устанавливается на 2-3 секунды больше времени разгона электропривода, при этом блокировка с аварийного переключателя 6 снимается. При случайных отказах в кинематической или электрической цепях тахогенератора 3 (обрыв кинематической цепи, обрыв электрической цепи из-за износа щеток тахогенератора), напряжение на его зажимах падает и пороговый элемент дает команду на переключение контактов аварийного переключателя 6, при этом контакт на входе 5 размыкает обратную связь по скорости, контакт на входе 9 подключает блок формирования обратной связи по напряжению, а контакт на входе 18 подключает второй выход датчика тока через компенсирующий резонатор 15 ко входу 20 регулятора скорости 10, что компенсирует падение напряжения в якорной цепи двигателя от нагрузки. При этом электропривод текстильной машины осуществляет автоматический переход с обратной связи по скорости на обратную связь по напряжению с учетом компенсации падения напряжения в якорной цепи электродвигателя с одновременной подачей сигнала в схему сигнализации 17, что дает возможность закончить цикл наработки нити на машине, а уже затем произвести необходимые работы по ремонту цепей тахогенератора.

Преимуществом заявляемого устройства по сравнению с прототипом является повышение точности поддержания заданной скорости электропривода текстильной машины при случайных обрывах в кинематической или электрической цепях тахогенератора за счет компенсации падения напряжения в якорной цепи электродвигателя от нагрузки.

Использование: для производства машин для изготовления текстильных материалов, точнее - в устройствах для управления электроприводом текстильной машины в условиях возникновения неисправностей в электроприводе. Сущность: устройство содержит блок управления электроприводом, связанный с электродвигателем постоянного тока, вал которого кинематически связан с валом тахогенератора, электрически соединенного через пороговый элемент с первым входом аварийного переключателя. Устройство включает также блок формирования обратной связи по напряжению, вход которого связан с выходом блока управления электроприводом, а выход - со вторым входом аварийного переключателя. Устройство имеет регулятор скорости, соединенный первым входом с аварийным переключателем, а вторым входом - с задатчиком скорости. Устройство дополнительно оснащено датчиком тока, компенсирующим резистором, блокирующим устройством и схемой сигнализации. При этом датчик тока установлен на входе блока управления электроприводом и электрически соединен с третьим входом аварийного переключателя. Второй выход аварийного переключателя через компенсирующий резистор подключен к третьему входу регулятора скорости, а вход схемы сигнализации связан со вторым выходом порогового элемента. Причем второй выход блока управления электроприводом через блокирующее устройство и его замыкающий с выдержкой времени контакт подключен к четвертому входу аварийного переключателя. 1 ил.

Устройство для управления аварийным переключателем электропривода текстильной машины, содержащее блок управления электроприводом, связанный с электродвигателем постоянного тока, вал которого кинематически связан с валом тахогенератора, электрически соединенного через пороговый элемент с первым входом аварийного переключателя, блок формирования обратной связи по напряжению, вход которого связан с выходом блока управления электроприводом, а выход с вторым входом аварийного переключателя, регулятор скорости, соединенный первым входом с аварийным переключателем, вторым входом с задатчиком скорости, а выходом с блоком управления электроприводом, отличающееся тем, что оно оснащено датчиком тока, компенсирующим резистором, блокирующим элементом и схемой сигнализации, при этом датчик тока установлен на входе блока управления электроприводом и электрически соединен с третьим входом аварийного переключателя, второй выход которого через компенсирующий резистор соединен с третьим входом регулятора скорости, причем вход схемы сигнализации связан с вторым выходом порогового элемента, а второй выход блока управления электроприводом подключен через блокирующий элемент и его замыкающий с выдержкой времени контакт к четвертому входу аварийного переключателя.