Устройство для управления намоточным станком Российский патент 2019 года по МПК B65H63/00 

Изобретение относится к области электротехники, а именно к технологическому оборудованию для изготовления электрических катушек.

Известен станок для рядовой намотки (Патент Добров А.Б., Карпов Ю.П., Лебедев Ю.Н. №2233236, опубл. 27.07.2004 Бюл. №21, заявка 2003112741/12 от 29.04.2003), содержащий привод вращения, оправку, узел зажима оправки, состоящий из неподвижной пиноли, а также подвижной и подпружиненной пиноли, нитеукладчик, состоящий из подвижной каретки и ее привода, и два концевых переключателя, взаимодействующие с кареткой поочередно. Один концевой переключатель выполнен подвижным в направлении, параллельном оси оправки, и кинематически связан с подвижной пинолью, а привод каретки нитеукладчика выполнен в виде шагового электродвигателя, связанного с кареткой через ходовой винт.

Недостатком данного изобретения является большие массогабаритные показатели, а также низкие технологические возможности, обусловленные временем отклика.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для управления намоточным станком (Авторское свидетельство В.П. Гаврелюк, Н.Т. Кулешов СССР №792342, опубл. 30.12.80 бюл. №48, заявка 2692385/24-07 от 28.11.78), содержащее электродвигатель, датчик оборотов, программный счетчик числа витков с входом узла сброса в нулевое положение и счетным входом, регулятор оборотов с входами пуска и останова двигателя.

Недостатком является отсутствие контроля точности функционирования датчика витков, в качестве которого используется датчик оборотов, при сбоях или других неисправностях которого в действительное число витков бесконтрольно вносится погрешность, что снижает достоверность показаний счетчика, а также не учет оборотов на валу смоточной катушки при намотке тонким проводом что приводит к браку до 30%.

Изобретение направленно на устранение данного недостатка - не учета оборотов на валу смоточной катушки при намотке и повышения надежности устройства в работе.

Это достигается тем, что устройство для управления намоточным станком, содержащее электродвигатель, основной датчик оборотов намоточного шаблона, программный счетчик числа витков с входом узла сброса в нулевое положение и счетным входом, регулятор оборотов с входами пуска и останова двигателя, смоточную катушку, согласно изобретению устройство дополнительно содержит датчик оборотов установленного на валу смоточной катушки, при этом выходы основного и дополнительного датчика оборотов соединены с входами компаратора, а выход компаратора соединен с входом регулятора оборотов.

Изобретение иллюстрируется чертежом, где на фиг. 1 представлена структурная схема устройства для управления намоточным станком. На фиг. 2 представлена структурная схема устройства для управления намоточным станком при векторном управлении с учетом оборотов на валу смоточной катушки при намотке.

Система управления намоточным станком состоит из электрической и механической части. Электрическая часть состоит из преобразователя частоты - 4, системы управления электропривода (регулятора тока - 3, регулятора оборотов 1 - 1 и регулятора оборотов 2 - 2, компаратор - 5). В механическую часть входит исполнительный механизм - 7, который выполняет основную роль. Асинхронный двигатель - 6 представляет собой электромеханическую часть систему управления электропривода, который преобразуют электрическую энергию в механическую. Структурная схема устройства для управления намоточным станком состоит из трех контуров с внутренним контуром момента (тока) - 8 и внешними контурами оборотов 1 - 9, дополнительного контура оборотов 2 - 10. Система имеет регулятор момента, скорости, положения датчики момента, скорости, положения. Синтез такой системы во всем диапазоне изменения скорости затруднен из-за сложности описания асинхронного двигателя. Поэтому синтез системы управления электрическим приводом осуществляется при определенных допущениях в математическом описании. Наиболее тяжелым режимом работы на малых скоростях, когда колебания момента, скорости, положения из-за электромагнитных переходных процессов имеют слабозатухающий характер. В этом случае настройку системы управления электрическим приводом следует производить при скорости равной нулю (ω=0) и пусковом моменте (М=МП) и начальном положении. Преимущественно используется принцип последовательной коррекции, реализованный в системах последовательного включения контуров регулирования, число которых должно быть равно числу регулируемых величин (системах подчиненного регулирования). На вход каждого регулятора W_pi(p)-W_р3(р) подается сигнал с предыдущего каскада, соответствующий задаваемому уровню регулируемой величины, и сигнал с выхода данного каскада, отвечающий фактическому уровню. Каждый предыдущий каскад является задающим органом для последующего. Контур регулирования строиться так, чтобы иметь только одну большую постоянную времени. В этом случае используются однотипные регуляторы. Регуляторы подобраны из условия, чтобы при включении их последовательно с соответствующим звеном системы W_pi(p)-W_р3(р) была скомпенсирована большая постоянная времени Т и взамен ее действовала существенно меньшая постоянная времени.

Система управления намоточным станком работает следующим образом, на вход регулятора тока 3 от регулятора оборотов 1 - 1 подается сигнал задания тока, а от контура тока 8 сигнал отрицательной обратной связи по току, соответствующий фактическому значению тока в обмотке асинхронного двигателя 6. В свою очередь на входе регулятора оборотов 1 - 1 суммируются сигналы заданной скорости контура оборотов 1 - 9, формируемый дополнительным контуром оборотов 2 - 10, и отрицательной обратной связи по скорости регулятора оборотов 2 - 2, снимаемый с исполнительного механизма - 7. Выходы основного 1 - 9 и дополнительного 2 - 10 контура оборотов установленного в исполнительном механизме 7 на валу смоточной катушки, соединены с входами компаратора 5, а выход компаратора 5 соединен с входом регулятора оборотов 1 - 1.

Введение в электроприводе станка датчика оборотов на валу смоточной катушки при намотке в системе управления намоточного станка позволяет снизить динамические нагрузки на рабочий участок провода, что ведет к уменьшении брака. По данным опытной эксплуатации удалось снизить процент брака с 40% до 28%.

Изобретение относится к электротехнике и может быть применено при изготовлении электрических катушек. Устройство для управления намоточным станком содержит электродвигатель, основной датчик оборотов намоточного шаблона, программный счетчик числа витков, регулятор оборотов, смоточную катушку. Счетчик числа витков включает вход узла сброса в нулевое положение и счетный вход. Регулятор оборотов имеет входы пуска и останова двигателя. На валу смоточной катушки установлен дополнительный датчик оборотов. Выходы основного и дополнительного датчиков оборотов соединены с входами компаратора. Выход компаратора соединен с входом регулятора оборотов. Обеспечивается учет оборотов на валу смоточной катушки при намотке. Повышается надежность устройства в работе. Уменьшается количество брака. 2 ил.

Устройство для управления намоточным станком, содержащее электродвигатель, основной датчик оборотов намоточного шаблона, программный счетчик числа витков с входом узла сброса в нулевое положение и счетным входом, регулятор оборотов с входами пуска и останова двигателя, смоточную катушку, отличающееся тем, что устройство дополнительно содержит датчик оборотов, установленный на валу смоточной катушки, при этом выходы основного и дополнительного датчиков оборотов соединены с входами компаратора, а выход компаратора соединен с входом регулятора оборотов.