Устройство для автоматического регулирования натяжения при перемотке ленточного материала Советский патент 1984 года по МПК B65H77/00 H01F41/04 D21G9/00 

Изобретение относится к бумагоделательной и текстильной промышленности, конкретнее к устройствам для автоматического регулирования натяжения при перемотке ленточного материала. По основному авт. св. № 727546 известно устройство для автоматического регулирования натяжения при перемотке ленточного материала, содержащее датчики угловых скоростей раската и наката, датчики токов приводного двигателя наката и генератора, датчик ЭДС генератора раската, датчик натя-жения, измеритель диаметра рулона на раскате, регуляторы скорости перемотки полотна на раскате и накате и регулятор натяжения на раскате. По мере роста диаметра рулона скорость намотки регулируется регуляторами скорости перемотки полотна. Изменение скорости вращения двигателя корректируется по сигналу от датчика тока. Натяжение полотна регулируется путем изменения тока якоря в соответствии с заданием. Изменение тока якоря тормозного генератора корректируется по сигналу от датчика тока в цепи якоря. Для повышения быстродействия системы в регуляторе введена коррекция по значениям скорости вращения несущих валов. Натяжение на раскате корректируется системой регулирования скорости раската путем изменения тока в цепи обмотки возбуждения тормозного генератора в функции от сигнала датчиков угловой скорости наката и раската, датчика ЭДС тормозного генератора, датчика тока в цепи обмотки возбуждения генератора и сигнала от измерителя диаметра рулона 1. Однако данное устройство способно компенсировать возмущения, связанные с низкочастотными внешними воздействиями такими, как монотонное изменение радиуса разматываемого рулона, изменение напряжения сети, изменение параметров исполнительных механизмов. Высокочастотные возмущения, связанные с дефектами намотки первичного рулона, эксцентриситетом и дисбалансом разматываемого рулона и отдельных валов пленко- или бумагопроводящего тракта, не могут быть скомпенсированы с помощью активных средств автоматического регулирования вследствие ограниченного быстродействия исполнительного механизма и инерционности пленко- или бумагопроводящего тракта объекта управления. Цель изобретения - повышение точности регулирования за счет обеспечения демпфирования высокочастотных возмущений. Поставленная цель достигается тем, что устройство для автоматического регулирования натяжения при перемотке ленточного материала имеет соединенные последовательно компенсатор высокочастотных воомущении, упругий элемент переменной жесткости и функциональный преобразователь, при этом вход последнего связан с выходом датчика угловой скорости раската. На чертеже представлена блок-схема устройства. Механизм раската 1 содержит разматываемый рулон 2 и тормозной генератор 3. Бумажное или пленочное полотно 4 наматывается на рулон 5, который валом б прижимается к несущим валам 7, приво.димым от двигателя 8 постоянного тока. Разматываемое полотно с рулона 2 проходит через компенсатор 9 высокочастотных колебаний. Компенсатор 9 выполнен в виде петлевого валика 10, который имеет возможность совершать переносное поступательное или вращательное движение. Ось вращения валика 10 через рычажную передачу (на чертеже не показана) соединена с упругим элементом 11 переменной жесткости, которая может параметрически изменяться. Выход датчика 12 угловой скорости раската, входящего в систему активной стабилизации натяжения, соединен с входом функциональ: ого преобразователя 13, выход последнего соединен с элементом 11. Компенсатор 9 элемент II и функциональный преобразователь 13 образуют контур пассивной параметрической стабилизации натяжения. Система регулирования скорости 4 несущих валов наката содержит регулятор 15 скорости, к входу которого подключены задатчик 16 и датчик 17 скорости какйта, и регулятор 18 тока, подключенный к тиристорному преобразователю 19. К в.ходу регулятора 18 тока подключены выход регулятора 15 скорости и датчик 20 тока при водного двигателя наката. Система регулирования скорости полотна на раскате 2i содержит регулятор 22 тока, через тиристорный преобра:1ователь 23 подключенный к обмотке 24 возбуждения тормозного генератора 3. К входу регулятора 22 тока через элемент сравненг я подключены датчик 25 тока в цепи обмотки 24 возбуждения тормозного генератора 3 и выход измерителя 26 диаметра рулона на раскате. Устройство содержит датчик ЭДС 27 генератора раската и регулятор 28 натяжения, к входу которого подключены датчик 29 натяжения и задатчик 30 натяжения материала. Выход регулятора натяжения 28 поа,1слючен к входу регулятора 31 тока якоря тормозного генератора 3. Регулятор 31 содержит датчик 32 тока-:геиератора раската, регулирующий блок 33 и тиристоркый преобразователь 34, соединенный с якорной цегью тормозного генератора 3. К входу регулятора 31 тока подключен суммирующий усилитель 35, которого соединены с датчиками 17 скорости наката и 12 скорости раската. Выход регулятора ЭДС 36

генератора раската связан с регулятором 22 тока, а входы регулятора 36 соединены с выходами датчиков 17 и 27.

Устройство работает следующим образом.

Натяжение материала регулируется путем изменения тока якоря тормозного генератора 3 раската в соответствии с разностью между заданньиЛ и действительным натяжением материала. Изменение тока якоря тормозного генератора 3 корректируется с помощью отрицательной обратной связи по току. Натяжение материала корректируется также путем изменения тока в обмотке 24 возбуждения тормозного генератора в функции от изменения диаметра рулона, а также коррекции тока возбуждения в функции рассогласования между сигналами линейной скорости размотки и ЭДС в цепи якоря тормозного генератора 3.

Натяжение движущегося полотна 4 после регулятора 28 натяжения содержит высокочастотные составляющие, которые не скомпенсированы с помощью тормозного генератора 3, но воспринимаются компенсатором 9. Потенциальная энергия высокочастотной составляющей натяжения преобразуется в кинетическую энергию компенсатора 9 посредством упругого элемента И. Оптимальная жесткость или податливость системы компенсатор 9 - упругий элемент 11 зависит от динамических характеристик бумагопроводящего тракта. При фиксированных параметрах тракта (кинематические характеристики станка, механические свойства материала и др.) оптимальная жесткость в процессе перемотки зависит только от радиуса рулона или угловой скорости его вращения и задается в виде

К aiv + Ьол- с, где К жесткость упругого элемента

11, н/м;

-угловая скорсть вращения рулона, об/с;

а,Ь,с -коэффициенты пропорциональности, учитывающие кинематические и динамические характеристики станка и материала.

Вычисление коэффициента К осуществляет функциональный преобразователь 13.

Экономический эффект от использования данного устройства определяется высокой точностью регулирования натяжения.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ НАТЯЖЕНИЯ ПРИ ПЕРЕМОТКЕ ЛЕНТОЧНОГО МАТЕРИАЛА по авт. св. № 727546, отличающееся тем, что, с целью повышения точности регулирования за счет обеспечения демпфирования высокочастотны.х возмущений, оно имеет соединенные последовательно компенсатор высокочастотных возмущений, упругий элемент переменной жесткости и функциональный преобразователь, при этом вход последнего связан с выходом датчика угловой скорости раската. (Л оо 00