Электропривод кузнечного пресса Советский патент 1987 года по МПК H02P7/62 

t1295500

Изобретение относится к электроехнике , предназначено для испольования в приводах кузнечно-штампо- очных механизмов,

Целью изобретения является повыение быстродействия путем перестройи режима разгона электропривода в онце рабочего хода пресса.

Ш

со ном хо ро

из но мя за да ра вт мя вх ка 8 пе по эл ко да Ш защ ве ло хо пр ля по но ют да

20

25

30

На фиг. 1 представлена функциональная схема электропривода; на фиг. 2 и 3 - функциональные схемы соответственно задатчика тока и блока импульсного управления; на фиг. 4 - - графики механических характеристик электропривода; на фиг, 5 - график кусочно-линейной характеристики ап- проксиматора; на фиг. 6 - нагрузочная диаграмма электродвигателя.

Электропривод кузнечного пресса содержит асинхронный электродвигатель 1 с фазным ротором (фиг. 1), трехфазный мостовой выпрямитель 2, дроссель 3, датчик 4 трка, резистор 5, тиристорный регулятор 6 с двумя управляющими входами, блок 7 импульс- rioro управления с двумя входами и двумя выходами. Вьюоды статорной обмотки асихронного электродвигателя предназначены для подключения к фазам питающей сети, вьюоды роторной обмотки асинхронного электродвигателя подключены к входу трехфазного мостового вьтрямителя 2, выход которого через дроссель 3 и датчик 4 тока подключен к тиристорному регулятору 6, два управляющих входа которого подключены к соответствующим выходам блока 7 импульсного управления, первый вход которого подключен к выходу датчика 4 тока, тиристорный регулятор 6 зашунтирован резистором 5. Электропривод содержит также за- датчик 8 тока с пятью входами и одним выходом и датчик 9 частоты вращения, выход задатчика 8 тока подключен к второму входу блока 7 импульсного управления, первый, второй и третий входы задатчика 8 тока подключены к выходам соответственно датчика 9 частоты вращения.датчика нижней крайней точки (НКТ) пресса и датчика положения педали управления, четвертый и пятый входы задатчика тока предназначены для подключения к источникам напряжения, выходные напряжения которых пропорциональны

40

45

50

tj

0

5

0

-

соответственно заданному максимальному значению тока и значению тока холостого хода асинхронного электродвигателя.

Задатчик 8 тока состоит (фиг. 2) из компаратора 10, первого электронного ключа 11 с одним выходом и двумя входами, оперативного аналогового запоминающего блока 12 с двумя входами и одним выходом, аппроксимато- ра 13 с одним входом и одним выходом, второго электронного ключа 14 с двумя входами и одним выходом. Первый вход компаратора 10 задатчика 8 тока является пятым входом задатчика 8 тока, второй вход компаратора 10 - первым входом задатчика 8 тока и подключен к первому входу первого электронного ключа 11, второй вход которого является вторым входом за- датчика 8 тока, выходы компаратора Ш и первого электронного ключа 11 . защатчика 8 тока подключены к соответствующим входам оперативного аналогового запоминающего блока 12, выход которого подключен к входу ап- проксиматора 13, выход которого является выходом задатчика 8 тока и подключен к выходу второго электронного ключа 14, входы которого являются третьим и четвертым входами задатчика 8 тока.

Блок 7 импульсного управления (фиг. 3) состоит из компаратора 15, инвертора 16 и двухканального усилителя 17, выходы которого являются выходами блока 7 импульсного управления, входы компаратора 15 являются входами блока 7 импульсного управления, выход компаратора 15 блока 7 импульсного управления подключен к одному из входов двухканального усилителя 17 и входу инвертора 16, выход которого подключен к другому вхо0

5

ду двухканального усилителя 17,

50

На фиг. 4 обозначены: 18 - естественная механическая характеристика; - искусственные механические характеристики.

Электропривод работает следзгащим образом.

До накатия педали управления прессом тиристорный регулятор 6 открыт и tj двигатель 1 работает в режиме холостого хода на естественной механической характеристике 18 (фиг. 4). При нажатии педали управления прессом на управляющий вход ключа 14 (фиг. 2)

поступает сигнал Ung,. Ключ 14 открывается, и на второй вход компаратора 15 (фиг. 3) поступает сигнал U.,, который пропорционален заданному максимальному току Ii ротора и задан ному максимальному моменту Ма двигателя по характеристике 18 (фиг. 4) Прием нагрузки двигателем I происходит вначале по характеристике 8 до момента достижения током ротора эна- чения , а затем - по характеристике 19 (фиг. 4). При приеме нагрузки по характеристике 19 блок 7 подает импульсные сигналы на закрытие и открытие тиристорного регулятора 6 по сигналам датчика 4 тока. В результа те этого в цепи ротора двигателя 1 периодически закорачивается и разко- рачивается резистор 5, а ток и момент двигателя 1 изменяются в пределах зоны нечувствительности компаратора 13 блока 7 импульсного управления. При этом среднее значение тока и момента двигателя 1 равно T-j-} и М. Таким образом, двигатель снижает скорость по характеристике 19 вида Мл-,н 1, 5 Fj(co) const, которая формируется за счет плавного изменения скважности тиристорных ключей регулятора 6 и, следовательно, плавного изменения эквивалентного сопротивления в цепи ротора в зависимости от значения тока.

В конце рабочего хода пресса при достижении ползуном нижней крайней точки на управляющий вход ключа 11 (фиг. 2) поступает импульсный сигнал

и

нкт

, В результате этого ключ 1 1

крьгеается, и с датчика 9 на запйсы- вающий вход запоминающего блока 12 поступает импульсный сигнал, пропорциональный частоте вращения двигателя 1. С блока 12 записанный сигнал поступает на вход аппроксиматора 13о В соответствии с рабочей кусочно-линейной характеристикой аппроксиматора (фиг, 5) последний выдает на второй вход компаратора 15 (фиг. 3) сигнал, пропорциональный заданному мак- симальному току ротора двигателя 1 при разгоне от указанной частоты вращения. Одновременно в конце рабочего хода пресса отпускается педаль управления, в резул ьтате чего ключ 14 закрьгеается и на втором входе компаратора 15 остается только сигнал, пропорциональный току ротора двигателя. Этот сигнал может быть меньше

0 5 0

0

или равен максимальному току, В последнем случае разгон двигателя 1 происходит по характеристикам 19 и 18, а в первом случае разгон двигателя 1 может происходить, например, по характеристикам 20 и 18 (фиг. 4). В обстх случаях на первый вход компаратора 15 все время подается сигнал, пропорциональный текущему значению тока ротора двигателя 1. Этот сигнал подает датчик 4 тока, например низкоомный шунт. В зависимости от того меньше или больше сигнал датчика 4 порога срабатывания компаратора 15, с последнего на входы инвертора 16 и усилителя 17 периодически поступают сигналы логической 1 или О. Вследствие этого на обоих выходах усилителя 17 чередуются импульсные сигналы с паузами. При появлении импульсного сигнала на выходе первого канала усилителя 17 ти- ристорный регулятор 6 открьгаается, в результате чего закорачивается резистор 5 (фиг. 1) и ток ротора двигателя 1 увеличивается. При появлении импульсного сигнала на выходе второго канала усилителя 17 регулятор 6 закрывается, в результате чего разкорачивается резистор 5 и ток ротора двигателя 1 уменьшается. Следовательно, при открытии и закрытии регулятора 6 ток и момент двигателя 1 изменяются в пределах зоны нечувствительности компаратора 15, а среднее значение их равно, например, 1-2 и

М

-j-iДвигатель разгоняется по искусственной механической характеристике 20 вида . I-ja Fj (со) const (фиг, 4) за счет плавного изменения скважности тиристорного регулятора 6 и, следовательно, плавного изменения эквивалентного сопротивления роторной цепи в зависимости от значения тока. При скважности регулятора 6, равной единице, двигатель 1 выходит на естественную механическую характеристику 18 и продолжает по ней дальнейший разгон. Так как на второй вход компаратора 10 (фиг, 2) подано опорное напряжение 11,,пропорциональное скорости холостого хода двигателя, то при достижении им этой скорости с компаратора 10 на сбрасьшающий вход запоминающего блока 12 поступает сигнал и происходит стирание занесенной в него информации о частоте вращения двигателя 1 в конце рабочего хода пресса Нагрузочная диаграмма двигателя для описанного режима работы привода показана на фиг. 6. На этой диаграмме эквивалентный ток по условию нагре I.

-9ка и момент М

НЗИц

52

двива двигателя равен I а заданные ток 1, гателя.по условию разгона привода имеют максимальное значение. Благодаря одновременному вьтолнению эти условий исключается перегрев двигателя и обеспечивается минимальное время разгона привода.

Таким образом, благодаря реализации автоматической перестройки режима разгона привода в процессе штамповки с помощью предложенных задат- чика тока и блока импульсного управления повьшается быстродействие электропривода.

Формула изобрете ни я

Электропривод кузнечного пресса, содержащий асинхронный электродвигатель с фазньм ротором, трехфазный мостовой выпрямитель, дроссель, ре- зистор, тиристорный регулятор с двумя управл5пощими входами, датчик тока, блок импульсного управления с двумя входами и двумя выходами, выводы статорной обмотки асинхронного электродвигателя предназначены для подключения к фазам питающей сети, вьгаоды роторной обмотки асинхронного электродвигателя подключены к входу трехфазного мостового выпрямителя, выход которого через дроссель и датчик тока подключен к тиристорному регулятору, два управлякяцих входа которого подключены к соответствующим выходам блока импульсного управления первый вход которого подключен к выходу датчика тока, тнристорный регулятор зашунтирован резистором, о т личающийся тем, 1то, с целью повьппения быстродействия путем перестройки режима разгона электропривода в конце рабочего хода пресса

10

15

20

25

295500 6

в него введены датчик частоты вращения и задатчик тока с пятью входами

и одним выходом, подключенным к ВТО-

рому входу блока импульсного управления , первый второй и третий входы задатчика тока предназначены для подключения к выходам соответственно датчика частоты вращения, датчика нижней крайней точки пресса и датчика положения -педали управления, четвертый и пятый входы задатчика тока предназначены для подключения к эталонным источникам напряжения, задатчик тока составлен из компаратора, оперативного аналогового запоминаю- . щего блока с двумя входами и одним выходом, первого и второго электронных ключей с двумя входами и одним выходом каждый и аппроксиматора с одним входом и одним вькодом, первый вход компаратора задатчика тока образует пятый вход задатчика тока, второй вход компаратора задатчика тока образует первый вход задатчика тока и подключен к первому входу первого электронного ключа, второй управляющий вход которого образует второй вход задатчика тока, выходы компаратора и первого электронного ключа задатчика тока подключены к соответствующим входам оперативного аналогового запоминающего блока, вьвсод которого подключен к входу аппроксиматора, выход которого образует выход задатчика тока и подключен к выходу второго электронного ключа, первый и второй управляющий входы которого образуют соответственно четвертый и третий входы задатчика тока, блок импульсного управления составлен из компаратора, инвертора и двухканального усилителя, вьио- ды которого образуют выходы блока импульсного управления, входы компаратора которого образуют входы блока импульсного управления, выход компаратора подключен к одному из входов двухканального усилителя и к входу инвертора, выход которого подключен к другому входу двухканального усилителя.,

30

35

40

45

50

12

10

11

Uifx

9 liffHT 7 Риг, 2

8

13

I

4

3i

15

16

f

ГТ

Уиг.

6

Мхх Злх

Mrf УТР

W

Мз1,МзгуМзз зг,

Изобретение относится к электротехнике, предназначено для приводов кузнечно-штамповочных механизмов Целью изобретения является повьппение быстродействия путем перестройки ре™ жима разгона эл-привода в конце рабочего хода пресса. Эл-привод содержит асинхронньш двигатель 1 с фазным ро-- тором, подключенным к выпрямителю 2, выход к-рого через дроссель 3 и датчик 4 тока подключен к тиристорному регулятору 6; зашунтированному резистором 5 Управляющие входы тири- сторного регулятора 6 подключены к блоку 7 импульсного управления, вхо-- ды которого подключены к выходам датчика 4 тока и задатчика 8 тока. За- датчик тока своими входами подключен к датчику 9 скорости, датчику положения педали управления, датчику нижней крайней точки пресса и источникам напряжения, выходные напряжения к-рых пропорциональны скорости холостого хода двигателя 1 и максимальному значению тока в роторной цепи двигателя. В зависимости от заданного значения тока и скорости двигателя в конце хода пресса формируется диаграмма разгона двигателя 1, предот- врашающая его перегрев и снижающая время разгона. 6 нл. S (Л ю со О1 О1

33

tin Пзг

и.

ля

№5

иы1,,иш ищ

Составитель В. Алешечкин Редактор О. Юрковецкая Техред Л. Сердюков a Корректор И. My ска

Заказ 625/60Тираж 661 Подписное

ВНИИШ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

фиг. б