Устройство для регулирования натяжения перематываемого материала Советский патент 1987 года по МПК B65H77/00 

Изобретение относится к намоточным устройствам, оснащенным регуляторами натяжения.

Цель изобретения .повышение ди- намической точности регулирования в широком диапазоне изменений радиусов сматывающего и наматывающего барабанов.

На фиг. 1 показана блок-схема уст ройства; на фиг. 2 - зависимость радиусов рулонов от длины перематываемого материала; на фиг. 3 - характеристика нелинейного блока.

Устройство содержит сматывающий 1 и наматывающий барабаны, узел 3 перемещения материала, двигатели 4 и 5, например, постоянного тока с независимым возбуждением или возбуждением от постоянных магнитов, датчики 6 и 7 тока, сумматоры (суммирующие усилители) 8 и 9, нелинейные блоки 10 и 11, управляемые задатчики 12 и 13 и управляемые источники 14 и 15 тока, Задатчик 12 и источник 14 тока и задатчик 13 и источник 15 тока образзтот соответственно регуляторы тока двигателей 4 и 5 сматьшаю- щего 1 и наматывающего 2 барабанов.

Выход задатчика 12 через источник 14 тока и датчик 6 тока связан с двигателем 4, якорь которого соединен с одним входом сумматора 8, другой вхо которого подключен к выходу датчика 6 тока. Выход задатчика 13 через источник 15 тока и датчик 7 тока связан с двигателем 5, якорь которого соединен с одним входом сумматора 9, другой вход которого подключен к выходу датчика 7 тока. Выход сумматора 8 через нелинейный блок 10 связан с входом задатчика 13, а выход сумматора 9 через нелинейный блок 11 - с задатчиком 12,

Устройство работает следующим образом.

Скорость перемотки со сматывающего барабана 1 на наматывающий барабан 2 задается постоянной узлом 3 перемещения ленточного материала, В зависимости от значения радиусов R и RI намотки барабанов 1 и 2 усилия напряжения F ленточного материала на соответствующих барабанах определяются как

.

R:

р.М V R,

(1)

где М,М, - моменты двигателей 4 и 5 соответственно,

Осуществив питание двигателей 4 и 5 от источников I4 и 15 тока управляемых перекрестно значением ЭДС двигателей 5 и 4, зададим моменты двигателей в соответствии с выражениями:

М,,К, и,К,

(2)

,),K,

R-; 2

(3)

Учитьшая выражения (1), получим

K,R,R,F/ V-const,f .

K,R,R F V-const,

Для получения ПОСТОЯННЬЕХ значений усилий (натяжений) F и 1 в процессе перемотки необходимо, чтобы выполнялось условие

,-const,

Зависимости радиусов намотки барабанов от длины перемотанного материала приведены в фиг, 2 (кривые I), Эти зависимости могут быть рассчитаны по выражениям:

30

Ё1.§1 2; S гЁ i;S 5rBt, где 1

5

S. So S HS

длина переменного материала;

максимальная площадь намотки барабана;

минимальная площадь намотки барабана;

текущие площадинамотки сматывающего и наматывающего барабанов;

U - толщина ленточного материала.

Задаваясь значением JTEK опреде- 5 ляют текущие значения радиусов при перемотке.

0

Зависимость произведения радиусов от Д.ПИНЫ перемотанного ленточного

материала представлена на фиг, 2 (кривая Н), Из графика видно, что при перекрестном управлении токами двигателей значениями ЭДС при соотношении максимального и минимального радиусов намотки барабанов усилие поддерживается с точностью i5%. При больших соотношениях радиусов намотки барабанов усилие меняется в больших пределах. Для поддержания посто31

янства усилий в данном случае вводят коррекцию в значения ЭДС двигателей.

С этой целью задаются по кривой I (фиг. 2) значениями радиусов. Задавшись необходимыми значениями усилий Е| и

РЖ

по выражениям

(2).

определяют необходимые управляющие сигналы на входах источников 14 и 15 тока Е, Е..Зная скорость перемотки Vj по выражению (3) определяют текущие значения ЭДС двигателей Е и EJ, . Для преобразования значений ЭДС EI и К, в значения Е

i

Е;

служат

блоки нелинейностей, характеристика которых приведена на фиг. 3.

Ток двигателей 4 и 5 задается источниками 14 и 15 тока. Напряжение на якорях двигателей 4 и 5 при этом определяется выражением:

f,,z+Ir,ar,

где г - сопротивление якорной цепи.

Значение ЭДС определяется с помощью суммирующих усилителей 8 и 9, выполняющих операцию вычитания. В случае больших соотношений радиусов намотки барабанов ЭДС двигателей корректируются блоками 10 и 11 нелинейностей (при малых соотношениях радиусов блоки 10 и 11 могут быть исключены) . Скорректированные значения ЭДС поступают на задатчики 12 и 13, которые могут быть реализованы в виде потенциометров. Меняя с помощью задатчиков 12 и 13 значения К, (вы-

5

0

5

0

5

0

39

ражение (4)j,изменяют значения усилий в соответствии с необходимыми значениями.

Формула изобретения

Устройство для регулирования натяжения перематываемого материала, содержащее регулятор тока двигателя сматывающего барабана, выход которого через датчик тока связан с первым входом первого c n-iMaTopa, регулятор тока двигателя наматывающего барабана и второй сумматор, отличающееся тем, что, с целью повышения динамической точности регулирования в широком диапазоне изменений радиусов сматывающего и наматывающего барабанов, оно снабжено нелинейными блоками и дополнительным датчиком тока, при этом выход регулятора тока двигателя наматывающего барабана через дополнительный датчик тока связан с первым входом второго сумматора, второй вход которого соединен с якорем двигателя наматывающего барабана, а выход через первый нелинейный блок подключен к входу регулятора тока двигателя сматывающего барабана, якорь двигателя сматывающего барабана связан с вторым входом первого сумматора, выход которого через второй нелинейный блок соединен с входом регулятора тока двигателя наматывающего барабана.

F F tfi

Фиг.2

Составитель Б.Кисин Редактор Л.Веселрвская Техред М.Ходанич

Заказ 4392/27

Тираж 590. Подписное

ВНИИПИ 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

- ff.fl

Фиг.З

Корректор И.Эрдейи

Изобретение относится к намоточным устройствам. Цель изобретения - повышение динамической точности регулирования в широком диапазоне изменений радиусов сматывающего и наматывающего барабанов. Ток двигателей 4, 5 задается управляющими источниками 14 и 15 тока. Напряжение и на якорях двигателей 4, 5 определяется выражением , где Е, I и г - соответственно ЭДС, ток и сопротивление якорной цепи. Значение ЭДС определяются с помоо ью суммирующих усилителей 8, 9. Скорректированные в нелинейных блоках 10 и 12 значения ЭДС поступают на управляемые задатчики 12 и 13. Меняя коэффициент передачи задатчиков, можно изменять требуемое значение натяжения. 3 ил. (Л Фиг.1