Привод бобинодержателя Советский патент 1991 года по МПК D01H1/24 B65H54/30 

Изобретение относится к приводам наматывающих устройств текстильных машин и может быть использовано в производстве искусственных волокон.

Цель изобретения - повышение качества намотки бобин.

На фиг.1 представлен привод, общий вид; на фиг.2 и 3 - фазовые диаграммы обмоток индуктора при прямом и обратном поступательных перемещениях ротора; на фиг.4 - магнитопровод статора, общий вид; на фиг.5 - ротор, общий вид; на фиг.б - структурная схема блока коммутации обмоток; на фиг,7 - структурная схема блока реверсирования поступательного перемещения ротора.

Привод бо.бинодержателя содержит электродвигатель 1 (фиг,1). индуктор которого состоит из Зп расположенных соосно статоров 2 (фиг. 1, шесть статоров)с трехфазными распределенными обмотками 3-8, подключенными к системе 9 управления.

Магнитопроводы статоров 2 запрессованы вкорпус 10, снабженный боковыми крышками 11. Ферромагнитный безобмоточный ротор 12 подвешен в газомагнитных опорах первого и последнего статоров 2 индуктора, рабочие поверхности которых покрыты слоем 13 немагнитного материала, а в магнито- проводах которых выполнены каналы 14 для подвода сжатого газа в рабочий зазор 15. Длина ротора 12 равна суммарной длине индуктора и величине рабочего хода ротора при его возвратно-поступательном движении. На роторе жестко закреплена бобина 16, несущая паковку 17. Прижимной ролик 18 удерживается рычагами 19, соединенны- | ми с осью 20 пружинами 21 кручения. Ось 20 перемещается синхронно с ротором 12 в кронштейнах 22, закрепленных на корпусе 10 электродвигателя, с помощью жестко закрепленного на ней рычага 23, входящего в кольцевую прорезь 24, выполненную на поверхности втулки 25, жестко соединенной с

О

о -N о о

GJ

ротором 12. Крайние положения ротора 12 при его возвратно-поступательном перемещении контролируются датчиками 26 и 27 крайних положений ротора.

На рабочих поверхностях магнитопро- водов статоров 2 выполнены совпадающие по направлению с осью вращения ротора 12 Зубцы 28 (фиг.4), осуществляющие ма н т- чую редукцию частоты вращения ротора 12. Последний представляет собой выполненную из ферромагнитного материала толстостенную трубу, на наружной поверхности Которой выполнены кольцевые зубцы 29, 30 (фиг.5), расположенные в плоскостях, перпендикулярных коси вращения ротора 12, и осуществляющие магнитную редукцию скорости поступательного перемещения рото- эа 12, наружная поверхность которого покрыта слоем немагнитного материала

Блок коммутации обмоток (фиг,6) обеспечивает коммутацию обмоток всех Зп статоров индуктора и синфазное включение аждого N-ro и N+3(n-1)-ro статоров, при чем все синфазные обмотки подключены к блоку коммутации параллельно, и содержит двенадцать симисторных ключей, каждый из которых содержит симистор, к управляющему электроду которого подключен анод динисторного фотоприемника управляющего оптрона, катодом через балластный резистор, подключенный к общей точке между анодами двух диодов, катодами соединенных один с анодом, а второй - с катодом симистора, и включенную параллельно си- мистору цепочку из последовательно соединенных резистора и конденсатора.

В приемно-наматывающем механизме (фиг.1 и 6) , 1 N 3, количество статоров в индукторе , синфазно первому статору включен четвертый статор, синфазно второму статору включен пятый статор, синфазно третьему статору включен шестой статор. Включенные параллельно синфазные обмотки 3 первого статора и обмотки 6 четвертого статора подключены к фазам А, В и С трехфазной сети. Параллельно включенные катушки U, V, W синфазных обмоток 4 второго и обмоток 7 пятого статоров подключены соответственно через симисторы 31-33 первого, второго и третьего симисторных ключей к фазам С, А и В трехфазной сети и через симисторы 34-36 четвертого, пятого и шестого симисторных ключей к фазам В, С и А трехфазной сети. Параллельно включенные катушки U, V, W синфазных обмоток 5 третьего и обмоток 8 шестого статоров подключены соответственно к фазам В, С и А трехфазной сети через симисторы 37-39 седьмого, восьмого и девятого симисторных ключей и к фазам С, А и В трехфазной сети через симисторы 40-42 десятого, одиннадцатого и двенадцатого симистср- ных ключей

Блок реверсирования поступательного перемещения ротора 12, связанный с датчи ками 26 и 27 крайних положений ротора, которые состоят из диодных оптических излучателей 43 и 44 (фиг.7), подключенных к дополнительному источнику питания через 0 третий 45 и четвертый 46 резисторы, диодных фотоприемников47 и 48, подключенных к дополнительному источнику писания через пятый 49 и шестой 50 резисторы, причем диодный фотоприемник первого датчика 26 5 подключен к R-входу RS-триггера 51, а диодный фотоприемник 48 второго датчика 27 через логический инвертор 52 подключен к S-входу RS-триггера 51. К прямому выходу Н5-трипера51 через усилитель-инвертор 53 0 подключены шесть последовательно соединенных диодных излучателей оптронов 54- 59, причем катод первого из них подключен к выходу усилителя-инвертора 53, а анод последнего через седьмой резистор 60 под- 5 ключей к дополнительному источнику питания. К инверсному выходу RS-триггера 51 через усилитель-инвертор 61 подключены шесть последовательно соединенных диодных излучателей оптрочов 62-67 с подклю- 0 чением катода первого из них к выходу усилителя-инвертора 61 и анода последнего через восьмой резистор 68 к дополнительному источнику питания. Динисторные фотоприемники оптронов 54-59 включены 5 соответственно в цепи управляющих электродов симисторов31-33,37-39, адинистор- ные фогоприемники оптронов 62-67 включены соответственно в цепи управляющих электродов симисторов 34-36, 40-42 0 (фиг.6).

Привод бобинодержателя работает следующим образом.

При подаче сжатого газа через каналы 14 (фиг.1) в рабочие зазоры 15 первого и 5 последнего статоров индуктора электродвигателя 1 ротор 12, несущий бобину 16 с паковкой 17, всплывает в слое газовой смазки. Затем ротор 12 устанавливается в исходное положение, при кото ром торец 0 ротора перекрывает датчик 27. После включения напряжения питания и дополнительного источника питания оба диодных фотоприемника 47 и 48 оказываются в ненасыщенном состоянии, так как поток излуче- 55 ния диодных излучателей 43 и 44 перекрыт ротором 12. При этом на R-вход RS-трмггера 51 поступает уровень логического О, на вход логического инвертора 52 поступает уровень логического О, а на S-вход RS- jpnrrepa 51 с выхода инвертора 52 поступает уровень логической 1, и RS-триггер 51 устанавливается в единичное состояние с уровнем логического О на инверсном и уровнем логической 1 на прямом выходах. При этом на выходе усилителя-инвертора 53 устанавливается уровень логического О, через диодные излучатели оптроноз 54-59 протекает ток, и последние находятся s излучающем состоянии, насыщая свои дини- сгорные фотоприемники и обеспечивая включение симисторов 31-33,37-39. На выходе усилителя-инвертора 61 в это время находится уровень логической 1, удерживающий в запертом состоянии диодные из- лучате/.и и динисторные фотоприемники оп тронов 62-67 и в выключенном состоянии симисторь, 3 -35, 40-42. В этом случае кадушки U, V и W обмоток 3 и 6 подключены соответственно к Фазам А, В и С, катушки U, V и W обмоток л и у - соответственно к фазам С, А и 3, а катушки У, V и W обмоток т и 8 - соответственно к фазам 8, С и А трехфазной се ги. Из диаграмм фазового состоя ния обмоток статоров для этого случая (фиг 2) Е- -,,ю, что напряжение в катушках U, V и W к , -из обмото 3-8 сдвинуто по

фазе на величину „ . Одновременно наО

пряжение в катушках U, V и W обмотки каж- последующего статора сдвинуто по фазе относительно одноименных катушек

2 л

предыдущего статора на величину -. При

этом в индукторе возникает вращающееся и одновременно перемещающееся вдоль оси вращения от обмотки 3 к обмотке 8 магнитное поле, заставляющее вращаться и перемещаться поступательно ферромагнитный ротор 12, а также жестко связанные с ним бобину 16 и паковку 17. Вместе с ротором перемещается жестко связанная с ним втулка 25, увлекающая за собой входящий в ее кольцевую прорезь рычаг 23, жестко связанный с осью 20, чем обеспечивается синхронное с паковкой поступательное перемещение прижимного ролика 18, закрепленного на оси 20 подпружиненными рычагами 19, чем предотвращается травмирование элементарных волокон прижимным роликом 18.

При движении ротора 12 в направлении от обмотки 3 к обмотке 8 (прямой ход) торец ротора выходит из зоны действия датчика 27, диодный излучатель 44 начинает облучать диодный фотоприемник 48, последний насыщается и обеспечивает подачу на вход логического инвертора высокого уровня напряжения (уровня логической 1) и подачу на S-вход RS-триггера 51 уровня логического О. При этом уровень логического О

присутствует на S- и R-входах RS-триггера 51, состояние последнего и состояние диодных излучателей оптронов 54-59 и 62-67 не изменяется, коммутация обмоток 3-8 не из- 5 меняется, направление вращения и направление поступательного перемещения ротора 12 не изменяется.

Пои дальнейшем поступательном движении торец ротора 12 выходит из зоны

10 действия датчика 26, диодный излучатель 43 начинает облучать диодный фотоприемник 47, последний насыщается и обеспечивает подачу высокого уровня напряжения (уровня логической 1) на R-вход RS-триггера 51,

5 последний переходит в нулевое состояние, при котором на его прямом выходе появляется уровень логического О, а на его инверсном выходе-уровень логической 1, При этом на выходе усилителя-инвертора 53

0 появляется уровень логической 1, запирающий диодные излучатели оптронов 54- 59, что приводит к отклонению динисторньгх фотоприемников этих оптронов, включенных в цепь переменного тока,

5 и к отключению симисторов 31-33, 37-39. Одновременно появление уровня логической 1 на инверсном выходе RS-триггера 51 вызывает появление уровня логического О на выходе усилителя-инвертора 61 и

0 включение диодных излучателей оптронов 62-67, переходящих в излучающее состояние и насыщающих динисторные фотопри- емники этих оптронов, что приводит к включению симисторов 34-36, 40-42, При

5 этом подключение катушек U, V и W обмоток 3 и 6 к фазам А, В и С трехфазной сети остается неизменным, катушки U, V и W обмоток 4 и 7 оказываются подключенными соответственно к фазам В, С и А трехфазной

0 сети, а катушки U, V и W обмоток 5 и 8 - соответственно к фазам С, А и В трехфазной сети. Из диаграмм фазового состояния обмоток для этого (фиг.З) видно, что сдвиг фаз напряжения в катушках U, V и W каждой из

5 обмоток 3-8 остается неизменным по величине и направлению. Однако напряжение в катушках U, V и W обмотки каждого статора оказывзется смещенным по фазе на величи2 я.,

0 НУ Т относительно последующей (по номеру) обмотки, т.е. сдвиг фаз между одноименными катушками U, V и W двух соседних обмоток остается неизменным по величине, но противоположным по направ- 5. лению. При этом направление вращения магнитного поля в индукторе и ротора 12 с бобиной 16 и паковкой 17 остается неизменным, а направление поступательного перемещения меняется на противоположное (обратный ход ротора).

TPICHM образом, обеспечивается воз- орат но-поступательное движение ротора 12 хэстко связанной с ним бобины 16 с па- к 17 при одновременном его враще- РМК -теизмекном по направлению.

Фоомула изобретения 1. Привод бобинодержателя, содержа- шмй электродвигатель, выполненный в виде v -немагнитного ротора с газомагнитной опорой, концентрично охваченного размешенным в корпусе индуктором, сторона ко- , ого, обращенная к ротору, покрыта .лоем немагнитного материала, а обмотки «зяны с выходом блока коммутации обмо- iG c л блок реверсирования поступательно- о , еремещения ротора, отличающийся е/, MI о, с цепью повышения качества на- боЬин, он дополнительно снабжен ,пиками крайних положений ротора, вы- яами связанными с соответствующими счамм блока реверсирования поступа РОГО перемещения ротора, выходом

и

10

15

20

подключенного к входу блока коммутации обмоток, а индуктор выполнен в виде расположенных по оси ротора трехфазных с распределенной обмоткой статоров, при этом торцовые статоры снабжены газомагнитными опорами ротора.

2.Привод по п.1,отличающийся тем, что статоры сгруппированы по три, причем соответствующие статоры каждой группы включены синфазно, первые статоры из групп подключены непосредственно к трехфазной сети, а остальные связаны с ней через блок коммутации обмоток.

3.Привод по п.1,отличающийся тем, что на поверхностях ротора и статоров, обращенных одна к другой, выполнены зубцы, причем на роторе зубцы выполнены в виде колец, а на статорах - параллельно оси ротора.„

4.Привод по п.1,отличающийся тем, что на обращенных одна к другой поверхностях торцовых статоров и ротора нанесен слой немагнитного материала.

Изобретение относится к приводам наматывающих устройств текстильных машин и может быть использовано в производстве искусственных волокон. Целью изобретения является повышение качества намотки бобин. Поставленная цель достигается за счет выполнения индуктора электродвигателя в виде набора из 3N статоров при включении их обмоток, обеспечивающих одновременные вращательное и возвратно-поступательное перемещения ротора. Для управления статорными обмотками используются блоки коммутации обмоток и реверсирования поступательного перемещения ротора. 3 з.п.ф-лы, 7 ил.

п

Го3 3

11

, ., -т-

I II V/ 1

.ii-.

Я

flW

,t

t . 1 jv

Vй

J

m

о г

.«J

ff- |4 c

П /

tN

Й

K.i

V Фи§л

28 Л

Фиг. 5

Фиг. 6

54 55 56 57 58 59

SWwWSnSWi

so

tt1 Ut W W Ј

62 67 55