Устройство для контроля процесса перемотки длинномерного электропроводящего материала с электроизоляционным покрытием Советский патент 1992 года по МПК B65H63/24 

Изобретение относится к перемотке длинномерных материалов и может быть использовано в легкой, текстильной, кабельной, электротехнической и других отраслях промышленности, связанных с перемоткой и контролем качества изоляции длинномерных электропроводящих материалов с электроизоляционным покрытием, например при намотке катушек трансформаторов, обмоток электродвигателей и других изделий

в электротехнической промышленности и на предприятиях приборостроения.

Известно устройство для контроля обрыва длинномерного материала при его перемотке, содержащее бобину с рулоном перематываемого материала, тахометр с двумя импульсными головками, два триггера, тактовый генератор, два элемента И реверсивный счетчик, пороговый элемент и элемент ИЛИ.

Известно также устройство для контроля обрыва длинномерного материала при его перемотке, содержащее бобины с рулонами перематываемого материала, размещенные на одной платформе, датчики частоты вращения бобин, тактовый генератор, элемент ИЛИ, три элемента И, два инвертора, делитель частоты, реверсивный счетчик, формирователь импульсов, триггер и индикатор.

Известные устройства имеют сложную схему обработки сигнала и предназначены для контроля обрыва неэлектропроводящего длинномерного материала косвенным методом по вращению бобины с рулоном разматываемого материала. Сложная схема обработки сигнала обуславливает сложное конструктивное исполнение известных устройств. Однако при перемотке электропроводящих длинномерных материалов, например проводов, при намотке трансформаторов целесообразна реализация контроля процесса перемотки более простыми средствами. Это позволяет повысить надежность контроля и срок службы устройств, сократить расходы на техническое обслуживание средств автоматики. При создании новых средств контроля необходимо обеспечить сочетание высоких метрологических характеристик (точности, надежности, быстродействия контроля) с высокими эксплуатационными свойствами. Особенно важно создание простых и надежных средств контроля, легко встраиваемых в уже существующие технологические процессы, не требующих сложной автоматики управления.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для контроля линейных перемещений, выполненное по уравновешенной мостовой резисторно-индуктив- ной схеме, содержащее блок питания, датчик линейных перемещений, выполненный в виде резисторно-индуктивного моста, индуктивными плечами которого являются размещенные на магнитопроводе первая и вторая вторичные обмотки дифференциально-трансформаторного преобразователя. Выходы датчика линейных перемещений соединены с входами усилителя, подключенного к управляющему входу реверсивного электродвигателя. Устройство просто, конструктивно, имеет небольшие массу и габариты, надежно в работе, обладает высокими точностью и быстродействием контроля.

Недостатком известного устройства являются ограниченные функционалные возможности, что не позволяет осуществлять контроль электрических характеристик материала. Например, известное устройство не позволяет контролировать такие параметры процесса намотки катушек трансформаторов, как обрыв провода, наличие механических повреждений изоляции, в том числе скрытых дефектов. Отсутствие контроля зачастую существенно сдерживает автоматизацию процесса, дальнейшее повышение качества изделий и повышение

0 производительности труда.

Цель изобретения - расширение функциональных возможносте й устройства за счет контроля электрических характеристик материала.

5В устройство для контроля процесса перемотки длинномерного электропроводящего материала с электроизоляционным покрытием, содержащее блок питания, датчик линейных перемещений, выполненный

0 в виде резисторно-индуктивного моста, индуктивными плечами которого являются размещенные на магнитопроводе первая и вторая вторичные обмотки дифференциально-трансформаторного преобразователя.

5 выходы датчика линейных перемещений соединены с входами усилителя, подключенного к управляющему входу реверсивного электродвигателя, введены пороговый элемент, эталонный элемент, два подстроеч0 ных элемента, два ограничительных элемента, токосъемные элементы, электродвигатель привода перемотки и блок индикации. Магнитопроводы первой и второй вторичных обмоток: дифференциально5 трансформаторного преобразователя выполнены из двух частей. Внутри парного магнитопровода размещен контролируемый материал, один конец которого электрически связан с шиной нулевого потенциала,

0 а другой подключен к первой шине питания блока питания через последовательно включенные первые подстроечный и ограничительный элементы. Перед первым маг- нитопроводом расположены токосъемные

5 элементы, связанные с шиной нулевого потенциала и выполненные в виде обжимных роликов, внутри второго магнитопроьода размещен эталонный элемент, первый пход которого подключен к второй шине питания

0 блока питания, а второй вход подключен к третьей шине питания блока питания через последовательно соединенные пороговый, вторые ограничительный и подстроечный элементы. Второй выход порогового эле5 мента соединен с управляющим входом электродвигателя привода перемотки контролируемого материала,реверсивный электродвигатель механически связан с управляющими входами блока индикации и второго подстроечного элемента.

На чертеже приведена структурная схема устройства для контроля процесса перемотки длинномерного электропроводящего материала с электроизоляционным покрытием.

Устройство содержит датчик 1 линейных перемещений, выполненный в виде резисторно-индуктивного моста, индуктивными плечами которого являются размещенные на магнитопроводах 2 и 3 первая 4 и вторая 5 вторичные обмотки дифференциально-трансформаторного преобразователя, а резисторы б и 7 образуют два других плеча моста. Выходы датчика 1 линейных перемещений соединены с входами усилителя 8, подключенного к управляющему входу реверсивного электродвигателя 9. Устройство содержит также контролируемый материал 10, размещенный внутри первого магнитопровода 2, электродвигатель 11 привода перемотки, подающий барабан 12, каркас 13, ось которого кинематически связана с валом электродвигателя 11, токо- сьемные элементы 14 и 15, размещенные перед первым магнитопроводом 2, связанные с шиной нулевого потенциала и выполненные в виде обжимных роликов, первые подстроечный элемент ,1 б и ограничительный элемент 17, последовательно соединенные один с другим и подключенные к первой шине 18 питания блока 19 питания, эталонный элемент 20, размещенный внутри второго магнитопровода 3, первый вход которого подключен к второй шине 21 питания блока 19 питания, а второй вход подключен к третьей шине 22 питания блока 19 питания через последовательно соединенные пороговый 23, вторые ограничительный 24 и подстроечный 25 элементы и блок 26 индикации, включающий, например, каретку 27 со стрелочным указателем 28 и пером самописца 29, кинематически связанную с валом реверсивного электродвигателя 9, который также механически связан с управляющим входом второго под- строечного элемента 25. Второй выход порогового элемента 23 соединен с управляющим входом электродвигателя 11 привода перемотки контролируемого материала 10, один конец которого электрически связан с шиной нулевого потенциала, а другой подключен к первой шине 18 питания блока 19 питания через последовательно включенные первые подстроечный 16 и ограничительный 17 элементы.

При намотке катушек трансформаторов в электротехнической промышленности устройство для перемотки дополнительно снабжено механизмом возвратно-поступательного поперечного перемещения каркаса 13 для повитковой укладки провода.

Устройство для контроля процесса перемотки длинномерного электропроводящего материала с электроизоляционным покрытием работает следующим образом.

При перемотке материала 10 с помощью электродвигателя 11 привода перемотки с подающего барабана 12 на каркас

13 он с помощью отклоняющих роликов направляется по оси первого магнитопровода 2 первой вторичной обмотки 4 дифференциально-трансформаторного лреобразовате- ля датчика 1 линейных перемещений. При

движении материал 10 касается токосъем- ных элементов 14 и 15, связанных с шиной нулевого потенциала. По материалу 10 протекает ток И. По цепи эталонного элемента 20 протекает ток 2. Перед перемоткой резисторно-индуктивный мост уравновешивается, при этом напряжение, снимаемое с выхода датчика 1 линейных перемещений, равно нулю. Токи И 2. При токе 12 ном (номинальный ток при уравновешенном

датчике 1 линейных перемещений) электродвигатель 11 подключен к цепи питания и осуществляет перемотку материала 10. Ток i2 ном больше тока срабатывания порогового элемента 23. При наличии дефекта (нарушении сплошности изоляции) токосъемные элементы 14 и 15 шунтируют участок цепи от места размещения токосъемных элементов до шины нулевого потенциала каркаса 13. Равновесие моста нарушается, и на выходе датчика 1 линейных перемещений появляется напряжение, отличное от нуля. Это напряжение усиливается с помощью усилителя 8 и подается на управляющий вход реверсивного электродвигателя 9, который

перемещает движок второго подстроечного элемента 25 и каретку 27 блока 26 индикации до тех пор, пока не установится новое состояние равновесия моста. При этом ток 2 уменьшается в соответствии с изменением тока И. Если дефект незначительный и сопротивление дефектного участка изоляции уменьшается несущественно и находится в допустимых пределах , тек г. протекающий по цепи порогового элемента

23. также уменьшается незначительно и не вызывает его срабатывания. При этом электродвигатель 11 привода перемотки не отключается. При серьезном дефекте изоляции контролируемого материала ток i2

уменьшается существенно, что вызывает срабатывание порогового элемента 23 и отключение электродвигателя 11 привода перемотки от цепи питания. Перемотка прекращается. После устранения дефекта

процесс перемотки возобновляется. В качестве порогового элемента 23 может быть использован релейный элемент, нормально разомкнутые контакты которого последовательно включены в цепь питания электро- двигателя 11.

Таким образом, предлагаемое устройство для контроля процесса перемотки длинномерного электропроводящего материала с электроизоляционным покрытием является многопараметровым и позволяет контролировать следующие параметры; обрыв материала, несоответствие омического сопротивления изоляции допускаемым значениям, которое может быть обусловлено рядом причин - нарушением сплошности изоляции в результате механических повреждений, наличием токопроводящих включений, неоднородностью покрытия по составу и толщине и др.

Предлагаемое устройство обеспечивает качественный контроль изоляционного покрытия, имеет гибкую настройку в широких технологических пределах.

Таким образом, введение новых эле- ментов и связей между ними придает новые свойства предлагаемому объекту и создает положительный технический эффект, заключающийся в расширении функциональных возможностей устройства за счет контроля электрических характеристик контролируемого материала.

Формула изобретения Устройство для контроля процесса пе- ремотки длинномерного электропроводящего материала с электроизоляционным покрытием, содержащее блок питания, датчик линейных перемещений, выполненный в виде резисторно-индуктивного моста, ин- дуктивными плечами которого являются размещенные на магнитопроводе первая и

вторая вторичные обмотки дифференциально-трансформаторного преобразователя, выходы датчика линейных перемещений соединены с входами усилителя, подключенного к управляющему входу реверсивного электродвигателя, отличающееся тем, что. с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет контроля электрических характеристик материала, в устройство введены пороговый элемент, эталонный элемент, два подстроечных элемента, два ограничительных элемента, токо- сьемные элементы, электродвигатель привода перемотки и блок индикации, маг- нитопроводы первой и второй вторичных обмоток дифференциально-трансформаторного преобразователя выполнены из двух частей, внутри первого магнитопрово- да размещен контролируемый материал, один конец которого электрически связан с шиной нулевого потенциала, а второй подключен к первой шине питания блока питания через последовательно включенные первые подстроечный и ограничительный элементы, перед первым магнитопроводом расположены токосъемные элементы, связанные с шиной нулевого потенциала и выполненные в виде обжимных роликов, внутри второго магнитопровода размещен эталонный элемент, первый вход Которого подключен к второй шине питания блока питания, а второй вход подключен к третьей шине питания блока питания через последовательно соединенные пороговый, вторые ограничительный и подстроечный элементы, второй выход порогового элемента соединен с управляющим входом электродвигателя привода перемотки контролируемого материала, реверсивный электродвигатель механически связан с управляющими входами блока индикации и второго подстроечного элемента.

С

10 с

//

/ 26

о

Изобретение относится к перемотке длинномерных материалов и может быть использовано в легкой, текстильной, кабельной, электротехнической и других отраслях промышленности, связанных с перемоткой и контролем качества изоляции длинномерных электропроводящих материалов с электроизоляционным покрытием. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет контроля электрических характеристик материала. Устройство содержит датчик Линейных перемещений, выполненный по уравновешенной мостовой резисторно-индуктивной схеме, индуктивными плечами которой служат первая и вторая вторичные обмотки дифференциально-трансформаторного преобразователя, связанной с входом электронного усилителя, подключенного к реверсивному электродвигателю. Введение в устройство эталонного элемента, порогового элемента, источника напряжения, ограничительного и подстроечных элементов позволяет контролировать обрыв материала и несоответствие омического сопротивления его электроизоляционного покрытия допускаемым значениям, которое может быть обусловлено рядом причин: нарушони- ем сплошности изоляции в результате механических повреждений, наличием токопроводящих включений в изоляционном слое, неоднородностью покрытия по составу и толщине и др. V ил. ел с