ДВУХДВИГАТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГОТОКА Советский патент 1971 года по МПК H02P5/06 H02P5/46 

Изоб|рете1иие относится к двухдвстгателыгому электр оприваду постояиа-юго точ-са машин, оостюящнх ИЗ выдающего эвена, связанных с HiHiM рабочих Оргаиов маш.ины, и осевого наматывающего устройства (наката) для обработки Н0лот1нообразных материалов, нанример тканн, ткацкой основы, нланок и т. н.

ПримерОМ подобного рода маш1Н1Н Я|ВЛЯЮтся шлихтоВалвные машины для обработки ткацких оонов.

Предлагаемый привод может быть испольaoBaiH в отрасл ях нромышлевности, производящих и обра ба1тывающ,их ткан«, плентаи гя различного рода полотнюобразные материалы из кож1И, металла « т. н.

Привод указанных машин вынолняется по системе «унравляемые преоб эазователн-двигатели.

Привод по системе «генератор-двигатель обладает «екоторьг.ми недостаткам и, и имеется те1Н|де«1Ция к его тиристорными э л ектроприв од а.м-и.

В ЭТ1ИХ нриводах двигатель выдающего звеяга может работать в гонораторном реЖНLMe. Поэто(му геиератар, питающий двигатель 1выдающего 3 ве1на, должен заме няться реверСииным Т1Ир1истор(НЫ1М преобразователем, а вольтодобащочный генера1тор во втором приводе - т Иристорным Ннвертором или реверсивным иреобразователе.м.

Налич1ие силовых реверС1И1вных тиристорных преобразователей существенно усложмяет и удорожает электропривод и сдержи1вае1( npHijMeHeHiHe тиристорного привода для этого класса :Машин.

Применение общего оил1ового источника питания для обоих двигателей позволяет cyt ществеННО упростить привод, та:к как в случае требуется только один нереверсивный

ICTOMII-CHK.

Известен двухдвигательный элекгроириг вод постоЯ1Н1НОго то«а для машины обработки ИОЛОТ1Н оо б р аз;н ы.х iM атер и а лов, с аде р ж а щей подающее и наматывающее материал звенья, в котором носледо1вательно соедмеевные якоь |р|и дВ1Игателей ;П1р1ИСОвди«ены к регулируе мо му силовому Н|Стачиику.

В п1редлагае МОМ двухд1В1И1гателы101М элект| Роприводе с целью эффективного использоваг 1Н1ИЯ в машине, в которой двнгатель подающего звена работает с постояниной, ycTaiHaiB-; л1И1ваемой операторОМ скоростью, npenMyHie 1стванно для такой мащины, в которой возг )мож111Ы |цатяжеиия материала, переводящие этот двигатель в генераторный реж:иМ.

С этой целью силовой 1источни1к снабже1| фбгуляторОМ TioiKa Я корной иеии, обмотка возбуждения двигателя подаюпюго зюен.а подключена к реверсивному wcTOMniHiKy, уиравляемому регулятором ско.рости движения матершала, а обмотка воэбуждеиия :ДйЙ|Га1еля наматьшающбго звена - к источииюу, управляемому регулятором натяжения матернала. Кроме того, Б предлагаемом элект1рО1Пр И1В|Оде вход задаиия регулятора тока подключен через фуикциональный преобразователь к задатчйку натяжемия. Предлагаемый электропривод снабжен у/стройсотвом, увеличинкающим задающий овпнал регулятора тока, если ток возбуждения хотя бы одного двигателя 1превы(ант задаиное значение. На фиг. 1 изо бражена кинематическая схема машины; на фиг. 2- функци01нальная схема (О|Д|И1Н из В О31Мож1ных вариaiHTOiB выполнения). Машина состоит на вьадающето эвена 1, уюловяо изображвеного в виде двух сжатых валов, кинематичеоми овяза1ННЫ1Х с рабочих органов машины, «апри-мер сушилыных барабанов (иа схеме не показаны) и осевого наката 2. Натяжение обрабагтыв-аемого материала 3 изимеряется датчиком натяжения. Выдающее звеню кинематически связано с двигателем 5, а накат - с двигателем 6. Тахогенератор 7 нзмеряет окорость дв ижания об р а б атыва емого м атериал а. Якори электроивигателя вьвдающего звегна 8 (фиг. 2) и наката 9 соединены иоследовательно и п итаются от регулируемого источ1Н1ика по1сто1яюного тюка, например нереBepiOHiBi-ioro тиристориого п;реобразователя 10. Источмик 10 управЛяется регулятором 11 тока якюр1ной цепи. Обмотка 12 щозбуждания двигателя выдающего звена П1итается от регулируемого ревер аиВНОго источника 13 (возбудителя), который управляется разиостью сигналов задатчика 14 скорости и тэхогенератора 7. Обмотка /5 возбуждения двигателя наката питается от неравероинного источиика 16, управляемого разностью сигналов задатчика 17 нафяжения и датчика 4 натяжения. Задатчик 17 также выдает через фунаодиональ1НЫЙ преобразователь 1-8 задающий сишал для регулятора 11 тока. Привод работает следующим образом. В любых режимах привода регулятор 11 тока пойдарж1ИВает ток якорей двигателей, равный зада1нн1ОМ1у значению с точностью, oiriipcделяемой ошибкой регулятора 11. Двигатель, работающий при неизменном токе я.йоря, вертикальную :меха1Н.ическую характеристику, так :ка1к развиваемый «1М моман1т не завиюит от скорости вращения. Необходимая жест|ко1оть механической хар актерИСТ1ИКИ двигателя вьвдающего звана достигается регулирова-нием его воз|буждения с помощью жесткой отр ицателыной обратной связи но скорости от Тахо-генератора 7 (регулятор скорости). . Пад действием регулятора скор01сти нотюк двигателя 5 из:ман1яется пропорционально моменту нагрузки на его валу. Если MO ieiHT юоздаваемый натяжением материала, превышает статичеокий момент налрузкч, двигатель 5 переходит в ганераторшьп режетм, & его ток возбуждения изменяет направление. Момент нагрузки дВИгателя 6 наката, вызваганый натяжевием материала, пронорционален 1натяже)нию и диаметру нам1ота1Н1НЮго рулона. Благодаря жесткой отрицательной обратной связи но натяжению материала с помощью датчика 4 (регулятор натяжения) пюток возбуждения двигателя 6 а:втом-ат1ически регулируется , что во всех режимах натяжение материала равно заданному. По мере намошки поток воз-буждения дв-и,гателя наката возрастает пропорщионалыно диаметipy рулона. Иввесгтно, что двигатели пюотожндого тока с независимым возбуждением, питаемые от источника с иаизйювным .напряжением, те мОГут устойчиво работать при снижении Потока Н1иже определенного предела. Однако в предлагаемо1М приводе такое 0Пра1ничение отсут1СТ1вует, и двигатели устойчиво работают при любом потоке возбуждения, т. е. благодаря регулятору 11 ток якорей двигателей поддерживается неиемениым неза1висимо от величины э.д.с. двигателей, а следовательно и их магнитных нотоков, и режим работы одного двигателя практически не влияет на работу другого. Изменение магнитных потоков двигателей из-за реакции якоря автоматически компенсируется действием регуляторов скорости и натяжения. Поскольку оба двигателя привода ПИтаются от одного источ1НИ1ка 10, он всегда работает в генераторном режиме, следовательно ИСТОЧН1ИК01М 10 может быть нереверсивный тиристор ный преобразователь. Во iBcex режимах иатяжеине обрабатьмзаемого материала создается и регулируется двигателем наката, а его скорость определяется скоростью выхода материала из выдающего звена, поэггому какие-либо неисправности, вызьпвающие jiaiMeiHeHiHe .скорости 1выдающего звана, не приводят к иаренатяжанию или прослаблению. Овя1зь меЖ|Ду током якоря двигателя .наката, его мапнитныа потоком i-i диаметром рлло:на выражается следующей приближенной формулой: макс мин и микс li пои п макс -ток якоря, -натяжение материала, -максимальная скорость риала, D- диаметр рулона, D.Miii - минимальный диаметр рулопа, IIIP пмакс- минимальная ;н максимальная 1номииальные скорости двигателя наката при номинальном напряжении на Я1корс, Ф „ - HOTOIK двигателя .наката, 1макси1мальный .jiOTOiK двигатеЛЯ 1наката, Двигатель иопользуетоя шо.иностыо, если нри максимальном диаметре рулона D лаке поток будет Ф„.макс. Из формулы 1 следует, что при прочих p aBiHbix условиях ток /, необхади мый для создания задатного натяжения Г, пр0 порцио1нален кратности намотки „ и обратио проП;ОрЦионален диа1пазон у рблул1И1р101ва1Ния ско(рости noTOKoiM возбуждения двит.ателя HaiKa.-а поэт10 му для юнижения тока Я1кор|Я необходимо П1р1И:ме1Нять двигатель 1Н аката с ши1рО1КИ1М диапазоном регулирования oivopoсти. Если натяжение материала меньше макои1малыного, то неабходимо Г1|роно1р1Ц1ИОналы10 снижать то« якоря, чтюбы уменьшить потери МОЩНОСТ1И iB диигателЯХ и сети. Зависиаюсть потока двигателя выдающего эвена от иатяЖ6НИЯ материала в П1реД|ПОложвИ1И1И, что ток якоря / при Макси малыном натяжевни рапе,Н /макс и ИЗМеНЯеТСЯ по закону / /мако выражается приближенной формулой: УС-Г V макс макс . в МаксЛчакс в ном -ПОТОК двигателя выдаюш,его зве/на, в макс- макаималыный поток этого дгаигателя, -натяжение, которое созда1вало бы момент, ра( статическому моменту нагруз ки двигателя выда1ош;его звена, -эдаксиМалыное натяжбиие м-атериала, f iiHOM - «о-миналыюе напряжание двигател1Я .выдаюндего эвена. ВО всех режи1ма х :рабаты двигателя выдающего зве-на его лоток не должен превышать некоторого значени Я с тем, чтобы о.бес иечить запас ио ПОТОКУ , «еобходимых для работы регулятора скорости. Залас по потоку при 7 7.макс обеопечи -вастся |Надлежащи1М выбором тока У „акс (формула 2). Если , двигатель 1выда ющего звена работает в генератор|ном режи ме, снижение натяжения вызывает уменьшение потока Фд , затем двигатель переходит в двигательный режим, ноток Ф в меняет на Пра1влеиие и начи1нает возрастать .(формула 2). При некотором натяжении запас по потоку уменьшается до предельного допус тимого значения. Для того, чтобы запас по потоку не стал маньще дои|уст1имого, дальней шее (Снижение натяжаннЯ должио сапровождаться не уменьшещибм, а у1величе|Н1ием тока ЯК|Ор(Я. Нео|бходимая связь межзду -натяжееи ем материала и TOKOIM якоря доютигаетоя тем что задатчиж 17 натяжения я.вдяется адноВременно и задатчиком тока, а нужный за:ко Н изменения тока в зависимости от -натяжения получается с помощью ({зункцоюналыюго iipeобразо1вателя 18. С целью упрощения преобразователя 18 ток якоря должен снижаться пропорциоиально снижению натяжения до некоторого 3iHacieния тока, а затем оставаться неиЗМенным. Тор1.можение пр|ивода производится включением тормозного сопротивления параллельHO якорю двигателя выдающего звена, ;прн4eiM во Время торможения и после оста нойKiH регулятор 11 гока поддержив-ает ток якоря двигателя неизмавным. Торможение может также осуществляться Меха1ни есиими тормозами. В режиме 11редвар1ителыного н. (нри ойтановленной машине) ток якорей двиателей и натяжение материала регулируются ак же, как и в рабочем режиме, а ток возбуждения двигателя выдающего звена равен нулю. статический момент иагрузки недостаточен для удерживаеия выдающе О 31Бена от проворачивания, необходимо давать его двигателю некоторое возбуждение, чтобы создать тормозящий люмент, прот1И1ВОде1 1СТаующий моменту от Н атяжения материала, НЛ1И же тормозить выдающее звено Mex-aatiч ее КИМ тормозом. В случае необходимости возможно реверсирование привода. Для этого достаточ1но йзменить полярность задающего сигнала регулятора скорости выдающего звена. В том случае, когда натяжение м;атер|И1ала недостаточно для пр иведения в движение наката 2, работающего в режиме раската, возбудитель 16 должан быть раверсивнььм, чтобы двигатель 6 мог работать в двигательном . Как отмечалось выше поток дв игaтev я йыдающего звена в любых режимах должен быть меньше маюоимального, чтобы И:меть Необходимый запас для регулиравампя скорости в случае непредвиденного возрастания иапрузки. Запас по пошо,ку возбуждения должен быть и у двигателя нака-та, чтобы он мог раз1В1Ить дополнительный динамический мо:мант при пуске или увеличес-шн скорости. Однако запас по /потоку вызывает увеличение тока якорей двигателей, что иежелательно. Для снижения занаса по потоку до в cxeiMy привода ;можбт быть дополнительно введе;но устройство (|На фИг. 1 не показано), увелич.н:в:ающее задающий сигнал -регулятора 11 тока, если поток хотя бы одного дв игател;я превышает задапное значение (реапцрующее, папрнмер, на ток илгл напряжение возбуждения). Благодаря указаа1ному устройству в.се сильные возмущения, требующие увел1Иче|Иня момента двигателей, сопровождаются возрастанием тока Я1коря, а запас по потоку может быть существенно снижен, так как оп должен выбираться не но максимальному возМЛЩеиию, а только для компансаци1И статичеоких и ДИиа МИческИХ ошибок ойстемы уПравле1нмя. В предо1агаемо1м лривОде регулмравашие натяжения м-атериала .может произ1во;л,1иться не только с по1мощыо да1ТЧ1Ика натяжения, как в схеме фи1Г. 2, но также любым косвеьгным Способом, наприэдер по и даже . Предмет и з Об р ете;н и я 1. Двухдвйгательный электропривод -посТОЯ1Н1НО.ГО тока для машины полотпообразных материалов, содержащей подающее И наматывающее материал Звенья, в котором последователыно ооаданенйые якорИ ,д1вига|телей пр1И1Соед1И1не НЫ к регул1Ируемому -силовому источеику, отличающийся тем, что, € целью эффбктввного И1ополь3|0 ва1н1ия в :маш;И1не, в которой двигатель П10Д1ающаго звена работает с постояншой устанавливаемой оператором ско1ростью, преВМущ0ст1ве1ННО для таО

Vu.z-2 кой машины, в которой во131мож ны на1Т.яженй51 М1атериала, пер е1водящ е этот двигатель в ге/нераторный режим, на.примвр, для -тек(СТ1ИЛЫН10Й шлихтав1аль1ной машины, 1ИстоЧ1Ник снабжен .репулятором тока як10|р1ной цепи, oi6MOTKia возбуждения двигател-я подающего авена подключена к реверюнвиОМу источнику, управляемому регулятором скорости Д1в1ижения маггериала, а обмотка возбулсДания дввпател.я на1ма1ты1ваю.щего звен.а - к источнику, у1Нра(вляемОМ:у регуляторо м натяжения материала. 2.ЭлектротривОД по п. 1, отличающийся тем, что вход задания регулятора тока подослючен через функциональный преобразователь к задатчику натяжения. 3.Электротривод по п. 1, отличающийся тем, что OiH снабжен угс-тройютном, у1вел1ичивающиы задающий сипнал регулято|ра тока, осли ток -возбуждегаия хотя бы двигателя превысит заданное З начен1ие.