СТАНОК ДЛЯ НАМОТКИ КАТУШЕК С ЗАДАННОЙ ВЕЛИЧИНОЙ Советский патент 1973 года по МПК H01F41/04 G01R27/26 G01R29/20 G01R31/06 

1

Изобретение относится к оборудованию для намоточных работ и предназначено для снижения погрешности изготовления катушек индуктивности и (Повышения производительности труда при этом.

Погрешность изготовления катушек индуктивности характеризуется лрежде всего отклонением от номинала величины индуктивности как основного параметра катушки.

Эти отклонения обусловлены разбросами размеров каркаса, диаметра провода и толщины его изоляции, неодинаковой раскладкой провода при намотке и разбросом магнитных свойств сердечников катушек. Встречаются также ошибки в числе витков. Поэтому после изготовления катушки индуктивности контролируют по величине индуктивности и, если нужно, настраивают их, регулируя положение сердечника. Операции контроля и яастройки повышают трудоемкость и стоимость изготовления катушек индуктивности. Поэтому рационально применять устройство для непрерывного контроля индуктивности наматываемых катушек, которое может использоваться в качестве управляюшего органа привода станка так, чтобы при достижении заданной величины индуктивности станок автоматически останавливался.

Известные станки для намотки катушек с заданной величиной индуктивности, содержаШие устройство емкостной связи с обмоточным проводом и устройство для контроля индуктивности наматываемой катушки с автогенератором, связанное со схемой управления приводом станка, не получили распространения вследствие низкой точности устройств контроля из-за того, что изменения диаметра провода и толшины его изоляции влияют на емкость контура автогенератора.

Для повышения точности контроля путем устранения погрешности от изменения диаметра провода и его изоляции контур автогенератора, в который включается наматываемая катушка, дополнительно снабжен эталонной катушкой индуктивности, автогенератор соединен через формирователь с пересчетной схемой, подключенной к двум триггерам, один из которых связан со схемой управления приводом станка, а другой соединен с интегратором и схемой сравнения, а также с ключом, коммутируюшим эталонную индуктивность в контуре автогенератора.

На фиг. 1 приведена блок-схема описываемого станка с устройством контроля индуктивности; на фиг. 2 - диаграммы напряжений, лоясняюшие работу устройства.

Обмоточный провод, выходя из отдающего устройства станка, огибает ролики связи. Между проводом и этими роликами образуется распределенная емкость связи Сев. Конец обмоточного провода, образующий начало наматываемой катушки LX, через гальванический контакт соединяется с точкой а контура автогенератора 1. В этот же контур включена и эталонная (сменная) катушка 1э с величиной индуктивности, равной номинальному значению илдуктивностл наматываемой катушки (между роликами связи и точкой б). Индуктивная катушка La коммутируется ключом 2, управляемым выходным напряжением триггера 5. Формирователь 4 преобразует выходные колебания автогенератора 1 в импульсы прямоугольной формы, необходимые для нормальной работы пересчетной схемы 5.

Пересчетная схема, имеющая два выхода I и II на разные коэффициенты пересчета, управляет состоянием триггера и 6. Одновибратор 7, запускаемый отрицательным перепадом напряжения с триггера 3, через катодный повторитель 8 управляет прохождением импульсов через формирователь 4 и осуществляет ycTaHOBjiy в .исходное состояние (сброс на нуль) -пересчетной схемы 5.

Интегратор 9 интегрирует положительные и отрицательные импульсы, поступающие € выхода триггера 3. Схема сравнения (нуль-орган) 10 в момент равенства выходного напряжения интегратора 9 и опорного напряжения Иоа выдает импульс, управляющий состоянием триггера 3.

Усилительный каскад 11 имеет на выходе электромагнит 12, связанный с блокировкой кнопки в,ключения 13 привода 14 станка и тормоза 15. При нажатии кнопки 13 включается привод 14 и отпускается тормоз 15. Кнопка остается -в нажатом состоянии при обесточенном электромагните 12.

Автогенератор / и ключ 2 вместе с контуром образуют генераторную часть: тригге1р 3, формирователь 4, пересчетная схема 5, триггер 6, одновибратор 7, катодный повторитель 8, интегратор 9, сравнивающее устройство 10 - индикатор заданного отношения частот; усилительный каскад // и электромагнит 12 - схему выключения привода станка. Генераторная и индикаторная части объединены в одной замкнутой схеме, которая применяется для управления намоточным станком.

При включении станка и намотке катушки индуктивности LX, текущее значение которой меньше заданного (Ьх Lg), при высоком уровне на левой половине триггера 3 ключ 2 замкнут, и автогенератор 1 генерирует колебания с частотой /i:

/,

.уCf С ев

C-f Сс

при НИЗ.КОМ уровне .на левой лоловине триггера 3 ключ 2 разомкнут, и автогенератор генерирует колебания с частотой

f,

С-Сс

(дг-Ыэ)С + Сс

Считая, что частоты /i и /з рассматриваются в течение коротких моментов времени, непосредственно примыкающих друг к другу, принимают, что за эти .моменты времени индуктивность наматываемой катушки L и емкость связи Сев иаменяются очень мало. При этих условиях отношение п частот /i и /г равно:

д 1 /.3

/. KZ7

в процессе намотки катушки LX индуктивность увеличивается и соответственно изменяется п. Когда величина индуктивности наматываемой катушки станет равной заданному номиналу (LX La), отношение частот /i и /2 будет равно:

.|/2

1000

Л

Это отношение фиксируется индикатором заданного отношения частот: на выходе триггера 6 устанавливается высокий уровень, что приводит к срабатыванию электромагнита 12 и снятию блокировки с нажатой кнопки 13.

Привод 14 станка обесточивается и включается тормоз 15.

На фиг. 2 представлены диаграммы напряжений, поясняющие работу схемы, для стационарного режима намотки (Lx . La).

В определенный момент времени о элементы схемы находятся в следующем состоянии: на левой половине триггера 3 высокий уровень, ключ 2 при этом замкнут, и автогенератор / работает на частоте /i. В момент времени ti с выхода II пересчетной схемы 5 (после прохождения через нее 1414 Емяульсов) на триггер 6 поступает положительный имлульс, изменяя его состояние: на выходе этого триггера устанавливается низкий уровень.

В момент времени 2, когда выходное напряжение интегратора 9 становится равным опорному на1пряжению Uon, схема сравнения 10 выдает имлульс, вызывающий изменение состояния триггера 3. На левой половине этого

триггера устанавливается низкий уровень, ключ 2 размыкается, и автогенератор начинает работать на частоте /2. Отрицательный перепад напряжения триггера 3 запускает через диод 16 одновибратор 7, который формирует

положительный импульс длительностью тз. Этот импульс поступает через согласующий катодный повторитель 8 на формирователь 4 и пересчетную схему 5. Действием этого .импульса прекращается (на время Тз) прохождение сигнала с автогенератора / через формирователь 4 и устанавливается в исходное состояние перосчетная схема 5. Время тз выбирается таким, чтобы в автогенераторе за это время заканчивался переходной процесс, вызванный коммутацией эталонной индуктивно.сти наматываемой катушки Ly.

По окончании действия импульса тз (момент ta) формирователь 4 начинает пропускать сигнал с частотой /г. При поступлении на пересчетную схему 1000-го им.пульса на ее выходе I появится положительный импульс (момент 4), который изменит состояние триггеров 5и.

На левой половине триггера 3 устанавливается высокий уровень, ключ 2 при этом замыкается, и автогенератор начинает работать на частоте fi. На правой половине триггера 3 устанавливается низкий уровень, и интегратор 3 изменяет направление интегрирования на обратное, его выходное напряжение начинает уменьшаться, приближаясь к уровню опорного напряжения f/on.

Отрицательный перепад напряжения с триггера 5 через диод /7 запустит одновибратор 7, выходной импульс тч которого воздействует на схему аналогично рассмотренному. По окончании действия им:пульса тз (момент 4) формирователь 4 начнет пропускать импульсы с частотой f. При лоступлении на пересчетную схему 1000-го импульса на ее выходе I появится положительный импульс (момент tj, но он не оказывает воздействия на правую (проводящую) половину триггера 5 н на триггер 6. При поступлении на пересчетную схему 1414го .импульса на ее выходе II .появляется положительный импульс (момент to, который изменяет состояние триггера 6. Далее процессы в схеме повторяются как описано (с момента #,).

Из рассмотренного видно, что циклически происходит контроль заданного отношения частот fj и /9, соответствующего индуктивности, равной эталонной (L Lr,, причем один цикл сравнения частот fi и fo .состоит из двух равных тголупериодов TI Г, длительность которых зависит от частоты f, а равенство полупериодов обеспечивается совместныл-г действием интегратора 9 и схемы сравнения JO.

Когда индуктивность наматываемой катушки L.r меньше индуктивности эталонной катушки Lg, то за время второго полупериода Т« приходит 1414-й импульс чаСтоты f, и триггер 6 на протяжении цикла изменяет свое состояние. При этом эффективное значение тока, протекающего через электромагнит /2, недостаточного для его срабатывания, и «амотка продолжается.

Когда индуктивность наматываемой катушки LX равна или больше индуктивности эталонной катушки Ln, то за время второго полупериода Га 1414-й импульс частоты fi не успевает приходить, следовательно триггер 6 не изменяет своего состояния. Выходное напряжение этого триггера устанавливается на высоком уровне, что приводит к отпиранию усилительного каскада И, срабатыванию электромагнита 12 и немедленной остановке привода станка.

Таким образом, намотка прекращается, когда индуктивность наматываемой катушки достигает заданного значения (/-л- Lg), точнее при минимальном превышении заданного значения (LX Lg). Последнее обстоятельство не имеет решающего значения, так как требуемое для четкой работы схемы превышение чрезвычайно мало и оно быть ликвидировано некоторой корректировкой коэффициента пересчета пересчетной схемы 5, так чтобы четкая остановка станка происходила тогда, когда индуктивность наматываемой катушки LX будет равна индуктивности эталонной катущки Lg.

На работу станка оказывают влияние изменения диаметра провода и его изоляции и замыкания обмоточного провода в устройстве емкостной связи.

Изменения диаметра провода и его изоляции, проявляющиеся в изменении емкости связи Сев, происходят сравнительно медленно (в

процессе намотки). Длительность цикло.в сравнения частот / и fa может составлять в конце намотки самое большее несколько сотых долей секунды. Изменения емкости связи Сгр за это время чрезвычайно малы, поэтому мало и

влияние, оказываемое непостоянством емкости связи Сов на погрешность индуктивности наматываемых катущек.

Замыкания через точечные поврел дения обмоточного провода в устройстве емкостной 1СВЯзи приводят к пропорциональным изменениям обеих частот fi и fa, так что отношение их не меняется. Следовательно, это явление, наблюдающееся на практике, не влияет ни на работоспособность станка, ни на погрешность его

работы.

Предмет изобретения

Станок для намотки катущек с заданной величиной индуктивности, содержащий устройство емкостной связи с обмоточным проводом и устройство для контроля индуктивности наматываемой катушки с автогенератором, связанное со схемой управления приводом станка, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля путем устранения погрешности от изменения диаметра провода и

его изоляции, контур автогенератора, в который включается наматываемая катушка, дополнительно снабжен эталонной катушкой индуктивности, автогенератор соединен через формирователь с пересчетной схемой, подключенной к двум триггерам, один из которых связан со схемой управления приводом станка, а другой соединен с интегратором и схемой сравнения, а также с ключом, коммутирующим эталонную индуктивность в контуре

автогенератора.

t, i, i, tj

f

tr is tg t,.

lu. Lc

Риг. 2