Устройство для регулирования натяжения полосового материал Советский патент 1977 года по МПК B21B37/52 

Изобретение относится к системам регулироваиия натяжения наматываемого полосового материала с помощью электровода и может быть использовано в производстве химических волокон, корда, резинотехнических и пленочных рулонных материалов. Известна система регулирования натяжения намоточных устройств на базе электродвигателей постоянного тока с независимым возбуждением, требующая специальных возбудителей для двигателей .ведомой и ведущей секций 1. Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для регулирования натяжения полосы «а Моталке Прокатного стана, содержащее электропривод клети на базе двигателя независимого возбуждепия и электропривод моталки на базе двигателя того же типа. При этом з устройстве содержатся тахогенераторы моталки и клети, регуляторы тока якоря и потока двигателя, вычислительный блок уставки регулятора тока с узлом определения отношения радиуса рулона к потоку двигателя и узлом определения и запоминания радиуса рулона 2. . Недостаток известного устройства состоит в использовании двигателя независимого возбуждения моталки, что требует отдельноТО прео бразователя для питания обмотки возбуждения с соответствующей системой управления. Цель изобретения - упрощение электропривода ведомой секции (или моталки) прл сохранении качества регулирования натяжеиия. Это достигается тем, что устройство для регулирования намоточного оборудования, содерж:ащее электропривод ведущей секции на базе двигателя независимого возбуждения с системой автоматического поддержания постоянства скорости этой секции, построенной по принципу подчиненного регулирования, снабжено электроприводом ведомой секции на базе двигателя последовательного возбуждения, в системе автоматического регулирования которого контур регулирования момента подчинен контуру регулирования мощности этой секции, уставка которого формируется в виде произведения уставки скорости ведущей секции на сумму уставки натяжения и корректирующего сигнала, обратно пропорционального диаметру рулона, причем с целью поддержания постояиства натяжения в процессе разгона ведущей секции, на вход контура регулирования -момента введен дополнительный сигнал, пропорциональный произведению диаметра руло-на на ускорение ведущей секции.

На чертеже показана функциональная схема предлагаемого устройства.

Ведущая секция приводится во вращение двигателем 1 пезависимого возбуждения, обмотка 2 возбуждения которого питается неизменным током, а обмотка якоря - от преобразователя 3. Скорость двигателя / поддерживается постоянной с помощью регуляторов 4 1 5 тока и скорости, причем на вход последнего подаются обратная связь с выхода тахогенератора 6 и задающий сигнал с выхода задатчИКа интенсивности, состоящего из ограничителя 7 и интегратора 8. Ведомая секция приводится во вращение двигателем

9последовательного возбуждения с обмоткой

10возбуждения, питающейся от преобразователя //.

Система подчиненного регулирования двигателя 9 содержит регулятор 12 мощности, связанный через делитель 13 и сумматор 14 с делителем 15 п через него - с регулятором 16 то.ка, управляющим преобразователем //. Задающ,ий сигнал Р регулятора 12 мощности формируется с помощью множителя /7, соединенного одним входом с выходом задатчика интенсивпости, а другим - с выходом другого сумматора 18, один из входов которого связан с источником сигнала Т заданного натяжения, а - с выходом делителя 19. Вход «Делимое последнего соединен с .источником постоянного сигнала, а вход «Делитель - с выходом Пнтегрозапоминаюи1его устройства 20, -которое, в свою очередь, связано с делителем 21. Другой вход сумматора на выходе делителя 13 соединен с выходом множителя 22, на входы iKOTOporo поданы выходные сигналы с устройства 20 и задатчика интенсивпости. Обратный сигнал по мощности секции формируется с помощью множителей 23, 24 м тахогеператора 25. Система регулирования привода ведомой секции содержит блок 26 нелинейности и множитель 27, .линеаризующие ее, а также дифференцирующее устройство 28, примепяемое для динамической коррекции. Регулирование входного напряжения двигателя 9 производится так, что косвенным путем обеспечивается постоянство натяжения материала в статическом и динамическом режимах. Устройство работает следующим образом. Внутренним контуром системы регулиро- 55 вания ведомой секции является контур регулирования момента, причем уставка момента М поступает на вход делителя 15. Поддержание мОМента TWj на валу не обеспечивает постоянства натяжения Т из-за изменения диа- QQ метра рулона Do- Линейные скорости материала в обеих секциях равны: 1/, V., О).,

где У, Vz - соответственно скорости материала в ведущей и ведомой секциях;

0)2 - угловая скорость ведомой секции.

Из выражения (1) следует:

2V,

(2) -КС другой стороны, мощность 2 ii3 валу ведомой секции

р. u),yw., - - TD, 21/, 7;(3)

(4)

V,,

где PI

мощность на валу ведущей секции. Из выражений (3) и (4) следует, что для

поддержания Т const (при U const)

нужно поддерживать

Л const(5)

Выполнение условия (о) обеспечивается внешним коитурОА регулирования мощности PZ, содерж ащим интегрально-пропорциональный регулятор 2. На вход последнего подается сигнал обратной связи по действительной мощности, формируемый множителем 24 как нроязведение сигналов скорости V и момента М на выходе множителя 23.

Сигнал задания мощности Р формируется в множителе 17 как Произведение сигналов задания натяжения Г и задания скорости COi.

Выполнение условия (5) обеспечивает не совсе.м точное регулирование натяжения, так

как требуется дополнительная -мощность (порядка 3%), покрывающая потери на деформацию .материала при изгибе (намотка иа барабан). Эти потери обратно пропорциональпы диаметру рулона. Дополнительный корректирующий сигнал, суммируемый с Т , формируется в делителе 19, на вход «Делимое которого подается постоянный сигнал К, а на вход «Делитель - сигнал D, пропорциональный диаметру рулона.

Равенство линейных скоростей (1) приводит к тому, что D, . 2U)., Сигнал D2 формируется в делителе 21 в соответствии с выраж еняем (7). Для того, чтобы при длительной стоянке линии иметь .и-нформацию о диаметре рулона, к выходу делителя 2:1 подключается интегрозапоминающее устройство 20. Для обеспечения постоянства натяжения в процессе разгона ведущей секции к основной уставке момента М ведомой секции добавляется корректирующий сигнал, пропорцио 1альный требуемому динамическому моменту ведомой секции: GDI d I/, лд - дни - „п gD, dt Этот корректирующий сигнал формируется с помощью множителя 22 в соответствии с выражением (8). Предлагаемое устройство по сравнению с известным позволяет упростить привод ведомой секции за счет исключения специального преобразователя, питающего обмотку возбуждения, с его системой им1пульсно-фазового управления и в то же время обеспечивает высокое качество регулирования натяжения материала. Формула изобретения 1. Устройство для регулирования натяжения полосового материала, содержащее электроприводы ведущей и ведомой секций, при этом электропривод ведущей секции вынолнен на базе двигателя независимого возбуждения с системой автоматического поддержания постоянства скорости этой секции, включающей задатчик интенсивности, регуляторы скорости и тока, датчик скорости, о т л ичающееся тем, что, с целью упрощения электропривода ведомой секции при сохранении качества регулирования натяжения, электропривод ведомой секции выполнен на базе двигателя последовательного возбуждения, и устройство дополнительно содержит регуля тор мощности, делители, сумматоры, множителн, источники постоянного сигнала, интегроза.поминающее устройство, .при этом регулятор Л10ЩНОСТИ соединен с делителем формирования сигнала задания момента, выход которого через .первый сумматор соединен со вторым делителем и через него - с входом регулятора тока, а множитель формирования сигнала задания регулятора мощности соединен одним входом с выходом задатчнка интенсивности, а другим - с выходом второго сумматора, один из входов которого связан с источникам сигнала заданного натяжения, а другой - с выходом второго делителя, один из входов которого нодключен -к источнику постоянного сигнала, а другой вход - к выходу интегрозапоминающего устройства, своим входом связанного с выходом третьего делителя, один из входов которого соединен с датчиком скорости ведомой секции, а другой вход - с выходом задатчика интенсивностн. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью поддержания постоянства натяж ения з процессе разгона ведущей секции, один из входов сумматора на выходе делителя, формирующего сигнал задания момента, соединен с выходом второго множителя, своими входами соединенного с выходом интегрозапоминающего устройства н входом интегратора задатчика интенсивности. Источники информации, принятые во внимание нри экспертизе: :1. Иванов Г. М., Онищенко Г. Б. Автоматизированный электропривод в химической промыщлешюсти. М., Машиностроение, 1975, гл. V. 2. Авторское свидетельство № 250857, кл. В 21 В 37/06, 1967.

-4& M r« H -®;Aw . ТФТ Т I чУу