Устройство для регулирования скорости намотки нити Советский патент 1978 года по МПК B65H59/38 

Изобретение относится к области производства синтетических нитей и предназначено для использования на бобинажно-перемоточных и формовочно-намоточных машинах. Известно устройство для регулирования скорости намотки нити, содержащее датчик диаметра бобины, выполненный в виде сельсина, ротор которого кинематически связан с указывающим валиком, контактирующим с поверхностью раковин (бобины), приводимой во вращение электродвигателем, датчик скорости паковки, подключенный к обмотке возбуждения сельсина. Недостатком известного устройства является наличие погрешности, обусловленной нелинейной зависимостью выходного напряжения сельсина от изменяющегося напряжения возбуждения, что значительно сужает диапазон регулирования скорости намотки нити и снижает точность регулирования до ±1,5%. С целью повышения точности регулирования, предлагаемое устройство имеет электронный ключ, фильтрующий элемент и одновибратор, а датчик скорости бобины выполнен частотным и через одновибратор, электронный ключ и фильтрующий элемент связан с приводом бобины, при этом датчик диаметра бобины подключен к электронному ключу. На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы напряжения в устройстве. Нить 1 наматывается в паковку 2, укрепленную на бобинодержателе 3, приво.аимом во вращение электродвигателем 4. Раскладка нити вдоль оси вращения паковки 2 осуществляется раскладчиком 5. К паковке 2 прижат укатывающий ролик 6, имеющий толкатель 7, перемещающийся в направляющих 8. В пазу толкателя 7, перпендикулярном оси его перемещения, имеется ролик 9, установленный на пальце рычага 10, укрепленного на валу ротора сельсина 11, подключенного к обмотке возбуждения переменного тока 12. Выход сельсина 11 через выпрямитель 13 подключен на зажимы питания полупроводникового ключа 14. На входе ключа 14 установлен одновибратор 15, собранный на транзисторах и формирующий электрические импульсы постоянной длительности. Вход одновибратора 15 соединен с выходной обмоткой тахогенератора 16, кинематически связанного с бобинодержателем. Тахогенератор 16 выполнен частотным, например в виде генератора переменного тока с постоянными магнитами. Выход полупроводникового ключа 14 посредством фильтра 17 постоянной составляющей напряжения связан с усилителем 18. Последний подключен к обмотке управления электродвигателя 4, который выполнен в виде двигателя-усилителя, например серии НТДУ. На вход усилителя 18 подведен также сигнал задания в виде напряжения постоянного тока, снимаемый с движка потенциометрического задатчика 19. Предлагаемое устройство работает следующим образом. Скорость намотки нитл в паковку определяется выражением. V« ujD/2 cos, (} где УК - скорость намотки; (а - угловая частота паковки; /i (3-5°) угол подъема витков нити. Так как величина угла /J мала, то при его изменении в указамных пределах величина cos изменяется от среднего значения меньше, чем на 0,0009. Из-за малых изменений в дальнейшем рассмотрении предлагаемого устройства влиянием величины угла /5 на стабильность скорости намотки можно пренебречь. Задачей ycTpofsCTQa является стабилизация скорости намотки на определенном заданном уровне, т. е. выполнение условия У„ const, (2) которое соблюдается при постоянстве произведек и я o)D const. (3) При увеличении диаметра паковки 2 укатывающий ролик 6, перемещая толкатель 7 в направляющих 8, вызывает поворот рычага 0 ротора сельсина 11 на угол а. Кинематическая передача первме це1шя оси укатывающего ролика 6 в поворот ротора сельсина 11 подобрана таким образом, что выполняется соотиошенне, (4} где R - длина рычага iO. При этом выходное напряжение сельсина Use С ботьшой степенью точности может быть выражено „ и - ii.Tl . L.n ч где Wj,Wi - соответственно, число витков выходной обмотки сельсина и обмотки возбуждения;Uei - напряжение на обмотке возбуждения величина постоянная. Отсюда следует, что напряжение 11, изменяется г ро{юрционально величине диаметра паковки. Это напряжение подведено на зажимы питания полумроводкйкового ключа, который отпирается при подаче на вход электрического импульса. Во время отсутствия электрического импульса на входе полупроводниковый ключ заперт. Падение напряжения на лолупроводииковом ключе в открытрм состоянии полиостью ко.мпенсироваио. Поэтому при отпирании ключа его выходное иапряж.ение Уц равно ,,; (6) а при запирании . (7) Импульсы, индуктируемые в выходной обмотке тяхоге ер; тора 6 при вращении бобинодержателя 3, запускают одновибратор 15, установленный на входе ключа 14. Одновибратор имеет времязадающую цепь,, обеспечивающую формирование его выходного импульса строго постоянной длительности г, отпирающего ключ 14. На выходе ключа установлен фильтр 17 постоянной составляющей, преобразующий напряжение Un в напряжение Цу, в котором отсутствуют пульсации, причем величина напряжения Uy равна среднему значению IPfx % jUKdt |Uc.-r, (8) где период релаксационных колебаний одновибратора; f -- -частота выходного напряжения тахогенератора; t - текущее время.. Учитывая формулу 5, величина напряжения Uy определяется выражением K,wD, (9) де Ki - t-постоянный коэффициент, пределяемой через постоянные величины. Напряжения U и Uv включены встречно а входе усилителя 18, который разность этих апряжений усиливает по величине до напряения управления Ту, воздействующего на упК1Вляющую обмотку электродвигателя 4. Последний изменяет угловую скорость бобинодерл ателя пропорционально напряжению на. обмотке управления. Таким образом для усилителя и электродвигателя справедливы соотноAU U -Uv . Uy КаЛгГ. где Кг - коэффициент усиления усилителя; Ка - передаточный коэффициент электродвигателя. Учитывая выражения 9 и 10, можно записать,.at /„л нх,к,КзО TvKip Далее учитываем, что в реальных системах величина коэффициента усиления Кг дости-, гает нескольких сотен и даже тысяч, вслед-. ствие чего в .выражении И 1«К|КгКзО и, не допуская существенной ощибки, можно записать, пренебрегая единицей по сравнению с КДЖзВ )D con&t. (2) Так как в процессе намотки и Ki величины постоянные, то из приведенного анализа следует, что произведение диаметра паковки на его угловую скорость в предлагаемом устройстве поддерживается постоянным, т. е. скорость наматывания также поддерживается постоянной, а угловая скорость паковки изменяется, обратно пропорционально, по гиперболи-, ческой зависимости, при увеличении диаметра пакозки. Предлагаемое устройство может найт.ц, применение в регуляторах натяжения нити, например при перемотке. Формула изобретения Устройство для регулирования скорости намотки нити, содержащее привод, бобины, датчики скорости и диаметра бобины, ог(ичаюи{ееся тем, что, с целью повышения точности регулирования, оно имеет электронный ключ, фильтрующий элемент и одновибратор, а датчик скорости бобины выполнен частотным и через одновибратор, электронный ключ н фильтрующий элемент связан с приводом бобины, при этом датчик диаметра бобины подключен к -электронному ключу.

А А А ..