Электропривод мотального механизма Советский патент 1979 года по МПК H02P5/00 B65H59/38 

тель фрикционного цилиндра, приводной регулируемый двигатель бобинрдержателя, тиристорный регулятор напряжения, силовая цепь которого включена в якорную цепь двигателя бобииодерл ателя, цепь управления соединена с формирователем имлульсов управления, один вход узла сравнения подключен к генератору пилообразного напряжения, связанному входом синхронизации с датчиком фазы тока синхронного двигателя, второй вход подключен через сзммирующий элемент к задатчику нулевого угла отсечки и к интегратору угла отсечки, связанному с питающей сетью и выходом формирователя импульсов управления, а выход узла сравнения подключен к входу формирователя импульсов управления. На фиг. 1 представлен электропривод, на фиг. 2 - векторные диаграммы напряжений, формируемых отдельными узлами элект;ронривода. К общему источнику 1 питания элеклропрНБода подключены приводной сннхропный (например, синхронно-реактивный) двигатель 2 фрикционного цилиндра, в якорную цепь которого включен датчик 3 фазы тока этого двигателя, и через тиристорный регулятор 4 .напряжения приводной асинхронный регулируемый двигатель 5 бобинодержателя. Датчик 3 фазы соединен со входом синхронизации генератора 6 пилообразного напряжения. Один вход узла сравнения 7 подключен к выходу генератора 6 пилообразного напряжения, а второй вход узла сравнения 7 подключен через суммирующий элемент 8 к задатчику 9нулевого угла отсечки и к интегратору 10угла отсечки, имеющему связь с питающей сетью. Вход формирователя 11 имнульсов управления подключен к выходу узла сравнения 7, а выход формирователя И соединен с тиристорным регулятором 4 напряжения и интегратором 10 угла отсечки. Работает электропривод следующим образом. Датчик тока 3 обеспечивает предварительный сдвиг фазы тока на 90 эл. грац. Приводные двигатели 2 и 5 фрикционного цилиндра и бобинодержателя запнтаны от общего источника 1. Диаметры бобины и фрикционного цилиндра, а также числа полюсов двигателей 2 и 5 выбраны таким образом, что при равенстве окружных скоростей бобины и фрикционного цилиндра частота вращения приводного двигателя бобинодержателя ниже на 7-10% синхронной частоты вращения. При отсутствии контакта между фрикционным цилиндром и телом намотки режим работы синхронного двигателя 2 близок к режиму холостого хода. В этом случае угол сдвига по фазе между током двигателя 2 и напряжением питания близоК к 90 эл. град. А синхронизируемое датчиком 3 фазы тока пилообразное напряжение генератора 6 опережает соответствующее фазное напряжение питания приводного двигателя 5 бобинодержателя на некоторый малый угол (90-фо) эл. град, (см. фиг. 2а, кривая А). При .работе механизма фрикционный цнлиндр соприкасается с телом намотки. Предположим, что нагрузка на фрикционный контакт отсутствует. В соответствии с вышеизложенным пилообразное напряжение генератора 6, поступающее на один вход узла сравнения 7, иредставлено кривой А на фиг. 2а. На второй вход узла сравнения 7 подается постоянное папряжение UQ (см. фиг. 2а) от задатчика 9 нулевого угла отсечки. При |равенстве этих напряжений (нулевой разности) происходит запуск схемы формирователя 11 импульсов управления, которая включает тиристорный регулятор 4 напряжения. Включение тиристорного регулятора 4 напряжения соответствует подключению приводного двигателя 5 бобинодержателя к источнику питания 1. Угол отсечки (см. фиг. 26) напряжения -питания пронорциопален задержке по времени момента включения тиристорного регулятора относительно нулевой фазы напряжения. Предположим, что окружная скорость фрикционного цилиндра при синхронпой частоте вращения синхронного двигателя 2 меньше окружной скорости тела намотки. Этот случай возможен прн выборе начальной частоты вращения приводного двигателя 5 бобинодержателя меньше максимальной при данной нагрузке. Мощность, передаваемая через фрикционный контакт от тела намотки фрикциониому цилиндру, переводит синхронный двигатель 2 в генераторный режим. В этом случае угол сдвига по фазе ф1 между током двигателя 2 и напряжением питания больше 90 эл. град. А синхронизируемое датчиком 3 фазы тока нилообразное напряжение генератора 6 отстает по фазе от-папряжения питания приводного двигателя 5 бобинодержателя на угол г|)1(ф1-90) эл. град. (см. фиг. 2а, кривая Б). В моменты равенства этого напряжения и постоянного напрялсения UQ на входах узла сравнепия 7 приводной двигатель бобинодержателя подключается к источнику питаиия 1. На фиг. 26 показан угол отсечки «i фазного напряжения, соответствующий данному случаю. Одновременно с включением тиристорного регулятора 4 напряжения с формирователя 11 импульсов поступают сигналы на интегратор 10 угла отсечки. Время запаздывания каждого сигнала относительно нулевой фаы напряжения является длительностью импульса tu (см. фиг. 2в), формируемого в интеграторе 10 угла отсечки. Амплитуда этих импульсов постоянна, а длительность пропорциональна углу отсечки а. Импульсы интегрируются во времени, и на выходе интегратора iO формируется liociOHHaoe напряжение Uu (.см. фиг. 2и). го величи«а, иропо рциональная углу отсечки а, настраивается в зависимости от нилоооразного напряжения генератора 6:

и - у. Ti-2

где а - угол отсечки иитающего .наиряженин;mas - максимальная величина нилооЬразного наиряжения, сни.маемого с выхода генераюра ; TJ2-180 эл. град, питающего напряжения.

Выходное наирял ение Uu интегратора 10 угла отсечки складывается с напряжением УО задатчи1ка 9 нулевого угла о i сечки на сухммирующем элементе Ь и поступает на второй вход узла сравнения 7 (см. фиг. 2а, Oi:,Ou-j-ooJ. Ьсли опустить из рассмотрения -переходные процессы, то получим: приводной двигатель о бобинодержателя снижает частоту враш,ения за счет увеличения утла отсечки, а приводной двигатель фрикц-ИОнного цилийдра выходит из генераторного режима. Пилообразное напряжение, снимаемое с генератора б, по фазе «смещается влево относительно напряжения питания, и при положении, соответсгвующсм кривой А на фиг. 2а, Привод восстанавливает устойчивый режим работы. А на втором входе узла сравнения 7 остается напряжение L/1, поддерж ивающее постоянным угол отсечки cij.

Аналогично работает привод при росгс диаметра паковки. Пилообразное напряжение по фазе из положения, соответетвующего кривой А на фиг. 2и, «сдвигается вираво, схема, отрабатывая возмущение, «возвращает фазу пилообразного напряжения в исходное положение, запоминая при эгом больщий угол отсечки.

При случайном торможении бобинодержателя мощность через фракционный контакт отбирается от фрикционного цилиндра. Синхронный двигатель 2 нагружается, что соответствует «сдвигу влево относительно кривой А на фиг. 2а пилообразного напряжения генератора 6. Угол отсечки уменьшается, увеличивая нагрузочную способность приводного двигателя о бобинодержателя. А схема, отработав возмущсни.е, «возвращает в исходное нолол ение 1 фазу пилообразного напряжения, запоминая при этом меньщий угол отсечки.

При правильном выборе напряжения ио задатчика 9 нулевого угла отсечки нагрузка на фрикционный контакт практически исключается в течение всего ци1-ича намоткп. LJ реальных условиях с учетом разброса характеристик дв11гателеи, конструктивкых исполиенин фрикционных цилиндров и иоиии, а также вследствие погрешностей самого задагчика нулевого угла отсечки .мощность, передаваемая через фрикционный контакт, составляет не более 2-37о лющиосш, потребляемой намоточным механизмом. OIQ позволяет обеспечить точное поддержание высоких скоростей намотки, что повышает производительность механизма.

11ереход от одпои скорости намотки нити к другой осуществляется изменением частоты и амн.1итуды напряжения источника питания электропривода иез подрегулировок.

ирименение беско-нтактных исполнительных двигателей значительно повышает показатели надежности и долговечности элекгри-ирпьида. того, иред тагаемый самонасграивающиася электропривод не требует сложпых и относительно неточных программных устройств.

Формула изобретения

Элсктронривод мотального механизма, содержащни приводной синхронный двигаTe.ib фрикционного цилиндра, приводной регулируемый двигатель оооииодержателя, гирисюрттыи регулятор напряжения, силовая цень которого включена в якорную цот;Ь ДБПгате.тя оиоиподержате.тя, а цепь управления соединена с формнрОВателем импульсов управления, и узел сравнения, о т л и ч а ю щ и и с я тем, чго, с целью повышения производительности, один вход узла сравнения подключен к генератору пилообразного на11ряженпя, связанному входом синхронизации с датчиком фазы тока синхронного двигателя, второи вход подключен через суммирзющии элемент к задатчпку нулевого угла отсечки и к интегратору угла отсечки, связанному с питающей сетью и выходом формирователя импульсов управления, а выход узла сравнения подключен к входу формирователя импульсов.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР №. 245604, кл. D 01D 7/00, 24.08.63.

2.Авторское свидетельство СССР № 236703, кл. В 65Н 59/38, 30.01.63.

3.Патент ФРГ N° 1267780, кл. 29а 6/01, 30.05.73.

Q