Двухдвигательный электропривод постоянноготока

 

О П

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

320898 союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства ¹ —Заявлено 08.VI.1970 (№ 1448361/24-7) с присоединением заявки ¹â€”

Приоритет—

Опубликогано 04.XI.1971. Бюллетень ¹ 34

Дата опубликования описания 7.II.1972

МПК Н 02р 5/06

II 02р 5/46

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Ъ Ч,К 621 316 718 5 (088.8) Автор изобретения

М. А. Коган

Ивановский научно-исследовательский экспериментальноконструкторский машиностроительный институт

Заявитель

ДВУХДВИГАТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО

ТОКА

Изобретение относится к д1вухдвягательному элвкпропр иводу постоянного тока машин, состоящих из выдающего звона, связанных с ним рабочих îplI а нов машины, и осевого наматывающего устройства (наката) для обработки полопнообразцых материалов, например ткани, ткацкой основы, пленок и т. п.

Пр имером подобного рада хташ иот я вляются шлиxTо1вальныс машины для обработки ткацких овнов.

Предлагаемый привод может быть испольэовали в отраслях промышлонностя, праизвод1ящих и обраба|тывающих ткани, плении я различ ного рода пол0тгоообразные материалы яз кожи, металла и т. п.

Привод указанных машин выполняется по системе «управляемые преобразователи — двигатели».

Привод по системе «генератор †двигате» обладаст некоторымол недостатками, и имеет,ся твпде нция к замене его тиристорными электропр и вода ми.

В эпих приво дах двигатель выдающего звена может работать в гоно1рато рном режиме. Поэтому геотератсхр, питающий двигатель выдающего звена, должон заменяться реверсчлвны м тиристорны м преобразователем, а вольтодоба вочный генератор во втором приводе — тиристорным ннвертором или реверс11вным преобразователем.

Налич ие силовых ровсрси внь1х тяр истор- ных преобразователей существенно у слож1ня- ет и удорожает электропривод и сдержи вае11 примвнон ие ти ристорного привода для этото класса машин.

Пр имвнвние общего силового источника пита ния для обоих двигателей позволяет су щоственно упростить привод, так как в этоМ случае требуется только один нереверсивньп1

1О ист оч н.ик.

Известен двухдвигательный элекпропри. вод постоя нного тока для машины обработкй .подопнообразных материалов, содержащей подающее и наматывающее материал звенья, 15 в котором последовательно соед инео1ные яко. р и двигателей,п рисоодинены к регулируемо му силовому источнику, В п редлагаемом дэухдв и гательном элект ропри воде с целью эффективного использова,а ия в машине, в которой двигатель по датощего звена работает с постояпиной, устанавл иваемой оператором скоростью, прсопмнущсствоп11о для так|ой машины, в которой 1воз.

Iìo>êtIkû натяжения материа 13, псрс водящие о5 этот двигатель в генераторный режим, С этой целью силовой кссточннк снабжс11 рвгулятором т ока якорной цспн, обмотка возбуждеголя двигателя податощсго э вана подключе на к ре верслтвному источнику, управ3р лясмому регулятором скорости движе1тия ма32ое6

TePiHaЛа, а ОбМОтКа ВОЗбУ>КДЕНИЯ сДВИГаrerrSi наматы вающего звена — к источн(ииу, управляемому регулятором натяжения материала.

Кроме того, в предлагаемом электро прлводе вход задавания регулятора тока подключен че|рез функцHQIHBJIbHbIH преобразователь к задатчику HàiòÿmPlHIHя. Предлагаемый электройрино д .снабжен у стройством, увел ич и вающим задающий сипнал регулятора тока, если ток возбуждения хотя бы одного двигателя iilpeBbiioHtT задан|ное BHatHetHtHe.

На фланг. 1 изображена ки нематическая схема машHiHbl; на ф иг. 2 — функциональная схема п ривода (однн из возможных вариа нтов !вып олненвя) .

Машки на состоит из выдающего авена 1, условлено изображенного в виде двух сжатых

BBJIolB, KHtHeNBTtH÷åcKtH oBEI33iHHbrtx с ним рабочих оргaiHolB IBIIIlHIHbl, например суш илыных барабанов (на схеме не показа ны) и осевого наката 2. Натяжение обрабатываемого мате;р иала 8 из меряется датч икам 4 натяжения.

Выдающее зве ню к и нематичвски с вязано с

IBtHi.aTeлем 5, а накат — с двигателем б . Тахогенерапор 7 измеряет скорость дви?кения обрабатываемого материала.

Якор и электродвигателя выдающего звена 8 (фут. 2) и наката 9 соединены последовательно и питаются от репули р уемого источника по стoiHIIIlíoão тока, HBTEtplHtiilep нереверснвного ти ристо рного преобразователя 10.

Источник 10 управляется регулятором 11 тока якор ной цепи. Обмопка 12 возбуждения двигателя выдающего а вена питается от регулируемого реверсивного источ н ика 18 (возбудителя), который уп ра вляется разностью сипналов задатчяка 14 скорости и тахогенератора 7.

Обмотка 15 возбуждения двитателя наката питается от нсреверсивнюго источ ника 1б, управляемого разностью сигналов задатчиiKB 17 натя жен ия и датчика 4 натяжения. 33датчан к 17 также выдает через фу нкцио наль ный преобразователь 18 задающ ий сигнал для регулятора 11 тока.

Привод работает следующим образом. В любых режимах привода регулятор 11 тока пюддерж ивает ток якорей,двигателей, ðàiâНЫй ЗаДаН НОМ У ЗНаЧЕНИЮ С T(WIHOCòbÞ, ОслРСделяемой ошибкой регулятора 11, Д виватель, работающий прои неизменно м токе якоря, имеет вертикалыную механическую хаpalKTeptHlcTIHKly, так .ка к p33)BHIBaeмый им моменп не за BHIQHT от скорости вращения.

Необходимая жест кость механической характеристики двивателя выдающего в вена достигается регулированием его возбуждения с помощью жесткой отрицательной обратной связи по скорости от тах огенератора 7 (регулятор cKopotcIH)

Пад дей стнием регулятора cxopoicTH поток д|в|игателя 5 измен яется пропорционально моменту нагрузки на его валу. Если момент, |создаваемый натяжен IetM матер нала, превы шает статический момент напрузки, двита55 тель 5 переходит в генератора(ый,режим, 3

elo ток возбуж>дения изменяет направление.

Момент нагрузии двигателя б наката, вывва н|ный натя?кен ием мате риала, ripo)rlopgHQ5 пален íàтяжен ию и диаметру HBMGTBIHIHtotl рулонна. Благодаря >кесж<ой отрицательной обратной связи по натяжению матер иала с помощью датчика 4 (регулятор íàт яжен ия) поток возбуждения д вигателя б автоматичесKH регулируется так, что во всех режимах натяжение материала равно заданному. По мере намотки поток возбуждения двигателя наката возрастает rlpo!Hiopöièioíàльно диаметipy рулона.

15 I4aiBeicrTtHo, что двигателями постоя(нного тока с независимым возбуждением, питаемые от источника с неизменным на пря>кением, llIp молут уктойчивю работать прои снижении потока н и>ке определенного предела. Однако в предлагаемом IljplHIBlogI,е такое ограничение отсупспвует, и двигателями устойчиво работаюч при любовям потоке возбуждения, т. е. благодаря регулятору 11 ток якорей двигателей

iBioggrepmtHiBaelicEI неивменным,незааи симю от вел>ичи ны э.д.с. двигателей, а сле дювателыно и их магнитных потоков, tH режущим работы одного дв игателЯ IIIPBKTHHBGKH не BJIIHHHT íà Работу другого.

Изменение магнитных, потоков gf BIHtl а|телей

50 из-за реакции якоря а втомапически кюмпенсируется действием регуляторов ctKotpocltH u натяжения. Поскольку оба двигателя привода питаются от одного источн и ка 10, он всегда работает в генераторном режиме, следовательно источи иком 10 может быть не ревер сивный TtHptHcTopabiri п реобразователь.

Во;всех режимах,напяжение обрабатьюзаемого материала создается и tpelyJIHруется двигателем на|ката, а его oaopolcTb orltpepeля40 ется скоростью выхода материала из выдающего звена, поэтому .какие-л ибо не исп раапоспи, вызьпвающ ие из мснен ие,скороспи,выдающего звана,:не IIlpHIBtoäÿò к Ileipetнатя>ке ни1о пли прослаблению.

45 Связь между поком якоря двигателя наката, его малнитным потоком и диаметром рулона выражается следу(ощей приближсннои формулой:

l== макс JJ Il и мин J ii макс (1) а

Эм - и нам мин н макс и лде 1 — ток якоря, Т вЂ” |натяжение материала, V,„„„„,,,,— максимальная око рость матер|иала, D — диаметр рулона, D„„„— минимальный диаметр рулона, ли мин, пимам„.— ми нвмалыная:и максимальная номина lbHblpl окороспи двигателя наката п р и номи налыном на60 лряжении на якоре, Ф „— votTot«двигателя наката, Ф „„„„-- максималыный лоток двигателя наката, U „„„„— номи налыное напряжение IBBiH65 гатсля наката.

320898 двигатель исиользуетоя нол постыо, если

ripiH максимальном диаметре рулона D „„, поток будет Фнм„,.

Из формулы 1 следует, что при прочих равных усл о в иях ток 1, необход имый для создания зада|нного натяжения Т, пропорционален кратности намотки " " и обрат но промни и 0 рци Он ал е н,ди aiII а 3 О ну р еиул ия о в а н и я ско рости потоком возбуждения двигателя наката " ", поэтому для он ижения тока яко н мин р я необходим о прои,ме нять двигатель наката с ши роки м диапазоном регулирования скорости. Если натяжение материала меньше макси малыного, то необходимо rripolrroiprriiroHB.Iblro снижать ток якоря, чтобы уменьшить потери ноrllFIocTIH iB двигателях и .сети. Зависимость потока двигателя выдающего авена от натяжения матер Нала в предположениями, что ток якоря I п1ри максималыном натяжении раJ вен 1ма,с и изменЯетсЯ IIo законУ 1=1ма„.—, макс выражается приближенной формулой: фа с Т 1 макс Тмакс, (2)

Фв макс макс 1в ком где Ԅ— поток двигателя выдающего зве на, Ф, „„,,— иакаималыный поток этого двиг aTeля, Т, — натяжение, которое создавало бы момент, ра вный статическому моменту нагрузии дв игателя выдающего э вена, Т„„„— ма ксималыное натяжение материала, U,„„„„— номинальное напря «е!Н!Не двигателя .вы дающего э вена.

Во всех,реж|и|мах .работы двигателя выдающего звена его поток не должен п ре вышать некоторого значения с тем, чтобы обесС в. акс почить запа с по потоку,""", необходив мых для работы регулятскра скоросDH.

Запас по потоку нри T=T „„.„. Обеспечи,вается надлежащим:выбором тока 1 „,.„, (формула 2) Если Т>Т,, двигатель выдаrorIreI;o звена работает в генераторном режиме, ciHiHiKeiHHe натяжения вызывает уменышеiiHe потока Ф,, затем двигатель переходит в двигательный режим, поток Ф, меняет нанра вление и начинает возрастаTb (формула 2). При некотором натяжении запас по потоку уменьшается до предельного до пустимого значения. Для того, чтобы запас по потоку не стал меньше допустимого, дальнейшее IOHIHHICFIHe натяжения должно сопро|вождаться не уменьшеппие м, а увеличением тока якоря. Необходимая связь между натяжением материала и током якоря до стигается тем, что задатчи к 17 натяжения является Одновременно и задатчиком тока, а нуж ный закон изменения тока в зависимости от натяжения бО

Благодаря указанному vcTiporrcTBy Bcc силыпые возмущения, требующ ис увеличения м|омента д вигателей, сопровождаются возрастанием тока якоря, а занавес по потоку может obliTb существенно снижен, так как oil долже н выбираться не по максимальному возмущсни О, а только для кохгпансацпи статпчеb получается с по иощью фу|и цнопальногО rrpi.. o б р а 3 о в а тел я 18.

С целью упрощения преоб1разо вателя 18 ток якоря должен снижаться пропорционально снижению натяжения до некотор ого з начения тока, а затем оставатыся не изменным.

Торможение привода производится вклЮчением тормозного coIIpoTHIBления параллель но якорю д вигателя выдающего звена, приrp чем во время торможения и после остановки регулятор 11 гока поддерживает ток якоря двигателя наката неизмен ным. Торможение может также осуществлятыся меха н|и(еск ими тормозами.

1б В режиме предварителыного натяжения (прои оотано вленной машине) ток якорей двигателей и натяжение материала регул и руются так же, как и в рабочем режиме, а ток возбуждения pBIHDBTeля .выдающего звена ра всп нулю. Если статическиЙ 1момент нагрузки недостаточен для удержива ния высдающего авена от проворачива ния, необходимо да вать его двигателю некоторое возбуждение, чтобы создать тормозящий момент, противодейст2б !IyroirrHH моменту от натяжения мате риаЛа, или же тормоз и ть выдающее звено меха ничсским тормозом, В случае необходимости .возможно реверсирование ripHiBopa. Для этого достаточно из3p xIcIIlHTb IioIKpiHoioTb задающего сигнала регулято ра скорости, выдающего звена. В том

СЛУЧаЕ, КОГДа НатЯжЕН|ИЕ МатЕРИаЛа НЕкДОСтаточно для п риведения,в движение наката 2, работающего в режиме раската, возбудитель 1б должен быть реверсивнььм, чтобы двигатель б мог работать в двигательном режиме.

Как отмечалось выше поток двигателя Bbrдающего э вена в любых режимах должен быть меньше майоималыного, чтобы иметь необходи мый за пас pIH регулирава ния скорости в случае непредвиденного возрастания нагрузки.

Запас ло потоку возбуждекнпя IO.IHICH ,д быть и у двигателя наката, чтобы он мог разВнтЬ дОПОЛНнИтЕЛЬНЫй дИНаМИЧЕСКИй МОМЕНТ при пуске и.ти увеличении скорости.

Огдпако за!пас по потаку вызывает увслнчснние тока якорей дв игателсй, что пежелатслыю. Для снижения запаса по потоку до и инимума,в схему привода нможет быть дополнительно в ведено устройспво (на фиг. 1 не показано), увеличивающее задающий сигнал ,регулятора 11 тока, если поток хотя бы одного двивателя превышает заданнос зпа lcillllc (реапирующее, например, на To«»:ê1 напряжение возб .жжения) .

320Û8

Составитель Р. Давыдов

Техред Т. Ускова

Редактор В. Фельдман

1(орректор 3. Тарасова

Заказ 6271 Изд. № 1583 Тираж 473 11одп исиос

Ц1-1ИИПИ 1(омнтста по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Загорская типография

7 оких и диггамичесгсих ош ибок системы управле н ия.

В предлагаемом,пр иводе регули,ровапгие натяжения материала, может произ водиться

iHe толы<о с помощью датчика натяжения, как в схеме фиг. 2, но также любым косвегвным способом, напр имер по мощности и даже вручнуго.

Предмет изобретения

1. Двухдвигательный электропривод -востоя н ного тока для машкины обработки полотпообразных материалов, содержащей подающее и наматывающее ма тер иал звенья, в ко ТОДОМ ПОСЛ Ьдов атЕгп blH О СОЦДИ Н &Н Н Ы Е я К Ор И, двигателей пр и соединеггы к регуэируемому силовому источвику, отлигаюгггиггся тем, что, с целью эффекTHBного иопользоваяия в машине, в которой двигатель пoigiarorIIeir о э вена работает с постоянаой устанавл и ваемой оператором скоростью, преимущеспвенно для такой машины, в которой возможны натяжени 1 материала, переводящие этот двигатель в генерато р ный реж и(м, напри мер, для тек спиль>н|ой шлихтоэалыгой ма ш и|ны, силоЬой источ ник снабжен регулятором тока якир ной цепи, обмотка возбуждения двигателя подающего э вена по дключена к ревер ои вному источник у, управляемому регулятором скорости д в ижевия мапериала, а об мотка возбужго девия двига тел.я нама тывающето э вена — к источ н ику, vrripàiâëÿåìîìó регулятором Hàòÿжения материала.

2. 3;IeiKTpollrpiHiBoijl по п. 1, отличающийся тем, что вход задания регулятора тока подr5 ключе и через функциональный,преобразователь к з адатч и ку н а тяжени я.

3. Элегстро п ри вод по п. 1, отли гаюигийся тем, что он снабжен устройством, увел ичивающ|им задающий сипнал регуля то ра тока, 20 если ток возбужде н ия хотя оы эдпого д в игателя пре выоит заданное значение.