Устройство для регулирования натяжения при намотке длинномерного материала

 

Изобретение относится к средствам автоматического управления наматывающими устройствами. Цель изобретения - расширение технологических возможностей. Для этого устройство предусматривает возможность намотки паковки при постоянном натяжении или в зависимости от радиуса паковки с уменьшающимися или увеличивающимися натяжениями. 1 з. п. ф-лы. 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

llO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4440740/12 (22) 13.06,88 (46) 15.02.91. Бюл. № 6 (71) Магнитогорский горно-металлургический институт им. Г. И. Носова (72) Ю. А. Кирпичников (53) 621.85.058 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1299930, кл, В 65 Н 77/00, 1985.

Изобретение относится к средствам автоматического управления наматывающими устройствами.

Цель изобретения — расширение технологических возможностей устройства.

На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 —— схема тиристорного преобразователя; на фиг. 3 — схема датчика числа слоев паковки; на фиг. 4 — схема блока измерения радиуса паковки; на фиг. 5 — схема блока измерения натяжения; на фиг. 6 — схема блока измерения момента привода.

Устройство содержит блок управления приводом паковки, выполненный в виде тиристорного преобразователя 1, на выходные зажимы которого включен электродвигатель 2 постоянного тока с независимым возбуждением. Электродвигатель 2 приводит во вращение паковку 3, на которую наматывается длинномерный материал (IIpoволока или лента) 4. Датчик 5 числа слоев паковки выходом соединен с входом блока 6 измерения радиуса паковки. Выход блока 6 соединен с клеммой переключателя 7 и первым входом блока 8 измерения натяжения длинномерного материала. Кроме того, выход блока 6 связан с другой клеммой переключателя 7, общая точка которого соеÄÄSUÄÄ 1627488 (51)5 В 65 Н 77/00

2 (54) YCTPOACTBO ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАТЯЖЕНИЯ ПРИ НАМОТКЕ

ДЛИННОМЕРНОГО МАТЕРИАЛА (57) Изобретение относится к средствам dBтоматического управления наматывающими устройствами. Цель изобретения расширение технологических возможностей. Для этого устройство предусматривает возможность намотки паковки при постоянном натяжении или в зависимости от радиуса паковки с умеHûïающимися или увеличивающимися натяжениями. 1 з. п. ф-лы, 6 ил. динена с задатчиком натяжения, выполненного в виде потенпиометра 9. В пепи якоря электродвигателя 2 включен шунт 10, выход которого подан на вход блока 1! измерения момента привода, выходом подклк>пенного к входу блока 8 измерения натяжения и через резистор 12 на инвертирующий вход усилителя регулятора 13 момента, построенного на операционном усилителе 14.

В блоке 15 задания натяжения потенциометр 16 подключен к источнику постоянного тока, а движок его через переключатель 17 и резистор 18 присоединен к инвертирующему входу регулятора 19 натяжения, построенного на операционном усилителе 20. Выход блока 8 измерения натяжения и движок потенциометра 9 подключены соответственно через резисторы 21 и 22 на входы регулятора 19 натяжения.

В б.чоке 23 задания момента привода потенциометр 24 подключен к источнику постоянного тока, а его движок через резистор 25 соединен с входом инвертора 26, неинвертирующий вход которого через резистор 27 соединен с общей точкой, а в цепи обратной связи инвертора 26 включен резистор 28. Выход инвертора 26, который является также выходом блока 23 задания момента привода, через переклк>чате.чь 29 и

1627488

55 р«зи«тор 30 соедин 1! «входом регулятора 13 мочента привода, выход которого полян на вход тиристорного преобразователя 1. Неинвертирующий вход регулятора 13 момента через резистор 31 соединен с общей точкой, а в цепи обратной связи включены последовательно резистор 32 и конденсатор

33, поэтому регулятор 13 момента является пропорционально интегральным (ПИ-регулятор). Выход регулятора !9 натяжения соединен чере:! резистор 34 с инвертирующим входом регулятора 13 момента привода, другой вход регулятора 19 через резистор, 35 соединен с обшей точкой, з в цепи обратной связи вклк>чены последовательно резистор 36 и конденсатор 37, поэтому регулятор 19 натяжения является пропорционально интс— (ральныч. П!(рзллельно цепи обратной связи регулятора 19 натяжения имеется перекл юча тел ь 38.

Т(!ри«торны!! преобразователь 1 сoдержит тири«торы, 39 и 40 и диоды 41 и 42, соединенные «о oднофазной мостовой схем«. Rblнрячл«нное напряжение с Tèðèñòîðíîãо преобразователя 1 подается через сглаживаю1ций дроссель 43 ня электродвигатель 2, У!!рявляк> цие электро.(ы тиристоров 39 и 40 соединены с выходами «истемы 44 импульсно-фазового управления, в;(од которой полключ«EI к выходу ре(уляторз 13 момента приводя через «огласу)oший эчиттерный понт(>рит«ль 45. ,lй, врз-! цзется в (нн>рзх 48 и 49 «оср(!«твом ««резячи OT OT;(«.Iü((oão электр(>приводя или от эч(к I р() ((ри E)o;(i) на м О I «ч ного <<«троисч вз

При вр;)ш«нии винт;1 17 кзр«ткз 50 и«р«ме(л«1«тся ио н;111р< 47.

1 lри поч(>ши к;)р«гки 5!! (>«уш«ствляется ук I;Iдкз длинном(риоп> материала на изковку 3. Ня кяр«тк« >0 (. дну. («торон хстзнов.чены постоянные магниты 52 и 53, з на опорах 48 49 уста« вл«ны чягнитоунравляемые контакты 54 1! 55

Ilo окончании 1 I voTII! о !«релного слоя каретка 50 з(!Иим;1(г o «Eo из крайних иоложений. при этом магнитами 52 и 53 замыкаются контякгы 54 или 55.

Блок 6 измерения радиуса наковки содержит оптоэлектронный коммутатор 56, счетчик 57 числа слоев намотки, сумчирую(ций уси !итеиь 58, инвертор 59 и иотенциоч«тр 60 установки начального радиуса иаковки (фиг. и фиг. 4). Вход оптоэлектронного коммутатора 56 через резистор 61 и клем мы источника постоянного на пряжения Ilo.(êë(o<(åí к выходу датчика 5 числа слоев нзковки и является входом блока 6 измерения радиуса иаковки. Выход оптоэчектронного коммутатора 56 (фиг. 1 и фиг. 4) полян Н;1 вход счетчика 57 числа с.чоев намотки, который содержит три микросхемы 62—

64. цифроаналоговый преобразователь (lIAtl) 65 и выходной усилитель 66 (фиг. 4).

Вход 14 микросхемы 62 является входом счетчика 57 числа слоев намотки. Входы 2 и 3 установки нуля микросхем 62 — 64 соединены вместе и через размыкающую кнопку 67 подключены к общей точке (фиг. 4). Выходы 12, 09, 08 и 11 микросхем 62 — 64 поданы на входы 8 — 19 ЦАП 65. Выход 48 ЦАП 65 соединен с инвертирующим входом выходного усилителя 66, к которому подключен также катод диода 68, анодом присоединенный к неинвертирующему входу усилителя 66. Неинвертирующий вход усилителя 66. (фиг. 4) соединен также с выводом 4

ЦАП 65 и через конденсатор 69 соединен с общей точкой, к которой через конденсатор 70 присоединен вывод 22 ЦАП 65. В цепи обратной связи усилите.ия 66 включен резисгор 71, одним выводом соединенный с выходом 47 IIAll 65, а другим — с выходом усилителя 66. Вывод 20 ЦАП 65 подклк>чен к источнику постоянного тока +5В, вывод

24 через диод 72 подключен к источнику постоянного тока +15В, а между выводами 20 и 24 ЦАП 65 включен диод 73 в прямом навравлении (фиг. 4). Вывод 38 ЦАП 65 через регулируемый резистор 74 подключен к источнику опорного напряжения.

Выход усилителя 66, являющийся выходом счетчика 57 числа слоев намотки, подключен через резистор 75 на инвертирующий вход суммирующего усилителя 58 (фиг. 1 и фиг. 4). Потенциочетр 60 подключен к источнику постоянного тока, его движок через резистор 76 присоединен к инвертирующему. входу суммирующего усилителя 58, неинвертирующий вхол которого через резистор 77 с(>(динен с об(цей точкой. B цепи обратной связи усилителя 58 включен резистор 78.

В(.(ход суммирующего усилителя 58 через резистор 79 соединен с и((вертором 59. Неинвертируюший вход инвертора 59 через резистор 80 соединен с общей точкой, а в цени обратной связи инвертора 59 включен резистор 81 (фиг. 1 и фиг. 4).

Блок 8 измерения натяжения построен на м ножи тел ьно-д«лител ь ной ячейке.

:1в(! входа ячейки (фиг. 5) являются входами блока 8 измерения натяжения 8 (фиг. 1 и фиг. 5), а выход является выходом блока 8 измерения натяжения 8 (фиг. l и фиг. 5) .

Блок 8 измерения натяжения (фиг. 5) содержит инвертор 82, вход которого соединен с первым выходом блока 6 измерения радиуса паковки (фиг. 1 и фиг. 5), а выход через электронные ключи 83 и 84 соединен соотвегственно с входами интегратора 85 и комнаратора 86. На вход интегратора 85 подключены также через резистор 87 выход блока 6 измерения радиуса паковки и потенциометр 88 (фиг. 5). Выход интегратора 85 через резистор 89 соединен с первым выходом блока 6 измерения радиуса паков1627488

Ф

1 — TOK ЯКОРЯ.

55 ки и непосредственно — с вход<>м компаратора 86, выход которого соединен с входами электронных ключеЙ 83, 84 и 90 (фиг. 5).

Усилитель 91 своим вхолом через ключ 90 соединен с выходом блока 11 измерения момента (фиг. 1 и фиг. 5), а выходом подключен к входу выходного усилителя 92.

Выход усилителя 92 соединен с резистором 21 на входе регулятора 19 натяжения (фиг. 1 и фиг. 5) .

Блок 11 измерения момента привода построен на ячейке датчика тока, прелназначенного для усиления напряжения, пропорционального току якоря электродвигателя 2, снимаемого с шунта 10.

Поскольку измерение момента электродвигателя осуществляется косвенно посредством измерения тока якоря, то ячейка датчика тока выполняет функцию блока измерения момента. При этом вход ячейки датчика тока является и входом блока измерения момента, а выход — выходом блока измерения момента (фиг. 1 и фиг. 6).

Блок измерения момента привода содержит модулятор 93, вход которого соединен с шунтом 10, а выход присоединен к входу потенциального разделителя 94 (фиг. 6), выход 94 которого присоединен к вхолу усилителя 95, выход которого соединен с входом демодулятора 96. Выход демодулятора

96 соединен с входом выходного усилителя 97, выход которого соединен с резистором 12 на инвертирующ< и вхоле p(. i л ятора 13 момента и со вторым входом блока 8 измерения натяжения (фиг, 1 и фиг. 6).

Выход генератора 98 коммутирующего сигнала соединен со вторыми входами модулятора 93 и демодулятора 96 (фиг. 6!.

Устройство работает следующи м образом.

При подаче переменного напряжения на тиристорный преобразователь 1 (фиг. 1) начинается разгон электродвигателя 2 в соответствии с заданным натяжением и выбранным законом его регулирования.

Радиус намотки измеряется датчиком 5 числа слоев паковки (фиг. 1 и фиг. 3) и блоком 6 измерения радиуса паковки (фиг. 1 и фиг. 4). Напряжение, пропорциональное радиусу паковки, с выхода блока 6 измерения радиуса паковки подается На вход блока 8 измерения натяжения. На другой вход блока 8 подается напряжение, пропорциональное величине. момента электродвигателя, с выхода блока 11 измерения момента привода. Напряжение, пропорциональное натяжению, с выхода 8 блока измерения натяжения подается через резистор 21 на вход регулятора 19 натяжения с полярностью, противоположной полярности напряжения задания, снимаемого с потенциометра 16.

Поэтому ускорение электродвигателя 2 паковки 3 пропорционально отклонению действительного натяжения от заданного.

40, СЛЯ HO.1, Ч(и;(Я,+,(. I.>() <>,, ... (<, мотки паковки устро!1(1<)О НО <г«>(l(I водить намотку при постоянном (;>; я,+, >(Ни. при увеличении íàTÿæения H I,! Inioèм(>(Il ралиуса намотки и при уменью >Il

Выбор того или иного с <) <>6,! Il! 1! i !.it закона регулирования HàTHHKñ ния (>i(pi.t(,I)I ется в каждом случае кон кр 1111,1;IH виями

При намоткс паковки o ll<)(. I >ч >t t(I,I)1 тяжением, независимым От ради>(,> 11;(кон«(! в работе участвуют все блоки ) (г(>й Г I,I, за исключением блока 23 задания момснг;! привода. При этом nap(hлюча!(.!ь мож(! занимать любое положсttlt(, !(p(! 31 > н!гс.>ь

l7 замыкается, nep(h.!к>чат, и 2)!! !! 3 р;! < мыкаются, лвижок потенциомегр;! ?< ) ol;III;IH ливается в крайнес Н<>.I()?K(нис, о<Н lit(i>1(Г, я с общей точкой и имевT H).I(и >и Ilo

Поэтому сигнал OOp3Ttio)1 связи, прон<>рцн >

НаЛЬНЫй радИуеу Нач<>тhп, пос ту(1;IIOùtijj Ч(рез резистор 22 на вх(>1 рс! улит<>ра I

Выбор необ;олимot о It;1 (Hihс ния (ро(IH<) лится соответствую цей у(Ганонк<)й и;1!!ря,+,(ния задания п<>тен(tèoì(Tpo÷ Il. 6. I(h;I I.> за:1(1 ния натя жс Hия. hoT<)po(!Io.il!(Г(It « ()(<

За)(КН > ТЫ и n(РС K,I Í) > и ((1)>< > <)Р ?

Н3 вход реГ) . IHTop3 9 H?1 ГH?K(ННЯ, !()III 1 I (ИГН3,1 О1 Р li I!3 T(1 ЬH<)II <)()P;, I >«> lt (HH < И по натЯ жс ни к) и() T > II 3 (т (> Г 6). 1());;! ?< Il 1 1(p< ния натяжения о отриц;!тел(,н )и !«»>1( ностьк> через рсзис1ор 21 и;! 1< <>,i р< !,!)1 ра 19 натяжения (фи г. 1) <Р > »III 0<)II;Ii«i( сигна. 13 Отрипатсл(:ной (>6p;lit«,й вя натяжению осущсoTIIHH<.T(я с,!О I<>(lilt „бразом.

Блок 11 измс рения момент;1 !!р!(ь«>.;! строеH на ячейке л;ITHHh3 «>ка (фи(! ф и г. 6 1, с го в и х Ол ной с (1 и;1 л i(po i I(> p HI! O H IIII,l г(IH 2. 31ектроч(! Нитный )1<;1 I «HI Il(. >I

НОсТОЯ Н НО! О To KI выра кением .> 1 =- с.Ф(,, I!

I 1(С конструкгивныи hoэффи!(И< t 1 II(> стоянной величины. ма! нити! <1! и >т<>к, При неизменной Н<.,!ичи щ: B)h I H<> <6x rid

Л (. Н И Я М 3 Г Н И Т Н !>1 Й I «) T O K, 1 Н И (t I (. 1(I I I i (I (t i > I l (l I мого вoзбужления неи<мснсн, < Ф

= const Поэтом <.ol,t;I(.(«> (1 !<) (1(>!1 лиигателя npollopiii«)!13,!Hit току >ih<>p)!» н случае выхолной oигнал 6 loh(i 11 !(p(>(!

ЦИОНал(. H КЗК ТОК HKOPI T(! h Н XIO>l(ll i ) дви Гате.1я. 1131(pяжс ни(Ilo. (ож и Гс .(Н(! < >и («>лярности с выхола 61оК3 11. (!ро;(Ор,(1;<> нальное моментi этсктролвигаге.!и 2>, !«Нi,i ется на вхол 6,!Ока 8 н <моргни) . !(;! Г)I к(((l(H

На другой вхол б,!Ока 8 попас г(Я I!3 !рч жение 01рипательной нол)I()HO((и llj>oli< j>ill!< на.1 ьнос Р3, 111>, сi н(i м()1 kH II t K< > (Ihí (нь(хо)1(I

1627488

<>л(н;! 6 изм«р«ния радиуса паковки (фиг. 1 фиг. () . В блоке 6 п«ред началом нам«гки Оч«р«дной паковки потенциом«тром 60 у(tHH«âливает(я напряжение, пропорциоIE;I.IE,Il0«нычальщ>му радиусу паковки 3. К этому няпряжеHHIo в процессе намотки в усили-! (,и;)8 добавляется напряжение, пропорциональное приращению радиуса н«мотки. Поскольку 6лок 8 измерения натяжения no Tp0(>ll ны мн«кит«ль(н>-делит«льной яч«ЙК«, т« B tt(.ì происходит деление напряжения, пропорционального моменту электродвигат«ля 2, н;! напряж«ние, пропорцио!Гяльное радиусу пяковки 3. В результате ня выходе

6локы 8 нолучы«тся напряж«ние, tip(»topционыльное н,тяженик> длинномерного мат«риалы 4, намятывыел!ог0 на 113êîâêó 3. (lри положительной полярности tt;I!IpHж«ний нс! ВхО(3x . < и л и О(Рииы г(льнОЙ и;I вх«;!(х 6,н>к;1 l(,! tlия (фиг. )), ч Т« ил!««т м«сто и д;!Пном случае, н(>пряж«ни« HB в lx«;l(6.н>кы 8 6у;!(T им«ть отрицыт«льнуl«

I10.1 Я Р НО«1 Ь.

H с««т(г« I «TBHH с э Гим н3 ftx0;t«Р«ГУ.(Я— !

«ря !9 нытяж«ния Bx«:lll«H сигнал «lip«,1«OH(1 rl <)л 1 < 6 р ы и ч «(Kr ) l t с > ÷ м 0 Й

=- 1, (t, (2)

Гд(! !t> I!HIE PH iK«EIH«з«д;! н НЯ Пяти ж(ни и; (гыпря к«ни«, llðîlloðöèîныльMî«H

111 Ж (Н И Ю . (О! лы EI«(2) входи«(и lttpHiK(ние имеет НО<и>жит«льнуto н«лярн«сть относиг«л(ин> 06щ«Й т«чки, тык как /l t> ><), (.,).

В у ll I HT(. .1(> 20 BXO, 1НОЙ си ГН3,1 1 н< «с(1.(Ивы (тся и и ни«рти руе тся. Вы хо I H«ll си(tld.( р<>ГКГI SIT«pi! 1 .) II (тя ж«н и я и м (Рт Отри цат(. Ib нук> п«лярн(кть, является упрявляк)щим и ч«р(з p(. .<и, г«р 34 п«дя«тся ны инвертируloщий вх0,1 р«гуг!Яторя 13 мом«нтя привода.

) )с1 эГО1 iK(Bx«.I и(рез p(зи стор 12 п<1.13(. тсH (И(Нс!.1 II«, 10)K!IT(, 11>fl«Й ПО 1Я P НОСТИ (. ВЫХ«Д

Вых«;!Пой си!11, I регулятора 13 мом«нта прив«ды имеет ноложительнуK) Iloлярность, и BЛЯ<. ТСЯ У IIP3 ВЛ ЯК)1!(H М И 110!<1(.1«я 11<1 ВX«1

IHptI«T<>pf«>Io пр«06рызовят(ля l. Изменение вь(х«диого упрывляющ< го сигнала регулятор3 13 момен г;I прив< (ы яызыва«т соответствук>щие и.<м«!и IIHH угля регулирования (иристоров пре06ря:!«в;!Т«г!>! 1 (фиг. 1 и фиг. 2) .

Вследстви«этого изм(няются н()пряж«ни«, по:LB«1«ìî«к электродвигателю 2, его врацьающий момеHT и скор«сть вры!ц«ния ll<1ковки, 1 T;IK, что нятяжени«ос я«1«я н«изменным и равным заданному

В дынном слу гые регулятор 13 момента

IlPИВО.!Я ЯВЛЯ(. Т(Я ПО ЧЧИ IН ll Elf>f М IIO 0111«III«нию к регулятору 1!) Пя:яж«ния. (1ри и;1мотк«с л в(. I и 1«нн«ч H3THik(ни я в зависим<ити от рыдисы намотки закон р«гулировяния натяжения или скорость возрасГ«а

<П!МОтКИ Лг«таНЫВЛИВЯЕтСЯ ПОЛОЖЕНИЕМ А tl(реключателя 7 и движком потенциометра 9 (фиг. 1). При этом функциональная схема устройства остается такой же, как и при намотке с постоянным натяжением, но подключается еще один сигнал на входе регу !ятора 19. Напряжение положительной полярности, снимаемо«с пот«нциометря 9 !1 пропорциональное радиусу намотки, подается ч«р«з p(зистор 22 на вход р«гулят<>ра 19 натяжения. Процесс намотки заключается в !

О том, что натяжение 0Т нычальног0, задавасмого нотенциометром 16 (фиг. 1), увеличива«тся В функции радиуса намотки по закону, задаваемому пот«нциом«тром 9 B больш«й и IH л!еньш(и степени. В этом случае напряжени«на входе регулятора 19 натяж и ия Оп р«деляется à l l еоря и ч(ской суммой

СИ ГEld.lOВ

U<=- U>. -li +!)>, (3) где (!y, — н«пряженис задания н«чального натяжения пер и>! «с,!(!H пяк«вки, снимаемое с п<>генциом«тры (6; — напряжение, пропорционально«натяж«нию, подается 01 6локы 8 измер«ния натяжения;

НЯПРЯжЕНИ«, IIP«llr)PIIHOIIBЛЬНОЕ РЫ, I И >r С >> П Я К 0 В К И, 110 1 < «Г С и С О В ТО Р О Г ()

Н h I X 0; I 3 6 Л О К 3 (> И 3 Лl «р (I I И я р я д И Ъ (с!

ПЫКОВКИ.

ИЗ (3) ВИДНО, ЧтО PO(TOM РаДИУСЯ Ilr л(> гки ряс г«т, соответственно, и H;I llpHiK« ни(. ). !». ) lри BT«v сумма !Гыпряжс ний (! (30 + ) лв(личивается. ЗТО эквивал«нтно мвелич(никз напряжения задания натя кения В функции рядну «намотки, вследсTBH«ч«IO

X В«ЛИЧИВсl«!ХЯ НаТЯЖРНИС Д«1ИННОЛIЕРНОГО мс)T(pи fI k l t It И Р с<. < И У С сl Н а М ОТ К И ВО:< М«Ж I I f>I .I B 3 вариант(! построения фл нкционяльн«и «хемы ус!ройства. (lри первом варианте с«храня«тся функциональная схема предыду !ц«го (чнкоб«намотки с возрастанием натяжения в функции

40 радиуса, но переключат«ль 7 усTBнывливается в полож«ние В. В этом случае 1 31lpH жение «Tðèöятельной нолярlíêти пос1упа«г с первог«выходы блока 6 изм«р«ния радиусы паковки через п«реключыт«ль 7 ня

IIoT(нци«м«тр 9. (.. движка нотенциом«(ря .!

E I I I И (. I I Р О П О Р Ц И О Н !1 Ь E I < ) (> P а Д И Ir С X I f Яковки, постуll3«T через р«зистор 22 ня вход р«гулятора 19 натяжения. Н3 входе р«гуляторы 19 1!атяж«ния входной сигнал «lip«.!«ляется ялге6ряической (уммОЙ сигналов

50 ! . = 1.! — i — » . (4 )

Из (4) види(т, чзо «ростом радиуса намотки л xt(нысы«тся с««òâ«òñl венно сумма няпряж«ний ((!y - — (..(). что равщ>сильtl« уменьIï«ниK) нынряжения !я;!ания в функции ря

ДИУСЯ НЗМОтКИ, Вх.НДСтВИЕ ЧЕГО УМЕНЬШаЕтся натяжеllH(. длинномерного материя.13.

) lри н«обходим«к гн, fl;Iltрим«р, B (хлучяе к;! КОИ-л И 6» ll(H Ilp«!311«(. B сх(. ме, Yi«iK HO

1627488

Тиристорный преобразователь 1 (фиг. 1 и фиг. 2) работает следующим образоч.

Напряжение управления положительной полярности с выхода регулятора 13 момента привода поступает через эмиттерный повторитель 45 (фиг. 2) на вход системы 44 импульсно-фазового управления (СИФУ).

СИФУ 44 работает на принципе заряда конденсатора до напряжения пробоя порогового элемента. В момент сравнения напряжения выдается импульс управления на управляющие электроды тиристоров 39 и 40 (фиг. 2). Изменяя постоянную времени заряда конденсат<эра, можно регулировать фазу управляющих импульсов тиристоров 39 и 40 и, следовательно, величину выпрямленного напряжения, подаваемого на электродвигатель 2 (фиг. 1). Из схемы, изображенной на фиг. 2, видно, что тиристорный преобразователь 1 собран по однофазной мостовой схеме на тиристорах 39 и 40 и диодах 41 и 42. Для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения применяется сглаживающий дроссель 43 (фиг. 2).

9 легко перейти ко второму варианту построения функциональной схемы при намотке с уменьшением натяжения в функции радиуса намотки. При этом переключатель 17 размыкается, а переключатели 29 и 38 замыкаются (фиг. 1). Схема существенно упрощается, в работе остаются только блок 1 измерения момента привода, регулятор 13 момента и блок 23 задания момента (фиг. 1) .

Теперь устройство работает как ПИ-регулятор момента, поддерживая неизменной ве- 10 личину электромагнитного момента электродвигателя 2, т. е. М = const. Напряжение задания момента снимается с движка потенциометра 24 и подается на инвертор 26.

С выхода инвертора 26 напряжение задания

15 отрицательной полярности через замкнутый переключатель 29 подается через резистор 30 на вход регулятора 13 момента (фиг. 1).

С выхода блока 11 измерения момента привода напряжение положительной полярности и пропорциональное моменту элек- 20 тродвигателя 2 подается через резистор 12 на вход регулятора 13 момента, где алгебраически суммируется с напряжением задания момента, т. е.

Ь = — U -)-1!„, (5) где U„— напряженйе, пропорциональное мо25 менту электродвигателя 2.

Выходное напряжение положительной полярности регулятора 13 момента привода подается на вход преобразователя 1.

При намотке с ростом радиуса паковки натяжение уменьшается обратно пропорционально радиусу от некоторого начального значения в соответствии с выражением

М

Г= — )

R (6)

35 где R — радиус намотки шпули.

Датчик 5 числа сл(>сH пи ко<3<.)«фи < и фиг. 3) работает слсдук)щич обр;33<>ч

Винт 47 вращается в опорах 48 и 49 3 h.li> 3чика материала 4 посредствоч (3(l>«:ичи <>< отдельного электропривода или о> .<(к<р<> привода намоточного усгройстви l ll>l< «р<3щении винта 47 каретка 50 пср(ч< пгис« H по винту 47 и по напривлян)<ц(<< )! (фиг. 3), при этом одноврсчснно к,)р< I кой 50 перемещается материал 4 вдоль и;3ковки 3 (фиг. 1), в результате чего и прсизводится укладка с заданным шагом. llа каретке 50 с двух сторон установлены l)()стоянные магниты 52 и 53, а на неподвижных опорах 48 и 49 установлены магнитоуправляемые контакты 54 и 55 (фиг. 3).

По окончании намотки очередного слоя паковки 3 каретка занимает одно из крайних положений. Под действием магнитного поля постоянных магнитов 52 или 53 замыкаются соответственно магнитоупра вл яе мыс конта кты 54 или 55. При этом от источники постоянного напряжения на вход блока изчсрсния радиуса паковки 6 подается импульс напряжения положительной полярности.

При уходе каретки 50 из крайнего положения магнитоуправляемые контакты 54 и 55 размыкаются и импульс напряжения ни входе блока 6 снимается.

Коммутатор 56 (фиг. 4) воспринимис3 импульсы напряжения от датчика числа с 3()ев паковки 5 (фиг. 1 — фиг. 4). При замыки нии магнитоуправляемых контактов 54 или

55 в датчике 5 на выводах коммутит(>ри 56 появляется импульс напряжения.. ля огр;<ничения тока во входной цепи ко 4«13T;3тора 56, т. с. последовательно с ни ч, включен резистор 61.

Счетчик 57 числа слоев намотки (фи<. 4) является двенадцатиразрядным с разрсшающсй способностью, равной у= 2" — -1, (7) где n= 12 — число разрядов счетчика.

Исходя из (7), счетчик 57 по3(3<)лист (читать до 4095 импульсов или слоев намотки.

Вывод 14 микросхемы 62 является Hxo,T()÷ счетчика 57 (фиг. 4). Выводы 2 и 3 чикросхем 62 64 соединены вместе и через ризмыкающую кнопку 67 подключены и общсй точке. При нажатии на кнопку 67 цепь размыкается, что равносильно подаче H(3 ны«о ды 2 и 3 микросхем 62 — 64 сигнали высокого уровня. Это и обеспечивисT у THH()Hку нуля счетчика 57.

Схема счетчика 57 осугцествляст THH кс (реобразование и усиление информации, и<>ступающей в двоичном кодс от нспосрсдственно счетчика на чикросхечих 62 -64 в аналоговую соответствующего уровня (фиг. 4). Выводы 08, 09, 1! и 12 микросхем 62 — 64 подключены к двснидцитицифровым входныч выводач 8 — 19 LIA(l 65, как показано на фиг. 4. IIA(l 65 !>;3с« Н<Т;3« ни работх от двух источников ппт;>ния.

5В и 15В Ни фиг. 4 приведена охочи <ц>д1627488 клк>чения ЦАП 65 к источникам питания, выхолног<> суммирующего усилителя 66 и резисторов 71 и 74 для регулирования коэффициента преобразования ЦАП 65. Резистор

74 подключен к источнику опорного напряжения l » и выводу 38 ЦАП 65. Установкой движка резистора 74 при соответствующей величине опорного напряжения и сопротивлении резисторы 71 полу(ают необходимый шаг квантования, т. е. приращения выхолного напряжения при изменении входного ко,ч3 на единицу младшего разряда, и соответственно, максимальное значение выхо lfforo напряжения.

Выход счеTHèêà 57 числа слоев намотки в aíàло! овой форме представляется определенным уровнем напряжения положительной ш>лярности, пропорциональным числу слоев намотки на паковку 3.:)To напряжение поступаег через резистор 75 на инвертирую-! ций вхо.г суммирующего уси,!ителя 58. На этог же вход усилителя 58 пг>с!унас T через резистор 76 напря кенис положите,!»ной по. I ЯРнОсти с iloT(Ii!1»o хl<. тР3 ()О. 7 Bkf ж ком потенциометра 60 усстанавливает«я напряжение, соответствую!цее начальному значению радиуса паковки 3. В результате суMMHP O B 3 t l it Я X k(3. 1;1 I l t t t>I X t I it I I P SI )K C Н И И 11 (1 B >I Х О I ( усилителя 58 получается напряжение отрицательной пог!ярности,,) 113 выходе инвертора 59 — напряжение такой же величины, Ho IIo. fo>f1It гельной 110.1stptiooTH (фиг. 4), т. < . на нь(хо >11)х, с ил ит(..1(II 58 и o() иыс ем ()ны = 1,<,> +1 i, (8) гле V< — !!afipst кение, (хютветстнук)!цее ii;1I t)lI,tIOMÓ Знit К НИIO РЗЛИУС3 ПаЫ)В К И;

Нil !I PЯ Ж(. H И(., С(>OT B(. TСТBX !О 1ЦС (> II<З— рялковому номеру слоя намотки.

При эгом в н«1ча че намотки н(lн()яжс>ни(l!,=() и н,1 f>hkxo !(x <. H.)ит<..1cs)f 58 lt 59 F>>> ;1(>т прил гoòíoâaTt> голько напряжение

В процессе и Ix«>I k(kf с ростом числа слоев растет и напря,+, нис l, поступающее с вых О. 1 3 c H (> т ч и к 3 ) 1 и и с, 1 11 <., 1 o c B. В с О От в с Tcтвии с этим растс г сумма напряжений (8), ц м и контролирует< я рост ралиус3 намотки паковки ). Выхолн и Iiilllpaa((блока 6

H;IMep< ни я ради >, (1 и;1(Овки НО.111(тс я на вход блока 8 изм<. рения натяжения и к рез переключате. )ь 7 и потеtilt!Ioм< гр 9 на вход регулятора 19 натя кения

Ь.!Ок 8 ItaMep< Ilk!st натяж< ния по IBoaste) производи (ь вычис,ц ние результата операции умножения и деления Bx(> ltll I x ана 10гов(!х сиг>(алов. Baланных в виде 1(апряжений (. „1 „и l. в соответ TBHH с выражением

l! .. = — KL!,(.i„/1 i.. (9)

П»инцип 1)с p(множения Bx(!jlH»lx сигна

ЛОВ (!, И 1),, <>СНОВаН На ВЫЛ(ЛЕНИИ СрЕЛНЕЙ с<>с I,IB, isfK>i.t(II: с РеMc fllioi напРЯжениЯ НРЯмоу го. I t>il»H (1!op MI>l, которое формируется по

;!м!!литу,сс It;!I!ps!a((!III(M l „, a;lчитс.ть1!О с T H н;1 и Р Я,+, (k I !1 (. >>! (,, j (. 1 < н и (О <, 11 1(с т— вляется в результате изменения коэффициента усиления в канале формир(>вания по длительности под действием сигнала V,, Стабилизированное напряжение U. устанавчивается равным 1ОВ, а общий коэффициент К=0,1 передачи ячейки. В этом случае согласно (9) напряжение на выходе блока 8 измерения будет равно (. "=1.1„/V (10) где )„— напряжение. поступающее с выхода блока 11 измерения момента привода и пропорциональное моменту электродвигателя 2;

V, — напряжение, поступающее с выхода блока 6 измерения радиуса

15 и пропорциональное радиусу iaковки 3.

Таким образом, напряжение на выходе блока 8 будет пропорционально натяжению в соответствии с соотно)пением

М

Принцип работы блока 8 измерения натяженияя состоит в сг!е <(х юнге м.

Если на вход подано напряжение V, положительной полярности и электроннь(е ключи 83 и 84, управляемые выходным напряжением комнаратора 86, разомкнуты, I)оскольку выходное напряжение в этом случае

oTpHI(3Te;lbное. При () „=() под воздействием .>О напряжения U,, поступаю(Него через резистор 87, выходное напряжение интегратора 85 начинает линейно во вреM(íè возрастать в сторону отрицательной полярности. В некоторый момент времени выхо,líîé сигнал инTE ãp3òîðà 85 сравнив; ется по действию г входным сигналом 11,, поступак)щим через резистор 89, и компаратор 86 изменит свое состояние, на его выходе появится напряжение положительной п(глярности и электронные ключи 83 и 84 замкнутся.

С этого момента времени на интегра40 тор 85 и компаратор 86 подклк>чаются дополнительные входы соответстненно через электронные ключи 88 и 84, коэффициент передачи по которым в лва раза больше.

Поскольку через эти лоп(>лни!ельныс входы поступает сигнал (>, с Отрицательной полярностью через инвертор 82, то производнзя выходного напряжения интегратора 85 меняет знак, и выход 85 начинает увеличиваться в сторону положительной полярПри 3ToM HBMBHH(.TOH и 11о.тярность порога переключения компаратора 86, который вновь срабатывает по достижении выходным напряжением интегратора 85 этого

»opora. Далее цикл повторяется.

В результате на выхоле интегратора 85 формируется пилообразное напряжение, OHM55 метричное относите. )ьно нуля и с одинаковоЙ крутизной, а на выходе компаратора 86 - — прямоугольные ра(нополярные имIlóëüoû o скважност)к>, равной двум.

1627488

1 4

При наличии входного сигнала !)„ в зависимости от его полярности изменяются значения положительной и отрицательной производных выходного напряжения интегратора 85. При этом пропорционально U, изменяется длительность положительных и отрицательных импульсов на выходе компаратора 86.

Напряжение (/, подается через электронный ключ 90 на вход усилителя 19, выходное напряжение которого представляет собой импульсы положительной или отрицательной полярности в зависимости от знака напряжения U, с амплитудой, пропорциональной U Скважность этих импульсов определяется режимом работы электронного ключа 90, управляемого выходным напряжением компаратора 86. Выходное напряжение фильтруется и поступает на вход выходного усйлителя 92, одновременно выполняющего роль активного фильтра. С выхода напряжение отрицательной полярности и пропорциональное натяжению, поступает через резистор 21 на вход регулятора 19 натяжения (фиг. 1 и фиг. 5).

Блок 11 измерения момента (фиг. 1 и фиг. 6) привода предназначен для усиления напряжения, снимаемого с шунта 10 и пропорционального току якоря и моменту электродвигателя 2 и для гальванического разделения цепей якоря и устройства для регулирования натяжения. Вход блока 1 измерения момента привода является входом ячейки датчика тока, а выход выходом ячейки датчика тока (фиг. 1 и фиг. 6).

Входной сигнал поступает с шунта 10 на модулятор 93 (фиг. 6), с выхода которого напряжение прямоугольной формы через потенциальный разделитель 94 поступает на усилитель 95.

Усиленное напряжение подается на демодулятор 96, с выхода которого сигнал поступает на выходной усилитель 97. Генератор 98 коммутирующего сигнала управляет работой модулятора 93 и демодулятора 96 (фиг. 6). С выхода усилителя 97 напряжение, пропорциональное току якоря и соответственно электромагнитному моменту электродвигателя 2, подается на вход регулятора 13 момента и на вход блока 8 измерения натяжения (фиг..) и фиг. 6).

Фг>рмули излбр(l(на, 1. Устройство для регулиров;)ния Ilз I>I к< ния при намотке длинномернoго м,) «рll,)л,l, содержащее блок управления lip)3)3(>,i(> i ковки, блок измерения радиуса паконки, <>л< 3 измерения и задания и регулятор нагя.к< ния длинномерного материала, охн(3 3(нный обратной связью, дополнительный з;),ч.;) I чик натяжения длинномерного л((3тер)(а I;I и Il(. рсключатели, отличающееся тем, что, с цельк) расширения технологи чески х возмож носч ей, оно дополнительно имеет датчик числа слоев паковки, блок измерения натяжения и первым входом связанный с HI(vl регулятор момента привода, а также блок задания момента привода, причем блок измерения p;Iдиуса паковки входом соединен с выхо 3оч датчика числа слоев паковки, первым выходом связан с первым входом блока 33зл(е)ч<ния натяжения длинномерногo материала и замыкающим контактом первого (3«рек«)к) I;I теля, а вторым выходом с размыкак> щим контактом первого переключателя, выход которого связан через дополнит«льны). задатчик натяжения — — с первым н;о: ) 3 регулятора натяжения длинномеpli()l() м;« риала, второй вход которого соединен «ны ходом блока измерения натяжения,;l третий вход через второй переключатель " ьч (х<) дом блока задания натяжения, выход 63<>h;3 задания момента привода сое 333нен ч«р«.3 тр тий переключатель с вторым входом р«гу,i iтора момента привода, третий вход когор< (<) связан с выходом регулятора 33атяжс IIIIH, )6ратная связь которого 33(II), нтиpol)i) II;«l(«ц ртым пер«клк)<(атее(ем, при этом выход 6.loh;l измерения момента привода соединен с вт<)рым входом блока из мер(333(я 33,)òÿæ< ни я длинномерного материала, а вь)хо.3 р«гулятора момента привода «B)3çàí с в одом 61<)h;I

% I3ðàâ ÷å HI(ÿ при водом.

2. Устройство по и. 1, оТ.ø÷àêíö(< (÷ гем, что блок измерения радиуса I(ah<)I)h««<),3< ржит задатчик начального радиус 3 пак >яки и последонател hi(o со«ли)3<. и и ьц о II T() a. 3(кгронный коммутатор, счетчик, сумм)Зрею)33)333 усилитель и инвертор, прич«м вход <н)т< электронного коммутатора является I)v).I<>.3 блока измерения радиуса II3hol3hli, 33)<) 3 уммирующего усилителя дополните,(ьно «I)я 3;)н с выходом задатчика начальliol о р;)д)3 «;3 паковки, а его выход является II«pl)II I выходом блока измерения радиуса ll;Iho<3hll. вторым BhlxoJом которо(о явля«тся вых<; i инвертора.

1627488

1627488

1627488

l627488

ВНИИПИ Государственного комитета цо изобретениям и открытиим цри ГК11 Г ((:(:Р

I 13035, Москва, Ж 35, Рауцдская наГ>, д 4(5

Г1роизводственно-издательский комбинат «Патент», г. У кгород, у.>. Гагарина, I 0 I

Редактор А. Ренин

Заказ 313 (д>ставите.ц Б Ьь>конский

Техред А Кравчук Коррек>ор Т Малец

Тираж 342 По;(писнос